JPH10166892A - 居眠り運転検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】感度を低下させることなく誤報を減少させた運
転者に対する居眠り運転検知装置を実現する。 【解決手段】覚醒度生理情報、ステアリングホイールの
回転角、或いはヨー方向角速度に対する覚醒度の判定基
準となる閾値を走行時間に従って変化させ、この閾値と
覚醒度生理情報、回転角の変化頻度、又は角速度の変化
頻度との関係で居眠り運転か否かを判定する。また加え
て、車両の運転操作の変化があったときには上記の閾値
の変化を鈍らせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明は居眠り運転検知装置
に関し、特に車両における運転者の居眠り運転を判定す
る居眠り運転検知装置に関するものである。

【０００１】

【従来の技術】近年、運転者の安全意識が高まり、事故
を未然に防止するための安全装置の開発が進められてお
り、居眠り運転は一度事故が起こるとその損害が大きく
なることから、特に事故を未然に防ぐ対策が望まれてい
る。

【０００２】従来より知られている居眠り運転検知装置
としては、心拍数、皮膚電位の変化を検出する方式
（１）や、ステアリングホイールの操舵パターンの特徴
を検出する方式（２）等が挙げられる。

【０００３】上記の方式（１）としては例えば特開平１
−２５０２２１号公報に示された居眠り運転検知装置
（居眠り検出装置）があり、この居眠り検出装置では、
居眠り運転時には覚醒時に比べて心拍数や皮膚電位が低
下することを利用して運転者が居眠り運転状態であるか
否かを判定している。このときの判定基準となる閾値は
心拍数や皮膚電位や閉眼時間である。

【０００４】また、方式（２）としては例えば特開昭５
２−２５３３６号公報に示された居眠り運転検知装置
（居眠り運転防止装置）がある。この居眠り運転防止装
置では、覚醒度が低い状態になると、運転者のステアリ
ングホイール操作が減少して雑になり、微小な修正操舵
が行われなくなる傾向があることを利用している。つま
り、所定の検出角度に対するステアリングホイール回転
角（操舵角）の逸脱頻度を検出し、これを正常時に期待
される頻度と比較することで正常運転か居眠り運転かを
判定しているものである。この頻度が居眠り運転の判定
基準となる閾値である。

【０００５】このようにいずれの従来例においても、覚
醒時と居眠り運転時の検出信号を比較し、所定の閾値に
より居眠り運転の判定を行っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の居眠り運転検知装置では以下のような問題が
ある。

【０００７】居眠り検知装置の判定精度（又は感度）を
上げようとすると、上記の判定基準の閾値は覚醒時の居
眠り検出信号の値に近くなる。すると、ちょっとした弾
みで閾値を越えた時に居眠り運転状態であると判定して
しまう。これは誤報である。

【０００８】これを図１５（１）に示した瞬きを検出し
て居眠り運転判定を行う例について説明する。

【０００９】この図は、所定時間（例えば１分）内の運
転者の閉眼時間の総和の変化を示しており、通常、覚醒
状態における閉眼時間は居眠り状態における閉眼時間に
比べて短い。しかし、時には覚醒状態でも一時的に閉眼
時間が長くなる場合がある（部分）。よって、この例
のように居眠りの判定基準としての閾値を低く設定する
と、この覚醒状態においても閾値を越えてしまい、誤
報が発生してしまう。

【００１０】逆に、同図（１）のような覚醒状態にお
ける誤報を避けて感度を落とすためには、同図（２）に
示すように閾値を覚醒状態の時の検出信号の値から遠ざ
ける必要がある。すると今度は、確かに状態において
誤報がなくなるが、状態において居眠り運転になって
もなかなか閾値を越えることができず居眠り運転の検出
漏れが生じてしまう。

