JPH0257433A - 居眠り検出装置 - Google Patents

居眠り検出装置

Info

Publication number
JPH0257433A
JPH0257433A JP20737988A JP20737988A JPH0257433A JP H0257433 A JPH0257433 A JP H0257433A JP 20737988 A JP20737988 A JP 20737988A JP 20737988 A JP20737988 A JP 20737988A JP H0257433 A JPH0257433 A JP H0257433A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dozing
level
membership function
doze
predetermined
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP20737988A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2600834B2 (ja
Inventor
Akiyoshi Fujisaki
章好 藤崎
Teruya Nishina
仁科 照也
Tanji Yoshida
吉田 丹治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Tateisi Electronics Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Tateisi Electronics Co
Priority to JP20737988A priority Critical patent/JP2600834B2/ja
Publication of JPH0257433A publication Critical patent/JPH0257433A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2600834B2 publication Critical patent/JP2600834B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Auxiliary Drives, Propulsion Controls, And Safety Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 この発明はまぶたの動き検出に基づいて居眠りを検出す
る装置に関する。
まぶたの動きを検出して開眼時間を測定し、この開眼時
間を所定のスレシホールド時間と比較することにより居
眠りを検出する装置があるが、開眼時間の単なる弁別に
基づいているために、センサの取付は位置、眼球運動、
顔の動き等に影響されやすく誤動作を生じることがしば
しばであった。また人によって、状況によって、利用目
的によってスレシホールド時間がかなり異なるので。
常に適切な居眠り検出を行なうことは困難であった。
発明の概要 この発明は、外的影響による誤動作の少ない居眠り検出
装置を提供することを目的とする。
この発明はまた1個人差、利用目的等に応じて手動調整
可能なまたは自動調節可能な居眠り検出装置を提供する
ことを目的とする。
この発明による居眠り検出装置は、まぶたの動きを検出
する手段、検出したまぶたの動きから居眠り検出のだめ
の評価パラメータを抽出する手段、抽出された評価パラ
メータに関する所定のメンバーシップ関数および居眠り
レベルに関する所定のメンバーシップ関数を用いて、所
定のルールを適用して居眠りレベルを演算する推論演算
手段、ならびに演算された居眠りレベルを可変なスレシ
ホールド・レベルで弁別して警報出力を発生する手段を
備えていることを特徴とする。
この発明によると、ファジィ推論を利用して居眠りを検
出しているので、ルールの設定に応じて、センサの取付
は位置、センサの位置ずれ、眼球運動、顔の動き等にあ
まり影響されずに正しく居眠りを検出することのできる
装置が実現する。
また最終的に警報出力を得るための居眠りレベルを弁別
するためのスレシホールド・レベルが可変であるから、
使用目的に応じて警報を出力する居眠りレベルを変更す
ることができ、使用の自由度が高くなる。すなわち早期
に居眠りを検出したい、確実に人眼した状態を検出した
いといった要望にこたえうる。
好ましくは、所定の観察期間における評価パラメータに
関係するデータを収集する手段、および収集したデータ
を用いて上記スレシホールド・レベルを設定する手段を
備えるとよい。
このことにより、センサを俄付けた人の個人的特徴がま
ず観察され、この観察結果に応じて警報を出力する居眠
りレベルが変化させられるので。
個人差に応じた適切な居眠り検出が達成できる。
この発明による居眠り検出装置はまた。まぶたの動きを
検出する手段、検出したまぶたの動きから居眠り検出の
