JP5511512B2 - 覚醒度低下警報装置、覚醒度低下警報方法およびプログラム - Google Patents

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本発明は、覚醒度低下警報装置、覚醒度低下警報方法およびプログラムに関する。
運転者が車両を運転中の覚醒度を検出し、覚醒度が閾値以下、または閾値未満になったときには、運転者に対して警報を出力する覚醒度低下警報装置がある。
たとえば特許文献1に記載された装置では、運転者のハンドル操作におけるステアリングの角速度を検出し、検出した角速度の変化を周波数解析している。そして、特許文献1に記載された装置では、ステアリングの角速度の周波数解析の結果によって運転者の覚醒度の低下を判定し、警報を出力している。
特開2009−289251号公報
特許文献1に記載された装置では、運転者のハンドル操作の挙動によって運転者の覚醒度の低下を検出している。これによれば、覚醒度の低下以外の要因であっても運転者が覚醒度の低下の場合と類似する所定のハンドル操作を検出してしまう。このような覚醒度の低下の場合と類似する所定のハンドル操作の検出は覚醒度判定においてノイズとなる。
本発明は、このような背景の下に行われたものであって、覚醒度判定におけるノイズの検出を低減させる覚醒度低下警報装置、覚醒度低下警報方法およびプログラムを提供することを目的とする。
本発明の1つの観点は、覚醒度低下警報装置としての観点である。すなわち、ステアリングの角速度の周波数解析に基づいて運転者の覚醒度を検出する覚醒度検出手段と、覚醒度検出手段の検出結果が所定の閾値以上、または所定の閾値を超えたときには警報を出力する警報出力手段と、を有する覚醒度低下警報装置において、車両の走行環境として渋滞状態であるかを検出する走行環境検出手段と、走行環境検出手段の検出結果に応じて渋滞または渋滞の程度が高い場合には閾値を引き上げる閾値変更手段と、を有するものである。
たとえば、前記走行環境検出手段は、先行車との車間距離を所定の時間内に所定の回数検出する車間距離検出手段と、車間距離検出手段の所定の時間内の所定回数の検出結果に現れる車間距離の頻度に基づいて渋滞の有無または程度を判定する渋滞判定手段と、を有することができる。
本発明の他の観点は、覚醒度低下警報方法としての観点である。すなわち、本発明の覚醒度低下警報方法は、覚醒度低下警報装置が実行し、運転者の覚醒度をステアリングの角速度の周波数解析に基づいて検出する覚醒度検出ステップと、覚醒度検出ステップの処理による検出結果が所定の閾値以上、または所定の閾値を超えたときには警報を出力する警報出力ステップと、を有する覚醒度低下警報方法において、車両の走行環境が渋滞状態であるかを検出する走行環境検出ステップと、走行環境検出ステップの処理による検出結果により渋滞または渋滞の程度が高い場合には閾値を引き上げる閾値変更ステップと、を有するものである。
本発明のさらに他の観点は、プログラムとしての観点である。すなわち、本発明のプログラムは、情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、運転者の覚醒度をステアリングの角速度の周波数解析に基づいて検出する覚醒度検出手段、覚醒度検出手段の検出結果が所定の閾値以上、または所定の閾値を超えたときには警報を出力する警報出力手段、の各機能を実現させるプログラムにおいて、さらに、車両の走行環境が渋滞状態であるかを検出する走行環境検出手段、走行環境検出手段の検出結果に応じて渋滞または渋滞の程度が高い場合には閾値を引き上げる閾値変更手段、の各機能を実現させるものである。
本発明によれば、覚醒度判定におけるノイズの検出を低減させる覚醒度低下警報装置、覚醒度低下警報方法およびプログラムを提供できる。
