JP2830475B2

JP2830475B2 - 居眠り運転警報装置

Info

Publication number: JP2830475B2
Application number: JP7517929A
Authority: JP
Inventors: 恵一山本
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1994-12-28
Publication date: 1998-12-02
Anticipated expiration: 2013-12-02
Also published as: JPH07505831A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は車両に装備される居眠り運転警報装置、特
に、車両の運転者が運転の継続中に覚醒状態を低下さ
せ、居眠り運転に入りかけた際に警報を発して注意を促
す居眠り運転警報装置に関する。

背景技術自動車には、たとえば、ステアリングハンドル、アク
セルペダル、ブレーキペダル、シフトレバー、ウインカ
ーレバー、ワイパースイッチ、照明スイッチなど、運転
者が操作し得る各種操作手段がある。

これら操作手段の操作が少なくなると、運転が単調と
なり、眠気が高まり、運転者が居眠りを始める可能性が
高まる。

そこで、従来、特開昭58−105844号公報に示されるよ
うに、運転中の時間経過をカウントし、各種操作手段の
操作がないまま一定時間が経過したとき、そこで居眠り
を防ぐための警報を発するものがある。

更に、特開昭58−175094号公報に示されるように、各
種操作手段の操作の回数が所定値に満たないまま所定時
間が経過した場合に数値データ“1"を加算し、その加算
値がある値に達したところで居眠りを防ぐための警報を
発するものがある。

他方、車両の蛇行量と覚醒度（ここでは覚醒を必要と
する眠気度を指すものとする）とに関連があることが知
られており、その一例として本発明者の得たデータを第
42図に示した。

車両の蛇行量に関しては特開平３−273498号公報に関
連技術が開示される。ここではビデオカメラによって前
方路面を撮像し、前方道路の車線表示ラインの交点に基
づき走行レーンにおける基準点を算出し、この基準点と
現在の車両の進行方向における車線表示ラインの交点と
の相対的なずれ（蛇行方向）に対して旋回指示が正しく
出されているか否か判断し、旋回指示が正しく無い場合
に、警報を発するようにしている。

しかしながら、上述の先行技術のうち、各種操作手段
の操作の頻度より運転者の単調の程度を検出する２つの
ものでは、運転者の単調の程度が一定時間毎にサンプリ
ング的に判断されるため、運転者の覚醒状態の変化を継
続的に捕らえることが難しい。

更に、前方道路の車線表示ラインの基準点と現在の進
行方向における車線表示ラインの交点との相対的なずれ
に応じて旋回指示が正しく出されていない場合に警報を
発するものでは、蛇行に応じた旋回指示の適否が常に居
眠り運転に正しく対応するとは限らず居眠り判定に限界
があり、精度の向上が望まれている。

本発明の目的は、運転開始から現在までの運転者の継
続的な覚醒状態の変化を考慮し、特に前方道路の白線認
識を行って、運転者毎の運転者特性を考慮し、運転者の
居眠りをより的確に検出し、警報を発することのできる
居眠り運転警報装置を提供することにある。

発明の開示第１発明による居眠り運転警報装置は、車両の運転中に所定時間毎に一定値を積算して単調度
を求める積算手段を有し、かつステアリングを除く各種
操作手段の操作が行なわれたとき該操作に対応して予め
設定された重み付け値を前記積算手段の積算値より減じ
て単調度を補正する減算手段を有する運転操作検出部
と、前記ステアリングの一定時間内の操舵状態量を求める
ステアリング操作検出部と、車体に支持されたカメラからの前方路面画像を選択的
に検査画像として取り込む画像データ記憶部と、画像デ
ータ記憶部からの検査画像に基づき白線画像を抽出し、
前記白線画像の座標を求める画像処理部と、前記白線画
像の座標データを所定回数取り込むことによって白線画
像の水平座標上のずれである蛇行量を検出する蛇行量演
算部とを有する走行位置検出部と、前記運転操作検出部、前記ステアリング操作検出部及
び前記走行位置検出部のそれぞれに対応するメンバーシ
ップ関数に基づいて運転者の覚醒度を推定するファジィ
推論部と、前記覚醒度に応じて警報手段を駆動する報知部と、を備え、前記ファジィ推論部は、前記走行位置検出部に対応す
るメンバーシップ関数の基準値として走行開始直後から
の初期運転時の蛇行量の平均値を用いて運転者の覚醒度
を推定することを特徴とする。

更に、請求項１記載の居眠り運転警報装置において、前記走行位置検出部の蛇行量演算部は、ウインカ信号
の入力中における蛇行量をゼロとして処理することを特
徴とする。

このような請求項１の発明によれば、運転操作検出部において、所定時間毎に一定値が積算
されて単調度が求められ、ステアリングを除く各種操作
手段の操作時に同操作手段毎に設定されている重み付け
値が演算値から減じられ、単調度が補正され、ステアリ
ング検出部において、一定時間内の操舵状態量が求めら
れ、更に、走行位置検出部において、画像データ記憶部
がカメラからの前方路面画像を検査画像として取り込
み、画像処理手段が検査画像内の白線画像の座標を求
め、蛇行量演算部が白線画像の水平座標上のずれである
蛇行量を検出し、次いで、ファジィ推論部において、演
算された現在の単調度、操舵状態量、蛇行量が、それぞ
れに対応する各メンバーシップ関数で変換され、ここで
得られた値がファジィ推論により運転者の覚醒度として
推定され、この際、ファジィ推論部が、走行位置検出部
に対応するメンバーシップ関数の基準値として初期運転
時の蛇行量の平均値を用いて運転者の覚醒度を推定する
ようにし、次いで、報知部によりこの覚醒度に応じた警
報手段が駆動される。

このため、運転開始から現在までの運転者の継続的な
覚醒状態の変化を単調度、操舵状態量、蛇行量に基づき
考慮し、特に、まだ居眠り運転の心配の無い初期運転時
に、運転者毎の個人レベルの運転操作データを取り込む
こととなり、それをファジィ推論の基準値として盛り込
むようにでき、運転者毎の運転特性を考慮した上で運転
者の居眠りをより的確に検出し、警報を発するので、走
行安全性がより向上する。

特に、請求項１記載の居眠り運転警報装置において、
蛇行量演算部がウインカ信号の入力中の蛇行量をゼロと
するようにすることが良い。この場合、蛇行量を運転者
の居眠り状態に関連づける上での外乱を排除することと
成る。このため、運転者の居眠りをより的確に検出し、
より精度の良い制御を行なえる。

