JP2007038772A - 速度制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 運転手の認識情報と視線情報を取得し、運転手の無意識の判断により車両の速度を的確な状態にすることのできる速度制御装置を提供する。
【解決手段】 運転手の脳波情報を取得する入力信号取得手段２と前記入力信号取得手段２より得られた入力信号をもとに、運転手２０の脳波及びナビゲーションシステムのデータベースより自車位置の近辺に信号機があるかを検索し、近くの信号機の有無の判断結果から赤い信号機を認識したか否かを判断し、運転手の視線を取得する視線取得手段４と、前記視線取得手段４より得られた画像をもとに運転手の視線の向きから運転手が前方を見ている否かを判断し、速度を制御する速度制御判定手段１４を設けることにより、車両の速度を的確な状態にする効果を有する速度制御装置を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両運転者の脳波状態を判断し、車両の速度制御を行う速度制御装置に関するものである。

従来、運転手の脳の認識状態(赤い光の認識等)がいかなる状態においても、車両の速度を制御することは運転手の判断によって行われているため、運転手が赤信号や前の車のブレーキランプを認識していても速度を出しすぎてしまう交通事故が多く報告されている。このような問題を解決するために、例えば、運転手の脳波状態を検出し運転手の操作内容を特定し、その操作内容を補助することができるものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−１５２００２号公報

しかしながら、従来の車両制御においては、運転手が車両の速度を調整しようという意思がない限り速度の制御を行うものではなく、運転手に注意を促すものであった。

そこで、本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、運転手の脳波状態をもとに、車両の速度を的確な状態にすることのできる速度制御装置を提供することを目的とする。

本発明の速度制御装置は、運転手の頭に装着したヘッドセットより、運転手の脳波情報を取得する入力信号取得手段と、脳波信号とそれ以外の信号とに分解する信号分解手段と、前記脳波信号と定常状態の運転手の赤い光に誘発された脳波信号とを比較し、運転手の前方の信号機が赤であることを認識したか否かを判定する脳波認識状態判定手段と、運転手の視線及び顔の向きを検知し運転手が前方を見ているか否かを判断する視線判定手段と、前記脳波認識状態判定手段及び前記視線判定手段の判定結果から運転手が前方の信号機が赤色であると認識したと判定すると共に自車の速度を制御する速度制御判定手段を具備した構成を有している。

本発明の速度制御装置によれば、入力信号取得手段により得られた運転手の脳波、及びナビゲーションシステムの自車位置近辺に信号機が存在するという検索結果より運転手が信号機が赤であると認識したと判断することができ、また、視線取得手段より得られた運転手の黒目の情報より運転手が前方を見ていると判断することができ、前記の両判断結果より運転手が前方の信号機が赤であると認識したと判断でき、その判断結果をもとに車両の速度を的確な状態にすることができる。

また、本発明の速度制御装置は、ナビゲーション機能を備え、このナビゲーション機能に用いる地図データから自車位置近辺に信号機の有無を検索し、前記脳波認識状態判定手段及び前記視線判定手段の判定結果に基いて速度制御判定手段を動作させる構成を有している。

本発明の速度制御装置によれば、入力信号取得手段により得られた運転手の脳波、及びナビゲーションシステムの自車位置近辺に信号機が存在するという検索結果より運転手が
信号機が赤であると認識したと判断することができ、また、視線取得手段より得られた運転手の黒目の情報より運転手が前方を見ていると判断することができ、前記の両判断結果より運転手が前方の信号機が赤であると認識したと判断でき、その判断結果をもとに車両の速度を的確な状態にすることができる。

また、本発明の速度制御装置の前記速度制御判定手段は、前記自車の速度を一定の割合または一定値で減速させるように構成されている。

本発明の速度制御装置によれば、入力信号取得手段により得られた運転手の脳波及びナビゲーションシステムの自車位置近辺に信号機が存在するという検索結果より運転手が信号機が赤であると認識したと判断することができ、また、視線取得手段より得られた運転手の黒目の情報より運転手が前方を見ていると判断することができ、前記の両判断結果より運転手が前方の信号機が赤であると認識したと判断でき、その判断結果をもとに、自車の速度を自動的に速度を一定の割合または一定値で減速させて車両の速度を的確な状態にすることができる。

