ドライバ状態判定装置
【課題】ドライバの意識低下状態を精度よく判定できるドライバ状態判定装置を提供すること。
【解決手段】車両のドライバが意識低下状態であるか否かを判定するドライバ状態判定装置において、接近状態予測値ｄｐ（ｎ）が第１閾値Ａ１より大きいか否かを判定し（Ｓ１６）、大きい場合には接近状態値ｄ（ｎ）が第１閾値Ａ１より大きいか否かの判定を行い（Ｓ１８）、大きい場合には意識低下判定を行う。また、接近状態予測値ｄｐ（ｎ）が第１閾値Ａ１以下の場合は、接近状態値ｄ（ｎ）が第１閾値Ａ１より大きな第２閾値Ａ２を上回っているか否かの判定を行い（Ｓ２０）、上回っている場合に限り意識低下判定を行う。このように、接近状態予測値ｄｐ（ｎ）が小さいときは意識低下の判定閾値を大きくすることにより、車両が一時的に且つ意識的に先行車に近づいた場合における誤判定が抑制される。
【解決手段】車両のドライバが意識低下状態であるか否かを判定するドライバ状態判定装置において、接近状態予測値ｄｐ（ｎ）が第１閾値Ａ１より大きいか否かを判定し（Ｓ１６）、大きい場合には接近状態値ｄ（ｎ）が第１閾値Ａ１より大きいか否かの判定を行い（Ｓ１８）、大きい場合には意識低下判定を行う。また、接近状態予測値ｄｐ（ｎ）が第１閾値Ａ１以下の場合は、接近状態値ｄ（ｎ）が第１閾値Ａ１より大きな第２閾値Ａ２を上回っているか否かの判定を行い（Ｓ２０）、上回っている場合に限り意識低下判定を行う。このように、接近状態予測値ｄｐ（ｎ）が小さいときは意識低下の判定閾値を大きくすることにより、車両が一時的に且つ意識的に先行車に近づいた場合における誤判定が抑制される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のドライバの意識低下状態を判定するドライバ状態判定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両のドライバの意識低下状態を判定する技術として、ドライバの所定の運転操作を検出して、ドライバの状態を確認したりドライバを覚醒させたりする技術が知られている。例えば、下記特許文献１には、先行車の有無を考慮してドライバの覚醒度の判定を行うことにより、その判定精度を向上させたドライバ状態判定装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１７３９２９号公報
【特許文献２】特表２００８−５４２９３５号公報
【特許文献３】特開平１１−０３４７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような技術にあっては、所定の運転操作において、ドライバの意識低下状態を精度よく判定できないという問題点がある。具体的には、先行車との車間距離の変化や先行車との相対速度の変化等、先行車への接近状態に基づいてドライバの意識低下判定を行う場合、ドライバの意識低下により先行車に近づいているのか、又はドライバが先行車を追い越すため若しくは自車や先行車の状態を先読みするために意識的に先行車に近づいているのか、の切り分けができない。よって、ドライバの意識が低下していないにもかかわらず低下したものと判定する誤判定が増加する可能性があり、覚醒状態のドライバに警報を発し煩わしさを与えるおそれがあるという問題がある。そこで、先行車への接近状態に加えてドライバの無操作状態を加味してドライバの意識低下状態を判定する方法が考えられる。
【０００５】
上記のようにドライバの無操作状態を加味した場合は、ドライバが意識的にアクセル等の操作を行って先行車に近づいた場合を意識低下状態から除外することが可能になるため、ドライバの意識低下判定の精度を上げることができる。しかしながら、上記の方法を用いた場合でも、例えば、ドライバの先行車追従時における車間調整操作の後において、無操作（例えば、アクセルオフ）で先行車に瞬間的に接近したようなときには、ドライバが意識低下状態でないにもかかわらず意識が低下したものと判定され、不要な警報が出力されるおそれがある。このように、ドライバの意識低下の判定においては、未だ改善の余地が大きい。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、ドライバの意図的な接近による意識低下の誤判定を抑制することにより、ドライバの意識低下状態の判定精度を向上させたドライバ状態判定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、本発明に係る意識低下判定装置は、車両のドライバが意識低下状態であるか否かを判定するドライバ状態判定装置において、前記車両と前記車両の前方に位置する先行車との現在の接近度合いを接近状態値として算出する接近状態算出手段と、前記車両と前記先行車との将来の接近度合いを接近状態予測値として算出する接近状態予測手段と、前記接近状態算出手段により算出された接近状態値が判定閾値を上回ったときに前記車両のドライバの意識が低下したものと判定するものであって、前記接近状態予測手段により算出された接近状態予測値と比較して前記接近状態算出手段により算出された接近状態値が所定値以上かけ離れているときに前記判定閾値を意識低下と判定されにくくなるように変更する意識低下判定手段とを備えて構成されている。
【０００８】
この発明によれば、接近状態算出手段が現在における接近度合いを算出するとともに接近状態予測手段が将来の接近度合いを算出し、意識低下判定手段は、接近状態予測値に対して接近状態値が所定値以上かけ離れているときには、ドライバの意図的な運転操作があったものとして判定閾値を意識低下と判定されにくくなるように変更する。このため、ドライバが意識低下状態であることにより先行車に接近したのか、それとも、ドライバが意識的に先行車に自車を近づけたのか、の切り分けが可能となるため、ドライバの意識低下の判定精度を向上させることができる。
【０００９】
また、本発明に係るドライバ状態判定装置において、前記意識低下判定手段は、前記接近状態予測手段により算出された接近状態予測値が第１の閾値より大きいときに前記判定閾値を前記第１の閾値とし、前記接近状態予測手段により算出された接近状態予測値が前記第１の閾値以下であるときに前記判定閾値を前記第１の閾値よりも大きな値である第２の閾値に変更する。すなわち、接近状態予測値が第１の閾値以下であって将来の接近度合いが小さいと予測されるときには、判定閾値を上げることにより意識低下と判定されにくくなる。このため、将来自車が先行車に接近しないと予測される場合であって、ドライバの意図的な運転操作により一時的に自車が先行車に近づいたときには、意識低下状態でないと判定され、不要警報を抑制することが可能になる。従って、ドライバの意識低下の判定精度を向上させることができる。
【００１０】
また、本発明に係るドライバ状態判定装置において、前記接近状態予測手段は、過去に前記接近状態算出手段により算出された接近状態値に基づいて、接近状態予測値を算出することが好ましい。
【００１１】
この発明によれば、接近状態予測手段が、過去の接近状態値に基づいて、接近状態予測値を算出することにより、瞬間的な接近状態だけでなくこれまでの長期間のトレンドを捉えて将来の接近状態を予測することが可能になる。従って、接近状態予測手段の予測値の算出における正確性を向上させることが可能になるため、ドライバの意識低下の判定精度を更に向上させることができる。
【００１２】
また、本発明に係るドライバ状態判定装置において、前記接近状態予測手段は、前記車両の車速、前記車両の加速度、並びにアクセルペダル及びブレーキペダルの操作状態、の少なくともいずれかに基づいて接近状態予測値を算出することが好ましい。
【００１３】
この発明によれば、自車の車速、加速度、並びにアクセルペダル及びブレーキペダルの操作状態の少なくともいずれかに基づいて接近状態が予測されるため、自車と先行車との位置関係又は走行状態に基づいて接近状態予測値を算出し、自車が先行車に接近しているか否かをより客観的に判定することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、自車と先行車との接近状態について、現在の接近状態を算出するとともに将来の接近状態を予測し、予測した将来の接近状態予測値に対して実際の接近状態値が所定値以上乖離している場合は判定閾値を大きくすることにより意識低下と判定されにくくなるため、ドライバの意図的な運転操作による先行車への一時的な接近を意識低下状態から除外することが可能となり、ドライバの意識低下状態をより精度よく判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係るドライバ状態判定装置の概要を示すブロック図である。
