JP4676916B2

JP4676916B2 - 意識低下検出装置、意識低下検出方法及び居眠り運転防止装置。

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Publication number: JP4676916B2
Application number: JP2006105496A
Authority: JP
Inventors: 弘幸石井
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2006-04-06
Filing date: 2006-04-06
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2026-04-06
Also published as: JP2007280051A

Description

本発明は、産業用車両又は産業機械等の作業者の運転操作に伴う物理的な身体の動きの変化から、作業者の意識低下状態（意識レベル状態）を検出する意識低下検出装置、意識低下検出方法及び居眠り運転防止装置に関する。

従来、居眠り運転防止装置は、運転者の瞳孔の開閉頻度、開閉時間、視線方向等を監視したり、運転者の脳波、脈動、体温等の変化を監視することにより、運転者の意識レベルを検出し、当該運転者に対して警告を促す居眠り運転防止装置が多数提案されている。

例えば、特許文献１には、運転者席に設けられた密閉空気式音センサから出力される信号が一定のレベルに達しない持続時間を検出し、かつ信号の持続時間内の特定の傾向（運転者の安静呼吸等）を検出することで、当該運転者の意識レベル状態を検出する居眠り運転防止装置が提案されている。
特開２００２−１８７４５０号公報（段落００１９、図１１等）

しかしながら、上記従来の技術は、一般車両には適用可能であるが、製造業等において使用される産業用車両又は機械（ダンプ、クレーン、建設機械等の大型車両など）には、コスト面及び産業用車両等の運転操作時における特殊性の問題から、上記従来の一般車両用の居眠り運転防止装置を、産業用車両等に適用することが困難である。

すなわち、産業用車両等の第１の特殊性として、その運転操作時における振動が大きいことが挙げられる。このために、運転者の瞳孔の開閉頻度、開閉時間、視線方向等を検出して作業者の意識低下を検出することは難しく、誤検出等が生じやすい。

また、運転者の脳波、脈動、体温等の変化を検出して作業者の意識レベルを検出する従来の居眠り運転防止装置は、装置が複雑化し、コストも高い。このため、振動による装置の故障や装置を使用する際の初期設定（数値設定や作業者へのセンサ等の取り付け）の必要性から、特に、産業用車両には適していない。

第２の特殊性としては、産業用車両等の作業者は、大きな振動に対応するために、運転座席の背もたれに寄りかかった状態での運転操作を行うのではなく、片方の腕で車体の運転座席付近に設けられたグリップを掴み、他方の腕でハンドル等を操作したり、両腕でハンドル等を操作したりする。このために、運転座席の背もたれ（背面）に検出装置を配置する上記特許文献１を含む従来の居眠り運転防止装置では、検出手段と作業者とが常に接している状態において作業者の意識低下を検出することを前提技術としているため、このような運転操作中の作業者の意識低下を検出することができない。

また、製造業等では、２４時間操業の製鉄所や鉱山、建設現場が多く、居眠り運転防止に関する対策が急務となっており、産業用車両に適用可能な作業者の意識低下検出装置及び検出方法が望まれていた。

本発明の目的は、振動の大きい産業用車両や産業機械の運転操作時においても、作業者の意識低下を検出可能な意識低下検出装置、意識低下検出方法及び居眠り運転防止装置を実現することにある。

本発明の産業用の車両又は産業機械を運転操作する作業者の意識低下を検出する意識低下検出装置は、運転座席の座面と背面との境界部に固定され、意識低下に伴う前記作業者の後屈に応じた前記作業者からの加圧力を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段により検出された加圧力の変化が所定値以上である場合に、前記作業者の意識が低下していると判別し、意識低下信号を出力する判別手段とを有し、前記圧力検出手段は、圧力検出部と、前記圧力検出部を支持するとともに、前記境界部において前記背面と前記座面とに挟み込まれるように配設されることにより、前記背面に後屈する作業者の腰椎に対応する位置に前記圧力検出部を位置させる支持体と、前記支持体から延びて前記境界部の間隙に圧入する固定部材と、を有することを特徴とする。

