JP2006223635A

JP2006223635A - 居眠り運転検出装置及び居眠り運転検出方法

Info

Publication number: JP2006223635A
Application number: JP2005042121A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Hakata; 浩博田
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2005-02-18
Filing date: 2005-02-18
Publication date: 2006-08-31

Abstract

【課題】生体状態の計測の処理負担が少なく安価に、しかも、生体状態の計測に伴う不快感をドライバに極力与えることなく、運転操作状態と生体状態とからドライバの居眠り状態を検出する。
【解決手段】操作状態監視手段５によるドライバ６の運転操作状態の監視結果に基き、ドライバ６が無動作状態であると動作状態判別手段８１が判別した場合にのみ、血圧計９を起動してドライバ６の生体状態を計測し、この計測結果に基く居眠り状態判別手段８２の判別により、ドライバ６の居眠り状態を検出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ドライバの居眠り状態を検出する居眠り運転検出装置及び居眠り運転検出方法に関する。

従来、ドライバが居眠り状態に陥って無意識状態で運転することを防止するため、ドライバの生体状態の検出と、車両挙動変化（換言すれば運転操作状態）の検出とを組み合わせてドライバの居眠り運転を検出することが提案されている。

この従来提案の居眠り運転の検出は、生体変化の検出信号である心拍の検出信号が基準値を超えたときから所定時間内に、車両挙動変化の検出信号である操舵角変化の低周波数の検出信号が基準値を超えるとことから、ドライバが居眠り状態であると判定して行なわれる（例えば、特許文献１参照。）。

特開平１０−３２９５７４号公報（段落［０００５］、［００２３］、図１、図４）

前記従来提案（特許文献１記載）の居眠り運転の検出では、ドライバの生体状態を常時計測して検出するため、検出の必要がない正常な覚醒運転中にも前記の心拍の計測処理や計測結果と基準値の比較処理等をくり返し行なう必要があり、生体状態の計測の処理負担が多く、処理能力の高いマイクロコンピュータ等が必要になって装置が高価になる問題がある。

また、心拍の計測をオシロメトリック法の血圧計測等で行なう場合は、運転中にカフ圧上昇の加圧とカフ圧減圧の放圧とが常時くり返されるため、ドライバに不快感を与えるだけでなく、運転操作に差し障るおそれもある。

本発明は、生体状態の計測の処理負担が少なく安価に、しかも、生体状態の計測に伴う不快感をドライバに極力与えることなく、運転操作状態と生体状態の判別に基いてドライバの居眠り状態を検出することを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明の居眠り運転検出装置は、ドライバの運転操作状態を監視する操作状態監視手段と、前記操作状態監視手段の監視結果に基いて前記ドライバが無動作状態であるか否かを判別する動作状態判別手段と、前記動作状態判別手段が前記無動作状態であると判別した場合に起動され、前記ドライバの生体状態の計測を開始する生体状態計測手段と、前記生体状態計測手段の計測結果に基いて前記ドライバが居眠り状態であるか否かを判別する居眠り状態判別手段とを備えたことを特徴としている（請求項１）。

また、本発明の居眠り運転検出装置は、前記の生体状態計測手段が、生体状態計測中のドライバの無動作状態から動作状態への変化により計測を停止する機能を備えたことも特徴としている（請求項２）。

つぎに、本発明の居眠り運転検出方法は、ドライバの運転操作状態を監視し、該監視の結果に基いて前記ドライバが無動作状態であるか否かを判別し、前記無動作状態であると判別した場合に前記ドライバの生体状態の計測を開始し、前記生体状態の計測結果に基いて前記ドライバが居眠り状態であるか否かを判別することを特徴としている（請求項３）。

まず、請求項１、３の構成によれば、ドライバの運転操作状態の監視により、ドライバが無動作状態であると判別した場合にのみ、ドライバの生体状態を計測してドライバが居眠り状態であるか否かを判別するため、検出の必要がない正常な覚醒運転中にはドライバの生体状態の計測が行われず、生体状態の計測処理の負担が少なく、処理能力の高いマイクロコンピュータ等が不要で安価であり、その上、生体状態の計測をオシロメトリック法の血圧計測等で行なう場合等に、カフ圧上昇の加圧とカフ圧減圧の放圧とが、ドライバが無動作状態であると判別した場合にのみ行なわれ、ドライバに不快感を与えることがほとんどなく、運転操作に差し障るおそれもない。

したがって、生体状態の計測処理の負担が少なく安価に、しかも、極力、ドライバに不快感を与えることがなく、運転操作に差し障ることもなく、ドライバの居眠り状態を検出することができる。

また、請求項２の構成によれば、ドライバの無動作状態の判別によってドライバの生体状態の計測を開始しても、その計測中にドライバが覚醒して無動作状態から動作状態に戻ると、生体状態の計測を中止することができ、計測ミス等の発生を防止して居眠り運転の検出精度の向上を図ることができるとともに、無駄な計測処理が行われないことから計測処理負担を一層軽減することができる。

