JPH04122242A - 覚醒状態判定装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は覚醒状態判定装置、特にステアリング操作の動
特性に基づいて運転者の覚醒状態を判定する装置に関す
る。

〔従来の技術〕

いわゆる居眠り運転を防止するためには、運転者の覚醒
状態を客観的に判定する装置が必要になる。このような
覚醒状態判定装置として、いくつかのタイプの装置が提
案されている。第１のタイプの装置は、運転者の頭部に
電極を取り付け、脳波などの生理信号を観測することに
より覚醒状態の判定を行うものである。この装置では、
運転者が発する生理的な情報に基づいて客観的な覚醒状
態の判定が可能になる。第２のタイプの装置は、運転者
の反応時間をαｊ定して覚醒状態の判定を行うものであ
る。たとえば、所定時間ごとに運転者に対してランプの
点灯などによる視覚的な刺激を与えたり、ブザーの鳴動
などによる聴覚的な刺激を与えたりし、これに反応して
運転者が所定の操作（たとえば、所定のボタンを押すよ
うな動作）を行うまでの反応時間を測定する。反応時間
が長くなると覚醒度が低下していると判断できる。また
、第３のタイプの装置は、ステアリング操作を監視し、
ステアリングの角速度が大きい場合、すなわち急なステ
アリング操作が行われる場合に覚醒度が低下していると
判断するものである。この他、これら３つのタイプの装
置を組み合わせた装置も提案されている。たとえば、特
開昭５５−１６４５２９号公報には、第２のタイプと第
３のタイプとを組み合わせた覚醒状態判定装置が開示さ
れている。

〔発明か解決しようとする課題〕

しかしなから、上述の３つのタイプの装置には、いずれ
にも問題点が存在する。第１のタイプの装置では、運転
者の身体に電極を取り付ける必要があるため、非常に煩
わしく運転にも支障が生じる。

第２のタイプの装置では、運転者がボタンを押すなどの
所定の操作を行う必要かあるため、本来、運転に必要の
ない余分な操作を運転者に課すことになり、やはり運転
に支障が生じる。また、運転者が運転操作以外のことに
気をとられるため危険でもある。これに対し、第３のタ
イプの装置では、電極を取り付けたり、不要な操作が課
せられたりすることはないため、運転に支障を来すこと
はない。しかしながら、この装置では、誤った判定がな
される可能性が高い。すなわち、この第３のタイプの装
置では、急なステアリング操作が行われたことにより覚
醒度か低下したと判断しているか、覚醒度か高い状態で
あっても、とっさに危険を回避するために急なステアリ
ンク操作を行うこともありうる。このような危険回避操
作が行われた場合に、この装置では覚醒度が低下したと
の誤った判定がなされることになる。

そこで本発明は、運転に支障を生じさせることなく、正
確な覚醒状態の判定を行うことのできる装置を提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は覚醒状態判定装置において、車両のステアリン
グ舵角を検出する手段と、このステアリング舵角を時間
微分してステアリング角速度を示すパルスを得る手段と
、このパルスの間隔を測定する手段と、このパルス間隔
に基づいて運転者の覚醒度を判定する手段と、を設ける
ようにしたものである。

〔作　用〕

本発明による覚醒状態判定装置では、ステアリング舵角
が検出される。一般に、運転者のステアリング操作は、
断続的なステアリングの回転操作となるため、このステ
アリング舵角を時間微分してステアリング角速度を示す
信号を求めると、この信号は離散的なパルス状の信号と
なる。パルスが存在する時点は、運転者がステアリング
操作を行った時点に対応する。したがって、こつパルス
間隔は、運転者のステアリング操作間隔に対応すること
になる。本発明は、運転者の覚醒度が低下してくると、
ステアリング操作間隔が長くなる点に着目し、このパル
ス間隔に基づいて覚醒度の判定を行っている。

〔実施例〕

以下、本発明を図示する実施例に基づいて説明する。

第１の実施例 第１図は本発明の第１の実施例に係る覚醒状態判定装置
の基本構成を示すブロック図である。車両１を運転する
運転者２は、ステアリング３を操作する。このステアリ
ング３の舵角δは舵角測定器４によって測定される。舵
角測定器４としては、ポテンショメータやエンコーダな
どの装置を用いればよい。測定された舵角δを示す信号
は、微分器５に与えられて時間微分される。舵角δの微
分値αは、ステアリングの角速度を示す値となる。

