KR100418736B1

KR100418736B1 - 차량용운전상황감시장치

Info

Publication number: KR100418736B1
Application number: KR1019960051729A
Authority: KR
Inventors: 고이치 고지마
Original assignee: 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
Priority date: 1995-11-06
Filing date: 1996-11-04
Publication date: 2004-06-12
Also published as: JPH09132052A; JP3686465B2; US5694116A; KR970026273A

Abstract

본 발명에 따르면, 운전자의 운전 상황 판정의 정확도를 향상시킴과 더불어, 보다 적절한 대응 조치를 취할 수 있는 차량용 운전 상황 장치를 제공한다. 운전자의 각성도 레벨 X를 검출하여(S1), X값이 소정의 범위 내(X1<X

Description

차량용 운전 상황 감시 장치

본 발명은 차량 운전자의 운전 상황을 감시하여, 감시 결과에 따라 경보 등을 발생시켜 졸면서 하는 운전을 방지하는 차량용 운전 상황 감시 장치에 관한 것이다.

차량의 운전자에 대해서 일정한 주기로 경보음을 발생시켜, 그 경보음에 대한 운전자의 응답 음성의 레벨이 소정치 이하일 때에만 경보음의 발생을 정지하도록 하는 차량용 운전 상황 감시 장치(제1 종래장치)가 종래부터 알려져 있다(일본 특허 공개 소화 제61 - 24209호 공보).

또, 운전자의 상체 위치, 피부 전위 등의 생체 정보를 검출하여, 이 검출된 생체 정보에 근거하여 운전자의 각성도를 판정하고, 각성도가 저하했을 때에는 경보를 발생시키도록 한 운전 상황 감시 장치(제2 종래장치)도 여러가지 제안되어 있다(예컨대, 일본 특허 공개 평성 제4-75560호 공보, 일본 특허 공개 평성 제5-24460호 공보 등).

그러나 상기한 제1 종래장치에서는 일정한 주기로 경보음을 발생시키기 때문에, 운전자의 습관에 따라서 운전자를 각성시키는 효과가 약해진다고 하는 문제가있다. 또, 운전자의 각성도가 저하한 경우라도 일정한 주기로 경보음이 발생할 뿐이기 때문에, 대응 조치로서는 불충분하였다. 또, 제2 종래장치에서는 각성도가 실제로는 저하하지 않았는데도 저하되었다고 잘못된 판정을 행하는 경우가 있어서, 운전자에게 번거로움을 주는 경우가 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 운전자의 운전 상황 판정의 정확함을 향상시킴과 더불어, 검출된 운전 상태에 대해서 보다 적절한 대응 조치를 취할 수 있는 차량용 운전 상황 감시 장치를 제공하는 데에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해서 본 발명에 의하면, 본 발명의 상기 내용 및 그 밖의 목적, 특징 및 이점은 첨부한 도면에 근거한 다음의 상세한 설명에 의해 한층 분명해질 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 운전 상황 감시 장치의 구성을 나타내는 블록도.

도 2는 도 1의 판단 유닛에 있어서의 운전 상황 감시 루틴의 흐름도.

도 3은 도 2의 각성도 검출 유닛에 있어서의 각성도 검출 서브 루틴의 흐름도.

도 4A는 요율(YR)의 추이를 나타내는 도면.

도 4B는 요각(YA)의 추이를 나타내는 도면.

도 4C는 수정 요각(YA)의 추이를 나타내는 도면.

도 4D는 횡 변위 미분량(DYK)의 추이를 나타내는 도면.

도 4E는 횡 변위량(TK)의 추이를 나타내는 도면.

