JP2016045714A - 車載制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドライバの異常を適正に判定することができる車載制御装置を提供する。【解決手段】ドライバ監視装置５０は、画像解析手段６０と状態判定手段７０とを有しており、自車両の走行中においてドライバの挙動が異常となりそれが所定の判定時間以上、継続される場合に、ドライバが車両運転に支障を来す異常状態になったと判定する。また、車両制御装置９０は、自車両の走行中において当該自車両が不安定挙動を呈していることを判定する。ドライバ監視装置５０は、自車両が不安定挙動を呈していると判定された場合に、ドライバ異常判定に用いる判定時間を短くする。【選択図】 図１

Description

本発明は、車載制御装置に関するものである。

車両の運転中に、急病により運転に必要な認知・判断・操作ができなくなり、事故に至ることが問題となっている。そこで、姿勢崩れ等のドライバ異常を判定する技術が提案されており、例えば特許文献１に記載の運転制御装置では、運転席の座部に対する臀部の押圧力、背凭れ部に対する背部の押圧力、床部に対する左足の押圧力を検出し、押圧力の分布に基づいて、ドライバの姿勢が、正常な姿勢、前のめり姿勢及び仰向け姿勢のいずれの状態であるかを判定している。そして、ドライバの姿勢が前のめり姿勢又は仰向け姿勢の状態のときに、ドライバの体調に異常が生じたと判定している。

また、ドライバ異常を判定する際には、一般に異常判定を行う判定時間が定められている。そして、ドライバが通常時とは異なる異常姿勢となり、それが判定時間以上、継続される場合に、ドライバの挙動が異常である旨を判定するようにしている。

特開２０１２−２５４７４５号公報

ここで、上記のとおり異常判定を行うための判定時間を定めておくことは、ドライバ異常の誤判定を抑制する上で望ましいと考えられる。しかしながら、急病等によりドライバに異常が生じていると判定された時点では、既に車両挙動が不安定で危険な状態になっていることが考えられる。そのため、適正に危険回避を行わせるべく技術の改善の余地があると考えられる。

本発明は、ドライバの異常を適正に判定することができる車載制御装置を提供することを主たる目的とするものである。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について説明する。

本発明の車載制御装置は、自車両の走行中においてドライバの挙動が異常となりそれが所定の判定時間以上、継続される場合に、ドライバが車両運転に支障を来す異常状態になったと判定するドライバ異常判定手段を備え、その判定結果に基づいて自車両の危険回避処理を実施するものである。また、車載制御装置は、自車両の走行中において当該自車両が不安定挙動を呈していることを判定する車両挙動判定手段と、前記車両挙動判定手段により自車両が不安定挙動を呈していると判定された場合に、前記ドライバ異常判定手段の異常判定に用いる前記判定時間を短くする時間短縮手段と、を備えることを特徴とする。

ドライバに異常が生じる場合、それはドライバ自身の挙動の変化として現れることに加え、ドライバが操作する自車両の挙動の変化としても現れる。この場合、ドライバの挙動異常に加えて自車両の不安定挙動が生じている状態では、ドライバの挙動異常のみが生じている状態よりも危険度が高いと考えられる。この点を考慮し、自車両が不安定挙動を呈していることを判定し、自車両の不安定挙動が生じている場合に、ドライバ異常判定に用いる判定時間を短くするようにした。これにより、自車両における実際の危険度に即した異常判定を実施でき、危険度の高い状態下において迅速なる異常判定が可能となる。その結果、ドライバの異常を適正に判定することができる。

車載システムの構成を示すブロック図。 車室内の構成を示す図。 車両の運転席を示す図。 ドライバ監視装置の機能を示すブロック図。 車両の挙動異常を説明するための図。 ドライバの運転不能判定に関する処理手順を示すフローチャート。 車両挙動異常の判定に関する処理手順を示すフローチャート。 判定時間の短縮幅を求めるための関係図。 運転不能状態での処置を具体的に示すタイムチャート。 判定時間の短縮幅を求めるための関係図。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。まず、本実施形態に係る車載システムの構成について、図１〜図３を参照して説明する。本システムは、ドライバ監視装置５０、ドライバ状態認識装置２０、車両情報認識装置３０、走行環境認識装置４０、ＨＭＩ（Human Machine Interface）８０、車両制御装置９０を備えている。概要として、ドライバ監視装置５０は、各認識装置２０，３０，４０からの情報に基づいて、ドライバが運転不能状態であるか否かを判定し、運転不能状態であると判定した場合にその旨をＨＭＩ８０や車両制御装置９０に通知する。車両制御装置９０は、ドライバが運転不能状態である場合に、自車両の内外に対する警報を実施するとともに、車両を安全に停止させる等の危険回避処理を実施する。

ドライバ状態認識装置２０は、複数のドライバカメラ２１、シートベルトセンサ２２、座面センサ２３を備える。ドライバカメラ２１は、例えばＣＣＤカメラであり、近赤外ＬＥＤ等の照明装置により照らされた運転席を撮像する。ドライバカメラ２１は、図２及び図３に示すように、メータパネル１４と、バックミラー１６の下端の略中央と、左右のＡピラー１７とにそれぞれドライバに向けて搭載されている。ドライバカメラ２１は、メータパネル１４に代えて、ダッシュボード１３の上やステアリングコラムに設置されていてもよい。また、バックミラー１６の下端に代えて、バックミラー１６の左端や右端に設置されていてもよい。これら４つのドライバカメラ２１はドライバステータスモニタを構成し、運転席のシート１１に座ったドライバの上半身を正面側から１秒に数十画像分撮像する。

シートベルトセンサ２２は、シートベルト１２の引き出し量を検出するセンサである。具体的には、シートベルトセンサ２２は、シートベルト１２の送り出し及び巻き取りを行うモータの回転角度を検出するエンコーダである。座面センサ２３は、運転席のシート１１の座部１１ａの圧力分布を検出するセンサである。