このステアリング角速度αを示す信号は、離散的なパル
ス状の信号となる。パルス間隔測定器６は、このステア
リング角速度αを示す信号を構成するパルスの間隔を測
定する。測定されたパルス間隔Ｔは、判定器７に与えら
れる。判定器７ては、このパルス間隔Ｔが所定の設定値
ＴＯ以上となったときに、覚醒刺激動作信号Ａを所定時
間出力する。

覚醒刺激装置８は、覚醒刺激動作信号Ａによって動作し
、運転者２に対して覚醒刺激を与える。以上がこの装置
の基本構成である。なお、微分器５、パルス間隔測定器
６、判定器７、および覚醒刺激装置８は、いずれも車両
１内に搭載される装置であるが、第１図では説明の便宜
上、車両１の外部にブロックで示しである。

続いて、第２図を参照しながら、この装置の。、具体的
な動作を説明する。第２図（ａ）は、舵角測定器４によ
って測定されたステアリング舵角δの時間ｔに対する変
化を示すタイムチャートである。

一般に、運転者２によるステアリング操作は、このタイ
ムチャートに示すように断続的なものとなる。このよう
な舵角δを示す信号を、微分器５によって微分すると、
第２図（ｂ）に示すようなステアリングの角速度αを示
す信号が得られる。ステアリング操作か断続的であるた
め、ステアリングの角速度αを示す信号は、図のように
離散的なパルス状のものとなる。このパルスのピーク値
が大きいほど、急なステアリング操作を行ったことにな
る。パルス間隔測定器６は、第２図（ｂ）に示すパルス
の間隔を測定する。第２図（Ｃ）は、このパルス間隔Ｔ
を縦軸にとって示したタイムチャートである。すなわち
、第２図（Ｃ）に示すパルスのピーク値は、同図（ｂ）
に示すパルス間隔Ｔｌ、　Ｔ２゜Ｔ３．　・・・に対応
する。判定器７は、第２図（Ｃ）に示す各パルスのピー
ク値を所定の設定値ＴＯと比較し、ＴＯより大きなピー
ク値をもつパルスが到来したときに、第２図（ｄ）に示
すような覚醒刺激動作信号Ａを所定時間たけ出力する。

すなわち、パルス間隔Ｔが設定＠ＴＯより大きい場合、
別言すれば、運転者２によるステアリング操作の間隔が
所定間隔ＴＯより長い場合に、覚醒度が低下したと判断
され、覚醒刺激装置８か動作することになる。第２図の
例では、パルス間隔Ｔ５が設定値ＴＯを越えるため、こ
れに対応して覚醒刺激動作信号Ａが出力されている。な
お、設定値ＴＯは、運転者によって異なる値を設定でき
るようにしておくのか好ましく、一般に、ＴＯ−０，４
〜１秒に設定するのが好ましい。

覚醒刺激装置８は、運転者２に対して覚醒刺激を与える
ことのできる装置であれば、どのような装置を用いても
かまわない。たとえば、運転者２に対して、段差を乗り
越えたときの振動に似た疑似振動を与えるようにするこ
ともてきるし、車外のエンジン音や風切り音を車内に導
入して聴覚を刺激するようにすることもできるし、後輪
を同相に操舵してヨーイング・ゲインを上げ、操縦への
注意力を上げるようにすることもできる。

第２の実施例 第３図は本発明の第２の実施例に係る覚醒状態判定装置
の基本構成を示すブロック図である。この第３図に示す
装置の構成は、第１図に示す第１の実施例の装置とほぼ
同様であり、第１図と同一の構成要素については同一符
号を付して示しである。異なる点は、第１図の装置にお
ける判定器７のかわりに、第３図の装置では、判定器７
１゜７２、およびＡＮＤゲート７３を用いている点であ
る。判定器７１は、判定器７と同様に、パルス間隔Ｔが
所定の設定値ＴＯを越えるか否かを判定する。判定器７
２は、角速度αが所定の設定値α０を越えるか否かを判
定する。そして、ＡＮＤゲート７３により、Ｔ＞ＴＯで
あり、かっ、α〉α０である場合に限って、覚醒刺激動
作信号Ａが出力されることになる。ここで、設定値ＴＯ
およびα０は、運転者によって異なる値を設定できるよ
うにしておくのが好ましい。

このような構成により、ステアリング操作間隔Ｔが長く
、かつ、ステアリング角速度αが大きい、という２つの
条件をともに満たしたときに、覚醒度が低下したと判断
され、覚醒刺激装置８が動作することになる。このよう
に２つの条件判断を行うことにより、覚醒度低下の判断
をより正確に行うことができるようになる。この理由を
、第４図に示す４つのパターンを例にとって説明する。