【００１１】このように、誤報と感度の問題はトレード
オフの関係にあり、両者を同時に満足させることは困難
であった。

【００１２】従って本発明は、上記の問題点に鑑み、感
度を低下させることなく誤報を減少させた居眠り運転検
知装置を実現することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る居眠り運転検知装置は、図１に原理的
に示すように、運転者の覚醒度を示す生理情報を検出す
る覚醒度生理情報検出手段１と、車両の走行時間を計測
する走行時間測定手段３と、該覚醒度生理情報に対応し
た覚醒度の判定基準となる閾値を該走行時間測定手段３
から得られる走行時間に従って変化させ、該閾値と該検
出された覚醒度生理情報とを比較して該覚醒度生理情報
が該閾値を越えているとき居眠り運転であると判定する
判定手段２と、を備えている。

【００１４】すなわち、本発明においてはまず、覚醒度
生理情報検出手段１によって検出される脳波、心拍、皮
膚電位、又は閉眼時間などの覚醒度生理情報の時間的な
変化に着目している。覚醒状態では例えば閉眼時間は短
く、居眠り運転では長くなる。しかしながら、覚醒状態
でも時々閉眼時間が長くなる状況も存在し得る。

【００１５】本発明者が居眠り運転の起きやすい状況を
調べたところ、図２に示すように、運転開始直後（走行
時間≒０）にすぐ居眠り運転に陥ることはまずなく、運
転時間の経過に伴って居眠り運転に陥る率が高くなるこ
とが判った。

【００１６】そこで、居眠り運転を判定する際の基準と
なる覚醒度生理情報の閾値を、例えば閉眼時間について
図３で示すように、居眠り運転の可能性が低い走行開始
直後は高く設定し、連続走行時間の経過に伴って次第に
下げることが必要であることに着目した。

【００１７】この場合の閾値は次式で表すことができ
る。 閾値ｓ（ｔ）＝Ｓ−ｆ（ｔ） ・・・式（１） なお、Ｓは閾値の初期値、ｔは経過走行時間を示す。

【００１８】従って、覚醒度生理情報検出手段１から覚
醒度生理情報を受けた居眠り運転判定手段２は、その覚
醒度生理情報に対応した覚醒度の判定基準となる閾値ｓ
（ｔ）を、走行時間測定手段３から得られる走行時間ｔ
に従って変化させる。

【００１９】覚醒度生理情報が閉眼時間である場合の閾
値ｓ（ｔ）の時間的な変化は、図３に示す如く、状態
においては覚醒時であるにも関わらず閉眼時間が長くな
っているが、これは閾値ｓ（ｔ）を越えていないので居
眠り運転であるとは判定されないが、走行時間が長くな
るにつれて閾値ｓ（ｔ）は下がって行くので、同じよう
な閉眼時間であっても状態の場合は閾値ｓ（ｔ）を越
えているので居眠り運転であると判定される。

【００２０】また本発明に係る居眠り運転検知装置にお
いては、図４に示す如く、図１に示した覚醒度生理情報
検出手段１の代わりにステアリングホイールの回転角
（操舵角）検出手段４を用いることができる。この場
合、居眠り運転判定手段２が、該覚醒度生理情報の代わ
りに該回転角の変化頻度を用い、該変化頻度が該変化頻
度に対応した覚醒度の判定基準となる閾値を下回ったと
き居眠り運転であると判定すればよい。

【００２１】すなわち、回転角検出手段４による回転角
検出信号からステアリング操作の正確度を表す操作頻度
（回転角変化頻度）を算出し、その時間的変化に着目す
ると、覚醒状態では操作頻度は多く、居眠り運転では該
操作頻度が減少することになる。

【００２２】このため、図５に示すように操作頻度に対
する閾値ｓ（ｔ）は走行時間の経過と共に高く設定し、
図３に示した覚醒度生理情報とは閾値ｓ（ｔ）との大小
関係が丁度逆になっている。

【００２３】従って、居眠り運転を判定する際の基準と
なる操作頻度の閾値ｓ（ｔ）を居眠り運転の可能性が低
い走行開始直後は低く設定しているので、図示の状態
は覚醒時にも関わらず瞬間的に操作頻度が減少しても閾
値ｓ（ｔ）を下回ることがないため居眠り運転と判定さ
れないが、状態においては同じような操作頻度であっ
ても閾値ｓ（ｔ）が高くなっているため閾値ｓ（ｔ）を
下回ることとなり、居眠り運転状態として判定されるこ
ととなる。