本発明の実施の形態の覚醒度低下警報装置の構成図である。 図1の覚醒度検出部において設定される基準値および閾値を説明するための図である。 図1の覚醒度検出部において設定される基準値および閾値の設定方法を説明するフローチャートである。 図1の閾値変更部において変更される閾値の変更方法を説明するフローチャートである。 図1の走行環境検出部において検出される渋滞の有無の検出方法を説明するための図であり、渋滞が無い状態を示す図である。 図1の走行環境検出部において検出される渋滞の有無の検出方法を説明するための図であり、渋滞が有る状態を示す図である。 図1の走行環境検出部において検出される渋滞の有無の検出方法を説明するための図であり、大渋滞が有る状態を示す図である。 図1の走行環境検出部における渋滞検出方法を説明するフローチャートである。 図1の走行環境検出部が有する車間距離判定閾値および頻度判定閾値を説明するための図である。
(本発明の実施の形態の覚醒度低下警報装置の概要)
本発明の実施の形態の覚醒度低下警報装置1は、走行環境検出部10が検出した走行環境に応じて閾値変更部11が覚醒度検出部12の覚醒度低下判定のための閾値を変更する。これにより、たとえば渋滞中やトンネル内走行中など、覚醒度判定におけるノイズを検出し易い走行環境における覚醒度低下判定のための閾値を引き上げ、覚醒度判定におけるノイズの検出の確率を低下させる。なお、渋滞中やトンネル内走行中などに、覚醒度判定におけるノイズを検出し易い理由について以下に簡単に説明する。
(渋滞中やトンネル内走行中など、覚醒度判定におけるノイズを検出し易い理由について)
特許文献1の装置は、ステアリングの角速度の周波数解析の結果によって運転者の覚醒度の低下を判定し、警報を出力している。この原理をごく簡単に説明すると、運転者が頻繁な操舵を行う場合、覚醒度が低下していると判定する。
一方、目標コースに追従して走行する場合、運転者は、目標コースに対する自車の横変位(ズレ)に応じたハンドルの修正を行っている。このとき、運転者の注視点が短いと横変位に対して過敏かつ過度のハンドル修正を行ってしまう。つまり、運転者は、渋滞中などの低速走行時には、前方の注視点までの距離が短いので不必要なハンドル操作の頻度が多くなる。逆に、運転者は、高速走行時は安定して走行しようとするため比較的遠くに視点を置いたり、カーブ走行時もカーブの出口に視点を置くので不必要なハンドル操作をしない。この現象は、比較的簡単なドライバモデルを用いたシミュレーションにより再現できる。修正操舵の頻度が増える状況としては、車両がトンネルに入ったときも該当する。トンネル内はトラックの運転者にとって圧迫感があり、緊張感が増し、修正操舵が増える傾向にある。
このように、運転者の注視点が短くなる渋滞時および運転者の緊張感が増すトンネル走行時において、運転者は頻繁に操舵を行うようになる。これにより特許文献1の装置は、覚醒度判定におけるノイズを検出し易くなる。
(構成について)
図1は、本発明の実施の形態としての覚醒度低下警報装置1の構成例を示すブロック図である。覚醒度低下警報装置1は、車載内部に設置され、たとえばハンドル7の動くに基づいてユーザの眠気を覚醒度として求め、その覚醒度に応じて、スピーカ5からアラームを出す機能を有する。
覚醒度低下警報装置1は、走行環境検出部10、閾値変更部11、覚醒度検出部12、警報出力部13を有する。また、走行環境検出部10には、ミリ波レーダ2、GPS(Global Positioning System)3、および光センサ4が接続される。また、警報出力部13には、スピーカ5が接続される。また、覚醒度検出部12には、操舵角センサ6が接続される。操舵角センサ6は、ハンドル7の操舵角を検出する。
走行環境検出部10は、ミリ波レーダ2によって先行車との自車両との間の車間距離を測定し、渋滞の有無を判定する。走行環境検出部10における渋滞の有無の判定方法について詳細に後述する。
また、走行環境検出部10は、GPS3または光センサ4によって自車両がトンネル内を走行中であるか否かを判定する。走行環境検出部10におけるトンネル走行中であるか否かの判定方法は、日中の場合は、光センサ4で検出される明るさの変化を検出して行うことができる。また、走行環境検出部10におけるトンネル走行中であるか否かの判定方法は、GPS3によれば地図情報を参照して行うことができる。
閾値変更部11は、走行環境検出部10の検出結果に応じて覚醒度検出部12に設定されている閾値を変更する。