第４図に示す４つのパターンは、いずれも、横軸に時間
軸ｔをとり、縦軸に角速度αをとり、ステアリングの角
速度αに対応するパルスを示すタイムチャートである。

パターンａの平常運転では、角速度αの値（図のパルス
のピーク値）も、パルス間隔Ｔの値も平常値となる。す
なわち、運転者は適度の間隔で適度の大きさのステアリ
ング操作を行っている。これは、通常の道路を走行する
場合に見られるパターンである。パターンｂの単調運転
では、角速度αの値は平常値であるが、パルス間隔Ｔの
値は大きくなる。すなわち、運転者は適度の大きさのス
テアリング操作を行っているが、操作間隔は長くなる。

これは、高速道路などの単調な道路を走行する場合に見
られるパターンである。パターンＣの危険回避運転では
、角速度αの値は大きくなるか、パルス間隔Ｔの値は平
常値となる。すなわち、運転者は適度の間隔でステアリ
ング操作を行っているか、１回のステアリングの操作量
は大きくなる。これは、障害物を避けるなどの危険回避
を行う場合に見られるパターンである。以上の３つのパ
ターンａ、　　ｂ、　　ｃは、いずれも覚醒度が低下し
ているわけではない。これに対して、パターンｄの覚醒
度低下運転では、角速度αの値も、パルス間隔Ｔの値も
、いずれも大きくなる。すなわち、運転者のステアリン
グ操作間隔は長く、しかも１回のステアリング操作量は
大きくなる。これは、運転者がいわゆる居眠り運転とい
うべき覚醒度が低下した状態で運転をしている場合に見
られるパターンである。

第５図に示すチャートは、横軸に操作間隔Ｔ（パルス間
隔）、縦軸に角速度αをとり、各軸をそれぞれ所定の設
定値ＴＯ１α０によって２分し、４つの領域を定義し、
各領域ごとに前述の４つのパターンを割り当てたチャー
トである。前述した従来の第３のタイプの覚醒状態判定
装置では、ステアリングの角速度αのみに基づいて覚醒
度低下の判断を行っていたため、パターンＣの危険回避
運転とパターンｄの覚醒度低下運転との識別を行うこと
ができなかった。また、前述の第１の実施例の装置では
、ステアリングの操作間隔Ｔのみに基づいて覚醒度低下
の判断を行っていたため、パターンｂの単調運転とパタ
ーンｄの覚醒度低下運転との識別を行うことかできなか
った。ここで述べた第２の実施例の装置では、ステアリ
ングの角速度αと操作間隔Ｔとの双方に基づいて覚醒度
低下の判断を行うようにしたため、パターンＣの危険回
避運転やパターンｂの単調運転を行っている際に、覚醒
度低下と誤って判断されることがなくなり、正確な判断
が可能になる。

以上、本発明を図示する実施例に基づいて説明したが、
本発明の基本思想は、ステアリングの角速度を示す信号
のパルス間隔を測定することにより、ステアリング操作
間隔を求め、この操作間隔が長い場合に覚醒度が低下し
たと判断する点にある。したがって、本発明はここに述
べた実施ρ１のみに限定されるものではなく、この基本
思想を実現しつる構成であれば、どのような構成を採っ
てもかまわない。

〔発明の効果〕

以上のとおり本発明によれば、覚醒状態判定装置におい
て、ステアリングの角速度を示す信号のパルス間隔を測
定することにより、ステアリング操作間隔を求め、この
操作間隔が長い場合に運転者の覚醒度が低下したと判断
するようにしたため、運転に支障を生じさせることなく
、正確な覚醒状態の判定を行うことができるようになる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係る覚醒状態判定装置
の基本構成を示すブロック図、第２図は第１図に示す装
置の具体的な動作を説明するグラフ、第３図は本発明の
第２の実施例に係る覚醒状態判定装置の基本構成を示す
ブロック図、第４図は横軸に時間軸ｔをとり縦軸に角速
度αをとって４つの運転パターンを示したタイムチャー
ト、第５図は横軸に操作間隔Ｔ（パルス間隔）を縦軸に
角速度αをとり４つの運転パターンを示したチャートで
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車両のステアリング舵角を検出する手段と、このステア
   リング舵角を時間微分してステアリング角速度を示すパ
   ルスを得る手段と、このパルスの間隔を測定する手段と
   、このパルス間隔に基づいて運転者の覚醒度を判定する
   手段と、を備えることを特徴とする覚醒状態判定装置。