図面の簡単な説明第１図は、本発明の一実施例としての居眠り運転警報
装置の概略全体構成図である。

第２図は、第１図の居眠り運転警報装置の走行位置検
出部が処理する検査画像の正面図である。

第３図は、運転者の眠気時と覚醒時の各蛇行量特性線
図である。

第４図は、第１図の居眠り運転警報装置の走行位置検
出部が処理する白線候補点説明図である。

第５図は、第１図の居眠り運転警報装置の走行位置検
出部が処理する白線候補点の微分フィルタ処理後の特性
線図である。

第６図は、車両の車線変更時における白線中心位置の
経時変化特性線図である。

第７図は、車両の車線変更説明図である。

第８図は、操舵角の経時変化特性を示す線図である。

第９図は、第１図の居眠り運転警報装置が行う制御処
理のフローチャートである。

第10図は、第１図の居眠り運転警報装置が行う制御処
理のフローチャートである。

第11図は、第１図の居眠り運転警報装置が行う制御処
理のフローチャートである。

第12図は、第１図の居眠り運転警報装置が行う制御処
理のフローチャートである。

第13図は、第１図の居眠り運転警報装置が行う制御処
理のフローチャートである。

第14図は、第１図の居眠り運転警報装置付きの車両に
おける一例としての単調度変化特性線図である。

第15図は、第１図の居眠り運転警報装置がファジィ推
論に用いるメンバーシップ関数の原形図である。

第16図は、第１図の居眠り運転警報装置が用いる覚醒
度についてのメンバーシップ関数の形状を示す図であ
る。

第17図は、第１図の居眠り運転警報装置が用いる単調
度についてのメンバーシップ関数の形状を示す図であ
る。

第18図は、第１図の居眠り運転警報装置が用いる操舵
量についてメンバーシップ関数の形状を示す図である。

第19図は、第１図の居眠り運転警報装置が用いる蛇行
量についてのメンバーシップ関数の形状を示す図であ
る。

第20図は、第１図の居眠り運転警報装置がファジィ推
論に用いる制御ルールのフォーマットを示す図である。

第21図は、第20図の制御ルールに各ファジィ変換グレ
ードを当て嵌めた状態でのフォーマットを示す図であ
る。

第22図は、第１図の居眠り運転警報装置が覚醒器の動
作を実行するための制御処理のフローチャートである。

第23図は、本発明の第２実施例としての居眠り運転警
報装置の概略全体構成図である。

第24図は、第23図の居眠り運転警報装置が行う制御処
理のフローチャートである。

第25図は、第23図の居眠り運転警報装置が行う制御処
理のフローチャートである。

第26図は、第23図の居眠り運転警報装置が行う制御処
理のフローチャートである。

第27図は、第23図の居眠り運転警報装置が行う制御処
理のフローチャートである。

第28図は、第23図の居眠り運転警報装置付き車両にお
ける操舵回数、操舵速度の関連を説明するための操舵角
の経時的特性線図である。

第29図は、第23図の居眠り運転警報装置が用いる操舵
速度についてのメンバーシップ関数の形状を示す図であ
る。

第30図は、第１図の居眠り運転警報装置が用いる操舵
回数についてのメンバーシップ関数の形状を示す図であ
る。

第31図は、第１図の居眠り運転警報装置がファジィ推
論に用いる制御ルールのフォーマットを示す図である。

第32図は、第31図の制御ルールに各ファジィ変換グレ
ードを当て嵌めた状態でのフォーマットを示す図であ
る。

第33図は、第23図の居眠り運転警報装置が用いる覚醒
度についてのメンバーシップ関数の形状を示す図であ
る。

第34図は、本発明の第２実施例の変形例である居眠り
運転警報装置が用いる無操作時間についてのメンバーシ
ップ関数の形状を示す図である。

第35図は、本発明の第３実施例としての居眠り運転警
報装置の概略全体構成図である。

第36図は、図35の居眠り運転警報装置が行う制御処理
のフローチャートである。

第37図は、第35図の居眠り運転警報装置が行う制御処
理のフローチャートである。

第38図は、第35図の居眠り運転警報装置が行う制御処
理のフローチャートである。

第39図は、第35図の居眠り運転警報装置がファジィ推
論に用いる制御ルールのフォーマットを示す図である。

第40図は、第35図の制御ルールに各ファジィ変換グレ
ードを当て嵌めた状態でのフォーマットを示す図であ
る。

第41図は、第35図の居眠り運転警報装置が用いる覚醒
度についてのメンバーシップ関数の形状を示す図であ
る。

第42図は、車両の運転者の眠気時における蛇行量と覚
醒度必要量の相関関係を説明する線図である。

発明を実施するための最良の形態第１図には本発明の一実施例としての居眠り運転警報
装置S1を示した。

この居眠り運転警報装置S1は図示しない車室の前部に
装備され前方路面１（第２図参照）を撮影するカメラ２
と、カメラ２に接続される画像処理装置３と、居眠り運
転警報用のコントロールユニット４と警報手段としての
表示器６及び覚醒器７とを備える。

なお、居眠り運転警報用コントロールユニット４は画
像処理装置３に通信回線で接続され、両者間での信号の
授受を行なえるように構成される。

カメラ２は前方路面の画像を、例えば第２図に示す画
面A₀内に写すべく装備され、このカメラ２からの路面画
像は画像処理装置３に入力される。

画像処理装置３は周知の画像処理機能を備え、特に、
走行位置検出手段Ｃの一部である画像データ記憶部C1と
画像処理手段C2としての機能を備える。

画像データ記憶部C1は、カメラ２からの路面画像デー
タを所定時間毎に静止した検査画像P1として選択的に取
り込み、順次この検査画像P1（画面A₀も検査画像の一
つ）の画像データを所定の画像記憶装置内の最新検査画
像データ収容エリアにファイルする。

画像処理手段C2は画像処理工程を順次実行する。

即ち、適時に最新検査画像データの収容エリアより最
新検査画像P1（第２図参照）のデータを取り込む。そし
て、各検査画像の内でＹ軸側（垂直側）の、例えば、n
1,n2,n3（前以て複数位置が設定される）にそれぞれ位
置すると共にＸ軸方向（水平方向）に並ぶ各ラインn1,n
2,n3上の全画素で光電変換された検出信号がA/D変換さ
れ、例えば、第４図に示すような濃淡値に変換される。
次いで、この各ラインn1,n2,n3上の全画素の濃淡値は各
検査画像の照度の変化（ずれ）に対応すべく、各ライン
上の各画素は順次（１）式を用いて微分フィルタ処理さ
れる。

ｆ（i,j）＝−１×ｆ（ｉ−3,j）−１×ｆ（ｉ−2,
j）−１×ｆ（ｉ−1,j）＋０×ｆ（i,j）＋１×ｆ（ｉ＋1,j）＋１×ｆ（ｉ＋2,j）
＋１×ｆ（ｉ＋3,j） ……（１）この微分フィルタ処理によって各ラインn1,n2,n3上の
全画素の濃淡値は平滑化され、例えば、第５図に示すよ
うな濃淡値差に変換される。

この後、画像処理手段C2は白線候補点の検出を行なう
べく、ここでは確定した各ラインn1,n2,n3上の全画素の
濃淡値差を予め設定されたスライスレベルs1と比較し、
白線候補点paを検索する。

この後、各ラインn1,n2,n3上の各白線候補点paのデー
タに基づき左右の白線L_R,L_Lを推定する演算を実行す
る。ここでは最小二乗法に沿って各ラインn1,n2,n3上の
各白線候補点paのデータを演算処理し、白線L_R,L_LのX,Y
座標上の位置（Y_Rn＝aX_Rn＋ｂ）、（Y_Ln＝cX_Ln＋ｄ）を
決定し、居眠り運転警報用コントロールユニット４に出
力する。

居眠り運転警報用コントロールユニット４はその制御
部８に、自動車の各種操作手段の操作を検知するため
の、車速センサ10、ブレーキ操作検知手段11、エキブレ
検知手段12、シフト操作検知手段13、ウインカー操作検
知手段14、ワイパー操作検知手段15、照明操作検知手段
16及び操舵角センサ17が接続されている。

車速センサ10は自動車の車速Ｖを検知する。ブレーキ
操作検知手段11はブレーキペダルの操作を検知する。エ
キブレ検知手段12はエキゾーストブレーキスイッチの操
作を検知する。シフト操作検知手段13はトランスミッシ
ョンのシフトレバーの操作を検知する。ウインカー操作
検知手段14はウインカーレバーの操作を検知する。ワイ
パー操作検知手段15はワイパースイッチの操作を検知す
る。照明操作検知手段16は照明スイッチの操作を検知す
る。操舵角センサ17はステアリングの操舵角Ｑを検知す
る。

更に、制御部８にはタイマ18、カウンタ19,20、表示
器６、覚醒手段７及びメモリ21が接続される。

覚醒手段７は、覚醒作用の強弱が異なる複数の覚醒器
7a,7b,7c,7dからなる。

覚醒器7aは、動作時に臭い又は弱風を発するもので、
覚醒作用が最も弱い。

覚醒器7bは、動作時に光又は強風を発するもので、覚
醒作用が覚醒器7aより強い。

覚醒器7cは、動作時に音又は振動を発するもので、覚
醒作用が覚醒器7bより強い。

覚醒器7dは、動作時に臭い、光、風、音、振動のうち
複数を合わせて発したり、あるいは電気的な衝撃を発す
るもので、覚醒作用が最も強い。

タイマ18は、運転中の各種時間カウントおよび制御サ
イクルタイムのカウントなどに用いられる。

メモリ21は各操作手段の操作に対する重み付け値ni
（ｉ＝1,2,3……）を記憶するための記憶手段であり、
その重み付け値niが各操作手段に対応付けてあらかじめ
記憶される。また、このメモリ21には、他にも各種設定
値データが記憶される。

重み付け値niは、操作の実行によって解消される単調
感が操作の種類に応じて異なることを考慮して定められ
ている。例えば、車線変更のためのウインカーレバー操
作は、重み付け値niとして“1"が設定される。停止また
は減速のためのブレーキ操作は、単調度の解消量が大き
いことから重み付け値niとして“2.5"が設定される。つ
まり、ウインカーレバーの一回の操作はそのまま操作回
数“1"として検出されるが、ブレーキの１回の操作は操
作回数“2.5"として検出される。

