JP2009223752A

JP2009223752A - 居眠り運転危険判定装置

Info

Publication number: JP2009223752A
Application number: JP2008069195A
Authority: JP
Inventors: Kiichi Yamada; 田喜一山; Yumie Mizukami; 上由美江水
Original assignee: Hyundai Motor Japan R&D Center Inc; Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Japan R&D Center Inc; Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2008-03-18
Filing date: 2008-03-18
Publication date: 2009-10-01
Also published as: KR100957283B1; US7868771B2; KR20090100187A; US20090237257A1

Abstract

【課題】車両の運行中に検出される運転者の目の開閉動作によって、個人差の影響を排除し、居眠り危険運転を正確に判定できる居眠り危険運転警報システムの居眠り危険運転判断方法を提供する。
【解決手段】本発明の居眠り運転危険判定装置は、運転者の開眼時間ｔ_ｏおよび閉眼時間ｔ_ｃを検知するセンサーと、前記センサーにより検知された開眼時間ｔ_ｏおよび閉眼時間ｔ_ｃから危険度を算定し、前記危険度と予め設定してある閾値Ｋｔと比較する居眠り運転判断部と、前記危険度と前記閾値Ｋｔの比較データを前記居眠り運転判断部から受けとり、前記危険度が前記閾値Ｋｔを越えた場合に運転者に警報を出す警報部と、を含むことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、居眠り運転危険判定装置に係り、より詳しくは、車両の運行中に運転者の眼の開閉状況を検出し、居眠りにより前方の注視が散漫になっているかどうかを開閉眼時間によって判断する居眠り運転危険判定装置に関する。

近年、車両の増加に比例して各種交通事故による死亡者が増加している。このような交通事故による死亡者を減らすために、世界各国はＡＳＶ（ａｄｖａｎｃｅｄｓａｆｅｔｙｖｅｈｉｃｌｅ：先進安全自動車）開発に多くの努力を傾けている。
ＡＳＶは、交通事故による死亡者の減少、運転者の疲労減を目的とすると共に、運転しやすい車であって、自動車の安全性向上と歩行者保護のために、事故を事前に防止することをその基本概念としている。また、これに適用される安全技術には、居眠り運転警報システム、夜間障害物検知システム、車間距離警報システムなどがある。

居眠り運転検出システムとしては、運転者の瞬き頻度、瞬き速度、眼の開度、閉眼時間などにより居眠り状態を判断する方法（特開平１１−３３９２００号公報）、運転者の瞬き時間を検出する瞬き時間検出手段を備え、運転初期に検出される瞬き時間の頻度分布に基づいて運転者の覚醒度低下を判定する方法（特開平９−２７７８４９号公報）、所定時間の瞬き総数と長い瞬き回数から求めた長い瞬きの比率と運転者の眼球の水平移動から眠気予測値を算定して覚醒度を推定する装置（特許第３５０９８３９号公報）など多数のものが開示されている。
特開平１１−３３９２００号公報特開平９−２７７８４９号公報特許第３５０９８３９号公報

前述のような居眠り運転警報システムにおける運転者の目の開閉動作による居眠り運転判断では、単に運転者が目を閉じている時間とその発生頻度数に基づく眠気度によって居眠り運転を判断するため、運転者の居眠り度合いと目を閉じている頻度の相関に個人差がある場合には、居眠り度合い判定を誤る短所があった。
本発明はこのような問題点を解決するためのものであって、その目的は、居眠り状態そのものを判定するものではなく、閉眼時間の長さを判定し閉眼時間が長い時は危険と判断する居眠り運転危険判定装置を提供することである。

前記目的を達成するために、本発明の居眠り運転危険判定装置は、運転者の開眼時間ｔ_ｏおよび閉眼時間ｔ_ｃを検知するセンサーと、前記センサーにより検知された開眼時間ｔ_ｏおよび閉眼時間ｔ_ｃから危険度を算定し、前記危険度と予め設定してある閾値Ｋｔと比較する居眠り運転判断部と、前記危険度と前記閾値Ｋｔの比較データを前記居眠り運転判断部から受けとり、前記危険度が前記閾値Ｋｔを越えた場合に運転者に警報を出す警報部と、を含むことを特徴とする。