<도면의주요부분에대한부호의설명>

1 : 판단 유닛

2 : 마이크로폰

3 : 음성 인식 유닛

4 : 각성도 검출 유닛

5 : 주행 시스템

6 : 차재기기

7 : 음성 합성 유닛

8 : 스피커

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 운전 상황 감시 장치를 포함하는 차량 탑재 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 1에 있어서, 참조부호(1)는 운전 상황의 판단 및 판단한 결과에 근거한 대응 조치의 실행을 제어하는 판단 유닛(1)이며, 이 판단 유닛(1)에는 마이크로폰(2)으로부터 입력되는 음성 신호에 근거하여 음성을 인식하고, 인식한 결과를 판단 유닛(1)에 입력하는 음성 인식 유닛(3)과, 운전자의 각성도를 검출하는 각성도 검출 유닛(4)과, 당해 차량의 위치를 지도상에 표시하거나, 경로, 휴식 등을 안내하는 주행 시스템(5)과, 공조 장치, 카오디오, 파워 윈도우 등의 차재 기기(6)와, 당해 차량을 구동시키는 엔진을 제어하는 전자 제어 유닛[9: 이하 'ECU'라 칭함]이 접속되어 있다. 음성 인식 유닛(3)에는 마이크로폰(2)이 접속되어 있으며, 마이크로폰(2)은 당해 차량 운전자의 음성을 음성 신호로 변환하여, 그 음성 신호를 음성 인식 유닛(3)에 입력한다.

판단 유닛(1)에는 또한 음성 신호를 합성하는 음성 합성 유닛(7)이 접속되어 있으며, 음성 합성 유닛(7)은 판단 유닛(1)으로부터의 명령에 따라서 스피커(8)를 매개로 음성을 출력한다.

각성도 검출 유닛(4)은 당해 차량의 요율[yaw rate: YR] 및 차의 속도(V)를 검출하고, 검출한 요율(YR) 및 차의 속도(V)에 근거하여 차량 주행의 기준선과 그 기준선에서 벗어났음을 나타내는 파라미터(편차량)를 산출한다. 그리고, 그 편차량에 따라서 각성도 레벨 X를 산출하여 판단 유닛(1)에 입력한다. 이 각성도 레벨 X의 검출 수법은 후술한다. 한편, 상기 편차량은 그 값이 증가할수록 각성도가 저하했다는 것을 나타내기 때문에, 각성도 레벨 X는 편차량이 증가할수륵 감소하도록 설정된다.

도 2는 판단 유닛(1)에 있어서의 운전 상태 감시 루틴의 흐름도이다.

우선, 단계(S1)에서는 운전자의 각성도 레벨 X를 검출하고, 이어서 그 X값이 제2 소정 레벨 X2보다 높은지의 여부를 판별한다[단계(S2)]. 그리고, X>X2로 운전자가 안전 운전하기에 충분한 각성도일 때에는 정상이라고 판정하여 단계(S1)로 되돌아가고, XX2일 때에는 또한 각성도 레벨 X가 제2 소정 레벨 X2보다 작은 제1 소정 레벨 X1보다 높은지의 여부를 판별한다[단계(S3)]. 그 결과, XX1로 운전자의각성도가 상당히 저하되어 있을 때에는 이상이라고 판정하여 곧 바로 단계(S16)로 나아가, 레벨(2)의 경보를 발생시킴과 더불어, 소정의 장애시 안전(fail-safe) 처리를 실행한다. 레벨(2)의 경보는 후술하는 레벨(1)의 경보보다 볼륨을 크게 한 경보이다. 또, 장애시 안전 처리로서는, 예를 들어 엔진에 공급하는 연료량을 점차 줄이는 등, 엔진 출력을 서서히 저하시키는 처리를 행한다.

단계(S3)의 답이 긍정(YES), 즉 X1<XX2으로 각성도가 약간 저하한 상태(주의 레벨의 상태)일 때에는 운전자에게 음성에 의한 질문, 예를 들어 "근처의 휴게소를 안내할까요?"라는 질물을 한다[단계(S4)]. 그리고, 음성 인식 유닛(3)에 의한 인식 결과를 참조하여[단계(S5)], 그 질문에 대해서 회답이 있었는지를 판별한다[단계(S6)]. 회답이 있었을 때에는 카운트값(N)을 늘리고[단계(S7)], 이 N값이 소정값(α)보다 큰지의 여부를 판별한다[단계(S8)]. 한편, 카운트값(N)은 처음에는 '0'으로 설정되어 있다.

단계(S8)에서 Nα일 때에는 단계(S1)로 되돌아간다. 여기서, 각성도 레벨 X가 질문에 답함으로써 상승하고, X>X2가 되었을 때에는 단계(S1 및 S2)를 반복하는 대기 상태로 되돌아가는 한편, X1<XX2의 상태가 계속되고 있을 때에는 단계(S4)에서는 전회의 질문과는 상이한 질문, 예를 들어 앞서의 질문["근처의 휴게소를 안내할까요?"라는 질물]에 대한 답이 긍정일 때에는 "서비스 구역과 주차 구역 어느 쪽이 좋습니까?"라고 질문하며, 앞서의 질물에 대한 답이 부정일 때에는, 예를 들어 "예정대로 ○○의 휴식으로 좋겠습니까?"라고 질문한다.