車両情報認識装置３０は、車速センサ３１、舵角センサ３２、アクセルセンサ３３、及びブレーキセンサ３４を備える。車速センサ３１は、車両１０の速度を検出するセンサである。舵角センサ３２は、ハンドル１５（ステアリングホイール）の操舵角を検出するセンサである。アクセルセンサ３３は、アクセル開度すなわちアクセルペダルの操作量を検出するセンサである。ブレーキセンサ３４は、ブレーキペダルの操作量を検出するセンサである。

走行環境認識装置４０は、前方・後方カメラ４１、前方・後方センサ４２、カーナビゲーション装置４３、及びＧセンサ４４を備える。前方・後方カメラ４１は、道路の白線を含む車両１０の前方を撮像するカメラや、車両１０の後方及び後側方を撮像するカメラである。前方・後方センサ４２は、超音波センサ、レーザレーダ、ミリ波レーダ等のセンサであり、車両１０の前方や後方の物体を検出し、車両１０と前方や後方の物体との距離を取得する。前方・後方センサ４２により取得された車両１０と前方車両や後方車両との距離に基づいて、前方車両や後方車両との相対速度が算出できる。

カーナビゲーション装置４３は、ＧＰＳ受信機により受信されたＧＰＳ信号や、Ｇセンサを含む各種センサにより取得された情報を用いて、車両１０の現在位置を算出し、現在位置から目的地までの誘導経路を算出する。Ｇセンサ４４は、例えばシート１１に設置され、車両１０の前後、左右、上下の３次元の加速度を検出するセンサである。

ドライバ監視装置５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＩ／Ｏ等を備えるマイクロコンピュータにより構成されており、ドライバ状態認識装置２０、車両情報認識装置３０、走行環境認識装置４０、ＨＭＩ８０、記憶装置５２から各種情報を取得する。ドライバ監視装置５０と各種装置とは、ＣＡＮ等の有線通信や、ＬＡＮ、Bluetooth（登録商標）等の無線通信で接続されている。また、ドライバ監視装置５０は、ＲＯＭに記憶されている各種プログラムをＣＰＵが実行することにより、画像解析手段６０、学習手段５１、状態判定手段７０の機能を実現し、ドライバが運転不能状態か否かの判定を実施する。各手段についての詳しい説明は後で述べる。なお、本実施形態では、ドライバの運転不能状態は、ドライバが急病を発症して意識がなくなり運転操作できない状態と、ドライバが心臓発作等の急病を発症して、意識はあるが体を動かせないために運転操作できない状態とを含む。

ＨＭＩ８０は、ディスプレイ８１、スピーカ８２、キャンセルスイッチ８３を備える。ディスプレイ８１は、カーナビゲーション装置４３のディスプレイや、メータパネル１４内に設けられている車載ディスプレイである。ディスプレイ８１は、液晶パネルや有機ＥＬパネルを備えたタッチディスプレイでもよい。ディスプレイ８１は、画像から検出されたドライバの姿勢に基づいて、ドライバの姿勢の崩れ度合を報知する。詳しくは、ディスプレイ８１は、ドライバの姿勢のステータスを５段階で表示する。最も崩れ度合の高い姿勢崩れレベル５は、ドライバが急病を発症して運転姿勢を維持できなくなった状態、すなわち運転不能状態と判定されるレベルである。ドライバは、ディスプレイ８１に表示された姿勢のステータスを見て自分の運転姿勢を確認できるので、姿勢崩れレベルが５に近づいた場合には、運転不能状態と判定される前に運転姿勢を修正できる。

スピーカ８２は、カーナビゲーション装置４３やオーディオ装置等と共用される車載スピーカである。スピーカ８２は、ドライバが運転不能状態であると判定された場合に、ドライバに対して運転不能状態であるか否かを音声で確認する。なお、ディスプレイ８１が、運転不能状態を確認する画面を表示してもよい。また、スピーカ８２が、ドライバの姿勢崩れレベルを音声で報知してもよい。

キャンセルスイッチ８３は、運転不能状態の判定を中止するスイッチである。キャンセルスイッチ８３が１回操作されると、１トリップの間、運転不能状態の判定が中止されるようにしてもよい。また、トリップ中に、運転不能状態の判定結果に関係なくキャンセルスイッチ８３が操作された場合には、キャンセルスイッチ８３が操作されている間、又は操作されてから一定時間（数秒程度）、運転不能状態の判定が中止される。よって、ドライバが物を取る動作を行う際に、予めキャンセルスイッチ８３を操作すれば、ドライバの姿勢が崩れても運転不能状態であると誤判定されるおそれがない。

また、車両制御装置９０は、ドライバ監視装置５０においてドライバが運転不能状態であると判定された場合に、車両１０の挙動を制御して危険回避処理を実施する。例えば、車両１０においてエンジン９１や変速機９２、ブレーキアクチュエータ９３の制御により、車両１０を減速又は停止させる。また、ステアリングアクチュエータ９４によるハンドル１５の操舵角制御を併せて実施することで、車両１０を路肩に退避させる。

また、車両制御装置９０は、警報手段としてのハザードランプ９５（非常点滅表示灯）の点滅を制御する機能を有しており、ドライバが運転不能状態であると判定された場合に、ハザードランプ９５を点滅させ、それにより車外への警報を実施する。ハザードランプ９５は、周知のとおり車両の前後に設けられたウィンカ（方向指示器）と兼用の表示器であり、ダッシュボード１３等に設けられたハザードスイッチを押し操作することで、ハザードランプ９５の点滅状態、消灯状態が切り替えられるようになっている。

次に、ドライバ監視装置５０が実現する各種機能について、図４を参照して説明する。画像解析手段６０は、頭部検出手段６１、傾き検出手段６２、顔向き検出手段６３、白目検出手段６４を含む。