覚醒度検出部12は、操舵角センサ6の検出結果を解析することによって、運転者の覚醒度を検出する。覚醒度検出部12による覚醒度の検出方法については、特許文献1に記載されている検出方法を用いることとし、その詳細な説明については省略する。
警報出力部13は、覚醒度検出部12の指示に基づいてスピーカ5に対して警報に相当する音声信号を出力する。この音声信号としては、たとえば警報音(ピーピー、ピポピポなど)や合成音声(「覚醒度が低下しています休憩してください。」など)である。
(覚醒度検出部12における基準値および閾値th1,th2,th3の設定方法について)
次に、覚醒度検出部12における基準値および閾値th1,th2,th3の設定方法について図2および図3を参照して説明する。覚醒度検出部12は、図2に示すように、運転開始から所定時間(t時間)経過するまでの間の運転者のハンドル操作におけるステアリングの角速度を検出し、検出した角速度の変化を周波数解析する。そして覚醒度検出部12は、この周波数解析の結果得られた所定のデータを覚醒度の基準値として設定する。すなわち、運転者の覚醒度の低下は、長時間の連続運転の結果起こるものである。よって、運転開始直後から運転者の覚醒度が低下していることは考えられない。したがって、運転開始から所定時間(t時間)経過するまでをその運転者の覚醒度が高い状態であると判断し、この期間の運転者のハンドル操作におけるステアリングの角速度の周波数解析結果を基準値として定める。
さらに、たとえばステアリングを大きく操舵する特性を持つドライバの場合とステアリングを小さく操舵する特性を持つドライバの場合とで、運転開始から所定時間(t時間)経過するまでの期間における運転者のハンドル操作におけるステアリングの角速度の周波数解析結果に応じて判定の基準値を設定することができる。これにより判定に個人差も考慮されることとなり、より精度良くドライバの覚醒度の低下状態を判定することができる。
覚醒度検出部12は、このようにして定めた基準値から閾値th1、th2、またth3を設定する。閾値th1>th2>th3である。すなわち3段階の閾値が設定される。なお、t時間とは、たとえば数分間〜十数分間である。
覚醒度検出部12における基準値および閾値th1,th2,th3の設定方法について図3のフローチャートを参照して説明する。なお、図3のSTARTからENDまでは覚醒度検出部12における1周期分の動作であり、自車両のキースイッチがOFFになっていないときには、1周期分の動作が終了次第に再び次周期の動作がSTARTから開始されることとする。
START:自車両のキースイッチがONになったことを受けて覚醒度低下警報装置1が起動し、これに伴い覚醒度検出部12も起動する。
ステップS1:覚醒度検出部12は、自車両の運転が開始されたか否かを判定する。この判定は、不図示の車速センサからの車速情報、あるいはGPS3の情報などが利用される。覚醒度検出部12は、自車両の運転が開始された場合(ステップS1でYes)、ステップS2の処理へ移行する。一方、覚醒度検出部12は、自車両の運転が開始されない場合(ステップS1でNo)、ステップS1の処理を繰り返す。ただし、ステップS1の処理を繰り返し実行中に自車両のキースイッチがOFFになった場合には、そこで処理は停止される。
ステップS2:覚醒度検出部12は、所定時間(t時間)が経過したか否かを判定する。覚醒度検出部12は、所定時間(t時間)が経過した場合(ステップS2でYes)、ステップS3の処理へ移行する。一方、覚醒度検出部12は、所定時間(t時間)が経過していない場合(ステップS2でNo)、ステップS1の処理へ戻る。
ステップS3:覚醒度検出部12は、基準値を取得し、取得した基準値に基づいて閾値th1>th2>th3を設定して処理を終了する(END)。基準値に対する閾値th1>th2>th3の設定方法については、基準値に所定の係数を乗じたり、基準値に定数を加算するなどして設定する。なお、このような係数または定数は、予めシミュレーションによって適切な数値を決定しておく。
(閾値変更部11における閾値変更方法について)
