JPH07290990A

JPH07290990A - 運転注意力判別方法

Info

Publication number: JPH07290990A
Application number: JP6088456A
Authority: JP
Inventors: Toru Hara; 原　　徹; Koichi Kamiya; 公一神谷; Yoshihisa Kawakami; 祥央川上; Tetsuya Furuichi; 哲也古市
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1994-04-26
Filing date: 1994-04-26
Publication date: 1995-11-07
Anticipated expiration: 2015-07-31
Also published as: US5717606A; DE19515429A1; KR950028996A; DE19515429C2; KR970007449B1; JP3070384B2

Abstract

(57)【要約】【目的】車両運転におけるドライバの注意力レベルを
的確に判別する。【構成】操舵角センサ１０及び車速センサ２０から夫
々送出される操舵角データＸi及び車速データＶiが操舵
角データ抽出部３１及び車速データ抽出部３２によりサ
ンプリングされる。操舵角データ処理部３４は、操舵角
データの道路形状成分、視覚操舵成分および修正操舵成
分のレベルＡ、Ｂ及びＣを検出し、ファジィ推論部３５
は、ファジィルールと操舵成分レベルＡ、Ｂ、Ｃとに基
づいて運転注意力レベルを表すファジィ推論出力Ｇ’を
求める。そして、表示出力部３８は、車速補正部３７で
求められた車速補正後のファジィ推論出力Ｇに応じて、
表示装置４０に警告マークおよび運転注意力レベルを表
示させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両運転におけるドラ
イバの注意力レベルを判別するための運転注意力判別方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両には、制動力を適正にするためのア
ンチスキッドブレーキシステムなどが搭載され、これに
より車両の安全性向上が図られている。しかしながら、
車両自体の安全性に問題がなくとも、ドライバが居眠り
運転したり脇見運転をした場合には、安全性が損なわれ
ることがある。即ち、安全運転のためには、人−車系全
体としての安全性向上を図る必要がある。

【０００３】そこで、居眠り運転を検出したときにドラ
イバに刺激を与えてドライバを居眠りから目覚めさせる
ための装置や、ステアリングハンドル操作パターンなど
に基づいてドライバの疲労状態が増大したことを判別し
たときに休憩を促したり、運転注意力の低下を判別した
ときに警告を与えるシステムなどが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、居眠り
度合、疲労度合や注意力低下度合を数量化することは困
難であり、また、注意力低下時などでのステアリングハ
ンドル操作パターンは、同一状況下にあっても個々のド
ライバによって異なる。従って、同操作パターンから運
転注意力低下などを高精度で判別することは困難であ
る。

【０００５】そこで、本発明は、車両運転におけるドラ
イバの注意力レベルを的確に判別可能な運転注意力判別
方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の運転注意力判別
方法は、操舵周波数成分レベルと運転注意力との関連を
夫々表す複数のファジィルールを予め設定し、操舵角デ
ータから複数の操舵周波数成分のレベルを検出し、複数
の操舵周波数成分のレベルと複数のファジィルールとに
基づくファジィ推論により運転注意力レベルを判別する
ことを特徴とする。

【０００７】好ましくは、複数の操舵周波数成分は、車
両が走行している道路の形状に対応する第１操舵周波数
成分と、該第１操舵周波数成分よりも高周波数側にあり
ドライバによる視覚操舵に対応する第２操舵周波数成分
と、該第２操舵周波数成分よりも高周波数側にありドラ
イバによる修正操舵に対応する第３操舵周波数成分とを
含む。

【０００８】好ましくは、操舵行動上の予測度、努力度
および丁寧度に夫々対応する第１、第２および第３操舵
行動要素を求め、第１、第２および第３操舵行動要素か
ら運転注意力レベルを求める。より好ましくは、第１お
よび第２操舵周波数成分のレベルから第１操舵行動要素
を求め、第２および第３操舵周波数成分のレベルから第
２操舵行動要素を求め、第３操舵周波数成分のレベルか
ら第３操舵行動要素を求める。

【０００９】

【作用】車両運転中に周期的に検出される操舵角データ
から、複数の操舵周波数成分、好ましくは、道路形状、
視覚操舵および修正操舵に夫々対応する第１、第２およ
び第３操舵周波数成分のレベルが検出される。次に、斯
く検出した複数の操舵周波数成分のレベルと、予め設定
され操舵周波数成分レベルと運転注意力との関連を夫々
表す複数のファジィルールとに基づいてファジィ推論が
行われる。好ましくは、操舵行動上の予測度に対応する
第１操舵行動要素が第１及び第２操舵周波数成分のレベ
ルから求められ、操舵行動上の努力度に対応する第２操
舵行動要素が第２及び第３操舵周波数成分のレベルから
求められ、更に、操舵行動上の丁寧度に対応する第３操
舵行動要素が第３操舵周波数成分のレベルから求められ
る。そして、第１ないし第３操舵行動要素から運転注意
力レベルが求められる。