【００２４】また本発明に係る居眠り運転検知装置にお
いては、図６に示すように図４に示したステアリングホ
イールの回転角検出手段４の代わりにヨー方向角速度検
出手段５を用いてもよい。この場合、居眠り運転判定手
段２は、該回転角の代わりに該ヨー方向角速度の変化頻
度を用い、該変化頻度が該変化頻度に対応した覚醒度の
判定基準となる閾値を下回ったとき居眠り運転であると
判定すればよい。

【００２５】すなわち、角速度検出手段５による角速度
検出信号から、居眠り運転判定手段２には車両の安定度
を表すヨー方向角速度変化頻度を算出し、この時間的変
化に着目すると、覚醒状態では該変化頻度が多く正確に
道路形状の変化に対応して走行していることが予想でき
るが、居眠り運転状態では該変化頻度が減少するため、
危険な走行をしていることが予想できる。

【００２６】従って、図５に示した操作頻度の場合と同
様に角速度変化頻度の場合も走行時間と共に閾値ｓ
（ｔ）が上昇するように設定されており、状態のよう
に角速度変化頻度が低くなっても閾値ｓ（ｔ）を下回る
ことがなければ居眠り運転状態とは判定されず、状態
のように同じような角速度変化頻度であっても閾値ｓ
（ｔ）を下回ることとなれば居眠り運転状態であると判
定されることになる。

【００２７】更に本発明に係る居眠り運転検知装置にお
いては、図７に示すように覚醒度生理情報検出手段１
（又は点線で示すようにステアリングホイール回転角検
出手段４或いはヨー方向角速度検出手段５）と居眠り運
転判定手段２と走行時間測定手段３との組み合わせに加
えて運転操作検出手段６を設けることができる。

【００２８】この運転操作検出手段６によって運転操作
が検出されたということは、運転者が起きているという
こと、すなわち単調な連続走行が一時的に中断したこと
を意味する。

【００２９】そこで、連続走行時間の経過に伴って図３
又は図５のように次第に変化させて来た閾値ｓ（ｔ）の
変化を所定の時間が経過するまで中止するか又は変化の
度合いを小さくすることが好ましい。

【００３０】すなわち、図８に示すように、曲線Ａは図
３に示した例と同様に閾値ｓ（ｔ）の変化を途中で変え
なかった場合に対応しているが、曲線Ｂでは、各運転操
作時点から一定の期間Ｔだけ閾値ｓ（ｔ）の変化が停
止又は緩やかになるようにしている。

【００３１】この場合、閾値ｓ（ｔ）の変化を停止させ
る場合は次式で表すことができる。

【００３２】ここで、Ｓは閾値ｓ（ｔ）の初期値、ｔは
経過時間、ｎは運転操作の回数（ｎ＝０，１，２，３・
・・），ｔ^* は運転操作が行われた時の時間で不定期，
Ｔは所定時間（例えば３分）、ｆ（ｔ）は時間ｔの関数
をそれぞれ示している。

【００３３】また、変化の度合いを少なくするための式
は次のようにして表される。 なお、ｇ（ｔ）はｆ（ｔ）に対し変化の度合いが少ない
関数を示している。

【００３４】また本発明においては、運転操作検出手段
６によって運転操作が検出された時に、図９の曲線Ｂに
示す如く、閾値ｓ（ｔ）を所定の値（定数）Ｋだけ元に
戻すようにしても良い。

【００３５】これを式で表すと次のようになる。 閾値ｓ（ｔ）＝Ｓ＋ｆ（ｔ）−ｎＫ ・・・式（４）

【００３６】更に本発明においては、上記の居眠り運転
判定手段２において閾値ｓ（ｔ）の変化に制限を設ける
ことができる。

【００３７】すなわち、図９に示す本発明において、運
転操作の検出が頻繁に起こった場合、閾値ｓ（ｔ）が無
制限に変化すると運転開始時の閾値ｓ（ｔ）を越えてし
まうことになる。

