JP2008197916A - 車両用居眠り運転防止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者に煩わしさや違和感を与えることなく、運転者の覚醒度を改善できる車両用居眠り運転防止装置を提供すること。
【解決手段】車両を運転する運転者の覚醒度を検出する覚醒度検出手段１０と、前記運転者が車両を運行する上で有益な情報を提供する情報提供手段２０と、を備えた居眠り運転防止装置であって、覚醒度検出手段１０により検出される運転者の覚醒度が低下したとき、情報提供手段２０が提供する情報の出力態様を変更する出力態様変更手段３０を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用居眠り運転防止装置に関する。

居眠り運転は、自動車事故の直接的な原因となりうる。したがって、運転者の覚醒度の低下を運転者、同乗者に注意・警告できれば、事故を未然に回避できる。

特許文献１に記載の居眠り運転防止装置は、運転者の目が閉眼状態にあるかを検出し、閉眼状態である場合に、閉眼状態の継続時間を計測する。この計測値に基づき運転者の覚醒度を特徴づける特徴量を算出し、算出した特徴量に基づいて運転者が覚醒しているかを判定する。居眠りをしていると判定すると原音の音像が移動する警報音を出力する。原音の音像が移動する警報音を出力することにより、運転者が警報音に慣れることなく、長時間、運転者の居眠りを防止できる。

特許文献２に記載の居眠り運転防止装置は、室内カメラが撮影した運転者の画像を画像処理し、運転者の脇見や居眠りを検出する。具体的には、画像処理により、運転者の視線方向、顔の傾き、および頭の位置等の情報を取得し、運転者の状態を検出する。検出された運転者の状態に基づき危険レベルを設定し、この危険レベルに応じて、スピーカからの警報音の出力、送風器からの送風、シートの振動およびウインドウの開放、により運転者に対して注意や覚醒を促す。
特開平１０−３１５７９９号公報 特開２００５−６２９１１号公報

しかしながら、運転者の覚醒度と閉眼状態の継続時間との関係、または運転者の覚醒度と運転者の視線方向、顔の傾き、および頭の位置等との関係は、個人差の問題がある。また、検出系毎の差の問題がある。さらに、同一人であっても、経時変化の問題がある。このため、運転者の覚醒度と閉眼状態の継続時間等との関係を画一的に定めると、運転者が居眠り状態でないにも関わらず警報音等を出力することがあり、運転者に煩わしさを与える可能性がある。また、誤警報を防ぐべく、例えば、警報音等を出力する閉眼状態の継続時間の閾値を長く設定すると、運転者の覚醒が遅れる恐れがある。

また、運転者が居眠りに至る途中状態では、運転者が運転に支障がある状態ではないため、この状態での警報は運転者に違和感を抱かせる可能性がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、運転者に煩わしさや違和感を与えることなく、運転者の覚醒度を改善できる居眠り運転防止装置の提供を目的とする。

前記目的を達成するため、第１の発明は、車両を運転する運転者の覚醒度を検出する覚醒度検出手段と、
前記運転者が車両を運行する上で有益な情報を提供する情報提供手段と、
を備えた居眠り運転防止装置であって、
前記覚醒度検出手段により検出される前記運転者の前記覚醒度が低下したとき、前記情報提供手段が提供する前記情報の出力態様を変更する出力態様変更手段を備えることを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明に係る居眠り運転防止装置において、
前記出力態様変更手段による前記出力態様の変更は、オフ状態にある前記情報提供手段の情報提供機能をオンさせること、前記情報提供手段の前記情報の出力音量を増加させること、及び、前記情報提供手段の情報提供タイミングを早めること、のうち少なくともいずれか1つを含むことを特徴とする。

第３の発明は、第１又は第２の発明に係る居眠り運転防止装置において、
前記出力態様変更手段により前記情報提供手段が提供する前記情報の前記出力態様を変更しても前記運転者の前記覚醒度が改善しないとき、前記運転者に覚醒を促す覚醒手段を更に備えることを特徴とする。

本発明によれば、車両の運行上有益な情報を、出力態様を変えて運転者に提供することにより、運転者に煩わしさや違和感を与えることなく、運転者の覚醒度を改善できる。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。

図１は、本発明に係る居眠り運転防止装置の一実施例の機能ブロック図である。本実施例の居眠り運転防止装置は、図１に示すように、運転者の覚醒度を検出する覚醒度検出手段１０と、運転者が車両を運行する上で有益な情報を提供する情報提供手段２０と、覚醒度検出手段１０により検出される運転者の覚醒度が低下したとき情報提供手段２０が提供する各種情報の出力態様を変える出力態様変更手段３０と、情報提供手段２０が提供する各種情報を出力する各種情報出力装置４０と、を備える。以下、各手段および装置について詳説する。

