JPH11227489A - 車両の危険運転判定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】車両の挙動検出信号に基づき車両の走行安定度
を求め、該走行安定度と閾値とを比較することにより危
険運転を判定する車両の危険運転判定装置において、該
走行安定度を求めるための積分範囲による積分値のバラ
ツキを無くす。 【解決手段】車両挙動検出データを学習区間内で移動積
分してその平均値を走行安定度として求め、該平均値或
いはこの平均値から求めた標準偏差に基づいて閾値を決
定しこの閾値に基づいて危険運転の判定を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両の危険運転判定
装置に関し、特に車両の走行安定度が低下した時に危険
運転と判定する装置に関するものである。

【０００２】近年、社会的に安全意識が高まり、交通事
故を未然に防ぐ安全装置が望まれるようになって来てお
り、居眠りや疲労、よそ見等の危険運転は、重大事故の
主要因の一つである。これらの危険運転を検知できれ
ば、事故発生を未然に防ぐことができるので、多くの研
究機関や自動車会社ではこれらの危険運転判定装置の研
究に取り組んでいる。

【０００３】

【従来の技術】従来の危険運転判定装置としては、直
接的に運転者の危険状態を判定するものと、車両の走
行安定度が低下した状態を判定することにより運転者の
危険状態を間接的に推定するもの、とが知られている。

【０００４】前者は、例えば特開平１−２５０２２１
号公報に示す如く、居眠り運転判定装置や疲労判定装置
であり、従来より知られている判定手法は、運転者の脳
波や瞬き等の生理情報を用いるものである。

【０００５】後者は、例えば特開昭５２−２５３３６
号公報に示す居眠り検知装置がある。この居眠り検知装
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
が行われなくなり車両が左右にフラフラすることを利用
している。すなわち、所定の検出角度に対するステアリ
ングホイール操舵角の逸脱頻度（走行安定度＝蛇行度合
い）を検出し、これを覚醒時に期待される基準頻度（閾
値）と比較することで正常運転か居眠り運転かを判別す
る走行安定度低下判定手段が用いられる。

【０００６】いずれの方式も、居眠り運転の検知精度
は、用いたセンサの居眠り検知感度と外乱等のノイズに
対する頑健性が重要である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方式の場合、その走行安定度低下判定手段を、車両の
危険運転判定装置としてそのまま実際の車両に装着する
と、車両の走行安定度低下状態と運転者の危険状態とが
必ずしも一対一で対応していない場面で発生する。すな
わち、運転者の状態が正常であるにも関わらず、実際の
車両では、音、振動、熱の問題があり、さらに、天候、
路面条件、交通状況、運転者の特性などが全て外乱とし
て誤検出の要因となってしまう。

【０００８】誤検出の回数が多くなり過ぎると装置に対
する信頼感が著しく低下し、肝心の場面で警報の意味を
持たなくなる恐れがある。したがって、誤報の回数削減
は、危険運転判定装置の精度向上のために必要不可欠で
ある。

【０００９】誤報を減らす方法として、車両の危険運転
判定装置としての判定閾値を上げて警報を出難くする方
法が考えられるが、それでは本当に危険運転になった時
の判定が遅れたり、洩れたりするので安全上問題があ
る。逆に、車両の危険運転判定装置の判定閾値を下げて
警報を出易くし、危険運転の判定が早くできるようにす
ると、今度は誤報も増加してしまう。

【００１０】そこで、このような判定閾値を求めるため
の技術が、例えば特開昭６０−１５７９２７号公報や特
開平６−１０７０２９号公報に示されている。これらの
従来技術においては、車両の運転開始時に連続して検出
された車両の挙動状態を示すヨーレートやステアリング
ホイールの回転角などの信号から所定の危険運転に関係
する周波数成分を取り出し、その絶対値を積分した値
（図１（１）の網掛け部分）、又はその平均値により閾
値を決定している。

【００１１】しかしながら、この場合の積分値は、同図
（１）に示すように、一定間隔毎に行うものであり、各
積分範囲が独立しており重なる部分が無いので積分値毎
のバラツキが大きいという問題がある。