前記センサーは、カメラにより、車両運行中に運転者の眼の状態を検出し、その映像信号から前記開眼時間ｔ_ｏ、および前記閉眼時間ｔ_ｃを判別して前記居眠り運転判断部に出力することを特徴とする。

前記危険度は、開眼時間ｔ_ｏおよび閉眼時間ｔ_ｃから算定されたＴｃ^ｎ／Ｔｏであり、前記閾値Ｋｔは、多人数による実験における危険度Ｔｃ^ｎ／Ｔｏと危険運転状態の相関から求めたものであることを特徴とする。

前記居眠り運転判断部は、前記センサーにより検知された前記開眼時間ｔ_ｏ、前記閉眼時間ｔ_ｃを受け取った後、閉眼時間累乗補正処理と、開眼時間、累乗閉眼時間の時系列移動平均化処理と、危険度計算と、危険度計算から求めた危険度と前記閾値との比較と、を行なうことを特徴とする。

本発明による居眠り運転危険状態の判断は、運転者の眼の開閉状況を検出し、閉眼時間（秒）の累乗処理によって行なうものであり、閉眼時間を強調して取り出すとともに、開眼時間で補正し、瞬きのみで居眠りの危険度を推定するため、個人差によらず居眠り危険状態をより敏感にとらえることが出来る。
また、居眠り運転危険状態を判断するための基準となる閾値は、居眠り判断毎に運転者の学習データを採る方式でないため、個人差に左右されることが少なく、居眠り危険運転判定に信頼性がある。

本発明による居眠り運転危険判定装置は、居眠り状態そのものを判定するものではなく、閉眼時間の長さを判定し閉眼時間が長い時は危険と判断する居眠り運転危険判定装置である。
閉眼時間と運転の危険度合いには基本的に個人差はにない。このとき、１秒以上の閉眼は加速度的に危険であるので閉眼時間（秒）を累乗する、また閉眼時間の増加時には開眼時間が短くなるという特徴を考慮して閉眼時間を開眼時間で割ることによりさらに閉眼時間による危険度合い検出感度を高めるようになっている。
また、車両の運行中に検出される運転者の眼の開閉動作の１回毎の検出ばらつきによる影響を時間的に移動平均化を行うことにより排除し、居眠り危険運転を正確に判定できるようにしている。
以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明する。

図１に示す通り、本発明による居眠り運転危険判定装置は、運転者の瞬き１回ごとの開眼時間ｔ_ｏおよび閉眼時間ｔ_ｃを検出するセンサーであるカメラ１０と、カメラ１０により検知された閉眼時間ｔ_ｃと閉眼時間（秒）をｎ乗した累乗閉眼時間ｔ_ｃ ^ｎ、および開眼時間ｔ_ｏおよび累乗閉眼時間ｔ_ｃ ^ｎを時系列的に移動平均化処理をおこなった平均開眼時間Ｔｏおよび平均累乗閉眼時間Ｔｃ^ｎを用いて危険度Ｔｃ^ｎ／Ｔｏを算定し、危険度Ｔｃ^ｎ／Ｔｏと予め設定してある閾値Ｋｔと比較する居眠り運転判断部２０と、危険度Ｔｃ^ｎ／Ｔｏと閾値Ｋｔの比較データを居眠り運転判断部から受けとり、危険度Ｔｃ^ｎ／Ｔｏが閾値Ｋｔを越えた場合に運転者に警報を出す警報部３０から構成される。

閾値Ｋｔは、多人数による実験におけるＴｃ^ｎ／Ｔｏと追突事故、車線逸脱などの運転危険状態の相関から求める。これは、運転危険状態は居眠りなどにより前方を見ていないために起こるため、基本的には閉眼時間に依存していることを基本としている。なお、閾値Ｋｔは運転危険状態の程度に対応し、複数の閾値を設定することも可能である．
閉眼時間累乗補正処理に用いる累乗係数ｎは、１以上（通常２以上）に設定する。ｎ＝２の場合、２秒の閉眼は１秒の閉眼の４倍の危険度があると補正される。また、時系列的移動平均は、過去５０回程度の瞬き（約１分間）の平均をとれば十分である。

