JPH06171393A - 異常運転検出方法及び異常運転警報装置 - Google Patents

異常運転検出方法及び異常運転警報装置

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JPH06171393A
JPH06171393A JP32805692A JP32805692A JPH06171393A JP H06171393 A JPH06171393 A JP H06171393A JP 32805692 A JP32805692 A JP 32805692A JP 32805692 A JP32805692 A JP 32805692A JP H06171393 A JPH06171393 A JP H06171393A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 居眠り運転、脇見運転等の漫然運転を検出
し、運転者に警告する装置を提供すること。 【構成】 加速度センサ1により自動車の走行方向と直
交する方向に生ずる加速度を検出し、設定時間内に生ず
る当該加速度をCPU3のFFT処理機能301によっ
て周波数スペクトラム分析し、当該分析の設定回数のデ
ータ積算値が漫然運転時には数ヘルツ以下の周波数範囲
で特異な傾向を示す(周波数対加速度レベル特性が反比
例するか、又は当該特性に極大値が存在する)ことを利
用して、運転状態判定機能302により上記特異な傾向
が検出されたときに警報表示器6から警報を発生する。 【効果】 運転者の個人差に関係なく、かつ運用上の煩
わしさを一切伴なうことなく、確実に漫然運転に対する
警告を行なうことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車の安全運転を支
援する装置に関し、特に居眠り運転や脇見運転等、漫然
運転を検出する方法及び漫然運転時に警報を発生するよ
うにした異常運転警報装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】自動車の運転に関するアクティブ型安全
装置(事故の発生以前に危険状態を検知し、事故を回避
し、又は事故回避を支援する装置)は、例えば先行車輛
との車間距離が設定値以下になったときに警報を発する
衝突防止用レーダーのように、具体的に存在する物体
(上記例では先行車輛)との間で生ずる事故の回避を支
援する装置は実用化されているが、運転者自身の状態
(例えば居眠り運転状態、脇見運転状態等)に起因する
事故の回避を支援する装置は実用化されていない。
【0003】また、運転者の漫然運転を検出する方法と
して、従来から運転者の手首表面の電位差の変化を利用
する方法等が研究されているが、この方法では、上記電
位差の変化にかなり大きな個人差があること、及び電極
等を手首に装着しなければならない煩わしさがあること
等により、当該方法を利用した安全運転支援装置は実用
化されるに至っていない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、運
転者の個人差とは無関係に、かつ運用時に煩わしさが伴
なうことがなく、運転者の漫然運転を検出し警報を発生
させることができる安全運転支援装置を得ることを課題
とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の発明者は、自動
車の運転者が居眠り運転や脇見運転等に陥っているとき
には、走行中の車輛がある程度の規則性をもって蛇行
し、この蛇行の振幅は比較的小さく、かつその周期は比
較的長いことに着目し、この蛇行をデータとして把える
べく種々の実験を重ねた結果、漫然運転状態にあるとき
には、走行中の自動車の走行方向と直交する方向に生ず
る加速度、走行横方向に向けて生ずる偏移角速度の変化
又はステアリングの舵角の変化の比較的低い周波数(数
ヘルツ以下)範囲における周波数対レベル特性が特異な
傾向(反比例するか又は極大値が存在する特性)を示
し、しかもこの特異な傾向は、運転者の個人差、車種の
違い等には無関係に現われることを見出し、この傾向を
データとして把えることに成功した。
【0006】すなわち、前記課題のために、本発明は、
自動車の走行中、設定時間(予め定めた一定時間)の間
に走行方向と直交する方向に生ずる加速度、又は走行横
方向に向けて生ずる角速度の変化、又はステアリングの
舵角変化を検出し、これによって得た信号を周波数スペ
クトラム分析する処理を設定周期(予め定めた一定周
期)で繰り返し行ない、該処理で得られた数ヘルツ以下
の範囲の周波数成分に対する信号レベルを、上記設定周
期で行なった処理の設定回数(予め定めた一定回数)に