他の操作についても同様に、単調度の解消量を考慮し
た重み付け値niがそれぞれ設定される。

ここで、居眠り運転警報用コントロールユニット４は
要部がマイクロコンピュータで構成され、走行位置検出
部Ｃとして蛇行量演算部C3の機能を備え、しかも、後述
の運転操作検出部Ａとステアリング操作検出部Ｂと運転
者の覚醒度を推定するファジィ推論部Ｄと基準値設定部
Ｅ及び報知部Ｆとしての各機能を備える。

走行位置検出部Ｃの一部を成す蛇行量演算部C3は画像
処理装置３側より白線L_R,L_LのX,Y座標上の位置（Y_Rn＝a
X_Rn＋ｂ）、（Y_Ln＝cX_Ln＋ｄ）データを所定回数取り込
み、これら各白線画像のＸ座標（X_Rn1,X_Ln1）、（X_Rn2,
X_Ln2）、（X_Rn3,X_Ln3）を順次演算し、その各白線画像
のＸ座標でのずれ、即ち標準偏差を蛇行量Rnとして演算
する。

なお、第３図に示すように、覚醒時の蛇行量Rnに対し
て眠気時の蛇行量Rnはその量が大幅に大きく成っている
ことが明らかと成っている。

ここで基準値設定部Ｅは、運転開始から一定時間の初
期運転に関して働くもので、次の（１）〜（４）区分の
機能を備える。

（１）運転開始から一定時間t_s1を初期運転として設定
する。

（２）各種操作手段のうちステアリングを除く少なくと
も１つが操作されたとき、その操作手段に対応する重み
付け値niをメモリ21から読み出す。

（３）読出される重み付け値niをカウンタ19で加算し
（ｎ＝Σni）、加算値ｎを初期運転中の全操作回数Noと
して保持する。ここで、重み付け値niを加算するのは、
実際に起こる率は低いと思われるが、複数の操作手段が
同時に操作される場合への対応である。

（４）初期運転の終了時、全操作回数No、操舵量SQの平
均値SQm、蛇行量Rnの平均値Rnsをそれぞれ基準値として
メモリ21に記憶する。

また、運転操作検出部Ａは初期運転の経過後に働くも
ので、次の、（１）〜（８）区分の各機能を備える。

（１）タイマ18で運転時間t₂及び覚醒度判定用時間t₃の
カウントをそれぞれ開始する。

（２）積算手段A1として、制御サイクルタイムであると
ころの1/10秒ごとに一定値Toをカウンタ19で積算し、単
調度Ｔを求める。

（３）各種操作手段のうちステアリングを除く少なくと
も１つが操作されたとき、該操作手段に対応する重み付
け値niをメモリ21から読みだす。

（４）読出される重み付け値niをカウンタ19で加算し
（ｎ＝Σni）、加算値ｎを初期運転後の全操作回数Ｎと
して保持する。

（５）運転時間t₂を全操作回数Ｎで除算することによ
り、運転中の各操作間の時間経過の平均値（＝t₂/N）を
求める。

（６）時間経過の平均値に一定値Toを乗算することによ
り、運転中の各操作間の単調度増加量〔＝t₂/N）・To〕
を算出する。

（７）単調度増加量に重み付け値ｎ（＝niの加算値）を
乗算することにより、現時点の操作に基づく単調度解消
量〔＝（t₂/N）・To・ｎ〕を求める。

（８）減算手段A2として、単調度解消量だけカウンタ19
の積算値を減じて単調度Ｔを補正する。

更に、ステアリング操作検出部Ｂは初期運転の経過後
に働くもので、次の（１）〜（２）区分の各機能を備え
る。

（１）操舵角センサ17の検知結果に基づく操舵角データ
をメモリ21に蓄積する。

（２）最新の単位時間（現在は１分間を単位としてい
る）の操舵角Ｑデータに基づき、その所定時間における
操舵量SQを（２）式より求める。

この場合、第８図に示すように、制御サイクルタイム
であるところの1/10秒（dt）ごとに操舵角データの前回
値q_iと今回値q_i+1の差分（q_i+1−q_i）を求めて順次加算
し、単位時間（q₁乃至q_nの時間幅）の加算値を操舵量SQ
として算出する。

ファジィ推論部Ｄは初期運転の経過後働くもので、次
の（１）の機能を備える。（１）運転操作検出部Ａから
の単調度Ｔ、ステアリング操作検出部Ｂから操舵量SQ、
走行位置検出部Ｃからの蛇行量Rnに対応するメンバーシ
ップ関数に基づいて運転者の覚醒度を推定する。

なお、このファジィ推論部Ｄは１分間毎に判定サイク
ルを実行して覚醒度を更新するが、各判定サイクルで使
用すデータは各判定サイクル直前の10分間の時間範囲で
取り込まれ、そのデータ範囲は１分ずつずらせて順次取
り込まれることとなる。

報知部Ｆは、初期運転の経過後に働くもので、次の
（１）の機能手段を備える。

（１）覚醒度に応じて覚醒器7a,7b,7c,7dを選択的に作
動せしめる。

次に、上述の構成の作用を第９図至第13図及び第22図
のフローチャートを参照しながら説明する。

イグニッションスイッチがオンされてエンジンが始動
されると、カメラ２と画像処理装置３及び居眠り運転警
報用のコントロールユニット４とがシステム起動し、制
御部８によって車速センサ10の検知車速Ｖが監視される
（ステップ101）。

車速Ｖが一定値V1を越えると（ステップ101のYes）、
タイマ18で初期運転時間t₁（秒）のカウントが開始され
（ステップ102）、路面撮影指令をカメラ２及び画像処
理装置３に発する。これによって、画像処理装置３が後
述の処理に入る。

ここで一定値V₁としては、運転者が単調感を覚えやす
い高速道路を想定しており、例えば、60Km乃至70Kmの値
に設定される。

運転中、運転者によって種々の操作が実行されるが、
その種類として次のものがある。

即ち、アクセルペダルの操作、ブレーキペダルの操
作、エキゾーストブレーキスイッチの操作、シフトレバ
ーの操作、ウインカーレバーの操作、ワイパースイッチ
の操作、照明スイッチの操作、ステアリングの操作があ
る。

これら操作の内、ステアリング操作を除く少なくとも
１つの操作が実行されると（ステップ104のYes）、その
操作手段に対して予め定められている重み付け値niがメ
モリ21から読出される（ステップ105）。

読みだされる重み付け値niは同時操作がある場合を考
慮にカウンタ19で加算され（ステップ106）、加算値ｎ
が初期運転中の全操作回数Noとして保持される（ステッ
プ107）。

ｎ＝Σni No＝No＋ｎステアリングが操作されると、操舵角Ｑが操舵角セン
サ17で検知される。操舵があると、（ステップ108のYe
s）、その検知された操舵角Ｑに基づき（２）式より操
舵量SQが求められ、メモリ21に順次記憶される（ステッ
プ109）。

ステップ110では画像処理装置３から、白線L_R,L_LのX,
Y座標上の位置（Y_Rn＝aX_Rn＋ｂ）、（Y_Ln＝cX_Ln＋ｄ）
が初期運転時間t₁中順次取り込まれ、メモリ21に順次記
憶される。

初期運転時間t₁が一定時間t_s1（例えば20分）を越え
ると（ステップ111）、そこで初期運転の終了と成る。

一方、画像処理装置３は路面撮影指令を受けた時点か
ら一定時間の初期運転において第13図のフローチャート
で示すような白線推定処理に入る。

ここでは、路面撮影指令の入力を待ち（ステップ30
0）、指令が入力されるとカメラ２からの路面画像デー
タを所定時間毎に静止した検査画像P1（検査画像の一例
である第２図の画面A₀を参照）として撮影し取り込み、
検査画像P1データを所定の画像記憶装置内の最新検査画
像データ収容エリアにファイルする。

ステップ302では最新検査画像データの収容エリアよ
り最新検査画像P1のデータを取り込み、検査画像の内
で、n₁,n₂,n₃にそれぞれ位置する全画素の濃淡値データ
を求める（ステップ303）。ステップ304,305では、全画
素の濃淡値を上述の（１）式によって微分フィルタ処理
し、全画素の濃淡値差を予め設定されたスライスレベル
s1と比較し、白線候補点paを検索する。

ステップ306では、最小二乗法に沿って各ラインn₁,
n₂,n₃上の各白線候補点paのデータを演算処理し、白線L
_R,L_LのX,Y座標上の位置（Y_Rn＝aX_Rn＋ｂ）、（Y_Ln＝cX_L
n＋ｄ）を決定し、同値を制御部８に出力する。

