JP6481969B2 - Driver state estimation device - Google Patents

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Description

本発明は、運転者状態推定装置に関し、特に、車両を運転する運転者の状態を推定する運転者状態推定装置に関する。   The present invention relates to a driver state estimation device, and more particularly, to a driver state estimation device that estimates the state of a driver driving a vehicle.

走行車両による事故発生の確率を低下させることができる車両を開発することが望まれている。事故発生原因の統計によれば、運転者の体調不良に起因する車両事故は、事故発生原因の約10%を占めている。また、これら体調不良に起因する事故のうち約30%は、脳梗塞等の脳疾患に関係した体調不良であることが知られている。これら脳疾患に起因する事故の多くは、脳疾患に罹患している運転者の体調が運転中に急変することにより、運転不能な状態に陥り、事故に至るというものである。従って、運転者の脳疾患に関係した初期症状の発生を早期に検知し、運転者への報知等、適切な対応をとることにより、運転者自身の疾患の悪化や、体調不良に起因する車両事故の発生を未然に防ぐことができ、車両事故発生の確率を低下させることができる。   It is desired to develop a vehicle that can reduce the probability of an accident caused by a traveling vehicle. According to statistics on the cause of accidents, vehicle accidents due to poor physical condition of the driver account for about 10% of the causes of accidents. Moreover, it is known that about 30% of these accidents caused by poor physical condition are poor physical condition related to brain diseases such as cerebral infarction. Many of the accidents resulting from these brain diseases are caused by sudden changes in the physical condition of the driver suffering from the brain disease, resulting in an inoperable state and an accident. Therefore, by detecting the occurrence of early symptoms related to the driver's brain disease at an early stage and taking appropriate measures such as notifying the driver, the vehicle is caused by deterioration of the driver's own disease or poor physical condition. The occurrence of an accident can be prevented in advance, and the probability of the occurrence of a vehicle accident can be reduced.

特開2017−16568号広報(特許文献1)には、運転者異常検出装置が記載されている。この特許文献1記載の運転者異常検出装置は、車両の運転者の頭部を撮影し、撮像した画像に基づき運転者の視線の方向、運転者の眼の高さ、及び運転者の頭部の車幅方向の位置を求め、これらに基づいて運転者に異常があるか否かを判定している。   Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2017-16568 (Patent Document 1) describes a driver abnormality detection device. The driver abnormality detection device described in Patent Document 1 captures the head of a driver of a vehicle, and based on the captured image, the direction of the driver's line of sight, the height of the driver's eyes, and the driver's head The vehicle width direction position is obtained, and based on these, it is determined whether or not the driver has an abnormality.

特開2017−16568号広報JP 2017-16568

しかしながら、運転者の視線の方向や、頭部の位置は、車両が走行している外部の環境による影響を受けやすく、運転者の異常を誤判定しやすいという問題がある。さらに、特許文献1記載の発明によれば、運転者の居眠りや、脇見等の異常を検出することは可能であるとしても、運転者に脳疾患等に基づく視野欠損等の異常がある場合には、運転者の頭部位置等には大きな変化がなく、これらの異常を検知することは困難である。
従って、本発明は、運転者の視野欠損等の異常も検知することが可能な、運転者状態推定装置を提供することを目的としている。
However, there is a problem that the direction of the driver's line of sight and the position of the head are easily affected by the external environment in which the vehicle is traveling, and the driver's abnormality is easily erroneously determined. Furthermore, according to the invention described in Patent Document 1, even when it is possible to detect an abnormality such as a driver's sleep or a side look, the driver has an abnormality such as a visual field defect based on a brain disease or the like. However, there is no significant change in the driver's head position and the like, and it is difficult to detect these abnormalities.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a driver state estimation device that can detect an abnormality such as a driver's visual field defect.

上述した課題を解決するために、本発明は、車両を運転する運転者の状態を推定する運転者状態推定装置であって、運転者によるステアリング操作を検出するステアリングセンサと、車両を運転する運転者を撮像する運転者カメラと、この運転者カメラにより撮像された画像に基づいて運転者の視線の方向を検出する画像解析部と、ステアリングセンサにより検出されたステアリング操作、及び画像解析部により検出された視線の方向に基づいて運転者の異常を判定する運転者異常判定部と、を有し、運転者異常判定部は、運転者の視線の方向の通常状態に対する分布の拡大が検出され、且つステアリング操作の通常状態に対する変化が検出される場合に、運転者に視野欠損の疑いがあると判定するように構成されていることを特徴としている。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a driver state estimation device that estimates the state of a driver driving a vehicle, a steering sensor that detects a steering operation by the driver, and a driving that drives the vehicle. A driver camera that images the driver, an image analysis unit that detects the direction of the driver's line of sight based on an image captured by the driver camera, a steering operation detected by the steering sensor, and an image analysis unit A driver abnormality determination unit that determines a driver abnormality based on the direction of the line of sight, and the driver abnormality determination unit detects an expansion of the distribution with respect to the normal state of the driver's line of sight, And when the change with respect to the normal state of steering operation is detected, it is characterized by determining that a driver | operator is suspected of a visual field loss. .

このように構成された本発明においては、ステアリングセンサが運転者によるステアリング操作を検出する。一方、運転者カメラは、車両を運転する運転者を撮像し、画像解析部は、撮像された画像に基づいて運転者の視線の方向を検出する。運転者異常判定部は、ステアリングセンサにより検出されたステアリング操作、及び画像解析部により検出された視線の方向に基づいて運転者の異常を判定する。特に、運転者の視線の方向の通常状態に対する分布の拡大が検出され、且つステアリング操作の通常状態に対する変化が検出され場合には、運転者異常判定部は、運転者に視野欠損の疑いがあると判定する。   In the present invention configured as described above, the steering sensor detects the steering operation by the driver. On the other hand, the driver camera images a driver driving the vehicle, and the image analysis unit detects the direction of the driver's line of sight based on the captured image. The driver abnormality determination unit determines a driver abnormality based on the steering operation detected by the steering sensor and the line-of-sight direction detected by the image analysis unit. In particular, when an increase in the distribution of the driver's line of sight with respect to the normal state is detected and a change in the steering operation with respect to the normal state is detected, the driver abnormality determination unit suspects that the driver has a visual field defect. Is determined.

特許文献1記載の発明にように、運転者を撮像するカメラの画像に基づいて、運転者の異常を検出する装置が種々提案されている。しかしながら、運転者に、脳疾患等に基づく視野欠損等の異常がある場合には、運転者の頭部の位置が大きく変化したり、運転者の視線の方向が定常的に所定の範囲から外れるといった異常は表れず、このような異常を検出することは困難である。また、本件発明者の研究によれば、運転者に視野欠損等の異常がある場合には、ステアリング操作に変化が表れることが明らかとなったが、運転者のステアリング操作は、車両が走行する路面等の影響を受けやすいので、誤判定を生じる可能性がある。さらに、本件発明者の研究によれば、運転者に視野欠損等の異常がある場合には、運転者は視野欠損により欠落している情報を補うために、無意識に視線の方向の分布が、異常のない通常時よりも拡大することが明らかとなった。上記のように構成された本発明によれば、運転者異常判定部は、運転者の視線の方向の分布が通常状態に対して拡大し、且つステアリング操作が通常状態に対して変化した場合に、運転者に視野欠損の疑いがあると判定するので、誤判定を十分に抑制しながら、運転者の視野欠損を判定することができる。   As in the invention described in Patent Document 1, various devices for detecting an abnormality of a driver based on an image of a camera that images the driver have been proposed. However, when the driver has an abnormality such as a visual field defect due to a brain disease or the like, the position of the driver's head changes greatly, or the driver's line of sight deviates constantly from a predetermined range. Such an abnormality does not appear, and it is difficult to detect such an abnormality. Further, according to the research of the present inventors, it has been clarified that the steering operation changes when the driver has an abnormality such as a visual field loss. Since it is easily affected by the road surface or the like, there is a possibility of erroneous determination. Furthermore, according to the study of the present inventors, when the driver has an abnormality such as a visual field defect, the driver unconsciously distributes the direction of the line of sight in order to compensate for the information that is missing due to the visual field defect. It became clear that it expanded more than usual time without abnormality. According to the present invention configured as described above, the driver abnormality determination unit is configured when the driver's line-of-sight direction distribution is expanded with respect to the normal state and the steering operation is changed with respect to the normal state. Since it is determined that the driver is suspected of having visual field loss, it is possible to determine the driver's visual field loss while sufficiently suppressing erroneous determination.