頭部検出手段６１は、ドライバカメラ２１により撮像された運転席の画像に基づいて、ドライバの首よりも上の頭部を逐次検出する。詳しくは、頭部検出手段６１は、ドライバカメラ２１により運転席の画像が撮像される都度、運転席の画像からドライバの頭部の輪郭を表すエッジを抽出し、抽出したエッジで囲まれた領域を頭部として検出する。

傾き検出手段６２は、運転席の画像に基づいて、ドライバの胴体部に対する頭部の傾きθを検出する。詳しくは、傾き検出手段６２は、頭部及び胴体部の輪郭を表すエッジに囲まれた領域を、それぞれ頭部及び胴体部として検出するとともに、頭部及び胴体部の中心軸線を検出する。そして、傾き検出手段６２は、胴体部の中心軸線に対する頭部の中心軸線の傾きを頭部の傾きθとする。胴体部の中心軸線は、予め用意されている胴体部の向きのパターンと、検出した胴体部の向きとのマッチングを行って胴体部の向きを決め、向きを決めた胴体部から検出する。また、頭部の中心軸線は、頭部に含まれる顔の目、鼻、口等の特徴点を抽出し、顔の特徴点の３次元的な配置から検出する。頭部が前方に傾いた場合は、顔の特徴点と車両前方との距離が近づき、頭部が仰け反った場合は、顔の特徴点と車両前方との距離が遠ざかる。頭部の中心軸線を検出する際に、車両の前後方向における顔の特徴点の距離を用いてもよい。

あるいは、傾き検出手段６２は、運転席の画像から運転席のシートベルト１２を検出し、シートベルト１２と頭部との位置関係から、胴体部に対する頭部の傾きθを検出する。ドライバの胴体部はシートベルト１２により拘束されているため、シートベルト１２の位置から胴体部の位置を推定できる。

顔向き検出手段６３は、運転席の画像に基づいて、車両１０の前方に対するドライバの顔の向きを検出する。顔向き検出手段６３は、車両１０の前面に対向する垂直平面に対する顔面の傾きを、顔向きとして検出する。

白目検出手段６４は、表情検出手段６５及び白目度合算出手段６６を含み、ドライバが白目をむいた状態を検出する。ここで、白目をむいた状態とは、完全に白目をむいた状態に限らず、黒目領域が所定量よりも小さくなった状態も含む。すなわち、白目をむいた状態は、黒目が偏ることにより視野が所定範囲よりも狭くなっている状態をいう。

表情検出手段６５は、運転席の画像に基づいて、ドライバの目の輪郭及び黒目領域を検出する。ここで、ドライバの目の輪郭は、瞼と目との境界線である。また、黒目領域は、目の輪郭の内側の領域において、白目よりも明度の低い領域であり、黒色に限らず、青色、茶色、灰色等の色がついた領域である。また、表情検出手段６５は、抽出された口の輪郭を表すエッジから、ドライバの口の開きを検出する。

白目度合算出手段６６は、表情検出手段６５により検出された目の輪郭及び黒目領域に基づいて、ドライバの目の白目度合を算出する。具体的には、白目度合算出手段６６は、
・黒目領域の縦方向の長さ、
・黒目領域の面積、
・目の輪郭で囲まれた領域の縦方向の長さと黒目領域の縦方向の長さとの比、
・黒目領域の偏平率、
等のいずれかに基づいて白目度合を算出する。

学習手段５１は、ドライバが運転不能状態でない場合において、傾き検出手段６２により検出された頭部の傾きθを学習する。また、学習手段５１は、ドライバが運転不能状態でない場合において、顔向き検出手段６３により検出された顔の向きを学習する。さらに、学習手段５１は、ドライバが運転不能状態でない場合において、頭部検出手段６１により検出された頭部の揺れの振幅を学習する。すなわち、学習手段５１は、ドライバの運転姿勢の癖を学習する。車両１０を運転するドライバが複数いる場合には、ドライバごとに運転姿勢の癖を学習する。

状態判定手段７０は、画像解析手段６０により得られる各種のドライバ監視情報に基づいて、
（１）フレームアウト判定、
（２）姿勢崩れ判定、
（３）向き崩れ判定、
（４）揺れ判定、
（５）白目判定、
を実施し、これらのいずれかにより、ドライバが運転不能状態になったことの判定を実施する。状態判定手段７０は、フレームアウト判定手段７１、姿勢崩れ判定手段７２、向き崩れ判定手段７３、揺れ判定手段７４、及び白目判定手段７５を含んでおり、以下これらを順に説明する。

（１）フレームアウト判定
フレームアウト判定手段７１は、車両１０の走行中に、ドライバ頭部のフレームアウトを判定して、フレームアウトしている場合に、ドライバが運転不能状態になっていると判定する。詳しくは、フレームアウト判定手段７１は、頭部検出手段６１により検出されたドライバの頭部が画像の範囲ＦＡ（図２参照）から外れており、その状態が所定の時間Ｔ１以上継続する場合に、ドライバが運転不能状態になっていると判定する。ここで、範囲ＦＡは、ドライバカメラ２１により撮像された画像における所定の範囲である。通常の運転時には、ドライバの頭部が範囲ＦＡから外れることはない。範囲ＦＡを、撮像された画像の全体としてもよい。範囲ＦＡは、車両前方から見てフロントガラスを通じて認識される範囲に定められているとよい。

ドライバが車両１０を正常に運転している場合は、ドライバが物を取る動作をしても、ドライバの頭部は画像の範囲ＦＡに収まることが多い。これに対して、急病を発症してドライバの意識がなくなると、ドライバの頭部が範囲ＦＡから外れることがある。よって、フレームアウト判定手段７１は、ドライバの頭部が画像の範囲ＦＡから外れている場合に、ドライバが運転不能状態になっていると判定する。なお、過去の頭部位置情報を用い、ドライバの頭部が範囲ＦＡから外れるまでの軌跡を考慮して、運転不能状態の判定を実施することも可能である。

