JPH0318351A - 運転疲労算定装置 - Google Patents

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】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、運転者の運転による疲労度合を算定して運
転者へ知らせるための運転疲労算定装置に関する。

〈従来の技術〉 長時間にわたって車両を運転すると、運転者の疲労が蓄
積されるため、注意力が散漫となって、車両の安全運転
に大きな障害となる。従って安全運転のためには一定の
運転時間毎に適当な時間長さの休息をとることが必要で
ある。

ところで運転疲労は、運転者が自覚すると否とを問わず
、時間の経過とともに増大するが、この疲労度は時間の
みならず、車両の振動によっても大きな影響を受ける。

すなわち身体が振動を受けた場合、その補償作用として
エネルギー代謝が増加し、例えば腹部に受けた振動に対
しては筋力の負担となり、また頭部に受けた振動に対し
ては視力の負担となって、身体各部を疲労させるのであ
る。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら身体が疲労しているか否かは、専ら運転者
の自覚に頼る他はなく、その自覚を欠いていたり、自覚
していてもそれを軽視して運転を継続した場合には、安
全運転を期することば困難となる。

とりわけ運転者は、運転時間の長短によって疲労度合を
測る傾向があるが、疲労度合は時間のみならず振動によ
っても影響されるため、疲労度合に対する運転者の正し
い自覚を期待することができず、これが事故発生を招く
一要囚となる。

この発明は、上記問題に着目してなされたもので、振動
に対する身体各部の負担を量的に計測してその計測値か
ら運転者の疲労度合をファジィ推論することにより、運
転者に対して運転疲労の状態を正しく認識させることの
できる運転疲労算定装置を提供することを目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 この発明は、運転者の運転による疲労状態を算定するの
に、振動に対する身体各部の負担を量的に計測するため
の複数の計測手段と、各計測手段による計測値を入力し
所定の制御ルールに従った推論演算を行って運転車の疲
労度合を求めるファジィ推論手段と、ファジィ推論手段
による推論結果を運転者に知らせる出力手段とで運転疲
労算定装置を構威している。

〈作用〉 車両の走行が始まると、車両の振動に対する身体各部の
負担が量的に計測されてファジィ推論手段へ与えられる
。ファシイ推論手段では、複数の計測手段による計測値
を入力して所定の制御ルールに従った推論演算を行い、
運転者の疲労度合を求める。このファジィ推論手段によ
る推論結果は出力手段により運転者に知らされるため、
運転者は運転による疲労度合を正しく認識でき、安全運
転を期することが可能となる。

〈実施例〉 第１図は、この発明の一実施例にかかる運転疲労算定装
置の構威を示している。

図示例のものは、運転者の疲労度合を、車両の振動に対
する身体各部の負担を量的に計測して得た計測値に応し
て算定するためのもので、第１，第２の各計測部１，３
、２個のザンプルホールド回路２，４、ファジィ推論部
５、ルール記憶部６、アンプ７、出力装置８をその構成
として含んでいる。

第１，第２の各計測部１．３は振動に対する腹部および
頭部の負担を量的に計測するためのもので、具体的には
第２図に示すような構或となっている。

第２図において、タイマ９は車両の運転時間Ｌを計測す
るためのもので、エンジンの始動により計時を開始し、
エンジンの停止により計時を停止する。振動数検出器１
ｏは車両の振動数ｆを検出し、また加速度検出器１１は
車両の振動加速度ｇを検出する。

変換テーブルｌ２は、車両の振動数ｆを腹部の振動伝達
率ａと頭部の振動伝達率ｂとに変換するためのものであ
る。

第３図は、運転シ一ト１６と運転者１５との間に形威さ
れる振動系を示すもので、図中、Ｘは床面１７上の加速
度を、Ｙは運転シート１６上の加速度を、Ｈは運転者１
５の頭部上の加速度を、それぞれ示している。ここで腹
部の振動Ｘで与えられるもので、これら振動伝達率ａｂ
は第４図に示す如く、振動数ｆに応して大小変化する。

