JPH07257220A

JPH07257220A - 車両用覚醒度評価装置

Info

Publication number: JPH07257220A
Application number: JP6050104A
Authority: JP
Inventors: Junichi Fukuda; 準一福田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1994-03-22
Filing date: 1994-03-22
Publication date: 1995-10-09

Abstract

(57)【要約】【目的】運転者の瞬き及びハンドル操作に基づき走行
環境によらず運転者の意識状態を評価する。【構成】操舵角センサ１０にて検出された操舵角デー
タに基づき修正操舵周期算出部１４にて修正操舵周期が
算出される。また、顔画像センサ１２で検出された運転
者の顔画像に基づき、画像処理部１８にて運転者の瞬き
状態が検出される。環境認識センサ１１により市街地や
高速道、雨や西日等の走行環境が検出され、信頼度に応
じた重み付けが決定され、判定部２２にて意識レベルが
評価される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両用覚醒度評価装置、
特に運転者の瞬き及び操舵の状況から運転者の覚醒度を
評価する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車両走行の安全性向上を目的
として種々の装置が開発、搭載されており、運転者の居
眠り状態を検出して警報を与え、運転者の覚醒を促す装
置もその一つである。

【０００３】この種の装置としては、例えば特開昭５７
−７４２２７号公報のように、運転者の瞬きを電流変化
として検知する装置と走行中の道路表面の凹凸によるハ
ンドル操作を電流変化として検知する装置を組み合わ
せ、運転者の居眠り運転を防止する構成が知られてい
る。この従来装置においては、凹凸の少ない良好な道路
では瞬きにより、そして凹凸の多い道路ではハンドル調
整により居眠り運転を監視するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、凹凸の
少ない良好な道路においても、運転者が急に顔を動かし
たりすると、目の部分の画像を得ることができず、瞬き
がないと誤検出してしまう可能性がある。また、カメラ
等により運転者の瞬き画像を撮影する場合、西日や光の
コントラスト等の影響を受けて画像処理能力が低下し、
運転者の瞬きの有無を確実に検出できない場合がある。
このような場合においても、運転者の瞬き情報のみによ
り覚醒度を評価する構成では、信頼性の高い居眠り判定
を行なうことができない。

【０００５】本発明は上記従来技術の有する課題に鑑み
なされたものであり、その目的は運転者の瞬き及び操舵
状況に基づき、いかなる走行環境においても確実に運転
者の覚醒度を評価し得る車両用覚醒度評価装置を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の車両用覚醒度評価装置は、運転者の瞬きを
検出する瞬き検出手段と、運転者の修正操舵周期を検出
する操舵検出手段と、走行環境を認識する環境認識手段
と、走行環境に基づき検出された瞬きデータ及び修正操
舵周期の信頼度を算出する算出手段と、前記信頼度に応
じた重み付けで前記瞬きデータ及び修正操舵周期から運
転者の覚醒度を評価する評価手段とを有することを特徴
とする。

【０００７】

【作用】本発明の車両用覚醒度評価装置においては、従
来と同様に運転者の瞬き及び操舵状況に基づき運転者の
覚醒度を評価するが、従来のように瞬きデータあるいは
操舵データのいずれかを用いて覚醒度を評価するのでは
なく、瞬きデータ及び操舵データ共に一長一短があるこ
とに鑑み、それぞれのデータの信頼度に応じた重み付け
で複合的に運転者の覚醒度を評価するものである。

【０００８】すなわち、西日や光のコントラスト等の影
響により運転者の瞬き状態を高精度に認識することがで
きない状況においては、瞬きデータの重み付けを小さく
し、相対的に操舵データによる覚醒度評価を大きくす
る。一方、市街地走行等の場合等操舵データの信頼性が
低いと考えられる状況においては、操舵データの重み付
けを小さくして、相対的に瞬きデータによる覚醒度評価
を大きくする。

【０００９】このように、瞬きデータ及び操舵データを
択一的に用いるのではなく、データの信頼度に応じた重
み付けで復合的に評価することにより、あらゆる走行環
境において運転者の覚醒度を確実に評価できる。