また、本発明の速度制御装置の前記速度制御判定手段は、前記自車のブレーキを作動させて減速するように構成されている。

本発明の速度制御装置によれば、本発明の速度制御装置によれば、入力信号取得手段により得られた運転手の脳波及びナビゲーションシステムの自車位置近辺に信号機が存在するという検索結果より運転手が信号機が赤であると認識したと判断することができ、また、視線取得手段より得られた運転手の黒目の情報より運転手が前方を見ていると判断することができ、前記の両判断結果より運転手が前方の信号機が赤であると認識したと判断でき、その判断結果をもとに、ブレーキをかけることができ、車両の速度を的確な状態にすることができる。

また、本発明の速度制御装置の前記速度制御判定手段は、前記自車のアクセルをはなし減速するように構成されている。

本発明の速度制御装置によれば、入力信号取得手段により得られた運転手の脳波及びナビゲーションシステムの自車位置近辺に信号機が存在するという検索結果より運転手が信号機が赤であると認識したと判断することができ、また、視線取得手段より得られた運転手の黒目の情報より運転手が前方を見ていると判断することができ、前記の両判断結果より運転手が前方の信号機が赤であると認識したと判断でき、その判断結果をもとに、アクセルをはなす（開放させる）ことができ、車両の速度を的確な状態にすることができる。

さらに、本発明の速度制御装置の前記入力信号取得手段は、前記ヘッドセットと速度制御手段との入力信号を無線通信で行うように構成されている。

本発明の速度制御装置によれば、前記ヘッドセットと速度制御手段との入力信号を無線通信で行うように構成することで、配線等の手間が必要なく簡単に運転手が利用することができる。

また、本発明の速度制御装置の前記入力信号取得手段は、速度制御手段へ入力信号を送信する際に無線通信で行うように構成されている。

本発明の速度制御装置によれば、速度制御手段へ入力信号を送信する際に無線通信を用いることで、配線等の手間が必要なく簡単に運転手が利用することができる。

本発明の速度制御装置は、運転手の脳波情報を取得する入力信号取得手段と前記入力信号取得手段より得られた入力信号をもとに、運転手の脳波及びナビゲーションシステムのデータベースより自車位置の近辺に信号機があるかを検索し、近くの信号機の有無の判断結果から赤い信号機を認識したか否かを判断し、運転手の視線を取得する視線取得手段と、前記視線取得手段より得られた画像をもとに運転手の視線の向きから運転手が前方を見ている否かを判断し、速度を制御する速度制御判定手段を設けることにより、車両の速度を的確な状態にする効果を有する速度制御装置を提供することができる。

以下、本発明の一実施の形態の速度制御装置について、図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態の速度制御装置を構成を示すブロック図である。

図１に示すように、速度制御装置１は、入力信号を取得する入力信号取得手段２と速度を制御する速度制御手段３と運転手の視線を取得する視線取得手段４とで構成されている。

ここで、入力信号取得手段２と速度制御手段３、及び視線取得手段４と速度制御手段３は、バス１２によって接続されている。また、入力信号取得手段２は、脳波取得手段５、ノイズ軽減手段６、信号増幅手段７で構成されている。
脳波取得手段５は、ヘッドセットの裏側の電極より運転手に直接接触することで複数の電極から脳波形を得ることができるように構成されており、例えば、ＧＳＲ（Ｇａｌｖａｎｉｃ Ｓｋｉｎ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）センサを用いることができる。

脳波取得手段５より得られた信号は、ノイズ軽減手段６を用いて特定の周波数帯域だけ通過させ、ノイズを軽減するバンドパスフィルタなどである。また、ノイズが軽減された信号は、信号増幅手段７で増幅される。