覚醒度検出手段１０は、公知の方法を用いることができる。例えば、運転者の目の閉眼状態の継続時間（以下、「閉眼継続時間」）から、運転者の覚醒度を求めることができる。具体的には、運転者の目をカメラ１０ａで撮像する。撮像した画像から、画像処理ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１０ｂにより、眼球部の瞳孔の円形度の形状変化を計測し、この瞳孔の円形度の形状変化から、運転者の閉眼継続時間をもとめる。或いは、撮像した画像から、画像処理ＥＣＵ１０ｂにより、運転者の目の上瞼と下瞼との距離を計測し、この距離の変化から、運転者の閉眼継続時間をもとめる。この閉眼継続時間に基づき、覚醒度判定手段１０ｃが運転者の覚醒度を判定する。

覚醒度の判定は、あらかじめ用意した閉眼継続時間と覚醒度との関係を定めた対照表を参照して、行うことができる。例えば、閉眼継続時間が１秒になったとき、運転者の覚醒度が正常時の５０％に低下したと判定し、閉眼継続時間が２秒になったとき、運転者の覚醒度が正常時の３０％に低下したと判定する。尚、前述したように、閉眼継続時間と覚醒度との関係は、個人差があるが、本実施例では、画一的に閉眼継続時間と覚醒度との関係を定める。

尚、後述するように、本実施例の居眠り運転防止装置は、覚醒度が第１所定値以下のときのみ、運転者の覚醒度を改善する動作を行う。したがって、覚醒度の判定では、運転者の覚醒度を厳密に判定する必要はない。つまり、覚醒度の判定は、閉眼継続時間が１秒未満のときは一律に覚醒度１００％とし、１秒以上のときは一律に覚醒度０％とすることもできる。

尚、後述するように、実施例３の居眠り運転防止装置は、覚醒度が第１所定値以下のとき、第２所定値以下のとき、それぞれ別の方法で、運転者の覚醒度を改善する動作を行う。そこで、覚醒度の判定は、閉眼継続時間が１秒未満のときは一律に覚醒度１００％とし、１秒以上２秒未満のときは一律に覚醒度４０％とし、２秒以上のときは一律に覚醒度０％とすることもできる。
或いは、覚醒度検出手段１０は、運転者の視線の方向から、運転者の覚醒度を求めることができる。具体的には、運転者の顔をカメラ１０ａで撮像する。撮像した画像から、画像処理ＥＣＵ１０ｂにより、目の虹彩を抽出して視線を検出する。または、撮像した画像から、画像処理ＥＣＵ１０ｂにより、照明光の眼球（角膜、網膜）による反射の像を抽出して視線の方向を検出する。この視線の方向に基づき、覚醒度判定手段１０ｃが運転者の覚醒度を判定する。覚醒度の判定は、あらかじめ用意した視線の方向と覚醒度との関係を定めた対照表を参照して、行うことができる。例えば、検出された角度が±７度以上の状態を２秒間続けたとき、運転者の覚醒度が正常時の５０％に低下したと判定し、検出された角度が±７度以上の状態を４秒間続けたとき、運転者の覚醒度が正常時の３０％に低下したと判定する。

或いは、覚醒度検出手段１０は、運転者の顔の角度から、運転者の覚醒度を求めることができる。具体的には、運転者の顔に輝点パターンを投影し、投影した輝点パターンをカメラ１０ａで撮像する。撮像した画像から、画像処理ＥＣＵ１０ｂにより、運転者の顔をサンプリングし、各サンプリング点の３次元位置データから、運転者の顔の上下、左右、斜めの傾きを検出する。この顔の傾きに基づき、覚醒度判定手段１０ｃが運転者の覚醒度を判定する。覚醒度の判定は、あらかじめ用意した顔の角度と覚醒度との関係を定めた対照表を参照して、行うことができる。例えば、検出された角度が±７度以上の状態を２秒間続けたとき、運転者の覚醒度が正常時の５０％に低下したと判定し、検出された角度が±７度以上の状態を４秒間続けたとき、運転者の覚醒度が正常時の３０％に低下したと判定する。

本実施例の居眠り運転防止装置は、その特徴的な機能として、図１に示すように、運転者が車両を運行する上で有益な情報を提供する情報提供手段２０と、情報提供手段２０が提供する各種情報の出力態様（以下、「出力態様」）を変更する出力態様変更手段３０とを備える。出力態様変更手段３０は、覚醒度検出手段１０により検出した運転者の覚醒度が第１所定値以下のとき、出力態様を変更する。