なお、上記判別手段は、前記加圧力の変化が、所定値以上でかつ所定時間継続している場合に、意識低下信号を出力することが好ましい。

また、上記意識低下検出装置に、産業用の車両の速度を検出する速度検出手段を設け、上記判別手段が、速度検出手段による検出加速度が所定値以上である場合に、意識低下信号を出力するように構成することが好ましく、また、前記速度検出手段から検出された速度に基づいて加速度を算出する手段を設け、上記判別手段が、算出された加速度が所定値以下である場合に、意識低下信号を出力するように構成してもよい。

また、上記意識定低下検出装置が、圧力検出手段からの出力信号のうち、産業用の車両又は産業機械の固有振動に関する圧力成分をフィルタリングするフィルタ手段を備え、上記判別手段が、フィルタ手段でフィルタリングされた圧力検出手段からの出力信号に基づき、作業者の意識低下を判別するように構成することが好ましい。

また、本発明の居眠り運転防止装置は、上記意識低下検出装置と、該意識低下検出装置から出力された意識低下信号に基づき、作業者に覚醒を促す覚醒手段とを有することを特徴とする。ここで、覚醒手段とともに又は覚醒手段にかえて、意識低下信号に基づき産業用の車両又は産業機械を減速する減速手段を設けてもよい。

また、本発明の産業用の車両又は産業機械を運転操作する作業者の意識低下を検出する意識低下検出方法は、運転座席の座面と背面との境界部に固定された圧力検出手段により、意識低下に伴う前記作業者の後屈に応じた前記作業者からの前記圧力検出手段に対する加圧力を検出する検出ステップと、車両の速度と加速度を検出するステップを有し、該検出ステップで検出された加圧力の変化が所定値以上でかつ所定時間継続し、車両の速度が閾値以上でかつ車両の加速度が閾値以下である場合に、前記作業者の意識が低下していると判別する判別ステップとを含み、前記圧力検出手段は、圧力検出部と、前記圧力検出部を支持するとともに、前記境界部において前記背面と前記座面とに挟み込まれるように配設されることにより、前記背面に後屈する作業者の腰椎に対応する位置に前記圧力検出部を位置させる支持体と、前記支持体から延びて前記境界部の間隙に圧入する固定部材と、を有することを特徴とする。

なお、上記判別ステップは、前記加圧力の変化が、所定値以上でかつ所定時間継続している場合に、作業者の意識が低下していると判別することが好ましい。

本発明によれば、運転座席の座面と背面との境界部に設けられた圧力検出手段により、意識低下に伴う作業者の後屈に応じた作業者からの加圧力を検出し、作業者の意識低下を判別している。このため、運転操作時に振動の大きい産業用車両や産業機械であっても、作業者の意識低下を正確に検出でき、産業用車両等における特殊性に対しても好適な居眠り運転防止装置を提供することが可能となる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施例について説明する。

（実施例１）
図１は、本発明の意識低下検出方法により作業者の意識低下を検出し、作業者に覚醒を促す覚醒手段及び運転停止制御手段が設けられた居眠り運転防止装置の全体構成図である。本実施例の意識低下検出装置は、産業用車両等の運転座席１の背部２と座部３との境界部４に設けられた圧力検出手段１０と、該圧力検出手段１０と接続線５０で接続された信号検出装置２０とで構成される。そして、該意識低下検出装置、意識が低下している作業者に対して覚醒を促すための覚醒手段としての警告装置３０及び運転操作中の産業用車両等の運転を停止等するための運転停止制御手段としての運転停止制御装置４０により、居眠り運転防止装置が構成されている（図１（ａ）参照）。

本実施例の居眠り運転防止装置は、意識低下検出装置により検出された作業者の意識低下（眠気、居眠り等）に対し、覚醒手段による覚醒及び運転停止制御手段による運転停止制御を提供し、意識低下状態からの（正常な意識状態への復帰）及び意識低下状態の運転操作の安全性の確保（事故防止）を行う。

本実施例の圧力検出手段１０は、図１（ｂ）に示すように、圧力検出部１０１と、圧力検出部１０１を運転座席１の背部２と座部３との境界部４との間に設置するための、支持体１０２及びこの支持体１０２から延びる固定部材１０３とで構成されている。本実施例の圧力検出部１０１として空気動圧センサを適用しているが、その他に圧電素子等を用いることも可能である。