ついて上記周波数成分毎に積算し、これによって得た積
算データが周波数に反比例する(所謂、1/fゆらぎ
(fは周波数)の関係となる)か、又は当該積算データ
に極大値が存在するかを判別し、これに基いて漫然運転
状態を検知して警報を発するようにしたものである。
【0007】
【作用】漫然運転時に現われる走行車輛の蛇行を、走行
中の自動車自体によって生ずる加速度、偏移角速度の変
化又はステアリングの舵角変化を用いているため、運用
に煩わしさがない漫然運転警報装置を得ることができ、
しかも当該蛇行の検出を周波数スペクトラム分析処理の
結果の積算によって得ているので、小振幅かつ長周期で
変化する漫然運転状態を確実に把えることができる。
【0008】
【実施例】図面はいずれも本発明の実施例を説明するた
めのものであり、図1はブロック図、図2はフローチャ
ート、図3(A),(B)は漫然運転時のデータの特性
を示す図である。
【0009】図1は、漫然運転を自動車の走行方向と直
交する方向に生ずる加速度を用いて検出するようにした
実施例を示しており、図1に示すように、この実施例に
係る異常運転警報装置(以下、警報装置という。)は、
上記加速度を検出するための加速度センサ1、加速度セ
ンサ1が出力する加速度信号(通常、アナログ信号)を
デジタル信号に変換するA/D変換器2、A/D変換器
2からの加速度信号をデータ処理するCPU3、A/D
変換器2からの加速度信号を設定時間分について一時的
に記憶する第1メモリ4(第1の記憶手段)、第1メモ
リ4に記憶された加速度信号の周波数スペクトラム分析
データを記憶する第2メモリ5(第2の記憶手段)及び
該第2メモリ5に記憶された分析データにより漫然運転
が検出されたときに警報を発する警報表示器6で構成さ
れる。
【0010】CPU3は警報装置の動作の全般にわたる
処理及び制御をプログラム制御によって行なうが、本発
明に関する主要機能は、第1メモリ4に記憶された設定
時間分の加速度信号を、例えば公知のFFT(Fast
Fourier Transformation)処
理によって周波数スペクトラム分析し、数ヘルツ以下の
範囲の周波数成分について、その加速度レベルデータを
出力するFFT処理機能301(周波数スペクトラム分
析手段)と、該FFT処理機能301によって得られ、
第2メモリ5に記憶された周波数スペクトラム分析デー
タ(設定回数のFFT処理で得られたデータの積算値)
を分析して漫然運転であるか否かを判定する運転状態判
定機能302(警報判定手段)等である。
【0011】加速度センサ1は、自動車の走行方向と直
交する方向の加速度に受感する方向で自動車の車体に取
付けられる。また、本実施例では、当該加速度センサ1
として、加速度信号が電圧値(アナログ値)で出力され
るものを使用したので、当該加速度センサ1とCPU3
との間にA/D変換器2を挿入したが、加速度信号がデ
ジタル値で得られるセンサを使用した場合にはA/D変
換器2を必要としない。
【0012】また、漫然運転を検出する手段としては、
加速度センサの他に、自動車の走行横方向に生ずる偏移
角速度の変化を検出する方向で車体に取付けた角速度セ
ンサ、又はステアリングの回転角の変化を検出するよう
にステアリング軸と連携させて取付けた回転角センサを
用いることができ、この角速度センサ又は回転角センサ
は、多くの場合、検出信号がデジタル値で得られるの
で、通常A/D変換器2は必要としない。
【0013】図2及び図3(A),(B)を参照して以
下に動作を説明する。
【0014】加速度センサ1は自動車の走行中は常時、
走行方向と直交する方向(横方向)に生ずる加速度を連
続して検出しており、当該加速度センサ1から出力され
た加速度信号は、A/D変換器2でデジタル値に変換さ
れた後CPU3に連続的に送付されている。
【0015】CPU3はA/D変換器2が出力している
加速度信号を読み込んで第1メモリ4に当該加速度信号
を記憶(格納)する(ステップS1)。
【0016】次にCPU3は予め定められた時間(設定
時間)分の加速度信号が第1メモリ4に格納されたか否
かを判断し(ステップS2)、設定時間分の格納以前で
は、ステップS1からS2の処理を繰り返して次々と加
速度信号を第1メモリ4に格納していき、設定時間分の
加速度信号の格納が確認されると、ステップS3以降の
処理に移行する。
【0017】上記加速度信号の設定時間分の格納監視
は、次のようにして行なわれる。すなわち、CPU3
は、一定の時間基準(クロック信号)に基いてA/D変
換器2の出力を読み込んでおり、従ってCPU3で当該
A/D変換器2の出力の読み込み回数を係数し、係数値
が設定値に達したか否かを監視することによって上記加
