JPH0723068B2

JPH0723068B2 - 居眠り検出器

Info

Publication number: JPH0723068B2
Application number: JP9267587A
Authority: JP
Inventors: 孝英田中; 則仁山本
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1987-04-15
Filing date: 1987-04-15
Publication date: 1995-03-15
Anticipated expiration: 2010-03-15
Also published as: JPS63258226A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野この発明は、例えば自動車運転者が装着する眼鏡に取付
けられ、運転者の危険な居眠り状態を検出する居眠り検
出器に関する。

（ロ）従来の技術第８図（Ａ）は、従来の居眠り検出器の回路構成例を示
すブロック図、第８図（Ｂ）は居眠り検出状態を示す波
形図、第８図（Ｃ）は処理動作を示すフロー図である。

従来の居眠り検出器は、第８図（Ａ）で示すように、受
・発光素子から成る反射センサと、検知回路部とから成
り、反射センサと検知回路部はリード線によって接続さ
れている。反射センサ31は、発光ダイオードより眼球に
対し光を投射し、フォトトランジスタは眼球或いは目蓋
で反射した反射光を受光する。そして、この受光量に応
じて電流が流れ、この電流に対応した電圧が発生する。

増幅器32は、この電圧を増幅してコンパレータ33へ出力
し、コンパレータ33ではこの出力電圧と基準電圧
（V_TH）とを比較し、CPU（セントラルプロセッシングユ
ニット）34へ出力する。CPU34では、取込んだ電圧が基
準電圧よりハイレベルであり、且つ一定時間以上継続す
る場合（例えば0.5秒以上継続する場合）に、居眠り状
態であると判定し警報器35を一定時間鳴動させる機能を
有する。

使用に際しては、例えば運転者が居眠り検出器を装備し
た眼鏡を装着する。第８図（Ｃ）で示すように、検出器
の電源スイッチをONすると、計器のシステム初期化がな
される〔ステップ（以下「ST」という）41〕。そして、
発光素子より光が眼球に投射され、この反射光を受光素
子が受光することで、瞬き状態が検出される（ST42）。

この反射光の強さが眼球によって反射された光と、目蓋
によって反射された光とに差異がある。つまり、反射セ
ンサからの距離が眼球より目蓋の方が近く、且つ黒い角
膜により反射する光よりも肌色の目蓋により反射された
光の方が強いためである。そこで、目蓋により反射され
る光の基準電圧を設定し、反射センサより順次、出力さ
れる光の強さ（受光量）をこの基準電圧と比較する。例
えば、第８図（Ｂ）で示すように、運転者が覚醒状態に
あり瞬きしない状態においては、投射光は眼球によって
反射され、受光量は小さい（基準値以下の低い電圧が発
生する）。また、瞬きによる一回の閉眼時間は極めて短
い。従って、この場合は瞬きの閉眼時間が0.5秒以上か
否かを判定するST43の判定がNOとなり、ST42へ戻り瞬き
状態の検出を続行する。しかし、運転者が居眠りをして
いるとすると、閉眼時間が0.5秒を越える瞬きとなる。
従って、受光量が大きく基準電圧を越える高い電圧が0.
5秒以上続くため、ST43の判定がYESとなり、警報が３秒
間鳴動し居眠り状態を報知する（ST44）。

（ハ）発明が解決しようとする問題点上記、従来の居眠り検出方式では、基準電圧以上の電圧
が一定時間継続した場合、つまり閉眼時間が0.5秒以上
継続した場合に限り、居眠り状態と判定する方式であ
る。

ところが、0.5秒以上の閉眼時間を伴う長い瞬きをする
状態とは、一般的には覚醒度が極度に低下し、完全な居
眠り状態に陥っている場合を意味する。従って、この完
全な居眠り状態に入った時点で、居眠り警報を鳴動させ
ることは、本来、覚醒状態を保持するための居眠り検出
器としての実際上の目的が達成されず、有効性が低い等
の不利があった。

この発明は、以上のような問題点を解消させ、例えば運
転者が完全な居眠り状態に入る前の段階で、居眠り警報
を鳴動させる有効な居眠り検出器を提供することを目的
とする。

（ニ）問題点を解決するための手段及び作用この目的を達成させるために、この発明の居眠り検出器
では、次のような構成としている。

居眠り検出器は、瞬きを検出する瞬き検出手段と、この
瞬き検出手段により検出された瞬きのうち、所定長さの
閉眼時間をもつ瞬きを検出する覚醒度低下検出手段と、
この覚醒度低下検出手段により検出された瞬き回数を算
出する瞬き回数算出手段と、前記瞬き回数が所定回数に
至る所要時間を算出する時間算出手段と、この時間算出
手段により出力された所要時間が所定時間以内である
時、居眠り状態であると決定する居眠り決定手段とから
構成されている。