第４図中、Ａは腹部の振動伝達特性萌線、Ｂは頭部の振
動伝達特性萌線であるが、人体の脊椎の共振などの影響
により腹部と頭部とでの共振が異なるため、このように
固有の特性曲線となる。

これらの特性曲線Ａ，Ｂを予め実験的に求めた後、各特
性曲線Ａ，Ｂにつき第５図に示すような近似曲線Ａ’，
Ｂ’を求めて、各近似曲線Ａ’，Ｂ’より前記の変換テ
ーブルを作戒するものである。

第２図に戻って、２個の演算器１３．１４はタイマ９，
変換テーブル１２および．加速度検出器１１より運転時
間ｔと、腹部および頭部の各振動伝達率ａ，ｂと、床面
の振動加速度ｇとを入力して、腹部の加速度ａｇに運転
時間ｔを乗した値ａｇｔを振動に対する腹部の負担量と
して算出し、また頭部の加速度ｂｇに運転時間Ｌを乗し
た値ｂｇｔを振動に対する頭部の負担量として算出する
。

これら計測値は電気信号Ｓ，，Ｓ２としてサンプルホー
ルト回路２，４へ与えられ、各サンプルホールド回路２
，４はこれら電気信号をサンプルホールドし、そのホー
ルド値を入力χ１，Ｘ２としてファジィ推論部５へ与え
る。

ファジィ推論部５は、ファジィ推論を実行するための演
算主体、すなわちファジィコンピュータやファジィコン
Ｉ・ローラなどであって、振動に対する腹部および頭部
の各負担量に関する入力ＸＩ　＋　　Ｘ　２を取り込み
、ルール記憶部９に記憶される複数のファジィルールに
従ってファジィ推論を行い、その推論結果として運転者
の疲労度合を示す出力ｙ’　　（確定値）をアンプ７を
介して出力装置８へ与える。

出力装置８は例えば表示ランプの点灯回路や警報ブザー
の駆動回路などであって、前記の出力ｙ′が所定の値に
達したとき、表示ランプを点灯させたり、警報ブザーを
動作させたりして疲労状態を運転者に報知する。

前記のファジィルールは、ｉｆ，　ｔｈｅｎ　（もし、
ならば）ルールといわれるもので、この実施例の場合、
第６図のテーブルに示すようなルール群がルール記憶部
６に記憶されている。

第６図は、縦軸に振動に対する腹部の負担量に関する入
力Ｘ１を、横軸に振動に対する頭部の負担量に関する入
力Ｘ２を、それぞれ配置し、その交叉位置に運転者の疲
労度合を示す出力ｙを表したものである。

例えばｘ＋＝ＰＳとＸ２＝ＰＳとの交叉位置にはｙ＝ｐ
ｓが配置してあり、これをｉｆ，　ｔｈｅｎ形式で表す
と、つぎのような表現となる。

ｉｆ，　　Ｘ＋　＝ｐｓ，　　ｘ２　＝ＰＳ，　ｔｈｅ
ｎ，　　ｙ＝ＰＳここでＰＳ，　ＺＲ，・・・・などは
ファジィラヘルであって、一般にＺＲは「ゼロ」、ＰＳ
ば「正で小さい」、門は「正で中くらい」、ＰＬは「正
で大きいＪ　、ＮＳは「負で小さい」、ＮＭは「負で中
くらいＪ　、ＮＬは「負で大きい」を、それぞれ表して
いる。

ここでは振動に対する腹部および頭部の各負担量に関す
る入力ＸｌｌＸ２については、ＺＲは負担が全くかかっ
ていない状態を、ＰＳは少しの負担がかかっている状態
を、ＰＭはかなりの負担がかかっている状態を、ＰＬは
非常な負担がかかっている状態を、それぞれ表している
。

また運転者の疲労度合を示す出力ｙについては、ＺＲは
疲労度合がゼロの状態を、ＰＳは疲労度合が小さい状態
を、門は疲労度合が中くらいの状態を、Ｐ１、は疲労度
合が大きい状態を、それぞれ表している。