【００３８】そこで閾値ｓ（ｔ）の変化に制限を設け、
図１０に示したように閾値ｓ（ｔ）変化の制限Ｃ以上に
変化しないようにすることができる。

【００３９】この場合の閾値ｓ（ｔ）は次式によって示
すことができる。 閾値ｓ（ｔ）＝Ｓ＋ｆ（ｔ）−ｎＫ ・・・式（５） 但し、ｓ（ｔ）≧Ｓである。

【００４０】更に本発明においては、上記の走行時間測
定手段３の代わりに車両の走行距離を計測する走行距離
測定手段を用い、連続走行距離の経過に応じて上記の各
手段のように閾値を変化させるようにしてもよい。

【００４１】

【発明の実施の形態】図１１は図４及び図７に示した本
発明に係る居眠り運転検知装置に用いるステアリングホ
イール回転角検出手段としての回転角（操舵角）センサ
の実施例を示したもので、同図（１）はロータリーエン
コーダ式の回転角センサを示しており、ステアリングホ
イール１１のステアリングシャフト１２の一部にスリッ
ト入りの円板１３を設け、この円板１３を挟むようにし
てエンコーダ１４が設けられており、このエンコーダ１
４から接続線１５を介して上記の居眠り運転判定手段２
に回転角検出信号を与えるようにしている。なお、この
ようなロータリーエンコーダ式の回転角センサは例えば
特開平５−５５２６９号公報に示されている。

【００４２】そして、動作においては、運転者がステア
リングホイール１１を操舵することによりステアリング
シャフト１２が円板１３と一緒に回転するが、このとき
エンコーダ１４がその回転角を電気信号に変換して接続
線１５に出力するようにしている。

【００４３】同図（２）はポテンショメータ式の回転角
センサを示したもので、ステアリングシャフト１２の一
部にギア１６を設け、このギア１６と係合するようにギ
ア１７を設け、ステアリングシャフト１２の回転がギア
１６及び１７を介して伝えられるとき、その回転をポテ
ンショメータ１８により電気信号に変換して接続線１９
から出力し、居眠り運転判定手段２に与えるようにして
いる。

【００４４】図１２は図１、図４、及び図６に示した本
発明に係る居眠り検知装置における居眠り運転判定手段
２で実行される演算処理フローの実施例を示したもの
で、このフローを参照して本発明の実施例の動作を説明
する。

【００４５】まず、判定手段２は内蔵するタイマー（図
示せず）をリセット，スタートし（ステップＳ１）、検
出手段１（又は４，５）で検出された検出信号を取り込
む（ステップＳ２）。

【００４６】この場合の検出信号は、脳波、心拍、皮膚
電位、閉眼時間などの覚醒度生理情報である。或いは、
回転角検出手段４で検出されたステアリングホイールの
回転角、更には角速度検出手段５で検出された車両のヨ
ー方向角速度である。

【００４７】この後、上記の覚醒度生理情報や回転角な
どから居眠り運転判定用のデータＸを算出する（ステッ
プＳ３）。

【００４８】すなわち、覚醒度生理情報が閉眼時間の場
合であるならば単位時間当たりの閉眼時間、回転角又は
ヨー方向角速度であるならば操作頻度としての回転角変
化頻度又は角速度変化頻度などの値を算出すれば良い。

【００４９】この後、連続運転時間の経過に伴って次第
に変化する閾値ｓ（ｔ）を算出する（ステップＳ４）。
この場合の閾値ｓ（ｔ）は上記の式（１）で与えられる
ものである。

【００５０】そして、このようにして算出されたデータ
Ｘと閾値ｓ（ｔ）とを比較し、Ｘがｓ（ｔ）を越えたこ
とが判った時（Ｘが閉眼時間であれば、Ｘ＞ｓ（ｔ），
操作頻度であれば、Ｘ＜ｓ（ｔ））には居眠り運転状態
であると判定し（ステップＳ６）、そうでない時は覚醒
中であると判定する（ステップＳ７）。