【００１２】したがって、本発明は上記の問題点に鑑
み、車両の挙動検出信号に基づき車両の走行安定度を求
め、該走行安定度と閾値とを比較することにより危険運
転を判定する車両の危険運転判定装置において、該走行
安定度を求めるための積分範囲による積分値のバラツキ
を無くすことを目的とする。

【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、本発明に係る車両の危険運転判定装置では、該走行
安定度低下判定手段が、該検出信号のデータから該走行
安定度として学習区間内で移動積分値の平均値を求め、
該平均値に基づいて該閾値を決定することを特徴として
いる。

【００１４】すなわち、本発明においては、積分範囲が
一部重なるようにするため、同図（２）に示すように一
定時間間隔で移動積分を行う。そして、この移動積分の
値の平均値を求め、以てその平均値に基づいて走行安定
度の閾値を決定している。したがって、積分値のバラツ
キが少なくなるため、閾値としてより適切な値を得るこ
とが出来る。

【００１５】また本発明においては、上記の平均値に基
づく閾値の代わりに、該移動積分値の平均値からさらに
標準偏差を求めるとともに該標準偏差に基づいて該閾値
を決定することもできる。

【００１６】すなわち、運転者が覚醒時に例えばステア
リングホイールを操作する場合、ステアリングホイール
の遊びを利用してステアリングホイールを殆ど動かさな
い人と、逆に絶えずステアリングホイールを微調整しな
がら運転を行う人とがあり、両者の場合には、移動積分
値の変化の幅は異なるものの、平均値を取るとほぼ同じ
になる為、閾値が等しくなってしまう。

【００１７】したがって、正常運転であるにも関わら
ず、後者の運転者の場合には走行安定度が閾値を越えて
しまう場合が発生し、煩わしいだけでなく装置としての
信頼性を損なうことになる。

【００１８】これを避けるため、本発明では、移動積分
値の平均値を求めた後、さらに標準偏差を求める。そし
て、この標準偏差に基づいて閾値を決定すれば、走行安
定度の移動積分値が変動しても、すぐにその影響を受け
ることがなくなる。

【００１９】なお、本発明においては、さらに車速検出
手段を備え、該車速検出手段の出力信号から所定値以上
の車速が所定時間以上継続して車速が安定したと判断で
きるときのみ、該走行安定度低下判定手段が該危険運転
の判定を行ってもよい。

【００２０】また、さらに定常運転検出手段を備え、該
定常運転検出手段が車両の定常運転状態を検出して運転
状態が安定したと判断できるときのみ、該走行安定度低
下判定手段が該危険運転の判定を行ってもよい。

【００２１】また、さらに該車両挙動検出手段の出力信
号の危険運転に関係する周波数成分を取り出すフィルタ
を備え、該走行安定度低下判定手段が、該フィルタから
取り出されたデータから走行安定度を求めてもよい。

【００２２】また、該車両挙動検出手段は、車両のヨー
方向角速度検出手段、ステアリングホイールの回転角検
出手段、横加速度検出手段、及び走行軌跡測定手段のい
ずれかであればよい。さらに、上記の危険運転は、居眠
り運転を含むものである。

【００２３】

【発明の実施の形態】図２は、本発明に係る車両の危険
運転判定装置の実施例を示したものである。この実施例
では特に危険運転判定装置として居眠り運転検知装置を
用いている。図中、１は車両の挙動を検出する車両挙動
検出手段としての操舵角センサであり、この操舵角セン
サの他に、車両のヨー方向角速度センサ、車両の横加速
度センサ、又は走行軌跡測定手段を用いてもよいが、こ
の実施例では代表的なものとして操舵角センサを用いて
いる。

【００２４】また、２は車速センサ、３は運転者による
ウインカ操作を監視するウインカ操作監視センサ、４は
運転者によるブレーキ操作を監視するブレーキ操作監視
センサである。５は、これらのセンサ１〜４の出力信号
を入力して図３に示す信号処理を行う走行安定度低下判
定手段としての信号処理部（ＥＣＵ）であり、６は、信
号処理部５の出力信号により警報を発する警報装置であ
る。