メインルーチンでのステップ111で初期運転が終了し
たと判断してステップ112に達すると、所定回数分の白
線L_R,L_Lの位置（Y_Rn＝aX_Rn＋ｂ）、（Y_Ln＝cX_Ln＋ｄ）
データより、各白線のＸ座標（X_Rn1,X_Ln1）、（X_Rn2,X
_Ln2）、（X_Rn3,X_Ln3）を順次演算し、その各白線画像の
Ｘ座標でのずれ、即ち、初期運転時の運転者固有の標準
偏差を蛇行量Rnsとして演算する。このように、ここで
は、走行開始直後のまだ居眠り運転の心配の無い初期運
転時において、運転者の個人レベルでの運転操作データ
より蛇行量Rnsを演算する。

ステップs113に達すると、メモリ21に記憶されている
各操舵角Ｑデータに基づき操舵量SQを（２）式より求め
る。その操舵量SQが読出され、初期運転時の操舵量の加
算値SQmが算出される。

そして、カウンタ19の初期運転時の全操作回数No、初
期運転時の操舵量（標準値）SQm、初期運転時の蛇行量R
nsがそれぞれ基準値としてメモリ21に保持される（ステ
ップ114）。

こうして、一定時間t_s1にわたる初期運転の間に、運
転者毎の個人レベルの運転操作データが取り込まれる。

初期運転の開始後、ステップ115ではタイマ18で運転
時間t₂、覚醒度判定用時間t₃のカウントが開始される。

車速Ｖが一定値V1を越えると（ステップ116のYes）ス
テップ117に進み、ウインカ操作中か否か判断し、操作
中はステップ118で蛇行量Rn＝０に設定しステップ121に
進む。

ここで、ウインカ操作期間中に、例えば第７図に示す
ように左側車線走行中の車両が右側車線に車線変更し、
再度左側車線に変更がなされた場合、第６図に示すよう
に白線画像（Y_Rn＝aX_Rn＋ｂ）、（Y_Ln＝cX_Ln＋ｄ）の中
心位置の軌跡が変化する。この場合、中心位置はａ線よ
りｂ線（右側車線の右白線画像）に大きく変更し、再
度、ａ線に戻るという変位が生じる。このウインカ作動
期間中の蛇行は眠気に起因するものでは無く、この時の
蛇行を運転者の居眠りに関連づけることが無いようにウ
インカ信号の入力中の蛇行量Rnをゼロとし、これにより
精度良い居眠り判定制御を行なえるようにしている。

他方、ステップ117でウインカ非操作中との判断を行
なうとステップ119,120に進み、画像処理装置３より最
新の白線画像の位置（Y_Rn＝aX_Rn＋ｂ）、（Y_Ln＝cX_Ln＋
ｄ）を取り込み、この白線のＸ座標（X_Rn1,X_Ln1）、（X
_Rn2,X_Ln2）、（X_Rn3,X_Ln3）と前回白線のＸ座標とのＸ
座標でのずれである蛇行量Rnを算出し、メモリ21にスト
アする。

ステップ121では操舵角センサ17の検知した操舵角Ｑ
データ（第８図中に示す（q_i+1−q_i）値）に基づき上述
の（２）式より操舵量SQが求められ、操舵量データがメ
モリ21に蓄積される。

さらに、カウンタ19で一定値Toが積算され、単調度Ｔ
が求められる（ステップ122）。

Ｔ＝Ｔ＋To この一定値Toの積算は、制御サイクルタイムであると
ころの1/10秒ごとに繰返し実行される。

運転中、ステアリング操作を除く少なくとも１つの操
作が実行されると（ステップ123のYes）、その操作手段
に対して予め定められている重み付け値niがメモリ21か
ら読出され、その重み付け値niが加算される（ステップ
124）。そして、加算値ｎが運転中の全操作回数Ｎとし
てカウンタ19で積算される（ステップ125）。

ｎ＝Σni Ｎ＝Ｎ＋ｎ運転時間t₂がこの全操作回数Ｎで除算され、初期運転
経過後の各操作間の時間経過の平均値〔＝t₂/N〕が求め
られる。

この時間経過の平均値に１秒当たりの単調度増加量
（＝10・To）が乗算され、これに読出される重み付け値
の加算値ｎが乗算され、現時点の操作に基づく単調度解
消量〔＝（t₂/N）・10・To・ｎ〕が求められる（ステッ
プ126）。

この単調度解消量だけカウンタ19の積算値が減じられ
（ステップ127）、単調度Ｔが補正される。

Ｔ＝Ｔ−〔（t₂/N）・10・To・ｎ〕したがって、単調度Ｔは、第14図の実験データから判
るように、操作がなければ増大を続け、操作がなされる
ごとにその操作に応じた分だけ解消される。

単調度Ｔが負の値に成った場合（ステップ127のYe
s）、単調度Ｔは零に修正される（ステップ128）。

こうして、覚醒度判定時間t₃が所定時間に達するまで
（ステップ129）、単調度Ｔの係数、操舵量SQ及び蛇行
量Rnの蓄積が繰り返される。

ところで、車速Ｖが一定値V1を下回った場合（ステッ
プ116のNo）、それまで蓄積されたメモリ21内の操舵量S
Qがクリアされる（ステップ130）。

同時に、覚醒度判定時間t3がクリアされて零に戻され
る（ステップ131）。また、車速Ｖが零まで下がると
（ステップ132のYes）、つまり自動車が停止すると、後
述する覚醒度の表示がオフされる（ステップ133）。た
だし、この場合、単調度Ｔ及び前回白線のＸ座標は保持
される。

覚醒度判定時間t₃が所定時間を超えると（ステップ12
9のYes）、その所定時間に記憶された各白線画像（Y_Rn
＝aX_Rn＋ｂ）、（Y_Ln＝cX_Ln＋ｄ）のＸ座標のずれであ
る蛇行量Rnの平均値Rn1が求められる（ステップ134）。

同じく所定時間に蓄えられた操舵角Qnデータに基づ
き、最新の所定時間における各制御周期毎の各操舵角が
加算され、操舵量SQ（＝ΣQn）がメモリ21にストアされ
る（ステップ135）。

ステップ136に達すると、覚醒度Ｘの推論を行なう。

まず、メモリ21に記憶されていた蛇行量Rs、単調度
Ｔ、操舵量SQについてのメンバーシップ関数が呼び出さ
れる。

これらメンバーシップ関数は、共に第15図に示すよう
に、３クラス、三角型、しかも前件部がＡ、Ｂ、Ｃの３
つに区切られたものであり、基本的には、初期運転で得
られた各基準値（平均蛇行量Rns、単調度Ｔ、操舵量SQ
m、全操作回数No）および初期運転の経過後に得られた
全操作回数Ｎに応じてそれぞれ形状が決定される。

具体的には次の表１に示すような関係に基づいて区切
り値A,B,Cが求められている。

（１）単調度についてのメンバーシップ関数の形状は
“高い”“中間”“低い”の３クラスに区切られてお
り、その区切り値ＡはＣの1/3、区切り値ＢはＣの2/3と
して求められ、その区切り値Ｃの値は40、単調度のMAX
値、各操作間の単調度増加量ａに定数12を乗算した値
（＝12×ａ）のうち最大値が設定される。

ここで各操作間の単調度増加量ａは次の様に求められ
る。

初期運転時t_s1が全操作回数Noで乗算されることによ
り、無操作時間の平均値ｂが求められる。この無操作時
間の平均値ｂに１秒間当りの単調度増加量（＝10・To）
が乗算され、各操作間の単調度増加量ａが求められる。

ｂ＝t_s1/No ａ＝（t_s1/No）・10・To 実例を第17図に示す。

（２）操舵量についてのメンバーシップ関数の形状は、
“多い”“中間”“少ない”の３クラスに区切られてお
り、所定時間（覚醒度判定用時間t3）当たりの操舵量SQ
nの最小値、または最大値の0.6倍のうちいずれか小さい
方が区切り値Ａとして決定される。区切り値Ｂは（Ａ＋
Ｃ）/2として求められ、区切り値Ｃは操舵量SQnの最大
値として決定される。

実例を第18図に示す。

（３）蛇行量についてのメンバーシップ関数の形状は、
“大きい”“中間”“小さい”の３クラスに区切られて
おり、その区切り値Ａは、平均蛇行量Rnsがそのまま区
切り値Ａと決定され、区切り値ＢはＡの1.5倍、区切り
値ＣはＡの２倍として決定される。

