JPH02246837A

JPH02246837A - 居眠り検出装置

Info

Publication number: JPH02246837A
Application number: JP1066699A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Hayakawa; 早川　義裕
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1989-03-17
Filing date: 1989-03-17
Publication date: 1990-10-02
Anticipated expiration: 2013-05-28
Also published as: JP2760019B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は、乗用車等のシートベルトにセンサを設け、シ
ートベルト装着者の呼吸数を測定する装置及び測定され
た呼吸数よりシートベルト装着者の居眠りを検出する装
置に関する。

（ロ）従来の技術従来、乗用車等の運転者の居眠りを検出する装置として
は、受・発光素子からなる反射センサを用いて、運転者
のまばたきを検出する装置が知られている。この装置は
、反射センサの発光素子の光を運転者の眼に投射し、眼
球（角膜）又は口蓋で反射した光を受光素子で電気信号
に変換する。

口蓋の反射率は眼球反射率よりも小さいので口蓋で反射
した時の受光素子の受光信号は、眼球で反射した時より
も小さくなる。従って、受光信号の小さい時間が一定以
上続くということは、口蓋が閉じられており、運転者が
居眠り状態にあると判定することができる。そして、居
眠りと判定された場合には、ブザー等を鳴動させて居眠
り状態を報知する。

（ハ）発明が解決しようとする課題上記従来の居眠り検出装置では、反射センサを運転者の
目の近傍に設ける必要がある。その一つの方法としては
、眼鏡フレーム上に反射センサを設ける方法が知られて
いるが、やはり反射センサが目障りであり、眼鏡をかけ
る必要のない者であってもｌｌｆｆｍフレームをつけな
ければならない不便がある。

また、従来の居眠り検出装置では、居眠りを音により報
知していたが、居眠り状態では運転者の知覚が低下して
いるので、音による報知では不十分である。

本発明は、上記に鑑みなされたもので、運転者に違和感
を与えることなく、居眠りのパラメータとなる生体情報
を測定する装置及びこの測定装置を用いた居眠り検出装
置、さらにより確実に居眠り検出を運転者に警告できる
居眠り検出装置の堤供を目的としている。

（ニ）課題を解決するための手段及び作用上記課題を解
決するため、第１の発明（第１請求項）の呼吸数測定装
置は、シートベルトの装着者の呼吸により生じるベルト
張力の又は曲げの変動を検出するセンサをこのシートベ
ルトに備え、このセンサの出力信号よりの呼吸成分を抽
出する呼吸成分抽出手段と、この呼吸成分抽出手段で抽
出された呼吸成分より呼吸数を算出する呼吸数算出手段
とを備えてなるものである。

シートベルトは、その装着者の腹部又は胸部に接してい
る。しかるに、呼吸に伴って装着者の腹部又は胸部は、
周期的に膨らんでへこむから、ベルトの張力や曲げもそ
れに従って変動する。ベルトの張力や曲げの変動は、例
えば圧電素子やひずみゲージ等のセンサを用いて容易に
電気信号に変換できる。

シートベルトには、乗用車の振動や装着者の体動も伝わ
るので、前記センサの出力信号中には、呼吸成分の他に
振動成分や律動成分も含まれる。

しかし、振動成分や体動成分の周波数の帯域は、呼吸成
分の周波数の帯域とは一般的に異なるから、センサの出
力信号より呼吸成分を抽出することができる。このよう
に抽出された呼吸成分は、そのレベルが装着者の呼吸に
応じて増減するものであるから、これにより容易に呼吸
数を算出することができる。

また、第２の発明（第２請求項）の居眠り検出装置は、
シートベルトの装着者の呼吸により生じるベルト張力又
は曲げの変動を検出するセンサをこのシートベルトに備
え、このセンサの出力信号より呼吸成分を抽出する呼吸
成分抽出手段と、この呼吸成分抽出手段で抽出された呼
吸成分より呼吸数を算出する呼吸数算出手段と、この呼
吸数算出手段で算出された呼吸数が所定の値を下まわる
時に前記装着者が居眠り状態にあると判定する居眠り判
定手段とを備えている。すなわち、第１の発明の呼吸数
測定装置に、居眠り判定手段を備えた構成となっている
。

一般に、覚醒状態から睡眠状態に移行していくにつれて
、単位時間あたりの呼吸数は徐々に減少していくから、
単位時間あたりの呼吸数が所定の値以下になった時に居
眠りと判定することができる。前記第１の発明の呼吸数
測定装置及びこの第２の居眠り検出装置は、呼吸数検出
のための器具を特別に装着する必要はなく、運転者に違
和感を与えることはない。