情報提供手段２０は、車両を運行する上で有益な情報を運転者に提供する手段であり、例えば、車両内に設置されるカーナビゲーション装置のカーナビゲーションＥＣＵを用いることができる。

情報提供手段２０が提供する、運転者が車両を運行する上で有益な情報（以下、「各種情報」）とは、踏切警報、合流警報、カーブ警報、交差点警報等の情報提供手段２０が直接提供する情報のみならず、カーオーディオと連動して提供される道路交通情報、インターネットと連動して提供される路面状態の情報等の情報提供手段２０が間接的に提供する情報をも含む。

出力態様変更手段３０の具体的な処理内容について説明する。図２は、出力態様変更手段３０の処理の一例を説明するフローチャート図である。出力態様変更手段３０は、ステップＳ１０１〜Ｓ１０６の動作を所定時間毎に繰り返す。

出力態様変更手段３０は、図２に示すように、まず、覚醒度検出手段１０により検出した運転者の覚醒度を所定時間毎に取得する（ステップＳ１０１）。次に、検出した運転者の覚醒度が第１所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。

ステップＳ１０２の閾値となる第１所定値は、例えば、正常時の５０％とすることができる。尚、覚醒度が正常時の５０％以下の状態とは、閉眼継続時間から覚醒度を求める前述の例の場合、閉眼継続時間が１秒以上の状態である。尚、運転者が危険を感じて急ブレーキが必要と判断してから、ブレーキが効き始めるまでの反応時間は、個人差があるが、平均で０．７５秒とされている。したがって、本実施例の覚醒度５０％のとき、運転者の反応時間は、最大で約２倍になる。

運転者の覚醒度が第１所定値以下でない場合（ステップＳ１０２、Ｎｏ）、出力態様変更手段３０は、出力態様を変更しない指令を出力し（ステップＳ１０６）、終了する。尚、ステップＳ１０１〜Ｓ１０６の動作は所定時間毎に繰り返される。したがって、直近の処理により出力態様があらかじめ変更されていた場合（ステップＳ１０２、Ｙｅｓ）、ステップＳ１０６の「出力態様を変更しない」とは、運転者の覚醒度が低下する前の出力態様に戻すことを意味する。

運転者の覚醒度が第１所定値以下である場合（ステップＳ１０２、Ｙｅｓ）、次に、各種情報の音声案内の機能がオフ状態にあるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。尚、ステップＳ１０３の判定は、各種情報毎に行うことができる。また、ステップＳ１０３が判定する各種情報の種類および数は、あらかじめ、ユーザが設定できる。

各種情報の音声案内の機能がオフ状態にある場合（ステップＳ１０３、Ｙｅｓ）、出力態様変更手段３０は、各種情報の音声案内の機能をオンさせる指令を出力し（ステップＳ１０４）、終了する。尚、運転者は、変更された出力態様を元に戻すことができる。

各種情報の音声案内の機能がオン状態にある場合（ステップＳ１０３、Ｎｏ）、出力態様変更手段３０は、各種情報の音声案内の音量を所定時間増加させる指令を出力し（ステップＳ１０５）、終了する。尚、ステップＳ１０１〜Ｓ１０６の動作は、所定時間毎に繰り返される。したがって、直近の処理により各種情報の音声案内の音量があらかじめ増加されていた場合（ステップＳ１０５）、更に、各種情報の音声案内の音量を増加させることができる。すなわち、運転者の覚醒度が連続して低下した状態にあるときは、各種情報の音声案内の音量を徐々に増加させ、運転者の覚醒度を改善できる。尚、各種情報の音声案内の音量は、所定の飽和値より増加できない設定とすることができる。

各種情報出力装置４０は、各種情報の音声案内を出力する。本実施例では、出力の対象が音声案内であるため、各種情報出力装置４０としてスピーカを用いる。

以上のように、本実施例の居眠り運転防止装置は、運転者の覚醒度が第１所定値以下になると、各種情報の音声案内を運転者に提供する。また、各種情報の音声案内を提供したにも関わらず、運転者の覚醒度が第１所定値以下のままであると、各種情報の音声案内の音量を増加させる。