実例を第19図に示す。

なお、ファジィ推論の基準値である各メンバーシップ
関数の区切り値の設定処理が終了し、覚醒度の判定処理
に入ってからも単調度と操舵量に関しては、Min、Maxの
値が更新された都度その値を反映し、蛇行量に関しては
基準値設定が終了したらその後、変更せずに使用する。

そして、これらメンバーシップ関数を用いてファジィ
推論が実行され、運転者の覚醒度が求められる（ステッ
プ136）。以下、このファジィ推論について説明する。

現時点の単調度Ｔ（カウンタ19の値）と第17図のメン
バーシップ関数とから、単調度のファジィ変換グレード
が算出される。

例えば、単調度Ｔが“20.57"の場合、その単調度Ｔは
第17図に示すように２つのクラス“中間”“低い”に対
応し、２つのファジィ変換グレード“0.76"“0.24"が算
出される。

ステップ135で求められた所定時間当たりの操舵量SQn
と第18図のメンバーシップ関数とから、操舵量のファジ
ィ変換グレードが算出される。

たとえば、操舵量の平均値が“6452"の場合、その平
均値は第18図に示すように２つのクラス“多い”“中
間”に対応し、２つのファジィ変換グレード“0.86"
“0.14"が算出される。

ステップ134で求められた所定時間の蛇行量の平均値R
n1と第19図のメンバーシップ関数とから、蛇行量のファ
ジィ変換グレードが算出される。

たとえば、蛇行量が“20.6"の場合、その蛇行量は第1
9図に示すように、２つのクラス“中間”“大きい”に
対応し、２つのファジィ変換グレード“0.95"“0.05"が
算出される。

メモリ21にはさらに、第20図に示す制御ルールのフォ
ーマットが記憶されており、その制御ルールに対して算
出された各ファジィ変換グレードが当て嵌められること
により、必要量であるところの覚醒度のクラスが求めら
れる。

この場合、３つのファジィ変換グレードが算出されて
おり、当て嵌めの該当箇所を第20図においてアンダーラ
インで示し、当て嵌めらる数値（ファジィ変換グレー
ド）データを第21図に示している。

単調度、操舵量、及び蛇行量の３項目について、ファ
ジィ変換グレードがすべて零でないクラスは“4"“3.5"
“3"“2.5"“2"の５つである。

そして、クラス“4"に対応する各項目のファジィ変換
グレードのうち、最大値は“0.05"である。クラス“3.
5"に対応する各項目のファジィ変換グレードのうち、最
大値は“0.05"である。クラス“3"に対応する各項目の
ファジィ変換グレードのうち、最大値は“0.14"であ
る。クラス“2.5"に対応する各項目のファジィ変換グレ
ードのうち、最大値は“0.76"である。

クラス“2"に対応する各項目のファジィ変換グレード
のうち、最大値は“0.24"である。以上は、いわゆるMi
n,Max合成重心法により求められるものである。

また、後件部であるところの覚醒度について、第16図
に示す９クラス、三角形、覚醒度“１ないし5"のメンバ
ーシップ関数が用意され、それがメモリ21に記憶されて
いる。

この覚醒度のメンバーシップ関数に対し、抽出された
各クラスごとのファジィ変換グレードが第16図に斜線で
示すごとぐ、当て嵌められ、かつ、斜線部分の重心が計
算されることにより、覚醒度Ｘ（＝“2.6"）が求められ
る。これでファジィ推論の終了である。

こうして、覚醒度Ｘが求まると、それが表示器６で表
示される（ステップ137）。この表示を見ることによ
り、運転者は自身の運転状態を把握することができる。
また、同乗者は運転者が居眠りしないように、運転者に
話しかけたり、注意を与えたり、適切な処置をとること
ができる。

この後、運転停止で無い限り、覚醒度判定時間t₃が強
制的に60秒にセットされ（ステップ139）、ステップ116
に戻り、運転停止でシステム停止となる。

一方、第22図のフローチャートに示すように、ファジ
ィ推論によって求められる覚醒度Ｘと、予めメモリ21に
記憶されている設定値“4"“3"“2"“1"とが逐次に比較
される（ステップ201〜204）。

ここで、設定値“4"は殆ど居眠り状態に相当するレベ
ルである。、設定値“3"は居眠り、蛇行運転が時々見ら
れるレベルである。“2"はあくびが頻発するなど、かな
り眠気を催しているレベルである。設定値“1"はやや眠
気を催しているレベルである。

覚醒度Ｘの必要量が設定値“4"より大きければ（ステ
ップ210のYes）、覚醒器7dが所定時間だけ動作し（ステ
ップ205）、光、風、音、振動が合わせて発せられた
り、または電気的な衝撃が運転者の体に加えられる。

覚醒度Ｘの必要量が設定値“3"より大きければ（ステ
ップ202のYes）、覚醒器7cが所定時間だけ動作し（ステ
ップ206）、音、が発せられたり、または振動が運転者
の体に加えられる。

覚醒度Ｘの必要量が設定値“2"より大きければ（ステ
ップ203のYes）、覚醒器7bが所定時間だけ動作し（ステ
ップ207）、光が発せられたり、強風が運転者の体に吹
き付けられる。

覚醒度Ｘの必要量が設定値“1"より大きければ（ステ
ップ204のYes）、覚醒器7aが所定時間だけ動作し（ステ
ップ208）、臭いが発せられたり、弱風が運転者の体に
吹き付けられる。

覚醒度Ｘの必要量が設定値“1"より小さい場合（ステ
ップ204のNo）、覚醒器は作動しない。

このように、覚醒度Ｘの必要量に応じたレベルの覚醒
作用を運転者に与えることにより、運転者の居眠りを未
然に防ぐことが出来、安全性が向上する。

特に、運転者の継続的な状態変化を単調度として捕ら
え、しかも、居眠り運転につながるステアリング操作の
特徴に加え、カメラによって捕らえた前方路面の白線位
置のずれ量に応じた蛇行量を捕らえ、これらをファジィ
推論の入力とすると共に、まだ居眠り運転の心配の無い
初期運転時に、運転者毎の個人レベルの運転操作データ
を取り込み、それをファジィ推論の基準値として盛り込
むようにしたので、運転者の居眠りを的確にしかも、常
に把握出来、信頼性にすぐれたものとなる。更に、段階
的に覚醒度に応じた覚醒手段を起動することが出来、最
適な覚醒処理が可能と成る。

なお、覚醒器としては上述の実施例のものに限らず、
シートに振動を与える等、種々のものが使用可能であ
る。

第23図には本発明の第２の実施例を示した。

この第２実施例としての居眠り運転警報装置S2は第１
図の居眠り運転警報装置S1と比較し、居眠り運転警報用
のコントロールユニット4a内のステアリング操作検出部
Baと運転者の覚醒度を推定するファジィ推論部Daとの機
能が相違する点以外は同様の構成を採り、ここでは同一
部材には同一符号を付し、同一構成部分の重複説明を略
し、相違点部分を主に説明する。

コントロールユニット4aはその制御部8aに、コントロ
ールユニット４と同様に自動車の各種操作手段の操作を
検知するためのセンサを接続され、走行位置検出部Ｃと
して蛇行量演算部C3の機能を備え、しかも、コントロー
ルユニット４で説明したと同様の運転操作検出部Ａと基
準値設定部Ｅ及び報知部Ｆとしての機能を備えると共
に、ステアリング操作検出部Baと運転者の覚醒度を推定
するファジィ推論部Daとしての各機能を備える。

この第２実施例としての居眠り運転警報装置S2は第１
図の居眠り運転警報装置S1と比較し、居眠り運転警報用
のコントロールユニット4a内の制御機能が相違する点以
外は同様の構成を採り、ここでは同一部材には同一符号
を付し、重複説明を略して説明する。

コントロールユニット4aはその制御部8aに、コントロ
ールユニット４と同様に自動車の各種操作手段の操作を
検知するためのセンサを接続され、紙かも、コントロー
ルユニット４で説明したと同様に走行位置検出部Ｃを成
す蛇行量演算部C3と、運転操作検出部Ａと、報知部Ｆと
しての機能を備え、これらの説明は略す。