【００１０】

【実施例】図１を参照すると、本発明の一実施例による
運転注意力判別方法を実施するための装置は、操舵角セ
ンサ１０、車速センサ２０、コンピュータ３０、表示装
置４０および表示告示音発生器５０を備えている。本実
施例の運転注意力判別装置において、操舵角センサ１０
は、詳細な図示を省略するが、例えば、ステアリングシ
ャフトに一体回転自在に取り付けたスリットディスク
と、ステアリングコラムに固定された２つのフォトイン
タラプタとを有している。各フォトインタラプタは、発
光ダイオードと、スリットディスクに関して発光ダイオ
ードと反対側においてこれに対向して配されたフォトト
ランジスタとからなり、ドライバによるステアリングハ
ンドル操作に伴うスリットディスクによる光の通過、遮
断に応じて、所定操舵角ごとにパルス信号を発生するよ
うになっている。

【００１１】また、車速センサ２０は、詳細な図示を省
略するが、例えば、車両に搭載されたトランスミッショ
ンの出力軸にスピードメータケーブルを介して連結され
た永久磁石と、これに対向して配されたリードスイッチ
とを有し、トランスミッション出力軸の回転に伴う永久
磁石の回転中に永久磁石の磁極がリードスイッチに近
接、離反する度にリードスイッチ接点が開閉して、車速
に応じた周波数のパルス信号を発生するようになってい
る。

【００１２】コンピュータ３０は、中央処理装置、メモ
リ、入出力装置、タイマなど（いずれも図示略）からな
り、操舵角センサ１０及び車速センサ２０からのパルス
信号、すなわち操舵角データ及び車速データに基づいて
運転注意力を後述のように判別し、この判別結果に応じ
て表示装置４０にて警告表示などを行うと共に、表示に
際して表示告示音発生器５０にて表示告示音を発生する
ようになっている。

【００１３】表示装置４０は、例えば、デジタル車速値
または警告マークのいずれか一方をフロントウィンドシ
ールドの奥に虚像として表示するためのヘッドアップデ
ィスプレイ（図示略）からなる。このディスプレイは、
インストルメントパネル内に設置されたディスプレイユ
ニットと、ウィンドシールドの製造過程でガラス層の一
部としてウィンドシールドの所定部位の室内側に形成さ
れる薄膜状の反射膜からなるコンバイナとを有してい
る。ディスプレイユニットは、デジタル車速値または警
告マークの像を表示するための高揮度蛍光表示管と、デ
ジタル像などをコンバイナに向けて反射させるための反
射鏡とを有している。

【００１４】表示告示音発生器５０は、例えば、インス
トルメントパネルに設けたブザーからなる。図１を参照
して更に説明すると、機能的には、コンピュータ３０
は、操舵角センサ１０からの操舵角データを所定周期た
とえば０．１秒毎にサンプリングするための操舵角デー
タ抽出部３１と、車速センサ２０からの車速データを所
定周期でサンプリングするための車速データ抽出部３２
と、車両が運転注意力判定に適した運転状態で走行して
いるか否かを操舵角及び車速データに基づいて判別する
ための運転状態判別部３３とを備えている。

【００１５】また、コンピュータ３０は、操舵角データ
抽出部３１によりサンプリングされた操舵角データから
複数の操舵周波数成分のレベルを検出するための操舵角
データ処理部３４と、複数の操舵周波数成分のレベルと
複数のファジィルールとに基づいてファジィ推論を行う
ためのファジィ推論部３５とを備えている。本実施例の
操舵角データ処理部３４では、車両が走行している道路
の形状に対応する第１操舵周波数成分のレベルＡと、ド
ライバによる視覚操舵に対応する第２操舵周波数成分の
レベルＢと、ドライバによる修正操舵に対応する第３操
舵周波数成分のレベルＣとが求められる。

【００１６】この第１操舵周波数成分は、道路形状に応
じたドライバによる比較的大きいハンドル操作を反映す
るもので、典型的には０．１〜０．２５Ｈｚの周波数域
に入る。ここで、０．１Ｈｚの操舵周波数成分は１０秒
間に１回のハンドル操作に対応し、０．２５Ｈｚの操舵
周波数成分は４秒間に１回のハンドル操作に対応する。
また、第２操舵周波数成分は、日本機械学会「スポーツ
とヒューマン・ダイナミクス」シンポジウム講演論文集
の論文「運転者の操作性に関する基礎研究（第一報）」
に記載の視覚操舵成分に対応するもので、車両の直ぐ前
方の道路状況に応じたハンドル操作を反映し、典型的に
は０．２５〜０．６７Ｈｚの周波数域に入る。そして、
第３操舵周波数成分は、道路上の車両位置を細かく修正
しようとするハンドル操作を反映するもので、典型的に
は０．６７〜１．４Ｈｚの周波数域に入る。

【００１７】本発明者等は、視覚操舵成分レベルがドラ
イバの運転注意力を表すことを確認済みであると共に、
同一走行条件下でのハンドル操作においても、視覚操舵
成分レベルがドライバにより相当に異なることを確認し
ている。即ち、個人差の影響を相当に受ける視覚操舵成
分のみを利用して運転注意力を精度良く判別するには、
個々のドライバに適合した判定基準値を設定しなければ
ならず、不都合である。