本発明において、好ましくは、さらに、車両の周辺環境を撮像する車外環境カメラを有し、この車外環境カメラによって撮像された車外環境と、画像解析部により検出された視線の方向が整合している場合には、運転者異常判定部は、運転者の視線の方向の分布が通常状態に対して拡大していても、運転者に視野欠損の疑いがあると判定しないように構成されている。   In the present invention, it is preferable that the camera further includes a vehicle environment camera that captures the surrounding environment of the vehicle, and the vehicle environment captured by the vehicle environment camera matches the direction of the line of sight detected by the image analysis unit. In this case, the driver abnormality determination unit is configured not to determine that the driver is suspected of having a visual field loss even if the distribution of the direction of the driver's line of sight is larger than the normal state.

上記のように、運転者に視野欠損等の異常がある場合、視線の方向の分布が拡大することが、本件発明者の研究により明らにされたが、運転者の視線の分布は車外の環境によっても拡大してしまう場合がある。上記のように構成された本発明によれば、車外環境カメラによって撮像された車外環境と、画像解析部により検出された視線の方向が整合している場合には、運転者の視線の方向の分布が拡大していても、運転者に視野欠損の疑いありと判定しないので、視線の分布に基づく誤判定の発生を抑制することができる。   As described above, when the driver has an abnormality such as a visual field defect, the distribution of the direction of the line of sight has been clarified by the present inventors' research, but the distribution of the driver's line of sight is outside the vehicle. It may expand depending on the environment. According to the present invention configured as described above, when the outside environment captured by the outside environment camera matches the direction of the line of sight detected by the image analysis unit, the direction of the driver's line of sight is matched. Even if the distribution is enlarged, it is not determined that the driver is suspected of having a visual field defect, so that it is possible to suppress erroneous determination based on the gaze distribution.

本発明において、好ましくは、さらに、車両の周辺環境を撮像する車外環境カメラを有し、運転者異常判定部は、車外環境カメラによって撮像された画像に多くの視認対象物が含まれている場合には、運転者の視線の方向の分布が通常状態に対して拡大している場合であっても運転者に視野欠損の疑いがあると判定しないように構成されている。   In the present invention, it is preferable that the vehicle further includes an outside environment camera that images the surrounding environment of the vehicle, and the driver abnormality determination unit includes a large number of objects to be visually recognized in the image captured by the outside environment camera. Is configured not to determine that the driver is suspected of having a visual field loss even when the distribution of the driver's line-of-sight direction is larger than the normal state.

このように構成された本発明によれば、車外環境カメラによって撮像された画像に多くの視認対象物が含まれている場合には、運転者異常判定部は、運転者に視野欠損の疑いがあると判定しないので、視認対象物が多い環境における視線の方向の分布の拡大により誤判定が発生するのを防止することができる。   According to the present invention configured as described above, when a large number of objects to be viewed are included in the image captured by the outside-environment camera, the driver abnormality determination unit may cause the driver to be suspected of missing visual field. Since it is not determined that there is an object, it is possible to prevent an erroneous determination from occurring due to an increase in the distribution of the line-of-sight direction in an environment where there are many objects to be viewed.

本発明において、好ましくは、画像解析部は車外環境カメラによって撮像された画像から道路標識を抽出するように構成され、運転者異常判定部は、運転者の視線の方向が画像解析部によって抽出された道路標識に向けられている場合には、運転者の視線の方向と車外環境カメラによって撮像された車外環境が整合していると判定するように構成されている。   In the present invention, preferably, the image analysis unit is configured to extract a road sign from an image captured by an external environment camera, and the driver abnormality determination unit extracts the direction of the driver's line of sight by the image analysis unit. When the vehicle is directed to a road sign, it is determined that the direction of the driver's line of sight matches the outside environment captured by the outside environment camera.

このように構成された本発明によれば、運転者の視線の方向が道路標識に向けられている場合には、運転者異常判定部は、視線の方向と車外環境が整合していると判断し、運転者に視野欠損の疑いがあると判定しないので、運転者が道路標識に視線を向けることによる誤判定を抑制することができる。   According to the present invention configured as described above, when the direction of the driver's line of sight is directed toward the road sign, the driver abnormality determination unit determines that the direction of the line of sight matches the environment outside the vehicle. In addition, since it is not determined that the driver is suspected of having a visual field defect, it is possible to suppress erroneous determination due to the driver turning his / her eyes on the road sign.

本発明において、好ましくは、運転者異常判定部は、運転者の視線の方向の分布が通常状態に対して拡大している場合であっても、視線の方向の分布に偏りがない場合には運転者に視野欠損の疑いがあると判定しないように構成されている。   In the present invention, preferably, the driver abnormality determination unit is configured when the distribution of the gaze direction of the driver is not biased even when the distribution of the gaze direction of the driver is expanded with respect to the normal state. It is configured not to determine that the driver is suspected of having a visual field defect.

本件発明者の研究によれば、運転者に視野欠損がある場合には、その視線の方向の分布が拡大するものの、視線の分布が視野全体に均等に拡大することが明らかとなった。上記のように構成された本発明によれば、運転者異常判定部は、視線の方向の分布に偏りがない場合には運転者に視野欠損の疑いがあると判定しないので、誤判定を抑制することができる。   According to the inventor's research, when the driver has a visual field defect, the distribution in the direction of the line of sight expands, but the distribution of the line of sight expands evenly over the entire visual field. According to the present invention configured as described above, the driver abnormality determination unit does not determine that the driver is suspected of having a visual field loss when there is no bias in the distribution of the line-of-sight direction, and thus suppresses erroneous determination. can do.

本発明において、好ましくは、運転者異常判定部は、運転者に視野欠損の疑いがあると判定された場合には、車両に搭載されている運転支援装置の設定を変更するように構成されている。   In the present invention, it is preferable that the driver abnormality determination unit is configured to change the setting of the driving support device mounted on the vehicle when it is determined that the driver is suspected of having a visual field loss. Yes.

このように構成された本発明によれば、運転者に視野欠損の疑いがあると判定された場合には、車両に搭載されている運転支援装置の設定が変更されるので、運転者の状態に応じた適切な運転支援を行うことが可能になり、視野欠損のある運転者が運転を中止するまでの間に、事故等が発生するのを抑制することができる。   According to the present invention configured as described above, when it is determined that the driver is suspected of having a visual field loss, the setting of the driving support device mounted on the vehicle is changed, so the driver's state Accordingly, it is possible to perform appropriate driving support according to the situation, and it is possible to suppress the occurrence of an accident or the like until a driver with a visual field loss stops driving.

本発明の実施形態による運転者状態推定装置の全体を示すブロック図である。It is a block diagram showing the whole driver state estimating device by the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の運転者状態推定装置に備えられているコントロールユニットにおいて実行される処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process performed in the control unit with which the driver | operator state estimation apparatus of embodiment of this invention is equipped. 視野欠損のある運転者を模擬するための視野欠損メガネを着用した被験者の写真を示す。A photograph of a subject wearing visual field defect glasses for simulating a driver with visual field defect is shown. ドライブシミュレータによる運転の結果を、通常時と、視野欠損時について示す時系列データの一例である。It is an example of the time-sequential data which shows the result of the driving | operation by a drive simulator about normal time and the time of visual field loss. 図4に示した時系列データにFFT解析を施すことにより得られたパワースペクトル密度を示す図である。It is a figure which shows the power spectrum density obtained by performing FFT analysis to the time series data shown in FIG. 二人の被験者がドライブシミュレータ上で運転した際の視線分布の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of gaze distribution when two test subjects drive on a drive simulator.