【００１０】

【実施例】以下、図面に基づき本発明の実施例について
説明する。

【００１１】図１には本実施例の構成ブロック図が示さ
れている。車両の所定位置に設けられた操舵角センサ１
０により運転者によるハンドル操作データが検出され
る。検出された操舵角データは電子制御装置ＥＣＵ内の
修正操舵周期算出部１４に出力され、修正操舵周期が算
出される。修正操舵周期は、入力された操舵角データか
らＦＦＴにより求めることができ、あるいは操舵角デー
タの微分波形のゼロポイントを検出し、そのゼロポイン
ト間の時間間隔を算出することにより求めることもでき
る。一方、運転者の顔画像を撮影するカメラ等の顔画像
センサ１２が車両の所定位置、例えばルームミラー等に
設けられ、運転者の顔画像を撮影して、同様にＥＣＵ内
に設けられた画像処理部１８に供給する。画像処理部１
８では入力された顔画像をデジタル信号に変化し、更に
運転者の目領域に相当する画素のみを抽出して、運転者
の黒目部を抽出する。通常、運転者の黒目部は周囲画素
より輝度が低いので、所定しきい値以下の画素として抽
出される。運転者が通常の瞬きをしている場合には、あ
る周期的な間隔をもって運転者の黒目部が検出されるこ
とになる。また、運転者の覚醒度が低下して、目をつぶ
ってしまう状態においては、運転者の黒目部分の輝度は
周囲輝度とほとんど同一となるため、黒目部を検出する
ことはできなくなる。以上のようにして算出された修正
操舵周期及び瞬き情報はそれぞれ重み演算部１６、重み
演算部２０に供給される。

【００１２】一方、車速センサや前方画像センサ、湿度
センサ等の環境認識センサ１１が設けられ、認識結果が
重み演算部１６、２０に供給される。重み演算部１６、
２０では認識された環境に応じてデータの信頼度を評価
し、信頼度に応じた重みｐ，ｑを決定して判定部２２に
出力する。判定部２２では決定された重みｐ，ｑに応じ
て修正操舵周期データ及び瞬きデータを判定して、所定
の許容値以下である場合に警報器に出力する構成であ
る。

【００１３】図２には本実施例において認識すべき環境
及びその環境における修正操舵周期データ及び瞬きデー
タの信頼度評価の関係が示されている。図２（Ａ）は走
行環境と修正操舵周期データの信頼度との関係であり、
同図（Ｂ）が走行環境と瞬きデータの信頼度との関係で
ある。まず、図２（Ａ）において、横軸は走行環境であ
り、市街地、郊外道、高速道の三種が示されている。こ
れらは、前方画像センサからの画像を処理することによ
り判別できる。一般に、市街地においては、高速道に比
べて運転者のハンドル操作は頻繁かつ複雑となり、操舵
角センサ１０から出力された時系列操舵角データに基づ
き修正操舵周期を算出しても、正確な修正操舵周期を算
出できない場合が多い。従って、市街地走行において
は、高速道走行に比べて算出された修正操舵周期の信頼
度は低いと考えられる。一方、図２（Ｂ）においては、
走行環境として雨、曇り、晴れ、西日の四種が示されて
いる。これらは、湿度センサや光センサで判別できる。
晴れや西日の場合には、直射日光があたる部分とそうで
ない部分が運転者の顔にできるなどして、雨の場合に比
べ運転者の顔のコントラストが大きくなる。従って顔画
像センサ１２にて計測している時間に対する運転者の目
画像の取得率は低いと考えられる。瞬きデータの信頼度
は目部分の画像取得率に比例するため、晴れや西日の場
合には雨の場合に比べてデータの信頼度は低くなる。こ
のように、重み演算部１６、２０では環境認識センサ１
１からの情報に基づき修正操舵周期データ及び瞬きデー
タの信頼度を評価して、その重みを決定するのである。
なお、重みはデータの信頼度そのものでもよく、あるい
はデータの信頼度に応じてｐ＋ｑ＝１を満たすように
ｐ，ｑを決定してもよい。