【００１８】そこで、本実施例の運転注意力判別では、
視覚操舵成分としての第２操舵周波数成分のみならず、
道路形状に応じた操舵を表す第１操舵周波数成分および
修正操舵を表す第３操舵周波数成分を利用して、斯かる
不都合を回避するようにしている。更に、本実施例で
は、第１〜第３操舵周波数成分レベルと判定基準値とを
単に比較して運転注意力レベルを判別すると云った手法
をとらずに、第１、第２および第３操舵周波数成分レベ
ルＡ、Ｂ及びＣ（図２）の対応する一つ以上に基づい
て、ドライバの操舵行動上の予測度Ｐ、努力度Ｑおよび
丁寧度の逆数Ｒをファジィ変数として夫々求め、更に、
ファジィ変数とファジィルールとに基づくファジィ推論
により、予測度、努力度および丁寧度の割合を表すファ
ジィ推論出力を求めるようにしている。ここで、予測度
は道路形状に対する予測度合を、努力度は予測に対する
修正度合を、また、丁寧度はハンドル操作の滑らかさを
指す。

【００１９】一般に、運転注意力が高い場合には、予測
度および丁寧度の割合が大きくかつ努力度の割合は小さ
くなる。一方、運転注意力が低い場合は、予測度および
丁寧度の割合が小さくかつ努力度の割合が大きくなる。
従って、予測度Ｐ、努力度Ｑおよび丁寧度の逆数Ｒをフ
ァジィ変数とするファジィ推論によれば、運転注意力レ
ベルの数量化が可能になり、運転注意力レベルを適正に
評価可能になる。

【００２０】本実施例では、操舵角データ処理部３４に
おいて、第１及び第２操舵周波数成分レベルＡ、Ｂから
予測度（第１操舵行動要素）Ｐを、第２及び第３操舵周
波数成分レベルＢ、Ｃから努力度（第２操舵行動要素）
Ｑを、また、第３操舵周波数成分レベルＣから丁寧度の
逆数（第３操舵行動要素）Ｒを求めるようにしている。
より具体的には、予測度Ｐ、努力度Ｑおよび丁寧度の逆
数Ｒは下式により算出される。

【００２１】Ｐ＝ｌｏｇ（２００Ａ）／ｌｏｇ（２００Ｂ）Ｑ＝ｌｏｇ（２００Ｃ）／ｌｏｇ（２００Ｂ）Ｒ＝１０ｌｏｇ（２００Ｃ）そして、ファジィ推論部３５には、予測度Ｐ、努力度Ｑ
及び丁寧度の逆数Ｒの夫々に関連するファジィ部分集合
が設定されている。図３において、記号ＳＳP、ＭＳP、
ＭＬPおよびＬＬPは、予測度Ｐに関連する台集合におけ
る第１〜第４ファジィ部分集合を表すラベルであり、記
号ｈSSP、ｈMSP、ｈMLPおよびｈLLPは、第１〜第４ファ
ジィ集合ＳＳP、ＭＳP、ＭＬPおよびＬＬPを定義する第
１〜第４メンバシップ関数である。

【００２２】第１メンバシップ関数ｈSSPは、予測度Ｐ
が「０．５」から「０．７」までであれば適合度が
「１．０」をとり、予測度Ｐが「０．７」から「０．
９」まで増大するにつれて適合度が「１．０」から
「０」まで減少し、予測度Ｐが「０．９」を上回ると適
合度が「０．０」になるように設定されている。第２メ
ンバシップ関数ｈMSPは、予測度Ｐが「０．６」から
「０．９５」に増大するにつれて適合度が「０．０」か
ら「１．０」に増大し、予測度Ｐが「０．９５」から
「１．２」に増大するにつれて適合度が「１．０」から
「０．０」に減少し、それ以外の予測度Ｐでは適合度が
「０．０」になるように設定されている。また、第３
メンバシップ関数ｈMLPは、予測度Ｐが「０．９」から
「１．２５」に増大するにつれて適合度が「０．０」か
ら「１．０」に増大し、予測度Ｐが「１．２５」から
「１．６」に増大するにつれて適合度が「１．０」から
「０．０」に減少し、それ以外の予測度Ｐでは適合度が
「０．０」になるように設定されている。

【００２３】そして、第４メンバシップ関数ｈLLPは、
予測度Ｐが「１．２」を下回れば「０．０」をとり、予
測度Ｐが「１．２」から「１．６」まで増大するにつれ
て適合度が「０．０」から「１．０」まで増大し、予測
度Ｐが「１．６」を上回れば「１．０」をとるように設
定されている。詳細な説明を省略するが、努力度Ｑに関
しても、図４に示すように、第１〜第４ファジィ集合Ｓ
ＳQ、ＭＳQ、ＭＬQ及びＬＬQを夫々定義する第１〜第４
メンバシップ関数ｈSSQ、ｈMSQ、ｈMLQおよびｈLLQが、
図３に示す予測度Ｐの場合と同様に定義されている。丁
寧度の逆数Ｒに関しても、図５に示すように、第１〜第
４ファジィ集合ＳＳR、ＭＳR、ＭＬR及びＬＬRを夫々定
義する第１〜第４メンバシップ関数ｈSSR、ｈMSR、ｈML
RおよびｈLLRが定義されている。