【図２】図１のドライバ状態判定装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】図１のドライバ状態判定装置において、算出された接近状態値及び接近状態予測値の値を時系列で示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、同一要素又は同一相当要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態に係るドライバ状態判定装置１の概要構成を示すブロック図である。ドライバ状態判定装置１は、車両に搭載され、車両のドライバの意識が低下しているか否かを判定する装置である。
【００１８】
このドライバ状態判定装置１は、前方検知部２、自車速度センサ３、自車加速度センサ４、操舵角センサ５、アクセル開度センサ６、ブレーキ開度センサ７、ブレーキスイッチ８、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）９及び警報部１０を備えて構成されている。
【００１９】
前方検知部２は、車両の前方を検知する前方検知手段として機能するものであり、例えば、車両前部に取り付けられ、レーザ光を前方に照射しその反射光によって先行車の有無等を検出するセンサが用いられる。また、前方検知部２は、例えば車両の前方を撮像するカメラであってもよく、この場合、その撮像画像ないし撮像映像を、障害物有無の検知、走行路の白線検知に用いることができる。前方検知部２はＥＣＵ９と接続され、その出力信号はＥＣＵ９に入力される。
【００２０】
自車速度センサ３は、自車の車速を検出する車速検出手段として機能するものであり、例えば車輪速センサが用いられる。自車速度センサ３は、ＥＣＵ９と接続され、その出力信号は、ＥＣＵ９に入力される。
【００２１】
自車加速度センサ４は、自車の加速度を検出する加速度検出手段として機能するものであり、例えば、自車の前部に設けられ、自車の前後加速度と横加速度を検出する加速度センサが用いられる。自車加速度センサ４は、ＥＣＵ９と接続され、その出力信号は、ＥＣＵ９に入力される。
【００２２】
操舵角センサ５は、車両のハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段として機能するものである。この操舵角センサ５としては、例えば、ステアリングシャフトの回転角を検出する操舵角センサが用いられる。この操舵角センサ５は、ＥＣＵ９と接続され、その出力信号は、ＥＣＵ９に入力される。なお、操舵角センサ５に代えて、操舵トルクセンサを用いてもよい。この場合、操舵トルクが出力する操舵トルク値に基づいてハンドルの操舵角が演算される。また、ハンドルの操舵角が取得できるものであれば、操舵角センサ５に代えて、いずれのものを用いてもよい。
【００２３】
アクセル開度センサ６は、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出するアクセル開度検出手段として機能するものである。アクセル開度センサ６は、ＥＣＵ９に接続され、その出力信号は、ＥＣＵ９に入力される。
【００２４】
ブレーキ開度センサ７は、ブレーキペダルの踏み込み量（ブレーキ開度）を検出するブレーキ開度検出手段として機能するものである。ブレーキ開度センサ７は、ＥＣＵ９に接続され、その出力信号は、ＥＣＵ９に入力される。
【００２５】
ブレーキスイッチ８は、ドライバによるブレーキペダルの操作状態を検出するブレーキペダル操作検出手段として機能するものであり、例えば車室内におけるブレーキペダルに取り付けられている。ブレーキスイッチ８は、ＥＣＵ９と接続され、ドライバがブレーキペダルを操作してブレーキ動作をした際にＯＮ信号を出力し、このＯＮ信号がＥＣＵ９に入力される。
【００２６】
ＥＣＵ９は、ドライバ状態判定装置１の装置全体の制御を行う電子制御ユニットであり、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含むコンピュータを主体とし、入力信号回路、出力信号回路及び電源回路を含んで構成される。
【００２７】
ＥＣＵ９は、情報取得部９１、情報格納部９２、接近状態算出部９３、接近状態予測部９４、意識低下判定部９５及び警報制御部９６を少なくとも有している。
【００２８】
情報取得部９１は、前方検知部２、自車速度センサ３、自車加速度センサ４、操舵角センサ５、アクセル開度センサ６、ブレーキ開度センサ７及びブレーキスイッチ８から出力される各種信号を繰り返し取得して、各々の信号を情報格納部９２に格納させる。また、情報取得部９１は、操舵角センサ５から入力された信号に基づいて操舵速度を演算する機能、アクセル開度センサ６から入力された信号に基づいてアクセルペダルの踏み込み速度（アクセル踏み込み速度）を演算する機能、ブレーキ開度センサ７から入力された信号に基づいてブレーキペダルの踏み込み速度（ブレーキ踏み込み速度）を演算する機能、並びに後述する衝突余裕度ＴＴＣ、車間時間ＴＨＷ及び接近感指標ＰＲＥの値を演算する機能を有する。情報取得部９１は、演算した上記の操舵速度、アクセル踏み込み速度、ブレーキ踏み込み速度、衝突余裕度ＴＴＣ、車間時間ＴＨＷ及び接近感指標ＰＲＥを情報格納部９２に格納させる。
【００２９】
接近状態算出部９３は、自車と自車の前方に位置する先行車との現在の接近度合いを示す接近状態値を算出するものであり、接近状態算出手段として機能する。接近状態算出部９３は、例えば以下に示す第１〜第４の接近状態算出方法により接近状態値を算出する。この接近状態値は、大きければ大きいほど自車が先行車に接近していることを示し、小さければ小さいほど自車が先行車から離れていることを示す。以下で、第１〜第４の接近状態算出方法について説明する。
【００３０】
第１の接近状態算出方法は、前方検知部２により検出された自車と先行車との車間距離Ｄの逆数を算出して、これを接近状態値として利用する方法である。なお、車間距離Ｄの逆数に代えてこの逆数に所定の加減乗除を施した値を接近状態値として利用してもよい。
【００３１】
第２の接近状態算出方法は、先行車に対する自車の接近度合いを示す物理量である衝突余裕度ＴＴＣを用いる方法である。この衝突余裕度ＴＴＣの値が大きいほど衝突する可能性が低く、値が小さいほど衝突する可能性が高い。衝突余裕度ＴＴＣは、次の式（１）により演算することができる。
【数１】
【００３２】
式（１）において、Ｄは車間距離、Ｖｒは先行車に対する自車の相対速度である。
【００３３】
第２の接近状態算出方法において接近状態算出部９３は、衝突余裕度ＴＴＣの逆数を接近状態値として利用する。なお、この逆数に代えてこの逆数に所定の加減乗除を施した値を接近状態値として利用してもよい。
【００３４】
第３の接近状態算出方法は、自車が先行車に到達するまでの時間に関する指標である車間時間ＴＨＷを用いる方法である。車間時間ＴＨＷの値が大きいほど自車は先行車から離れており、値が小さいほど自車は先行車に接近している。車間時間ＴＨＷは、次の式（２）により演算することができる。
【数２】
【００３５】
式（２）において、Ｄは車間距離、Ｖｓは自車の車速である。
【００３６】
第３の接近状態算出方法において接近状態算出部９３は、車間時間ＴＨＷの逆数を接近状態値として利用する。なお、この逆数に代えてこの逆数に所定の加減乗除を施した値を接近状態値として利用してもよい。
【００３７】
第４の接近状態算出方法は、自車が先行車に接近している感覚（接近感）を示す指標である接近感指標ＰＲＥを利用する方法である。接近感指標ＰＲＥの値が大きいほど自車は先行車に接近しており、値が小さいほど自車は先行車から離れている。接近感指標ＰＲＥは、次の式（３）により演算することができる。
【数３】
【００３８】
式（３）において、Ｖｒは相対速度、Ｖｓは自車の車速、Ａｘは相対加速度、Ｄは車間距離、α及びβは所定の係数、ｎは所定の１以下の正の実数である。
【００３９】
第４の接近状態算出方法において接近状態算出部９３は、接近感指標ＰＲＥを接近状態値として利用する。なお、接近感指標ＰＲＥに所定の加減乗除を施した値を接近状態値としてもよい。
【００４０】
