JP2002087107A - 走行状態検出装置、覚醒度検出装置、覚醒度対応制御装置、及び記録媒体 - Google Patents
走行状態検出装置、覚醒度検出装置、覚醒度対応制御装置、及び記録媒体Info
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Abstract
置、運転者の覚醒度を正確に検出する覚醒度検出装置、
覚醒度に応じた各種の制御を行う覚醒度対応制御装置、
及び記録媒体を提供すること。 【解決手段】 ステップ100にて、横位置を計測す
る。ステップ110にて、車線逸脱の演算を行う。ステ
ップ120では、車線逸脱を判定する。ステップ130
では、メモリに最新の横位置を加え、20秒間分のデー
タを記憶する。ステップ140では、座標系を変換す
る。ステップ150では、変換後の座標のデータを用い
て相関係数を演算する。ステップ160では、相関係数
を覚醒度に換算する。ステップ170では、覚醒度が低
下したか否かを判定する。ステップ180では、音や音
声、又は表示などで警告する処理を行う。ステップ19
0では、安全性を高める走行制御を行う。
Description
置、覚醒度検出装置、覚醒度対応制御装置、及び記録媒
体に関するものである。
ける安全性確保などの目的のために、運転者(ドライ
バ)の居眠りを検出する覚醒度検出装置が研究されてい
る。このような覚醒度検出装置としては、ドライバの覚
醒度の低下によって起きる操舵角の変動や、その結果と
して起きる横変位(走行区分帯からの距離)の変動を検
出して、居眠り運転の有無を検出する装置が提案されて
いる。
載の車両用居眠り運転検出装置や、特開平7−9879
号公報に記載の車両用覚醒度検出装置では、カメラで撮
影した走行区分帯の位置から車両の横変位の標準偏差を
算出し、この標準偏差から車両の走行状態を把握するこ
とにより、車両の走行状態からドライバの覚醒度を検出
している。
ように、標準偏差によって覚醒度を検出しようとする
と、図4に示す様な軌跡を描く運転をした場合には、覚
醒度の誤判定をすることがあった。
行帯中心位置付近にて蛇行運転した場合には、居眠り運
転の可能性が高い(覚醒度が低い)と考えられるが、図
4の破線で示す様に、走行帯中心位置付近を斜行運転し
た場合には、居眠り運転の場合に限らず、カーブにおけ
る運転などの可能性もあると考えられる。
技術の場合には、蛇行運転及び斜行運転のいずれも、居
眠り運転と判断してしまう。即ち、標準偏差で覚醒度を
判定する場合には、蛇行運転及び斜行運転のいずれも、
標準偏差がしきい値(判定値)を超える大きな値となる
ので、仮にカーブにおける斜行運転の場合であっても、
覚醒度が低い居眠り運転と判断されてしまう。
れたものであり、車両の走行状態を検出する走行状態検
出装置、運転者の覚醒度を正確に検出する覚醒度検出装
置、覚醒度に応じた各種の制御を行う覚醒度対応制御装
置、及び記録媒体を提供することを目的とする。
求項1の発明は、車両の走行状態を検出する装置であ
る。本発明では、車両の走行路における横変位を検出
し、横変位と横変位の所定時間内における経過時間との
相関関係を求め、その相関関係に基づいて、車両のふら
つきの程度を検出する。
係を求めると、相関関係が強い場合(例えば相関係数が
1又は−1に近い場合)には、図1(a)、(b)に示
す様に、横変位と経過時間のデータは直線状になる。よ
って、横変位とその経過時間との相関関係が強い場合に
は、車両が直線状に走行している(例えば図4に破線で
示す斜行運転)と見なすことができる。
が弱い場合(例えば相関係数が0に近い場合)には、図
1(c)に示す様に、横変位と経過時間のデータは分散
したバラバラの状態になる。よって、横変位とその経過
時間との相関関係が弱い場合には、車両が軌跡が定まら
ない例えば蛇行状態である(図4に実線で示す蛇行運
転)と見なすことができる。
ら、車両のふらつきの程度(従って蛇行運転かどうか)
を検出することができる。 (2)請求項2の発明は、横変位の測定方法を例示した
ものである。つまり、ここでは、横変位は、走行区分帯
(例えば車線の区分を示す白線)からの距離で示され
る。
値を例示したものである。ここでは、後に詳述する様
に、統計学で周知の相関係数又は共分散が挙げられる。 (4)請求項4の発明は、運転者の覚醒度を検出する装
置である。
て検出された車両のふらつきの程度の情報に基づいて、
運転者の覚醒度を検出する。つまり、車両が蛇行運転の
様にふらついている場合には、例えば運転者が居眠りし
