JP3207515U - 車両における居眠り検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易に運転者の居眠りを検出できる低コストの居眠り検出装置を提供する。【解決手段】運転席シートＳに着座された運転者Ｍが、シートベルト装置Ｂによって拘束され、シートベルト装置のウエブ１３に、運転者の肩から胸に渡る範囲において、動きセンサ３２が設けられる。運転者が正常に運転操作しているときは、動きセンサにより運転者の動きが検出され、所定時間以上継続して動きが検出されない場合は、運転者が居眠りをしていると判定する。この動きセンサでの検出結果に基づいて居眠りをしていると判定されたときは、スピーカから警報音発生等を行うのが好ましい。【選択図】図１

Description

本考案は、車両における居眠り検出装置に関するものである。

車両の乗員、特に運転者が居眠りをすることは危険である。特許文献１には、乗員に対して非接触のバイタルセンサを設けて、乗員の心拍、呼吸等により居眠りを検出するものが開示されている。特許文献２には、乗員をシートに拘束するシートベルト装置のウエブにバイタルセンサを設けるものが開示されているが、これは、血圧や体温等の運転者の生理状態（例えば心臓のアクティビティ）を監視するものとなっている。

特開２０１５−２１９５７９号公報 特表２００６−５２５５７９号公報（特許第４５０４９７３号公報）

運転者の居眠り検出を、バイタルセンサを利用して構成することは、コスト的に好ましくなく、より簡易に居眠りを検出することが望まれるものである。また、運転者の顔を撮像するカメラによって取得される画像から、顔表情や瞳の状態に基づいて居眠りを検出することも考えられるが、この場合もコスト的に問題がある。

本考案は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、運転者の居眠りを簡便に検出できるようにした車両における居眠り検出装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本考案にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、請求項１に記載のように、
運転席シートに着座された運転者をシートベルト装置によって拘束している状態で、該シートベルト装置におけるウエブの動きを検出する動き検出手段と、
前記動き検出手段による検出結果に基づいて、運転者が居眠りをしていることを判定する判定手段と、
を備えているようにしてある。

上記解決手法によれば、運転操作が行われたときはウエブが動く一方、居眠りしているときは運転操作が行われないためにウエブが動かないということに着目して、ウエブの動きを検出するという手法によって、簡便でしかも安価に運転者の居眠りを検出することができる。

上記解決手法を前提とした好ましい態様は、請求項２以下に記載のとおりである。すなわち、
前記判定手段は、前記動き検出手段によって所定時間以上継続して動きが検出されなかったときに、運転者が居眠りをしていると判定する、ようにしてある（請求項２対応）。この場合、所定時間以上継続して運転操作が行われていないときに居眠りであると判定することにより、居眠りを精度よく判定する上で好ましいものとなる。

車速を検出する車速検出手段をさらに備え、
前記判定手段による判定が、前記車速検出手段によって車速が０でないことを条件として実行される、
ようにしてある（請求項３対応）。この場合、停車中に不必要に居眠りであると判定してしまう事態を確実に防止する上で好ましいものとなる。

前記動き検出手段が、前記ウエブのうち運転者の肩部から胸に渡っての部位の動きを検出する、ようにしてある（請求項４対応）。この場合、ステアリングハンドルや方向指示器等を操作した際に、運転者の身体のうちもっともよく動く部分での動きを検出するようにして、居眠りを精度よく判定する上で好ましいものとなる。

前記動き検出手段が、前記ウエブの長手方向に移動可能として該ウエブに設けられている、ようにしてある（請求項５対応）。この場合、運転者の体格の相違に応じて、動き検出手段を適切な位置に容易に設定することができる。

前記動き検出手段が、ひずみセンサまたは加速度センサの少なくとも一方によって構成されている、ようにしてある（請求項６対応）。この場合、動き検出手段を、極めて安価で入手しやすいセンサで構成することができる。

前記動き検出手段が、変位量と加速度とを検出するものとされ、
前記判定手段が、変位量と加速度との両方に基づいて居眠りの判定を行う、
ようにしてある（請求項７対応）。この場合、居眠りをより精度よく検出する上で好ましいものとなる。

前記判定手段によって運転者が居眠りをしていると判定されたときに作動される警報手段をさらに備えている、ようにしてある（請求項８対応）。この場合、運転者を、居眠り状態から正常な覚醒状態へとすみやかに復帰させる上で好ましいものとなる。

本考案によれば、運転者の居眠りを簡便に検出できる。

本考案の一実施形態を示す斜視図。 図１の実施形態における側面図。 バックルとタングとの接続部位を示す要部斜視図。 本考案の制御系統例を示す図。 本考案の制御例を示すフローチャート。 本考案の制御内容を図式的に示すタイムチャート。 本考案の変形例を示す要部斜視図。