接近状態算出部９３は、上述した第１〜第４のいずれかの接近状態算出方法を用いて、自車がどの程度先行車に近づいているかの指標を示す接近状態値を算出する。接近状態算出部９３により算出された接近状態値は随時情報格納部９２に格納される。なお、接近状態値としては、必ずしも上記第１〜第４の接近状態算出方法により得られた値を用いなければならないわけではなく、別の方法を用いて算出した接近状態値を利用してもよい。
【００４１】
接近状態予測部９４は、自車と先行車との将来の接近度合いを接近状態予測値として算出するものであり、接近状態予測手段として機能する。接近状態予測値は、将来接近状態算出部９３により算出される接近状態値の予測値であり、接近状態値同様、大きければ大きいほど接近していることを示し、小さければ小さいほど離れていることを示す。接近状態予測部９４は、接近状態算出部９３の接近状態値の算出に合わせて繰り返し接近状態予測値を算出し、算出した値は随時情報格納部９２に格納される。
【００４２】
以下で、接近状態予測部９４による接近状態予測値の算出方法の例について説明する。まず、ｎを自然数として、ｎ回目に接近状態算出部９３が算出すると予測される接近状態予測値を接近状態予測値ｄｐ（ｎ）、接近状態算出部９３が実際にｎ回目に算出した接近状態値を接近状態値ｄ（ｎ）、としたとき、接近状態予測部９４は、例えば、ｎが４以上の自然数のときは以下のテイラー２次展開を用いて、接近状態予測値ｄｐ（ｎ）を算出する。
【数４】
【００４３】
また、ｎ＝２のときはｄｐ（２）＝ｄ（１）、ｎ＝３のときはｄｐ（３）＝ｄ（２）＋（ｄ（２）−ｄ（１））、として接近状態予測値ｄｐ（ｎ）を算出する。
【００４４】
このように、接近状態予測部９４は、２次テイラー展開を用いた場合、過去３回分の接近状態値（ｄ（ｎ−１）、ｄ（ｎ−２）及びｄ（ｎ−３））を用いてｎ回目の接近状態予測値ｄｐ（ｎ）を算出することにより、過去の接近状態のトレンドを考慮してより正確な接近状態予測値ｄｐ（ｎ）を算出することができる。
【００４５】
なお、上記では、接近状態予測部９４が、２次テイラー展開を利用してｎ回目の接近状態予測値ｄｐ（ｎ）を算出する例について示したが、接近状態予測部９４の接近状態予測値の算出方法はこれに限定されない。すなわち、１次若しくは３次以上のテイラー展開を利用してもよいし、又はテイラー展開に代えて別の方法を利用するようにしてもよい。
【００４６】
更に、接近状態予測部９４は、自車速度センサ３により得られた自車の速度、自車加速度センサ４により得られた自車の加速度、操舵角センサ５により得られた操舵状態、アクセル開度センサ６により得られたアクセルの操作状態、ブレーキ開度センサ７により得られたブレーキの操作状態、及び／又はブレーキスイッチ８の状態、をも加味して接近状態予測値を算出するようにしてもよい。すなわち、例えば、自車の速度若しくは加速度が大きい場合又はアクセルペダルが踏み込まれた場合は接近状態予測値の値を大きくし、ブレーキペダルが踏み込まれた場合又はブレーキスイッチ８がＯＮ状態になった場合は接近状態予測値を小さくするようにしてもよい。
【００４７】
意識低下判定部９５は、接近状態算出部９３により算出された接近状態値ｄ（ｎ）が意識低下の判定に用いる判定閾値を上回ったときに、車両のドライバの意識が低下したものと判定するものであり、意識低下判定手段として機能する。すなわち、意識低下判定部９５は、接近状態算出部９３により算出された接近状態値ｄ（ｎ）及び接近状態予測部９４により算出された接近状態予測値ｄｐ（ｎ）に基づいて、ドライバの意識が低下したか否かを判定する。
【００４８】
また、意識低下判定部９５は、接近状態予測値ｄｐ（ｎ）に対して接近状態値ｄ（ｎ）が所定値以上かけ離れているときに、上記判定閾値を、意識低下と判定されにくくなるように変更する閾値変更手段としても機能する。すなわち、意識低下判定部９５は、接近状態予測値ｄｐ（ｎ）が第１閾値Ａ１より大きいときには判定閾値をそのまま第１閾値Ａ１とするが（図３（ａ）及び（ｂ））、接近状態予測値ｄｐ（ｎ）が第１閾値Ａ１以下であるときには判定閾値を第１閾値Ａ１よりも大きな値である第２閾値Ａ２とする（図３（ｃ），（ｄ）及び（ｅ））。
【００４９】
よって、意識低下判定部９５は、接近状態予測値ｄｐ（ｎ）及び接近状態値ｄ（ｎ）が共に第１閾値Ａ１より大きいとき（図３（ａ））、又は接近状態予測値ｄｐ（ｎ）が第１閾値Ａ１以下であってかつ接近状態値ｄ（ｎ）が第２閾値Ａ２を上回るときに（図３（ｃ））、自車のドライバの意識が低下したものと判定する。一方、この意識低下判定部９５は、接近状態予測値ｄｐ（ｎ）が第１閾値Ａ１以下であってかつ接近状態値ｄ（ｎ）が第２閾値Ａ２以下である場合（図３（ｄ）及び（ｅ））、又は接近状態予測値ｄｐ（ｎ）が第１閾値Ａ１より大きくかつ接近状態値ｄ（ｎ）が第１閾値Ａ１以下である場合（図３（ｂ））には、ドライバが意識低下状態でないと判定する。
【００５０】
警報制御部９６は、警報部１０の作動を制御する警報制御手段として機能するものであり、ドライバが意識低下状態であると判定された場合に警報部１０に対し警報制御信号を出力する。
【００５１】
上述した情報取得部９１、情報格納部９２、接近状態算出部９３、接近状態予測部９４、意識低下判定部９５及び警報制御部９６は、それらの機能ないし処理が実行できるものであれば、個別のハードウェアによって構成されていてもよい。
【００５２】
警報部１０は、自車のドライバに警報を与える警報手段であって、ＥＣＵ９から出力される警報制御信号に応じて作動する。この警報部１０としては、ドライバの聴覚、視覚、又は触覚を通じてドライバに警報を与えるものが用いられる。例えば、警報部１０としては、スピーカ、ブザー、ナビゲーションシステムのモニタ、ディスプレイ、ランプ、ＬＥＤ、ハンドル又はシートに設置される振動装置等が用いられる。
【００５３】
次に、本実施形態に係るドライバ状態判定装置１の動作について説明する。
【００５４】
図２は、ドライバ状態判定装置１の動作を示すフローチャートである。図３は、ドライバ状態判定装置１において、接近状態算出部９３により算出された接近状態値ｄ（ｎ）、及び接近状態予測部９４により算出された接近状態予測値ｄｐ（ｎ）の値を時系列で示したグラフである。図２のフローチャートに示される一連の制御処理は、例えばＥＣＵ９によって予め定められた周期（例えば１００ｍｓ）で繰り返し実行される。なお、上記ｎの値は、一連の制御処理の実行の度に１ずつインクリメントされる。
【００５５】
このフローチャートの制御処理は、例えば車両のイグニッションオンによって開始され、まずステップＳ１０（以下、「Ｓ１０」という。他のステップにおいても同様とする。）にて、センサ情報の読み込み処理が行われる。このセンサ情報の読み込み処理は、前方検知部２、自車速度センサ３、自車加速度センサ４、操舵角センサ５、アクセル開度センサ６、ブレーキ開度センサ７及びブレーキスイッチ８の出力信号に含まれるセンサ信号をそれぞれ情報取得部９１が取得し情報格納部９２に格納する処理である。
【００５６】
次に、Ｓ１２に処理が移行し、接近状態予測値算出処理が行われる。接近状態予測値算出処理は、ｎ回目の接近状態値ｄ（ｎ）の予測値である接近状態予測値ｄｐ（ｎ）を算出する処理であり、接近状態予測部９４により実行される。この接近状態予測値ｄｐ（ｎ）としては、上述したように、自車と先行車との車間距離の逆数、衝突余裕度ＴＴＣの逆数、車間時間ＴＨＷの逆数、又は接近感指標ＰＲＥ等を用いることができるが、接近状態値ｄ（ｎ）で用いているものと同一のものが利用される。
【００５７】
また、Ｓ１２におけるｄｐ（ｎ）の算出においてテイラー２次展開を利用する場合は、情報格納部９２に格納されている過去の３回分の接近状態値ｄ（ｎ−１），ｄ（ｎ−２）及びｄ（ｎ−３）に基づいて接近状態予測値ｄｐ（ｎ）が算出され、図３（ａ）〜（ｄ）の各グラフに示すように、過去の接近状態値ｄ（ｎ−１），ｄ（ｎ−２）及びｄ（ｎ−３）のトレンドを加味した接近状態予測値ｄｐ（ｎ）が算出される。なお、このＳ１２の接近状態予測値算出処理は、図２に示す一連の制御処理とは別の処理として実行されてもよい。
【００５８】
そして、Ｓ１４に処理が移行し、接近状態値算出処理が行われる。接近状態値算出処理は、現在の自車の先行車に対する接近状態を示す指標となる接近状態値ｄ（ｎ）を算出する処理であり、接近状態算出部９３により実行される。具体的には、例えば上述したように、自車と先行車との車間距離の逆数、衝突余裕度ＴＴＣの逆数、車間時間ＴＨＷの逆数、又は接近感指標ＰＲＥ等の値が接近状態算出部９３により接近状態値ｄ（ｎ）として算出される。
【００５９】