【００２５】図３は、図２に示した信号処理部５に格納
され且つ実行されるプログラムのフローチャートを示し
たもので、以下、このフローチャートを参照して図２の
実施例の動作を説明する。

【００２６】まず、この図３のフローチャートはエンジ
ンが始動されることにより実行開始される一定周期のル
ーチンであり、大きく分けてステップＳ１〜Ｓ１０が閾
値の学習フローであり、ステップＳ１１〜Ｓ１６が居眠
り運転判定フローとなっている。

【００２７】閾値学習フロー（ステップＳ１〜Ｓ１０） まず、信号処理部５は車速センサ２の出力信号に基づ
き、所定車速以上の状態が所定時間継続したか否かを判
定する（ステップＳ１）。これは、車速が安定したか否
かをチェックするステップであり、発進後車速が安定す
るまでは正確な閾値を求めることができないからであ
る。

【００２８】次に、車速が安定しても運転状態が安定す
るまではやはり正確な閾値を求めることはできないの
で、定常運転か否かをチェックする（ステップＳ２）。
これは具体的には、ウインカ操作監視センサ３及びブレ
ーキ操作監視センサ４の操作状況を監視し、当該操作さ
れてから所定時間は定常運転ではないと判断される。ま
た、ヘッドライトなどの操作監視センサを更に加えても
よい。例えば、車線変更、トンネル内走行時には通常走
行と比べ運転状態が変化するため、この時に閾値を定め
ると正確な居眠り運転判定ができなくなるからである。

【００２９】次に、後述するタイマｔ及び変数ｎをリセ
ットしておく（ステップＳ３）。この後、信号処理部５
は操舵角センサ１の出力信号を入力する（ステップＳ
４）。この出力信号の波形が図４（１）に示されてい
る。横軸は時間、縦軸は操舵角をそれぞれ示している。

【００３０】このようにして入力した操舵角をバンドパ
スフィルタ（ＢＰＦ）に通し、所望の周波数成分信号を
得るためのスムージング処理を行う（ステップＳ５）。
これは、この実施例においては居眠り運転検知を行うた
めの周波数成分を得るためである。この時の波形が図４
（２）に示されている。

【００３１】このようにして、バンドパスフィルタから
取り出されたデータに対し、移動積分処理を実行する
（ステップＳ６）。この移動積分処理自体については特
開平８−２５５６９０号公報などに示されている通り、
周知の手法である。これは、すでに説明した図１に示す
ように、同図（１）での通常積分の範囲は一定区間づつ
重ならずに行われているが、同図（２）に示す移動積分
の場合には、積分範囲が同じ時間だけオーバーラップし
た形になっている。

【００３２】このようにして求められた移動積分値Ａｎ
を信号処理部５に内蔵したメモリ（図示せず）記憶して
おく（ステップＳ７）。そして、タイマｔが一定の学習
時間Ｔを越えたか否かを判定し（ステップＳ８）、最初
は当然学習時間Ｔを越えていないので、タイマｔを
“１”だけインクリメントすると共に、変数ｎも“１”
だけインクリメントして（ステップＳ１０）、ステップ
Ｓ４に戻る。

【００３３】このようにして、ステップＳ４〜ステップ
Ｓ７の処理を、例えば図１（２）に示す移動積分回数だ
け実行した結果、タイマｔが学習時間Ｔを越えた時、閾
値Ａthを演算する（ステップＳ９）。

【００３４】ここで、閾値Ａthは下記の２通り考えるこ
とができる。 (1) まず第１の方法として、ステップＳ７で記憶した移
動積分値Ａｎを学習時間Ｔ分だけ合計して且つその平均
値を求める。そしてこの平均値に一定の係数（例えば
１．５）を掛けることにより閾値Ａthを求める。