これら言語表現はメンバーシップ関数により表されるも
ので、振動に対する腹部および頭部の各負担量に関する
入力ｘＩ　＋　　Ｘ　２のメンハーシップ関数が第７図
（１）に、運転者の疲労度合を示す出力ｙのメンハーシ
ップ関数が第７図（２）に、それぞれ示してある。これ
ら各図において、横軸の変数に対して縦軸は、これら変
数が前記の言語表現により表されるファジィ集合に属す
る度合（メンバーシップ値）を表すものである。

カくシてファジィ推論部５においては、第１第２の各計
測部１．３より与えられる振動に対する腹部および頭部
の各負担量に関する入ノノＸ　Ｉ　＋　　Ｘ　２が各フ
ァジィルールの対応ずるメンバーシップ関数にどの程度
適合するかが求められ、そのうち適合度の小さいものが
それぞれ選択されることになる（Ｍ　Ｉ　Ｎ演算）。そ
して選択された適合度により運転者の疲労度合を示す出
力ｙのメンバーシップ関数に制限をかけ、例えば台形状
のメンバーシップ関数を得る。これらメンバーシップ関
数は重ね合わされ（ＭＡＸ演算）、その後この合或出力
の重心が確定出力ｙ′として算出されて出力装置８へ出
力されるのである（デファジファイ）。

上記構或例の運転疲労算定装置において、例えばいま路
面状態が良好の道路上の走行を開始したとき、振動も少
なく、また走行時間も短いから、ファジィ推論部５にお
いて、前記のルール群のうち、ｔＬ　　ｘｌ　＝ＺＲ，
　　Ｘ２　−ＺＲ，　ｔｈｅｎ，ｙ＝ｚｎのファジィル
ールが起動して運転者の疲労度合を示ず出力ｙは、ｙ＝
ｚＲであり、出力装置８は特に表示や警報の動作は行わ
ない。

つぎに路面状態が著しく悪い道路上をかなりの時間走行
したような場合、振動が継続して運転者の身体各部へ作
用するため、その補償作用としてエネルギー代謝が増加
し、腹部や頭部が受けた振動に対する負担は大きなもの
となる。

このためファジィ推論部５において、＋ｆ，　　Ｘ，＝
ＰＬ，　　ｘ２＝ＰＬ，　ｔｈｅｎ，　　ｙ　＝ＰＬの
ファジィルールが起動して運転者の疲労度合を示す出力
ｙは、ｙ＝ｐｔ．となり、出力装置８は疲労しているこ
とを運転者へ知らせるための表示または警報動作を行っ
て休息を促すことになる。

〈発明の効果〉 この発明は上記の如く、振動に対する身体各部の負担を
量的に計測し、各計測値をファジィ推論手段に入力して
運転者の疲労度合をファジィ推論により算定し、運転者
に知らせるようにしたから、運転者は運転による疲労状
態を正し《認識するため、安全走行が実現される。

またファジィ推論のための制御ルールは、人間に理解し
易い表現で表されるから、制御系の構築も容易であり、
また入力条件に応して起動する制御ルールが変わるから
、きめ細かな制御を実現し得るなど、幾多の顕著な効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例にかかる運転疲労算定装置
を示すブロック図、第２図は第１第２の各計測部の具体
例を示すブロック図、第３図は運転シートと運転者との
間に形威される振動系を示す説明図、第４図は振動伝達
特性油線を示す説明図、第５図は振動伝達特性曲線の近
似曲線を示す説明図、第６図はルール群をテーブル化し
て表した説明図、第７図は人出ノコのメンバーシップ関
数を示す説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 運転者の運転による疲労状態を算定するための運転疲労
   算定装置であって、 振動に対する身体各部の負担を量的に計測するための複
   数の計測手段と、 各計測手段による計測値を入力し所定の制御ルールに従
   った推論演算を行って運転者の疲労度合を求めるファジ
   ィ推論手段と、 ファジィ推論手段による推論結果を運転者に知らせる出
   力手段とを具備して成る運転疲労算定装置。