【００５１】図１３は図７に示した運転操作検出手段６
の実施例を示したもので、同図（１）及び（２）は制動
装置の例を示しており、図中、２０はブレーキペダルを
示し、２１はブレーキペダル２０が踏み込まれると同図
（２）に示すように切り替わるプッシュ型スイッチを示
している。

【００５２】なお、このプッシュ型スイッチ２１は車両
によって形式はいろいろあるがブレーキランプを点灯さ
せるために殆どの車両が備えている一般的なものであ
る。

【００５３】また、同図（３）は方向指示装置の例を示
しており、図中３０はコンビネーションスイッチを示
し、これはステアリングホイールの下側にあるスイッチ
でウインカーレバー３１を操作することによって内部で
右折または左折或いは直進と切り替えることができる。
これも通常の車両に装備されているものである。

【００５４】図１４は図１３に示した運転操作検出手段
を用いた図７の実施例における居眠り運転判定手段２に
よって実行される演算処理フローを示しており、このフ
ローチャートを参照して図７の実施例の動作を説明す
る。

【００５５】まず、判定手段２は内蔵するタイマーをリ
セット，スタートし（ステップＳ１１）、カウンタｎを
“０”に初期設定する（ステップＳ１２）。このカウン
タｎは上記の式（２）〜（４）において運転操作の回数
を数えるものである。

【００５６】そして、図１２におけるステップＳ２と同
様に検出手段１（又は４，５）からの検出信号を取り込
む（ステップＳ１３）。

【００５７】そして、運転操作検出手段６としての例え
ばプッシュスイッチ２１から運転操作信号が有るか否か
を判定する（ステップＳ１４）。

【００５８】この結果、例えばブレーキペダル２０が踏
み込まれて図１３（２）に示したようにスイッチ２１が
切り替わると、運転操作に変化があったものと判定して
カウンタｎを“１”だけインクリメントする（ステップ
Ｓ１５）。

【００５９】ステップＳ１４において運転操作の変化が
検出されなかった時にはステップＳ１５をスキップす
る。

【００６０】この後、図１２に示したステップＳ３〜ス
テップＳ７と同様にして居眠り判定用データＸを算出し
（ステップＳ１６）、閾値ｓ（ｔ）を算出し（ステップ
Ｓ１７）、データＸと閾値ｓ（ｔ）とを比較し（ステッ
プＳ１８）、Ｘがｓ（ｔ）を越えた時には居眠り運転と
判定し（ステップＳ１９）、そうでない時には覚醒中と
判定する（ステップＳ２０）。

【００６１】なお、図１２及び図１４のフローチャート
は、居眠り警報を行うための手動スイッチ又はキースイ
ッチを投入した時点、車速が所定値以上になった時点等
で開始される。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る居眠り
運転検知装置によれば、覚醒度生理情報、ステアリング
ホイールの回転角、或いはヨー方向角速度に対する覚醒
度の判定基準となる閾値を走行時間に従って変化させ、
この閾値と覚醒度生理情報、回転角の変化頻度、又は角
速度の変化頻度との関係で居眠り運転か否かを判定する
ように構成したので、居眠り運転の検知感度を低下させ
ることなく誤報を減少させることが可能となり、もって
居眠り運転の検知漏れを無くすことが可能となる。

【００６３】また、車両の運転操作の変化があったとき
には上記の閾値の変化を鈍らせるように構成することに
より、より正確な居眠り運転を検知することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る居眠り運転検知装置の原理ブロッ
ク図（その１）である。

【図２】走行時間に対する居眠り運転の発生率を示した
グラフ図である。

【図３】本発明に係る居眠り運転検知装置に用いる覚醒
度生理情報としての閉眼時間を走行時間との関係で示し
たグラフ図である。

【図４】本発明に係る居眠り運転検知装置の原理ブロッ
ク図（その２）である。

【図５】本発明に係る居眠り運転検知装置で用いられる
操作頻度（ステアリングホイールの回転角変化頻度又は
ヨー方向角速度変化頻度）の走行時間に対する変化を示
したグラフ図である。