ための評価パラメータを抽出する手段、抽出された評価
パラメータに関する所定のメンバーシップ関数および居
眠りレベルに関する所定のメンバーシップ関数を用いて
、所定のルールを適用して唐眠りレベルを演算する推論
演算手段+eI算された居眠りレベルをスレシホールド
・レベルで弁別して警報出力を発生する手段、所定の観
察期間における評価パラメータに関係するデータを収集
する手段、ならびに収集したデータに基づいて上記メン
バーシップ関数および上記ルールの少なくともいずれか
一方を変更する手段を備えていることを特徴とする。
この発明によっても居眠りに関する個人疋、たとえば覚
醒時において開眼時間が短いとか長いとかが観察され、
それに応じてファジィ推論が実行され1個人差による影
響をなくした正確な居眠り検出が口J能となる。
実施例の説明 第1図は居眠り検出装置の概略構成を示すものである。
まぶたの動きを検出するセンサlOは2発光素子10a
と受光素子lObとから構成される。センサlOはたと
えばめがねに取付けられ、駆動回路11によって駆動さ
れる発光素子10aから眼球の位置に向けて光が投射さ
れ、その乱反射光が受光素子10bによって受光される
。片目のまぶたの動きをセンサ10によって検出すれば
充分であるが、好ましくは両目のまぶたの動きを検出し
てその平均値またはMAX値を求めるようにしてもよい
受光素子10bの出力信号は受光量/電圧変換回路12
で電圧信号に変換され、さらにA/D変換回路13でデ
ィジタル信号に変換されてCPU14に取込まれる。C
PU14は入力するまぶたの動きを表わすデータから後
述する特徴量、すなわち評価パラメータを抽出するとと
もに、ファジィ推論を行なって居眠りレベルを表わすデ
ータを出力する。
メモリ15には後述するように評価パラメータに関する
メンパージ・多ブ関数および居眠りレベルに関するメン
バーシップ関数があらかじめ設定されている。CPUI
4はこれらのメンバーシップ関数と所定のルール(いわ
ゆる If、 tl+er+ルール)とを用いてファジ
ィHfi論を行なう。
ファジィ推論はCPUI4のようなバイナリイタイブの
コンピュータないしはプロセッサのみならず、ファジィ
推論のための専用デイバイス(アナログ・タイプ、ディ
ジタル・タイプを問わず)(たとえば「日経エレクトロ
ニクスJ 1987年7月27日、第148百〜第15
2頁1日経マグロウヒル社を参照)を用いても実行する
ことができる。
CP U 14から出力されるファジィ推論結果である
居眠りレベルを表わすデータはD/A変換回路I6でア
ナログ電圧信号に変換され、比較器17の正入力端子に
与えられる。一方、基準電圧発生回路18から出力され
る基準電圧は可変分圧抵抗Rに印加され、この抵抗Rか
らスレシホールド・レベルを定める電圧V が出力され
る。この電圧V はr iIT tであり、比較器17の負入力端子に入力する
比較器17はD/A変換された居眠りレベル信号の電圧
が電圧V を超えると出力を発生し、ブザーその他の警
報装置19を作動させる。
受光素子lObの出力信号、すなわち乱反射光はまぶた
が閉じられたときに高いレベルを示す。目の開いた状態
からまぶたが閉じられ、再びまぶたが開いたとき(すな
わち「まばたき」をしたとき)に得られる受光信号波形
(これを「まばたき波形」という)の−例が第3図に示
されている。
まばたき波形の特徴量として1図示のような閉眼時間T
(たとえば波形の半値幅)、波高値Hおよび立上り角度
Aがある。居眠り検出のための評価パラメータとしては
、これらの特徴量に加えて単位時間当りのまばたき回数
N、まばたき間隔等がある。この実施例では、覚醒状態
、傾眼状態(居眠りかけている状態)および入眠状態(
はとんど眠っている状態)の間で比較的明瞭な違いがみ
られる閉眼時間Tおよび波高値Hを評価パラメータとし
て採用する。居眠りレベルは居眠りの程度に応じたレベ
ルを示すものであり、覚醒状態で最も低く1入眠状態で
最も高い。
閉眼時間Tは居眠りレベルが高くなるにつれて長くなる
傾向を示す。また波高値Hは居眠りレベルが高くなるに
つれて低下する傾向を示す。これは居眠りレベルが高く
なるとまぶたが閉じかげんの状態になり、この結果受光
信号の平均的なレベルが高くなるので相対的に波高値が
低下すると解釈できる。
まばたき信号はゆらぎが大きく、1つのまばたき波形か
らは正しい閉眼時間T、波高値Hは得られにくい。そこ
でこれらのパラメータについて一定1.7間(たとえば
30秒間)の平均値が求められる。これらをそれぞれ、
測定した平均開眼時間TV、nl定した平均波高値Hと
いう。ファジィtrE論で用いられる評価パラメータと
してはさらにこれらの値T  、Hをそれぞれ覚醒時の
平均v       v 開眼時間T 、覚醒時の平均波高値Hで割ったVOシ0 データT  、Hが用いられる。すなわちT −p  
p             pT  /T   、H
−H/Hとする。センサー。
v       vo      p       v
       w。
を取付けたときやこの居眠り検出装置の使用を開始した