更に、コントロールユニット4aは基準値設定部Eaとス
テアリング操作検出部Baと運転者の覚醒度を推定するフ
ァジィ推論部Daとしての各機能を備える。

基準値設定部Eaは運転開始から一定時間の初期運転に
関して働くもので、次の（１）〜（８）区分の機能を備
える。

（３）読出される重み付け値niをカウンタ19で加算し
（ｎ＝Σni）、加算値ｎを初期運転中の全操作回数Noと
して保持する。ここで、重み付け値niを加算するのは、
実際に起こる率は低いと思われるが、複数の操作手段が
同時に操作される場合への対処である。

（４）操舵角センサ17で検知される各操舵角Ｑ（第28図
中の各丸印参照）の前回値との偏差がプラス、マイナス
で反転した時（例えば第28図中の符号qa〜qb及びqc〜qd
の各中間時期ta,tb）、一操舵期間と判定して、その操
舵毎にカウンタ20を「１」ずつ加算して操舵回数Ｍを求
め、１分毎の操舵回数Ｍをメモリ14に順次記憶する。

（５）操舵角センサ17で検知される操舵角Ｑに基づき、
隣合う一操舵時（例えば第28図中の時期taとtb）を結ぶ
直線Ｌの傾斜（＝dt/dQ）状態より各操舵速度（deg/
秒）を求め、それをメモリ21に順次記憶する。

（６）初期運転の終了後、記憶された各操舵速度の平均
値ｄを求める。

（７）初期運転の終了時、記憶された各操舵速度の所定
偏差（＝上側四分位置と下側四分位置との差）ｅを求め
る。

（８）初期運転の終了時、全操作回数No、各操舵回数
Ｍ、各操舵速度の平均値ｄ、及び各操舵速度の所定偏差
ｅをそれぞれ基準値としてメモリ21に記憶する。

ステアリング操作検出部Baは初期運転の経過後に働く
もので、次の（１）〜（３）区分の各機能を備える。

（２）最新の単位時間（１分間を単位としている）の操
舵角Ｑデータに基づき、その所定時間における各操舵の
操舵速度の平均値ｄを求める。

（３）最新の１分間の操舵角データに基づき、その１分
間における操舵回数Ｍを求める。

ファジィ推論部Daは初期運転の経過後働くもので、次
の（１）の機能を備える。

（１）運転操作検出部Ａからの単調度Ｔ、ステアリング
操作検出部Baから操舵回数Ｍ、操舵速度ｄ、走行位置検
出部Ａからの蛇行量Rnに対応する各メンバーシップ関数
に基づいて運転者の覚醒度を推定する。

次に、居眠り運転警報装置S2の作動を第24図乃至第27
図のフローチャートを参照しながら説明する。なお、こ
こでのフローチャートは、居眠り運転警報装置S1の第９
図乃至第12図のフローチャートと同一構成部分が多く、
ここでは同一ステップには同一ステップ番号を付し、相
違するステップには「ａ」記号を追加して付し、更に、
重複説明は簡略化する。

イグニッションスイッチがオンされてエンジンが始動
されると、カメラ２と画像処理装置３及び居眠り運転警
報用のコントロールユニット4aとがシステム起動し、検
知車速Ｖが一定値V1を越えるのを待ち、越えると初期運
転時間t₁のカウントが開始され、路面撮影指令をカメラ
２及び画像処理装置３に発する（ステップ101〜103）。
これによって、画像処理装置３が第13図で説明したと同
様の処理に入る。

運転中、運転者によって操作部材の操作があり、これ
らの内、ステアリングリング操作を除く少なくとも１つ
の操作が実行されると、その操作手段に対した重み付け
値niが読出され、重み付け値niがカウンタ19で加算さ
れ、加算値ｎが初期運転中の全操作回数Noとして保持さ
れる（ステップ104〜107）。

ステアリングの操舵角Ｑが操舵角センサ17で検知され
ており、操舵があったと判断されるとその操舵毎に、カ
ウンタ20が「１」づつ加算されて操舵回数Ｍがメモリ21
に順次記憶される（ステップ108,109_a-1,109_a-2）。

Ｍ＝Ｍ＋１同時に、検知される操舵角Ｑに基づき、一操舵毎の操
舵速度（deg/秒）が求められ、それがメモリ21に順次記
憶される。

一方、画像処理装置３は路面撮影指令を受けた時点か
ら一定時間の初期運転において第13図のフローチャート
で示すような白線推定処理を上述と同様に行ない、初期
運転時に運転者の個人レベルでの運転操作データより蛇
行量Rnsを演算する（ステップ112）。

ステップs113aに達すると、メモリ21に記憶されてい
る各操舵速度が読出され、その操舵速度の平均値ｄが求
められるとともに、同操舵速度所定偏差（＝上側四分位
置と下側四分位置との差）ｅが求められる。

そして、カウンタ19の初期運転時の全操作回数No、初
期運転時の各操舵回数Ｍ、各操舵速度の平均値ｄ、各操
舵速度の所定偏差ｅ及び初期運転時の蛇行量Rnsがそれ
ぞれ基準値としてメモリ21に保持される（ステップ114
a）。

車速Ｖが一定値V1を越えると、ウインカ操作中か否か
判断し、操作中は蛇行量Rn＝０に設定し、ステップ121a
に進む。

他方、ウインカ非操作中は、画像処理装置３より最新
の白線画像の位置（Y_Rn＝aX_Rn＋ｂ）、（Y_Ln＝cX_Ln＋
ｄ）のＸ座標（X_Rn1,X_Ln1）、（X_Rn2,X_Ln2）、（X_Rn3,X
_Ln3）と前回白線のＸ座標とのＸ座標でのずれである蛇
行量Rnを算出し、メモリ21にストアする（ステップ116
〜120）。

ところで、車速Ｖが一定値V1を下回った場合、それま
で蓄積されていたメモリ21内の操舵角データがクリアさ
れる。同時に覚醒度判定用時間t₃がクリアされてゼロに
戻される（ステップ130a,131）。また、車速Ｖが零まで
下がると、覚醒度の表示がオフされる（ステップ132,13
3）。ただし、この場合、無操作時間t₄、単調度Ｔ及び
前回白線のＸ座標は保持される。

ステップ121a,122では操舵角センサ17の検知した操舵
角Ｑデータ（図28中に示す各qnのデータ）がメモリ21に
蓄積され、次いで、カウンタ19で一定値Toが積算され、
単調度Ｔが求められる。

運転中、ステアリング操作を除く少なくとも１つの操
作が実行されると、その操作手段に定められている重み
付け値niが読出され、加算され、加算値ｎが運転中の全
操作回数Ｎとしてカウンタ19で積算される（ステップ12
3〜125）。

ｎ＝Σni Ｎ＝Ｎ＋ｎ次いで、初期運転経過後の各操作間の時間経過の平均
値〔＝t₂/N〕が求められ、この平均値に単調度増加量
（＝10・To）が乗算され、これに読出される重み付け値
ｎが乗算され、単調度解消量〔＝（t₂/N）・10・To・
ｎ〕が求められる。更に、この単調度解消量だけカウン
タ19の積算値が減じられ、単調度Ｔが補正される（ステ
ップ126）。

Ｔ＝Ｔ−〔（t₂/N）・10・To・ｎ〕したがって、第14図の実験データから判るように、操
作がなければ増大を続け、操作がなされる毎にその操作
に応じた分だけ解消される。

操作がなされる毎に無操作時間t₄のカウント値がメモ
リ21に記憶され、且つ、そのカウント値がクリアされる
（ステップ126_a-1）。

単調度Ｔが負の値に成った場合、単調度Ｔは零に修正
される（ステップ127,128）。

こうして、覚醒度判定時間t₃が所定時間に達するまで
（ステップ129）、単調度Ｔの係数、操舵角データ及び
蛇行量Rnの蓄積が繰り返される。

覚醒度判定時間t3が所定時間を超えると、その所定時
間に記憶された各白線画像（Y_Rn＝aX_Rn＋ｂ）、（Y_Ln＝
cX_Ln＋ｄ）のＸ座標のずれである蛇行量Rnの平均値Rn1
が求められる（ステップ129,134）。

同じく所定時間に記憶された各無操作時間t₄の平均値
が求められる（ステップ135a）。同じく所定時間に蓄え
られた操舵角Ｑデータに基づき、最新の所定時間におけ
る各操舵の操舵速度の平均値ｄが求められる（ステップ
135_a-1）。同じく所定時間に蓄えられた操舵角Ｑデータ
に基づき、最新の所定時間における操舵回数Ｍが求めら
れる（ステップ135_a-2）。