シートベルトセンサ２２及び座面センサ２３の情報を用いてフレームアウト判定を実施することも可能である。具体的には、ドライバの頭部がフレームアウトしている状態で、シートベルト１２の引き出し量が、シートベルト１２の装着時に検出された引き出し量よりも第１引き出し量を超えて多く、且つ座部１１ａの圧力分布において高圧部分が座部１１ａの端部に偏っている場合に、ドライバが運転不能状態になっていると判定する。

（２）姿勢崩れ判定
姿勢崩れ判定手段７２は、車両１０の走行中に、ドライバの姿勢崩れの判定をして、姿勢崩れしている場合に、ドライバが運転不能状態になっていると判定する。詳しくは、姿勢崩れ判定手段７２は、傾き検出手段６２により検出された頭部の傾きθが閾値Ｔｈ１（相対傾き閾値）よりも大きくなっており、その状態が所定の時間Ｔ２以上継続する場合に、ドライバが運転不能状態になっていると判定する。

通常、ドライバの胴体部は運転席のシート１１やシートベルト１２により拘束されているため、ドライバの意識がなくなっても胴体部は比較的動きにくい。一方、ドライバの頭部は拘束されていないことが多いため、ドライバの意思で頭部の位置を維持する必要がある。そのため、急病を発症してドライバの意識がなくなると、ドライバは頭部の位置を維持できなくなり、頭部は胴体部に対していずれかの方向に大きく傾くことが多い。

これに対して、走行中にドライバが脇見をするときは、一般的にドライバは首を回転させて見るため、胴体部に対する頭部の傾きは小さくなることが多い。また、ドライバが運転席から離れた位置の物を取るときは、一般的にドライバは意識して胴体部を傾けるため、胴体部に対する頭部の傾きθは小さくなることが多い。よって、姿勢崩れ判定手段７２は、頭部の傾きθが閾値Ｔｈ１よりも大きい場合に、ドライバが運転不能状態になっていると判定する。このとき、姿勢崩れ判定手段７２は、更にドライバの顔が車両１０の前方を向いていないことを条件として運転不能状態であることを判定すると、運転不能状態の誤判定を抑制できる。

（３）向き崩れ判定
向き崩れ判定手段７３は、車両１０の走行中に、ドライバの顔向きの崩れの判定をして、顔向きが崩れている場合に、ドライバが運転不能状態になっていると判定する。詳しくは、向き崩れ判定手段７３は、顔向き検出手段６３により検出された車両１０の前方に対する顔の向きが閾値Ｔｈ２（顔向き閾値）よりも大きくなっており、その状態が所定の時間Ｔ３以上継続する場合に、ドライバが運転不能状態になっていると判定する。

一般的に、急病を発症すると、ドライバは顔の向きを維持できなくなり、車両１０の前方に対する顔の向きが崩れたままの状態になる。これに対して、走行中にドライバが脇見をするときは、一般的にドライバは顔の向きを変えてもすぐに戻すことが多い。よって、向き崩れ判定手段７３は、車両前方に対する顔の向きが閾値Ｔｈ２よりも大きい場合に、ドライバが運転不能状態になっていると判定する。

また、向き崩れ判定手段７３は、
・顔向き検出手段６３により検出された車両１０の前方に対する顔の向きが、閾値Ｔｈ２よりも大きく、且つドライバがハンドル１５を放している場合、
・顔向き検出手段６３により検出された顔の向きが閾値Ｔｈ２よりも大きく、且つアクセル開度が所定開度よりも大きい場合、
・顔向き検出手段６３により検出された顔の向きが閾値Ｔｈ２よりも大きく、且つ所定時間よりも長い時間アクセル操作及びブレーキ操作が行われていない場合、
のいずれかにおいて、ドライバが運転不能状態になっていると判定してもよい。

（４）揺れ判定
揺れ判定手段７４は、車両１０の走行中において、外力に伴うドライバの頭部の揺れ状態を判定して、頭部が通常と異なる揺れをしている場合に、ドライバが運転不能状態になっていると判定する。詳しくは、揺れ判定手段７４は、車両１０に外力が加わった際において頭部検出手段６１により検出された頭部の揺れの振幅が、振幅Ａｍ１（第１振幅）よりも小さいか、又は振幅Ａｍ２（第２振幅）よりも大きくなっており、その状態が所定の時間Ｔ４以上継続する場合に、ドライバが運転不能状態になっていると判定する。振幅Ａｍ２は振幅Ａｍ１よりも大きい値である。

車両１０に外力が加わると、所定の時間差の後、ドライバに振動が伝わる。通常、ドライバの意識がある場合、車両１０に外力（詳しくは上下方向の外力）が加わった際に、ドライバの頭部は振幅Ａｍ１から振幅Ａｍ２の範囲内の振幅で揺れる。これに対して、ドライバが急病を発症して体が硬直していると、正常時よりも頭部の揺れの振幅が小さくなる。また、ドライバが急病を発症して体が弛緩していると、正常時よりも頭部の揺れの振幅が大きくなる。よって、揺れ判定手段７４は、上述した場合にドライバの運転不能状態を判定する。

（５）白目判定
白目判定手段７５は、車両１０の走行中に、白目の判定をして、白目検出手段６４により白目をむいた状態が検出された場合に、ドライバが運転不能状態になっていると判定する。詳しくは、白目判定手段７５は、白目度合算出手段６６により算出された白目度合が閾値Ｔｈ３（白目閾値）よりも大きくなっており、その状態が所定の時間Ｔ５以上継続する場合に、ドライバが運転不能状態になっていると判定する。

通常、ドライバが運転可能な状態の場合は、ドライバが白目をむくことはない。これに対して、ドライバが急病を発症すると、ドライバが白目をむくことがある。よって、白目判定手段７５は、白目をむいた状態が検出された場合に、ドライバが運転不能状態になっていると判定する。