そして、Ｓ１６に処理が移行し、接近状態予測値判定処理が行われる。この判定処理は、接近状態予測値ｄｐ（ｎ）が第１閾値Ａ１より大きいか否かを判定する処理であり、意識低下判定部９５により実行される。そして、Ｓ１６において接近状態予測値ｄｐ（ｎ）が第１閾値Ａ１より大きい場合、すなわち、自車の先行車に対する接近状態値ｄ（ｎ）が上昇トレンドにある場合は、Ｓ１８に処理が移行し、Ｓ１６にて接近状態予測値ｄｐ（ｎ）が第１閾値Ａ１以下の場合、すなわち、接近状態値ｄ（ｎ）が上昇トレンドにない場合は、Ｓ２０に処理が移行する。
【００６０】
Ｓ１８及びＳ２０では、接近状態値判定処理が行われる。この判定処理は接近状態値ｄ（ｎ）と、第１閾値Ａ１又は第１閾値Ａ１より大きな値である第２閾値Ａ２との大小を比較する処理であり、意識低下判定部９５により実行される。具体的に、Ｓ１８では、接近状態値ｄ（ｎ）が第１閾値Ａ１より大きいか否かが判定され、Ｓ２０では、接近状態値ｄ（ｎ）が第２閾値Ａ２より大きいか否かが判定される。なお、第１閾値Ａ１及び第２閾値Ａ２は、予めＥＣＵ９に設定される値が用いられる。
【００６１】
そして、Ｓ１８において接近状態値ｄ（ｎ）が第１閾値Ａ１より大きい場合（図３（ａ））、又はＳ２０において接近状態値ｄ（ｎ）が第２閾値Ａ２より大きい場合（図３（ｃ））、にはＳ２４に処理が移行する。また、Ｓ１８において接近状態値ｄ（ｎ）が第１閾値Ａ１以下である場合（図３（ｂ））、又はＳ２０において接近状態値ｄ（ｎ）が第２閾値Ａ２以下である場合（図３（ｄ）及び（ｅ））、にはＳ２２に処理が移行する。
【００６２】
Ｓ２２では、意識低下判定部９５によりドライバの意識が低下していないと判定され、一連の処理を終了する。このとき例えば、ドライバの意識低下状態を認識するためのフラグがオフとされ、そのフラグによりドライバが意識低下状態でないことが認識される。
【００６３】
一方、Ｓ２４では、意識低下判定処理が行われる。意識低下判定処理は、接近状態予測値ｄｐ（ｎ）及び接近状態値ｄ（ｎ）が共に第１閾値Ａ１より大きいとき、又は接近状態予測値ｄｐ（ｎ）が第１閾値Ａ１以下であってかつ接近状態値ｄ（ｎ）が第２閾値Ａ２を上回るときに、ドライバが意識低下状態であると判定し認識する処理である。このとき例えば、ドライバの意識低下状態を認識するためのフラグがオンとされ、そのフラグによりドライバが意識低下状態であることが認識される。
【００６４】
そして、Ｓ２６に処理が移行し、警報処理が行われる。警報処理は、警報部１０に対し警報制御信号を出力する処理である。この警報処理により、警報部１０がドライバに対し警報動作、例えば音声若しくは警報音を発したり、モニタ若しくはディスプレイに警報表示を行ったり、ハンドル若しくはシートに警報振動を与えたりする。これにより、ドライバは意識低下状態から覚醒状態となる。Ｓ２６の処理を終えたら、一連の制御処理が終了する。
【００６５】
以上のように、本実施形態に係るドライバ状態判定装置によれば、接近状態算出部９３が、自車と先行車との現在の接近度合いを示す接近状態値ｄ（ｎ）を算出するとともに、接近状態予測部９４が、自車と先行車との将来の接近度合いを接近状態予測値ｄｐ（ｎ）として算出する。そして、意識低下判定部９５は、接近状態予測値ｄｐ（ｎ）及び接近状態値ｄ（ｎ）が共に第１閾値Ａ１より大きいとき、又は接近状態予測値ｄｐ（ｎ）が第１閾値Ａ１以下であって接近状態値ｄ（ｎ）が第１閾値Ａ１より大きな第２閾値Ａ２を上回るときに、ドライバの意識が低下したものと判定する。
【００６６】
このように、本実施形態に係るドライバ状態判定装置によれば、接近状態予測値ｄｐ（ｎ）に対して実際の接近状態値ｄ（ｎ）が所定値以上かけ離れているときには、判定閾値を大きくすることにより、ドライバの意識が低下したものと判定されにくくなる。よって、自車が先行車に接近していない状態からドライバが意図的に自車を先行車に近づけたときには意識低下状態でないと判定されるため、不要警報を抑制することが可能となる。従って、ドライバの意識低下の判定精度を上げることができる。
【００６７】
また、本実施形態に係るドライバ状態判定装置では、接近状態予測値ｄｐ（ｎ）が第１閾値Ａ１以下であって、自車と先行車との将来の接近度合いが小さい、すなわち将来において先行車に接近しないと予測されるときには、判定閾値を大きくすることにより、ドライバの意識が低下したものと判定されにくくなる。よって、将来先行車に接近しないと予測される場合において意識的にかつ瞬間的に自車が先行車に近づいたときには、意識低下状態でないと判定され不要警報を抑制することが可能になる。従って、ドライバの意識低下の判定精度を上げることができる。
【００６８】
また、本実施形態に係るドライバ状態判定装置では、接近状態予測部９４が、例えばテイラー２次展開により、過去の接近状態値であるｄ（ｎ−１），ｄ（ｎ−２）及びｄ（ｎ−３）等を用いて接近状態予測値ｄｐ（ｎ）を算出する。これにより、接近状態値ｄ（ｉ）のトレンドを加味して接近状態予測値ｄｐ（ｎ）の算出を行うことが可能になるため、意識低下の判定精度を更に向上させることができる。
【００６９】
また、本実施形態に係るドライバ状態判定装置では、自車速度センサ３により得られた自車の速度、自車加速度センサ４により得られた自車の加速度、アクセル開度センサ６により得られたアクセルの操作状態、ブレーキ開度センサ７により得られたブレーキの操作状態、の少なくともいずれかに基づいて接近状態予測値を算出することもできる。これにより、自車と先行車との位置関係又は走行状態等を加味して、客観的な観点で、接近状態予測値の算出を行うことが可能となる。
【００７０】
なお、上述した実施形態は本発明に係るドライバ状態判定装置の実施形態を説明したものであり、本発明に係るドライバ状態判定装置は本実施形態に記載されたものに限定されるものではない。本発明に係るドライバ状態判定装置は、各請求項に記載した要旨を変更しないように実施形態に係るドライバ状態判定装置を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。
【００７１】
例えば、上述した実施形態では、接近状態予測値ｄｐ（ｎ）が第１閾値Ａ１より小さく接近状態値ｄ（ｎ）が上昇トレンドにない場合に、第１閾値Ａ１より大きな値である第２閾値Ａ２を意識低下判定に用いる例について説明したが、この例に限られることはない。具体的には、例えば上記に代えて、接近状態予測値ｄｐ（ｎ）が所定の閾値より大きく接近状態値ｄ（ｎ）が上昇トレンドにある場合に、上記所定の閾値より小さな値を閾値として意識低下判定に用いるようにしてもよい。この場合、接近状態値ｄ（ｎ）が上昇トレンドにあるときに判定閾値を小さくすることにより、上昇トレンドを検出したときに限り意識低下判定がされやすくなるため、上記実施形態同様、ドライバの意識低下判定の精度を向上させることができる。
【００７２】
また、上述した実施形態では、第１閾値Ａ１及び第２閾値Ａ２を用いて意識低下判定部９５が判定を行う例について説明したが、第１閾値Ａ１及び第２閾値Ａ２を必ず用いなければならないわけではない。すなわち、意識低下判定部９５が、単純に接近状態値ｄ（ｎ）と接近状態予測値ｄｐ（ｎ）の値の比較のみを行って意識低下判定をしてもよい。具体的には、上記の値の差分が所定値以上の場合にはドライバが意図的な運転操作をしたものとして意識低下状態でないと判定し、上記所定値未満の場合にはドライバが無操作状態で先行車に接近しているものして意識低下状態であると判定してもよい。
【００７３】
また、意識低下判定部９５が意識低下状態であると判定したときに、警報制御部９６により、警報部１０から警報がドライバに発せられる例について説明したが、必ずしもこの警報制御部９６及び警報部１０を用いなければならないわけではない。具体的には、意識低下状態であると判定したときに、自車を先行車から離すよう減速処理を行うようにしてもよい。
【００７４】