【図６】本発明に係る居眠り運転検知装置の原理ブロッ
ク図（その３）である。

【図７】本発明に係る居眠り運転検知装置の原理ブロッ
ク図（その４）である。

【図８】図７に示した本発明に係る居眠り運転検知装置
の作用原理図（その１）である。

【図９】図７に示した本発明に係る居眠り運転検知装置
の作用原理図（その２）である。

【図１０】図７に示した本発明に係る居眠り運転検知装
置の作用原理図（その３）を示したグラフ図である。

【図１１】本発明に係る居眠り運転検知装置に用いられ
るステアリング回転角検出手段としての回転角センサの
実施例を示した概略斜視図である。

【図１２】図１、図４、及び図６に示した本発明に係る
居眠り運転検知装置における居眠り運転判定手段で実行
される演算処理フロー図である。

【図１３】図７に示した本発明に係る居眠り運転検知装
置に用いられる運転操作検出手段の実施例を示した図で
ある。

【図１４】図７に示した本発明に係る居眠り運転検知装
置に用いられる居眠り運転判定手段の演算処理フロー図
である。

【図１５】従来例を説明するためのグラフ図である。

【符号の説明】

１ 覚醒度生理情報検出手段 ２ 居眠り運転判定手段 ３ 走行時間測定手段 ４ ステアリングホイール回転角検出手段 ５ ヨー方向角速度検出手段 ６ 運転操作検出手段 図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】運転者の覚醒度を示す生理情報を検出する
   覚醒度生理情報検出手段と、車両の走行時間を計測する
   時間測定手段と、該覚醒度生理情報に対応した覚醒度の
   判定基準となる閾値を該時間測定手段から得られる走行
   時間に従って変化させ、該閾値と該検出された覚醒度生
   理情報とを比較して該覚醒度生理情報が該閾値を越えて
   いるとき居眠り運転であると判定する判定手段と、を備
   えたことを特徴とする居眠り運転検知装置。
2. 【請求項２】請求項１において、該覚醒度生理情報が、
   脳波、心拍、皮膚電位、及び閉眼時間の内のいずれかで
   あることを特徴とした居眠り運転検知装置。
3. 【請求項３】請求項１において、該覚醒度生理情報検出
   手段の代わりにステアリングホイールの回転角検出手段
   を用い、該判定手段が、該覚醒度生理情報の代わりに該
   回転角の変化頻度を用い、該変化頻度が該変化頻度に対
   応した覚醒度の判定基準となる閾値を下回ったとき居眠
   り運転であると判定することを特徴とした居眠り運転検
   知装置。
4. 【請求項４】請求項３において、該回転角の代わりに出
   手段の代わりに車両のヨー方向角速度検出手段を用い、
   該判定手段が、該回転角の代わりに該ヨー方向角速度の
   変化頻度を用い、該変化頻度が該変化頻度に対応した覚
   醒度の判定基準となる閾値を下回ったとき居眠り運転で
   あると判定することを特徴とした居眠り運転検知装置。
5. 【請求項５】請求項１乃至４のいずれかにおいて、さら
   に車両の運転操作の変化を検出する運転操作検出手段を
   備え、該判定手段が、該運転操作検出手段から該運転操
   作の変化があったことを知らされたとき、該閾値の変化
   を所定時間だけ停止又は低下させることを特徴とした居
   眠り運転検知装置。
6. 【請求項６】請求項１乃至４のいずれかにおいて、さら
   に車両の運転操作の変化を検出する運転操作検出手段を
   備え、該判定手段が、該運転操作検出手段から該運転操
   作の変化があったことを知らされたとき、該閾値を所定
   値だけ元に戻すことを特徴とした居眠り運転検知装置。
7. 【請求項７】請求項６において、該判定手段が、該閾値
   の変化に制限を設けたことを特徴とする居眠り運転検知
   装置。
8. 【請求項８】請求項１乃至７のいずれかにおいて、該時
   間測定手段の代わりに車両の走行距離を計測する走行距
   離測定手段を用い、該走行距離の経過に応じてに閾値を
   変化させることを特徴とした居眠り運転検知装置。