信号増幅手段７は、増幅器でありいわゆるアンプの一種である。この信号増幅手段７で得られた信号はＡ／Ｄ変換が行われ、バス１２を介して信号分解手段８へ到達するように構成されている。
信号分解手段８は、ＤＳＰ（Ｄｉｇｅｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｓｅｒ）などであり,あらかじめ取得していた周辺ノイズ、体動ノイズのパターンを作成しておき、このパターンを元にノイズ部分の特徴量を抽出し、入力信号から差し引くことで、所望の運転手の脳波認識状態を取得するように構成されている。なお、認識状態とは、赤い色や緑の色の光を見ることで誘発される光刺激によるものや事前に採取されたある形状を認識したときによる認識波形などが含まれる。信号分解手段８で得られた所望の脳の認識情報は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＤカードなどの一時記憶手段９に一時記憶されるように構成されている。

一時記憶手段９に一時保存された情報をもとに、脳波認識状態判定手段１０は、定常状態時に取得しておいた赤色の光によって誘発された脳波と入力信号を比較することで、現在の入力信号が定常時の脳波と一致しているかを判定し、運転手が赤い光を認識したか否かを判定される。

また、視線取得手段４は、車両のダッシュボードなどに設置されており、運転手の顔の輪郭や目の情報を取得する車載カメラである。視線取得手段４で取得された信号は、視線判定手段１４で運転手の視線の向きを判断するために用いられる。

視線判定手段１４は、画像処理や輪郭抽出を用いて、画像内の黒目の大きさを抽出し、定常時にあらかじめ取得しておいた運転手の正面を見ているときの画像の黒目の大きさと比較を行う。これにより現在の画像の運転手の黒目の量が、正面を向いているときの黒目の量とほぼ同等の大きさであると判断されれば、運転手が正面を向いていると判断される。視線判定手段１４により運転手が前方を見ていると判断されれば、ナビゲーションシステムのデータベースより自車位置の近辺に信号機があるかを検索する。この検索結果より自車位置近辺に信号機が存在すると判断されれば、運転手が赤色の信号機を認識したと判断できる。速度制御判定手段１２では、加速度センサなどの速度検出手段１０と接続され、ブレーキ、アクセルなどと接続されている。

以上のように構成された速度制御装置について、図２を用いて動作について詳細に説明する。図２は、速度制御装置の動作を示すフローチャートである。

まず、速度検出手段11より、車速がとりこまれ、車両が走行中か否かが判断される（Ｓ1）。車両が走行中であると判断されれば（Ｓ1、Ｎｏ）、入力信号取得手段２より得られた運転手の脳波情報は、信号分解手段８により所望信号の抽出が行われる。ここで得られる所望信号は、例えば、赤色を認識したときの脳波形、緑色を認識したときの脳波形、特定の形状を認識したときの脳波形などである。

次に、抽出された信号をもとに、あらかじめ取得されていた図４に示されるような運転手の定常状態の所望の信号と比較を行い、運転手が赤色を認識したか否かを判定する。運転手が赤色を認識したと判断されれば(Ｓ２、Ｎｏ)、視線抽出手段４より運転手の視線を抽出する。なお、図４に示した脳波形は、作者：渡邊吉則の早稲田大学理工学研究科における修士論文、「脳波を用いた意思伝達システムに関する研究 - 視覚誘発電位による色覚応答の識別に関する検討」に記載されたものである。この時、図５（ａ）に示すように、入力信号と定常状態の波形がほぼ一致し、波形の特徴点が一致する場合は、運転手が赤信号を認識したと判断する。また、図５（ｂ）に示すように、入力信号と定常状態の波形が一致しない場合は、運転手が赤信号を認識していないと判断する。

視線抽出手段４より得られた情報は、視線判定手段１４より運転手が前方を見ているか否かを判定する（Ｓ３）。運転手が前方を見ている判断された場合（Ｓ３、Ｎｏ）、ナビゲーションシステムのデータベースより自車位置近辺に信号機が存在するか検索する。

ナビゲーションシステムの検索結果より、自車位置近辺に信号機が存在すると判断されれば(Ｓ４、Ｎｏ)、運転手が前方の赤色の信号機を認識したと判断され、速度の制御が必要だとみなされ、ブレーキ、アクセルなどと接続された速度制御判定手段１０が、一定量、もしくは一定の割合、速度を減速する。