また、図２のＳ１６、Ｓ１８及びＳ２０の判定処理は、その順番を入れ替えて処理を実行してもよい。そして、図２の一連の制御処理において、本実施形態に係るドライバ状態判定装置の作用効果が得られれば、その一部の処理を省略し又は追加の処理を行って実行してもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１…ドライバ状態判定装置、２…前方検知部、３…自車速度センサ、４…自車加速度センサ、５…操作角センサ、６…アクセル開度センサ、７…ブレーキ開度センサ、８…ブレーキスイッチ、９…ＥＣＵ、１０…警報部、９１…情報取得部、９２…情報格納部、９３…接近状態算出部、９４…接近状態予測部、９５…意識低下判定部、９６…警報制御部。Ａ１…第１閾値（第１の閾値）、Ａ２…第２閾値（第２の閾値）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のドライバの意識低下状態を判定するドライバ状態判定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両のドライバの意識低下状態を判定する技術として、ドライバの所定の運転操作を検出して、ドライバの状態を確認したりドライバを覚醒させたりする技術が知られている。例えば、下記特許文献１には、先行車の有無を考慮してドライバの覚醒度の判定を行うことにより、その判定精度を向上させたドライバ状態判定装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１７３９２９号公報
【特許文献２】特表２００８−５４２９３５号公報
【特許文献３】特開平１１−０３４７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような技術にあっては、所定の運転操作において、ドライバの意識低下状態を精度よく判定できないという問題点がある。具体的には、先行車との車間距離の変化や先行車との相対速度の変化等、先行車への接近状態に基づいてドライバの意識低下判定を行う場合、ドライバの意識低下により先行車に近づいているのか、又はドライバが先行車を追い越すため若しくは自車や先行車の状態を先読みするために意識的に先行車に近づいているのか、の切り分けができない。よって、ドライバの意識が低下していないにもかかわらず低下したものと判定する誤判定が増加する可能性があり、覚醒状態のドライバに警報を発し煩わしさを与えるおそれがあるという問題がある。そこで、先行車への接近状態に加えてドライバの無操作状態を加味してドライバの意識低下状態を判定する方法が考えられる。
【０００５】
上記のようにドライバの無操作状態を加味した場合は、ドライバが意識的にアクセル等の操作を行って先行車に近づいた場合を意識低下状態から除外することが可能になるため、ドライバの意識低下判定の精度を上げることができる。しかしながら、上記の方法を用いた場合でも、例えば、ドライバの先行車追従時における車間調整操作の後において、無操作（例えば、アクセルオフ）で先行車に瞬間的に接近したようなときには、ドライバが意識低下状態でないにもかかわらず意識が低下したものと判定され、不要な警報が出力されるおそれがある。このように、ドライバの意識低下の判定においては、未だ改善の余地が大きい。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、ドライバの意図的な接近による意識低下の誤判定を抑制することにより、ドライバの意識低下状態の判定精度を向上させたドライバ状態判定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、本発明に係る意識低下判定装置は、車両のドライバが意識低下状態であるか否かを判定するドライバ状態判定装置において、前記車両と前記車両の前方に位置する先行車との現在の接近度合いを接近状態値として算出する接近状態算出手段と、前記車両と前記先行車との将来の接近度合いを接近状態予測値として算出する接近状態予測手段と、前記接近状態算出手段により算出された接近状態値が判定閾値を上回ったときに前記車両のドライバの意識が低下したものと判定するものであって、前記接近状態予測手段により算出された接近状態予測値と比較して前記接近状態算出手段により算出された接近状態値が所定値以上かけ離れているときに前記判定閾値を意識低下と判定されにくくなるように変更する意識低下判定手段とを備えて構成されている。
【０００８】
この発明によれば、接近状態算出手段が現在における接近度合いを算出するとともに接近状態予測手段が将来の接近度合いを算出し、意識低下判定手段は、接近状態予測値に対して接近状態値が所定値以上かけ離れているときには、ドライバの意図的な運転操作があったものとして判定閾値を意識低下と判定されにくくなるように変更する。このため、ドライバが意識低下状態であることにより先行車に接近したのか、それとも、ドライバが意識的に先行車に自車を近づけたのか、の切り分けが可能となるため、ドライバの意識低下の判定精度を向上させることができる。
【０００９】
また、本発明に係るドライバ状態判定装置において、前記意識低下判定手段は、前記接近状態予測手段により算出された接近状態予測値が第１の閾値より大きいときに前記判定閾値を前記第１の閾値とし、前記接近状態予測手段により算出された接近状態予測値が前記第１の閾値以下であるときに前記判定閾値を前記第１の閾値よりも大きな値である第２の閾値に変更する。すなわち、接近状態予測値が第１の閾値以下であって将来の接近度合いが小さいと予測されるときには、判定閾値を上げることにより意識低下と判定されにくくなる。このため、将来自車が先行車に接近しないと予測される場合であって、ドライバの意図的な運転操作により一時的に自車が先行車に近づいたときには、意識低下状態でないと判定され、不要警報を抑制することが可能になる。従って、ドライバの意識低下の判定精度を向上させることができる。
【００１０】
また、本発明に係るドライバ状態判定装置において、前記接近状態予測手段は、過去に前記接近状態算出手段により算出された接近状態値に基づいて、接近状態予測値を算出することが好ましい。
【００１１】
この発明によれば、接近状態予測手段が、過去の接近状態値に基づいて、接近状態予測値を算出することにより、瞬間的な接近状態だけでなくこれまでの長期間のトレンドを捉えて将来の接近状態を予測することが可能になる。従って、接近状態予測手段の予測値の算出における正確性を向上させることが可能になるため、ドライバの意識低下の判定精度を更に向上させることができる。
【００１２】
また、本発明に係るドライバ状態判定装置において、前記接近状態予測手段は、前記車両の車速、前記車両の加速度、並びにアクセルペダル及びブレーキペダルの操作状態、の少なくともいずれかに基づいて接近状態予測値を算出することが好ましい。
【００１３】
この発明によれば、自車の車速、加速度、並びにアクセルペダル及びブレーキペダルの操作状態の少なくともいずれかに基づいて接近状態が予測されるため、自車と先行車との位置関係又は走行状態に基づいて接近状態予測値を算出し、自車が先行車に接近しているか否かをより客観的に判定することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、自車と先行車との接近状態について、現在の接近状態を算出するとともに将来の接近状態を予測し、予測した将来の接近状態予測値に対して実際の接近状態値が所定値以上乖離している場合は判定閾値を大きくすることにより意識低下と判定されにくくなるため、ドライバの意図的な運転操作による先行車への一時的な接近を意識低下状態から除外することが可能となり、ドライバの意識低下状態をより精度よく判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係るドライバ状態判定装置の概要を示すブロック図である。
【図２】図１のドライバ状態判定装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】図１のドライバ状態判定装置において、算出された接近状態値及び接近状態予測値の値を時系列で示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、同一要素又は同一相当要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態に係るドライバ状態判定装置１の概要構成を示すブロック図である。ドライバ状態判定装置１は、車両に搭載され、車両のドライバの意識が低下しているか否かを判定する装置である。
【００１８】
このドライバ状態判定装置１は、前方検知部２、自車速度センサ３、自車加速度センサ４、操舵角センサ５、アクセル開度センサ６、ブレーキ開度センサ７、ブレーキスイッチ８、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）９及び警報部１０を備えて構成されている。
【００１９】