그런 다음 단계(S8)에서 N>α가 되면, 단계(S9)에서 다시 각성도 레벨 X를 검출하여, X값이 제2 소정 레벨 X2보다 큰지의 여부를 판별한다[단계(S10)]. 그 결과 X>X2가 되어 있으면 단계(S1)으로 되돌아가고, XX2라면 레벨(1)의 정보를 출력한다. 레벨(1)의 경보는 레벨(2)의 경보보다 볼륨을 작게 하며, 또 소정의 장애시 안전 처리로서, 예를 들어 주행 시스템(5)에 의해 근처의 휴게소(서비스 구역 또는 주차 구역)나 그 경로를 나타내는 지도를 표시하여 운전자에게 휴식을 권하는 휴식 안내를 행한다.

상기 단계(S6)에서 운전자의 회답이 없었을 때에는 처음에는 '0'으로 설정되어 있는 카운트값(M)을 상승시켜[단계(S12)], M값이 소정값(β)보다 큰지의 여부를 판별한다[단계(S13)], 그리고 Mβ일 때에는 단계(S1)로 되돌아간다. 여기서, X1<XX2인 상태가 계속되고 있을 때는 단계(S4)에서는 앞서의 질문과 동일한 질문을 행한다.

질문에 회답이 없는 상태가 계속되고, M>β가 되었을 때에는 단계(S14)에서 다시 각성도 레벨 X를 검출하여, X값이 제2 소정값 X2보다 높은지의 여부를 판별한다[단계(S15)]. 그 결과, X>X2일 때는 단계(S1)으로 되돌아가고, XX2일 때에는 단계(S16)으로 나아가, 레벨(2)의 경보를 발생시킴과 더불어 소정의 장애시 안전처리를 행한다.

이상과 같이 이 실시예에서는 검출한 운전자의 각성도 레벨 X에 근거하여 운전자에게 질문을 하고, 그에 대한 운전자의 반응 상황에 따라서 경보나 엔진 출력을 점차 줄이도록 하였기 때문에, 단순히 각성도 레벨에 의해서만 운전 상황을 판정하는 경우에 비해서 판정의 정확도를 향상시킴과 더불어, 적절한 대응 조치를 취할 수 있다. 또, 질문을 함으로써 운전자의 각성도를 높이는 효과도 발휘한다.

한편, 도 2의 단계(S4)에 있어서의 질문으로는 차재 기기의 동작 상황 또는 조작 상황에 관한 질문을 행하여도 좋다. 예를 들면, "창문을 열까요?"라는 파워 윈도우에 관한 질문, "볼륨은 적절합니까?"라는 오디오 기기에 관한 질문, "온도는 적절합니까?"라는 공조 장치에 관한 질문을 행하여, 그 회답 내용에 따른 작동을 제어하도록 하여도 좋다. 또한, 상기 질문으로서 주행 시스템(5)의 경로 안내 또는 도로 정보에 관한 질문을 하여도 좋다.

또, 단계(S11 또는 S16)에 있어서의 장애시 안전 처리로서 공조 장치의 설정 온도를 저하시키거나 창문을 열거나 하여 운전자의 각성도를 높이는 조치를 강구하도록 하여도 좋다.

이어서 각성도 검출 유닛(4)에 있어서의 각성도의 검출 수법을 설명한다.

도 3은 검출한 요율(YR) 및 차의 속도(V)에 근거하여 차량 주행의 기준선과 그 기준선에서 벗어났음을 나타내는 파라미터[편차량(ΔDIFI)]를 산출하고, 그 편차량(ΔDIFI)에 따라서 각성도 레벨 X를 산출하는 각성도 검출 서브 루틴의 흐름도이며, 본 처리는 각성도 검출 유닛(4)에 의해 도 2의 단계(S1, S9 및 S14)에서 실행된다.

