JP5029433B2

JP5029433B2 - 車両用飲酒運転防止装置

Info

Publication number: JP5029433B2
Application number: JP2008061689A
Authority: JP
Inventors: 岳史流石
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-03-11
Filing date: 2008-03-11
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2028-03-11
Also published as: JP2009217633A

Description

本発明は、車室内の空気中に含まれる特定の成分を検出することにより運転者が飲酒状態であるか否かを判定する飲酒運転防止装置に関する。

近年、安全運転の観点から、運転者が飲酒状態であるか否かを判定し、飲酒状態でないと判定された場合にのみ車両の走行を許可するような飲酒運転防止装置についての研究が進められている。

運転者が飲酒状態であるか否かを判定する手法としては、例えば、呼気吹き込み口を備えた検査装置を運転席付近に配設して、車両の発進時などに運転者に呼気を吹き込ませ、呼気中に含まれるアルコールやアセトアルデヒド等の指標成分の濃度を判定閾値と比較して判定を行なうことが考えられる。

また、上記の如き呼気吹き込み口を備えず、運転者の息が当たる箇所にアルコール等を検出するセンサー（又はセンサーの設置箇所に連通する空気吸入口）を備える態様も考えられる。この態様の装置は、運転者が自ら行動をしなければならない煩わしさがなく、また車両の走行中でも継続して監視を行なうことができるという利点を有する。こうした態様でアルコール検知を行なう機能を有するナビゲーション装置についての発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−２４５０７号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の装置の如く、運転者が自ら呼気を吹き込まない態様の装置においては、センサーに供給される呼気量が十分でないため、検出精度が低下する場合がある。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、十分な量の運転者の呼気をセンサーに供給して高精度に飲酒状態の検知を行なうことが可能な車両飲酒運転防止装置を提供することを、主たる目的とする。

上記目的を達成するための本発明の一態様は、
運転者の呼気に含まれる指標成分であって、運転者の飲酒状態を示す指標成分の濃度を検出する指標成分濃度検出手段と、
運転者に発声を促す発声催促手段と、
運転者の声量を検出する声量検出手段と、
該声量検出手段により検出された運転者の声量が大きくなるのに応じて高評価となるように運転者を評価する評価手段と、
を備える車両用飲酒運転防止装置である。

この本発明の一態様によれば、運転者に発声を促し、運転者の声量が大きくなるのに応じて高評価となるように運転者を評価するため、運転者は大きい声を出して、十分な量の呼気を指標成分濃度検出手段に吹きかけるように誘導されることとなる。従って、十分な量の運転者の呼気をセンサーに供給して高精度に飲酒状態の検知を行なうことができる。

なお、車両用飲酒運転防止装置として機能するための通常の構成として、
指標成分濃度検出手段により検出された指標成分の濃度に基づいて運転者が飲酒状態であるか否かを判定し、運転者が飲酒状態であると判定した場合に車両の運転を抑制するための制御を行なう判定制御手段を更に備えるものとしてもよい。

本発明の一態様において、
前記発声催促手段は、例えば、運転者の発声を伴う娯楽を提供する手段である。

また、本発明の一態様において、
前記評価手段により所定評価以上の高評価を得るのに応じて、運転者に所定の賞を授与するように車外システムに要求する要求手段を備えることを特徴とするものとしてもよい。

また、本発明の一態様において、
運転者の眠気を検出する眠気検出手段を備え、
前記発声催促手段は、前記眠気検出手段により所定程度以上の眠気が検出された場合に運転者に発声を促す手段であるものとしてもよい。

本発明によれば、十分な量の運転者の呼気をセンサーに供給して高精度に飲酒状態の検知を行なうことが可能な車両飲酒運転防止装置を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。

＜第１実施例＞
以下、本発明の第１実施例に係る車両用飲酒運転防止装置１について説明する。車両用飲酒運転防止装置１は、カラオケやクイズ等の娯楽の提供に付随して飲酒状態の検知を行なう装置である。

図１は、第１実施例に係る車両用飲酒運転防止装置１の全体構成の一例を示す図である。車両用飲酒運転防止装置１は、主要な構成として、指標成分濃度検出用センサー１０と、アミューズメント装置２０と、飲酒運転防止ＥＣＵ（Electronic Control Unit）７０と、を備える。