次に、閾値変更部11における閾値変更方法について図4を参照して説明する。閾値変更部11は、走行環境検出部10の検出結果に応じて覚醒度検出部12の閾値を変更する。なお、図4のSTARTからENDまでは閾値変更部11における1周期分の動作であり、自車両のキースイッチがOFFになっていないときには、1周期分の動作が終了次第に再び次周期の動作がSTARTから開始されることとする。
START:自車両のキースイッチがONになったことを受けて覚醒度低下警報装置1が起動し、これに伴い閾値変更部11も起動する。
ステップS10:閾値変更部11は、走行環境検出部10によって走行環境が検出されたか否かを判定する。閾値変更部11は、走行環境検出部10によって走行環境が検出された場合(ステップS10でYes)、ステップS11の処理へ移行する。一方、閾値変更部11は、走行環境検出部10によって走行環境が検出されない場合(ステップS10でNo)、ステップS10の処理を繰り返す。ただし、ステップS10の処理を繰り返し実行中に自車両のキースイッチがOFFになった場合には、そこで処理は停止される。
ステップS11:閾値変更部11は、走行環境検出部10によって検出された走行環境が渋滞中またはトンネル走行中か否かを判定する。閾値変更部11は、走行環境検出部10によって検出された走行環境が渋滞中またはトンネル走行中である場合(ステップS11でYes)、ステップS12の処理へ移行する。一方、閾値変更部11は、走行環境検出部10によって検出された走行環境が渋滞中またはトンネル走行中でない場合(ステップS11でNo)、ステップS13の処理へ移行する。
ステップS12:閾値変更部11は、覚醒度検出部12に対して閾値をth2に設定するように指示して処理を終了する(END)。
ステップS13:閾値変更部11は、走行環境検出部10によって検出された走行環境が大渋滞中か否かを判定する。閾値変更部11は、走行環境検出部10によって検出された走行環境が大渋滞中である場合(ステップS13でYes)、ステップS14の処理へ移行する。一方、閾値変更部11は、走行環境検出部10によって検出された走行環境が大渋滞中でない場合(ステップS13でNo)、ステップS15の処理へ移行する。
ステップS14:閾値変更部11は、覚醒度検出部12に対して閾値をth3に設定するように指示して処理を終了する(END)。
ステップS15:閾値変更部11は、覚醒度検出部12に対して閾値をth1に設定するように指示して処理を終了する(END)。
(走行環境検出部10における渋滞検出方法について)
次に、走行環境検出部10における渋滞検出方法について図5〜図8を参照して説明する。走行環境検出部10は、ミリ波レーダ2によって先行車と自車との間の車間距離を測定し、渋滞を検出する。図5〜図7は、走行環境検出部10が所定時間内に所定の回数、先行車と自車との間の車間距離を測定した結果である。図5〜図7は、横軸に時間をとり、縦軸に頻度をとる。なお、所定時間とは、たとえば数分間であり、所定の回数とは、たとえば数十回である。
図5の測定結果では、比較的車間距離が長い測定結果の頻度が高くなっている。このような場合、走行環境検出部10は、「渋滞は無い。」と判定する。また、図6の測定結果では、車間距離が中程度の測定結果の頻度が高くなっている。このような場合、走行環境検出部10は、「渋滞が有る。」と判定する。また、図7の測定結果では、車間距離が比較的短い測定結果の頻度が高くなっている。このような場合、走行環境検出部10は、「大渋滞が有る。」と判定する。
このように走行環境検出部10が所定時間内の所定の回数の検出結果に現れる車間距離の頻度に基づいて渋滞の有無を判定する理由は、以下のとおりである。すなわち、高速道路を走行中の車両においては、渋滞が無い場合でも他車の追い越しなどによって、隣接する車線から自車の至近距離に他車が割り込む場合がある。したがって、このような単発的な測定結果のみによって渋滞の有無を判定することはできない。また、車両が止まったり走ったりを繰り返す渋滞では、先行車と自車との間の車間距離は、短くなったり長くなったりを繰り返す。このような場合、先行車と自車との間の車間距離が短くなった時点で即座に渋滞が無いと判定し、車間距離が短くなった時点で即座に渋滞が有ると判定することはできない。したがって、走行環境検出部10は、所定時間内の所定の回数の検出結果に現れる車間距離の頻度に基づいて渋滞の有無を判定する。