ときは覚醒時であると考えられる。したがって、電源オ
ン直後の一定時間(たとえば1分間)における平均開眼
時間、平均波高値をT  。
Hとすることができる。
VO 第4図は」二連したT  、Hおよび居眠りレベp ルのメンバーシップ関数の一例を示している。このメン
バーシップ関数は収集したデータを統計的に解析して居
眠り検出のために自°効な形としたものである。T と
Hのメンバーシップ関数におp いて、SはSa+all  (小さい、低い)2MはM
ediu+g(中くらい)、Bは131g  (大きい
、高い)を表わす。また居眠りレベルのメンバーシップ
関数において、AはAvaak  (覚醒)、SはSo
mnolence (傾眠)、DはDozing (入
眠)を表わしている。
第5図(A)はファジィ推論で用いられるルールを表の
形にまとめたものである。たとえば次のようなシレール
を表現している。
もしくIr)T  か太きく(T−B)かつH。
p が小さい(H−3)、ならば(than)入眠(D)で
ある。
このルールの中にはさらに、「もしT  −3かつH−
3ならば覚醒(A)である」とか、「もしT  −Bか
つH−Bならば覚醒(A)であp る」というようなルールもある。これらのルールはセン
サーOの位置がずれた等の外乱の影響があった場合を考
慮したものであり、このようなルールの存在により外乱
の影響に強いファジィ推論が可能となる。
第5図(B)は他のルールの例を示している。このルー
ルによると入眠の判定が起こりにくくなっている。
第5図(A) 、 (B)ではそれぞれ9個のルールが
示されているがルールの数は任意に設定できる。
またメンバーシップ関数も適宜変更してもよい。
第6図はファジィ推論が行なわれる過程の一例を示すも
のであり、これはM I N/MAX演算規則にしたが
うファジィ推論の例である。
あるルールにおいて、T のメンバーシップ関数に対す
る。算出されたT 値T、lの適合度(関数値)が求め
られ、同じようにHのメンバーシップ関数に対する。算
出されたH 値H11の適今度(関数値)が求められ、
これらの適合度の小さい方が選択される(MIN演算)
。同じルールニオケる居眠りレベルのメンバーシップ関
数がM I N演算結果によって切断される(トランケ
ーンヨン、MINei算と等価)。
スヘてのルールについて上記の処理が行°なわれ、居眠
りレベルのメンバーシップ関数の切断結果が市ね合わさ
れる(MAX演算)。そしてこのMAX演算結果がたと
えばその重心を求めることにより非ファジィ化され、推
論結果を表わす居眠リレベルが求められる。
このようなファジィ推論は適当な時間間隔で繰返し行な
われる。
第7図(A)は覚醒状態から傾眠状態を経て入眠状態に
移行する過程におけるセンサーOの受光信号のレベル変
化およびまばたき波形を示している。
第7図(13)はこのような受光信号の特徴抽出。
ファジィ推論を行なうことにより得られる居眠りレベル
の変化を示している。この居眠りレベル信号が可低分圧
抵抗Rによって設定されたスレシホールド・レベルV 
によってレベル弁別され。
居眠りレベル信号がレベルV を超えたときに警「 報が出力される。
なお、第7図(A) 、 (B)では短い時間の間に居
眠りレベルの変化を表現するために、覚醒状態から急激
に入眠状態に移行する様子が示されている。
スレシホールド・レベル■ は可変であるから7使用目
的に応じてこのレベルV を変更することができる。た
とえば車の運転者に対しては居眠りレベルが1−昇する
早期に警報を出力するようにスレシホールド・レベルV
 を低い値に設定す「 る。またあまり早期、に居眠りを検出する必要がなく確
実に入眠したことを検出することが目的の場合にはスレ
シホールド・レベルV を高い値に設定すればよい。
スレシホールド・レベルV を手動ではなくCP U 
14に自動的に設定させるようにすることもできる。こ
れは、電源投入時等における覚醒状態での測定値T  
、Hに基づいてレベルV を設νOvO「 定ないしは変更すればよい。たとえば覚醒状態におけ開
眼時間の平均値T が比較的長い人はT。
vO −T  /T  が低くなるので、スレシホールド・v
       vO レベル■ を低い値に設定することが好ましい。
第2図において、抵抗RとR2とが直列に接続されてな
る分圧回路が設けられ、この分圧回路の出力が比q 器
17に与えられている。抵抗R1にはプλ学電圧が印加
される。また抵抗R2はCPUl4のポートA に接続
されている。このポートp A は通常はフローティング状態にある。したかって、
比較器I7には基′$雷正圧発生回路8の出力基!fI
電圧かり、えられる。第8図を参照して、電源役人直後
(覚醒状態)における1分間の開眼時間の甲均値がたと
えば0.4秒以上の場合にはCPU14のポートA が
Lレベルに設定される。これにより、基僧電圧は抵抗R
とR2とによって分圧されて比較器17に与えられる。
すなわちスレシホールド・レベルが低くなる。
覚醒時における各種値の測定(学習)に基づいて他のフ