ている様な状態であると見なせるので、車両のふらつき
の程度から、運転者の覚醒度を検出することができる。
示したものであり、ここでは、車両のふらつきの程度が
蛇行運転を示す場合には、運転者の覚醒度が低いと判定
する。 (6)請求項6の発明は、運転者の覚醒度を検出する装
置である。
い場合に、走行状態検出装置によって検出された車両の
ふらつきの程度の情報と、走行区分帯(例えば車線の区
分を示す白線)からの車両の逸脱を検出する逸脱検出手
段による検出結果とに基づいて、運転者の覚醒度を検出
する。
線を変更する旨の指示(ウインカ等の指示)がなされな
い場合においては、正常な運転であれば、通常は車両が
車線を逸脱する可能性は少ない。従って、車線変更でな
い場合に、車両のふらつきが少なく、且つ、車両が車線
を逸脱したときには、居眠り運転によって車両が斜行し
て車線を逸脱したと見なすことができるので、このよう
な条件判定によって、覚醒度を検出することができる。
示したものであり、ここでは、車両のふらつきの程度が
斜行運転を示し、且つ、車両が走行区分帯から逸脱した
ことが検出された場合には、運転者の覚醒度が低いと判
定する。 (8)請求項8の発明は、運転者の覚醒度に応じて各種
の制御を行う装置である。
された覚醒度に応じて、表示による警告を行う。つま
り、運転者の覚醒度が低い場合には、運転に適さない状
態であるので、運転者の覚醒度を高めるために、ディス
プレイの表示や各種のランプの点滅など視覚に訴える警
報を発生させることにより、運転者に警告する。
に応じて各種の制御を行う装置である。本発明では、覚
醒度検出装置によって検出された覚醒度に応じて、音又
は音声による警告を行う。
運転に適さない状態であるので、運転者の覚醒度を高め
るために、ブザー音(又は大きな音の音楽)を鳴らした
り、音声で注意を促すことにより、運転者に警告する。 (10)請求項10の発明は、運転者の覚醒度に応じて
車両制御を行う装置である。
された覚醒度に応じて、車間距離を変更する制御を行
う。つまり、運転者の覚醒度が低い場合には、運転に適
さない状態であるので、例えばオートクルーズにて覚醒
度が高い正常時と同様に走行すると、安全上好ましくな
い。従って、安全性を高めるために、覚醒度が低い場合
には、例えばオートクルーズにおける通常の設定値より
も車間距離を大きくする。
醒度に応じて車両制御を行う装置である。本発明では、
覚醒度検出装置によって検出された覚醒度に応じて、走
行速度を変更する制御を行う。
運転に適さない状態であるので、例えばオートクルーズ
にて覚醒度が高い正常時と同様に走行すると、安全上好
ましくない。従って、安全性を高めるために、例えばオ
ートクルーズにおける通常の設定値よりも走行速度(例
えば設定速度)を低くする。
例えば燃料制御(燃料カット、燃料量低減)、点火制御
(点火禁止、遅角)、シフトダウン、ホイールシリンダ
圧の増圧によるブレーキ制御などが挙げられる。 (12)請求項12の発明は、運転者の覚醒度に応じて
車両制御を行う装置である。
された覚醒度に応じて、操舵を補正する。つまり、運転
者の覚醒度が低い場合には、運転に適さない状態である
ので、例えば通常と同様にハンドル操作に応じて車両の
進行方向を変更すると、安全上好ましくない。従って、
安全性を高めるために、覚醒度が低い場合には、例えば
走行路と反対の方向に操舵しようとした場合(例えば右
カーブに左に曲がろうとした場合)に、通常よりも操舵
を鈍くする。これにより、蛇行運転がある程度改善され
るので、安全性が向上する。
行状態検出装置、覚醒度検出装置、及び覚醒度対応制御
装置のうち、少なくとも1種の機能を実現するための手
段(例えばプログラム)を記録した記録媒体を示してい
る。つまり、上述した様な各装置をコンピュータシステ
ムにて実現する機能は、例えば、コンピュータシステム
側で起動するプログラムとして備えることができる。こ
のようなプログラムの場合、例えば、フロッピー(登録
商標)ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、ハー
ドディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に
記録し、必要に応じてコンピュータシステムにロードし
て起動することにより用いることができる。この他、R
OMやバックアップRAMをコンピュータ読み取り可能
な記録媒体として前記プログラムを記録しておき、この
ROMあるいはバックアップRAMをコンピュータシス
テムに組み込んで用いても良い。
