JP2557293Y2 - 居眠り運転警報装置 - Google Patents

居眠り運転警報装置

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JP2557293Y2
JP2557293Y2 JP1991079247U JP7924791U JP2557293Y2 JP 2557293 Y2 JP2557293 Y2 JP 2557293Y2 JP 1991079247 U JP1991079247 U JP 1991079247U JP 7924791 U JP7924791 U JP 7924791U JP 2557293 Y2 JP2557293 Y2 JP 2557293Y2
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、自動車の運転者の居眠
り運転を検出し、警報を発して運転者の覚醒を促すこと
により事故を防止する居眠り運転警報装置に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車の運転者は、疲労あるいは単調な
運転の継続により、覚醒水準が低下するいわゆる居眠り
運転状態に陥ることがある。
【0003】前記居眠り運転状態を検出し、運転者に警
報を与えて休息などを促す装置として、例えば実開平2
−33731で開示されるように、検出した車体のヨー
レイトと予め設定した居眠り運転状態の基準ヨーレイト
パターンとを比較して居眠り状態を判定し、居眠り状態
と判定されると警報を発生する装置が知られている。
【0004】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の装置では車体の挙動の変化すなわちハンドルの操作
から運転者の居眠り状態を検出するため、居眠りの初期
段階を的確に判定することができないばかりか、道路の
状況によっては誤動作を招いて正常運転時にも警報が作
動してしまうなどの問題点が発生した。
【0005】そこで本考案は、誤動作を防止して居眠り
運転状態を的確に検出し、運転者へ警報を与える装置を
提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本考案は、車両の運転室
に固定されて運転者との距離を測定する距離測定手段
と、この距離測定手段で測定した距離が変化したか否か
を判定する運転者状況判定手段と、ハンドルに設けた舵
角センサと、この舵角センサの検出する操舵角が居眠り
運転時の基準舵角パターンと合致するか否かを判定する
操舵状況判定手段と、加速中か否かを検出する加速状況
検出手段とを設け、この検出した加速状況検出手段、運
転者状況判定手段及び操舵状況判定手段の全てが居眠り
と判断したときを居眠り運転状態判定する制御手段
と、この判定結果に基づいて警報を発生する警報装置を
備えた。
【0007】
【作用】距離測定手段で検出した距離の変位から運転者
状況判定手段で運転者の居眠りによる静止状態を判定す
るとともに、舵角センサで検出した操蛇パターンと予め
設定した居眠り運転時の操蛇パターンとを操舵状況判定
手段で比較して操舵の不適正を判定し、さらに、加速状
況検出手段において車両の加速状況から運転者が車速の
制御を行わない状態であることを判定するとともに、前
記判定結果の全てが居眠り状態と判定した場合、作動信
号を送って警報装置を作動させて運転者に覚醒を促す。
【0008】
【実施例】以下、図面に従って本考案の実施例を説明す
る。
【0009】図1〜図9において、1はパルス変調した
赤外線21を運転者12の頭部に向けて照射する赤外線
照射装置、2は赤外線照射装置1で照射した赤外線の反
射光22を検出する赤外線センサで、3は赤外線センサ
2の出力信号に含まれるノイズを除去する帯域フィルタ
で、前記赤外線照射装置1と赤外線センサ2及び帯域フ
ィルタ3が一組となって運転者12との距離を検出する
距離測定手段20が構成され、この距離測定手段20が
自動車の運転室11の上部に運転者12に向けて固定さ
れ、また、ハンドルの舵角を検出する舵角センサ6がハ
ンドルに近接して設けられ、日射量を検出する日射セン
サ5が運転室11の内部の所定の位置に車外に向けて固
定されている。
【0010】日射センサ5は運転室11内に入る日射量
の検出値を赤外線照射装置1へ送って照射する赤外線2