さらに、第３の発明（第３請求項）の居眠り検出装置は
、第２の発明の装置に、前記シートベルトに振動を与え
る加振手段を、このシートベルトの基端部に設け、前記
居眠り判定手段で居眠りと判定された時に、前記加振手
段が作動する清である。シートベルトの振動は、そのま
ま運転者に伝わるから、従来よりも確実に居眠り状態を
運転者に報知することができる。

（ホ）実施例本発明の一実施例を図面に基づいて以下に説明する。

第１図は、乗用車運転席１において、シートベルト２を
装着した運転者りを示す斜視図である。

シートベルト２は、運転者りの胸部に接する胸部ベルト
２１及び腹部ベルト２２とより構成される。

胸部ベルト２１と腹部ベルト２２、のそれぞれの一端部
は、１つのバックル２３にまとめられる。

また胸部ベルト２１、腹部ベルト２２の他端は車内の適
所に取付けられている。

バックル２３には、さらに係合金具２４が設けられてお
り、バックル受は具３の図示しない係合爪と係合する（
第２図参照）。バックル受は具３内には、係合金具２４
の保合を検出するスイッチ３１が設けられている。バッ
クル受は具３よりは連結部材３２が下方に垂下しており
、この連結部材３２の下端部には、クランク円盤４１の
ピン４２が回転自在に挿通している。このクランク円盤
４１は、モータ（加振手段）４の回転軸に装着されてい
る。モータ４は、シートｌ下面又は車体に固定される。

腹部ベルト２２には、圧電素子又はひずみゲージよりな
るセンサ５が設けられている。このセンサ５は、図示し
ないリード線又はフレキシブル基板を用いて以下に説明
する回路部６に電気的に接続される。

回路部６は、センサ５からの信号を増幅する増幅器６１
、この増幅器６１の出力信号より呼吸成分を抽出するロ
ーパスフィルタ（ＬＰＦ、呼吸成分抽出手段）６２、こ
のＬＰＦ６２の出力を基準電圧Ｖｃと比較するコンパレ
ータ６３、このコンパレータ６３よりの信号を取込み呼
吸数を算出するＭＰＬＩ６４とで構成される。このＭＰ
Ｕ６４は、運転者の居眠り状態を判定する機能、及びモ
ータ４の回転を制御する機能を有している。さらに、Ｍ
ＰＵ６４には、表示器７が接続され算出された呼吸数が
表示される。この表示器７には、液晶表示器、発光ダイ
オード表示器等よりなり、車内の適所、例えば計器パネ
ル内に取付けられる。

次に、実施例居眠り検出装置の動作を第４図、第５図も
参照しながら以下に説明する。

まず、運転席ｌに座ったドライバＤがシー］・ベルト２
を装着し、バックル２３の係合金具２４を受は具３内へ
挿入すると、スイッチ３１がオンになり、居眠り検出が
開始される。最初に、呼吸数ｎを零にリセットする〔ス
テップ（以下ＳＴという）１）。そして、タイマＴ＋　
を零にリセットして、カウントアツプを開始する（Ｓｒ
２）。

ドライバＤの腹部は呼吸に伴って、膨らんだりへこんだ
りするので、腹部ベルト２２の張力及び曲げも呼吸に伴
って変動する。よって、この変動がセンサに検出される
。第４図（ａ）は、増幅器６１で増幅されたセンサの出
力を示している。この出力信号中には、呼吸成分の他に
ドライバＤの体動成分、乗用車の振動成分その他のノイ
ズ成分が含まれている。よって、ＬＰＦ６２を用いて、
第４図の（ｂ）に示すように呼吸成分のみを抽出する。

さらに、コンパレータ６３を用いて、第４図の（Ｃ）の
ようにパルス信号に変換する。このパルス１つ１つは、
呼吸の１つ１つに対応する。

Ｓｒ１では、このパルスがＭＰＵ６４に入力されたか否
かを判定する。この判定がＹＥＳの場合にはＳｒ４に、
ＮＯの場合にはＳｒ１へ分岐する。

Ｓｒ４では、呼吸数ｎに１を加算する。続＜Ｓｒ１では
、タイマＴ１が６０秒に達したか否かを判定する。この
判定が、ＹＥＳの場合には、Ｓｒ１へ分岐し、Ｎｏの場
合にはＳｒ１へ分岐する。すなわち、Ｔ１が６０秒に達
するまでパルスのカウントを続けるわけである。

Ｓｒ１では、ＳＴ３〜ＳＴ５の反復により得られたｎ、
すなわち１分間あたりの呼吸数ｎを表示部７に表示させ
る。続く、Ｓｒ１では、この１分間あたりの呼吸数ｎを
所定の値ｎＬｈ以下か否かを判定する。この判定ＮＯの
場合には、ＳＴＩへ分岐し、ＹＥＳの場合には、Ｓｒ１
へ分岐する。