【００３５】すなわち、図５（１）に示すように、学習
区間Ｔを経由することにより、実線で示す平均値Ａavを
求めることができ、この平均値Ａavに係数１．５を乗算
することにより、点線で示す閾値Ａthが求められる。

【００３６】(2) 第２の方法としては、ステップＳ７で
求めた移動積分値Ａｎを合計してその平均値を算出する
ところまでは上記の方法(1)と同様であるが、この平均
値に基づいてさらに標準偏差Ｓを求め、この標準偏差Ｓ
に任意の係数（例えば「３」）を乗算し、これに上記の
平均値Ａavを加算した値を閾値とする。

【００３７】このように閾値を決定する理由は次のとお
りである。上記の方法(1)の場合、同図（１）に示した
様に、移動積分値が波形で示すように変動が少ない場
合も、波形で示すように変動が大きい場合も平均値Ａ
avは同じ値を示すことになる。

【００３８】そして、この結果、閾値Ａthは図示の如く
移動積分波形においてこの閾値Ａthを越えるので、こ
こで信号処理部５は警報装置６を駆動してアラームを発
生することになる。

【００３９】しかしながら、移動積分波形とは実質
的に運転者は正常である場合が多く、但し、運転者の特
性により、波形の場合には非常にステアリングホイー
ルの操舵が小さい人の場合であり、波形の場合には大
きい人の場合を示しているに過ぎない。したがって、正
常であるにもかかわらず、波形に場合には誤報（誤検
出）が生じてしまい煩わしいだけではなく装置の信頼性
に欠けることになる。

【００４０】そこで、上記の方法(2)に示すように、平
均値Ａavからさらにその標準偏差Ｓを求め、さらにこの
標準偏差Ｓに一定の倍数をかけて平均値Ａavに加算すれ
ば、同図（２）に示すように波形の閾値Ａth1には波
形が達せず誤報を生ずることは無い。また、波形の
場合も閾値Ａth2には波形が届くことは無く、やはり
同様に誤報を生ずることが無くなる。

【００４１】このように、上記の方法(2)の場合には平
均値のみ考慮することにより移動積分値がばらついても
同じような閾値となってしまうような状態を回避するこ
とができ、特に移動積分値のバラツキが大きい場合に誤
報の可能性を除去することが可能となる。

【００４２】居眠り運転判定フロー（ステップＳ１１〜
Ｓ１６） 上記のステップＳ１〜Ｓ１０により学習区間Ｔでの閾値
演算が終了した後、居眠り運転判定フローが実行され
る。すなわち、上記のステップＳ４〜Ｓ７と同様に、操
舵角信号の入力（ステップＳ１１）と、スムージング処
理（ステップＳ１２）と、移動積分処理（ステップＳ１
３）と、その移動積分値Ｂｎの演算処理（ステップＳ１
４）とが実行される。

【００４３】そして、このようにして求めた移動積分値
Ｂｎと、ステップＳ９で演算した閾値Ａthとを比較し
（ステップＳ１５）、Ｂｎ＞Ａthでないときにはステッ
プＳ１１に戻って次の移動積分演算を行うが、Ｂｎ＞Ａ
thになった時には信号処理部５は警報装置６を駆動して
警報出力を発生させる（ステップＳ１６）。この後、ス
テップＳ１１へ戻り、引き続き警報ルーチンを実行す
る。

【００４４】なお、車両挙動検出手段として車両の走行
軌跡から蛇行の偏差量を求めるための走行軌跡測定手段
を用いる場合には、走行軌跡測定手段として挙げられる
画像入力手段では、周知の如く、車両が走行する道路上
の車線を含む画像を取り込み、この取り込んだ画像を信
号処理手段（図示せず）で画像処理し、車線の位置を特
定する。

【００４５】そして、信号処理部５において車両中心と
車線中心との相対位置偏差を求めれば、車両の走行軌跡
を知ることができる。このようにして求めた走行軌跡の
絶対値の積分値等により走行安定度を求める。

【００４６】また、走行軌跡測定手段としては、画像入
力手段の他、磁気信号入力手段を用いることもできる。
磁気信号を発するものは、予め道路に連続して設置され
た磁気コイル等が挙げられる。