次に、走行環境検出部10における走行環境の検出方法を図8のフローチャートを参照して説明する。なお、図8のSTARTからENDまでは走行環境検出部10における1周期分の動作であり、自車両のキースイッチがOFFになっていないときには、1周期分の動作が終了次第に再び次周期の動作がSTARTから開始されることとする。
START:自車両のキースイッチがONになったことを受けて覚醒度低下警報装置1が起動し、これに伴い走行環境検出部10も起動する。
ステップS20:走行環境検出部10は、所定の時間内に所定回数検出したか否かを判定する。走行環境検出部10は、所定の時間内に所定回数検出した場合(ステップS20でYes)、ステップS21の処理へ移行する。一方、走行環境検出部10は、所定の時間内に所定回数検出しない場合(ステップS20でNo)、ステップS20の処理を繰り返す。ただし、ステップS20の処理を繰り返し実行中に自車両のキースイッチがOFFになった場合には、そこで処理は停止される。
ステップS21:走行環境検出部10は、短い車間距離の検出頻度は多いか否かを判定する。走行環境検出部10は、短い車間距離の検出頻度は多い場合(ステップS21でYes)、ステップS22の処理へ移行する。一方、走行環境検出部10は、短い車間距離の検出頻度は多くない場合(ステップS21でNo)、ステップS23の処理へ移行する。このとき走行環境検出部10は、図9に示すように、車間距離に対し、短い、中程度、長い、とする2つの車間距離判定閾値を有し、頻度に対し、多い、少ない、とする1つの頻度判定閾値を有する。
(効果)
以上説明したように、覚醒度低下警報装置1は、運転者の操舵の頻度が増す渋滞時またはトンネル走行時を走行環境検出部10によって検出し、この検出結果に基づいて閾値変更部11が覚醒度検出部12の閾値を変更する。これにより、覚醒度の低下に係わらず運転者の操舵の頻度が増す渋滞時またはトンネル走行時などにおいて、覚醒度検出部12の覚醒度判定におけるノイズの検出を低減させることができる。
(プログラムの実施の形態)
また、覚醒度低下警報装置1の各部は、所定のプログラムにより動作する汎用の情報処理装置によって構成されてもよい。例えば、汎用の情報処理装置は、メモリ、CPU(Central Processing Unit)、入出力ポートなどを有する。汎用の情報処理装置のCPUは、メモリなどから所定のプログラムとして制御プログラムを読み込んで実行する。これにより、汎用の情報処理装置には、覚醒度低下警報装置1の各部の機能が実現される。また、その他の機能についてもソフトウェアにより実現可能な機能については汎用の情報処理装置とプログラムとによって実現することができる。なお、上述したCPUの代わりにASIC(Application Specific Integrated Circuit)、マイクロプロセッサ(マイクロコンピュータ)、DSP(Digital Signal Processor)などを用いてもよい。
なお、汎用の情報処理装置が実行する制御プログラムは、覚醒度低下警報装置1の出荷前に、汎用の情報処理装置のメモリなどに記憶されたものであっても、覚醒度低下警報装置1の出荷後に、汎用の情報処理装置のメモリなどに記憶されたものであってもよい。また、制御プログラムの一部が、覚醒度低下警報装置1の出荷後に、汎用の情報処理装置のメモリなどに記憶されたものであってもよい。覚醒度低下警報装置1の出荷後に、汎用の情報処理装置のメモリなどに記憶される制御プログラムは、例えば、CD−ROMなどのコンピュータ読取可能な記録媒体に記憶されているものをインストールしたものであっても、インターネットなどの伝送媒体を介してダウンロードしたものをインストールしたものであってもよい。
また、制御プログラムは、汎用の情報処理装置によって直接実行可能なものだけでなく、ハードディスクなどにインストールすることによって実行可能となるものも含む。また、圧縮されたり、暗号化されたりしたものも含む。