つぎに、本発明をより詳細に説明するため、その一実施形態について、図１〜図５にしたがって詳述する。

図１は自車（車両）１に搭載された居眠り運転検出装置のブロック図、図２は図１の動作説明用のフローチャート、図３は計測血圧の脈波（心拍）の波形図、図４の（ａ）及び（ｂ）は覚醒運転状態時（正常時）及び居眠り運転状態時の心拍間隔の変化の説明図、図５は心拍間隔の分散からの居眠り状態判別の説明図である。

図１において、２、３、４は操作状態監視手段５を形成する舵角センサ、アクセルセンサ、ブレーキセンサであり、舵角センサ２はドライバ６のハンドル７の操作（操舵操作）に基く舵角の信号を出力し、アクセルセンサ３、ブレーキセンサ４はドライバ６の加速操作（アクセルペダル操作）、減速操作（ブレーキ操作）に応じた信号を出力し、ドライバ６の運転操作を監視する。

８はマイクロコンピュータによって形成された居眠り運転検出の演算処理装置であり、後述する動作状態判別手段８２、居眠り状態判別手段８３を形成する。

９は生体状態計測手段を形成する血圧計であり、一般的なオシロメトリック法の血圧測定方式の手首加圧式血圧計からなり、カフがドライバ６の手首に巻きつけられて運転中のドライバに装着される。

そして、例えば自車１の始動（エンジンスタート）により、演算処理装置８は予め設定された居眠り運転検出のプログラムを実行し、そのソフトウエア処理によって、つぎに説明する動作状態判別手段８１、居眠り状態判別手段８２を形成する。

（ａ）動作状態判別手段８１
この判別手段８１は、例えば車輪速センサ（図示せず）から検出される自車１の走行中に、操作状態監視手段５の監視結果の各センサ２〜４の信号に基いてドライバ６が無動作状態であるか否かを判別する手段であり、具体的には、舵角センサ２の信号が一定時間無変化せず、かつ、アクセルセンサ３、ブレーキセンサ４の信号も変化しないときに、いわゆる単調運転状態とみなしてドライバ６が無動作状態であると判別し、血圧計測開始の起動指令の有線または無線の信号を出力する。

さらに、この実施形態の場合、判別手段８１は、ドライバ６が無動作状態であると判別した後、タイマ動作等によって設定された一定時間を計時し、この一定時間内の血圧計９の計測中に、センサ２〜４の信号によってドライバ６の無動作状態から動作状態への変化を検出すると、計測停止指令の有線または無線の信号を血圧計９に出力する。

（ｂ）居眠り状態判別手段８２
この判別手段８２は、生体状態計測手段である血圧計９の計測結果に基いてドライバ６が居眠り状態であるか否かを判別する手段であり、具体的には、血圧計９の一定期間の脈波の計測結果からドライバ６の心拍周期を検出し、そのばらつき（分散）の大きさからドライバ６が居眠り状態であるか否かを判別し、居眠り状態の判別時、警報・制御の指令としての居眠り判別出力の信号を出力する。

つぎに、ドライバ６に装着された血圧計９について説明すると、この血圧計９は電池式であり、例えば、動作状態判別手段８１の血圧計測開始の起動指令の有線または無線の信号入力（信号受信）によって起動されると、内部のマイクロコンピュータ等が動作し、ドライバ６の血圧計測（生体状態の計測）を開始する。

そして、周知のオシロメトリック法の電子血圧測定と同様、バイブレータが動作してドライバ６の手首のカフを加圧し、カフが所定の加圧状態になると、バイブレータを停止し、カフを徐々に放圧して減圧し、この減圧中に血圧計９内の圧力センサ等により、図３に示すようなパルス列波形の脈波（圧脈波）Ｗをドライバ６の心拍として計測する。

さらに、計測した脈波Ｗの信号を計測結果の信号として居眠り判別手段８２に出力し、計測を終了する。なお、計測中に前記の計測停止指令の信号が入力（受信）すると、直ちに計測を中止する。

以上の構成に基き、この居眠り運転検出装置は、自車１の走行中等に、図２のフローチャートに示すように動作し、まず、ステップＳ１、Ｓ２のループにより、動作状態判別手段８１が各センサ２〜４の信号に基いて、ドライバ６が無動作状態であるか否かの判別をくり返す。

そして、ドライバ６が無動作状態であると判別した場合に、動作状態判別手段８１が血圧計測開始の起動指令の信号を出力し、図２のステップＳ２からステップＳ３に移行して血圧計９が血圧計測を開始し、ステップＳ４、Ｓ５のループ処理が行なわれる間に、血圧計９がオシロメトリック法の血圧計測によって前記の脈波Ｗを計測する。