Ｓｒ１では、一定時間モータ４が回転駆動され、シート
ベルト２に振動が加えられ、この振動によりドライバに
警告を与える。Ｓｒ１の処理が終われば、再びＳＴＩに
戻り、居眠り検出が続行される。なお、振動による警告
と併せて、あるい゛はこれに代えて音声による警告を行
ってもよく、適宜設計変更可能である。

上記実施例では、腹部ベルト２２にセンサ５を設けてい
るが、第１図中５′で示すように、胸部ベルト２１に設
けてもよい。あるいは、胸部ベルト２１、腹部ベルト２
２の端部のいずれかに、ベルトの張力を検出するセンサ
を設けてもよい。また、モータ４も胸部ベルト２１、腹
部ベルト２２の端部で、バックル２３と反対の側に設け
る構成としてもよい。

第６図は、このような変形例の１つを示しており、腹部
ベルト２２のバックル２３と反対側の端部２２ａを、ク
ランク円盤４１のピン４２に結合している。また、バッ
クル受は具３に張力センサ３５を設けて、バックル受は
具３及びバックル２３を介して、胸部ベルト２１及び腹
部ベルト２２の張力の変動を検出する。

また、この実施例では、１分間あたりのパルスをカウン
トして呼吸数を求めているが、パルスの周期より呼吸数
を求める構成としてもよく適宜設計変更可能である。

（へ）発明の詳細な説明したように１、第１の発明の呼吸数測定装置は、
シートベルトの装着者の呼吸により生じるベルトの張力
文は抽げの変動を検出するセンサをこのシートベルトに
備え、このセンサの出力信号より呼吸成分を抽出する呼
吸成分抽出手段と、この呼吸成分抽出手段で抽出された
呼吸成分より呼吸数を算出する呼吸数算出手段とを備え
ているものであるから、特別の器具を装着する必要がな
く、違和感を与えることなく呼吸数を検出することがで
きる。

また、第２の発明の居眠り検出装置は、シートベルトの
装着者の呼吸により生じるベルトの張力又は曲げの変動
を検出するセンサをこのシートベルトに備え、このセン
サの出力信号より呼吸成分を抽出する呼吸成分抽出手段
と、この呼吸成分抽出手段で抽出された呼吸成分より呼
吸数を算出する呼吸数算出手段と、この呼吸数算出手段
で算出された呼吸数が所定の値以下になる時に前記装着
者が居眠り状態にあると判定する居眠り判定手段とを備
えてなるものであり、居眠りを検出するハラメータとし
て呼吸数を用いており、特別の器具を装着する必要がな
くなり、違和感を与えることなく居眠りを検出すること
ができる。

さらに、第３の発明の居眠り検出器は、前記シートベル
トに振動を与える加振手段を、このシートベルトの基端
部に設け、前記居眠り判定手段で居眠りと判定された時
に、前記加振手段が作動するものであるから、居眠りを
シートベルト装着者により確実に警告することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る居眠り検出装置のシ
ートベルト及びモータを説明する斜視図、第２図は、同
シートベルト端部とモータとの連結を説明する図、第３
図は、同居眠り検出装置の回路構成を説明するブロック
図、第４図は、同居眠り検出装置の信号処理を説明する
図、第５図は、同居眠り検出装置の動作を説明するフロ
ー図、第６図は、同居眠り検出装置−の変形例に係るシ
ートベルト及びモータを説明する斜視図である。２：シートベルト、５：センサ、６４：ＭＰＵ０４：モータ、６２：ローパスフィルタ、

Claims

【特許請求の範囲】

（１）シートベルトの装着者の呼吸により生じるベルト
の張力又は曲げの変動を検出するセンサをこのシートベ
ルトに備え、このセンサの出力信号より呼吸成分を抽出
する呼吸成分抽出手段と、この呼吸成分抽出手段で抽出
された呼吸成分より呼吸数を算出する呼吸数算出手段と
を備えてなる呼吸数測定装置。
（２）シートベルトの装着者の呼吸により生じるベルト
の張力又は曲げの変動を検出するセンサをこのシートベ
ルトに備え、このセンサの出力信号より呼吸成分を抽出
する呼吸成分抽出手段と、この呼吸成分抽出手段で抽出
された呼吸成分より呼吸数を算出する呼吸数算出手段と
、この呼吸数算出手段で算出された呼吸数が所定の値以
下になる時に前記装着者が居眠り状態にあると判定する
居眠り判定手段とを備えてなる居眠り検出装置。
（３）前記シートベルトに振動を与える加振手段を、こ
のシートベルトの基端部に設け、前記居眠り判定手段で
居眠りと判定された時に、前記加振手段が作動する特許
請求の範囲第２項記載の居眠り検出装置。