ステップ136aに達すると、覚醒度Ｘの推論を行なう。
まず、メモリ21に記憶されていた蛇行量Rn、単調度Ｔ、
操舵速度ｄ及び操舵回数Ｍについての４つのメンバーシ
ップ関数が呼び出される。

これらメンバーシップ関数は、初期運転で得られた各
基準値（平均蛇行量Rns、全操作回数No、操舵回数M,各
操舵速度の平均値ｄ、各操舵速度の所定偏差ｅ）および
初期運転の経過後に得られた全操作回数Ｎに応じてそれ
ぞれ形状が決定され、ここでは次の表２に示すような関
係に基づいて区切り値A,B,Cが求められている。

（１）単調度についてのメンバーシップ関数の形状は、
第１図の居眠り運転警報装置S1で説明したと同様に設定
され、実例は上述の第16図に示した。

（２）操舵速度についてのメンバーシップ関数の形状
は、“速い”“中間”“遅い”の３クラスに区切られて
おり、偏差ｅに定数0.75が乗算され、その乗算値を平均
値ｄから減算した値（＝ｄ−0.75e）が区切り値Ａと決
定される。偏差ｅに定数0.25が乗算され、その乗算値を
平均値ｄから減算した値（＝ｄ−0.25e）が区切り値Ｂ
と決定される。偏差ｅに定数0.25が乗算され、その乗算
値を平均値ｄに加算した値（＝ｄ＋0.25e）が区切り値
Ｃと決定される。実例を第29図に示す。

（３）操舵回数についてのメンバーシップ関数の形状
は、“多い”“中間”“少ない”の３クラスに区切られ
ており、まず、各操舵回数Ｍの最小値ｆ、平均値ｇ、最
大値ｈ、標準偏差ｉが求められる。ここで、ｆまたは
（ｇ−２×ｉ）または（２×ｇ−ｈ）のうち、最大のも
のが区切り値Ａに決定される。ｇが区切り値Ｂと決定さ
れる。（ｇ＋２×ｉ）またはｈのうち、最小のものが区
切り値Ｃと決定される。実例を第30図に示す。

（４）蛇行量についてのメンバーシップ関数の形状は、
第１図の居眠り運転警報装置S1で説明したと同様に設定
され、実例は上述の第19図に示した。

なお、ファジィ推論の基準値である各メンバーシップ
関数の区切り値の設定処理が終了し、覚醒度の判定処理
に入ってからも単調度と操舵回数と操舵速度に関して
は、Min、Maxの値が更新された都度その値を反映し、蛇
行量に関しては基準値設定が終了したらその後、変更せ
ずに使用する。

そして、これらメンバーシップ関数を用いてファジィ
推論が実行され、運転者の覚醒度が求められる（ステッ
プ136a）。以下、このファジィ推論について説明する。

ステップ135_a-1で求められた所定時間当たりの各操舵
の操舵速度の平均値ｄと第29図のメンバーシップ関数と
から、操舵操舵速度のファジィ変換グレードが算出され
る。

たとえば、操舵速度の平均値が“5.54deg/秒”の場
合、その平均値は第29図に示すように１つのクラス“遅
い”に対応し、１つのファジィ変換グレード“1.0"が算
出される。

ステップ135_a-2で求められた所定時間当たりの操舵回
数Ｎと第30図のメンバーシップ関数とから、操舵回数の
ファジィ変換グレードが算出される。

たとえば、操舵回数が“9.0回／秒”の場合、その操
舵回数は第30図に示すように１つのクラス“少ない”に
対応し、１つのファジィ変換グレード“1.0"が算出され
る。

メモリ21にはさらに、第31図に示す制御ルールのフォ
ーマットが記憶されており、その制御ルールに対して算
出された各ファジィ変換グレードが当て嵌められること
により、必要量であるところの覚醒度のクラスが求めら
れる。

この場合、４つのファジィ変換グレードが算出されて
おり、当て嵌めの該当箇所を第31図においてアンダーラ
インで示し、当て嵌めらる数値データを第32図に示して
いる。

単調度、操舵速度、操舵回数及び蛇行量の４項目につ
いて、ファジィ変換グレードがすべて零でないクラスは
“4"“3.5"“3"“2.5"の４つである。

そして、クラス“4"に対応する各項目のファジィ変換
グレードのうち、最大値は“0.05"である。クラス“3.
5"に対応する各項目のファジィ変換グレードのうち、最
大値は“0.76"である。クラス“3"に対応する各項目の
ファジィ変換グレードのうち、最大値は“0.05"であ
る。クラス“2.5"に対応する各項目のファジィ変換グレ
ードのうち、最大値は“0.24"である。

また、後件部であるところの覚醒度について、第33図
に示す９クラス、三角形、必要幅“１ないし5"のメンバ
ーシップ関数が用意され、それがメモリ21に記憶されて
いる。

この覚醒度のメンバーシップ関数に対し、抽出された
各クラスごとのファジィ変換グレードが第33図に斜線で
示すごとぐ、当て嵌められ、かつ、斜線部分の重心が計
算されることにより、覚醒度Ｘ（＝“3.3"）が求められ
る。これでファジィ推論の終了である。

この後、居眠り運転警報装置S1と同様にコントロール
ユニット4a内の報知部Ｆが第22図のフローチャートに示
したと同様に覚醒度Ｘのレベルに応じて覚醒器7a,7b,7
c,7dを選択的に駆動し、覚醒度Ｘに応じたレベルの覚醒
作用を運転者に与えることにより、運転者の居眠りを未
然に防ぐことが出来、安全性が向上する。

このように、第２実施例としての居眠り運転警報装置
S2は第１図の居眠り運転警報装置S1と同様の作用効果が
得られ、特に、居眠り運転につながるステアリング操作
（ステアリング操作検出部Baから操舵回数Ｍ、操舵速度
ｄ）の特徴と蛇行量をファジィ推論の入力とすると共
に、運転者毎の個人レベルの運転操作データをファジィ
推論の基準値として盛り込むようにしたので、運転者の
居眠りを木目細かく的確に、しかも、常に把握出来、信
頼性にすぐれたものとなる。

上述のところにおいて、第２実施例の居眠り運転警報
装置S2のステアリング操作検出部Baはステアリング操作
量として操舵回数Ｍ、操舵速度ｄを用いたが、これら何
れか一方に代えて、ステップ126_a-1で処理している無操
作時間t₄をもちいてファジィ変換グレードの一つを設定
するように構成しても良い。この場合、例えば、無操作
時間t₄と第34図のメンバーシップ関数とから、無操作時
間のファジィ変換グレードが算出され、その他の操舵回
数Ｍ、操舵速度ｄの何れか一方、単調度及び蛇行量の各
ファジィ変換グレードが算出され、以下同様に処理さ
れ、覚醒度Ｘを推論できる。この場合も第２実施例とし
ての居眠り運転警報装置S2と同様の作用効果が得られ
る。

第35図には本発明の第３の実施例を示した。

この第３実施例としての居眠り運転警報装置S3は第１
図の居眠り運転警報装置S1と比較し、カメラ２及びそれ
に接続される画像処理装置３を備えず、居眠り運転警報
用のコントロールユニット4b内に蛇行量演算部C3を備え
ず、運転者の覚醒度を推定するファジィ推論部Dbの機能
が相違する点以外は同様の構成を採り、ここでは同一部
材には同一符号を付し、同一構成部分の重複説明を略
し、相違点部分を主に説明する。

コントロールユニット4bはその制御部8bに、第１図の
コントロールユニット４と同様に自動車の各種操作手段
の操作を検知するためのセンサを接続され、しかも、コ
ントロールユニット４で説明したと同様の運転操作検出
部Ａとステアリング操作検出部Ｂ及び報知部Ｆとしての
機能を備え、これらの説明は略す。

更に、コントロールユニット4bは基準値設定部Ebと、
運転者の覚醒度を推定するファジィ推論部Dbとしての機
能を備える。

ここで基準値設定部Ebは、運転開始から一定時間の初
期運転に関して働くもので、次の（１）〜（４）区分の
機能を備える。

（４）初期運転の終了時、全操作回数No、操舵量SQの平
均値SQmをそれぞれ基準値としてメモリ21に記憶する。

また、ファジィ推論部Dbは初期運転の経過後働くもの
で、次の（１）の機能を備える。

（１）運転操作検出部Ａからの単調度Ｔ、ステアリング
操作検出部Ｂからの操舵量SQに対応するメンバーシップ
関数に基づいて運転者の覚醒度を推定する。

なお、このファジィ推論部Dbは１分間毎に判定サイク
ルを実行して覚醒度を更新するが、各判定サイクルで使
用すデータは各判定サイクル直前の10分間の時間範囲で
取り込まれ、そのデータ範囲は１分ずつずらせて順次取
り込まれることとなる。