置、覚醒度検出装置、覚醒度対応制御装置、及び記録媒
体の実施の形態の例(実施例)を説明する。 (実施例)ここでは、走行状態検出装置、覚醒度検出装
置、及び覚醒度対応制御装置の機能を実現できる車載シ
ステムを例に挙げて説明する。
成を図2を用いて説明する。 本実施例における車載システムは、車両の走行状態か
ら運転者の覚醒度を検出し、その覚醒度に応じて必要な
車両制御を行うことができるものであり、主として、カ
メラ(例えばCCDカメラ)1に接続された画像処理装
置3と、マイクロコンピュータAを主要部とする覚醒度
演算処理装置5と、入出力ポート7と、マイクロコンピ
ュータBを主要部とする車間距離制御装置9とが、信号
線11を介して接続されたものである。
1から入力した画像データに基づいて、道路の端を示す
白線である走行区分帯から、車両の横位置を演算する装
置であり、カメラ1から得られた画像データを入力する
画像入力回路13と、その入力した画像データを演算処
理して横位置を算出するCPU15を備えている。
理装置3にて算出された横位置と、その横位置における
経過時間とから、横位置と経過時間との相関係数を求
め、この相関係数から覚醒度を検出する装置であり、相
関係数を算出する算出式や覚醒度を判定するしきい値
(判定値)を記憶しているROM17と、横位置等を一
時的に記憶するRAM19と、相関係数の演算等の処理
を行うCPU21を備えている。
ハザードランプ)23、ディスプレイ25、ブザー2
7、スピーカ29等が接続されており、覚醒度が低い場
合には、覚醒度演算処理装置5からの指令信号により、
運転者の注意を促すために、ランプ23を点滅したり、
ディスプレイ25に警告を表示したり、ブザー27を駆
動して音を鳴らしたり、スピーカ29から音声を流した
りする。
切に保って自動走行する制御(オートクルーズ制御)を
行う装置であり、ここでは、覚醒度が低い場合には、車
間距離を通常より大きくしたり、設定速度を低減するな
どの制御を行う。 次に、上述した車載システムにおける処理動作を、そ
の機能に区分して、図3に基づいて説明する。
ステムでは、横位置検出部31により、横位置を検出
し、車線逸脱検出部33により、車両が車線から逸脱し
たことを検出する。また、ふらつき検出部35により、
相関係数を演算して、その相関係数からふらつきの程度
を求める。そして、車線逸脱検出部33及びふらつき部
検出部35による検出結果に基づいて、居眠り判定部3
7により、居眠り状態の判定(従って覚醒度の検出)を
行う。更に、この判定結果に基づいて、覚醒度対応制御
部により、覚醒度に対応した制御を行う。
検出装置は、主として、前記画像処理装置3(横位置検
出部31、車線逸脱検出部33)及び覚醒度演算処理装
置5(ふらつき検出部35、居眠り判定部37)の機能
として実現され、覚醒度対応制御装置は、前記車間距離
制御装置9(覚醒度対応制御部39)などの機能として
実現されている。
ら覚醒度を検出する原理について説明する。本実施例で
は、車両の横変位と経過時間との相関係数に着目し、蛇
行運転を検出した場合、又は、(車線変更の指示無し
で)斜行運転により車線を逸脱した場合には、居眠り運
転(従って覚醒度が低い状態)と判定するものである。
帯(白線)からの横変位を検出し、その標準偏差を求め
る従来技術の場合には、蛇行運転及び斜行運転ともに、
その標準偏差は、例えば0.73程度になる。従って、
標準偏差のみでは、蛇行運転であるか斜行運転であるか
を判別することはできない。
位と経過時間との相関係数を求める場合には、相関係数
は、蛇行運転では例えば0.14、斜行運転では例えば
0.98となり、数値が大きく異なるので、相関係数か
ら、蛇行運転であるか斜行運転であるかを判別できる。
関係数は、統計学に利用されるデータの分布状態を示す
周知の係数である。例えば基礎統計学ハンドブック(猪
股清二著/聖文社発行)参照。例えば下記式(1)にて
定義されるXSTGGが、相関係数であり、横位置と経
過時間とから相関係数を求めることができる。
に示す様に、横位置及び経過時間を示す試料のデータ
が、右上がりの直線状であることを示し、相関係数が−
1に近い場合とは、図1(b)に示す様に、横位置及び
経過時間を示す試料のデータが、右下がりの直線状であ
ることを示している。また、相関関係が0に近い場合と
は、図1(c)に示す様に、横位置及び経過時間を示す
試料のデータが、ランダムに分散していることを示して
いる。
合には、蛇行運転でない場合、即ち車両が直線状に進む
斜行運転の場合と見なすことができ、逆に、相関係数が