このような構成を有する居眠り検出器では、完全な居眠
り状態に入る前の段階において、覚醒度が低下し、例え
ば一回の瞬きが0.3秒程度の閉眼時間を伴う瞬きを検出
する。そして、この覚醒度の低下した瞬き回数が、例え
ば１分間に複数回（５回）検出された時点で、居眠り警
報を鳴動させ居眠り状態に陥る虞れのある旨を報知す
る。

かくして、例えば運転者が完全な居眠り状態に入る前の
段階で、居眠り状態を報知することが可能となり、有効
な居眠り報知が達成できる。

（ホ）実施例第２図は、実施例居眠り検出器の具体的な回路構成例を
示すブロック図である。

居眠り検出器は、受・発光素子から成る反射センサと、
検知回路部とから成り、反射センサと検知回路部はリー
ド線によって接続され、例えば眼鏡フレームの適所に配
備されている。

反射センサ１は、発光ダイオードより眼球に対し光を投
射し、フォトトランジスタでは眼球或いは目蓋で反射し
た反射光を受光する。そして、この受光量に応じて電流
が流れ、この電流に対応した電圧が発生する。増幅器２
は、この電圧を増幅してコンパレータ３へ出力し、コン
パレータ３ではこの出力電圧と基準電圧（V_TH）とを比
較し、CPU（セントラルプロセッシングユニット）４へ
出力する。CPU4は、取込んだ電圧が基準電圧（V_TH）よ
りハイレベルであるか否かを判定し、ハイレベルの電圧
が例えば0.3秒以上継続する場合に、覚醒度が低下し閉
眼時間の長い瞬きであると判定すると共に、この閉眼時
間の長い瞬き回数を順次メモリ６に記憶させる。更に、
この瞬き回数が第３図の波形図で示すように所定回数
（５回）に到達した時点で、所定回数に至る所要時間が
一定時間（１分）内であるか否かを判定する機能を有す
る。そして、所定回数が一定時間内である場合に居眠り
状態と決定し、警報器５を一定時間鳴動させる機能を有
する。

第１図は、実施例居眠り検出器の具体的な処理動作を示
すフローチャートである。

計器の電源スイッチがONされると、計器が初期化され
〔ステップ（以下「ST」という）１〕、反射センサ１の
発光素子から光が眼球に投射され、瞬き状態が測定され
る（ST2）。

ST3では、瞬きの幅が0.3秒以上か否かを判定している。
つまり、覚醒度が低下し0.3秒以上の閉眼を伴う瞬きで
あるか否かを判定している。仮に、目蓋に反射した光が
受光され、基準電圧より高い電圧が発生した場合であっ
ても、閉眼時間が0.3秒以内である場合は、正常（覚醒
状態における）の瞬きであるとして、このST3の判定がN
Oとなり、ST2へ戻り測定が続行される。

今、仮に覚醒度が低下し、0.3秒以上の閉眼時間を伴う
瞬きが検出されたとすると、このST3の判定がYESとな
り、次のステップ４でフラグが「１」か否かが判定され
る。今、フラグは初期化され「０」であるから、このST
4の判定がNOとなり、ここでフラフが「１」とされ（ST
5）、同時にタイマーをスタートする（ST6）。そして、
ST2へ戻り、瞬き状態を検出する。今、0.3秒以上の閉眼
時間を伴う２回目の瞬きが検出されたとすると、ST3の
判定がYESとなり、この状態においてフラグは「１」で
あるからST4の判定がYESとなって、この２回目の瞬き検
出に所要した時間をメモリ６の番地Ａに記憶する。つま
り、第４図で示すようにこの所要時間を０番地に格納す
る（ST7）。そして、タイマーをリセットし、新たにタ
イマーを開始させる（ST8）。