次に、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態による運転者状態推定装置を説明する。
図1は、本発明の実施形態による運転者状態推定装置の全体を示すブロック図である。
Next, a driver state estimation apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an entire driver state estimation apparatus according to an embodiment of the present invention.

図1に示すように、本発明の実施形態による運転者状態推定装置1は、コントロールユニット2と、車室外カメラ4と、ステアリングセンサ6と、車室内カメラ8と、警報器10と、通信機12と、を有する。また、コントロールユニット2は、接続された運転支援装置14に指令信号を出力可能に構成されている。   As shown in FIG. 1, a driver state estimation apparatus 1 according to an embodiment of the present invention includes a control unit 2, a vehicle exterior camera 4, a steering sensor 6, a vehicle interior camera 8, an alarm device 10, and a communication device. 12 and. The control unit 2 is configured to be able to output a command signal to the connected driving support device 14.

コントロールユニット2は、車室外カメラ4、ステアリングセンサ6、及び車室内カメラ8による各検出信号を受信し、警報器10と、通信機12、及び運転支援装置14に制御信号を出力するように構成されている。具体的には、コントロールユニット2は、各機器からの検出信号を入力するための入力インターフェイス回路、各機器へ制御信号を出力するための出力インターフェイス回路、入力された信号を処理するためのマイクロプロセッサ、メモリ、及びこれらを作動させるためのプログラム(以上、図示せず)から構成されている。さらに、コントロールユニット2は、内蔵されたマイクロプロセッサ等の作用により、画像解析部16、及び運転者異常判定部18として機能する。   The control unit 2 is configured to receive each detection signal from the vehicle exterior camera 4, the steering sensor 6, and the vehicle interior camera 8 and output a control signal to the alarm device 10, the communication device 12, and the driving support device 14. Has been. Specifically, the control unit 2 includes an input interface circuit for inputting a detection signal from each device, an output interface circuit for outputting a control signal to each device, and a microprocessor for processing the input signal. , A memory, and a program (not shown) for operating them. Furthermore, the control unit 2 functions as an image analysis unit 16 and a driver abnormality determination unit 18 by the action of a built-in microprocessor or the like.

車室外カメラ4は、運転者状態推定装置1が搭載されている車両が走行している車両の周辺状況を撮像するように設けられた車外環境カメラである。本実施形態においては、車室外カメラ4は、車両のバックミラー(図示せず)の背面側に取り付けられており、車両の運転者の視界と概ね同等の視野で走行環境を撮像するように設けられたビデオカメラである。   The vehicle exterior camera 4 is a vehicle exterior camera provided so as to take an image of the surroundings of the vehicle on which the vehicle on which the driver state estimation device 1 is mounted is traveling. In the present embodiment, the vehicle exterior camera 4 is attached to the back side of a vehicle rearview mirror (not shown), and is provided so as to capture the traveling environment with a field of view substantially equivalent to the field of view of the driver of the vehicle. Video camera.

ステアリングセンサ6は、運転者によるステアリング操作を検出するように設けられたセンサであり、ステアリングシャフトの回転角を検出可能に構成されている。本実施形態においては、ステアリングセンサ6として、ロータリーエンコーダが使用されている。
車室内カメラ8は、車両の車室内に配置された運転者カメラであり、主として、車両を運転する運転者の頭部を前方から撮影するように向けられたビデオカメラである。
The steering sensor 6 is a sensor provided to detect a steering operation by the driver, and is configured to be able to detect the rotation angle of the steering shaft. In the present embodiment, a rotary encoder is used as the steering sensor 6.
The vehicle interior camera 8 is a driver camera disposed in the vehicle interior of the vehicle, and is mainly a video camera directed to photograph the head of the driver driving the vehicle from the front.

警報器10は、コントロールユニット2に内蔵された運転者異常判定部18により、運転者の体調不良が推定されたとき、その旨を視覚的、聴覚的に運転者に伝達するための装置である。本実施形態においては、運転席に設けられたディスプレイ(図示せず)及びスピーカ(図示せず)が警報器10として機能する。警報器10は、運転者に体調不良の疑いがあり、運転不能の状態に陥る可能性があるので、速やかに安全な場所に車両を停止させるよう、ディスプレイに表示すると共に、音声で運転者に報知するように構成されている。   The alarm device 10 is a device for visually and audibly transmitting the driver to the driver when a driver's physical condition is estimated by the driver abnormality determination unit 18 built in the control unit 2. . In the present embodiment, a display (not shown) and a speaker (not shown) provided in the driver's seat function as the alarm device 10. The alarm device 10 has a suspicion that the driver is in poor physical condition and may be incapable of driving. Therefore, the alarm 10 is displayed on the display so that the vehicle can be quickly stopped in a safe place, and the driver can hear the voice. It is comprised so that it may alert | report.

通信機12は、運転者異常判定部18により、運転者の体調不良が推定されたとき、その旨を近隣の警察や、公共機関に無線で通報するように構成されている。これにより、運転者が体調不良により運転不能な状態に陥った場合でも、被害を最小限に食い止める措置をとることが可能になる。   When the driver abnormality determination unit 18 estimates that the driver's physical condition is poor, the communication device 12 is configured to report the fact to the nearby police and public institutions by radio. As a result, even when the driver falls into an inoperable state due to poor physical condition, it is possible to take measures to minimize damage.

運転支援装置14は、車両に搭載された各種センサ、ステアリングアクチュエータ、ブレーキアクチュエータ等(以上、図示せず)を備えている。本実施形態においては、運転支援装置14は、各種センサの検出信号に基づいて上記のアクチュエータを制御することにより、衝突防止機能や、レーンキープアシスト機能等、様々な機能を実現可能に構成されている。また、運転支援装置14は、コントロールユニット2から送信された指令信号に基づいて、各機能の設定を変更可能に構成されている。   The driving support device 14 includes various sensors, steering actuators, brake actuators and the like (not shown) mounted on the vehicle. In the present embodiment, the driving support device 14 is configured to realize various functions such as a collision prevention function and a lane keep assist function by controlling the actuator based on detection signals of various sensors. Yes. Further, the driving support device 14 is configured to be able to change the setting of each function based on the command signal transmitted from the control unit 2.

次に、図2乃至図6を参照して、コントロールユニット2における情報処理を説明する。
図2は、本実施形態の運転者状態推定装置に備えられているコントロールユニットにおいて実行される処理を示すフローチャートである。
Next, information processing in the control unit 2 will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 is a flowchart showing processing executed in the control unit provided in the driver state estimation device of the present embodiment.

コントロールユニット2は、車両の走行中において、図2に示すフローチャートによる処理を所定の時間間隔で繰り返し実行するように構成されている。まず、図2のステップS1においては、車室内カメラ8により撮像されたビデオ画像のデータがコントロールユニット2に入力される。コントロールユニット2に内蔵された画像解析部16は、車室内カメラ8から入力された画像を画像解析し、運転者の視線の方向を所定の時間間隔で特定する。画像解析部16において求められた運転者の視線の方向のデータは、コントロールユニット2に記憶される。   The control unit 2 is configured to repeatedly execute the processing according to the flowchart shown in FIG. 2 at predetermined time intervals while the vehicle is traveling. First, in step S <b> 1 of FIG. 2, video image data captured by the vehicle interior camera 8 is input to the control unit 2. The image analysis unit 16 incorporated in the control unit 2 performs image analysis on the image input from the vehicle interior camera 8 and specifies the direction of the driver's line of sight at predetermined time intervals. Data on the direction of the line of sight of the driver obtained in the image analysis unit 16 is stored in the control unit 2.