0に近づく場合には、車両の動きがランダムな例えば蛇
行運転の場合であると見なすことができる。
態(程度)が分かるので、本実施例では、相関係数から
蛇行運転であると見なした場合には、居眠り運転と判断
するのである。 また、本実施例では、蛇行運転ではないにもかかわら
ず、車両が斜行して車線を逸脱した場合には、蛇行運転
と同様に、居眠り運転であると判断する。
指示がなされていない場合に、相関系係数から車両が斜
行運転であることが分かり、しかも、車両が車線を逸脱
した場合には、居眠り運転である可能性が高いので、そ
の様な条件が満たされた場合には、居眠り運転と判断す
るのである。
る処理手順について説明する。ここでは、車載システム
の各装置にて実施される処理手順をまとめて、図5のフ
ローチャートに示す。尚、この処理は、0.1秒毎に実
施される。図5のステップ100に示す様に、まず、横
位置を計測する。
車両が、道路の一方の走行区分帯(白線)からどの程度
離れているかを判断し、その値(横位置)を計測する。
続くステップ110では、車線逸脱の演算を行う。即
ち、カメラで撮影した道路の画像から、車両と車線との
関係を求め、車両が車線を逸脱した状態である場合に
は、例えば逸脱状態を示すフラグをセットする。
に基づいて、車両が車線から逸脱しているか否かを判定
する。ここで肯定判断されるとステップ200に進み、
一方否定判断されるとステップ130に進む。ステップ
130では、車線を逸脱していないので、メモリ(覚醒
度演算処理装置5のRAM19)に最新の横位置を加
え、20秒間分のデータを記憶する。つまり、最新の横
位置のデータを加えて、過去20秒間にわたる横位置と
その経過時間のデータ(200回分のデータ)を蓄積す
る。
る。つまり、前記図6に示す様に、X座標に横位置xを
とり、Y座標に経過時間tをとると、データがY座標に
平行に連続した場合には、前記(1)の計算上、相関係
数が0になって、正確に走行状態を把握できないので、
ここでは、例えば横位置xと経過時間tのデータの位置
を示す座標を、例えば原点に対して左回りで45度回転
させた座標に変換する。尚、この変換は、例えば回転行
列を利用して行うことができる。
標のデータを、前記式(1)に代入して、相関係数を演
算する。続くステップ160では、相関係数を覚醒度に
換算する。例えば図7に示すマップを利用して、相関係
数を覚醒度に換算する。尚、図7の縦軸は相関係数の絶
対値を示し、横軸は覚醒度を示す。
しきい値(判定値)と比較し、覚醒度が低下したか否か
を判定する。ここで肯定判断されるとステップ180に
進み、一方否定判断されると前記ステップ100に戻
る。例えば覚醒度がしきい値以下である場合には、覚醒
度が低く、居眠り運転の状態であると判定する。
で、運転者の居眠り状態を改善するために、音や音声、
又は表示などで警告する処理を行う。続くステップ19
0では、居眠り状態であるので、安全のために、必要な
車両の走行制御を行い、前記ステップ100に戻る。
合には、車間距離を広げたり、走行速度(設定速度)を
低下させるための走行制御を行う。これにより、安全性
が高まる。または、ハンドルの反応を鈍くするような操
舵の補正を行う。これにより、車両の蛇行状態が改善す
るので、安全性が高まる。
していると判断されて進むステップ200では、ウイン
カが出されているか否かを判定する。ここで肯定判断さ
れた場合には、通常の車線変更であるとみなして、前記
ステップ100に戻る。一方否定判断された場合には、
居眠り運転に伴う車線逸脱であると見なして、ステップ
210に進む。
覚醒度を設定する。例えば、覚醒度のレベルを最低値に
設定し、前記ステップ170に進む。ステップ170で
は、覚醒度が最低値であるため、覚醒度低下であると判
断されて、以下同様に、ステップ180及びステップ1
90に進み、同様に覚醒度が低い場合に対応した処理を
行う。
置と経過時間の相関係数を求め、その相関係数が蛇行運
転を示す様な値(0に近い値)の場合には、覚醒度が低
いと判定している。また、相関係数が斜行運転を示す様
な値(1、−1に近い値)で、且つ車線を逸脱している
場合にも、覚醒度が低いと判定している。
醒度の検出を行うことができる。よって、覚醒度が低い
場合には、運転者を覚醒させるための各種の警告を行う
ことにより、運転の安全性を高めることができる。ま
た、覚醒度が低い場合には、車間距離を大きくしたり、
走行速度を低下させたり、操舵を鈍くする制御を行うこ
とにより、一層安全性を高めることができる。
るものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々
の態様で実施しうることはいうまでもない。 (1)例えば、前記実施例では、相関係数に基づいて覚
醒度を検出したが、共分散に基づいて覚醒度を検出して
もよい。
ると、図8に示す様に、そのデータ(ここでは横位置
x、経過時間tのデータ)は、正の共変関係、負の共変
関係、共変関係なしの関係をとる場合がある。これは、
それぞれ、相関係数の1、−1、0に相当する関係であ
る。
び経過時間のデータが、正の共変関係及び負の共変関係
にある場合には、斜行運転であると見なすことができ、
共変関係なしである場合には、蛇行運転であると見なす
ことができる。 (2)また、前記実施例では、覚醒度検出等を行う車載
システムについて述べたが、本発明は、それらに限ら
ず、上述した処理を実行させる手段を記憶している記録
媒体にも適用できる。
ータとして構成される電子制御装置、マイクロチップ、
フロッピィディスク、ハードディスク、光ディスク等の
各種の記録媒体が挙げられる。つまり、上述した車載シ
ステムの処理を実行させることができる例えばプログラ
ム等の手段を記憶したものであれば、特に限定はない。
ある。
説明図である。
ク図である。
ローチャートである。
関係を示すグラフである。
ップである。
ある。
Claims (13)
- 【請求項1】 車両の走行路における横変位を検出する
横変位検出手段と、 前記横変位と該横変位の所定時間内における経過時間と
の相関関係を求める相関関係算出手段と、 前記相関関係に基づいて、前記車両のふらつきの程度を
検出するふらつき検出手段と、 を備えたことを特徴とする走行状態検出装置。 - 【請求項2】 前記横変位は、走行区分帯からの横変位
であることを特徴とする前記請求項1に記載の走行状態
検出装置。 - 【請求項3】 前記相関関係を示す値が、相関係数又は
共分散であることを特徴とする前記請求項1又は2に記
載の走行状態検出装置。 - 【請求項4】 前記請求項1〜3のいずれかに記載の走
行状態検出装置によって検出された車両のふらつきの程
度の情報に基づいて、運転者の覚醒度を検出することを
特徴とする覚醒度検出装置。 - 【請求項5】 前記車両のふらつきの程度が蛇行運転を
示す場合には、運転者の覚醒度が低いと判定することを
特徴とする前記請求項4に記載の覚醒度検出装置。 - 【請求項6】 走行区分の変更が指示されない場合に、
前記請求項1〜3のいずれかに記載の走行状態検出装置
によって検出された車両のふらつきの程度の情報と、走
行区分帯からの車両の逸脱を検出する逸脱検出手段によ
る検出結果とに基づいて、運転者の覚醒度を検出するこ
とを特徴とする覚醒度検出装置。 - 【請求項7】 前記車両のふらつきの程度が斜行運転を
示し、且つ、前記車両が走行区分帯から逸脱したことが
検出された場合には、運転者の覚醒度が低いと判定する
ことを特徴とする前記請求項6に記載の覚醒度検出装
置。 - 【請求項8】 前記請求項4〜7のいずれかに記載の覚
醒度検出装置によって検出された覚醒度に応じて、表示
による警告を行うことを特徴とする覚醒度対応制御装
置。 - 【請求項9】 前記請求項4〜7のいずれかに記載の覚
醒度検出装置によって検出された覚醒度に応じて、音又
は音声による警告を行うことを特徴とする覚醒度対応制
御装置。 - 【請求項10】 前記請求項4〜7のいずれかに記載の
覚醒度検出装置によって検出された覚醒度に応じて、車
間距離を変更する制御を行うことを特徴とする覚醒度対
応制御装置。 - 【請求項11】 前記請求項4〜7のいずれかに記載の
覚醒度検出装置によって検出された覚醒度に応じて、走
行速度を変更する制御を行うことを特徴とする覚醒度対
応制御装置。 - 【請求項12】 前記請求項4〜7のいずれかに記載の
覚醒度検出装置によって検出された覚醒度に応じて、操
舵を補正する制御を行うことを特徴とする覚醒度対応制
御装置。 - 【請求項13】 前記請求項1〜3のいずれかに記載の
走行状態検出装置、前記請求項4〜7のいずれかに記載
の覚醒度検出装置、及び前記請求項8〜12のいずれか
に記載の覚醒度対応制御装置のうち、少なくとも1種の
機能を実現するための手段を記録したことを特徴とする
記録媒体。
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Cited By (11)
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