【００２４】そして、ファジィ推論部３５には、以下に
示す８つのファジィルールが設定されている。［第１ルール］予測度Ｐに係る第４ファジィ集合ＬＬP
に対する予測度Ｐの適合度、努力度Ｑに係る第４ファジ
ィ集合ＬＬQに対する努力度Ｑの適合度、および丁寧度
の逆数Ｒに係る第１ファジィ集合ＳＳRに対する丁寧度
の逆数Ｒの適合度の最小値を第１ファジィ推論出力ｈ1
とする。

【００２５】［第２ルール］予測度Ｐに係る第２ファジ
ィ集合ＭＳPに対する予測度Ｐの適合度、努力度Ｑに係
る第４ファジィ集合ＬＬQに対する努力度Ｑの適合度、
および丁寧度の逆数Ｒに係る第１ファジィ集合ＳＳRに
対する丁寧度の逆数Ｒの適合度の最小値を第２ファジィ
推論出力ｈ2とする。［第３ルール］予測度Ｐに係る第３ファジィ集合ＭＬP
に対する予測度Ｐの適合度、努力度Ｑに係る第２ファジ
ィ集合ＭＳQに対する努力度Ｑの適合度、および丁寧度
の逆数Ｒに係る第２ファジィ集合ＭＳRに対する丁寧度
の逆数Ｒの適合度の最小値を第３ファジィ推論出力ｈ3
とする。

【００２６】［第４ルール］予測度Ｐに係る第２ファジ
ィ集合ＭＳPに対する予測度Ｐの適合度、努力度Ｑに係
る第２ファジィ集合ＭＳQに対する努力度Ｑの適合度、
および丁寧度の逆数Ｒに係る第２ファジィ集合ＭＳRに
対する丁寧度の逆数Ｒの適合度の最小値を第４ファジィ
推論出力ｈ4とする。［第５ルール］予測度Ｐに係る第２ファジィ集合ＭＳP
に対する予測度Ｐの適合度、努力度Ｑに係る第２ファジ
ィ集合ＭＳQに対する努力度Ｑの適合度、および丁寧度
の逆数Ｒに係る第３ファジィ集合ＭＬRに対する丁寧度
の逆数Ｒの適合度の最小値を第５ファジィ推論出力ｈ5
とする。

【００２７】［第６ルール］予測度Ｐに係る第２ファジ
ィ集合ＭＳPに対する予測度Ｐの適合度、努力度Ｑに係
る第３ファジィ集合ＭＬQに対する努力度Ｑの適合度、
および丁寧度の逆数Ｒに係る第３ファジィ集合ＭＬRに
対する丁寧度の逆数Ｒの適合度の最小値を第６ファジィ
推論出力ｈ6とする。［第７ルール］予測度Ｐに係る第１ファジィ集合ＳＳP
に対する予測度Ｐの適合度、努力度Ｑに係る第３ファジ
ィ集合ＭＬQに対する努力度Ｑの適合度、および丁寧度
の逆数Ｒに係る第４ファジィ集合ＬＬRに対する丁寧度
の逆数Ｒの適合度の最小値を第７ファジィ推論出力ｈ7
とする。

【００２８】［第８ルール］予測度Ｐに係る第１ファジ
ィ集合ＳＳPに対する予測度Ｐの適合度、努力度Ｑに係
る第１ファジィ集合ＳＳQに対する努力度Ｑの適合度、
および丁寧度の逆数Ｒに係る第４ファジィ集合ＬＬRに
対する丁寧度の逆数Ｒの適合度の最小値を第８ファジィ
推論出力ｈ8とする。上記第１〜第８ルールは、運転注意力レベルが高い順序
で並んでいる。詳しくは、第１〜第８ルールは、運転注
意力が高くなるほど、上記のルール順でみて第１ルール
側に位置するルールに係るファジィ推論出力が大きくな
るように、また、運転注意力が低下するほど第８ルール
側に位置するルールに係るファジィ推論出力が大きくな
るように、設定されている。

【００２９】ファジィ推論部３５では、第１〜第７ファ
ジィ推論出力ｈ1〜ｈ7の各々と第１〜第７係数１．０、
０．８、０．６、０．５、０．４、０．３及び０．２の
対応する一つとの積の和「１．０ｈ1＋０．８ｈ2＋０．
６ｈ3＋０．５ｈ4＋０．４ｈ5＋０．３ｈ6＋０．２ｈ
7」が求められ、この積和を第１〜第８ファジィ推論出
力ｈ1〜ｈ8の和で除すことにより、車速補正前のファジ
ィ推論出力Ｇ’が求められる。

【００３０】更に、コンピュータ３０は、車速データ抽
出部３２にてサンプリングされた車速データから車速を
演算するための車速演算部３６と、車速補正部３７とを
備えている。車速補正部３７では、ファジィ推論部３５
で得たファジィ推論出力Ｇ’が、車速演算部３６で演算
された車速Ｖに応じて補正され、これにより、運転注意
力レベルを表す車速補正後のファジィ推論出力Ｇが求め
られる。