図１、図２において、Ｓは、車両としての自動車における運転席用シートである。シートＳは、シートクッション１とシートバック２とヘッドレスト３、とを有する。

シートＳに対して、シートベルト装置Ｂが設けられている。シートベルト装置Ｂは、３点式とされて、リトラクタ１１、下部アンカ１２、ウエブ１３、バックル１４、タング１５、上部アンカ１６を有している。リトラクタ１１は、例えばシートＳの側方に位置するセンタピラー４内の低い位置に固定設置されている。下部アンカ１２は、シートＳの左右位置のうちリトラクタ１１が存在する側の低い位置において、車体に固定されている。

ウエブ１３は、リトラクタ１１と下部アンカ１２とを連結している。すなわち、ウエブ１３は、リトラクタ１１から引き出されて、一旦上方へ延びた後、高い位置でもって車室内に延びて、上部アンカ１６を経由するように配設される。

バックル１４は、シートＳの左右位置のうち下部アンカ１２とは反対側の低い位置において車体に固定されている。そして、タング１５は、ウエブ１３の中間位置にスライド可能に設けられて、バックル１４に対して着脱自在に連結される。

シートＳに乗員としての運転者Ｍが着座している状態で、バックル１４に設けた挿入孔１４ａ内にタング１５を挿入することにより、シートベルト装置Ｂによって乗員を拘束した状態とされる（図１、図２の状態）。この状態で、バックル１４に設けたロック解除ボタン１４ｂを例えば押圧操作することによりロック解除されて、タング１５がバックル１４から引き出される（バックル１４に内蔵されたスプリング作用により、タング１５がポップアップ式にバックル１４から飛び出る）。

なお、ロック解除ボタン１４ｂは、実施形態ではタング１５の挿入方向と交差する方向に押圧操作される形式とされているが、挿入孔１４ａの開口面側において外部に露出されて、タング１５の挿入方向に押圧操作されるもの等、適宜の形式のものを適用できる。勿論、バックル１４は、その内部構造を含めて、適宜の形式のものを用いることができる。

運転者Ｍを拘束している状態でのウエブ１３は、タング１５を境にして、運転者Ｍの上半身を拘束する上ウエブ１３ａと、運転者Ｍの腰付近を拘束する下ウエブ１３ｂとに分けられることになる。

上述の上ウエブ１３ａには、運転者Ｍの肩から胸に渡る部位の範囲内において、動きを検出する動きセンサ３２が設けられている。この動きセンサ３２は、例えばひずみセンサとされて、極薄くかつ小面積のものとされて、安価に入手可能である。このような動きセンサ３２は、上ウエブ１３ａの上面に設けることもでき、下面に設けることもでき、あるいは上ウエブ１３ａの内部に設けることもできる。動きセンサ３２での検出は、例えば数mmsec〜数十mmsecの周期で行うことができる。

図４は、動きセンサ３２を利用して運転者Ｍの居眠りを検出するための制御系統例を示す。図中、Ｕは、マイクロコンピュータを利用して構成されたコントローラ（制御ユニット）である。このコントローラＵは、例えば図示を略すインストルメントパネル内等、車両の衝突時でも十分に保護される部位に設置されている。

コントローラＵには、上記動きセンサ３２からの信号の他、車速センサ３１で検出される車速信号が入力される。動きセンサ３２は、シートＳに着座している運転者Ｍをシートベルト装置Ｂによって拘束している状態において、運転者Ｍがステアリングハンドルを操作したり、方向指示器を操作する等の運転操作を行った場合は、運転者Ｍの肩や胸の部分がかなり大きく動くことから、この運転者の動きが動きセンサ３２によって検出されることになる。逆に、居眠りしているときは、ステアリングハンドルを操作する等の運転操作が行われないことから、動きセンサ３２は大きな動きを検出することがなく（非検出）、しかもこの非検出状態が長く続くことになる。このように、動きセンサ３２での検出結果に基づいて、運転者Ｍが居眠りしているのか否かについて判定することが可能となる。

また、コントローラＵは、警報装置となるスピーカ３５、振動子３６を制御する。スピーカ３５は、車室内に向けて警報音を発生させるものである。振動子３５は、例えばステアリングハンドル５（図２参照）やシートＳに設けられて、運転者Ｍに対して振動によって警報を与えるものとなっている。

次に、コントローラＵによる居眠り検出に関連した制御例について説明する。なお、以下の説明でＱはステップを示す。まず、Ｑ１において、各センサ３１、３２からの信号が入力される。

Ｑ１の後、Ｑ２において、車速が０であるか否か（停車中であるか否か）が判別される。このＱ２の判別でＹＥＳのときは、Ｑ１に戻る（停車中は居眠りは問題にならない状況であることから、不必要に警報してしまう事態を防止）。