ァクタの自動設定、変更を行なうことも可能である。た
とえば第9図はT/7)測定結果にO 基づいてルールを変更する処理の一例を示している。電
源投入直後の覚醒状態における1分間の開眼時間の最大
値と最小値の比が2以上の場合には、第5図(13)に
示すルールが選択され、それ以外の場合には第5図(A
)に示すルールが選択される。これにより、覚醒時にも
開眼時間のばらつきが大きい人に対しては誤検出を避け
るために傾眠検出を遅くするルールが採用される。
ルールの設定、変更は他のパラメータの測定値jこ基づ
いて行なうこともできる。また、評価パラメータの測定
結果に基づいてメンバーシップ関数の形を変えることも
可能である。たとえばメンバーシップ関数を横軸上にお
いてシフトする。メンバーシップ関数はメモリに記憶さ
れているのでメンバーシップ関数のシフト処理は簡単で
ある。
メモリ配置を変えてもよいし、メモリの記憶状態をその
ままにしておいてアドレスをシフトしてもよい。
以上のようにしてくせとかの個人差に対応したIT確な
居眠り検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は居眠り検出装置の構成を示すブロック図、第2
図は変形例を示すブロック図、第3図はまばたき波形の
一例を示す波形図、第4図(Δ)(B)および(C)は
T  、Hおよび居眠りレベルp に関するメンバーシップ関数の例をそれぞれ示すグラフ
、第5図(A)および(B)は異なるルールの例をそれ
ぞれテーブルの形で示すものであり、第6図はファジィ
推論過程を説明するための図、第7図(A)は受光信号
波形を、第7図(B)は推論結果である居眠りレベルを
それぞれ示すチャート。 第8図はスレシホールド・レベルを自動的に設定する処
理の例を示すフロー・チャート、第9図はファジィ・ル
ールを変更する処理の例を示すフロー・チャー1・であ
る。 第3図 第4図 +A+ 10・・・センサ、10a・・・発光素子。 10b・・受光素子、14・・・CPU。 15・・・メモリ、17・・・比較器。 18・・・基準電圧発生回路。 19・・・警報装置。 R・・・可変分圧抵抗。 R,R,、・・・分圧抵抗。 以  上

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)まぶたの動きを検出する手段、 検出したまぶたの動きから居眠り検出のための評価パラ
    メータを抽出する手段、 抽出された評価パラメータに関する所定のメンバーシッ
    プ関数および居眠りレベルに関する所定のメンバーシッ
    プ関数を用いて、所定のルールを適用して居眠りレベル
    を演算する推論演算手段、ならびに 演算された居眠りレベルを可変なスレシホールド・レベ
    ルで弁別して警報出力を発生する手段、を備えた居眠り
    検出装置。
  2. (2)所定の観察期間における評価パラメータに関係す
    るデータを収集する手段、および収集したデータを用い
    て上記スレシホールド・レベルを設定する手段、 を備えた特許請求の範囲第(1)項に記載の居眠り検出
    装置。
  3. (3)まぶたの動きを検出する手段、 検出したまぶたの動きから居眠り検出のための評価パラ
    メータを抽出する手段、 抽出された評価パラメータに関する所定のメンバーシッ
    プ関数および居眠りレベルに関する所定のメンバーシッ
    プ関数を用いて、所定のルールを適用して居眠りレベル
    を演算する推論演算手段、演算された居眠りレベルをス
    レシホールド・レベルで弁別して警報出力を発生する手
    段、 所定の観察期間における評価パラメータに関係するデー
    タを収集する手段、ならびに 収集したデータに基づいて上記メンバーシップ関数およ
    び上記ルールの少なくともいずれか一方を変更する手段
    、 を備えた居眠り検出装置。
  4. (4)上記評価パラメータが、平均閉眼時間に関するパ
    ラメータと、まぶたの動きを表わす波形の平均波高値に
    関するパラメータである、特許請求の範囲第(1)項か
    ら第(3)項のいずれか1項に記載の居眠り検出装置。
JP20737988A 1988-08-23 1988-08-23 居眠り検出装置 Expired - Lifetime JP2600834B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20737988A JP2600834B2 (ja) 1988-08-23 1988-08-23 居眠り検出装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20737988A JP2600834B2 (ja) 1988-08-23 1988-08-23 居眠り検出装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0257433A true JPH0257433A (ja) 1990-02-27