우선 단계(S21)에서는 현재부터 과거 T1 기간(예컨대, 30초간)의 요율(YR) 및 차의 속도(V)를 T2 주기(예컨대, 10초)마다 읽어들이고, 이어서 기준선의 산출[단계(S22)] 및 횡 변위 미분량(DYK)의 산출을 다음과 같은 식으로 실시한다[단계(S23)].

우선, 입력된 요율[YR: 도 4A 참조]를 시간 적분하여 요각[YA: 도 4B 참조]으로 변환하고, 또한 이 요각(YA)의 데이타에 근거하여 기준선(도 4B의 점선 참조)을 산출한다. 이 산출은 구체적으로는 다음과 같이 주지의 최소 제곱법을 이용하여 행한다.

예를 들면, 시각(t1, t2, t3)에 있어서 요각(YA1, YA2, YA3)이라는 데이타가 얻어졌다고 하면 기준선을 1차식으로 근사하는 경우에는,

로 한다. 여기서, e1- e3는 나머지의 차이며, 이들 나머지 차의 제곱 합계가 최소가 되도록 b1, b2를 결정한다. 또 2차식으로 근사하는 경우에는,

로 하여, 나머지 차의 제곱합계가 최소가 되도록 b1 내지 b3을 결정한다. 또 3차식으로 근사하는 경우에는,

로 하여, 나머지 차의 제곱 합계가 최소가 되도록 b1 내지 b4를 결정한다.

한편, 데이타의 수가 많은 경우에는 동일한 식으로 하여 더욱 차수를 올려 근사를 행한다.

이 실시예에서는 우선 1차식에서 기준선을 구하고, 요각(YA)으로부터 기준선에 대응하는 기준 요각을 빼고 수정 요각[YAM: 도 4C 참조]을 산출하며, 이어서 수정 요각(YAM) 및 차의 속도(V)를 하기의 수학식 10에 적용하여 횡 변위미분량[DYK: 도 4D 참조]을 산출한다.

도 3을 다시 참조하면, 이어지는 단계(S24)에서는 횡 변위 미분량(DYK)의 최대값(DYKMAX)과 최소값(DYKMIN)의 차가 소정값(α1)보다 작은지 여부를 판별하여, (DYKMAX-DYKMIN)α1일 때에는 단계(S22)로 되돌아가고, 기준선의 근사 차수를 1차 올려서 다시 기준선의 산출을 행하며, 단계(S24)의 답이 긍정(YES)이 될 때까지 반복한다.

한편, (DYKMAX-DYKMIN)α1이라고 하더라도 기준선의 근사 차수가 소정 차수에 달했을 때에는 기준선의 산출을 종료하도록 하여도 좋다.

단계(S24)에서 (DYKMAX-DYKMIN)<α1이 되면, 단계(S25)로 나아가 편차량(ΔDIFI)을 산출한다.

여기서 편차량(ΔDIFI)은, 예를 들어 도 4D에 사선을 그은 부분의 면적[횡편위 미분량(ΔDIFI)의 절대값인 시간 적분치]로서 산출하는데, DYK값의 표준 편차나 최대값과 최소값과의 차를 이용하여도 된다.

이어서, 이 편차량(ΔDIFI)에 따라서 각성도 레벨 X를 산출하여[단계(S26)], 이 처리를 종료한다. 여기서 작성도 레벨 X는 편차량(ΔDIFI)이 증가할수록 감소하도록 설정된다.

이와 같이 도 3의 처리에 의하면, 차량의 거동에 근거하여 운전자의 각성도를 판정할 수 있다.

한편, 예를 들어 일본 특허 공개 평성 제5-24460호 공보에 개시되어 있는 것과 같이 운전자의 피부 전위에 근거하여 각성도를 검출하거나, 일본 특허 공개 평성 제5-96971호 공보에 개시되어 있는 것과 같이 운전자의 뇌파, 얼굴의 표정, 체온 등의 생체 정보에 근거하여 각성도를 검출하도록 하여도 좋다.

이상 상술한 것과 같이 본 발명에 의하면, 운전자의 운전 상황의 판정 결과에 근거하여 운전자에 대해서 음성 정보의 출력이 이루어지고, 그 때의 운전자의 반응 상황에 따라서 경보, 휴식 안내 및 차량 제어 중 적어도 하나가 실행되기 때문에, 운전자의 운전 상황 판정의 정확도를 향상시킴과 더불어, 보다 적절한 대응 조치를 취할 수 있다.