次に、ステップS2においては、車室外カメラ4により撮像されたビデオ画像のデータがコントロールユニット2に入力される。コントロールユニット2に内蔵された画像解析部16は、車室外カメラ4から入力された画像を画像解析し、走行している車両の車外環境を所定の時間間隔で特定する。具体的には、画像解析部16は、車室外カメラ4により撮像された画像を解析し、車両が走行すべき車線、歩行者、先行車両、対向車線の車両、信号機、道路標識、その他の看板等の情報を抽出する。画像解析部16において求められた車外環境のデータは、コントロールユニット2に記憶される。   Next, in step S <b> 2, video image data captured by the vehicle exterior camera 4 is input to the control unit 2. The image analysis unit 16 built in the control unit 2 performs image analysis on the image input from the vehicle exterior camera 4 and specifies the vehicle exterior environment of the traveling vehicle at predetermined time intervals. Specifically, the image analysis unit 16 analyzes an image captured by the vehicle exterior camera 4, and the lane, the pedestrian, the preceding vehicle, the vehicle in the oncoming lane, the traffic signal, the road sign, and other signs on which the vehicle should travel. Etc. are extracted. Data on the environment outside the vehicle determined by the image analysis unit 16 is stored in the control unit 2.

さらに、ステップS3においては、ステアリングセンサ6により検出されたステア角[deg]がコントロールユニット2に入力される。
次いで、ステップS4において、コントロールユニット2は、ステップS3において取得されたステア角の時系列波形をFFT(高速フーリエ変換)解析し、各周波数におけるパワースペクトル密度(PSD)を算出して記憶する。また、コントロールユニット2には、運転者に異常がない状態における通常のステアリング操作波形をFFT解析したパワースペクトル密度のデータがあらかじめ記憶されている。
Further, in step S 3, the steering angle [deg] detected by the steering sensor 6 is input to the control unit 2.
Next, in step S4, the control unit 2 performs FFT (Fast Fourier Transform) analysis on the time series waveform of the steer angle acquired in step S3, and calculates and stores the power spectral density (PSD) at each frequency. The control unit 2 stores in advance power spectrum density data obtained by FFT analysis of a normal steering operation waveform in a state where there is no abnormality in the driver.

さらに、ステップS5においては、ステップS4において取得されたパワースペクトル密度の高周波領域と、予め記憶されている、その運転者の通常時におけるパワースペクトル密度の高周波領域との差ΔPSDが所定の閾値以上であるか否かが判断される。パワースペクトル密度の高周波領域の差ΔPSDが所定の閾値以上である場合にはステップS6に進み、所定の閾値未満である場合には、ステップS11において「異常なし」と判定し、図2に示すフローチャートの1回の処理を終了する。   Furthermore, in step S5, the difference ΔPSD between the high frequency region of the power spectral density acquired in step S4 and the high frequency region of the power spectral density in the normal state of the driver is greater than or equal to a predetermined threshold value. It is determined whether or not there is. If the difference ΔPSD in the high frequency region of the power spectrum density is greater than or equal to a predetermined threshold value, the process proceeds to step S6. If it is less than the predetermined threshold value, “no abnormality” is determined in step S11, and the flowchart shown in FIG. The one-time process is terminated.

ここで、図3乃至図5を参照して、運転者に視野欠損がある場合の、ステアリング操作の変化の一例を説明する。
図3は、視野欠損のある運転者を模擬するための視野欠損メガネを着用した被験者の写真を示す。図4は、ドライブシミュレータによる運転の結果を、通常時と、視野欠損時について示す時系列データの一例である。図5は、図4に示した時系列データにFFT解析を施すことにより得られたパワースペクトル密度を示す図である。
Here, an example of a change in the steering operation when the driver has a visual field defect will be described with reference to FIGS. 3 to 5.
FIG. 3 shows a photograph of a subject wearing visual field defect glasses for simulating a driver with visual field defect. FIG. 4 is an example of time-series data indicating the results of driving by the drive simulator for normal time and visual field loss. FIG. 5 is a diagram showing power spectral density obtained by performing FFT analysis on the time series data shown in FIG.

視野欠損がある場合における運転者のステアリング操作の変化を、健常な被験者によるドライブシミュレータの実験により明らかにした。また、同一の運転者が視野欠損を生じた場合の運転行動は、同一の被験者が図3に示す視野欠損メガネを着用した状態でドライブシミュレータを運転することにより測定した。図3に示すように、視野欠損メガネは、各メガネレンズの中心軸線の片側半分(図3では被験者から見て右側半分)が黒く塗りつぶされたメガネであり、これにより被験者は視界の右又は左の一方が遮られ、視野が欠損した状態が模擬される。   Changes in the driver's steering operation in the presence of visual field loss were clarified by a drive simulator experiment with healthy subjects. Further, the driving behavior when the same driver caused visual field loss was measured by driving the drive simulator with the same subject wearing the visual field defect glasses shown in FIG. As shown in FIG. 3, the visual field defect glasses are glasses in which one half of the central axis of each spectacle lens (the right half as viewed from the subject in FIG. 3) is blacked out. One of these is blocked, and the state where the visual field is lost is simulated.

図4は、健常な同一の被験者が、視野欠損メガネを着用した状態と、着用していない状態において、同一車線をドライブシミュレータにより運転した結果を示すグラフである。図4の上段は、ドライブシミュレータにおけるステアリング操作を示すグラフであり、下段は、ドライブシミュレータ上で走行した車両の横位置(オフセット)を示すグラフである。各グラフにおいて、実線は健常な被験者による運転結果を示し、破線は視野欠損を模擬した被験者の運転結果を示しており、実線及び破線はドライブシミュレータにより同一の車線を走行した結果を示している。   FIG. 4 is a graph showing a result of driving the same lane by a drive simulator in a state where the same healthy subject wears visual field defect glasses and a state where he / she does not wear vision loss glasses. The upper part of FIG. 4 is a graph showing the steering operation in the drive simulator, and the lower part is a graph showing the lateral position (offset) of the vehicle traveling on the drive simulator. In each graph, the solid line indicates the driving result of a healthy subject, the broken line indicates the driving result of the subject who simulates the visual field defect, and the solid line and the broken line indicate the result of traveling in the same lane by the drive simulator.

まず、図4の上段のグラフから明らかなように、破線で示す視野欠損を模擬した被験者では、実線で示す健常な被験者によるステアリング操作よりも、細かな波形の振動が全体的に多くなっている。例えば、グラフ中のA部では、視野欠損を模擬した被験者の操作量が大きくなっていると共に、B部では大きな修正操舵が見られる。   First, as is apparent from the upper graph of FIG. 4, the subject who simulates the visual field defect indicated by the broken line generally has more detailed vibration than the steering operation by the healthy subject indicated by the solid line. . For example, in part A in the graph, the operation amount of the subject who simulates the visual field defect is large, and in part B, large correction steering is seen.

さらに、図4の下段のグラフに示すように、破線で示す視野欠損を模擬した被験者では、実線で示す健常な被験者による走行位置よりも、車線中央からのオフセットが全体的に大きくなっている。例えば、グラフ中のC部では車両の横位置が大きく車線中央からずれており、D部では走行位置が大きくふらついている。また、E部に見られるように走行位置に安定感が欠如している。   Furthermore, as shown in the lower graph of FIG. 4, the offset from the center of the lane is generally larger in the subject who simulated the visual field defect indicated by the broken line than the running position by the healthy subject indicated by the solid line. For example, in the portion C in the graph, the lateral position of the vehicle is greatly deviated from the center of the lane, and in the portion D, the traveling position is largely staggered. In addition, as seen in part E, the running position lacks stability.