前方検知部２は、車両の前方を検知する前方検知手段として機能するものであり、例えば、車両前部に取り付けられ、レーザ光を前方に照射しその反射光によって先行車の有無等を検出するセンサが用いられる。また、前方検知部２は、例えば車両の前方を撮像するカメラであってもよく、この場合、その撮像画像ないし撮像映像を、障害物有無の検知、走行路の白線検知に用いることができる。前方検知部２はＥＣＵ９と接続され、その出力信号はＥＣＵ９に入力される。
【００２０】
自車速度センサ３は、自車の車速を検出する車速検出手段として機能するものであり、例えば車輪速センサが用いられる。自車速度センサ３は、ＥＣＵ９と接続され、その出力信号は、ＥＣＵ９に入力される。
【００２１】
自車加速度センサ４は、自車の加速度を検出する加速度検出手段として機能するものであり、例えば、自車の前部に設けられ、自車の前後加速度と横加速度を検出する加速度センサが用いられる。自車加速度センサ４は、ＥＣＵ９と接続され、その出力信号は、ＥＣＵ９に入力される。
【００２２】
操舵角センサ５は、車両のハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段として機能するものである。この操舵角センサ５としては、例えば、ステアリングシャフトの回転角を検出する操舵角センサが用いられる。この操舵角センサ５は、ＥＣＵ９と接続され、その出力信号は、ＥＣＵ９に入力される。なお、操舵角センサ５に代えて、操舵トルクセンサを用いてもよい。この場合、操舵トルクが出力する操舵トルク値に基づいてハンドルの操舵角が演算される。また、ハンドルの操舵角が取得できるものであれば、操舵角センサ５に代えて、いずれのものを用いてもよい。
【００２３】
アクセル開度センサ６は、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出するアクセル開度検出手段として機能するものである。アクセル開度センサ６は、ＥＣＵ９に接続され、その出力信号は、ＥＣＵ９に入力される。
【００２４】
ブレーキ開度センサ７は、ブレーキペダルの踏み込み量（ブレーキ開度）を検出するブレーキ開度検出手段として機能するものである。ブレーキ開度センサ７は、ＥＣＵ９に接続され、その出力信号は、ＥＣＵ９に入力される。
【００２５】
ブレーキスイッチ８は、ドライバによるブレーキペダルの操作状態を検出するブレーキペダル操作検出手段として機能するものであり、例えば車室内におけるブレーキペダルに取り付けられている。ブレーキスイッチ８は、ＥＣＵ９と接続され、ドライバがブレーキペダルを操作してブレーキ動作をした際にＯＮ信号を出力し、このＯＮ信号がＥＣＵ９に入力される。
【００２６】
ＥＣＵ９は、ドライバ状態判定装置１の装置全体の制御を行う電子制御ユニットであり、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含むコンピュータを主体とし、入力信号回路、出力信号回路及び電源回路を含んで構成される。
【００２７】
ＥＣＵ９は、情報取得部９１、情報格納部９２、接近状態算出部９３、接近状態予測部９４、意識低下判定部９５及び警報制御部９６を少なくとも有している。
【００２８】
情報取得部９１は、前方検知部２、自車速度センサ３、自車加速度センサ４、操舵角センサ５、アクセル開度センサ６、ブレーキ開度センサ７及びブレーキスイッチ８から出力される各種信号を繰り返し取得して、各々の信号を情報格納部９２に格納させる。また、情報取得部９１は、操舵角センサ５から入力された信号に基づいて操舵速度を演算する機能、アクセル開度センサ６から入力された信号に基づいてアクセルペダルの踏み込み速度（アクセル踏み込み速度）を演算する機能、ブレーキ開度センサ７から入力された信号に基づいてブレーキペダルの踏み込み速度（ブレーキ踏み込み速度）を演算する機能、並びに後述する衝突余裕度ＴＴＣ、車間時間ＴＨＷ及び接近感指標ＰＲＥの値を演算する機能を有する。情報取得部９１は、演算した上記の操舵速度、アクセル踏み込み速度、ブレーキ踏み込み速度、衝突余裕度ＴＴＣ、車間時間ＴＨＷ及び接近感指標ＰＲＥを情報格納部９２に格納させる。
【００２９】
接近状態算出部９３は、自車と自車の前方に位置する先行車との現在の接近度合いを示す接近状態値を算出するものであり、接近状態算出手段として機能する。接近状態算出部９３は、例えば以下に示す第１〜第４の接近状態算出方法により接近状態値を算出する。この接近状態値は、大きければ大きいほど自車が先行車に接近していることを示し、小さければ小さいほど自車が先行車から離れていることを示す。以下で、第１〜第４の接近状態算出方法について説明する。
【００３０】
第１の接近状態算出方法は、前方検知部２により検出された自車と先行車との車間距離Ｄの逆数を算出して、これを接近状態値として利用する方法である。なお、車間距離Ｄの逆数に代えてこの逆数に所定の加減乗除を施した値を接近状態値として利用してもよい。
【００３１】
第２の接近状態算出方法は、先行車に対する自車の接近度合いを示す物理量である衝突余裕度ＴＴＣを用いる方法である。この衝突余裕度ＴＴＣの値が大きいほど衝突する可能性が低く、値が小さいほど衝突する可能性が高い。衝突余裕度ＴＴＣは、次の式（１）により演算することができる。
【数１】
【００３２】
式（１）において、Ｄは車間距離、Ｖｒは先行車に対する自車の相対速度である。
【００３３】
第２の接近状態算出方法において接近状態算出部９３は、衝突余裕度ＴＴＣの逆数を接近状態値として利用する。なお、この逆数に代えてこの逆数に所定の加減乗除を施した値を接近状態値として利用してもよい。
【００３４】
第３の接近状態算出方法は、自車が先行車に到達するまでの時間に関する指標である車間時間ＴＨＷを用いる方法である。車間時間ＴＨＷの値が大きいほど自車は先行車から離れており、値が小さいほど自車は先行車に接近している。車間時間ＴＨＷは、次の式（２）により演算することができる。
【数２】
【００３５】
式（２）において、Ｄは車間距離、Ｖｓは自車の車速である。
【００３６】
第３の接近状態算出方法において接近状態算出部９３は、車間時間ＴＨＷの逆数を接近状態値として利用する。なお、この逆数に代えてこの逆数に所定の加減乗除を施した値を接近状態値として利用してもよい。
【００３７】
第４の接近状態算出方法は、自車が先行車に接近している感覚（接近感）を示す指標である接近感指標ＰＲＥを利用する方法である。接近感指標ＰＲＥの値が大きいほど自車は先行車に接近しており、値が小さいほど自車は先行車から離れている。接近感指標ＰＲＥは、次の式（３）により演算することができる。
【数３】
【００３８】
式（３）において、Ｖｒは相対速度、Ｖｓは自車の車速、Ａｘは相対加速度、Ｄは車間距離、α及びβは所定の係数、ｎは所定の１以下の正の実数である。
【００３９】
第４の接近状態算出方法において接近状態算出部９３は、接近感指標ＰＲＥを接近状態値として利用する。なお、接近感指標ＰＲＥに所定の加減乗除を施した値を接近状態値としてもよい。
【００４０】
接近状態算出部９３は、上述した第１〜第４のいずれかの接近状態算出方法を用いて、自車がどの程度先行車に近づいているかの指標を示す接近状態値を算出する。接近状態算出部９３により算出された接近状態値は随時情報格納部９２に格納される。なお、接近状態値としては、必ずしも上記第１〜第４の接近状態算出方法により得られた値を用いなければならないわけではなく、別の方法を用いて算出した接近状態値を利用してもよい。
【００４１】
接近状態予測部９４は、自車と先行車との将来の接近度合いを接近状態予測値として算出するものであり、接近状態予測手段として機能する。接近状態予測値は、将来接近状態算出部９３により算出される接近状態値の予測値であり、接近状態値同様、大きければ大きいほど接近していることを示し、小さければ小さいほど離れていることを示す。接近状態予測部９４は、接近状態算出部９３の接近状態値の算出に合わせて繰り返し接近状態予測値を算出し、算出した値は随時情報格納部９２に格納される。
【００４２】
以下で、接近状態予測部９４による接近状態予測値の算出方法の例について説明する。まず、ｎを自然数として、ｎ回目に接近状態算出部９３が算出すると予測される接近状態予測値を接近状態予測値ｄｐ（ｎ）、接近状態算出部９３が実際にｎ回目に算出した接近状態値を接近状態値ｄ（ｎ）、としたとき、接近状態予測部９４は、例えば、ｎが４以上の自然数のときは以下のテイラー２次展開を用いて、接近状態予測値ｄｐ（ｎ）を算出する。
【数４】
【００４３】