指標成分濃度検出用センサー１０は、例えば半導体センサーであり、アルコールやアセトアルデヒド等、飲酒状態にある人の呼気に含まれる指標成分の濃度を検出する。指標成分濃度検出用センサー１０は、後述するアミューズメント装置２０のマイク２２の付近等、運転者の呼気がかかり易い位置に設置される。なお、センサーの全部がこの位置に配置されている必要はなく、例えば、空気吸い込み口がマイク２２の付近等に設置され、負圧によってその位置付近の空気を吸い込み、通気管を通して任意の位置に設置されたセンサー本体部に運転者の呼気を含む空気が流入するような構成であっても構わない。指標成分濃度検出用センサー１０の出力値は、飲酒状態判定用ＥＣＵ７０に入力される。

アミューズメント装置２０は、例えば、カラオケやクイズ等、運転者の発声を伴う娯楽を提供するための装置であり、マイク２２、スピーカー２４、ディスプレイ装置２６、記憶装置２８、シンセサイザー３０、通信装置３２、制御装置３４等を有する。なお、係るハードウエア構成の一部は車載ナビゲーション装置との共用に係るものであってよい。

マイク２２は、ステアリングボス部等、運転者の声を収集し易い位置に設置される。ディスプレイ装置２６は、タッチパネルとして構成され、脇部に各種スイッチを備える。記憶装置２８は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＣＤ（Compact Disc）ドライブ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）ドライブ、レーザーディスクドライブ等の記憶装置であり、カラオケの伴奏やクイズの内容等、娯楽コンテンツが記憶されている。シンセサイザー３０は、記憶装置２８に記憶された娯楽コンテンツの内容を再生し、スピーカー２４から出力させる。通信装置３２は、例えば無線基地局８０やネットワーク９０を介して車外設備１００との通信を行なうための装置であり、これを用いて娯楽コンテンツのダウンロード等が行なわれる。車外設備１００は、例えば娯楽コンテンツの供給会社であり有料又は無料で各種娯楽サービスを提供している。

制御装置３４は、例えば、ＣＰＵを中心としてＲＯＭやＲＡＭ等がバスを介して相互に接続されたコンピューターユニットであり、その他、フラッシュメモリ等の記憶媒体やＩ／Ｏポート、タイマー、カウンター等を備える。ＲＯＭには、ＣＰＵが実行するプログラムやデータが格納されている。

また、制御装置３４は、ＲＯＭに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することにより機能する主要な機能ブロックとして、作動開始制御部３４Ａと、声量検出部３４Ｂと、評価部３４Ｃと、を備える。なお、これらの機能ブロックが明確に別のプログラムに基づくものである必要はなく、同一プログラムの中に各機能ブロックを実現する複数の部分が含まれていてもよい。

作動開始制御部３４Ａは、運転者をはじめとするユーザー（乗員）がディスプレイ装置２６に対して入力した内容に基づき、娯楽コンテンツの再生を行なうようにシンセサイザー３０等を制御する。

声量検出部３４Ｂは、マイク２２により収集された音声データを解析して運転者の声量を特定する。

評価部３４Ｃは、運転者の歌唱やクイズへの解答に応じて運転者を評価し、スピーカー２４やディスプレイ装置２６を用いて評価結果を出力する。この際に、声量検出部３４Ｂにより特定された運転者の声量が大きくなるのに応じて高評価となるように運転者を評価する。なお、運転者の声量は、例えば計測期間における最大値と定義してよい。

飲酒運転防止ＥＣＵ７０は、例えば制御装置３４と同様のハードウエア構成を有するコンピューターユニットである。飲酒運転防止ＥＣＵ７０は、アミューズメント装置が作動開始したタイミングに同期して、指標成分濃度検出用センサー１０が出力した指標成分の濃度を閾値と比較することにより運転者が飲酒状態であるか否かを判定する。すなわち、カラオケが再生開始されたタイミング、クイズが出題されたタイミング、運転者がマイク２２に対して発声したタイミング、或いは声量検出部３４Ｂが検出した声量がピークとなったタイミングで、係る飲酒状態判定を行なう。そして、運転者が飲酒状態であると判定した場合に、飲酒運転を防止するための種々の制御を実行する。具体的には、車両が停止中であれば、エンジンの始動を禁止、又は強制停止させるようにエンジン制御用コンピューターに指示信号を出力する。また、車両が走行中であれば、車速制限、シフト位置固定又は制限（１速や２速に制限する）等を行ない、一定車速以下になったときに強制ブレーキ作動や燃料供給カット等を行なって、車両を停止させる。なお、飲酒運転防止ＥＣＵ７０と制御装置３４は同一のハードウエアであってもよい。