図5は、図4の上段に示したステアリング操作の時系列波形に対してFFT解析を施すことにより得られたパワースペクトル密度を示すグラフである。図5の左欄は健常な被験者におけるパワースペクトル密度を示し、右欄は視野欠損を模擬した被験者におけるパワースペクトル密度を示す。   FIG. 5 is a graph showing the power spectral density obtained by performing FFT analysis on the time series waveform of the steering operation shown in the upper part of FIG. The left column of FIG. 5 shows the power spectral density in a healthy subject, and the right column shows the power spectral density in a subject simulating a visual field defect.

図5から明らかなように、右欄に示す視野欠損を模擬した被験者では、左欄に示す健常な被験者におけるパワースペクトル密度よりも、高周波領域におけるスペクトルが大きくなっている。特に、図5において太枠で囲った0.25Hz〜0.5Hzの周波数領域におけるパワースペクトルが、視野欠損を模擬した被験者において大きくなっている。   As is clear from FIG. 5, in the subject who simulated the visual field defect shown in the right column, the spectrum in the high frequency region is larger than the power spectrum density in the healthy subject shown in the left column. In particular, the power spectrum in the frequency range of 0.25 Hz to 0.5 Hz surrounded by a thick frame in FIG. 5 is large in the subject who simulated the visual field defect.

本実施形態においては、図2のステップS4において計算されたパワースペクトル密度が0.25Hz〜0.5Hzの範囲で積分され、その積分値PSD1が、予め測定され、記憶されていた通常時における積分値PSDNとステップS5において比較される。これら積分値PSD1とPSDNの差ΔPSDが所定の閾値未満であれば視野欠損の疑いはないので、コントロールユニット2に内蔵された運転者異常判定部18によって、「異常なし」と判定される(図2のステップS5→S11)。   In the present embodiment, the power spectral density calculated in step S4 in FIG. 2 is integrated in the range of 0.25 Hz to 0.5 Hz, and the integrated value PSD1 is measured and stored in advance. The value PSDN is compared in step S5. If the difference ΔPSD between these integrated values PSD1 and PSDN is less than a predetermined threshold value, there is no suspicion of visual field loss, so the driver abnormality determination unit 18 built in the control unit 2 determines “no abnormality” (FIG. 2 step S5 → S11).

また、本件発明者の研究によれば、視野欠損が生じた運転者では、視野欠損がないときよりもステアリング操作が大きく、振動的になり、ステアリング操作が円滑でなくなるためステアリングエントロピーが増大することも明らかとなっている。しかしながら、車両が渋滞した道路を走行している場合等、車速が遅い場合や、積雪や道路の凹凸等で通常の運転行動がとりにくい場合には、ステアリング操作のみからでは、視野欠損の有無の判定が困難であることが、本件発明者の研究から明らかとなっている。このため、本実施形態においては、図2のステップS6以下の処理を実行することにより、誤判定の発生を抑制している。   In addition, according to the research of the present inventors, in a driver with a visual field defect, steering entropy is increased because the steering operation is larger and vibrational than when there is no visual field defect, and the steering operation is not smooth. It is also clear. However, when the vehicle speed is slow, such as when the vehicle is traveling on a congested road, or when normal driving action is difficult due to snow or road irregularities, the presence or absence of visual field loss is determined only from the steering operation. It is clear from the inventor's research that the determination is difficult. For this reason, in this embodiment, generation | occurrence | production of a misjudgment is suppressed by performing the process after step S6 of FIG.

次に、図2のステップS6においては、ステップS1において画像解析部16によって画像解析され、コントロールユニット2に記憶されていた運転者の視線の方向のデータについて判定が行われる。即ち、本件発明者の研究によれば、運転者が視野欠損状態となると、健常時に比べ、視野の欠損した部分を補うために視線の方向を大きく移動させることが明らかとなっている。ステップS6においては、所定期間における運転者の視線の方向の分布が、予め記憶されている、その運転者の通常時における視線の方向の分布に対して拡大しているか否かが判断される。視線の方向の分布が拡大している場合にはステップS7に進み、拡大していない場合にはステップS11において「異常なし」と判定し、図2に示すフローチャートの1回の処理を終了する。   Next, in step S6 of FIG. 2, the image analysis unit 16 performs image analysis in step S1, and determination is made on the driver's line-of-sight direction data stored in the control unit 2. That is, according to the research of the present inventors, it is clear that when the driver is in a visual field deficient state, the direction of the line of sight is greatly moved to compensate for the portion of the visual field that is deficient compared with the normal state. In step S6, it is determined whether or not the distribution of the direction of the driver's line of sight in a predetermined period is larger than the distribution of the direction of the line of sight of the driver stored in advance. If the distribution of the line-of-sight direction is enlarged, the process proceeds to step S7. If not enlarged, “no abnormality” is determined in step S11, and the one-time process of the flowchart shown in FIG.

さらに、ステップS7においては、ステップS1において画像解析部16によって画像解析され、コントロールユニット2に記憶されていた運転者の視線の方向の分布に偏りがあるか否かが判断される。即ち、本件発明者の研究によれば、運転している車両の外部環境によっては、健常な運転者であっても視線の方向の分布が拡大する場合もあるが、そのような場合には、視線の方向の分布に偏りがない。これに対し、運転者の視線の方向の分布が視野欠損により拡大している場合には、分布に偏りが生じていることが明らかとなっている。ステップS7において、視線の方向の分布に偏りがある場合にはステップS8に進み、偏りがない場合にはステップS11において「異常なし」と判定し、図2に示すフローチャートの1回の処理を終了する。   Further, in step S 7, it is determined whether or not there is a bias in the distribution of the driver's line-of-sight direction that has been image-analyzed by the image analysis unit 16 in step S 1 and stored in the control unit 2. That is, according to the study of the present inventors, depending on the external environment of the vehicle being driven, the distribution of the direction of the line of sight may expand even for a healthy driver. There is no bias in the gaze direction distribution. On the other hand, when the distribution in the direction of the driver's line of sight is enlarged due to a visual field defect, it is clear that the distribution is biased. In step S7, if there is a bias in the line-of-sight direction distribution, the process proceeds to step S8. If there is no bias, it is determined that there is no abnormality in step S11, and one process of the flowchart shown in FIG. To do.

次いで、ステップS8においては、ステップS2において画像解析部16により画像解析された車室外カメラ4によるビデオ画像に基づいて、運転者の視線の方向の分布の拡大が、外部環境によるものであるか否かが判定される。視線の分布の拡大が外部環境によるものでない場合にはステップS9に進み、運転者に「視野欠損の疑いあり」と判定する。一方、外部環境によるものである場合にはステップS11に進み、「異常なし」と判定して図2に示すフローチャートの1回の処理を終了する。即ち、走行している車両の周辺に運転者が注目すべき物標があり、その周辺物標に運転者が視線を向けることにより、視線の分布が拡大すると共に、分布が偏っている場合には、運転者異常判定部18は「異常なし」と判定する。即ち、運転者異常判定部18は、車室内カメラ8により撮像されたビデオ画像を画像解析して検出された運転者の視線の方向と、車室外カメラ4によって撮像されたビデオ画像が整合している場合には、運転者の視線の方向の分布が通常状態に対して拡大していても、運転者に視野欠損の疑いがあるとは判定しない。   Next, in step S8, based on the video image from the vehicle exterior camera 4 analyzed by the image analysis unit 16 in step S2, whether or not the expansion of the driver's line-of-sight direction distribution is due to the external environment. Is determined. If the expansion of the line-of-sight distribution is not due to the external environment, the process proceeds to step S9, and the driver is determined to be “suspected of visual field loss”. On the other hand, if it is due to the external environment, the process proceeds to step S11, where “no abnormality” is determined and the one-time process of the flowchart shown in FIG. That is, when there is a target that the driver should pay attention to around the traveling vehicle, and the driver's gaze is directed toward the target, the gaze distribution is expanded and the distribution is biased. The driver abnormality determination unit 18 determines “no abnormality”. That is, the driver abnormality determination unit 18 matches the direction of the driver's line of sight detected by image analysis of the video image captured by the vehicle interior camera 8 and the video image captured by the vehicle exterior camera 4. If it is, the driver does not determine that there is a suspicion of visual field loss even if the distribution in the direction of the driver's line of sight is larger than the normal state.