1のフィードバック制御を行って、赤外線センサ2の誤
動作を防止している。距離測定手段20で計測された距
離データは運転者状況判定手段4に入力され、この運転
者状況判定手段4では距離から換算した運転者12の姿
勢の変位より居眠り状態を判定し、二値化した判定結果
を制御手段9へ送る。
【0011】舵角センサ6は検出したハンドルの舵角を
操舵状況判定手段7へ送り、操舵状況判定手段7におい
て予め設定した居眠り状態の基準操舵パターンと比較し
て居眠り状態を判定し、この結果を制御手段9へ送る。
【0012】また、車両の加速状況検出手段として車速
センサ8を図示しない変速機に設け、検出した車速を制
御手段9へ送出してこの制御手段9において車速の変化
から加速状況を得る。制御手段9は前記運転者状況判定
手段4及び操舵状況判定手段7の判定結果と車速センサ
8の加速状況検出手段の判定から運転者12の居眠り状
況をさらに比較、判定し、図示しないブザー及びブザー
の駆動手段からなる警報装置10へ作動信号を送出す
る。
【0013】以上のように構成され、次に作用について
説明する。
【0014】距離測定手段20においては運転者12と
の距離を計測して、運転者状況判定手段4へ距離データ
を送る。すなわち、距離測定手段20は、赤外線照射装
置1により運転者12の頭部に常時パルス変調した赤外
線21を照射するとともに反射光22を赤外線センサ2
で検出し、運転者12の頭部と距離測定手段20との距
離を測定している。赤外線照射装置1に接続される日射
センサ5は、車外から侵入する自然光の量を検出して、
自然光の変動による誤動作を防ぐため赤外線照射装置1
で照射する赤外線の量のフィードバック制御を行う。
【0015】反射光22を受ける赤外線センサ2の受光
量の変化は、図3(A)に示すように運転者12の頭部
の動きに比例して、赤外線センサ2と頭部の間の変位を
表している。しかしこのままでは車体の振動などによる
ノイズ成分を含んでいるため、図3(B)に示す減衰特
性を備えた帯域フィルタ3でノイズ成分を除去する。つ
まり、低周波成分31を減衰させて直流成分及び環境変
化によるノイズを除去し、高周波成分32を減衰させて
車体の振動、光の乱反射によるノイズを除去して正確な
距離データを得る。
【0016】運転者状況判定手段4においては距離測定
手段20から送られて来た距離データを、運転者12の
姿勢の変位に換算し、次に換算した姿勢の変位を予め設
定したサンプリング時間で集計して出現頻度に分類し、
運転者12の状況判定を行う。すなわち、図4に示すよ
うに、予め設定した変位の範囲である判定ゾーン41と
集計した変位データを分類した変位の中心値L0で比較を
行う。図4(A)では、変位データの分布範囲が判定ゾ
ーン41よりも広く、これは運転者12の頭部が回転あ
るいは上下したために測定距離の変位が大きいためであ
り、この状態を活動時と判定し、図4(B)に示すよう
に、変位データの分布範囲が判定ゾーン41より狭い場
合、運転者12が居眠り等により静止している静止時と
判定する。
【0017】さらに、前記判定が静止時の場合、この静
止時が瞬間的なものか連続的かを判定するため、前記判
定結果を図5で示すように二値化データに変換する。二
値化データへの変換は、活動時の場合にハイレベル(図
示H)、静止時の場合にローレベル(図示L)とする。
さらにこの二値化データを、予め設定した時間Tpでカ
ウントし、ローレベルがTp以上保持された場合には、
居眠り状態と判定して制御手段9へ居眠り信号を出力
し、その他の場合には活動信号を制御手段9へ出力す
る。
【0018】一方、舵角センサ6及び操舵状況判定手段
7においては、検出した舵角と予め設定した居眠り状態
の基準操舵パターンとを比較して居眠り状態を判定す
る。すなわち、図6に示すように舵角センサ6で検出さ
れた舵角信号は、操舵状況判定手段7へ入力されて、図
7に示すように、予め設定したサンプリング時間で舵角
を出現頻度に分類し、さらに舵角=0を中心として予め
設定した舵角の変動範囲である判定レベル71との比較
を行う。
【0019】図7(A)では判定レベル71より舵角の
変動範囲が広いため、運転者12が操舵を行っている操
舵時と判定する。一方、図7(B)においては、舵角が
ほとんど変動しないため、静止時と判定する。この静止