ST9では、メモリの４つの番地に、それぞれ４つの所要
時間データが既に格納されたか否かを判定している。
今、０番地にデータが格納されただけであるから、この
ST9の判定がNOとなり、ここでメモリの番地「０」を
「１」に置換え（ST10）、更にＢ（４つのメモリにデー
タが全て格納されているか否かを検出するための変数）
を「０」から「１」に置き換える（ST11）。ST12では、
「Ｂ」が「３」以上か否かを判定している。つまり、メ
モリの番地（０乃至３番地）すべてにデータが格納され
たか否かを判定している。今、「Ｂ」は「１」であるか
ら、このST12の判定がNOとなり、ST2へ戻って0.3秒以上
継続する閉眼時間の長い瞬きの検出を待機する。３回目
の瞬き（0.3秒以上の瞬き）が検出されると、ST3の判定
がYESとなり、この３回目の瞬き検出に至る所要時間を
番地１に格納する（ST7）。そして、「Ａ」を「２」に
置換えると共に、「Ｂ」を「２」に置換え（ST10乃至ST
11）、以後同様にメモリの４つの番地、つまり５回目の
瞬きが検出され、３番地までデータ（所要時間）が格納
されるまで、同様の処理が繰返し実行される。今、３番
地までデータが記憶されたとすると、ST9の判定がYESと
なり、ここで「Ａ」が「０」に置換られる（ST17）。そ
して、「Ｂ」を「４」に置換える（ST11）。ここにおい
て、ST12の判定がYESとなり、メモリの内容が加算され
る。つまり、４つの所要時間データが加算される（ST1
3）。

ST14では、上記加算値が60秒以内であるか否かを判定し
ている。つまり、２回目の瞬き回数を検出した時点から
５回目の瞬き回数を検出した時点までの総合時間が、60
秒以内であるか否かを判定している。仮に、５回の瞬き
回数を検出するのに１分以上の時間が経過したとする
と、このST14の判定がNO、つまり覚醒度がさほど低下し
ていないと判断し、ST2への戻り瞬き状態を検出を続行
する。しかし、仮に１分以内に0.3秒以上の瞬きを５回
検出したとすると、このST14の判定がYESとなる。つま
り、覚醒度が低下し居眠り状態に陥る前段階にあると決
定（居眠り状態に近い状態にあると決定）して、警報器
５を３秒間鳴動させ、報知する（ST15）。そして、前記
「Ａ」、「Ｂ」、「Ｆ」をそれぞれ「０」に初期化し
て、次の0.3秒以上の瞬きの検出を待機する。この実施
例では、仮に前記５回目の瞬きまでの所要時間が１分以
上であった場合でも、６回目の瞬きを検出した時点で、
前記３回目の瞬き検出時点から１分以内であれば、当然
警報器は鳴動する。

第６図は、居眠り検出器の他の実施例を示す回路構成ブ
ロック図である。

先の実施例では、CPU4を採用しソフトウエアにより、居
眠り検知を実施する場合を例示したが、この実施例では
専用LSIを採用しハードウエア的に実施する例を示す。
この実施例によれば、先の実施例で必要であったメモリ
６が不用となり、チップサイズの小型化、低コスト化を
達成し得る。

この居眠り検出器は、反射センサ11により出力される受
光量を増幅器12で増幅し、コンパレータ13によりハイレ
ベルの電圧を出力する構成は、先の実施例と同様であ
る。この実施例では、クロック信号を発生する発振器14
を、分周回路15に接続し発振器14から出力されるクロッ
ク信号から、10Hzの信号と4KHzの信号を出力する。この
分周回路15は、３進カウンタ16及び警報器17のアンド回
路18に接続されており、３進カウンタ16に10Hz信号を、
警報器のアンド回路17に音源用の4KHzを出力する。

前記コンパレータ13は、インバータ19に接続し、このイ
ンバータ19はオア回路20を介して３進カウンタ16のＲ端
子（リセット端子）に接続してあり、コンパレータ13よ
りハイレベルの信号が出力された時、インバータ19によ
ってローレベルに反転され、この間、３進カウンタ16が
10Hz信号をカウントする。仮に、瞬き（閉眼時間）が0.
2秒で停止したとすると、この時点でインバータ19がハ
イレベルを出力し、３進カウンタ16にリセットがかか
り、カウントアップしない。逆に、３進カウンタ16が0.
3秒の瞬きをカウントとすると、５進カウンタ21にオー
バーフロー信号を出力すると共に、ホールド回路22を
ホールドし、タイマ23を駆動させる。つまり、第７図で
示すようにホールド回路22の出力がローになり、この
ロー信号がタイマ23のリセット端子に入力され、ここか
らタイマ23が時間計測を開始する。５進カウンタ21は、
３進カウンタ16が0.3秒の瞬きをカウントアップした
時、このオーバーフロー信号を受けて0.3秒継続する瞬
き回数を計数し、この瞬き回数が５回になった時点で、
ホールド回路24にオーバーフロー信号を出力すると共
に、ホールド回路22にリセットをかけ、タイマ23を停
止させる。また、ホールド回路24は、５進カウンタ21
のオバーフロー信号を受け、警報用のオア回路25を介し
て警報用のアンド回路18に出力する。そして、タイマ23
が１分以内であれば、つまり５回の瞬き回数のトータル
時間が60秒以内であれば、警報器17はこのホールド回路
22により３秒間警報を鳴動させる（第７図参照）。