具体的には、画像解析部16は、車室外カメラ4によるビデオ画像を解析して、車両周辺の歩行者、先行車両、対向車線の車両、信号機、道路標識、その他の看板等の物標を抽出し、その物標の位置を特定する。次に、画像解析部16は、車室内カメラ8により撮像されたビデオ画像から運転者の視線の方向を特定する。運転者異常判定部18は、車室外カメラ4の画像から抽出された物標の位置と、車室内カメラ8の画像から特定された運転者の視線の方向を照合し、運転者の視線が抽出された物標(例えば、道路標識)に向けられたものであれば、「視野欠損の疑いあり」とは判定しない。   Specifically, the image analysis unit 16 analyzes a video image obtained by the camera 4 outside the vehicle cabin, and detects targets such as pedestrians around the vehicle, preceding vehicles, vehicles on the opposite lane, traffic lights, road signs, and other signs. Extract and specify the position of the target. Next, the image analysis unit 16 identifies the direction of the driver's line of sight from the video image captured by the vehicle interior camera 8. The driver abnormality determination unit 18 collates the position of the target extracted from the image of the vehicle exterior camera 4 with the direction of the driver's line of sight identified from the image of the vehicle interior camera 8, and extracts the driver's line of sight. If the target is directed to a target (for example, a road sign), it is not determined that there is a suspicion of visual field loss.

このように、運転者が車両の周辺に存在する種々の物標に視線を向けることは自然な運転行為であり、運転者の視線がこのように分布している場合には、運転者の視線の方向が車室外カメラ4で撮像した車外環境と整合しているということができ、「異常なし」と判定する。また、車両が市街地などを走行し、車両の周辺に多数(例えば、10個以上)の認識対象物(物標)が存在する場合には、運転者が視線を向けている認識対象物を特定することが困難である。このような場合にも、運転者異常判定部18は「視野欠損の疑いあり」とは判定せず、ステップS11に進み、図2に示すフローチャートの1回の処理を終了する。   In this way, it is a natural driving action for the driver to look at various targets around the vehicle, and when the driver's line of sight is distributed in this way, the driver's line of sight Is consistent with the environment outside the vehicle imaged by the camera 4 outside the vehicle compartment, and it is determined that there is no abnormality. In addition, when a vehicle travels in an urban area or the like and there are a large number (for example, 10 or more) of recognition objects (targets) around the vehicle, the recognition object that the driver is looking at is specified. Difficult to do. Also in such a case, the driver abnormality determination unit 18 does not determine that “the visual field loss is suspected”, but proceeds to step S11 and ends the one-time process of the flowchart illustrated in FIG.

ステップS9において「視野欠損の疑いあり」と判定された場合には、さらに、ステップS10に進む。ステップS10においては、運転者異常判定部18は、警報器10である車室内のディスプレイ(図示せず)及びスピーカ(図示せず)に信号を送り、運転者に対し警報を発する。本実施形態において、運転者異常判定部18は、ディスプレイ(図示せず)に「視野欠損の疑いがあります、速やかに安全な場所に車両を停車させて下さい」とのメッセージを表示し、同内容の音声をスピーカから出力させる。さらに、運転者異常判定部18は、運転支援装置14に指令信号を送り、運転支援装置14の設定を状況に合わせて変更する。具体的には、運転支援装置14が実行するレーンキープアシスト制御を強化し、車両がより車線から外れにくくなるように、レーンキープアシスト制御の制御パラメータを変更する。   If it is determined in step S9 that “the visual field defect is suspected”, the process further proceeds to step S10. In step S <b> 10, the driver abnormality determination unit 18 sends a signal to a display (not shown) and a speaker (not shown) in the passenger compartment, which is the alarm device 10, and issues an alarm to the driver. In the present embodiment, the driver abnormality determination unit 18 displays a message “There is a suspicion of visual field loss, please stop the vehicle immediately in a safe place” on the display (not shown). Is output from the speaker. Further, the driver abnormality determination unit 18 sends a command signal to the driving support device 14 to change the setting of the driving support device 14 according to the situation. Specifically, the lane keep assist control executed by the driving support device 14 is strengthened, and the control parameter of the lane keep assist control is changed so that the vehicle is more difficult to be removed from the lane.

また、運転支援装置14が自動運転機能を備えている場合には、自動運転により車両が自動的に安全な場所に停車するように、運転者異常判定部18が運転支援装置14に指令を出すように本発明を構成することもできる。さらに、運転者異常判定部18は、通信機12に指令信号を送り、運転者が運転不能に陥る恐れがあることを最寄りの警察署等に緊急通報して、図2のフローチャートの1回の処理を終了する。このように、運転者状態推定装置1は、警報器10や通信機12、運転支援装置14等に何らかの出力をする出力装置を備え、運転者が運転不能に陥る可能性がある事態に対処することが好ましい。   When the driving support device 14 has an automatic driving function, the driver abnormality determination unit 18 issues a command to the driving support device 14 so that the vehicle automatically stops at a safe place by automatic driving. The present invention can also be configured as described above. Further, the driver abnormality determination unit 18 sends a command signal to the communication device 12 to make an emergency call to the nearest police station or the like that the driver may be incapable of driving. The process ends. As described above, the driver state estimation device 1 includes an output device that outputs something to the alarm device 10, the communication device 12, the driving support device 14, and the like, and copes with a situation where the driver may be unable to drive. It is preferable.

次に、図6を参照して、運転者の視線の方向の分布の一例を説明する。
図6は、二人の被験者がドライブシミュレータ上で運転した際の視線分布の一例を示す図である。
Next, an example of the distribution of the driver's line of sight will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a line-of-sight distribution when two subjects drive on a drive simulator.

図6は、二人の被験者がドライブシミュレータ上で高速道路を走行した際の視線の分布の一例を示す図であり、図6の(a)欄は被験者Aが視野欠損メガネを着用せずに運転した場合を示し、(b)欄は同被験者が視野欠損メガネを着用して運転した場合を示している。同様に、図6の(c)欄は被験者Bが視野欠損メガネを着用せずに運転した場合を示し、(d)欄は同被験者が視野欠損メガネを着用して運転した場合を示している。図6は、各被験者がドライブシミュレータを1分30秒間運転している間の視線の分布を示している。   FIG. 6 is a diagram showing an example of a line-of-sight distribution when two subjects travel on a highway on a drive simulator. FIG. 6 (a) column shows that subject A does not wear visual field loss glasses. The case where it drove was shown and the (b) column has shown the case where the test subject drive | wears with the visual field defect | deletion glasses. Similarly, the column (c) in FIG. 6 shows a case where the subject B is driven without wearing visual field loss glasses, and the (d) column shows a case where the subject is driven while wearing visual field loss glasses. . FIG. 6 shows the gaze distribution while each subject is driving the drive simulator for 1 minute 30 seconds.