時の場合、居眠りによって運転者12が操舵を停止する
可能性が高いため、前記図6で示すように、予め設定し
た時間Thを越えて前記静止時が継続しているかを比較
する。この比較において、静止時がTh以上継続される
と操舵停止信号を図示しない出力部に送る。
【0020】一方、操舵が停止していなくとも、居眠り
によって操舵後の戻り不適正や蛇行運転が発生する場合
も多いため、前記操舵時の場合は、図8(A)で示す予
め設定した居眠り状態の基準操舵パターンと前記図6の
検出値を比較する。居眠り状態の操舵は、操舵終了時の
舵角の収束に時間がかかり、舵角が0を複数回通過する
戻り不適正81が発生する。この戻り不適正81が検出
された時点で操舵異常信号を出力する。さらに図8
(B)で示すように前記戻り不適正81が発生した時点
から次の戻り不適正81Aが発生するまでの時間を計測
し、この時間を周期t1とし、さらに次の戻り不適正8
1Bが発生する間隔を計測し、その周期をt2とする。
計測したt1、t2が所定の近似値の場合、蛇行運転と判
定して蛇行信号を出力する。なお、上記以外の場合は、
正常信号を出力する。
【0021】操舵状況判定手段7では、入力された舵角
より運転者12の状況を判定し、上記のように操舵停
止、蛇行、操舵異常、正常の4つの状態に分類した信号
を制御手段9に送る。
【0022】制御手段9は、前記運転者状況判定手段4
及び操舵状況判定手段7の判定結果と車速センサ8で検
出した加速状況検出手段の判定結果より、図9に示す流
れ図にしたがって、居眠り状態を判定して警報装置10
へ作動信号を送る。以下、流れ図にしたがって説明す
る。
【0023】車速センサ8の信号から車両が運転状態で
あるかを判定し(ステップ51)、車速が0でなければ
運転者状況判定手段4の出力信号を読み込み(ステップ
52)、居眠り信号であるかを比較する(ステップ5
3)。居眠り信号が検出された場合、さらに操舵状況判
定手段7の出力信号を読み込んで(ステップ54)、操
舵が停止している操舵停止信号であるかを比較する(ス
テップ55)。操舵停止の場合は、車速センサ8で車速
を読み込んだ(ステップ56)後、車速の変位である加
速度を算出して加速中であるかを比較する(ステップ5
7)。この比較において、車両が加速中でない場合に
は、運転者12が静止し、操舵も停止して徐々にアクセ
ルから力を抜き減速または一定の速度を保持している居
眠り状態にあると識別して、警報装置10へ警報作動信
号を送る(ステップ58)。
【0024】一方、前記ステップ53の比較において運
転者12が活動信号である場合は、操舵状況判定手段7
の判定結果を読み込み(ステップ59)、操舵が正常に
行われているかを比較する(ステップ60)。また、前
記ステップ55において操舵停止信号が検出されない場
合も、さらにこのステップ60で操舵の適正を比較す
る。すなわち、操舵状況判定手段7の出力が蛇行信号あ
るいは操舵異常信号の場合、ステップ61で操舵状況が
蛇行信号であるかを比較する。ステップ61で蛇行信号
と判定されると、居眠り状態と判定されて前記ステップ
58で警報作動信号を出力する。
【0025】前記ステップ61で蛇行信号でないと判定
されるのは、操舵状況判定手段7の出力が操舵異常信号
の場合だけであるからこの操舵異常の発生回数を計測し
(ステップ62)、操舵異常の発生回数Nが予め設定し
た許容回数NS(本実施例の場合NS=3)に達したか
を比較し(ステップ63)、NがNS以上である場合
は、不安定な動作を繰り返す居眠りの初期状態と判定し
て前記ステップ58で警報作動信号を出力する。ステッ
プ63において操舵異常の発生回数NがNS未満の場合
は、計測された回数を保持し、さらに予め設定した時間
が経過した後に操舵異常の回数Nは0に戻されて誤動作
を防止する。
【0026】以上のように制御手段9においては、運転
者状況判定手段4及び操舵状況判定手段7の判定結果
と、車速センサ8からの加速状況検出手段とを統合して
居眠り状態の判定を行うため、居眠りの初期状態の動作
が不安定な領域においても的確に警報を作動させること
が可能である。
【0027】図10は第2の実施例を示し、運転室11
に複数の距離測定手段20を運転者12に向けて固定
し、距離測定手段20Aは頭部と、距離測定手段20B
は胸部と、距離測定手段20Cは腕部との距離を測定