制御回路26は、警報器17が３秒間鳴動した後、直ちにリ
セット信号を出力して全てを初期状態に設定する。

第５図は、この実施例の処理動作を説明するフローチャ
ートである。

電源スイッチがONされると計器が初期化され〔ステップ
（以下「ST」という21〕、反射センサ11の発光素子から
眼球に光が投射され、瞬き状態が検出される（ST22）。
ST23では、瞬きの閉眼時間が0.3秒以上継続する瞬きで
あるか否かを判定している。つまり、覚醒度が低下し、
長い閉眼時間の瞬きをしていか否かを判定している。仮
に、覚醒状態であり、閉眼時間の短い正常な瞬きである
場合は、このST23の判定がNOとなり、瞬き状態の測定が
続行される。しかし、覚醒度が低下し、瞬きの閉眼時間
が0.3秒以上の瞬きが検出されると、このST23の判定がY
ESとなり、フラグが「１」か否か判定される（ST24）。
この時点では初期化されフラグは「０」であるから、ST
24の判定がNOとなり、ここでフラグが「１」にされ（ST
25）、タイマがスタートする（ST26）。そして、0.3秒
以上の瞬き回数、１回がカウントされる（ST27）。ST28
では、現在の瞬き回数が５回か否かを判定している。
今、瞬き回数は１回であるから、このST28の判定がNOと
なり、ST22へ戻り瞬き状態を測定する。そして、今、仮
に５回目の瞬き（0.3秒以上の閉眼瞬き）がST23で検出
されたとすると、この瞬き５回目がカウントされ（ST2
7）、ST28の判定がYESとなり、フラグが「０」にセット
される（ST29）。ここにおいて、５回の瞬き回数に所要
したトータル時間が１分以内であるか否かが判定され
（ST30）、仮に１分以内に５回の瞬きが検出されたとす
ると、このST30の判定がYESとなり、警報器が３秒間鳴
動する（ST31）。その後、タイマ、瞬き回数及びカウン
ト値をリセットし（ST32）、ST22へ戻り再び瞬き状態の
測定に入る。

（ハ）発明の効果この発明では、以上のように、覚醒度が低下した時に発
生する閉眼時間の長い瞬き回数を計数し、この瞬き回数
が所定回数になった時点で所定回数に至る所要時間が一
定時間内であるか否かを判定し、居眠り状態か否かを決
定することとしたから、覚醒度が低下し、閉眼時間の長
い瞬きが所定時間内に所定回数検出された時点で、居眠
り警報を鳴動させることができ、完全な居眠り状態に陥
る前の段階で、居眠り状態を報知し得る。

従って、従来のように、被検査者が完全な居眠り状態に
入った直後に、報知する方式に比較して、居眠り報知効
果が高く、覚醒状態を保持させる居眠り検出器の本来の
目的が達成される等、発明目的を達成した優れた効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例居眠り検出器の処理動作を示すフロー
チャート、第２図は、実施例居眠り検出器の回路構成例
を示すブロック図、第３図は、実施例居眠り検出器によ
り居眠り状態を検出する波形図、第４図は、実施例居眠
り検出器により閉眼時間の長い瞬き回数を記憶する説明
図、第５図は、他の実施例居眠り検出器の処理動作を示
すフローチャート、第６図は、他の実施例居眠り検出器
の回路構成例を示すブロック図、第７図は、他の実施例
居眠り検出器により居眠り状態を検出するタイムチャー
ト、第８図（Ａ）は、従来の居眠り検出器の回路構成例
を示すブロック図、第８図（Ｂ）は、従来の居眠り検出
器による居眠り状態を検出する波形図、第８図（Ｃ）
は、従来の居眠り検出器の処理動作を示すフローチャー
トである。 1:反射センサ、2:増幅器、3:コンパレータ、4:CPU、5:
警報器、6:メモリ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】瞬きを検出する瞬き検出手段と、この瞬き
検出手段により検出された瞬きのうち、所定長さの閉眼
時間をもつ瞬きを検出する覚醒度低下検出手段と、この
覚醒度低下検出手段により検出された瞬き回数を算出す
る瞬き回数算出手段と、この瞬き回数算出手段により算
出された瞬き回数が所定回数に到達したか否かを判定す
る回数判定手段と、前記瞬き回数が所定回数に至る所要
時間を算出する時間算出手段と、この時間算出手段によ
り出力された所要時間が所定時間以内である時、居眠り
状態であると決定する居眠り決定手段とから成る居眠り
検出器。