なお、この血圧計測中に動作状態判別手段８１が計測停止指令の信号を出力すると、図２のステップＳ４からステップＳ６に移行し、血圧計９が計測を停止してステップＳ１の処理に戻る。

一方、血圧計９の血圧計測が終了し、図２のステップＳ５からステップＳ７に移行すると、血圧計９の前記の一定期間の脈波Ｗの計測結果の信号が居眠り状態判別手段８２に取り込まれ、ステップＳ８により、居眠り状態判別手段８２が動作してドライバ６が居眠り状態であるか否かを判別する。

ところで、居眠り状態判別手段８２に取り込まれる脈波Ｗの前記の一定期間は、ドライバ６の居眠りによる心拍変化が確実に捉えられるように、例えば、ほぼカフ圧が最高血圧の測定圧から最低血圧の測定圧に変化する間の適当な期間であり、この期間は検出の精度、速度等を考慮して設定され、実施形態の場合、例えば図３の「Ｒ波」と呼ばれるパルスピークが最初の第０番＃０から第１０番＃１０までの計１１個得られる期間、換言すれば、後述の心拍間隔ＲＲＩが１０個求まる期間に設定される。

そして、前記の血圧計９の血圧計測は、通常の血圧測定のようにカフ圧が放圧するまで待って終了してもよいが、無駄な計測を省いて居眠り状態を迅速に検出するため、この実施例においては、例えば血圧計９に前記「Ｒ波」の計数機能を設ける等して「Ｒ波」が１１個得られた時点で、換言すれば、１０秒（１０［ｓ］）程度の極めて短時間で終了する。

そのため、血圧計測の時間が短く、極力ドライバに不快感を与えないようにすることができ、また、この血圧計測によってはドライバ６の気が散らず、血圧計測が運転に差し障ることもない。

その上、血圧計９の加圧動作時のバイブレータ振動やカフの加圧がドライバ６に刺激
を与えて覚醒を促し、前記の血圧計測が居眠り運転の防止効果等も発揮する。

つぎに、計測された隣り合う「Ｒ波」の間隔がドライバ６の心拍間隔ＲＲＩ（Ｒ−ＲＩｎｔｅｒｖａｌ）であり、この心拍間隔ＲＲＩは、ドライバ６が覚醒状態で運転する正常時には、例えば図４の（ａ）に示すように変動が少なくほぼ一定であるが、居眠り運転時には、同図の（ｂ）に示すように変動が大きくなって大きな振幅で脈動変化する。

なお、図４の（ａ）、（ｂ）においては、各菱形印α（１）、…、α（１０）、…が１番目から順の各心拍間隔ＲＲＩの測定値を示し、縦軸方向が心拍間隔ＲＲＩである。

そして、居眠り状態判別手段８２は図２のステップＳ８において、第０番からの１１個の「Ｒ波」につき、隣り合う「Ｒ波」間の時間差から１０個の心拍間隔ＲＲＩを求めると、これらの心拍間隔ＲＲＩを居眠り判定に用いてその変動（ばらつき）を判定指標とするため、心拍間隔ＲＲＩの変動を示すＲＲＩ分散ＲＲＶ（Ｒ−ＲＶａｒｉａｔｉｏｎ）を、つぎの数１の分散式の演算から求める。なお、式中のＲＲＩ^＊は心拍間隔ＲＲＩの平均値、ＲＲＩ_ｉはｉ番目の心拍間隔ＲＲＩであり、ｎはここでは１０である。

このようにして求められたＲＲＩ分散ＲＲＶは、例えば図５に示すように、正常時には０．０００２程度で図中の菱形印β（正常）のように極めて小さいが、居眠り時には図中の菱形印β（居眠り）のように正常時に比して十分に大きな０．００５程度になり、眠気が深まっても小さくなることはない。

そして、居眠り状態判別手段８２に、正常時のＲＲＩ分散ＲＲＶより大きく、居眠り時のＲＲＩ分散ＲＲＶより小さい、適当な大きさの判別しきい値が設定され、ＲＲＩ分散ＲＲＶが求まると、居眠り状態判別手段８２は、求められたＲＲＩ分散ＲＲＶとその判別しきい値とを比較してドライバ６が居眠り状態か否かを判別し、求められたＲＲＩ分散ＲＲＶが判別しきい値より大きくなり、ドライバ６が居眠り状態であると判別した場合に、ステップＳ８からステップＳ９を介してステップＳ１０に移行し、居眠り判別出力を発生し、ドライバ６の居眠り運転を検出する。

したがって、この実施形態の場合、ドライバ６が無動作状態であると動作状態判別手段８１が判別した場合にのみ、血圧計９により血圧計測を実施してドライバ６の生体状態を計測し、その計測結果から、ドライバ６が居眠り状態であるか否かを判別することができる。