本実施例の居眠り運転防止装置が運転者に提供する踏切警報等の音声案内は、従来の居眠り運転防止装置が提供する警報音、送風器からの送風、シートの振動、ウインドウの開放等と異なり、運転者が車両を運行する上で有益な情報である。したがって、本実施例の居眠り運転防止装置は、従来の居眠り運転防止装置とは異なり、運転者が居眠り状態でないのに踏切警報等の音声案内を提供しても、運転者に煩わしさや違和感を与えることなく、運転者の覚醒度を改善できる。また、踏切警報等の音声案内を提供することにより、覚醒度が低下した運転者に対して、視覚のみならず聴覚でも、道路の潜在的な危険を認識させることができる。

図３は、出力態様変更手段３０の処理の別の例を説明するフローチャート図である。以下、各動作について詳説するが、実施例１の図２と同一の動作については同一の符号を付して説明を省略する。尚、図３に示す出力態様変更手段３０を備えた居眠り運転防止装置の機能ブロック図は、実施例１の図１と同様であるので、省略する。

各種情報の音声案内の機能がオフ状態にある場合（ステップＳ１０３、Ｙｅｓ）、出力態様変更手段３０は、各種情報の音声案内の機能をオンさせる指令を出力し（ステップＳ１０４）、終了する。尚、運転者は、変更された出力態様を元に戻すことができる。

各種情報の音声案内の機能がオン状態にある場合（ステップＳ１０３、Ｎｏ）、出力態様変更手段３０は、各種情報の音声案内のタイミングを早める指令を出力し（ステップＳ２０１）、終了する。

各種情報の音声案内のタイミングを早めるとは、各種情報が踏切警報である場合、例えば、踏切の１００ｍ手前に設定されていた踏切警報の出力タイミングを、踏切の３００ｍ手前に変更することを意味する。或いは、各種情報がカーブ警報である場合、例えば、カーブの１００ｍ手前に設定されていたカーブ警報の出力タイミングを、カーブの３００ｍ手前に変更することを意味する。或いは、各種情報が合流警報である場合、例えば、合流の１００ｍ手前に設定されていた合流警報の出力タイミングを、合流の３００ｍ手前に変更することを意味する。

尚、ステップＳ１０１〜Ｓ２０１の動作は所定時間毎に繰り返される。したがって、直近の処理により各種情報の音声案内のタイミングがあらかじめ早められていた場合（ステップＳ２０１）、更に、各種情報の音声案内のタイミングを早めることができる。すなわち、運転者の覚醒度が連続して低下した状態にあるときは、各種情報の音声案内のタイミングを徐々に早め、運転者に、道路の潜在的な危険を早めに認識させることができる。尚、各種情報の音声案内のタイミングは、所定の飽和値より早められない設定とすることができる。

以上のように、本実施例の居眠り運転防止装置は、運転者の覚醒度が第１所定値以下になると、車両の運行に有益な各種情報の音声案内を運転者に提供する。また、各種情報の音声案内を運転者に提供したにも関わらず、運転者の覚醒度が第１所定値以下のままであると、各種情報の音声案内のタイミングを早める。

したがって、本実施例の居眠り運転防止装置は、従来の居眠り運転防止装置とは異なり、運転者に煩わしさや違和感を与えることなく、運転者の覚醒度を改善できる。また、各種情報の音声案内のタイミングを早めることにより、覚醒度が低下した運転者に対して、道路の潜在的な危険を早めに認識させることができる。

図４は、本発明に係る居眠り運転防止装置の別の実施例の機能ブロック図である。以下、各手段について詳説するが、実施例１の図１と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施例の居眠り運転防止装置は、その特徴的な構成として、図４に示すように、情報提供手段２０が提供する各種情報の出力態様を変更する出力態様変更手段３１と、運転者に覚醒を促す覚醒手段５０とを備える。本実施例の居眠り運転防止装置は、出力態様変更手段３１により各種情報の出力態様を変更しても運転者の覚醒度が改善しないとき、覚醒手段５０により運転者の覚醒を促す。

出力態様変更手段３１の具体的な処理内容について説明する。図５は、出力態様変更手段３１の処理の一例を説明するフローチャート図である。出力態様変更手段３１は、ステップＳ１０１〜Ｓ３０２の動作を所定時間毎に繰り返す。尚、実施例１の図２と同一の動作については、同一の符号を付して説明を省略する。

運転者の覚醒度が第１所定値以下である場合（ステップＳ１０２、Ｙｅｓ）、次に運転者の覚醒度が第２所定値以下であるか否か判定する（ステップＳ３０１）。

ステップＳ３０１の閾値となる第２所定値は、例えば、正常時の３０％とすることができる。尚、覚醒度が正常時の３０％以下の状態とは、閉眼継続時間から覚醒度を求める前述の例の場合、閉眼継続時間が２秒以上の状態である。尚、運転者が危険を感じて急ブレーキが必要と判断してから、ブレーキが効き始めるまでの反応時間は、個人差があるが、平均で０．７５秒とされている。したがって、本実施例の覚醒度３０％のとき、運転者の反応時間は、最大で約４倍になる。

