JPH06107029A

JPH06107029A - 居眠り運転検出装置

Info

Publication number: JPH06107029A
Application number: JP4254694A
Authority: JP
Inventors: Junichi Fukuda; 準一福田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1992-09-24
Filing date: 1992-09-24
Publication date: 1994-04-19

Abstract

(57)【要約】【目的】カーブ走行時においても居眠りを効果的に検
出する。【構成】操舵角センサ１０からの操舵角データは、修
正操舵周期測定部１４に入力され、ここで、修正操舵周
期が検出される。そして、修正操舵周期解析部１６は、
一定個数の操舵周期から操舵周期の平均値および標準偏
差を算出する。意識が低下すると操舵周期の平均値が長
くなり、標準偏差が大きくなるため、これらの値から運
転者の意識低下度を検出することができる。そして、検
出した意識低下度に応じて、警報、覚醒、車両停止等を
行い居眠り運転を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、居眠り運転検出装置、
特に走行時における修正操舵の状態から居眠り運転を検
出する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、高速道路等を走行中における
運転者の居眠りを防止するために、各種の装置が提案さ
れている。そして、効率的な居眠り防止のためには、運
転者の居眠り状態を検出することが重要であり、各種の
居眠り検出装置が開発されている。

【０００３】例えば、特開昭６０−７６４２４号公報
（従来例１）には、ステアリングが一定角度回動したこ
とにより居眠り検出を行うことが示されており、特開昭
６０−１５７９２７号公報（従来例２）には、所定時間
内における操舵角変化の高周波成分が所定値以上である
ことから居眠り検出を行うことが示されている。

【０００４】しかしながら、従来例１においては、カー
ブ走行を居眠りとして検出しまう場合があり、従来例２
においては操舵の高周波成分は、必ずしも居眠り時に現
われるものではなく、また、正常時にも頻繁に現われる
ため、十分な居眠り検出が行えないという問題点があっ
た。

【０００５】関連技術そこで、本出願人は、特願平３−２２２９６７号公報に
おいて、改良された居眠り運転検出装置について提案し
た。この装置においては、操舵角などの車両状態量の所
定時間のサンプルを周波数解析（高速フーリエ変換）す
ると共に、所定の低周波成分（所定の周波数帯域の成
分）を抽出し、抽出された低周波成分を平常運転時の低
周波成分量と比較し、これが所定以上増加したことによ
り、居眠りを検出する。

【０００６】運転者の意識が低下し始めると状況の認
識、判断、操舵という動作が緩慢になり、車両状態量の
変化の低周波成分が増加する。このため、車両状態量の
平常時の低周波成分と運転時のサンプルの低周波成分を
比較することによって、比較的正確な居眠り運転の検出
が行える。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
例では、カーブ走行時において、カーブ走行に伴い増加
する低周波成分が操舵角データに含まれてしまい、居眠
り検出の精度が低下するという問題点があった。すなわ
ち、居眠りにより低周波成分が増加するのは、応答遅れ
によるものであり、通常の走行における修正操舵の周波
数が低周波側にずれるからである。ところが、カーブ走
行時には、カーブ走行に伴う低周波成分が増加するた
め、居眠り検出の精度が低下するのである。

【０００８】本発明は、上記問題点を解決することを課
題としてなされたものであり、修正操舵の周期の変化を
検出して運転者の意識低下を精度良く検出できる居眠り
運転検出装置を提供することを目的とする。

【０００９】なお、特開昭５９−３８１３８号公報に
は、運転開始後の所定時間の運転操作を基準値として、
居眠りを判定することが示されている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、車両の走行状
態から運転者の居眠りを検出する居眠り運転検出装置に
おいて、車両の修正操舵の周期を検出する操舵周期検出
手段と、得られた修正操舵周期の分布状態を求める分布
状態検出手段と、得られた分布状態を平常時の分布状態
と比較する比較手段と、を有し、比較手段において分布
状態の相違を検出することによって、居眠り運転を検出
することを特徴とする。

【００１１】また、車両の走行状態から運転者の居眠り
を検出する居眠り運転検出装置において、一定時間ごと
に修正操舵の回数をカウントする操舵回数カウント手段
と、得られたカウント値を平常時のカウント値と比較す
る比較手段と、を有し、比較手段において得られたカウ
ント値の相違を検出することによって居眠り運転を検出
することを特徴とする。