記憶装置５２には、各判定手段にて用いられる各閾値及び各判定値が記憶されている。さらに、記憶装置５２には、学習手段５１により学習された頭部の傾きθ、顔の向き及び頭部の揺れの振幅が記憶される。また、記憶装置５２には、ドライバの病歴及び年齢を含む個人情報が登録されている。ドライバが複数いる場合には、各ドライバの個人情報が登録されている。また、記憶装置５２には、運転不能状態と判定しないドライバの姿勢、及び運転不能状態と判定するドライバの姿勢が登録されている。運転不能状態と判定しないドライバの姿勢は、例えば通常の運転姿勢や運転中によくする姿勢である。運転不能状態と判定するドライバの姿勢は、例えば持病があるドライバが発作時にする姿勢である。ドライバは、予め運転席で登録したい姿勢をドライバカメラ２１で撮像して、記憶装置５２に登録する。

上記各判定における時間Ｔ１〜Ｔ５は数秒程度（例えば１〜５秒程度）であり、各々に長さの異なる時間として設定されていてもよいし、同じ時間として設定されていてもよい。また、各時間Ｔ１〜Ｔ５は、種々の条件に応じて可変に設定されてもよい。具体的には、各時間Ｔ１〜Ｔ５は、記憶装置５２に登録されている個人情報に基づいて設定されるとよい。例えば、年齢が高い人は低い人よりも時間Ｔ１〜Ｔ５を短くする。また、特定の病歴がある人は、特定の病歴がない人よりも時間Ｔ１〜Ｔ５を短くする。さらに、時間Ｔ１〜Ｔ５を、ドライバの状態や走行環境に応じて変更する。ドライバが運転不能状態になる兆候を示している状態や、ドライバが運転不能状態である可能性が高い状態や、ドライバが運転不能状態となった場合に衝突の危険性が高い走行環境では、時間Ｔ１〜Ｔ５を短縮してドライバの運転不能状態が判定されやすくする。

また、本車載システムでは、車両走行中において車両１０が不安定挙動を呈していることを判定する車両挙動判定機能と、車両１０が不安定挙動を呈していると判定された場合に、ドライバ異常判定に用いる判定時間（Ｔ１〜Ｔ５）を短くする時間短縮機能とを有しており、以下、その詳細を説明する。

ドライバに異常が生じる場合、それはドライバ自身の挙動の変化として現れることに加え、ドライバが操作する車両１０の挙動の変化としても現れる。具体的には、不安定挙動として、図５（ａ）に示すように車両１０が蛇行走行（ふらつき走行）したり、図５（ｂ）に示すように車両１０がコースアウト（白線跨ぎ）したり、図５（ｃ）に示すように車両１０が異常加速したり、図５（ｄ）に示すように車両１０が先行車両Ｃに対して異常接近したりすることが生じると考えられる。この場合、車両制御装置９０は、車速センサ３１や、舵角センサ３２、アクセルセンサ３３、前方・後方カメラ４１、前方・後方センサ４２等に基づいて、蛇行走行、コースアウト、異常加速、先行車両に対する異常接近といった車両１０の不安定挙動を判定する。

例えば、車両制御装置９０は、ハンドル１５の操舵角の変動に基づいて車両１０が蛇行走行していることを判定し、車両１０の位置と路面上の白線との関係から車両１０がコースアウトしていることを判定し、車速やアクセル踏み込み量に基づいて車両１０が異常加速していることを判定し、先行車両との車間距離や車両１０の加速度に基づいて車両１０が先行車両に対して異常接近していることを判定する。

また、ドライバの挙動異常に加えて車両１０の不安定挙動が生じている状態では、ドライバの挙動異常のみが生じている状態よりも危険度が高いと考えられる。この点を考慮し、本実施形態では、車両１０が不安定挙動を呈していることを判定し、車両１０の不安定挙動が生じている場合に、ドライバ異常判定に用いる判定時間（Ｔ１〜Ｔ５）を短くするようにしている。そしてこれにより、車両１０における実際の危険度に即した異常判定を実施するようにしている。

また、衝突を回避するために、車速が速いほど早く適切な車両制御を開始する必要があるので、自車両の車速が高いほど時間Ｔ１〜Ｔ５を短くする。また、衝突を回避するために、先行車両との車間距離を先行車両との相対速度で除したＴＴＣ（衝突余裕時間）が短いほど時間Ｔ１〜Ｔ５を短くする。また、自車両においてＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）やＬＫＡ（Lane Keep Assist）等の運転支援制御が実行されている場合には、ドライバは長い時間姿勢を崩すことがあるので、時間Ｔ１〜Ｔ５を延長する。

次に、ドライバの運転不能状態を判定する処理手順について、図６のフローチャートを参照して説明する。本処理は、ドライバ監視装置５０により所定周期で繰り返し実施される。

まず、ステップＳ１１では、運転不能状態の判定を実施する実施条件が成立しているか否かを判定する。この場合、例えば自車両の車速が所定値（例えば０ｋｍ／ｈ）よりも大きく自車両が走行状態にあれば、実施条件が成立していると判定する。実施条件が成立していれば後続のステップＳ１２に進み、実施条件が成立していなければそのまま本処理を終了する。

ステップＳ１２では、運転不能状態の判定に用いる各種パラメータを取得する。具体的には、
・運転席の画像から検出したドライバの頭部及び胴体部の情報、
・ドライバの胴体部に対する頭部の傾きθの情報、
・車両の前方に対するドライバの顔の向きの情報、
・ドライバの白目検出の情報、
等を取得する。

次に、ステップＳ１３では、ステップＳ１２で取得した各種パラメータを用い、ドライバの挙動が異常な状態になっているか否かを判定する。このとき、ドライバ監視装置５０は、上述の（１）〜（５）の各判定処理の判定基準に基づいてドライバ異常の判定を実施する。