係る構成及び処理によって、運転者はアミューズメント装置２０において高評価を得るために、必然的に大きい声を出し、十分な量の呼気を指標成分濃度検出用センサー１０に吹きかけることとなる。従って、十分な量の運転者の呼気をセンサーに供給して高精度に飲酒状態の検知を行なうことが可能となり、飲酒運転を適切に防止することができる。

本実施例の車両用飲酒運転防止装置１によれば、十分な量の運転者の呼気をセンサーに供給して高精度に飲酒状態の検知を行なうことができる。

＜第２実施例＞
以下、本発明の第２実施例に係る車両用飲酒運転防止装置２について説明する。車両用飲酒運転防止装置２は、第１実施例の車両用飲酒運転防止装置１の如く娯楽の提供に付随して飲酒状態の検知を行なうものではなく、より簡易且つ直接的に飲酒状態の検知を行なうものである。

図２は、車両用飲酒運転防止装置２の全体構成の一例を示す図である。車両用飲酒運転防止装置２は、主要な構成として、指標成分濃度検出用センサー１０と、マイク４０と、スピーカー４２と、ディスプレイ装置４４と、通信装置４６と、飲酒運転防止ＥＣＵ７０と、を備える。なお、飲酒運転防止ＥＣＵ７０以外の構成要素については、第１実施例における指標成分濃度検出用センサー１０、マイク２２、スピーカー２４、ディスプレイ装置２６、通信装置３２、と同様の構成であってよいため、個々についての説明は省略する。

本実施例に係る飲酒運転防止ＥＣＵ７０は、ＲＯＭに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することにより機能する主要な機能ブロックとして、発声催促部７０Ａと、声量検出部７０Ｂと、評価部７０Ｃと、を備える。なお、これらの機能ブロックが明確に別のプログラムに基づくものである必要はなく、同一プログラムの中に各機能ブロックを実現する複数の部分が含まれていてもよい。

発声催促部７０Ａは、所定のタイミングで、スピーカー４２やディスプレイ装置４４を用いて、マイク４０に対して発声するように運転者に促す。運転者に促す発声の内容については、特段の制限は無い。ここで、所定のタイミングとは、乗車時、エンジン始動前、発進後の所定時間毎等、任意に定めてよい。

声量検出部７０Ｂは、マイク４０により収集された音声データを解析して運転者の声量を特定する。

評価部７０Ｃは、声量検出部７０Ｂにより特定された運転者の声量が大きくなるのに応じて高評価となるように運転者を評価する。そして、スピーカー４２やディスプレイ装置４４を用いて評価結果を出力する。なお、運転者の声量は、例えば計測期間における最大値と定義してよい。

より現実的には、例えば所定音量以上の声量が特定された場合に目標声量を達成した旨を出力し、所定音量以上の声量が特定されなかった場合に目標声量を達成しなかった旨を出力する。また、これに限らず、運転者の声量が所定時間以上継続して所定音量以上であった場合に目標声量を達成した旨を出力し、そうでない場合に目標声量を達成しなかった旨を出力してもよい。

こうした評価により目標を達成した場合、何らかの賞が当該運転者に授与されると好適である。このために、通信装置４６が車外設備１００に対して、例えば目標達成回数を示す信号を送信する。車外設備１００は、道路公団、高速道路公団等の公の設備であり、高速道路の通行料の割引サービス等が当該運転者に授与されるものとする。また、目標達成の都度、係る信号を車外設備１００に対して送信してもよい。すなわち、これらの信号が、運転者に所定の賞を授与するための要求信号として機能する。

また、飲酒運転防止ＥＣＵ７０は、発声催促部７０Ａがマイク４０に対して発声するように運転者に促したタイミング、運転者がマイク４０に対して発声したタイミング、或いは、声量検出部７０Ｂが検出した声量がピークとなったタイミングで、指標成分濃度検出用センサー１０が出力した指標成分の濃度を閾値と比較することにより運転者が飲酒状態であるか否かを判定する。そして、運転者が飲酒状態であると判定した場合に、飲酒運転を防止するための種々の制御を実行する。

係る構成及び処理によって、運転者は上記目標達成のために、十分な量の呼気を指標成分濃度検出用センサー１０に吹きかけるように励行することとなる。従って、十分な量の運転者の呼気をセンサーに供給して高精度に飲酒状態の検知を行なうことが可能となり、飲酒運転を適切に防止することができる。

本実施例の車両用飲酒運転防止装置２によれば、十分な量の運転者の呼気をセンサーに供給して高精度に飲酒状態の検知を行なうことができる。

なお、第１実施例においても、第２実施例と同様、運転者に所定の賞を授与するための要求信号を車外設備１００に送信するものとしてもよい。

＜第３実施例＞
以下、本発明の第３実施例に係る車両用飲酒運転防止装置３について説明する。車両用飲酒運転防止装置３は、運転者の眼等を撮像して眠気を検出し、これに基づいて運転者に発声を促し、眠気の解消と共に飲酒状態の検知を行なう装置である。