【００３１】詳しくは、この車速補正において、車速補
正部３７は、図６に示す車速Ｖ・基準値ＫVマップを参
照して、車速Ｖに応じた基準値ＫV（０≦ＫV≦１）を求
める。即ち、図６のマップに従い、基準値ＫVは、車速
Ｖが第１所定車速Ｖ1（例えば５０km/h）を下回れば値
「１」に、車速Ｖが第１所定車速ＶREF1から第２所定車
速ＶREF2（例えば１００km/h）までの範囲内にあれば車
速Ｖの増大につれて値「１」から値「０」まで減少する
値に、車速Ｖが第２所定車速を上回れば値「０」に設定
されることになる。

【００３２】次に、車速補正部３７は、図７に示すファ
ジィ推論出力補正マップを参照して、車速補正前のファ
ジィ推論出力Ｇ’と基準値ＫVとに基づき車速補正後の
ファジィ推論出力Ｇを求める。図７の補正マップから明
らかなように、基準値ＫVが「０」であれば車速補正は
実質的には行われず、基準値ＫVが大きいほど車速補正
前のファジィ推論出力Ｇ’が増大補正される。しかも、
この増大補正量は、ファジィ推論出力Ｇ’の大きさに依
存して変化し、ファジィ推論出力Ｇ’が約０．２の付近
で最大になる一方で、約０．２の値よりも小さく或いは
大きくなるほど小さくなる。

【００３３】図６および図７のマップは、主に低車速域
での運転注意力低下を過大評価することを防止するもの
で、例えば、この運転注意力判別装置を搭載した車両の
実際走行において決定される。そして、コンピュータ３
０の表示出力部３８は、車速補正部３７で求めた運転注
意力と判別基準値との比較結果に応じて、表示装置４０
及び表示告示音発生器５０を作動させるようになってい
る。

【００３４】以下、上述の構成の運転注意力判別装置の
作動を説明する。車両走行中、本装置のコンピュータ３
０は、図８〜図１１に示す運転注意力判別処理ルーチン
を実行する。この処理ルーチンにおいて、操舵角データ
抽出部３１及び車速データ抽出部３２としてのコンピュ
ータ３０は、サンプリング開始時点からの経過時間ｔを
計時するためのタイマ（図示略）をスタートさせ（ステ
ップＳ１）、操舵角センサ１０からの操舵角データＸi
および車速センサ２０からの車速データＶiのサンプリ
ングを開始する（ステップＳ２）。このサンプリング
は、例えば０．１秒の周期で行われる。

【００３５】次に、運転状態判別部３３としてのコンピ
ュータ３０は、今回サンプリングされた車速Ｖiが所定
値ＶREF3（例えば４０km/h）を上回るか否かを判別し
（ステップＳ３）、この判別結果が肯定であれば、今回
サンプリングされた操舵角Ｘiの絶対値｜Ｘi｜が所定値
ＸREF（例えば１０度）を下回るか否かを判別する（ス
テップＳ３）。そして、ステップＳ３又はＳ４のいずれ
か一方での判別結果が否定、即ち、Ｖi＜ＶREF3または
｜Ｘi｜＞ＸREFであれば、この様な車両走行状態下で運
転注意力を判定することは不適切であると判別され、サ
ンプリング開始時点からの経過時間ｔを計時するタイマ
がリセットされ（ステップＳ５）、本処理ルーチンはス
テップＳ１に戻る。

【００３６】一方、ステップＳ３及びＳ４の双方の判別
結果が肯定であれば、サンプリング開始時点からの経過
時間ｔが所定時間ｔREF（例えば１４秒）を上回ったか
否かが判別され（ステップＳ６）、この判別結果が否定
であれば本処理ルーチンはステップＳ１に戻る。従っ
て、Ｖi＞ＶREF3かつ｜Ｘi｜＜ＸREFである限り、操舵
角データＸi及び車速データＶiのサンプリングが継続し
て行われ、サンプリングデータはコンピュータ３０の図
示しないメモリの所定記憶領域に順次格納される。

【００３７】その後、サンプリング開始時点から所定時
間ｔREFが経過してステップＳ６での判別結果が肯定に
なり、従って、操舵角データＸ1〜Ｘ140および車速デー
タＶ1〜Ｖ140のサンプリングが終了すると、操舵角デー
タ処理部３４としてのコンピュータ３０は、指標ｊ（＝
１，・・・，１３４）についての７点移動平均操舵角Ｘ
７j（＝（Ｘj＋・・・＋Ｘj+6）／７）を順次求める
（ステップＳ７）。この７点移動平均操舵角Ｘ７jの算
出周期０．７秒は、操舵角データの修正成分の上限周波
数１．４Ｈｚに対応している。そして、この様に操舵角
データから７点移動平均操舵角Ｘ７jを算出すること
は、操舵角データを遮断周波数１．４Ｈｚのローパスフ
ィルタに通すこととほぼ等価である。