車両が走行中ではないと判断された場合（Ｓ１、Ｙｅｓ）、運転手が赤色を認識していないと判断された場合（Ｓ２、Ｙｅｓ）、運転手が前方を見ていないと判断された場合（Ｓ３、Ｙｅｓ）、自車位置近辺に信号機が存在しないと判断された場合(Ｓ４、Ｙｅｓ)、は速度制御は行わない。

このような本発明の第１の実施の形態の速度制御装置によれば、運転手の脳波状態を取得し、運転手が赤色の信号機を認識しているか否か、運転手の顔情報を取得し、運転手が前方を見ているか否か、自車位置近辺に信号機が存在するか否かを判断することにより、車両の速度を的確な状態にすることができる。

なお、以上の説明では、入力信号取得手段２を車両とバス１２で構成した例について説明したが、その他の入力信号取得手段として、図３に示すように、脳波取得手段１５から
直接、運転手に接触させ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、および８０２．１１ｂなどの無線通信手段１９を用いた構成についても同様に実施可能である。

また、視線取得手段４を車両とバス１２で構成した例について説明したが、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、および８０２．１１ｂなどの無線通信手段１９を用いた構成についても同様に実施可能である。

以上のように、本発明にかかる速度制御装置は、運転手の脳波情報を取得する入力信号取得手段と前記入力信号取得手段より得られた入力信号をもとに、運転手が赤色の信号機を認識した否か、及び視線取得手段より運転手が前方を見ているか否か、自車位置近辺に信号機が存在するか否かを判断し、速度を制御する速度制御手段を設けることにより、車両の速度を的確な状態にする効果を有し、車両の速度制御を行う速度制御装置等に適用すれば有用である。

本発明の第１の実施の形態における速度制御装置のブロック図 本発明の第１の実施の形態における速度制御装置の動作のフローチャート 他の速度制御装置の構成を示す側面図 ある人が赤色を認識したときの脳波の一例を示す脳波形図 （ａ）運転手が赤色を認識したと判断したときの脳波の一例を示す脳波形図（ｂ）運転手画が赤色を認識していないと判断したときの脳波の一例を示す脳波形図

符号の説明

１ 速度制御装置
２ 入力信号取得手段
３ 速度制御手段
４ 視線取得手段
５ 脳波取得手段
６ ノイズ軽減手段
７ 信号増幅手段
８ 信号分解手段
９ 一時記憶手段
１０ 脳波認識状態判定手段
１１ 速度検出手段
１２ 速度制御判定手段
１３ バス
１４ 視線判定手段
１５ 脳波取得手段
１６ 視線取得手段
１７ 速度制御装置
１８ 車両操作部
１９ 無線通信手段
２０ 運転手

Claims (7)

1. 運転手の頭に装着したヘッドセットより、運転手の脳波情報を取得する入力信号取得手段と、
   脳波信号とそれ以外の信号とに分解する信号分解手段と、
   前記脳波信号と定常状態の運転手の赤い光に誘発された脳波信号とを比較し、運転手の前方の信号機が赤であることを認識したか否かを判定する脳波認識状態判定手段と、
   運転手の視線及び顔の向きを検知し運転手が前方を見ているか否かを判断する視線判定手段と、
   前記脳波認識状態判定手段及び前記視線判定手段の判定結果から運転手が前方の信号機が赤色であると認識したと判定すると共に自車の速度を制御する速度制御判定手段を具備することを特徴とする速度制御装置。
2. 前記速度制御装置は、ナビゲーション機能を備え、このナビゲーション機能に用いる地図データから自車位置近辺に信号機の有無を検索し、前記脳波認識状態判定手段及び前記視線判定手段の判定結果に基いて速度制御判定手段を動作させることを特徴とする請求項１に記載の速度制御装置。
3. 前記速度制御判定手段は、前記自車の速度を一定の割合または一定値で減速させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の速度制御装置。
4. 前記速度制御判定手段は、前記自車のブレーキをかけて減速することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の速度制御装置。
5. 前記速度制御判定手段は、前記自車のアクセルをはなし減速することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の速度制御装置。
6. 前記入力信号取得手段は、前記ヘッドセットと速度制御手段との入力信号を無線通信で行うことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の速度制御装置。
7. 前記視線取得手段は、速度制御手段へ入力信号を送信する際に無線通信で行うことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の速度制御装置。

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