次に、このように構成された本発明の居眠り運転危険判定装置における居眠り判定方法を図２に基づいて詳しく説明する。
車両の運行中にカメラ１０から運転者の顔映像を検出し、グレイレベル（ＧＲＡＹＬＥＶＥＬ）の映像信号として送信すると、居眠り運転判断部２０は受信されたグレイレベルの運転者の顔映像を２値（ＢＩＮＡＲＹ）映像化した後、運転者の眼の状態を検出する。具体的には、画像処理により、まず上下まぶたを検知し目の開度を算出し、中間開度以上を開眼状態、以下を閉眼状態とし、開眼時間，閉眼時間を算出する。

居眠り運転判断部２０では、前記映像から瞬き１回当たりの運転者の開眼時間、閉眼時間を読みとり、居眠り運転判断部２０の制御ユニット４０に入力する（１０１）。
制御ユニット４０では、入力された閉眼時間（秒）を累乗補正（１０２）した後、入力された累乗閉眼時間、開眼時間を時間的移動平均化処理（１０３）する。
次に、累乗補正および平均化処理された情報より、下記式（数１）により危険度を計算する（１０４）。
（数１）
危険度＝平均累乗閉眼時間（Ｔｃ^ｎ）／平均開眼時間（Ｔｏ）

危険度が算出された後、危険度と予め設定されメモリーに保存されている閾値Ｋｔと比較（１０５）し、危険度が閾値Ｋｔより大の場合には警報部３０にその情報を出力する。
警報部３０は、警報の情報を受取ると、音声（たとえば、［運転に注意しましょう］、［休憩しましょう］など）、音（たとえば、［ピピピ・・］の断続音）により運転者に居眠り警報を発し、運転者の居眠り運転を中止させて安全な車両運行ができるようにする。

本発明による居眠り運転状態の判断は、運転者の眼の開閉眼状況を検出し、閉眼時間の累乗処理によって行なうものであり、閉眼時間を強調して取り出すとともに、開眼時間で補正し、瞬きのみで居眠りの危険度を推定するため、居眠り状態をより敏感にとらえることが出来る。
また、居眠り運転状態を判断するための基準となる閾値は、居眠り判断毎に運転者の学習データを採る方式でないため、個人差に左右されることが少なく、居眠り運転の危険度合い判定に信頼性がある。

本発明の運転危険判定装置の全体構成を示す図である。本発明の運転危険判定装置における居眠り運転危険判定方法を示すフローチャートである。

符号の説明

１０カメラ
２０居眠り運転判断部
３０警報部

Claims

運転者の開眼時間ｔ_ｏおよび閉眼時間ｔ_ｃを検知するセンサーと、
前記センサーにより検知された開眼時間ｔ_ｏおよび閉眼時間ｔ_ｃから危険度を算定し、前記危険度と予め設定してある閾値Ｋｔと比較する居眠り運転判断部と、
前記危険度と前記閾値Ｋｔの比較データを前記居眠り運転判断部から受けとり、前記危険度が前記閾値Ｋｔを越えた場合に運転者に警報を出す警報部と、
を含むことを特徴とする居眠り運転危険判定装置。
前記センサーは、カメラにより、車両運行中に運転者の眼の状態を検出し、その映像信号から前記開眼時間ｔ_ｏ、および前記閉眼時間ｔ_ｃを判別して前記居眠り運転判断部に出力することを特徴とする請求項１に記載の居眠り運転危険判定装置。
前記危険度は、開眼時間ｔ_ｏおよび閉眼時間ｔ_ｃから算定されたＴｃ^ｎ／Ｔｏであることを特徴とする請求項１に記載の居眠り運転危険判定装置。
前記閾値Ｋｔは、多人数による実験における危険度Ｔｃ^ｎ／Ｔｏと危険運転状態の相関から求めたものであることを特徴とする請求項１に記載の居眠り運転危険判定装置。
前記居眠り運転判断部は、前記センサーにより検知された前記開眼時間ｔ_ｏ、前記閉眼時間ｔ_ｃを受け取った後、
閉眼時間累乗補正処理と、
開眼時間、累乗閉眼時間の時系列移動平均化処理と、
危険度計算と、
危険度計算から求めた危険度と前記閾値との比較と、
を行なうことを特徴とする請求項１に記載の居眠り運転危険判定装置。