【００３８】この７点移動平均操舵角算出において、詳
しくは、指標ｊを初期値「１」にセットして最初の７点
移動平均操舵角Ｘ７1（＝（Ｘ1＋・・・＋Ｘ7）／７）
を求め、次に、現在の指標ｊを「１」づつ更新しつつ２
番目以降の７点移動平均操舵角Ｘ７jを順次求め、最後
に、指標ｊを最終値「１３４」にセットして最後の７点
移動平均操舵角Ｘ７134（＝（Ｘ134＋・・・＋Ｘ140）
／７）を求める。この様にして求めた１３４個の７点移
動平均操舵角Ｘ７1〜Ｘ７134はメモリに格納される。

【００３９】ステップＳ８では、７点移動平均操舵角Ｘ
７jの場合と同様に、指標ｋ（＝１，・・・，１２６）
についての１５点移動平均操舵角Ｘ１５k（＝（Ｘk＋・
・・＋Ｘk+14）／１５）を順次求めてメモリに格納し、
ステップＳ９では、指標ｍ（＝１，・・・、１００）に
ついての４１点移動平均操舵角Ｘ４１m（＝（Ｘm＋・・
・＋Ｘm+40）／４１）を順次求めてメモリに格納する。
１５点移動平均操舵角Ｘ１５kの算出周期１．５秒は、
操舵角データの修正成分の下限周波数（視覚成分の上限
周波数）０．６７Ｈｚに対応し、また、４１点移動平均
操舵角Ｘ４１mの算出周期４．１秒は、操舵角データの
視覚成分の下限周波数（道路形状成分の上限周波数）
０．２５Ｈｚに対応している。

【００４０】また、ステップＳ１０では、サンプリング
期間の中央部１０秒間における平均操舵角Ｘ１００（＝
（Ｘ21＋・・・＋Ｘ120）／１００）を求めてメモリに
格納し、ステップＳ１０では、サンプリング期間の中央
部１０秒間における平均車速Ｖ１００（＝（Ｖ21＋・・
・＋Ｖ120）／１００）を求めてメモリに格納する。平
均操舵角Ｘ１００の算出周期１０秒間は、操舵角データ
の道路形状成分の下限周波数０．１Ｈｚに対応してい
る。

【００４１】ステップＳ１２において、操舵角データ処
理部３４としてのコンピュータ３０は、指標ｍ（＝１，
・・・，１００）についての４１点移動平均操舵角Ｘ４
１mの各々から平均操舵角Ｘ１００を減じて得た値の絶
対値を順次求め、次いで、夫々の絶対値の和を１００で
除すことにより、道路形状に応じた操舵に対応して操舵
角データに現れる第１操舵周波数成分のレベルＡ（＝
（｜Ｘ４１1−Ｘ１００｜＋・・・＋｜Ｘ４１100−Ｘ１
００｜）／１００）を算出する。但し、算出値Ａが値
０．０５を下回る場合は、第１操舵周波数成分レベルＡ
として値０．０５を設定する。

【００４２】ステップＳ１３では、指標ｋ（＝１４，・
・・，１１３）についての１５点移動平均操舵角Ｘ１５
kの各々から、指標ｍ（＝１，・・・，１００）につい
ての４１点移動平均操舵角Ｘ４１mの対応する一つを減
じて得た値の絶対値を順次求め、次いで、夫々の絶対値
の和を１００で除すことにより、視覚操舵に対応する第
２操舵周波数成分のレベルＢ（＝（｜Ｘ１５14−Ｘ４１
1｜＋・・・＋｜Ｘ１５113−Ｘ４１100｜）／１００）
を算出する。但し、算出値Ｂが値０．０５を下回る場合
は、第２操舵周波数成分レベルＢとして値０．０５を設
定する。

【００４３】ステップＳ１４では、指標ｊ（＝１８，・
・・，１１７）についての７点移動平均操舵角Ｘ７jの
各々から、指標ｋ（＝１４，・・・，１１３）について
の１５点移動平均操舵角Ｘ１５kの対応する一つを減じ
て得た値の絶対値を順次求め、次いで、夫々の絶対値の
和を１００で除すことにより、修正操舵に対応する第３
操舵周波数成分のレベルＣ（＝（｜Ｘ７18−Ｘ１５14｜
＋・・・＋｜Ｘ７117−Ｘ１５113｜）／１００）を算出
する。但し、算出値Ｃが値０．０５を下回る場合は、第
３操舵周波数成分レベルＣとして値０．０５を設定す
る。

【００４４】ステップＳ１５では、上述の算出式Ｐ＝ｌ
ｏｇ（２００Ａ）／ｌｏｇ（２００Ｂ）に従って第１及
び第２操舵周波数成分レベルＡ、Ｂに基づきドライバの
操舵行動上の予測度Ｐを算出し、算出式Ｑ＝ｌｏｇ（２
００Ｃ）／ｌｏｇ（２００Ｂ）に従って第２及び第３操
舵周波数成分レベルＢ、Ｃに基づき努力度Ｑを算出し、
更に、算出式Ｒ＝１０ｌｏｇ（２００Ｃ）に従って第３
操舵周波数成分レベルＣに基づき丁寧度の逆数Ｒを求め
る。算出値Ｐ、Ｑ、Ｒはメモリに格納される。