図6に示す例のように、通常の状態の被験者が高速道路を走行し、対向車等がない状況では、被験者の視線の方向は比較的狭い範囲に分布する(図6の(a)欄及び(c)欄)。これに対し、各被験者とも視野欠損メガネを着用した状態(図6の(b)欄及び(d)欄)では、着用していない状態よりも視線の方向が広い範囲に分布している。また、視野欠損メガネを着用していない状態において、被験者Bは被験者Aよりも広い範囲に視線が分布しており、分布の範囲が被験者毎に異なっているが、何れの被験者においても視野欠損メガネを着用すると、着用していない場合よりも視線が分布する範囲が拡大している。このため、運転者毎に健常な状態における視線の分布を測定して記憶しておき、運転中における視線の分布と比較することにより、運転者の視野欠損を検知することが可能になる。   As in the example shown in FIG. 6, in a situation where the subject in a normal state travels on the highway and there is no oncoming vehicle, the direction of the subject's line of sight is distributed in a relatively narrow range (column (a) in FIG. 6). And (c) column). On the other hand, in each of the subjects wearing the visual field defect glasses (columns (b) and (d) in FIG. 6), the direction of the line of sight is distributed over a wider range than the state of not wearing them. Moreover, in the state where the visual field defect glasses are not worn, the subject B has a line of sight distributed in a wider range than the subject A, and the distribution range varies from subject to subject. When is worn, the range in which the line of sight is distributed is larger than when not worn. For this reason, it is possible to detect the visual field loss of the driver by measuring and storing the distribution of the line of sight in a healthy state for each driver and comparing it with the distribution of the line of sight during driving.

本実施形態においては、視界の中に分布している運転者の視線を示すプロット点の分散を、上下方向及び左右方向について計算し、それらの平均値により視線の分布の広さを評価している。即ち、本実施形態においては、運転者の通常時における視線の方向の分布の分散を測定し、その値を予め記憶しておく。さらに、図2のステップS5においては、その運転者の運転中における視線の方向の分布の分散を計算し、求められた分散が予め記憶されている分散よりも所定値以上増加している場合に、視線分布が拡大していると判断される。   In this embodiment, the variance of plot points indicating the driver's line of sight distributed in the field of view is calculated in the vertical and horizontal directions, and the range of the line of sight is evaluated by the average value thereof. Yes. In other words, in the present embodiment, the variance of the distribution in the direction of the line of sight in the normal time of the driver is measured, and the value is stored in advance. Further, in step S5 of FIG. 2, the variance of the distribution in the direction of the line of sight during the driving of the driver is calculated, and when the obtained variance is larger than a prestored variance by a predetermined value or more. It is determined that the line-of-sight distribution is widened.

また、図6の(b)欄及び(d)欄に示すように、被験者A、Bとも、視野欠損メガネを着用した状態では、視野の分布が左右方向の何れかに偏っていることがわかる。即ち、視野欠損メガネを着用していない状態においては、被験者の視線は、走行すべき車線の中央を中心に左右に概ね均等に分布している(図6の(a)欄及び(c)欄)のに対し、視野欠損メガネを着用した状態では、視線の分布が車線の中央に対して右側又は左側に偏っていることが分かる。このような視線の分布の偏りは、視野欠損を生じた運転者特有の傾向であることが本件発明者の研究により明らかにされている。本実施形態においては、運転者の視線の分布が、車線の中央に対して所定割合以上右側又は左側に偏った場合に「視線分布に偏りがある」と判定し、このような偏りが見られない場合には「視野欠損の疑いなし」と判定している(図2のステップS7)。   Further, as shown in columns (b) and (d) of FIG. 6, it can be seen that in both the subjects A and B, the visual field distribution is biased to either the left or right direction when wearing visual field defect glasses. . That is, in a state where the visual field loss glasses are not worn, the subject's line of sight is distributed approximately evenly from side to side centering on the center of the lane to be traveled (columns (a) and (c) in FIG. 6). On the other hand, it can be seen that in the state of wearing the visual field defect glasses, the gaze distribution is biased to the right side or the left side with respect to the center of the lane. It has been clarified by the inventor's research that such a bias in the gaze distribution is a tendency peculiar to the driver who has caused the visual field defect. In the present embodiment, when the driver's line-of-sight distribution is biased to the right or left by a predetermined ratio or more with respect to the center of the lane, it is determined that the line-of-sight distribution is biased, and such a bias is seen. If not, it is determined that there is no suspicion of visual field loss (step S7 in FIG. 2).

さらに、図6に示した結果は、車両が高速道路を走行した場合におけるものであるが、本件発明者の実験によれば、車両が市街地等、視認対象物の多い環境を走行する場合には、運転者の視線の分布は視認対象物の位置により大きく変化した。このため、このような走行環境においては、視線の分布のみから運転者の視野欠損の有無を明確に特定することは困難であった。特に、運転者の視界に歩行者や、信号機、道路標識等、多数の視認対象物が存在する場合には、車室外カメラ4の画像と運転者の視線の方向を照合しても、運転者がどの対象物に視線を向けているか特定することが困難であった。このため、車室外カメラ4で撮像された車外環境に多数の視認対象物が存在する場合には、「視野欠損の疑いあり」との判定は行わず、「視野欠損の疑いなし」と判定している(図2のステップS8)。   Furthermore, the results shown in FIG. 6 are obtained when the vehicle travels on a highway, but according to the experiment of the present inventors, when the vehicle travels in an environment where there are many objects to be viewed, such as an urban area. The driver's line-of-sight distribution varied greatly depending on the position of the object to be viewed. For this reason, in such a driving environment, it has been difficult to clearly identify the presence or absence of a driver's visual field loss based only on the gaze distribution. In particular, when there are many sighting objects such as pedestrians, traffic lights, road signs, etc. in the driver's field of view, even if the image of the camera 4 outside the vehicle is collated with the direction of the driver's line of sight, the driver It was difficult to identify which object is looking at. For this reason, when there are a large number of objects to be viewed in the environment outside the vehicle imaged by the vehicle exterior camera 4, it is determined that “there is no suspicion of visual field loss”, and “there is no suspicion of visual field loss”. (Step S8 in FIG. 2).

また、車両が高速道路等を走行しており、視認対象物が少ない状況であっても、運転者の視線が先行車両や対向車に向けられている場合には、運転者の視線の分布が拡大し、分布に偏りが生じる。このような場合には、運転者の視線の方向と、車外環境を照合し、それらが整合していれば(視認対象物に視線を向けていれば)「視野欠損の疑いなし」と判定し、整合していなければ「視野欠損の疑いあり」と判定するように本発明を構成することもできる。   Even if the vehicle is traveling on an expressway or the like and there are few objects to be viewed, if the driver's line of sight is directed to the preceding vehicle or oncoming vehicle, the distribution of the driver's line of sight is Enlarging and uneven distribution occurs. In such a case, the direction of the driver's line of sight and the environment outside the vehicle are collated, and if they match (if the line of sight is directed toward the visual target), it is determined that there is no suspicion of visual field loss. If they do not match, the present invention can be configured to determine that there is a suspicion of visual field loss.

本発明の実施形態の運転者状態推定装置1によれば、運転者異常判定部18は、運転者の視線の方向の分布が通常状態に対して拡大し(図2のステップS6)、且つステアリング操作が通常状態に対して変化した(図2のステップS5)場合に、運転者に視野欠損の疑いがあると判定するので、誤判定を十分に抑制しながら、運転者の視野欠損を判定することができる。   According to the driver state estimation device 1 of the embodiment of the present invention, the driver abnormality determination unit 18 expands the distribution of the direction of the driver's line of sight relative to the normal state (step S6 in FIG. 2), and the steering. When the operation changes with respect to the normal state (step S5 in FIG. 2), it is determined that the driver is suspected of having a visual field loss. Therefore, the visual field loss of the driver is determined while sufficiently suppressing erroneous determination. be able to.

また、本実施形態の運転者状態推定装置1によれば、車室外カメラ4によって撮像された車外環境と、画像解析部16により検出された視線の方向が整合している場合には、運転者の視線の方向の分布が拡大していても、運転者に視野欠損の疑いありと判定しない(図2のステップS8)ので、視線の分布に基づく誤判定の発生を抑制することができる。   Further, according to the driver state estimation device 1 of the present embodiment, when the outside environment captured by the vehicle exterior camera 4 matches the direction of the line of sight detected by the image analysis unit 16, the driver Even if the distribution in the direction of the line of sight is expanded, it is not determined that the driver is suspected of having a visual field loss (step S8 in FIG. 2), so that the occurrence of erroneous determination based on the line-of-sight distribution can be suppressed.