【００１２】

【作用】このように、本発明では、修正操舵の周期を検
出し、この分布状態を平常時のものと比較して居眠りを
検出する。運転者の意識が低下すると修正操舵が遅れ気
味になるため、修正操舵周期の分布状態が変化する。す
なわち、周期の平均値が長くなったり、標準偏差が大き
くなったりする。そこで、この分布状態を平常時のもの
と比較することによって、運転者の意識低下を効果的に
検出することができ、居眠り運転の検出が行える。

【００１３】また、運転者の意識が低下すると、修正操
舵が遅れ、これによって修正操舵回数が減少する。そこ
で、一定時間内における修正操舵回数を常時監視してお
き、この回数が平常時より所定以上減少したことで居眠
り運転の検出が行える。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面に基
づいて説明する。図１には本実施例の構成ブロック図が
示されており、操舵角センサ１０は車両のステアリング
シャフトに取り付けられる。操舵角センサ１０としては
例えばステアリングシャフトに圧入されたスリット板と
コラムチューブに取り付けられた２組のホトインターラ
プタを用いることができ、ステアリングシャフトの回転
に伴いホトインターラプタがスリット板により遮光され
たりされなかったりすることでオン、オフするのを用い
てステアリングの回転方向と回転角度を検出することが
できる。

【００１５】そして、この操舵角センサ１０からの検出
信号は入力ポートを介してマイクロコンピュータに入力
される。このマイクロコンピュータ内にはＣＰＵやＲＡ
Ｍが内蔵され、ＣＰＵで構成される後述の各演算部が行
う演算処理により信号処理して居眠り運転を検出する。

【００１６】検出信号は、まずマイクロコンピュータ内
の操舵波形整形部１２に入力され、修正操舵周期を検出
するために波形整形される。例えば、操舵の変化状態か
ら通常の修正操舵に比べて十分小さな変化を除去すると
共に、修正操舵が三角波形となるように整形する。これ
によって、図２に示すように、直線部においては、修正
操舵のみが表れ、カーブではカーブを曲がるための操舵
の上に修正操舵が乗る波形が得られる。なお、操舵波形
整形部１２において、バンドパスフィルタによって、通
常の修正操舵を含む範囲以外の周波数の信号を除去して
も良い。

【００１７】波形整形された信号は修正操舵周期測定部
１４に入力され、ここで修正操舵の周期が測定される。
すなわち、図２における三角波形のピーク（変曲点）同
士の間隔から修正操舵周期が検出される。なお、極大、
極小点の検出は１回微分が０の点（差分データの符号が
変化する点）を求めることなどにより容易に行うことが
できる。

【００１８】得られた修正操舵周期は修正操舵周期解析
部１６に入力され、ここで所定の操舵回数における操舵
周期の平均値および標準偏差が求められる。そして、こ
の平均値および標準偏差が意識低下判定部１８に供給さ
れ、意識低下が判定される。すなわち、操舵周期の平均
値および標準偏差は、運転者の意識低下と関連が深い。
図３には一定回数の修正操舵について、修正操舵周期の
回数を調べたヒストグラムが示されている。図におい
て、左下がりの斜線が正常時、右下がりの斜線が意識低
下時を示している。このように、修正操舵周期の平均値
は、意識低下時に長くなる。そこで、意識低下判定部１
８において、逐次入力される平均値を運転開始当初等の
平常時の平均値と比較し、その差が大きく（周期が大き
く）なったことにより、意識低下、すなわち運転機能の
低下を検出することができる。

【００１９】また、意識が低下すると、反応が鈍くなる
だけでなく、反応のばらつきが大きくなる。従って、図
３に示すように、修正操舵の周期の度数分布は広がる傾
向にある。このため、所定数の操舵周期の標準偏差（ま
たは分散）を求め、平常時のものと比較することによっ
て、意識低下を検出することができる。

【００２０】そして、このようにして得た平均値から得
た意識低下度と標準偏差から得た意識低下度を比較し、
意識低下度の大きい方の意識低下度を採用し、これに応
じて、警報部２０、覚醒部２２、車両制御部２４を制御
して、運転者の覚醒、車両の停止等を行い、居眠り運転
を防止する。例えば、低下度が第１のレベルに達した場
合に、警報部による警報を行い、第２のレベルに達した
場合には、警報および覚醒を行い、第３のレベルに達し
た場合に、車両を停止する。