【００４５】ステップＳ１６において、ファジィ推論部
３５としてのコンピュータ３０は、予測度Ｐ、努力度Ｑ
および丁寧度の逆数Ｒと上述の８つのルールに基づき第
１〜第８ファジィ推論出力ｈ1〜ｈ8を順次求める。例え
ば、第１ファジィ推論出力ｈ1の算出では、ファジィ集
合ＳＳPに対する予測度Ｐの適合度、ファジィ集合ＳＳQ
に対する努力度Ｑの適合度、およびファジィ集合ＬＬR
に対する丁寧度の逆数Ｒの適合度を順次求め、次に、３
つの適合度の最小値を求めて、これを第１ファジィ推論
出力ｈ1としてメモリに記憶する。その他のファジィ推
論出力ｈ2〜ｈ8の算出についての説明は省略する。

【００４６】ステップＳ１７では、第１〜第７ファジィ
推論出力ｈ1〜ｈ7の各々と第１〜第７係数１．０、０．
８、０．６、０．５、０．４、０．３及び０．２の対応
する一つとの積の和「１．０ｈ1＋０．８ｈ2＋０．６ｈ
3＋０．５ｈ4＋０．４ｈ5＋０．３ｈ6＋０．２ｈ7」が
求められ、この積和を第１〜第８ファジィ推論出力ｈ1
〜ｈ8の和で除すことにより、車速補正前の運転注意力
Ｇ’を表すファジィ推論出力が求められる。算出値Ｇ’
はメモリに格納される。

【００４７】ステップＳ１８では、車速補正部３７とし
てのコンピュータ３０は、図６に示す車速Ｖ・基準値Ｋ
Vマップを参照して、平均車速Ｖ１００に応じた基準値
ＫV（０＜ＫV＜１）を求め、次に、図７に示す補正マッ
プを参照して、車速補正前のファジィ推論出力Ｇ’と基
準値ＫVとに基づき車速補正後のファジィ推論出力Ｇを
求め、算出値Ｇをメモリに格納する。

【００４８】ステップＳ１９では、表示出力部３８とし
てのコンピュータ３０は、車速補正後の運転注意力レベ
ルＧが第１判別基準値ＧREF1（例えば０．０８）を下回
っているか否かを判別し、この判別結果が肯定であれ
ば、ブザー５０を鳴動させて表示告示音を発生させた後
で、図１２に示す警告マークを所定時間たとえば２秒間
にわたってヘッドアップディスプレイ４０によりウィン
ドシールド上に表示させ（ステップＳ２０、Ｓ２１）、
次いで、運転注意力が極度に低下していることを表す
「Ｒ」レベルマークを例えば２秒間にわたってウィンド
シールド上に図１３に示すように表示させる（ステップ
Ｓ２２）。

【００４９】運転注意力レベルＧが第１基準値ＧREF1を
下回っていないとステップＳ１９で判別されると、運転
注意力レベルＧが第２基準値ＧREF2（例えば０．２１）
を下回っているか否かが判別される（ステップＳ２
３）。この判別結果が肯定であれば、運転注意力が低下
していることを表す「低」レベルマークを表示させる
（ステップＳ２４）。

【００５０】また、運転注意力レベルＧが第２基準値Ｇ
REF2を下回っていないとステップＳ２３で判別される
と、運転注意力レベルＧが第３基準値ＧREF3例えば０．
６を下回っているか否かが判別される（ステップＳ２
５）。この判別結果が肯定であれば、運転注意力レベル
が中程度であることを表す「中」レベルマークが表示さ
れる（ステップＳ２６）。更に、運転注意力レベルＧが
第３基準値ＧREF3を下回っていないとステップＳ２５で
判別されると、運転注意力レベルが高いことを表す
「高」レベルマークが表示される（ステップＳ２７）。

【００５１】ステップＳ２２、Ｓ２４、Ｓ２６又はＳ２
７での運転注意力レベル表示が終了すると、本処理ルー
チンはステップＳ１に戻る。本発明は、上記実施例に限
定されず、種々に変形可能である。上記実施例では、操
舵角データの第１〜第３操舵周波数成分としての道路形
状成分、視覚成分および修正成分を用いて運転注意力レ
ベルを判別したが、この判別において第１〜第３操舵周
波数成分の全てを用いることは必須ではなく、例えば、
道路形状成分および視覚成分のみを用いるようにしても
良い。

【００５２】また、実施例では、第１〜第３操舵行動要
素としての予測度Ｐ、努力度Ｑおよび丁寧度の逆数Ｒを
用いて運転注意力レベルを判別したが、これらのパラメ
ータＰ、Ｑ及びＲを用いることは必須ではない。パラメ
ータＰ、Ｑ及びＲを用いて運転注意力レベル判別を行う
場合にあっても、パラメータ算出式、ファジィルールな
どは実施例で例示したものに限定されない。

【００５３】実施例では、警告マークおよび運転注意力
レベルをヘッドアップディスプレイを用いて表示するよ
うにしたが、その他のディスプレイを使用可能である。
また、警告マークおよび運転注意力レベルの表示態様は
図１２および図１３に示すものに限定されない。更に、
実施例では、警告マーク表示に先だってのみ表示告示音
を発生させるようにしたが、運転注意力レベル「Ｒ」、
「低」、「中」及び「高」の表示に際しても表示告示音
を発生させても良い。