次に、第３実施例としての居眠り運転警報装置S3の作
動を第36図乃至第38図のフローチャートを参照しながら
説明する。なお、ここでのフローチャートは、居眠り運
転警報装置S1の第９図乃至第12図のフローチャートと同
一構成部分が多く、ここでは同一ステップには同一ステ
ップ番号を付し、相違するステップには「ｂ」記号を追
加して付し、更に、重複説明は簡略化する。

イグニッションスイッチがオンされてエンジンが始動
されると、コントロールユニット4bがシステム起動し、
検知車速Ｖが一定値V1を越えると初期運転時間t₁のカウ
ントが開始される（ステップ101〜102）。

運転中、ステアリング操作を除く少なくとも１つの操
作部材操作が実行されると、その操作手段に対した重み
付け値niが読出され、重み付け値niがカウンタ19で加算
され、加算値ｎが初期運転中の全操作回数Noとして保持
される（ステップ104〜107）。

操舵があると、その操舵毎に、カウンタ20が「１」づ
つ加算されて操舵回数Ｍがメモリ21に順次記憶される
（ステップ108,109）。

Ｍ＝Ｍ＋１初期運転時間t₁が一定時間t_s1（例えば20分）を越え
ると（ステップ111）、そこで初期運転の終了と成る。

そして、カウンタ19の初期運転時の全操作回数No、初
期運転時の操舵量（標準値）SQmがそれぞれ基準値とし
てメモリ21に保持される（ステップ114b）。

ところで、車速Ｖが一定値V1を下回った場合、それま
で蓄積されていたメモリ21内の操舵量データがクリアさ
れる（ステップ130,131）。

また、車速Ｖが零まで下がると、覚醒度の表示がオフ
される（ステップ132,133）。ただし、この場合、単調
度Ｔは保持される。

ステップ121では操舵角Ｑデータに基づき上述の
（２）式より操舵量SQが求められ、操舵量データがメモ
リ21に蓄積される。

Ｔ＝Ｔ−〔（t₂/N）・10・To・ｎ〕したがって、単調度Ｔは、第14図の実験データから判
るように、操作がなければ増大を続け、操作がなされる
ごとにその操作に応じ分だけ解消される。

こうして、覚醒度判定時間t₃が所定時間に達するまで
（ステップ129）、単調度Ｔの計数、操舵量SQの蓄積が
繰り返される。

覚醒度判定時間t₃が所定時間を超えると（ステップ12
9のYes）、その所定時間に蓄えられた操舵角Qnデータに
基づき、最新の所定時間における各操舵量が加算されSQ
n（＝ΣQn）がメモリ21にストアされる（ステップ13
5）。

ステップ136bに達すると、覚醒度Ｘの推論を行なう。

まず、メモリ21に記憶されていた単調度Ｔ、操舵量SQ
についてのメンバーシップ関数が呼び出される。

これらメンバーシップ関数は共に第15図に示すよう
に、３クラス、三角型、しかも前件部がＡ、Ｂ、Ｃの３
つに区切られたものであり、基本的には、初期運転で得
られた各基準値（単調度Ｔ、操舵量SQm、全操作回数N
o）および初期運転の経過後に得られた全操作回数Ｎに
応じてそれぞれ形状が決定される。

具体的には次の表３に示すような関係に基づいて区切
り値A,B,Cが求められている。

（１）単調度についてのメンバーシップ関数の形状は、
第１図の居眠り運転警報装置S1で説明したと同様に設定
され、実例は上述の第17図に示した。

（２）操舵量についてのメンバーシップ関数の形状は、
第１図の居眠り運転警報装置S1で説明したと同様に設定
され、実例は上述の第18図に示した。

なお、ファジィ推論の基準値である各メンバーシップ
関数の区切り値の設定処理が終了し、覚醒度の判定処理
に入ってからも単調度と操舵量に関しては、Min、Maxの
値が更新された都度その値を反映させて使用する。

そして、これらメンバーシップ関数を用いてファジィ
推論が実行される。

メモリ21にはさらに、第39図に示す制御ルールのフォ
ーマットが記憶されており、その制御ルールに対して算
出された各ファジィ変換グレードが当て嵌められること
により、必要量であるところの覚醒度のクラスが求めら
れる。

この場合、２つのファジィ変換グレードが算出されて
おり、当て嵌めの該当箇所を第39図においてアンダーラ
インで示し、当て嵌めらる数値（ファジィ変換グレー
ド）データを第40図に示している。

単調度、操舵量の２項目について、ファジィ変換グレ
ードがすべて零でないクラスは“3"“2.5"“1.5"“1"の
４つである。

そして、クラス“3"に対応する各項目のファジィ変換
グレードの値は“0.14"である。クラス“2.5"に対応す
る各項目のファジィ変換グレードの値は“0.14"であ
る。クラス“1.5"に対応する各項目のファジィ変換グレ
ードの値は“0.76"である。

クラス“1"に対応する各項目のファジィ変換グレード
のうち、最大値は“0.24"である。

また、後件部であるところの覚醒度について、第41図
に示す９クラス、三角形、必要幅“１ないし5"のメンバ
ーシップ関数が用意され、それがメモリ21に記憶されて
いる。

この覚醒度のメンバーシップ関数に対し、抽出された
各クラスごとのファジィ変換グレードが第41図に斜線で
示すごとぐ、当て嵌められ、かつ、斜線部分の重心が計
算されることにより、覚醒度Ｘ（＝“1.6"）が求められ
る。これでファジィ推論の終了である。

この後、居眠り運転警報装置S3では居眠り運転警報装
置S1と同様にコントロールユニット4b内の報知部Ｆが第
22図のフローチャートに沿って覚醒度Ｘのレベルに応じ
て覚醒器7a,7b,7c,7dを選択的に駆動し、覚醒度Ｘに応
じたレベルの覚醒作用を運転者に与えることにより、運
転者の居眠りを未然に防ぐことが出来、安全性が向上す
る。

このように、第３実施例としての居眠り運転警報装置
S3は居眠り運転警報装置S1と同様に、運転者の居眠りに
対して的確に警報を発することができ、しかも、常に居
眠りの程度を把握出来、信頼性にすぐれたものとなる。
特に、カメラ２や画像処理装置３等の構成部材が排除さ
れ、制御も簡素化され、コスト低減を図り易い。

産業上の利用可能性以上のように、本発明にかかる居眠り運転警報装置
は、乗用車等の含む多種の自動車に容易に装着でき、車
両の運転者が居眠り運転に入りかけた際に警報を発して
走行安全性を確保できる装置としてその効果を十分に発
揮できる。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G08G 1/00 - 1/16 B60K 28/06 B60R 21/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の運転中に所定時間毎に一定値を積算
して単調度を求める積算手段を有し、かつステアリング
を除く各種操作手段の操作が行なわれたとき該操作に対
応して予め設定された重み付け値を前記積算手段の積算
値より減じて単調度を補正する減算手段を有する運転操
作検出部と、前記ステアリングの一定時間内の操舵状態量を求めるス
テアリング操作検出部と、車体に支持されたカメラからの前方路面画像を選択的に
検査画像として取り込む画像データ記憶部と、画像デー
タ記憶部からの検査画像に基づき白線画像を抽出し、前
記白線画像の座標を求める画像処理部と、前記白線画像
の座標データを所定回数取り込むことによって白線画像
の水平座標上のずれである蛇行量を検出する蛇行量演算
部とを有する走行位置検出部と、前記運転操作検出部、前記ステアリング操作検出部及び
前記走行位置検出部のそれぞれに対応するメンバーシッ
プ関数に基づいて運転者の覚醒度を推定するファジィ推
論部と、前記覚醒度に応じて警報手段を駆動する報知部と、を備え、前記ファジィ推論部は、前記走行位置検出部に対応する
メンバーシップ関数の基準値として走行開始直後からの
初期運転時の蛇行量の平均値を用いて運転者の覚醒度を
推定することを特徴とする居眠り運転警報装置。
【請求項２】請求項１記載の居眠り運転警報装置におい
て、前記走行位置検出部の蛇行量演算部は、ウインカ信号の
入力中における蛇行量をゼロとして処理することを特徴
とする。