また、ｎ＝２のときはｄｐ（２）＝ｄ（１）、ｎ＝３のときはｄｐ（３）＝ｄ（２）＋（ｄ（２）−ｄ（１））、として接近状態予測値ｄｐ（ｎ）を算出する。
【００４４】
このように、接近状態予測部９４は、２次テイラー展開を用いた場合、過去３回分の接近状態値（ｄ（ｎ−１）、ｄ（ｎ−２）及びｄ（ｎ−３））を用いてｎ回目の接近状態予測値ｄｐ（ｎ）を算出することにより、過去の接近状態のトレンドを考慮してより正確な接近状態予測値ｄｐ（ｎ）を算出することができる。
【００４５】
なお、上記では、接近状態予測部９４が、２次テイラー展開を利用してｎ回目の接近状態予測値ｄｐ（ｎ）を算出する例について示したが、接近状態予測部９４の接近状態予測値の算出方法はこれに限定されない。すなわち、１次若しくは３次以上のテイラー展開を利用してもよいし、又はテイラー展開に代えて別の方法を利用するようにしてもよい。
【００４６】
更に、接近状態予測部９４は、自車速度センサ３により得られた自車の速度、自車加速度センサ４により得られた自車の加速度、操舵角センサ５により得られた操舵状態、アクセル開度センサ６により得られたアクセルの操作状態、ブレーキ開度センサ７により得られたブレーキの操作状態、及び／又はブレーキスイッチ８の状態、をも加味して接近状態予測値を算出するようにしてもよい。すなわち、例えば、自車の速度若しくは加速度が大きい場合又はアクセルペダルが踏み込まれた場合は接近状態予測値の値を大きくし、ブレーキペダルが踏み込まれた場合又はブレーキスイッチ８がＯＮ状態になった場合は接近状態予測値を小さくするようにしてもよい。
【００４７】
意識低下判定部９５は、接近状態算出部９３により算出された接近状態値ｄ（ｎ）が意識低下の判定に用いる判定閾値を上回ったときに、車両のドライバの意識が低下したものと判定するものであり、意識低下判定手段として機能する。すなわち、意識低下判定部９５は、接近状態算出部９３により算出された接近状態値ｄ（ｎ）及び接近状態予測部９４により算出された接近状態予測値ｄｐ（ｎ）に基づいて、ドライバの意識が低下したか否かを判定する。
【００４８】
また、意識低下判定部９５は、接近状態予測値ｄｐ（ｎ）に対して接近状態値ｄ（ｎ）が所定値以上かけ離れているときに、上記判定閾値を、意識低下と判定されにくくなるように変更する閾値変更手段としても機能する。すなわち、意識低下判定部９５は、接近状態予測値ｄｐ（ｎ）が第１閾値Ａ１より大きいときには判定閾値をそのまま第１閾値Ａ１とするが（図３（ａ）及び（ｂ））、接近状態予測値ｄｐ（ｎ）が第１閾値Ａ１以下であるときには判定閾値を第１閾値Ａ１よりも大きな値である第２閾値Ａ２とする（図３（ｃ），（ｄ）及び（ｅ））。
【００４９】
よって、意識低下判定部９５は、接近状態予測値ｄｐ（ｎ）及び接近状態値ｄ（ｎ）が共に第１閾値Ａ１より大きいとき（図３（ａ））、又は接近状態予測値ｄｐ（ｎ）が第１閾値Ａ１以下であってかつ接近状態値ｄ（ｎ）が第２閾値Ａ２を上回るときに（図３（ｃ））、自車のドライバの意識が低下したものと判定する。一方、この意識低下判定部９５は、接近状態予測値ｄｐ（ｎ）が第１閾値Ａ１以下であってかつ接近状態値ｄ（ｎ）が第２閾値Ａ２以下である場合（図３（ｄ）及び（ｅ））、又は接近状態予測値ｄｐ（ｎ）が第１閾値Ａ１より大きくかつ接近状態値ｄ（ｎ）が第１閾値Ａ１以下である場合（図３（ｂ））には、ドライバが意識低下状態でないと判定する。
【００５０】
警報制御部９６は、警報部１０の作動を制御する警報制御手段として機能するものであり、ドライバが意識低下状態であると判定された場合に警報部１０に対し警報制御信号を出力する。
【００５１】
上述した情報取得部９１、情報格納部９２、接近状態算出部９３、接近状態予測部９４、意識低下判定部９５及び警報制御部９６は、それらの機能ないし処理が実行できるものであれば、個別のハードウェアによって構成されていてもよい。
【００５２】
警報部１０は、自車のドライバに警報を与える警報手段であって、ＥＣＵ９から出力される警報制御信号に応じて作動する。この警報部１０としては、ドライバの聴覚、視覚、又は触覚を通じてドライバに警報を与えるものが用いられる。例えば、警報部１０としては、スピーカ、ブザー、ナビゲーションシステムのモニタ、ディスプレイ、ランプ、ＬＥＤ、ハンドル又はシートに設置される振動装置等が用いられる。
【００５３】
次に、本実施形態に係るドライバ状態判定装置１の動作について説明する。
【００５４】
図２は、ドライバ状態判定装置１の動作を示すフローチャートである。図３は、ドライバ状態判定装置１において、接近状態算出部９３により算出された接近状態値ｄ（ｎ）、及び接近状態予測部９４により算出された接近状態予測値ｄｐ（ｎ）の値を時系列で示したグラフである。図２のフローチャートに示される一連の制御処理は、例えばＥＣＵ９によって予め定められた周期（例えば１００ｍｓ）で繰り返し実行される。なお、上記ｎの値は、一連の制御処理の実行の度に１ずつインクリメントされる。
【００５５】
このフローチャートの制御処理は、例えば車両のイグニッションオンによって開始され、まずステップＳ１０（以下、「Ｓ１０」という。他のステップにおいても同様とする。）にて、センサ情報の読み込み処理が行われる。このセンサ情報の読み込み処理は、前方検知部２、自車速度センサ３、自車加速度センサ４、操舵角センサ５、アクセル開度センサ６、ブレーキ開度センサ７及びブレーキスイッチ８の出力信号に含まれるセンサ信号をそれぞれ情報取得部９１が取得し情報格納部９２に格納する処理である。
【００５６】
次に、Ｓ１２に処理が移行し、接近状態予測値算出処理が行われる。接近状態予測値算出処理は、ｎ回目の接近状態値ｄ（ｎ）の予測値である接近状態予測値ｄｐ（ｎ）を算出する処理であり、接近状態予測部９４により実行される。この接近状態予測値ｄｐ（ｎ）としては、上述したように、自車と先行車との車間距離の逆数、衝突余裕度ＴＴＣの逆数、車間時間ＴＨＷの逆数、又は接近感指標ＰＲＥ等を用いることができるが、接近状態値ｄ（ｎ）で用いているものと同一のものが利用される。
【００５７】
また、Ｓ１２におけるｄｐ（ｎ）の算出においてテイラー２次展開を利用する場合は、情報格納部９２に格納されている過去の３回分の接近状態値ｄ（ｎ−１），ｄ（ｎ−２）及びｄ（ｎ−３）に基づいて接近状態予測値ｄｐ（ｎ）が算出され、図３（ａ）〜（ｄ）の各グラフに示すように、過去の接近状態値ｄ（ｎ−１），ｄ（ｎ−２）及びｄ（ｎ−３）のトレンドを加味した接近状態予測値ｄｐ（ｎ）が算出される。なお、このＳ１２の接近状態予測値算出処理は、図２に示す一連の制御処理とは別の処理として実行されてもよい。
【００５８】
そして、Ｓ１４に処理が移行し、接近状態値算出処理が行われる。接近状態値算出処理は、現在の自車の先行車に対する接近状態を示す指標となる接近状態値ｄ（ｎ）を算出する処理であり、接近状態算出部９３により実行される。具体的には、例えば上述したように、自車と先行車との車間距離の逆数、衝突余裕度ＴＴＣの逆数、車間時間ＴＨＷの逆数、又は接近感指標ＰＲＥ等の値が接近状態算出部９３により接近状態値ｄ（ｎ）として算出される。
【００５９】
そして、Ｓ１６に処理が移行し、接近状態予測値判定処理が行われる。この判定処理は、接近状態予測値ｄｐ（ｎ）が第１閾値Ａ１より大きいか否かを判定する処理であり、意識低下判定部９５により実行される。そして、Ｓ１６において接近状態予測値ｄｐ（ｎ）が第１閾値Ａ１より大きい場合、すなわち、自車の先行車に対する接近状態値ｄ（ｎ）が上昇トレンドにある場合は、Ｓ１８に処理が移行し、Ｓ１６にて接近状態予測値ｄｐ（ｎ）が第１閾値Ａ１以下の場合、すなわち、接近状態値ｄ（ｎ）が上昇トレンドにない場合は、Ｓ２０に処理が移行する。
【００６０】
Ｓ１８及びＳ２０では、接近状態値判定処理が行われる。この判定処理は接近状態値ｄ（ｎ）と、第１閾値Ａ１又は第１閾値Ａ１より大きな値である第２閾値Ａ２との大小を比較する処理であり、意識低下判定部９５により実行される。具体的に、Ｓ１８では、接近状態値ｄ（ｎ）が第１閾値Ａ１より大きいか否かが判定され、Ｓ２０では、接近状態値ｄ（ｎ）が第２閾値Ａ２より大きいか否かが判定される。なお、第１閾値Ａ１及び第２閾値Ａ２は、予めＥＣＵ９に設定される値が用いられる。
【００６１】
そして、Ｓ１８において接近状態値ｄ（ｎ）が第１閾値Ａ１より大きい場合（図３（ａ））、又はＳ２０において接近状態値ｄ（ｎ）が第２閾値Ａ２より大きい場合（図３（ｃ））、にはＳ２４に処理が移行する。また、Ｓ１８において接近状態値ｄ（ｎ）が第１閾値Ａ１以下である場合（図３（ｂ））、又はＳ２０において接近状態値ｄ（ｎ）が第２閾値Ａ２以下である場合（図３（ｄ）及び（ｅ））、にはＳ２２に処理が移行する。