【００５４】

【発明の効果】上述のように、本発明の運転注意力判別
方法は、操舵周波数成分レベルと運転注意力との関連を
夫々表す複数のファジィルールを予め設定し、操舵角デ
ータから複数の操舵周波数成分のレベルを検出し、複数
の操舵周波数成分のレベルと複数のファジィルールとに
基づくファジィ推論により運転注意力レベルを判別する
ので、車両運転におけるドライバの注意力レベルを的確
に判別できる。従って、例えば、単調運転時の運転者の
無意識のぼんやり、あるいは脇見運転などによるハンド
ル操作の乱れを的確に検出できる。また、運転注意力低
下を判別可能であるので、運転者に注意力低下を警告す
ることにより安全運転を促し、予防安全性を向上でき
る。

【００５５】道路形状に対応する第１操舵周波数成分
と、視覚操舵に対応する第２操舵周波数成分と、修正操
舵に対応する第３操舵周波数成分とを含む複数の操舵周
波数成分のレベルを検出する本発明の好適な実施例によ
れば、視覚操舵成分のみに基づいて運転注意力を判別す
る場合と異なり、個人差の影響を受けるおそれが少なく
なる。このため、運転注意力判別に用いる各種設定値を
個々のドライバの運転操作特性に応じて設定する必要が
ない。

【００５６】また、操舵行動上の予測度、努力度および
丁寧度に夫々対応する第１、第２および第３操舵行動要
素から運転注意力レベルを求める本発明の好適な実施例
によれば、ドライバの操舵行動を良好に反映する運転注
意力レベルが求まり、運転注意力判別を適正に行える。
更に、第１ないし第３操舵周波数成分のレベルの対応す
るものから第１〜第３操舵行動要素を求める本発明の好
適な実施例によれば、ドライバの操舵行動ひいては運転
注意力レベルを的確に求めることができ、運転注意力判
別をより適正に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による運転注意力判別方法を
実施するための装置を示す概略ブロック図である。

【図２】操舵角データの道路形状成分、視覚成分及び修
正成分と周波数との関係を示すグラフである。

【図３】予測度Ｐに関連するファジィ部分集合及びこれ
を定義するメンバシップ関数を示すグラフである。

【図４】努力度Ｑに関連するファジィ部分集合及びこれ
を定義するメンバシップ関数を示すグラフである。

【図５】丁寧度の逆数Ｒに関連するファジィ部分集合及
びこれを定義するメンバシップ関数を示すグラフであ
る。

【図６】ファジィ推論出力の車速補正に用いる車速Ｖ・
基準値ＫVマップを示すグラフである。

【図７】ファジィ推論出力の車速補正に用いるファジィ
推論出力補正マップを示すグラフである。

【図８】図１に示すコンピュータにより実行される運転
注意力判別処理ルーチンの一部を示すフローチャートで
ある。

【図９】運転注意力判別処理ルーチンの、図８に続く別
の一部を示すフローチャートである。

【図１０】運転注意力判別処理ルーチンの、図９に続く
別の一部を示すフローチャートである。

【図１１】運転注意力判別処理ルーチンの、図１０に続
く残部を示すフローチャートである。

【図１２】運転注意力低下時にディスプレイに表示され
る警告マークを示す図である。

【図１３】運転注意力レベル表示を示す図である。

【符号の説明】

１０操舵角センサ２０車速センサ３０コンピュータ３１操舵角データ抽出部３２車速データ抽出部３３運転状態判別部３４操舵角データ処理部３５ファジィ推論部３６車速演算部３７車速補正部３８表示出力部４０表示装置５０表示告示音発生器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者古市哲也東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】操舵周波数成分レベルと運転注意力との
関連を夫々表す複数のファジィルールを予め設定し、操
舵角データから複数の操舵周波数成分のレベルを検出
し、前記複数の操舵周波数成分のレベルと前記複数のフ
ァジィルールとに基づくファジィ推論により運転注意力
レベルを判別することを特徴とする運転注意力判別方
法。
【請求項２】前記複数の操舵周波数成分は、車両が走
行している道路の形状に対応する第１操舵周波数成分
と、該第１操舵周波数成分よりも高周波数側にありドラ
イバによる視覚操舵に対応する第２操舵周波数成分と、
該第２操舵周波数成分よりも高周波数側にありドライバ
による修正操舵に対応する第３操舵周波数成分とを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の運転注意力判別方
法。
【請求項３】操舵行動上の予測度、努力度および丁寧
度に夫々対応する第１、第２および第３操舵行動要素を
求め、前記第１、第２および第３操舵行動要素から前記
運転注意力レベルを求めることを特徴とする請求項２に
記載の運転注意力判別方法。
【請求項４】前記第１及び第２操舵周波数成分のレベ
ルから前記第１操舵行動要素を求め、前記第２及び第３
操舵周波数成分のレベルから前記第２操舵行動要素を求
め、前記第３操舵周波数成分のレベルから前記第３操舵
行動要素を求めることを特徴とする請求項３に記載の運
転注意力判別方法。