運転者の覚醒度が第２所定値以下でない場合（ステップＳ３０１、Ｎｏ）、以降の処理（ステップＳ１０３〜Ｓ１０５）は、図２の場合と同様であるので説明を省略する。

運転者の覚醒度が第２所定値以下である場合（ステップＳ３０１、Ｙｅｓ）、出力態様変更手段３１は、覚醒手段５０を実行する指令を出力し（ステップＳ３０２）、終了する。

運転者に覚醒を促す覚醒手段５０は、公知の方法を用いることができる。すなわち、覚醒手段５０は、警報、ウインドウの開放、送風器による送風、シートの振動、ステアリングハンドルの振動、車内灯の点灯等、を用いることができる。

尚、運転者の覚醒度の低下は、出力態様変更手段３１の処理を実行する間隔と比較して、緩やかに進行する。すなわち、運転者の覚醒度は、まず、第１所定値以下、第２所定値超になり、その後、第２所定値以下に低下する。したがって、本実施例の居眠り運転防止装置は、運転者の覚醒度が低下するとき、各種情報の音声案内の出力態様を変更した後、覚醒手段５０を実行することになる。

以上のように、本実施例の居眠り運転防止装置は、運転者の覚醒度が第１所定値以下になると、車両の運行に有益な各種情報の音声案内を運転者に提供する。また、各種情報の音声案内を運転者に提供したにも関わらず、運転者の覚醒度が更に低下し、第２所定値以下になったとき、シートの振動、ウインドウの開放等により、運転者の覚醒を促す。

したがって、本実施例の居眠り運転防止装置は、従来の居眠り運転防止装置とは異なり、運転者に煩わしさや違和感を与えることなく、運転者の覚醒度を改善できる。また、各種情報の音声案内を運転者に提供したにも関わらず、運転者の覚醒度が更に低下したときは、公知の方法で運転者に覚醒を促すことができる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、実施例１〜３の出力変更手段３０は、情報提供手段２０が提供する各種情報の音声案内の出力態様を変更したが、音声案内と共に、カーナビゲーション装置のディスプレイの出力態様を変更することもできる。その際、各種情報出力装置には、スピーカとディスプレイとを用いる。

また、実施例１〜３の覚醒度検出手段１０は、複数の公知の覚醒度検出手段１０を組み合わせて用いても良い。

また、実施例３の居眠り運転防止装置は、情報提供手段２０が提供する各種情報の音声案内の出力態様を変更したにも関わらず、運転者の覚醒度が更に低下し、第２所定値以下になったとき、覚醒手段５０を実行するが、出力態様を変更したにも関わらず、運転者の覚醒度が第１所定値以下、第２所定値超のままであるとき、覚醒手段５０を実行しても良い。

本発明に係る居眠り運転防止装置の一実施例の機能ブロック図である。 出力態様変更手段３０の処理の一例を説明するフローチャート図である。 出力態様変更手段３０の処理の別の例を説明するフローチャート図である。 本発明に係る居眠り運転防止装置の別の実施例の機能ブロック図である。 出力態様変更手段３１の処理の一例を説明するフローチャート図である。

符号の説明

１０ 覚醒度検出手段
２０ 出力態様変更手段
３０、３１ 情報提供手段
４０ 各種情報出力装置
５０ 覚醒手段

Claims (3)

1. 車両を運転する運転者の覚醒度を検出する覚醒度検出手段と、
   前記運転者が車両を運行する上で有益な情報を提供する情報提供手段と、
   を備えた居眠り運転防止装置であって、
   前記覚醒度検出手段により検出される前記運転者の前記覚醒度が低下したとき、前記情報提供手段が提供する前記情報の出力態様を変更する出力態様変更手段を備えることを特徴とする居眠り運転防止装置。
2. 前記出力態様変更手段による前記出力態様の変更は、オフ状態にある前記情報提供手段の情報提供機能をオンさせること、前記情報提供手段の前記情報の出力音量を増加させること、及び、前記情報提供手段の情報提供タイミングを早めること、のうち少なくともいずれか1つを含む、請求項１に記載の居眠り運転防止装置。
3. 前記出力態様変更手段により前記情報提供手段が提供する前記情報の前記出力態様を変更しても前記運転者の前記覚醒度が改善しないとき、前記運転者に覚醒を促す覚醒手段を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の居眠り運転防止装置。

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