速度信号の第1メモリ4への設定時間分の格納終了を確
認できる。
【0018】設定時間分の加速度信号が第1メモリ4に
記憶されると、次にCPU3は第1メモリ4に格納され
た加速度信号の周波数スペクトラム分析処理をFFT処
理機能301に基いて行ない、(ステップS3)、数ヘ
ルツ(例えば5HZ)以下の周波数成分について現われ
た加速度レベルデータ(分析処理データ)を上記周波数
成分毎に第2メモリ5に格納する(ステップS4)。第
2メモリ5へのデータの格納は、既に格納されているデ
ータに新たなデータを加算するようにして格納される。
すなわち、第2メモリ5への分析処理データの格納処理
と同時に、複数の分析処理データの積算処理も行なわれ
ることとなる。
【0019】次にCPU3は、第2メモリ5に設定回数
だけ分析処理データが格納されたか否か、すなわち、分
析処理データの積算回数が予め定めてある設定数に達し
たか否かを判断し(ステップS5)、設定数に達してい
ないときにはステップS1からS5までの処理を繰り返
して第2メモリ5への分析処理データの積算格納を積み
重ねていく。
【0020】以上のようにしてFFT演算したデータを
多数積算すると、1回のFFT演算では頻繁に現われる
加速度の雑音成分(正常運転時のカーブ走行時に現われ
る加速度成分、又は路面の凹凸等、路面状態に起因して
生ずる加速度成分等)によるレベルは、積算の積み重ね
によって相殺されて積算データには現われなくなる。分
析処理データの設定回数の積算が終了すると、次にCP
U3は第2メモリ5に格納された分析処理積算データに
基いて、漫然運転がなされているか否かの判定を運転状
態判定機能302に基いて行なう(ステップS6〜S
8)。
【0021】漫然運転がなされていると、自動車の走行
に周期の長い蛇行が生じ、この蛇行走行は、図3(A)
に示すように、周波数スペクトラム分析データ中で、低
い周波数成分ほど高い加速度レベルとなる現象としてデ
ータ上に現出し、又は図3(B)に示すように、1又は
複数の周波数成分が極大値(ピーク値)を示す現象とし
て現われる。そしてこれらの事象を両対数座標上(但
し、縦軸(レベル)は単位がdBで見掛上等間隔となっ
ている。)に表わすと(横軸を周波数、縦軸を加速度レ
ベルとする。)、まず、図3(A)に示すデータでは、
周波数対加速度レベル特性が、周波数が低くなる方向に
45度の傾斜で減少する傾向を示し、これは周波数と加
速度レベルとが反比例の関係(所謂、1/fゆらぎの関
係)にあることを示している。また、図3(B)に示す
データでは、極大値が現出する周波数は運転者によって
まちまちであるが、極大値の後縁が45°の傾斜で下が
る傾向を示す(極大値の前縁が立ち上る角度は特定値と
はならない。)。
【0022】また、漫然運転でないときには、長周期の
蛇行走行がないことにより、周波数スペクトラム分析に
おける低い周波数成分についての積算データ上には加速
度レベルが実質的に現出せず、図3(A),(B)に示
すいずれの特性も現われることがない。
【0023】ステップS6からS8までの判定処理で
は、以上に説明した周波数対加速度レベル特性が示す傾
向を判断する。すなわち、ステップS6で第2メモリ5
に格納された分析処理積算データを、周波数成分毎に読
み出して、これが1/f特性(反比例の関係)を示すか
否かをステップS7で検出し、また、これが極大値特性
を示すか否かをステップS8で検出して、いずれか一方
の特性を示していることを検出したときには、CPU3
は警報信号を出力して(ステップS9)漫然運転の検出
処理ルーチンを終え、また、上記いずれの特性をも示さ
ないことを検出したときには、警報信号を出力すること
なく漫然運転の検出処理ルーチンを終える。そして、上
記警報信号が出力されたときには、警報表示器6から警
報が発せられ、運転者に漫然運転の警告がなされる。
【0024】加速度センサ1に代え、前記角速度センサ
又は回転角センサを用いた場合は、図3(A),(B)
に示す特性図において、縦軸を走行横方向への偏移角の
角速度変化レベル又はステアリングの舵角変化レベルと
すれば、同じ傾向の特性が得られることが確認されてお
り、従って、漫然運転の検出手段として角速度センサ又
は回転角センサを用いた場合も上記と同様の処理によっ
て漫然運転の有無を判断することができる。
【0025】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明は、運転
者が漫然運転に陥っているときの自動車の蛇行走行傾向
を、走行横方向に生ずる加速度又は偏移角速度の変化も
しくはステアリングの舵角変化の周波数スペクトラム分
析による周波数対レベル特性を用いて判断するようにし