具体的には、頭部位置が画像の範囲ＦＡから外れている場合に、フレームアウト異常の兆候があると判定する。ドライバの胴体部に対する頭部の傾きθが閾値Ｔｈ１よりも大きい場合に、姿勢崩れ異常の兆候があると判定する。車両前方に対するドライバの顔向きが閾値Ｔｈ２よりも大きい場合に、向き崩れ異常の兆候があると判定する。外力に対してドライバの頭部が通常とは異なる揺れをしている場合に、揺れ異常の兆候があると判定する。ドライバの白目度合が閾値Ｔｈ３よりも大きい場合に、白目異常の兆候があると判定する。そして、これらの異常判定のうち少なくとも１つで異常有りと判定された場合に、ステップＳ１３を肯定してステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４では、異常カウンタのインクリメントを開始する。なお、ドライバの異常状態が継続されていれば、所定周期で異常カウンタがインクリメントされることになる。その後、ステップＳ１５では、車両１０の挙動異常（不安定挙動）に関する情報を車両制御装置９０から取得する。そして、車両１０の挙動異常が生じていないと判定される場合はステップＳ１６に進み、車両１０の挙動異常が生じていると判定される場合はステップＳ１７に進む。

なお、車両制御装置９０では、図７に示す手順に従い車両１０の挙動異常の有無を判定する。簡単に説明すると、図７のステップＳ３１では、車両１０が蛇行走行しているか否かを判定する。ステップＳ３２では、車両１０がコースアウトしているか否かを判定する。ステップＳ３３では、車両１０が異常加速しているか否かを判定する。ステップＳ３４では、車両１０が先行車両に対して異常接近しているか否かを判定する。そして、ステップＳ３１〜Ｓ３４のいずれかがＹＥＳの場合、ステップＳ３５に進み、車両１０において挙動異常が生じている旨を判定する。

図６の説明に戻り、ステップＳ１６では、ドライバ異常判定に用いる判定時間（Ｔ１〜Ｔ５）をあらかじめ定めたベース値とする。このとき、上述したとおりＴ１〜Ｔ５は、各々に長さの異なる時間として設定されていてもよいし、同じ時間として設定されていてもよい。また、各時間Ｔ１〜Ｔ５は、年齢や病歴等の個人情報に基づいて設定されていてもよい。

また、ステップＳ１７では、ドライバ異常判定に用いる判定時間（Ｔ１〜Ｔ５）を、ベース値に対して短くする時間短縮処理を実施する。このとき、車両１０の挙動異常の継続時間や、過去所定期間における挙動異常の発生回数（発生頻度）を車両制御装置９０から取得し、これらのパラメータに基づいて判定時間を短縮する。具体的には、図８（ａ）の関係を用い、車両１０の挙動異常の継続時間が長いほど、又は過去所定期間（例えば１０分間）における挙動異常の発生回数が多いほど、短縮幅ΔＴを大きい値とする。なお、短縮幅ΔＴは、異常継続時間と異常発生回数との両方に基づいて設定されてもよいし、いずれか一方に基づいて設定されてもよい。そして、判定時間のベース値から短縮幅ΔＴを減算することで、今回使用する判定時間を算出する。

また、車両１０の車速に基づいて判定時間を短縮してもよい。具体的には、図８（ｂ）の関係を用い、車速が大きいほど、短縮幅ΔＴを大きい値とする。ただし、短縮幅ΔＴを一定時間として定めておくことも可能である。

その後、ステップＳ１８では、異常カウンタの値が、ステップＳ１６，Ｓ１７で設定した判定時間に相当する閾値Ｔｈに達しているか否かを判定する。そして、異常カウンタ＜Ｔｈであればそのまま本処理を終了し、異常カウンタ≧ＴｈであればステップＳ１９に進む。この場合、ステップＳ１８がＹＥＳになることは、ドライバが運転不能状態になっていると判定されたことを意味する。

ステップＳ１９では、ドライバが運転不能状態になったと判定された際の対ドライバ警報（車内警報）として、スピーカ８２からの音声、又はディスプレイ８１上での表示を実施する。その後、ステップＳ２０では、応答確認カウンタを１インクリメントする。応答確認カウンタは、ドライバが運転不能状態になったと判定されてからの経過時間（すなわち、ステップＳ１８がＹＥＳになってからの経過時間）を計測する計時手段である。

ステップＳ２１では、ドライバが運転不能状態になったと判定された後におけるドライバの応答の有無を判定する。具体的には、ドライバが対ドライバ警報に気づいて、タッチディスプレイへの接触、ドライバの音声、ハンドル１５やブレーキ等による自車両操作、キャンセルスイッチ８３の操作等のいずれかが行われたか否かを判定する。この場合、ドライバの応答があれば、ドライバが運転不能状態になっていない又は当該状態が解消されたとしてステップＳ２２に進み、ドライバの応答がなければ、運転不能状態が継続されているとしてステップＳ２４に進む。

ステップＳ２２では、応答確認カウンタを０にクリアする。続くステップＳ２３では、ドライバによる運転が可能であると認識したことを、スピーカ８２からの音声、又はディスプレイ８１上での表示等で通知する。

また、ステップＳ２４では、ドライバが運転不能状態になったと判定されてから所定時間が経過したか否かを判定する。具体的には、応答確認カウンタが所定値に到達したか否かを判定する。所定値は例えば数秒程度（例えば３〜５秒程度）である。

そして、ドライバの応答がないまま所定時間が経過した場合（ステップＳ２４がＹＥＳの場合）には、ステップＳ２５に進む。ステップＳ２５では、車両１０の減速、停止、路肩退避といった危険回避処理を実施する旨を指令するとともに、ハザードランプ９５を点滅表示させる旨を指令する。この場合、ドライバ監視装置５０が車両制御装置９０に対して危険回避処理の指令信号を出力し、車両制御装置９０は、その指令信号に基づいて、エンジン９１や変速機９２、ブレーキアクチュエータ９３、ステアリングアクチュエータ９４を適宜制御して、車両１０を安全に停車させる。また、ドライバ監視装置５０が車両制御装置９０に対してハザード点滅の指令信号を出力し、車両制御装置９０は、その指令信号に基づいてハザードランプ９５の点滅表示を実施する。