【００１４】本実施例における覚醒度評価装置の構成は
以上のようであり、以下、図３の処理フローチャートを
用いてその動作をより詳細に説明する。

【００１５】まず、走行環境を認識し、修正操舵周期に
よる意識低下判定精度を推定する（Ｓ１０１）。すなわ
ち、環境認識センサ１１にて認識された市街地、郊外
道、高速道の区別に基づき、図２（Ａ）の関係に従い算
出された修正操舵周期の信頼度を評価する。次に、顔画
像センサ１２より目部分の認識時間率を推定する（Ｓ１
０２）。すなわち、環境認識センサ１１にて検出された
雨、曇り、晴れ、西日の区別に従い、画像処理部１８か
ら出力された瞬きデータの信頼度を評価する。なお、信
頼度は、顔画像センサ１２にて計測している時間に対す
る運転者の目部分の認識時間の比率で表されるので、直
接この時間比率で信頼度を算出することもできる。

【００１６】修正操舵周期及び瞬きデータの信頼度が算
出された後、これら信頼度に基づきそれぞれの重みｐ，
ｑを決定する。この決定は、前述したように信頼度その
ものでもよく、あるいはｐ＋ｑ＝１を満たすように信頼
度を調整して決定してもよい。但し、修正操舵周期、瞬
きデータの信頼度が６０％以下の場合には、それぞれの
重みは０に設定する。これは、信頼度が６０％以下の場
合には、データとして用いるのは不適当であるからであ
る。重みｐ，ｑが決定された後、次に、これら重みｐ，
ｑがいずれも０であるか否かが判定される（Ｓ１０
４）。修正操舵周期データ及び瞬きデータのいずれもが
その信頼度が６０％以下、例えば西日の場合であって、
しかも市街地走行の場合にはいずれのデータも信頼度が
低いと判定され、運転者の覚醒度を正確に評価できない
ため、以後の処理は行わない。一方、重みｐ，ｑのいず
れかが０でない場合には、次に、これら重みｐ，ｑを用
いて意識低下を推定する（Ｓ１０５）。この意識低下推
定は種々の方法が考えられるが、一例として、まず修正
操舵周期データを基準周期と比較し、その差分に応じて
運転者の意識レベルを多段階評価する。一方、瞬きデー
タと基準瞬き周期とを比較し、その差分に応じて運転者
の意識レベルを多段階評価する。そして、それぞれの多
段階評価値に対して重みｐ，ｑを用いた重み付け平均を
算出することにより、運転者の意識レベルを一義的に評
価すればよい。運転者の意識レベルが評価された後、こ
の意識レベルと基準レベルとの大小比較が行われ（Ｓ１
０６）、運転者の意識レベルが基準レベル（許容レベ
ル）以下と判定された場合には、警報を発生し（Ｓ１０
７）、運転者に覚醒を促す。

【００１７】このように、本実施例においては、瞬き情
報及び修正操舵周期データを共に用い、その重み付けを
走行環境に応じて適宜増減変化させ、それらの信頼度に
応じて運転者の意識レベルを評価するため、あらゆる走
行環境において運転者の意識レベルを正確に把握でき
る。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の車両用覚
醒度評価装置によれば、走行環境によらず運転者の覚醒
度を正確に評価でき、居眠り運転を未然に防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の構成ブロック図である。

【図２】本発明の実施例におけるデータ信頼度評価の説
明図である。

【図３】本発明の実施例における処理フローチャートで
ある。

【符号の説明】

１０操舵角センサ１２顔画像センサ１４修正操舵周期算出部１６重み演算部１８画像処理部２０重み演算部２２判定部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】運転者の瞬きを検出する瞬き検出手段
と、運転者の修正操舵周期を検出する操舵検出手段と、走行環境を認識する環境認識手段と、走行環境に基づき検出された瞬きデータ及び修正操舵周
期の信頼度を算出する算出手段と、前記信頼度に応じた重み付けで前記瞬きデータ及び修正
操舵周期から運転者の覚醒度を評価する評価手段と、を有することを特徴とする車両用覚醒度評価装置。