たものであり、運転者の種々の個人差とは無関係に、か
つ運転者自身にセンサ等を装着する等の運用上の煩わし
さを伴なうことなく、確実に漫然運転を検出し、警告す
ることができるので、自動車の安全運転を支援する上で
本発明は極めて顕著な効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例のブロック図。
【図2】本発明の実施例の動作を示すフローチャート。
【図3】本発明の実施例における漫然運転検出時のデー
タを示す図。
【符号の説明】
1…加速度センサ 2…A/D変換器 3…CPU 4…第1メモリ 5…第2メモリ 6…警報表示器 301…FFT処理機能 302…運転状態判
定機能

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 自動車の走行中、設定時間の間に走行方
    向と直交する方向に生ずる加速度を検出し、これによっ
    て得た加速度信号を周波数スペクトラム分析する処理
    を、設定周期で繰り返し行ない、該処理で得られた数ヘ
    ルツ以下の範囲の周波数成分に対する加速度レベルを、
    上記設定周期で行なった処理の設定回数について上記周
    波数成分毎に積算し、これによって得た加速度レベル積
    算データが周波数に反比例するか、もしくは当該積算デ
    ータに極大値が存在する場合に、漫然運転状態で自動車
    が走行しているものと判断するようにした異常運転検出
    方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の異常運転検出方法にお
    いて、自動車の走行方向と直交する方向の加速度信号の
    周波数スペクトラム分析に代えて、自動車の走行横方向
    に向けて生ずる偏移角速度の変化を検出し、これによっ
    て得た角速度変化信号の周波数スペクトラム分析を行な
    うようにした異常運転検出方法。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の異常運転検出方法にお
    いて、自動車の走行方向と直交する方向の加速度信号の
    周波数スペクトラム分析に代えて、ステアリングの舵角
    の変化を検出し、これによって得た舵角変化信号の周波
    数スペクトラム分析を行なうようにした異常運転検出方
    法。
  4. 【請求項4】 自動車の走行方向と直交する方向の加速
    度信号が出力される方向で上記自動車の車体に取付けた
    加速度センサと、該加速度センサが設定時間の間に出力
    する加速度信号を一時的に記憶する第1の記憶手段と、
    該第1の記憶手段に記憶された加速度信号を周波数スペ
    クトラム分析し、数ヘルツ以下の範囲の周波数成分対加
    速度レベルを示すデータを設定周期毎に出力する分析手
    段と、該分析手段が出力するデータを設定数に達するま
    で順次加算しながら上記周波数成分毎に記憶していくこ
    とにより、周波数成分対加速度レベル積算値特性を示す
    データを記憶する第2の記憶手段と、該第2の記憶手段
    に記憶されたデータを分析し、加速度レベル積算値が周
    波数に反比例しているか、もしくは当該データが極大値
    を含むことを検出したときに警報判定を行なう判定手段
    と、該判定手段が出力する警報判定信号によって警報を
    発生する警報手段を有する異常運転警報装置。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の異常運転警報装置にお
    いて、加速度センサに代えて、自動車の走行横方向の偏
    移角速度信号が出力される方向で車体に取付けた角速度
    センサを用い、各手段による処理又は記憶の対象となる
    データを、加速度信号もしくは当該信号に基いて得られ
    たデータに代えて、上記角速度センサが出力する角速度
    変化信号もしくは当該信号に基いて得られたデータとし
    た異常運転警報装置。
  6. 【請求項6】 請求項4に記載の異常運転警報装置にお
    いて、加速度センサに代えて、自動車のステアリング軸
    に連携して取付けた回転角センサを用い、各手段による
    処理又は記憶の対象となるデータを、加速度信号もしく
    は当該信号に基いて得られたデータに代えて、上記回転
    角センサが出力する回転角変化信号もしくは当該信号に
    基いて得られたデータとした異常運転警報装置。
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