この場合、検出の必要がない正常な覚醒運転中にはドライバ６の生体状態の計測が行われず、演算処理装置８の生体状態の計測処理負担が少なく、処理能力の高いマイクロコンピュータ等が不要で安価である。

その上、生体状態の計測がオシロメトリック法の血圧計測で行なわれ、そのカフ圧上昇の加圧とカフ圧減圧の放圧とが、ドライバが無動作状態であると判別した場合にのみ行なわれるため、ドライバ６に不快感を与えることがほとんどなく、運転操作に差し障るおそれもなく、前記加圧のバイブレータ振動がドライバ６に覚醒の刺激を与える利点もある。

そのため、生体状態の計測処理の負担が少なく安価な構成で、極力、ドライバ６に不快感を与えることがなく、運転操作に差し障ることもないようにして、ドライバ６の居眠り状態を検出することができ、その上、ドライバ６に覚醒の刺激を与えることもできる、新規な居眠り運転検出装置及び居眠り運転検出方法を提供することができる。

さらに、血圧計測中にドライバ６が操舵、制動、加速等の運転操作を行なうと、直ちに血圧測定が停止されるため、計測ミス等の発生を防止して居眠り運転の検出精度の向上を図ることができるとともに、無駄な計測処理が行われないことから計測処理負担を一層軽減することができる。

また、血圧計９が無線式の場合は、コードが絡まる等の問題がなく、取り扱い等が容易で運転の邪魔になったりすることもない利点がある。

ところで、居眠り状態判別手段８２が発生した居眠り判別出力により、自車１の警報手段を作動したり、ドライバ６のシートを振動させたり、その他の居眠り防止の機器、器具等を作動したりして、ドライバ６に覚醒を促すことができ、さらに、求められたＲＲＩ分散ＲＲＶが異常に大きいような場合には、ドライバ６が急な体調不良で運転困難な状態になっていると判断し、自車１を自動的に制動停止したり、救護所や道路管理者等に緊急通報を自動発信等することもできる。

そして、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。

例えば、操作状態監視手段５はドライバ６の運転操作状態（無動作状態）を検出できる構成であればよく、舵角センサ２、アクセルセンサ３、ブレーキセンサ４の構成に限られるものでなく、ヨーレートセンサ等を加えた構成、あるいは、舵角センサ２、アクセルセンサ３、ブレーキセンサ４の構成と異なるセンサ構成であってもよいのは勿論である。

また、生体状態計測手段は血圧計９に限られるものでなく、トノメトリ法の手首加圧式血圧計等であってもよく、トノメトリ法の血圧計の場合は、オシロメトリック法の血圧計９等より高価になるが、血圧性変動のうねり等の計測も行え、ドライバ６の生体状態の精度の高い計測が行える利点がある。

さらに、生体状態計測手段は、ドライバ６の手首に装着する前記の手首加圧式血圧計に限られるものでなく、ドライバ６の種々の部位に装着等する種々の血圧計であってもよく、心拍計、心電計や、皮膚温度、脳波、目の状態等のドライバ６の種々の生体状態を計測する１または複数個の計測器であってよいのも勿論である。

ところで、自車１の装備部品数を少なくするため、例えば図１の各センサ２、３、４等を他の制御のセンサに兼用する場合にも適用することができる。

この発明の一実施形態のブロック図である。図１の動作説明用のフローチャートである。計測血圧の脈波（心拍）の波形図である。（ａ）、（ｂ）は正常時、居眠り時の心拍間隔の変化の説明図である。心拍間隔の分散からの居眠り状態判別の説明図である。

符号の説明

１自車
５操作状態監視手段
６ドライバ
８１動作状態判別手段
８２居眠り判別手段
９血圧計

Claims

ドライバの運転操作状態を監視する操作状態監視手段と、
前記操作状態監視手段の監視結果に基いて前記ドライバが無動作状態であるか否かを判別する動作状態判別手段と、
前記動作状態判別手段が前記無動作状態であると判別した場合に起動され、前記ドライバの生体状態の計測を開始する生体状態計測手段と、
前記生体状態計測手段の計測結果に基いて前記ドライバが居眠り状態であるか否かを判別する居眠り状態判別手段とを備えたことを特徴とする居眠り運転検出装置。
請求項１記載の居眠り運転検出装置において、
生体状態計測出手段が、生体状態計測中のドライバの無動作状態から動作状態への変化により計測を停止する機能を備えたことを特徴とする居眠り運転検出装置。
ドライバの運転操作状態を監視し、
該監視の結果に基いて前記ドライバが無動作状態であるか否かを判別し、
前記無動作状態であると判別した場合に前記ドライバの生体状態の計測を開始し、
前記生体状態の計測結果に基いて前記ドライバが居眠り状態であるか否かを判別することを特徴とする居眠り運転検出方法。