支持体１０２は、背部２に後屈する作業者の腰椎に対応する位置に圧力検出部１０１が配設されるように、当該圧力検出部１０１の配設角度、高さ等に応じた形状に形成され、また、境界部４に配置されることを考慮して、台形形状に形成することが好ましい。また支持体１０２は、木材や金属等の剛性体で形成してもよいが、作業者に対して不快感を与えないために、スポンジや発泡材等の柔軟性のある材質で構成することが好ましい。固定部材１０３は、圧力検出手段１０を運転座席１に固定させるために、運転座席１の背部２と座部３との間の間隙（境界部４）に圧入可能な薄板状に形成されている。

このように本実施例の圧力検出手段１０は、その支持体１０２が運転座席１の境界部４にて背部２及び座部３に挟み込まれるように配設され、固定部材１０３によって運転座席１に固定されることによって、運転操作の際に振動が大きい産業用車両等に対しても安定して運転座席１に固定されるとともに、運転座席１への圧力検出手段１０の設置作業及び取り外し作業が容易となる。

次に、本実施例の意識低下検出の検出原理について説明する。本実施例の意識低下検出方法は、産業用車両や産業機械などの一般車両とは異なる上述した特殊性に鑑み、意識低下に伴う作業者の後屈を検出することで、作業者の意識の低下を検出する。すなわち、図３（ａ）に示すように、産業用車両等を運転操作している作業者Ｓは、産業用車両等に加わる振動に対応するため、運転座席１の背部２に接することなく、背部２と離間した状態となっている。このとき、作業者Ｓと圧力検出手段１０は当接していないか、若しくは、両者が当接しているが、圧力検出手段１０に対する作業者Ｓからの加圧力が加わっていない状態となる。

そして、図３（ｂ）に示すように、振動に対応しようとして運転座席１の背部２に接していない状態で運転操作していた作業者Ｓの意識が低下すると、当該作業者Ｓは、運転座席１に対して背部２方向に後屈する。より具体的に説明すると、意識低下に伴って作業者Ｓの腰椎付近が、身体の力が緩むように運転座席１に対して背部２方向に後屈し、作業者Ｓが圧力検出手段１０の当接面１０１ａに当接し、圧力検出手段１０に圧力が加わる。本実施例では、この意識低下に伴う作業者Ｓの後屈を、運転座席１の境界部４に設けられた圧力検出手段１０に対する加圧力として検出する。

このように本実施例の意識低下検出方法は、その産業用車両等の産業用車両等の運転操作中の作業者Ｓの意識が眠気等により低下した場合、その意識低下によって身体の緊張、すなわち、作業者Ｓの身体における腰椎付近の緊張が解かれ、作業者Ｓの腰椎が後屈することに着目し、作業者Ｓの後方へ後屈を検出することによって、当該作業者Ｓの意識低下を検出する。

したがって、本実施例の意識低下検出方法では、運転座席１の背部２に接することなく背部２と離間した状態で運転操作している作業者Ｓの意識が低下することにより、当該作業者Ｓの腰椎付近が後屈し、作業者Ｓの背中が背部２の当接することなく圧力検出手段１０に対して加圧力を加える場合の他に、作業者Ｓの背中が先に背部２に当接しても、その後当該意識低下による身体の緊張の解放により、当該業者Ｓの腰椎付近は必然的に後方若しくは下方に後屈することから、当該作業者Ｓの意識低下（後屈）を検出することが可能である。

図４は、図３に示した作業者Ｓの意識低下に伴う圧力検出手段１０への加圧力に変化を示す一例である。Ｐ_Ａは基準圧力、Ｐ_ｘは閾値圧力、Ｐ_Ｂは検出された検出圧力（計測圧力）である。圧力変化量ΔＰ（Ｐ_Ｂ−Ｐ_Ａ）が閾値圧力Ｐ_ｘ以上（基準圧力を０とした場合には、検出圧力Ｐ_ＢがＰ_ｘ以上）である場合、作業者の意識状態が正常状態から眠気や居眠りなどの意識低下状態に遷移したと判別することができる。すなわち、作業者Ｓの意識が低下することにより、当該作業者Ｓの身体の緊張が解かれ、上述したように作業者Ｓの腰椎付近が後屈し、圧力検出手段１０に閾値圧力Ｐ_ｘ以上の加圧力を加えることになるので、作業者Ｓの意識低下を検出することができる。