【００４７】この場合、車両の磁気信号入力手段で磁気
コイルの信号を検出し、信号処理手段で周知の如く車両
と磁気コイルとの相対位置を連続的に求めて行けば、車
両の走行軌跡を求めることができる。

【００４８】また、画像入力手段の代わりに電波信号入
力手段を用いることもできる。電波信号を発するものと
しては、ＧＰＳの衛星が挙げられる。信号処理手段で
は、ナビゲーションシステムで周知の如く位置検出する
のと同様に、車両の位置を求める。以後の作動原理は、
画像入力手段を用いた場合と同様である。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る車両の
危険運転判定装置によれば、車両挙動検出データを学習
区間内で移動積分してその平均値を走行安定度として求
め、該平均値或いはこの平均値から求めた標準偏差に基
づいて閾値を決定しこの閾値に基づいて危険運転の判定
を行うように構成したので、車両挙動検出信号のデータ
を積分又はその平均をとった場合のバラツキをなくすこ
とができ、より正確な危険運転判定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車両の危険運転判定装置の原理説
明図である。

【図２】本発明に係る車両の危険運転判定装置の実施例
を示したブロック図である。

【図３】本発明に係る車両の危険運転判定装置に用いら
れる走行安定度低下判定手段としての信号処理部で実行
される制御プログラムのフローチャート図である。

【図４】本発明に係る車両の危険運転判定装置において
得られる実際の操舵角信号をバンドパスフィルタに通す
前後の波形図である。

【図５】本発明に係る車両の危険運転判定装置における
閾値を説明するための波形図である。

【符号の説明】

１ 操舵角センサ ２ 車速センサ ３ ウインカ操作監視センサ ４ ブレーキ操作監視センサ ５ 信号処理部（ＥＣＵ） ６ 警報装置 図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の挙動を検出する車両挙動検出手段の
   検出信号に基づき走行安定度低下判定手段が車両の走行
   安定度を求め、該走行安定度と閾値とを比較することに
   より危険運転を判定する車両の危険運転判定装置におい
   て、 該走行安定度低下判定手段が、該検出信号のデータから
   該走行安定度として学習区間内で移動積分値の平均値を
   求め、該平均値に基づいて該閾値を決定することを特徴
   とした車両の危険運転判定装置。
2. 【請求項２】請求項１において、 該平均値に基づく閾値の代わりに、該移動積分値の平均
   値からさらに標準偏差を求めるとともに該標準偏差に基
   づいて決定した閾値を用いることを特徴とした車両の危
   険運転判定装置。
3. 【請求項３】請求項１又は２において、 さらに車速検出手段を備え、該車速検出手段の出力信号
   から所定値以上の車速が所定時間以上継続したときの
   み、該走行安定度低下判定手段が該危険運転の判定を行
   うことを特徴とした車両の危険運転判定装置。
4. 【請求項４】請求項３において、 さらに定常運転検出手段を備え、該定常運転検出手段が
   車両の定常運転状態を検出したときのみ、該走行安定度
   低下判定手段が該危険運転の判定を行うことを特徴とし
   た車両の危険運転判定装置。
5. 【請求項５】請求項１乃至４のいずれかにおいて、 該車両挙動検出手段の出力信号の危険運転に関係する周
   波数成分を取り出すフィルタをさらに備え、該走行安定
   度低下判定手段が、該フィルタから取り出されたデータ
   から走行安定度を求めることを特徴とした車両の危険運
   転判定装置。
6. 【請求項６】請求項１乃至５のいずれかにおいて、 該車両挙動検出手段が、車両のヨー方向角速度検出手
   段、ステアリングホイールの回転角検出手段、横加速度
   検出手段、及び走行軌跡測定手段のいずれかであること
   を特徴とした車両の危険運転判定装置。
7. 【請求項７】請求項１乃至６のいずれかにおいて、 該危険運転が、居眠り運転であることを特徴とした車両
   の危険運転判定装置。