【００２１】すなわち、意識低下判定部１８には、警報
部２０、覚醒部２２、車両制御部２４が接続されてお
り、意識低下判定部１８からの信号に応じて、これらの
動作が制御される。ここで、警報部２０は、スピーカー
からの音声やディスプレイにおける表示やランプの点灯
などにより、運転者に覚醒を促すものであり、覚醒部２
２は、ステアリングやシートを振動させたり、運転者に
向けてエアコンからの冷風を吹き付けたり、窓を開放す
るなどして、運転者を覚醒するものであり、車両制御部
２４は、スロットル及びブレーキを操作し、車両を強制
的に停止制御するものである。なお、車両制御部２４
は、スロットルをアイドリングに設定し、車速を制限す
るものでも良く、またこのような制御を行う際にハザー
ドランプを自動的にオンすることも好適である。

【００２２】修正操舵周期測定部１４、修正操舵周期解
析部１６および意識低下判定部１８における動作につい
て、図４のフローチャートに基づいて説明する。

【００２３】まず、修正操舵周期測定部１４において、
入力される波形から一修正操舵の時間（修正操舵周期）
を測定する（Ｓ１０）。そして、修正操舵周期解析部１
６は、運転中の現時点から過去ｎ回分の修正操舵周期の
平均値及び標準偏差を演算する（Ｓ１１）。これは、修
正操舵周期測定部１４から修正操舵周期についてのデー
タが入力する度に行われるため、修正操舵が１回更新さ
れるごとに最も古いデータを１回分捨て、常にｎ回分の
演算を行う。

【００２４】次に、経過時間が運転開始後ｘ分以下か否
かを判定する（Ｓ１２）。そして、ｘ分以下であった場
合には、Ｓ１１で計算された平均値及び標準偏差値を記
憶し（Ｓ１３）、Ｓ１０に戻る。そして、これをｘ分経
過まで繰返す。そこで、修正操舵周期解析部１６におい
て、ｘ分経過時におけるＳ１１の演算結果が記憶される
こととなる。一方、運転開始後ｘ分を超えた場合には、
Ｓ１１における演算結果とＳ１３において記憶されてい
る記憶値を比較する（Ｓ１４）。そして、このＳ１４の
比較結果（通常の場合Ｓ１１で計算された値とＳ１３で
記憶されている値の差）に応じて意識低下レベルを判定
する（Ｓ１５）。

【００２５】この差の値は、意識低下度、すなわち運転
の際の危険度を表しているため、次に判定結果が予め定
められている第１のレベルＡ以下か否かを判定する（Ｓ
１６）。そして、判定結果がＡ未満であった場合には、
意識低下は小さいため、Ｓ１０に戻る。一方、判定結果
がＡ以上であった場合には、次に判定結果第２のレベル
であるＢ未満か否かを判定する（Ｓ１７）。そして、Ｂ
未満であった場合には、判定結果がＡとＢの間にあるた
め、警報部２０において警報を行う（Ｓ１８）。一方、
判定結果がＢ以上であった場合には、次に判定結果がＣ
未満か否かを判定する（Ｓ１９）。そして、Ｃ未満であ
った場合には、覚醒部２２により覚醒処理をする（Ｓ２
０）。そして、判定結果がＣ以上であった場合には、意
識低下度が非常に大きいと判断されるため、車両制御部
２４により車両を停止する（Ｓ１２）。このようにし
て、平均値や標準偏差に基づいて求めた意識低下レベル
に応じて、警報、覚醒、車両制御を行う。

【００２６】なお、上述のＳ１２におけるｘ分は、運転
開始後２０分程度の意識低下の少ない時間に設定する。
従って、Ｓ１３において運転者の正常時における修正操
舵の平均値、標準偏差を記憶することができる。なお、
Ｓ１４において、現時点における値を予め設定された平
常値の値と比較してもよい。