また、誤検出を防止するために、この圧力変化量ΔＰ（Ｐ_Ｂ）が閾値圧力Ｐ_ｘ以上となっている継続時間Δｔ（ｔ_２−ｔ_１）が所定時間（ｔ_ｘ）以上である場合に、作業者Ｓの意識が低下していると判別することが好ましい。つまり、作業者Ｓの後屈による検出圧力Ｐ_Ｂが単に閾値圧力Ｐ_ｘ以上であっても、正常な意識状態にある作業者Ｓが圧力検出手段１０に加圧力を及ぼすような動作（産業用車両等に加わる振動によって作業者Ｓと圧力検出手段１０とが当接して、加圧力を及ぼす場合等）も考えられ、意識低下に伴う作業者Ｓの身体の緊張が所定時間継続して解かれた状態であることをその判別条件として適用することで、より正確な意識低下検出を実現できる。

このように、本実施例では、作業者Ｓの腰椎付近が運転座席１に対して背部２方向に後屈して、圧力検出手段１０に加圧力が加わっている状態が、所定圧力以上であって、かつ所定時間継続している場合（ΔＰ≧Ｐ_Ｘ、かつそのΔＰの圧力変化量の持続時間がΔｔ≧ｔ_ｘの場合）に、作業者Ｓの意識が低下していると判別する。

次に、本実施例の信号検出装置２０について説明する。図２は、信号検出装置２０の構成ブロック図であり、圧力検出手段１０からの圧力検出信号を電気信号に変換する圧電変換回路２０１、圧電変換回路２０１から出力された電気信号に含まれる産業用車両等に加わる振動（固有振動）に対応する圧力成分を当該電気信号から除去してＣＰＵ２０３に出力するローパスフィルタ２０２、ローパスフィルタ２０２から出力された電気信号に基づいて、作業者の意識低下を判別し、判別結果に応じて意識低下信号出力回路２０４に意識低下信号の出力を指示するとともに、信号検出装置２０全体の制御を行うＣＰＵ２０３とで構成されている。

さらに、本実施例では、作業者Ｓが運転操作する産業用車両等に設けられた車速検出手段からの速度信号を受信して、当該車両のスペードレベルを検出するスピードレベル検出回路２０５及びスピードレベル検出回路２０５からの出力信号に基づいて、当該産業用車両等の加速度を算出する加速度演算回路２０６が設けられている。

本実施例では、ローパスフィルタ２０２により圧電変換回路２０１から出力された電気信号に含まれるこの産業用車両等の固有振動に応じた圧力成分を除去し、作業者Ｓの意識低下検出の精度を向上させるとともに、スピードレベル検出回路２０５により検出された車両のスピードレベル及び車両の加速度を意識低下検出における判別要素として考慮することで、誤検出を防止する。具体的には、スピードレベルが低い場合には、車両の運転開始動作時又は停止動作時であると推定され、運転開始動作時又は停止動作時において、作業者Ｓが居眠りを起こすことは考えにくい。

したがって、このような場合の誤検出を防止するため、上述のように、圧力検出手段１０に対する加圧力が所定圧力以上であっても、作業者Ｓの意識が低下していると判別しないように、産業用車両のスピードレベルをその判別条件として考慮する。また、作業者が圧力検出手段１０に接している状態での運転操作は、低速における低振動の他に、車両後進の際の後方確認（振り返り動作）やパネル等の操作による作業者の体重移動が考えられ、これらの誤検出の要因も車両のスピードレベル検出により排除することが可能である。

このため、振動を伴う産業用車両の運転操作に適用しようとして作業者Ｓが運転座席１の背部２に接しない状態での運転操作を必要とせず、作業者Ｓが圧力検出手段１０に接している状態での運転操作している状態（作業者Ｓの意識が正常状態）である。