このように、汎用の情報処理装置とプログラムによって覚醒度低下警報装置1の機能を実現することにより、大量生産や仕様変更(または設計変更)に対して柔軟に対応可能となる。
(その他の実施の形態)
本発明の実施の形態は、その要旨を逸脱しなり限り様々に変更が可能である。たとえば走行環境検出部10は、渋滞時またはトンネル走行中の他にも運転者の操舵が頻繁になるあらゆる事象を検出対象とすることができる。
覚醒度検出部12の有する閾値を3つの閾値th1,th2,th3として説明したが、閾値の数は、様々に変更可能である。
警報出力部13の出力は、音声信号として説明したが、警報出力部13の出力を音声信号に限定するものではない。たとえば照明器具を運転者の近傍に配置し、警報出力部13は、この照明器具を点灯または点滅させる電力を供給するようにしてもよい。あるはい、警報出力装置13は、カーナビゲーション装置の表示部などに画像情報を表示させる画像信号を出力してもよい。あるいは、警報出力装置13は、運転者の覚醒度が低下していることを管理者に通報するための通信装置を有してもよい。さらに、警報出力装置13は、この通信装置から通報を受け取った管理者が送信した信号を受信して出力するような受信装置を有してもよい。
また、走行環境検出部10は、GPS3から地図情報を受け取る他にもVICS(Vehicle
Information Control System)などから地図情報を受け取ってもよい。
1…覚醒度低下警報装置、10…走行環境検出部、11…閾値変更部、12…覚醒度検出部、13…警報出力部

Claims (4)

  1. ステアリングの角速度の周波数解析に基づいて運転者の覚醒度を検出する覚醒度検出手段と、
    上記覚醒度検出手段の検出結果が所定の閾値以上、または所定の閾値を超えたときには警報を出力する警報出力手段と、
    を有する覚醒度低下警報装置において、
    車両の走行環境として渋滞状態であるかを検出する走行環境検出手段と、
    上記走行環境検出手段の検出結果に応じて渋滞または渋滞の程度が高い場合には上記閾値を引き上げる閾値変更手段と、
    を有する、
    ことを特徴とする覚醒度低下警報装置。
  2. 請求項1記載の覚醒度低下警報装置であって、
    前記走行環境検出手段は、
    先行車との車間距離を所定の時間内に所定の回数検出する車間距離検出手段と、
    上記車間距離検出手段の上記所定の時間内の所定回数の検出結果に現れる車間距離の頻度に基づいて渋滞の有無または程度を判定する渋滞判定手段と、
    を有す
    ことを特徴とする覚醒度低下警報装置。
  3. 覚醒度低下警報装置が実行し、
    運転者の覚醒度をステアリングの角速度の周波数解析に基づいて検出する覚醒度検出ステップと、
    上記覚醒度検出ステップの処理による検出結果が所定の閾値以上、または所定の閾値を超えたときには警報を出力する警報出力ステップと、
    を有する覚醒度低下警報方法において、
    車両の走行環境が渋滞状態であるかを検出する走行環境検出ステップと、
    上記走行環境検出ステップの処理による検出結果により渋滞または渋滞の程度が高い場合には上記閾値を引き上げる閾値変更ステップと、
    を有する、
    ことを特徴とする覚醒度低下警報方法。
  4. 情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、運転者の覚醒度をステアリングの角速度の周波数解析に基づいて検出する覚醒度検出手段、上記覚醒度検出手段の検出結果が所定の閾値以上、または所定の閾値を超えたときには警報を出力する警報出力手段、の各機能を実現させるプログラムにおいて、
    さらに、車両の走行環境が渋滞状態であるかを検出する走行環境検出手段、上記走行環境検出手段の検出結果に応じて渋滞または渋滞の程度が高い場合には上記閾値を引き上げる閾値変更手段、の各機能を実現させる、
    ことを特徴とするプログラム。
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