【００２７】次に、図５に示したのは、本発明の他の実
施例であり、上述の実施例における修正操舵周期測定部
１４、修正操舵周期解析部１６および意識低下判定部１
８に代えて、修正操舵回数カウント部２６および意識低
下判定部２８を有している。そして、修正操舵回数カウ
ント部２６は、操舵波形整形部１２から供給される操舵
波形に基づき、一定時間内の修正操舵回数をカウントす
る。そして、カウントした結果を意識低下判定部２８に
供給する。なお、修正操舵の検出は、上述の実施例と同
様の手法で行うことができる。

【００２８】ここで、図６に修正操舵回数の変化パター
ンの一例が示されている。このように、意識が低下する
と一定時間内の修正操舵回数が少なくなる傾向がある。
従って、修正操舵回数カウント部２６から逐次供給され
る操舵回数を平常時における一定時間内の操舵回数と比
較することにより、意識低下度を検出することができ
る。

【００２９】ここで、一定時間内修正操舵回数カウント
部２６および意識低下判定部１８における動作につい
て、図７のフローチャートに基づいて説明する。なお、
上述の図４のフローチャートと同一のステップについて
は同一の符号を付し、説明を省略する。

【００３０】まず、修正操舵回数カウント部２６におい
て、設定時間内（例えばｎ分）の修正操舵回数をカウン
トする。このカウントは、ｘ秒経過毎に行い、ｘ秒経過
毎にカウント値を更新する。従って、操舵波形成形部１
２から供給される操舵波形を常にｎ分間記憶しておき、
ｘ秒毎にこの操舵波形から修正操舵回数をカウントすれ
ばよい。そして、運転開始後の経過時間がｙ分以下か否
かを判定し（Ｓ２３）、ｙ分以下であった場合にはＳ２
２でカウントされたカウント値の平均値を記憶する（Ｓ
２４）。そして、Ｓ２２に戻る。そこで、この処理が運
転開始後ｙ分経過まで繰返されることとなり、ｙ分間の
Ｓ２２でのカウント値の平均値がＳ２４において記憶さ
れることとなる。

【００３１】そして、運転開始後ｙ分を超えた場合に
は、Ｓ２２で得られたカウント値とＳ２４において記憶
されている正常時のカウント値が比較される（Ｓ２
５）。そして、このＳ２５における比較値に応じて、意
識低下のレベルを判定する（Ｓ２６）。通常の場合、カ
ウント値の差が意識低下度に対応しているため、これが
判定結果となる。そして、この判定結果に応じて上述の
場合と同様に警報、覚醒、車両停止の処理が行われる。

【００３２】なお、上述の２つの実施例による修正操舵
周期の平均値、標準偏差および修正操舵回数のすべてを
検出し、これらの最も大きい意識低下度を採用し、居眠
り運転を検出することも好適である。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る居眠
り運転検出装置によれば、修正操舵周期の変化に基づい
て、居眠り運転を検出するため、カーブ走行時において
も正確な居眠り運転検出を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の全体構成を示すブロック図である。

【図２】直線及び曲線走行時における操舵角信号の経時
変化を示す特性図である。

【図３】修正操舵周期の度数分布を示すヒストグラムで
ある。

【図４】同実施例の動作を説明するフローチャートであ
る。

【図５】他の実施例の構成を示すブロック図である。

【図６】修正操舵回数の経時変化を示す特性図である。

【図７】上記他の実施例の動作を説明するフローチャー
トである。

【符号の説明】

１０操舵角センサ１２操舵波形整形部１４修正操舵周期測定部１６修正操舵周期解析部１８、２８意識低下判定部２０警報部２２覚醒部２４車両制御部２６修正操舵回数カウント部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の走行状態から運転者の居眠りを検
出する居眠り運転検出装置において、車両の修正操舵の周期を検出する操舵周期検出手段と、得られた修正操舵周期の分布状態を求める分布状態検出
手段と、得られた分布状態を平常時の分布状態と比較する比較手
段と、を有し、比較手段において分布状態の相違を検出することによっ
て、居眠り運転を検出することを特徴とする居眠り運転
検出装置。
【請求項２】車両の走行状態から運転者の居眠りを検
出する居眠り運転検出装置において、一定時間ごとに修正操舵の回数をカウントする操舵回数
カウント手段と、得られたカウント値を平常時のカウント値と比較する比
較手段と、を有し、比較手段において得られたカウント値の相違を検出する
ことによって居眠り運転を検出することを特徴とする居
眠り運転検出装置。