また、加速度演算回路２０６は、信号検出装置２０に加わる加速度、すなわち、産業用車両等の加速に伴う加速度を、スピードレベル検出回路２０５からの速度データを微分して加速度を算出する。上述したように、本発明の意識低下検出は、運転操作している作業者Ｓの意識低下に伴う当該作業者Ｓの後屈に応じた加圧力を検出することにより、作業者Ｓの意識低下を検出する。しかしながら、産業用車両等が加速している場合では、作業者Ｓは運転座席１の後方、すなわち、背部２に向かって引っ張られるように力を受け、作業者Ｓが圧力検出手段１０と接し、圧力検出手段１０が作業者Ｓから加圧力を受けることになる。

このため、作業者Ｓの意識が正常であっても、加速による圧力検出手段１０は、作業者Ｓからの加圧力を検出することになるので、信号検出装置２０は、作業者Ｓの意識が低下しているものと判別してしまう。そこで、本実施例の信号検出装置２０は、加速度演算回路２０６により加速度を算出し、加速度が所定値以下である場合に、作業者Ｓの意識が低下しているものと判別することで、正確な作業者Ｓの意識低下を検出可能としている。なお、本実施例では、速度データから加速度を算出する加速度演算回路２０６を適用しているが、例えば、加速度センサを信号検出装置２０に適用し、直接加速度を検出するように構成することも可能である。

以下、本実施例の意識低下検出の処理遷移を、図５に示すフローチャートを参照しながら詳細に説明する。

信号検出装置２０は、産業用車両等の始動（エンジン始動、電源投入等）又は作業者Ｓが信号検出装置２０に対して検出開始操作を行うことにより、意識低下検出を開始する（ステップＳ１００）。
運転座席１の境界部４に設けられた圧力検出手段１０は、随時、信号検出装置２０に接続線５０を介して検出信号を出力する。信号検出装置２０では、この圧力検出手段１０からの検出信号を受信して、圧電変換回路２０１が当該検出信号を電気信号に変換して、ローパスフィルタ２０２に出力する（ステップＳ１０１）。また、スピードレベル検出回路２０５は、運転操作中の産業用車両等からの車速に関する信号を随時受信して、車両のスピードレベルを検出する。

ローパスフィルタ２０２は、受信した電気信号に含まれる産業用車両等に加わる振動（固有振動）に対応する圧力成分を除去（フィルタリング）する。産業用車両等の固有振動数は、約３Ｈｚ〜４Ｈｚであり、圧電変換回路２０１から出力された電気信号には、この固有振動に係る圧力成分が含まれることになる。そこで、作業者Ｓの意識低下に伴う圧力検出手段１０への加圧力の周波数をより正確に検出するために、ローパスフィルタ２０２は、電気信号に含まれる固有振動に係る圧力成分をカットしてＣＰＵ２０３に出力する。

具体的には、本実施例では、１Ｈｚ以下の周波数の電気信号のみを抽出し、ＣＰＵ２０３に出力する。これは、作業者Ｓの意識低下に伴う無意識に近い状態での作業者Ｓの圧力検出手段１０への加圧力の周波数は、産業用車両等の固有振動数よりも小さいと推測されることから、電気信号における１Ｈｚ以下の成分のみをＣＰＵ２０３に出力している（ステップＳ１０２）。

次に、ＣＰＵ２０３は、ローパスフィルタ２０２から出力された電気信号に基づいて、作業者Ｓの意識低下検出を行う。具体的には、上述したように、まず、ＣＰＵ２０３は、電気信号に基づく検出された検出圧力Ｐ_Ｂと基準圧力Ｐ_Ａとの圧力変化量ΔＰが閾値圧力Ｐ_ｘ以上であるか否かを判別する（ステップＳ１０３）。圧力変化量ΔＰが閾値圧力Ｐ_Ｘ以上である場合には、ＣＰＵ２０３はさらに、この検出圧力Ｐ_Ｂが閾値圧力Ｐ_Ｘ以上である継続時間が所定時間以上であるか否か判別する（ステップＳ１０４）。