図３は、車両用飲酒運転防止装置３の全体構成の一例を示す図である。車両用飲酒運転防止装置３は、主要な構成として、指標成分濃度検出用センサー１０と、マイク４０と、スピーカー４２と、ディスプレイ装置４４と、車室内カメラ５０と、画像解析装置５２と、飲酒運転防止ＥＣＵ７０と、を備える。なお、車室内カメラ５０、画像解析装置５２、及び飲酒運転防止ＥＣＵ７０以外の構成要素については、第１実施例における指標成分濃度検出用センサー１０、マイク２２、スピーカー２４、ディスプレイ装置２６と同様の構成であってよいため、個々についての説明は省略する。

車室内カメラ５０は、例えば、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子を利用したカメラであり、ルームミラー周辺やステアリングコラム等、運転者の眼を含む顔画像を撮像可能な位置に配設され、数［ｍｓ］毎に繰り返し撮像を行なう。車室内カメラ５０の撮像画像は、例えばＮＴＳＣ（National Television Standards Committee）等のインターレース方式によって生成される画像信号として、定期的に（例えば、撮像フレーム毎に）画像解析装置５２に出力される。

画像解析装置５２は、車室内カメラ５０から入力された画像に対して特徴点抽出処理等を行なって、画像における眼の輪郭や白目と黒目の境界線の位置を認識する。そして、画像解析装置５２は、眠気の強いときには瞬き時間が長くなり、また視線の動きが少なくなるという現象に基づき、瞬き時間と視線の動きに基づく指標値（以下、眠気度と称する）導出して飲酒運転防止ＥＣＵ７０に出力する。視線の動きは、例えば画像において認識した黒目（の重心点）の眼の輪郭に対する相対横位置から視線の動きを示す指標値を導出し、基準時間あたりの指標値を視線の動きとする。なお、係る眠気度の推定手法はあくまで一例であり、他の如何なる手法によって眠気度を推定してもよい。また、近赤外線を運転者の眼に照射する装置等を備え、検出精度を向上させてもよい。

本実施例に係る飲酒運転防止ＥＣＵ７０は、ＲＯＭに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することにより機能する主要な機能ブロックとして、発声催促部７０Ａと、声量検出部７０Ｂと、評価部７０Ｃと、眠気判定部７０Ｄと、を備える。なお、これらの機能ブロックが明確に別のプログラムに基づくものである必要はなく、同一プログラムの中に各機能ブロックを実現する複数の部分が含まれていてもよい。本実施例に係る飲酒運転防止ＥＣＵ７０は、運転者の眠気を解消するために運転者に所定声量以上の発声を促す一方、同じタイミングで運転者の飲酒状態の検知を行なうことにより、高精度に飲酒状態の検知を行なおうとするものである。なお、飲酒運転防止ＥＣＵ７０と画像解析装置５２は同一のハードウエアであってもよい。

図４は、車両用飲酒運転防止装置３により実行される特徴的な処理の流れを示すフローチャートである。本フローは、例えば所定周期をもって繰り返し実行される。

まず、車室内カメラ５０が運転者の顔画像を撮像して画像解析装置５２に出力する（Ｓ１００）。画像解析装置５２は、前述の如く特徴点抽出処理等の顔画像認識処理を行ない（Ｓ１０２）、運転者の眠気度を推定する（Ｓ１０４）。なお、現実には、Ｓ１００〜Ｓ１０４までの処理は、所定時間における複数の撮像画像に対する時系列処理として実行される。

飲酒運転防止ＥＣＵ７０の眠気判定部７０Ｄは、画像解析装置５２が出力した眠気度が所定程度以上であるか否かを判定する（Ｓ１０６）。画像解析装置５２が出力した眠気度が所定程度未満である場合は、何も処理を行なわずに本フローの１ルーチンを終了する。

一方、画像解析装置５２が出力した眠気度が所定程度以上である場合は、発声催促部７０Ａが、スピーカー４２やディスプレイ装置４４を用いて、マイク４０に対して発声するように運転者に促す（Ｓ１０８）。運転者に促す発声の内容については、特段の制限は無い。なお、係る処理は第１実施例の如くアミューズメント装置を作動させるものであってもよい。例えば、カラオケやクイズ等の娯楽提供を自動的に開始する。