JP2600834B2 JP2600834B2 (ja) 1997-04-16

Family

ID=16538756

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP20737988A Expired - Lifetime JP2600834B2 (ja) 1988-08-23 1988-08-23 居眠り検出装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2600834B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007312824A (ja) * 2006-05-23 2007-12-06 Asahi Kasei Corp まばたきデータ種別装置、覚醒状態判定装置及び覚醒状態判断装置
US7894637B2 (en) 2004-05-21 2011-02-22 Asahi Kasei Corporation Device, program, and method for classifying behavior content of an object person

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7894637B2 (en) 2004-05-21 2011-02-22 Asahi Kasei Corporation Device, program, and method for classifying behavior content of an object person
JP2007312824A (ja) * 2006-05-23 2007-12-06 Asahi Kasei Corp まばたきデータ種別装置、覚醒状態判定装置及び覚醒状態判断装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2600834B2 (ja) 1997-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7652583B2 (en) Method and system for maintaining operator alertness
US6661345B1 (en) Alertness monitoring system
Dong et al. Driver inattention monitoring system for intelligent vehicles: A review
US5573006A (en) Bodily state detection apparatus
RU2584459C2 (ru) Жестовое управление для отслеживания показателей жизнедеятельности
AU2009253692B2 (en) Method and device for the detection of microsleep events
EP4169440B1 (en) Sleep detection method and apparatus, and electronic device and storage medium
JP2008531142A (ja) 覚醒の測定
CN109259952A (zh) 睡眠监控系统及基于该睡眠监控系统的睡眠监控方法
TW201720118A (zh) 可張眼提示及資料登錄之具有閉眼感測器的電子眼用鏡片
CN114242022A (zh) 屏幕亮度自适应调节方法、装置、电子设备及存储介质
JP2015178011A (ja) 睡眠評価装置およびプログラム
JP2016209231A (ja) 居眠り検知装置
JPH0257433A (ja) 居眠り検出装置
PS et al. Development of artificial intelligence system for driver drowsiness detection
JP5050794B2 (ja) 眠気検知装置、眠気検知方法
EP3838145A1 (en) Oximeter
KR100851413B1 (ko) 안구전도에 기반한 졸음방지장치
JPH0332647A (ja) 居眠り検出器
CN103453931A (zh) 一种带环境检测功能的智能视力保护仪
JPH09135826A (ja) 集中度判定方法、目の疲労度判定方法、及び難易度制御方法
CN110728825A (zh) 一种驾驶员防疲劳预警方法、系统及终端设备
Muralidharan et al. Smart safety and accident prevention system
CN116749988A (zh) 一种驾驶员疲劳预警方法、装置、电子设备及存储介质
TWI556188B (zh) Automatic identification of state of mind and real - time control of embedded systems