上記Ｑ２の判別でＮＯのときは、Ｑ３において、動きセンサ３２によって、運転者Ｍの動き（所定値以上の大きな動き）が検出されたか否かが判別される。このＱ３の判別でＹＥＳのときは、運転者Ｍは居眠りすることなく、正常にステアリングハンドルの操作や方向指示器を操作する等の運転操作をしているときである。このときは、Ｑ７において、後述するタイマ（のカウント値）をリセットした後、Ｑ１に戻る。

前記Ｑ３の判別でＮＯのとき、つまり動きセンサ３２によって運転者Ｍの動きが検出されなかったときは、Ｑ４においてタイマがセットされる。なお、タイマは、Ｑ１からの制御開始時において、初期値０とされている。

Ｑ４の後、Ｑ５において、Ｑ４でのタイマカウウント開始から所定時間（例えば５秒〜１０秒）経過したか否かが判別される。当初はこのＱ５での判別でＮＯとなって、Ｑ３に戻る。Ｑ３の判別でＮＯの状態が所定時間継続すると、Ｑ５での判別でＹＥＳとなる。このときは、運転者Ｍが居眠りをしているときであると判定されたときとなる。このときは、Ｑ６において、スピーカ３５、振動子３６を作動させて、運転者Ｍに対する警報が行われる（居眠りから正常な覚醒状態への復帰を促す）。

上記Ｑ３からＱ５を経て再びＱ３に戻った時点で、Ｑ３の判別でＹＥＳのときは、Ｑ７において、Ｑ４でカウントアップされていたタイマがリセットされることになる。

図６は、本考案による制御の内容を図式的に示すものである。横軸が経過時間、縦軸が動きセンサ３２により検出された変位量（動き量で、プラス方向とマイナス方向あり）を示す。判定しきい値としてプラス側とマイナス側とにそれぞれαを設定してある。このαを超える大きな動きが検出されたときは、図５におけるＱ３の判別でＹＥＳとなり、αよりも小さい動きのときは、Ｑ３の判別でＮＯとなる。

ｔ１時点までは、所定時間が経過する途中において大きな動きが検出されることから、居眠りとは判定されない状態である。大きな動きが検出されなかったｔ１時点（図５のＱ３の判別でＮＯのとなる時点）から、所定時間経過した時点となるｔ２時点までの間において、継続して大きな動きが検出されなかったときは、ｔ２時点後に警報が行われることになる。上記ｔ２時点は、図５におけるＱ５での判別がＹＥＳとなった時点に対応している。

図７は、本考案の変形例を示すものである。本例では、上ウエブ１３ａに対して、保持部材としてのスライド部材４１を設けてある。すなわち、スライド部材４１に設けたスライド孔４１ａに、上ウエブ１３ａを挿通させるようにしてある。そして、スライド部材４１に動きセンサ３２を設けるようにしてある。なお、動きセンサ３２は、スライド部材４１の上面、下面、内部（内蔵）のいずれかの位置に設けることができ、動きセンサ３２を複数設けておくこともできる。スライド４１のような保持部材を別途設けることにより、既存のシートベルト装置Ｂに対しても、動きセンサ３２を後付けでもって容易に取付けることが可能となる。

スライド部材４１は、柔軟性（可撓性）を有して、上ウエブ１３ａの形状変化に対する追従性が優れたものとされる。また、スライド部材４１は、上ウエブ１３ａに対してスライド可能であるが、上ウエブ１３ａに対する摩擦力によって、不用意に移動しないようにされる。手指によってスライド部材４１を動かすことにより、運転者Ｍの体格の相違に応じて、スライド部材４１（つまり動きセンサ３２）の位置を、運転者Ｍの肩から胸に渡る部位の範囲内に位置させることができる。

以上実施形態について説明したが、本考案は、実施形態に限定されるものではなく、実用新案登録請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能であり、例えば次のような場合をも含むものである。シートベルト装置Ｂは、４点式のものである等、その形式は特に問わないものである。動きセンサ３２は、加速度を検出するセンサで構成する等、ウエブ１３の動きを検出できるものであれば、適宜のものを用いることができる。なお、加速度を検出する場合は、別途加速度センサを設けてもよいが、動きセンサ３２として変位を検出するものとして、変位量（動き量）の検出に加えて、検出した変位量を微分することにより加速度を得ることもできる。加速度を利用して居眠りを判定することは、小さな動きしか伴わない運転操作を行っていることを確実に検出して、居眠りの判定精度を向上させる上で好ましいものとなる。

変位量と加速度との両方を用いて、居眠りを判定することもできる。例えば、所定時間内に継続して、大きな（第１所定値以上の）変位量が検出されない状態でかつ大きな（第２所定値以上の）加速度が検出されない状態のときに、居眠りであると判定することができる（所定時間内に変位量と加速度とのいずれか一方が所定値以上であることが検出されたときは、居眠りではないと判定）。また、所定時間内に継続して、大きな変位量と大きな加速度とのいずれか一方が検出されたときは、居眠りに近い状態であるとして、緩やかな（軽度の）警報を行う一方、大きな変位量と大きな加速度との両方が検出されなかったときは居眠りの程度が高いということで、強い（重度の）警報を行うようにすることもできる。