Claims

차량용 운전 상황 감시 장치로서,

차량 운전자의 운전 상황을 판정하는 운전 상황 판정 수단과;

상기 운전자에 대해서 음성 정보를 출력하는 음성 정보 출력 수단과;

상기 운전자가 발하는 음성을 인식하는 음성 인식 수단과;

상기 운전 상황 판정 수단에 의한 운전자의 운전 상황의 판정 결과에 따라서 상기 음성 정보 출력 수단으로 상기 음성 정보를 출력시키고, 상기 음성 인식 수단에 의한 음성 인식의 결과에 근거하여 상기 음성 정보에 대한 상기 운전자의 반응 상황을 판단하며, 상기 판단에 따라 경보, 휴식 안내 및 차량 제어 중 적어도 하나의 대응 조치를 행하는 제어 수단으로 이루어지는 차량용 운전 상황 감시 장치.
제1항에 있어서, 상기 차량은 주행 시스템을 탑재하고, 상기 제어 수단은 상기 음성 정보로서 상기 주행 시스템의 경로 안내 또는 도로 정보를 상기 운전자에게 대해서 상기 음성 정보 출력 수단으로 출력시키는 운전 상황 감시 장치.
제1항에 있어서, 상기 차량은 차재 기기를 탑재하고, 상기 제어 수단은 상기 음성 정보로서 상기 차재 기기의 동작 상황 또는 조작 상황에 관한 정보를 출력하도록 상기 음성 정보 출력 수단을 제어하는 운전 상황 감시 장치.
제1항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 음성 정보 출력 수단으로 상기 음성 정보를 복수회 출력시키고, 상기 복수회의 음성 정보 출력에 대한 운전자의 반응 상황에 따라 상기 적어도 하나의 대응 조치의 제어 내용을 결정하는 운전 상황 감시 장치.
제1항에 있어서, 상기 차량은 차재 기기를 탑재하고, 상기 제어 수단은 상기 운전자의 반응 상황에 따라 차재 기기의 작동을 제어하는 운전 상황 감시 장치.
제3항에 있어서, 상기 차량은 차재 기기를 탑재하고, 상기 제어 수단은 상기 운전자의 반응 상황에 따라 차재 기기의 작동을 제어하는 운전 상황 감시 장치.
제3항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 운전자의 반응 상황에 따라 상기 차재 기기의 작동을 제어하는 운전 상황 감시 장치.
제4항에 있어서, 상기 차량의 속도를 검출하는 차량 속도 검출 수단 및 상기 차량의 요율을 검출하는 요율 검출 수단을 구비하고, 상기 운전 상황 판정 수단은 상기 차량의 속도 및 상기 요율에 근거하여 상기 운전자의 각성도 레벨을 판정하며, 상기 제어 수단은 상기 각성도 레벨이 소정 범위내에 있을 때에 상기 음성 정보 출력 수단으로 상기 음성 정보를 출력시키는 운전 상황 감시 장치.
제8항에 있어서, 경보를 행하는 경보 수단을 포함하고, 상기 음성 정보는 질문하는 형식이며, 상기 제어 수단은 상기 복수회의 상기 음성 정보에 대한 상기 운전자의 회답을 계수하여, 상기 회답의 횟수가 소정 횟수에 도달했을 때 상기 경보 수단에 제1 레벨의 경보를 발생시키는 운전 상황 감시 장치.
제9항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 경보 수단에 상기 제1 레벨의 경보를 발생시키는 동시에, 상기 음성 정보 출력 수단으로 상기 휴식 안내를 행하는 음성 정보를 출력시키는 운전 상황 감시 장치.
제9항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 복수회의 상기 음성 정보에 대한 상기 운전자의 무응답을 계수하여, 상기 무응답의 횟수가 소정 횟수에 도달했을 때 상기 제1레벨보다도 높은 제2레벨의 경보를 출력하는 운전 상황 감시 장치.
제11항에 있어서, 상기 차량은 내연 엔진을 탑재하고, 상기 제어 수단은 상기 제2 레벨의 경보와 동시에, 상기 차량의 엔진으로의 연료 공급량을 저감시키는 운전 상황 감시 장치.