そして、このようにＣＰＵ２０３は、ステップＳ１０３、１０４を経て、ΔＰ≧Ｐ_Ｘ、かつそのΔＰの圧力変化量の継続時間がΔｔ≧ｔ_ｘである場合に、作業者Ｓの意識低下を検出するが、本実施例では、上述した車両の低速度における誤検出、車両後進の際の後方確認のための作業者Ｓの振り返り動作やパネル等の操作による作業者の体重移動による誤検出を防止するため、スピードレベル検出回路２０５から出力されたスピードレベルが所定値以上（車速が所定速度以上）であるか否かを判別し（ステップＳ１０５）、スピードレベルが所定値以上である場合、ステップＳ１０５ａに進み、加速度演算回路２０６で算出された加速度が所定値以下であるか否かを判別し、所定値以上である場合には、産業用車両等の加速に伴う作業者Ｓの後方への体重移動として判別し、当該作業者Ｓの意識は正常であると検出する。

このステップＳ１０５及びＳ１０５ａにおいて、車速が所定速度以上で、かつ加速度が所定値以下であると判別された場合には、ＣＰＵ２０３は、意識低下信号出力回路２０４に対して意識低下信号の出力要請を行い、意識低下信号出力回路２０４が、覚醒手段としての警告装置３０に当該意識低下信号を出力することにより、作業者Ｓへの覚醒を促すとともに、当該意識低下信号は、運転停止制御装置４０に出力され、運転停止制御装置４０は、例えば、自動的に産業用車両の回転速度を低下させて減速させたり、停止させるなどの運転停止制御を産業用車両等に対して行う（ステップＳ１０６）。

なお、本実施例では、意識低下信号出力回路２０４が意識低下信号を出力しているが、これは、覚醒手段である警告装置３０は、多様な形態が考えられるため、多様な異なるデータ形式に応じた意識低下信号を出力するためである。

したがって、ＣＰＵ２０３が、判別結果に応じて意識低下信号を警告装置３０に対して直接出力する構成としてもよい。また、ＣＰＵ２０３は、意識低下が検出された場合に、意識低下信号出力回路２０４に意識低下信号の出力を指示しているが、逆に、上述の意識低下検出処理において、作業者Ｓの意識低下を検出できなかった場合に、意識低下信号出力回路２０４に対して、当該意識低下信号の出力を禁止する出力禁止信号を出力するように構成することも可能である。運転停止制御装置４０もまた同様である。

図６は、本実施例の意識低下検出の実測値を示すグラフである。図６（ａ）は、ローパスフィルタ２０２から出力される車両の固有振動数がカットされた１Ｈｚ以下の周波数成分の検出圧力を示すグラフであり、図６（ｂ）は、スピードレベル検出回路２０５から出力された車両のスピードレベルを示すグラフである。同図に示すように、閾値圧力Ｐｘ以上の検出圧力が、所定時間以上継続している場合であって、車両のスピードレベルが閾値Ｖｘ以上である場合に、作業者Ｓの意識低下を検出する。

具体的に説明すると、図６のＡでは、検出圧力Ｐ_Ｂが閾値圧力Ｐ_Ｘを超えたものの、図６（ｂ）における産業用車両等のスピードレベルがＶ_ｘを超えていない（低速）ため、ＣＰＵ２０３は、意識低下として検出せず、また、図６のＢでは、検出圧力Ｐ_Ｂが閾値圧力Ｐ_Ｘを超え、かつ図６（ｂ）における産業用車両等のスピードレベルがＶ_ｘを超えているが、検出圧力Ｐ_Ｂ（圧力変化量ΔＰ）が閾値圧力Ｐ_ｘ以上となっている継続時間Δｔが所定時間ｔ_ｘ以上でないため、ＣＰＵ２０３は意識低下として検出しない。

図６のＣ及びＤでは、検出圧力Ｐ_Ｂが閾値圧力Ｐ_Ｘを超え、かつ図６（ｂ）における産業用車両等のスピードレベルがＶ_ｘを超えており、さらに、検出圧力Ｐ_Ｂ（圧力変化量ΔＰ）が閾値圧力Ｐ_ｘ以上となっている継続時間Δｔが所定時間ｔ_ｘ以上であるので、ＣＰＵ２０３は、この図６のＣ及びＤにおける波形を意識低下として検出する。