続いて、眠気度に応じた声量に関する目標値を設定し、これをディスプレイ装置４４により表示する（Ｓ１１０）。具体的には、眠気度が大きくなるほど目標値が大きくなるように、目標値を設定する。

そして、声量検出部７０Ｂが、マイク４０により収集された音声データを解析して運転者の声量を特定し、評価部７０Ｃが、運転者の声量が目標値以上となったか否かを判定する（Ｓ１１２）。運転者の声量が目標値以上となった場合は、目標を達成した旨をディスプレイ装置４４により表示する（Ｓ１１４）。そして、Ｓ１００以降の処理が再開され、運転者の眠気が解消していなければ再度Ｓ１０８以降の処理が実行される。これにより、発声による眠気の解消を図ることができる。

また、Ｓ１１２において運転者の声量が目標値以上となっていないと判定された場合は、目標を達成していない旨をディスプレイ装置４４により表示して（Ｓ１１６）、再度Ｓ１０８以下の処理を実行する。

また、飲酒運転防止ＥＣＵ７０は、Ｓ１０６において画像解析装置５２が出力した眠気度が所定程度以上であると判定された場合は、マイク４０に対して発声するように運転者に促す（Ｓ１０８）のと並行して、指標成分濃度検出用センサー１０が出力した指標成分の濃度を閾値と比較することにより、運転者が飲酒状態であるか否かを判定する（Ｓ１１８）。そして、運転者が飲酒状態であると判定した場合に、飲酒運転を防止するための種々の制御を実行する（Ｓ１２０）。

係る構成及び処理によって、運転者は眠気度が高い状態のときに目標値以上の声量で発声するように誘導されることとなる。そして、目標値以上の声量で発声することにより、十分な量の呼気を指標成分濃度検出用センサー１０に吹きかけることとなる。従って、十分な量の運転者の呼気をセンサーに供給して高精度に飲酒状態の検知を行なうことが可能となり、飲酒運転を適切に防止することができる。

本実施例の車両用飲酒運転防止装置３によれば、運転者の眠気を発声誘導することにより解消しつつ、十分な量の運転者の呼気をセンサーに供給して高精度に飲酒状態の検知を行なうことができる。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。

本発明は、自動車製造業や自動車部品製造業等に利用可能である。

第１実施例に係る車両用飲酒運転防止装置１の全体構成の一例を示す図である。第２実施例に係る車両用飲酒運転防止装置２の全体構成の一例を示す図である。第３実施例に係る車両用飲酒運転防止装置３の全体構成の一例を示す図である。車両用飲酒運転防止装置３により実行される特徴的な処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１、２、３車両用飲酒運転防止装置
１０指標成分濃度検出用センサー
２０アミューズメント装置
２２、４０マイク
２４、４２スピーカー
２６、４４ディスプレイ装置
２８記憶装置
３０シンセサイザー
３２、４６通信装置
３４制御装置
３４Ａ作動開始制御部
３４Ｂ、７０Ｂ声量検出部
３４Ｃ、７０Ｃ評価部
５０車室内カメラ
５２画像解析装置
７０飲酒運転防止ＥＣＵ
７０Ａ発声催促部

Claims

車両に搭載される車両用飲酒運転防止装置であって、
運転者の呼気に含まれる指標成分であって、運転者の飲酒状態を示す指標成分の濃度を検出する指標成分濃度検出手段と、
運転者の発声を伴う娯楽を提供することにより、運転者に発声を促す発声催促手段と、
運転者の声量を検出する声量検出手段と、
該声量検出手段により検出された運転者の声量が大きくなるのに応じて高評価となるように運転者を評価する評価手段と、
前記指標成分濃度検出手段により検出された指標成分の濃度に基づいて運転者が飲酒状態であるか否かを判定し、運転者が飲酒状態であると判定した場合に車両の運転を抑制するための制御を行なう判定制御手段と、
車外システムとの通信を行う通信手段と、を備え、
該通信手段により前記発声催促手段が提供する娯楽のコンテンツを前記車外システムから取得することを特徴とする、
車両用飲酒運転防止装置。
前記評価手段により所定評価以上の高評価を得るのに応じて、運転者に所定の賞を授与するように、前記通信手段を用いて車外システムに要求する要求手段を備えることを特徴とする、
請求項１に記載の車両用飲酒運転防止装置。
運転者の眠気を検出する眠気検出手段を備え、
前記発声催促手段は、前記眠気検出手段により所定程度以上の眠気が検出された場合に運転者に発声を促す手段である、
請求項１又は２に記載の車両用飲酒運転防止装置。