し、前記複数の箇所との距離を測定して運転者12の姿
勢の変位を検知するものであり、その他の構成は前記第
1の実施例と同様であり、前記第1の実施例よりさらに
運転者12の姿勢の変位の測定精度を向上させたもので
あり、誤動作を減少させることが可能である。その他の
作用及び効果は前記第1の実施例と同様である。
【0028】なお、本実施例において、距離測定手段2
0を赤外線照射装置1及び赤外線センサ2から構成した
が、運転者12の姿勢の変位を測定可能な手段であれば
上記実施例と同様の作用及び効果を得ることができ、図
示はしないが、超音波発振機及び受信機などにより距離
測定手段20を構成してもよい。
【0029】また、警報装置10をブザー及びブザーの
駆動手段による音響警報装置により構成したが、警告ラ
ンプなどの光学的手段を用いてもよく、さらに、非常点
滅灯やクラクションを駆動して他車へ警告を与え、同時
に燃料噴射装置に燃料カット信号を送って減速させる警
報装置と減速手段の組み合わせでもよい。
【0030】また、図9の流れ図において、制御手段9
における居眠り状態の判定手順を示したが、この手順に
限定されることはなく、上記実施例と同様な比較、判定
を行うものであればよい。
【0031】また、制御手段9において、ステップ58
の警報作動を居眠り状態の検出時に作動させたが、さら
に警報作動の回数を計測し、警報作動が所定の回数まで
行われたら、警報の音量を上げて覚醒状態を喚起させれ
ば、居眠り状態に対する警報効果が向上する。
【0032】さらに、加速状況検出手段として、車速セ
ンサ8で検出された車速の変化から加速度を算出した
が、アクセル開度を検出する手段によってアクセル開度
の変化から加速状況を判定してもよく、上記実施例と同
様の作用及び効果となる。
【0033】
【考案の効果】以上のように本考案によれば、運転者の
居眠り状態を、運転者の姿勢の変位と、操蛇パターン
と、加速状況とを統合して全てが居眠りと判断したとき
を居眠り運転状態と判定するため、道路状況によって誤
動作を招くことがなく的確に居眠り状態を判定して警報
を発生し、運転者に覚醒を促すことが可能であり、さら
に居眠りの初期状態をも検知して警報を発生して居眠り
状態に陥るのを防ぐこともできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の実施例を示す構成図である。
【図2】本考案の実施例を示す概略図である。
【図3】図3(A)は赤外線センサー2の検出波形、図
3(B)は帯域フィルタ3の減衰特性を示す。
【図4】運転者の姿勢の変位の累積波形を示し、図4
(A)は活動時の波形、図4(B)は静止状態を示す。
【図5】運転者状況判定手段4での判定信号の波形を示
す。
【図6】舵角センサ6の出力波形を示す。
【図7】舵角の累積波形を示し、図7(A)は操舵時、
図7(B)は静止時を示す。
【図8】図8(A)は居眠り状態の基準操舵パターン、
図8(B)は居眠り運転時の操舵周期を示す。
【図9】制御手段9における制御の一例を示す流れ図で
ある。
【図10】他の実施例を示す構成図である。
【図11】本考案のクレーム対応図である。
【符号の説明】
1 赤外線照射装置 2 赤外線センサ 3 帯域フィルタ 4 運転者状況判定手段 6 舵角センサ 7 操舵状況判定手段 8 車速センサ 9 制御手段 10 警報装置 20 距離測定手段

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】車両の運転室に固定されて運転者との距離
    を測定する距離測定手段と、この距離測定手段で測定し
    た距離が変化したか否かを判定する運転者状況判定手段
    と、ハンドルに設けた舵角センサと、この舵角センサの
    検出する操舵角が居眠り運転時の基準舵角パターンと合
    致するか否かを判定する操舵状況判定手段と、加速中か
    否かを検出する加速状況検出手段とを設け、この検出し
    加速状況検出手段、運転者状況判定手段及び操舵状況
    判定手段の全てが居眠りと判断したときを居眠り運転状
    判定する制御手段と、この判定結果に基づいて警報
    を発生する警報装置を備えたことを特徴とする居眠り運
    転警報装置。
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