動きセンサ３２は、要は、運転者Ｍの動きを検出することができればよいので、下ウエブ１３ｂに設けたり、リトラクタ１１内に設けたり、バックル１４内に設ける等のこともできる（運転者Ｍの動きに伴うウエブ１３の長手方向変位を検出）。特に、下ウエブ１３ｂに設けた場合は、運転者Ｍによるアクセル操作やブレーキ操作等の脚部を利用した運転操作の動きを検出する上で好ましいものとなる。例えば、上ウエブ３ａと下ウエブ１３ｂとの両方に動きセンサ３２を設ける等、複数の動きセンサ３２を設けた場合は、全ての動きセンサ３２が所定時間内に大きな動きを検出しないときに、居眠りであると判定することができる。動きセンサ３２は、ウエブ１３の動きを検出できればよいので、変位量、加速度の他に、ウエブ１３の引張力等、適宜の値を検出パラメータとして選択することができる（任意の１つのパラメータあるいは任意の複数のパラメータの組み合わせを適宜採択できる）。

居眠りの判定レベルを複数段階とすることもできる。例えば、所定時間として、短い時間となる第１所定時間（例えば３〜５秒）と、これよりも長い第２所定時間（例えば１０秒）と、さらに長い第３所定時間（例えば１５秒）を設定することができる。すなわち、第１所定時間内に継続して乗員の動きが検出されなかった際には、軽程度の警報を行う（例えば振動子３６を軽く作動させる）。第２所定時間内に継続して乗員の動きが検出されなかった際には、中程度の警報を行う（例えば振動子３２を強く作動させる）。第３所定時間内に継続して乗員の動きが検出されなかった際には、高程度の警報を行う（例えば振動子３２を強く作動させることに加えて、スピーカ３１からの警報音発生）。居眠りであると判定されたときの制御としては、警報を行うのに代えてあるいは加えて、例えば自動運転に切換えたり、自動ブレーキを作動させて車両を減速あるいは停止させる等、適宜の措置を採択することができる。フローチャートに示す各ステップあるいはステップ群は、コントローラＵの有する機能を示すもので、この機能を示す名称に手段の文字を付して、コントローラＵの有する構成要件として把握することができる。

本考案は、簡易に乗員の居眠りを検出することができ、車両の安全向上の上で好ましいものとなる。

Ｕ：コントローラ
Ｍ：運転者
Ｓ：シート
Ｂ：シートベルト装置
１１：リトラクタ
１２：下部アンカ
１３：ウエブ
１３ａ：上ウエブ
１３ｂ：下ウエブ
１４：バックル
１４ａ：挿入孔
１４ｂ：ロック解除ボタン
１５：タング
１６：上アンカ
３１：車速センサ
３２：動きセンサ
３５：スピーカ（警報手段）
３６：振動子（警報手段）

Claims (8)

1. 運転席シートに着座された運転者をシートベルト装置によって拘束している状態で、該シートベルト装置におけるウエブの動きを検出する動き検出手段と、
   前記動き検出手段による検出結果に基づいて、運転者が居眠りをしていることを判定する判定手段と、
   を備えていることを特徴とする車両における居眠り検出装置。
2. 請求項１において、
   前記判定手段は、前記動き検出手段によって所定時間以上継続して動きが検出されなかったときに、運転者が居眠りをしていると判定する、を備えていることを特徴とする車両における居眠り検出装置。
3. 請求項１または請求項２において、
   車速を検出する車速検出手段をさらに備え、
   前記判定手段による判定が、前記車速検出手段によって車速が０でないことを条件として実行される、
   ことを特徴とする車両における居眠り検出装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、
   前記動き検出手段が、前記ウエブのうち運転者の肩部から胸に渡っての部位の動きを検出する、ことを特徴とする車両における居眠り検出装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、
   前記動き検出手段が、前記ウエブの長手方向に移動可能として該ウエブに設けられている、ことを特徴とする車両における居眠り検出装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、
   前記動き検出手段が、ひずみセンサまたは加速度センサの少なくとも一方によって構成されている、ことを特徴とする車両における居眠り検出装置。
7. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、
   前記動き検出手段が、変位量と加速度とを検出するものとされ、
   前記判定手段が、変位量と加速度との両方に基づいて居眠りの判定を行う、
   ことを特徴とする車両における居眠り検出装置。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれか１項において、
   前記判定手段によって運転者が居眠りをしていると判定されたときに作動される警報手段をさらに備えている、ことを特徴とする車両における居眠り検出装置。

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