このように、本実施例の居眠り運転防止装置は、運転座席１の背面２座面３との間の境界部４に設けられた圧力検出手段１０により、意識低下に伴う作業者Ｓの後屈に応じた作業者Ｓからの加圧力を検出することにより、作業者Ｓの意識低下を判別している。このため、運転操作の際に比較的大きな振動を伴う産業用車両や産業機械であっても、作業者Ｓの意識低下を正確に検出でき、産業用車両等における特殊性に対しても適用可能な居眠り運転防止装置を実現することが可能となる。

（実施例２）
図７は、本発明の第２の実施例における信号検出装置２０ａの構成ブロック図である。本実施例の信号検出装置２０ａは、上記実施例１のようには加速度を考慮せず、ローパスフィルタ２０２により圧電変換回路２０１から出力された電気信号に含まれるこの産業用車両等の固有振動に応じた圧力成分を除去し、作業者Ｓの意識低下検出の精度を向上させるとともに、スピードレベル検出回路２０５により検出された車両のスピードレベルを意識低下検出における判別要素として考慮し、誤検出を防止する意識低下検出を行う。

図７に示すように、信号検出装置２０ａは、上記実施例１の図１に示した加速度演算回路２０６が設けずに、誤検出を防止し、検出精度の高い意識低下検出を提供するものであり、上記実施例１に比べ、装置が簡素化されている。

図８は、本実施例の意識低下検出の処理遷移を示すフローチャートであり、上記実施例１の図５におけるステップＳ１０５ａが省かれ、ＣＰＵ２０３が、電気信号に基づく検出された検出圧力Ｐ_Ｂと基準圧力Ｐ_Ａとの圧力変化量ΔＰが閾値圧力Ｐ_ｘ以上であるか否かを判別し（ステップＳ１０３）、圧力変化量ΔＰが閾値圧力Ｐ_Ｘ以上である場合には、ＣＰＵ２０３はさらに、この検出圧力Ｐ_Ｂが閾値圧力Ｐ_Ｘ以上である継続時間が所定時間以上であるか否か判別する（ステップＳ１０４）。

そして、ステップ１０５において、上述した車両の低速度における誤検出、車両後進の際の後方確認のための作業者Ｓの振り返り動作やパネル等の操作による作業者の体重移動による誤検出を防止するため、スピードレベル検出回路２０５から出力されたスピードレベルが所定値以上（車速が所定速度以上）であるか否かを判別し（ステップＳ１０５）、車速が所定速度以上であると判別された場合には、ＣＰＵ２０３は、意識低下信号出力回路２０４に対して意識低下信号の出力要請を行い、意識低下信号出力回路２０４が、覚醒手段としての警告装置３０に当該意識低下信号を出力することにより、作業者Ｓへの覚醒を促すとともに、当該意識低下信号は、運転停止制御装置４０に出力され、運転停止制御装置４０は、例えば、自動的に産業用車両の回転速度を低下させて減速させたり、停止させるなどの運転停止制御を産業用車両等に対して行う（ステップＳ１０６）。

なお、その他の構成は、上記実施例１と同様であるため、説明を省略する（図２、図５参照）。

以上、上記実施例において、圧力検出手段１０と信号検出装置２０とを接続線５０で接続しているが、これに限らず、例えば、ワイヤレス通信手段により圧力検出手段１０で検出された情報を、信号検出装置２０に送信するように構成することも可能である。

また、覚醒手段としての警告装置３０は、作業者に覚醒を促すための音声等を発する音声出力装置やその他の警告装置であり、これに限定されるものではない。例えば、音声の他に光（フラッシュ光等）を発して覚醒を促すことも可能である。また、上記実施例では、意識低下に対して作業者Ｓの覚醒を促しているが、例えば、運転操作している車両のエンジンを停止、又は車両の速度を減速させたりするように構成することも可能であり、意識低下に伴う事故防止のための複合的な手段（音声警告＋エンジン停止）を用いることも可能である。

また、本実施例の居眠り運転防止装置は、覚醒手段及び運転停止制御手段を備え、作業者に対する覚醒及び事故防止を図っているが、覚醒手段のみを備えるように構成し、意識低下状態にある作業者の意識を正常に復帰させることでも、事故を防止する手段として十分に機能する。