図９は、ドライバが運転不能状態になった場合の処置を具体的に示すタイムチャートである。

タイミングｔ１１では、車両走行中において、急病等によりドライバが何らかの異常状態（フレームアウト異常、姿勢崩れ異常、向き崩れ異常、揺れ異常、白目異常のいずれか）になり始めたと判定され、異常カウンタのインクリメントが開始される。かかる場合、ｔ１１後のタイミングｔ１２（又はｔ１１前）に車両１０の挙動異常が生じていると判定されているため、ドライバの運転不能状態を判定するための判定時間が短縮され、図では閾値がＴｈ１からＴｈ２に変更されている。そして、タイミングｔ１３でカウンタ値が閾値Ｔｈ２に達すると、ドライバが運転不能状態になった旨が判定される。このとき、音声やディスプレイ表示による対ドライバ警報（車内警報）が開始されるとともに、応答確認カウンタのインクリメントが開始される。

そして、ドライバの応答がないまま所定時間が経過してタイミングｔ１４になると、車両１０の減速、停止、路肩退避といった危険回避処理が実施されるとともに、ハザードランプ９５の点滅表示による車外警報が実施される。なお図示は省略するが、タイミングｔ１４になる前にドライバの応答が有った場合には危険回避処理は実施されない。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

ドライバの挙動異常に加えて車両１０の不安定挙動が生じている状態では、ドライバの挙動異常のみが生じている状態よりも危険度が高いと考えられる。この点を考慮し、車両１０が不安定挙動を呈していることを判定し、車両１０の不安定挙動が生じている場合に、ドライバ異常判定に用いる判定時間を短くするようにした。これにより、車両１０における実際の危険度に即した異常判定を実施でき、危険度の高い状態下において迅速なる異常判定が可能となる。その結果、ドライバの異常を適正に判定することができる。

ドライバの異常発生時における危険度は、車両１０の不安定挙動の程度に応じて変わると考えられる。そのため、車両１０の不安定挙動の継続時間、及び過去所定期間における不安定挙動の発生回数の少なくともいずれかに基づいて、判定時間の短縮幅ΔＴを可変に設定することで、実際の危険度に対応させた好適な異常判定を実現できる。

車両１０の車速に基づいて、判定時間の短縮幅ΔＴを可変に設定するようにしたため、車速に応じて危険度が相違することを加味して好適な異常判定を実現できる。

（他の実施形態）
上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。

・複数の判定基準により車両１０の不安定挙動（挙動異常）を判定する構成において、その複数の判定手段（第１判定手段）のうちいずれで挙動異常有りと判定されたかに基づいて、判定時間の短縮幅ΔＴを可変に設定するようにしてもよい。

具体的には、図６のステップＳ１７において、ステップＳ１５で車両１０の挙動異常有りと判定された理由を把握するとともに、その理由に基づいて短縮幅ΔＴを設定する。この場合、例えば図１０に示すように、設定パラメータと短縮幅ΔＴとの関係において複数の相関を定めておき、その複数の相関を用いて短縮幅ΔＴを設定するとよい。図１０では、設定パラメータ（異常継続時間や異常発生回数、車速）が同一である場合に、大小異なる短縮幅ΔＴが設定される２つの相関Ｃ１，Ｃ２が定められている。

本実施形態では、車両１０の不安定挙動の判定として、蛇行走行、コースアウト、異常加速、先行車両に対する異常接近をそれぞれ判定するようにしており、異常判定の結果がこれらのうちいずれであるかに応じて、相関Ｃ１，Ｃ２を選択的に用いて短縮幅ΔＴを設定する。例えば、蛇行走行とコースアウトとを比べると、前者は不安定挙動であるものの車両進路が自己修正されているのに対し、後者は他車両等との衝突危険性が高いと考えられる。そのため、蛇行走行時には相関Ｃ２を用いて短縮幅ΔＴを設定し、コースアウト時には相関Ｃ１を用いて短縮幅ΔＴを設定する。この場合、設定パラメータが同一であれば「蛇行走行時の判定時間＞コースアウト時の判定時間」となる。なお、異常加速時、異常接近時には相関Ｃ１を用いて短縮幅ΔＴを設定するとよい。

要するに、車両１０の不安定挙動としては種々の形態があるが、他車両と接触する等の危険度は各々相違すると考えられる。この場合、複数の車両異常判定のどれで異常判定されたかを加味して判定時間の短縮を実施することで、より一層適正な異常判定を実現できる。判定時間を短縮することは、ドライバ異常の早期把握を行う上で望ましいが、その反面、誤判定の可能性が高くなることにもなり、誤判定の発生によりドライバが不快感を覚えることが懸念される。この点、車両の不安定挙動の内容を加味して判定時間を短縮する構成にしたため、誤判定を抑制できることも期待できる。

・複数の判定基準によりドライバの挙動異常を判定する構成において、その複数の判定手段（第２判定手段）のうちいずれで挙動異常有りと判定されたかに基づいて、判定時間の短縮幅ΔＴを可変に設定するようにしてもよい。

具体的には、図６のステップＳ１７において、ステップＳ１３でドライバの挙動異常有りと判定された理由を把握するとともに、その理由に基づいて短縮幅ΔＴを設定する。この場合、上述した図１０に示す相関Ｃ１，Ｃ２を用いて短縮幅ΔＴを設定するとよい。