さらに、本実施形態の運転者状態推定装置1によれば、車室外カメラ4によって撮像された画像に多くの視認対象物が含まれている場合には、運転者異常判定部18は、運転者に視野欠損の疑いがあると判定しない(図2のステップS8)ので、視認対象物が多い環境における視線の方向の分布の拡大により誤判定が発生するのを防止することができる。   Furthermore, according to the driver state estimation device 1 of the present embodiment, when many visual objects are included in the image captured by the vehicle exterior camera 4, the driver abnormality determination unit 18 Since it is not determined that there is a suspicion of visual field loss (step S8 in FIG. 2), it is possible to prevent an erroneous determination from occurring due to an increase in the distribution in the direction of the line of sight in an environment where there are many visual objects.

また、本実施形態の運転者状態推定装置1によれば、運転者の視線の方向が道路標識に向けられている場合には、運転者異常判定部18は、視線の方向と車外環境が整合していると判断し、運転者に視野欠損の疑いがあると判定しない(図2のステップS8)ので、運転者が道路標識に視線を向けることによる誤判定を抑制することができる。   Further, according to the driver state estimation device 1 of the present embodiment, when the driver's line of sight is directed to the road sign, the driver abnormality determination unit 18 matches the line of sight and the outside environment. Since it is determined that the driver is suspected of having a visual field loss (step S8 in FIG. 2), erroneous determination due to the driver turning his / her gaze on the road sign can be suppressed.

さらに、本実施形態の運転者状態推定装置1によれば、運転者異常判定部18は、視線の方向の分布に偏りがない場合には運転者に視野欠損の疑いがあると判定しない(図2のステップS7)ので、誤判定を抑制することができる。   Furthermore, according to the driver state estimation apparatus 1 of the present embodiment, the driver abnormality determination unit 18 does not determine that the driver is suspected of having a visual field loss when the distribution of the gaze direction is not biased (see FIG. 2 step S7), it is possible to suppress erroneous determination.

また、本実施形態の運転者状態推定装置1によれば、運転者に視野欠損の疑いがあると判定された場合には、車両に搭載されている運転支援装置14の設定が変更される(図2のステップS10)ので、運転者の状態に応じた適切な運転支援を行うことが可能になり、視野欠損のある運転者が運転を中止するまでの間に、事故等が発生するのを抑制することができる。   Further, according to the driver state estimating device 1 of the present embodiment, when it is determined that the driver is suspected of having a visual field loss, the setting of the driving support device 14 mounted on the vehicle is changed ( Since step S10) in FIG. 2 makes it possible to perform appropriate driving support according to the driver's condition, an accident or the like occurs until the driver with a visual field loss stops driving. Can be suppressed.

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した実施形態に種々の変更を加えることができる。   As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, a various change can be added to embodiment mentioned above.

1 運転者状態推定装置
2 コントロールユニット
4 車室外カメラ(車外環境カメラ)
6 ステアリングセンサ
8 車室内カメラ(運転者カメラ)
10 警報器
12 通信機
14 運転支援装置
16 画像解析部
18 運転者異常判定部
1 Driver condition estimation device 2 Control unit 4 Outside camera (outside vehicle camera)
6 Steering sensor 8 Car interior camera (driver camera)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Alarm device 12 Communication device 14 Driving support device 16 Image analysis part 18 Driver abnormality determination part

Claims (6)

車両を運転する運転者の状態を推定する運転者状態推定装置であって、
運転者によるステアリング操作を検出するステアリングセンサと、
車両を運転する運転者を撮像する運転者カメラと、
この運転者カメラにより撮像された画像に基づいて運転者の視線の方向を検出する画像解析部と、
上記ステアリングセンサにより検出されたステアリング操作、及び上記画像解析部により検出された視線の方向に基づいて運転者の異常を判定する運転者異常判定部と、を有し、
上記運転者異常判定部は、運転者の視線の方向の通常状態に対する分布の拡大が検出され、且つステアリング操作の通常状態に対する変化が検出される場合に、運転者に視野欠損の疑いがあると判定するように構成されていることを特徴とする運転者状態推定装置。
A driver state estimating device for estimating a state of a driver driving a vehicle,
A steering sensor for detecting a steering operation by the driver;
A driver camera that images the driver driving the vehicle;
An image analysis unit for detecting the direction of the driver's line of sight based on the image captured by the driver camera;
A driver abnormality determination unit that determines a driver's abnormality based on a steering operation detected by the steering sensor and a line-of-sight direction detected by the image analysis unit;
When the driver abnormality determination unit detects an increase in the distribution of the driver's line of sight relative to the normal state and detects a change in the steering operation relative to the normal state, the driver is suspected of having a visual field loss. A driver state estimation device configured to determine.
さらに、車両の周辺環境を撮像する車外環境カメラを有し、この車外環境カメラによって撮像された車外環境と、上記画像解析部により検出された視線の方向が整合している場合には、上記運転者異常判定部は、上記運転者の視線の方向の分布が通常状態に対して拡大していても、運転者に視野欠損の疑いがあると判定しないように構成されている請求項1記載の運転者状態推定装置。   Further, the vehicle has an outside environment camera that images the surrounding environment of the vehicle, and when the outside environment imaged by the outside environment camera matches the direction of the line of sight detected by the image analysis unit, the driving is performed. The driver abnormality determination unit is configured not to determine that the driver is suspected of having a visual field loss even if the distribution of the driver's line-of-sight direction is larger than a normal state. Driver state estimation device. さらに、車両の周辺環境を撮像する車外環境カメラを有し、上記運転者異常判定部は、上記車外環境カメラによって撮像された画像に多くの視認対象物が含まれている場合には、運転者の視線の方向の分布が通常状態に対して拡大している場合であっても運転者に視野欠損の疑いがあると判定しないように構成されている請求項1記載の運転者状態推定装置。   Furthermore, the vehicle has an outside environment camera that captures the surrounding environment of the vehicle, and the driver abnormality determination unit is configured to display a driver when the image captured by the outside environment camera includes many visual objects. The driver state estimation device according to claim 1, wherein the driver state estimation device is configured not to determine that the driver is suspected of having a visual field loss even when the distribution of the line-of-sight direction is larger than the normal state. 上記画像解析部は上記車外環境カメラによって撮像された画像から道路標識を抽出するように構成され、上記運転者異常判定部は、運転者の視線の方向が上記画像解析部によって抽出された道路標識に向けられている場合には、運転者の視線の方向と上記車外環境カメラによって撮像された車外環境が整合していると判定するように構成されている請求項2記載の運転者状態推定装置。   The image analysis unit is configured to extract a road sign from an image captured by the external environment camera, and the driver abnormality determination unit is configured to extract the direction of the driver's line of sight from the image analysis unit. 3. The driver state estimating apparatus according to claim 2, wherein the driver state estimating device is configured to determine that the direction of the driver's line of sight matches the environment outside the vehicle imaged by the vehicle environment camera. . 上記運転者異常判定部は、運転者の視線の方向の分布が通常状態に対して拡大している場合であっても、視線の方向の分布に偏りがない場合には運転者に視野欠損の疑いがあると判定しないように構成されている請求項1乃至4の何れか1項に記載の運転者状態推定装置。   Even if the driver's line-of-sight direction distribution is larger than the normal state, the driver abnormality determination unit may cause a visual field defect to the driver if the line-of-sight direction distribution is not biased. The driver state estimation apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the driver state estimation apparatus is configured not to determine that there is a suspicion. 上記運転者異常判定部は、運転者に視野欠損の疑いがあると判定された場合には、車両に搭載されている運転支援装置の設定を変更するように構成されている請求項1乃至5の何れか1項に記載の運転者状態推定装置。   The driver abnormality determination unit is configured to change a setting of a driving support device mounted on a vehicle when it is determined that the driver is suspected of having a visual field defect. The driver state estimation apparatus according to any one of the above.
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