本発明の意識低下検出装置が適用された運転防止装置の概略構成図であり、（ｂ）は、圧力検出手段が運転座席に設置された状態を示す側面図である。本発明の実施例１の意識低下検出装置の信号検出装置の構成ブロック図である。本発明の意識低下検出の検出原理を説明するための模式図である。図３の検出原理に対応した出力信号の波形の一例を示す図である。本発明の実施例１における意識低下検出の処理遷移を説明するためのフローチャートである。本発明の意識低下検出の実測値を示すグラフである。本発明の実施例２の意識低下検出装置の信号検出装置の構成ブロック図である。本発明の実施例２における意識低下検出の処理遷移を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１０圧力検出手段
２０信号検出装置
３０警告装置
４０運転停止制御装置
５０接続線
１０１圧力検出部
１０２支持体
１０３固定部材

Claims

産業用の車両又は産業機械を運転操作する作業者の意識低下を検出する意識低下検出装置であって、
運転座席の座面と背面との境界部に固定され、意識低下に伴う前記作業者の後屈に応じた前記作業者からの加圧力を検出する圧力検出手段と、
該圧力検出手段により検出された加圧力の変化が所定値以上である場合に、前記作業者の意識が低下していると判別し、意識低下信号を出力する判別手段とを有し、
前記圧力検出手段は、
圧力検出部と、
前記圧力検出部を支持するとともに、前記境界部において前記背面と前記座面とに挟み込まれるように配設されることにより、前記背面に後屈する作業者の腰椎に対応する位置に前記圧力検出部を位置させる支持体と、
前記支持体から延びて前記境界部の間隙に圧入する固定部材と、を有することを特徴とする意識低下検出装置。
前記判別手段は、前記加圧力の変化が、所定値以上でかつ所定時間継続している場合に、前記意識低下信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の意識低下検出装置。
前記産業用の車両の速度を検出する速度検出手段を有し、
前記判別手段は、前記速度検出手段による検出速度が所定値以上である場合に、前記意識低下信号を出力することを特徴とする請求項１又は２に記載の意識低下検出装置。
前記速度検出手段から検出された速度に基づいて加速度を算出する手段を有し、
前記判別手段は、算出された加速度が所定値以下である場合に、前記意識低下信号を出力することを特徴とする請求項３に記載の意識低下検出装置。
前記圧力検出手段からの出力信号のうち、前記産業用の車両又は産業機械の固有振動に関する圧力成分をフィルタリングするフィルタ手段を有し、
前記判別手段は、前記フィルタ手段でフィルタリングされた前記圧力検出手段からの出力信号に基づき、前記作業者の意識低下を判別することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の意識低下検出装置。
請求項１乃至５のいずれか１つに記載の意識低下検出装置と、
該意識低下検出装置から出力された前記意識低下信号に基づき、前記作業者に覚醒を促す覚醒手段とを有することを特徴とする居眠り運転防止装置。
請求項１乃至５のいずれか１つに記載の意識低下検出装置と、
該意識低下検出装置から出力された前記意識低下信号に基づき、前記産業用の車両又は産業機械の運転速度を減速する減速手段とを有することを特徴とする居眠り運転防止装置。
産業用の車両又は産業機械を運転操作する作業者の意識低下を検出する意識低下検出方法であって、
運転座席の座面と背面との境界部に固定された圧力検出手段により、意識低下に伴う前記作業者の後屈に応じた前記作業者からの前記圧力検出手段に対する加圧力を検出する検出ステップと、
車両の速度と加速度を検出するステップを有し、
該検出ステップで検出された加圧力の変化が所定値以上でかつ所定時間継続し、車両の速度が閾値以上でかつ車両の加速度が閾値以下である場合に、前記作業者の意識が低下していると判別する判別ステップとを含み、
前記圧力検出手段は、
圧力検出部と、
前記圧力検出部を支持するとともに、前記境界部において前記背面と前記座面とに挟み込まれるように配設されることにより、前記背面に後屈する作業者の腰椎に対応する位置に前記圧力検出部を位置させる支持体と、
前記支持体から延びて前記境界部の間隙に圧入する固定部材と、を有することを特徴とする意識低下検出方法。