本実施形態では、ドライバの異常判定として、５つの判定処理（フレームアウト判定、姿勢崩れ判定、向き崩れ判定、揺れ判定、白目判定）を実施するようにしており、異常判定の結果がこれらのうちいずれであるかに応じて、相関Ｃ１，Ｃ２を選択的に用いて短縮幅ΔＴを設定する。例えば、これら各判定処理のうち、フレームアウト判定により異常の兆候有りと判定された場合と、白目判定により異常の兆候有りと判定された場合においては、ドライバが、車両前方に対する視認不可の状態になっているとみなすことができる。この場合、ドライバが重篤な状態にあり、運転危険度が高いと判断できる。そのため、フレームアウト異常時と白目異常時には相関Ｃ１を用いて短縮幅ΔＴを設定し、それ以外の異常時には相関Ｃ２を用いて短縮幅ΔＴを設定する。

要するに、ドライバの挙動異常としては種々の形態があるが、他車両と接触する等の危険度は各々相違すると考えられる。この場合、複数のドライバ異常判定のどれで異常判定されたかを加味して判定時間の短縮を実施することで、より一層適正な異常判定を実現できる。

・車両１０が走行する道路に関する道路種別情報及び渋滞情報の少なくともいずれかを取得し、その取得情報に基づいて、判定時間の短縮幅ΔＴを可変に設定するようにしてもよい。

具体的には、図６のステップＳ１７において、今現在走行中の道路が自動車専用道路、山岳道路、市街地道路等のいずれであるかを示す道路種別情報を取得するとともに、渋滞状況を示す渋滞情報を取得し、これらの取得情報に基づいて短縮幅ΔＴを設定する。この場合、上述した図１０に示す相関Ｃ１，Ｃ２を用いて短縮幅ΔＴを設定するとよい。例えば、自動車専用道路の走行中は自車両及び周辺車両の車速が比較的大きいと考えられ、山岳道路の走行中はコースアウト時における危険度が高くなると考えられる。そのため、自動車専用道路や山岳道路の走行時には相関Ｃ１を用いて短縮幅ΔＴを設定し、市街地道路の走行時には相関Ｃ２を用いて短縮幅ΔＴを設定する。また、渋滞道路の走行時には相関Ｃ１を用いて短縮幅ΔＴを設定し、非渋滞道路の走行時には相関Ｃ２を用いて短縮幅ΔＴを設定する。

上記構成によれば、自車両の走行環境を加味して判定時間の短縮を実施することで、より一層適正な異常判定を実現できる。

・上記実施形態では、ドライバが車両運転に支障を来す異常状態になったことの判定として、ドライバが急病等により運転不能状態になったことを判定する構成としたが、これに限らず、ドライバが居眠り状態や漫然状態になっていることを判定する構成としてもよい。この場合、例えば、ドライバカメラ２１の画像に基づいて、ドライバの瞼が通常よりも閉じ気味になっており、それが継続されていることから、居眠り状態や漫然状態を判定するとよい。かかる場合にも、上記同様、自車両が不安定挙動を呈していると判定された場合に、居眠り状態や漫然状態の判定に用いる判定時間を短くするとよい。

１０…車両、５０…ドライバ監視装置、９０…車両制御装置。

Claims (8)

1. 自車両の走行中においてドライバの挙動が異常となりそれが所定の判定時間以上、継続される場合に、ドライバが車両運転に支障を来す異常状態になったと判定するドライバ異常判定手段を備え、その判定結果に基づいて自車両の危険回避処理を実施する車載制御装置（５０，９０）であって、
   自車両の走行中において当該自車両が不安定挙動を呈していることを判定する車両挙動判定手段と、
   前記車両挙動判定手段により自車両が不安定挙動を呈していると判定された場合に、前記ドライバ異常判定手段の異常判定に用いる前記判定時間を短くする時間短縮手段と、
   を備えることを特徴とする車載制御装置。
2. 前記時間短縮手段は、前記車両挙動判定手段により自車両が不安定挙動を呈していると判定された場合に、その不安定挙動の継続時間、及び過去所定期間における不安定挙動の発生回数の少なくともいずれかに基づいて、前記判定時間の短縮幅を可変に設定する請求項１に記載の車載制御装置。
3. 前記車両挙動判定手段は、自車両の挙動に基づいて各々異なる判定基準により自車両の不安定挙動を判定する複数の第１判定手段を有しており、
   前記時間短縮手段は、前記複数の第１判定手段のいずれで自車両の不安定挙動が判定されたかに基づいて、前記判定時間の短縮幅を可変に設定する請求項１又は２に記載の車載制御装置。
4. 前記複数の第１判定手段は、前記不安定挙動として自車両の蛇行走行、コースアウト、異常加速、先行車両に対する異常接近の少なくとも２つを各々判定する手段を含む請求項３に記載の車載制御装置。
5. 前記異常判定手段は、ドライバの状態及び挙動に基づいて各々異なる判定基準によりドライバの挙動異常を判定する複数の第２判定手段を有しており、
   前記時間短縮手段は、前記複数の第２判定手段のいずれでドライバの挙動異常が判定されたかに基づいて、前記判定時間の短縮幅を可変に設定する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車載制御装置。
6. 前記複数の第２判定手段は、ドライバが自車両の前方に対する視認不可の状態であることを判定する手段を含み、
   前記時間短縮手段は、前記複数の第２判定手段のうち前記視認不可の状態であることに基づいてドライバの挙動異常が判定された場合に、それ以外の第２判定手段によりドライバの挙動異常が判定された場合に比べて、前記判定時間の短縮幅を大きくする請求項５に記載の車載制御装置。
7. 前記時間短縮手段は、自車両の車速に基づいて、前記判定時間の短縮幅を可変に設定する請求項１乃至６のいずれか1項に記載の車載制御装置。
8. 自車両が走行する道路に関する道路種別情報及び渋滞情報の少なくともいずれかを取得する情報取得手段を備え、
   前記時間短縮手段は、前記情報取得手段による取得情報に基づいて、前記判定時間の短縮幅を可変に設定する請求項１乃至７のいずれか1項に記載の車載制御装置。

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