【００６２】
Ｓ２２では、意識低下判定部９５によりドライバの意識が低下していないと判定され、一連の処理を終了する。このとき例えば、ドライバの意識低下状態を認識するためのフラグがオフとされ、そのフラグによりドライバが意識低下状態でないことが認識される。
【００６３】
一方、Ｓ２４では、意識低下判定処理が行われる。意識低下判定処理は、接近状態予測値ｄｐ（ｎ）及び接近状態値ｄ（ｎ）が共に第１閾値Ａ１より大きいとき、又は接近状態予測値ｄｐ（ｎ）が第１閾値Ａ１以下であってかつ接近状態値ｄ（ｎ）が第２閾値Ａ２を上回るときに、ドライバが意識低下状態であると判定し認識する処理である。このとき例えば、ドライバの意識低下状態を認識するためのフラグがオンとされ、そのフラグによりドライバが意識低下状態であることが認識される。
【００６４】
そして、Ｓ２６に処理が移行し、警報処理が行われる。警報処理は、警報部１０に対し警報制御信号を出力する処理である。この警報処理により、警報部１０がドライバに対し警報動作、例えば音声若しくは警報音を発したり、モニタ若しくはディスプレイに警報表示を行ったり、ハンドル若しくはシートに警報振動を与えたりする。これにより、ドライバは意識低下状態から覚醒状態となる。Ｓ２６の処理を終えたら、一連の制御処理が終了する。
【００６５】
以上のように、本実施形態に係るドライバ状態判定装置によれば、接近状態算出部９３が、自車と先行車との現在の接近度合いを示す接近状態値ｄ（ｎ）を算出するとともに、接近状態予測部９４が、自車と先行車との将来の接近度合いを接近状態予測値ｄｐ（ｎ）として算出する。そして、意識低下判定部９５は、接近状態予測値ｄｐ（ｎ）及び接近状態値ｄ（ｎ）が共に第１閾値Ａ１より大きいとき、又は接近状態予測値ｄｐ（ｎ）が第１閾値Ａ１以下であって接近状態値ｄ（ｎ）が第１閾値Ａ１より大きな第２閾値Ａ２を上回るときに、ドライバの意識が低下したものと判定する。
【００６６】
このように、本実施形態に係るドライバ状態判定装置によれば、接近状態予測値ｄｐ（ｎ）に対して実際の接近状態値ｄ（ｎ）が所定値以上かけ離れているときには、判定閾値を大きくすることにより、ドライバの意識が低下したものと判定されにくくなる。よって、自車が先行車に接近していない状態からドライバが意図的に自車を先行車に近づけたときには意識低下状態でないと判定されるため、不要警報を抑制することが可能となる。従って、ドライバの意識低下の判定精度を上げることができる。
【００６７】
また、本実施形態に係るドライバ状態判定装置では、接近状態予測値ｄｐ（ｎ）が第１閾値Ａ１以下であって、自車と先行車との将来の接近度合いが小さい、すなわち将来において先行車に接近しないと予測されるときには、判定閾値を大きくすることにより、ドライバの意識が低下したものと判定されにくくなる。よって、将来先行車に接近しないと予測される場合において意識的にかつ瞬間的に自車が先行車に近づいたときには、意識低下状態でないと判定され不要警報を抑制することが可能になる。従って、ドライバの意識低下の判定精度を上げることができる。
【００６８】
また、本実施形態に係るドライバ状態判定装置では、接近状態予測部９４が、例えばテイラー２次展開により、過去の接近状態値であるｄ（ｎ−１），ｄ（ｎ−２）及びｄ（ｎ−３）等を用いて接近状態予測値ｄｐ（ｎ）を算出する。これにより、接近状態値ｄ（ｉ）のトレンドを加味して接近状態予測値ｄｐ（ｎ）の算出を行うことが可能になるため、意識低下の判定精度を更に向上させることができる。
【００６９】
また、本実施形態に係るドライバ状態判定装置では、自車速度センサ３により得られた自車の速度、自車加速度センサ４により得られた自車の加速度、アクセル開度センサ６により得られたアクセルの操作状態、ブレーキ開度センサ７により得られたブレーキの操作状態、の少なくともいずれかに基づいて接近状態予測値を算出することもできる。これにより、自車と先行車との位置関係又は走行状態等を加味して、客観的な観点で、接近状態予測値の算出を行うことが可能となる。
【００７０】
なお、上述した実施形態は本発明に係るドライバ状態判定装置の実施形態を説明したものであり、本発明に係るドライバ状態判定装置は本実施形態に記載されたものに限定されるものではない。本発明に係るドライバ状態判定装置は、各請求項に記載した要旨を変更しないように実施形態に係るドライバ状態判定装置を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。
【００７１】
例えば、上述した実施形態では、接近状態予測値ｄｐ（ｎ）が第１閾値Ａ１より小さく接近状態値ｄ（ｎ）が上昇トレンドにない場合に、第１閾値Ａ１より大きな値である第２閾値Ａ２を意識低下判定に用いる例について説明したが、この例に限られることはない。具体的には、例えば上記に代えて、接近状態予測値ｄｐ（ｎ）が所定の閾値より大きく接近状態値ｄ（ｎ）が上昇トレンドにある場合に、上記所定の閾値より小さな値を閾値として意識低下判定に用いるようにしてもよい。この場合、接近状態値ｄ（ｎ）が上昇トレンドにあるときに判定閾値を小さくすることにより、上昇トレンドを検出したときに限り意識低下判定がされやすくなるため、上記実施形態同様、ドライバの意識低下判定の精度を向上させることができる。
【００７２】
また、上述した実施形態では、第１閾値Ａ１及び第２閾値Ａ２を用いて意識低下判定部９５が判定を行う例について説明したが、第１閾値Ａ１及び第２閾値Ａ２を必ず用いなければならないわけではない。すなわち、意識低下判定部９５が、単純に接近状態値ｄ（ｎ）と接近状態予測値ｄｐ（ｎ）の値の比較のみを行って意識低下判定をしてもよい。具体的には、上記の値の差分が所定値以上の場合にはドライバが意図的な運転操作をしたものとして意識低下状態でないと判定し、上記所定値未満の場合にはドライバが無操作状態で先行車に接近しているものして意識低下状態であると判定してもよい。
【００７３】
また、意識低下判定部９５が意識低下状態であると判定したときに、警報制御部９６により、警報部１０から警報がドライバに発せられる例について説明したが、必ずしもこの警報制御部９６及び警報部１０を用いなければならないわけではない。具体的には、意識低下状態であると判定したときに、自車を先行車から離すよう減速処理を行うようにしてもよい。
【００７４】
また、図２のＳ１６、Ｓ１８及びＳ２０の判定処理は、その順番を入れ替えて処理を実行してもよい。そして、図２の一連の制御処理において、本実施形態に係るドライバ状態判定装置の作用効果が得られれば、その一部の処理を省略し又は追加の処理を行って実行してもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１…ドライバ状態判定装置、２…前方検知部、３…自車速度センサ、４…自車加速度センサ、５…操作角センサ、６…アクセル開度センサ、７…ブレーキ開度センサ、８…ブレーキスイッチ、９…ＥＣＵ、１０…警報部、９１…情報取得部、９２…情報格納部、９３…接近状態算出部、９４…接近状態予測部、９５…意識低下判定部、９６…警報制御部。Ａ１…第１閾値（第１の閾値）、Ａ２…第２閾値（第２の閾値）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のドライバが意識低下状態であるか否かを判定するドライバ状態判定装置において、
前記車両と前記車両の前方に位置する先行車との現在の接近度合いを接近状態値として算出する接近状態算出手段と、
前記車両と前記先行車との将来の接近度合いを接近状態予測値として算出する接近状態予測手段と、
前記接近状態算出手段により算出された接近状態値が判定閾値を上回ったときに前記車両のドライバの意識が低下したものと判定するものであって、前記接近状態予測手段により算出された接近状態予測値と比較して前記接近状態算出手段により算出された接近状態値が所定値以上かけ離れているときに前記判定閾値を意識低下と判定されにくくなるように変更する意識低下判定手段と、
を備えたことを特徴とするドライバ状態判定装置。
【請求項２】
前記意識低下判定手段は、前記接近状態予測手段により算出された接近状態予測値が第１の閾値より大きいときに前記判定閾値を前記第１の閾値とし、前記接近状態予測手段により算出された接近状態予測値が前記第１の閾値以下であるときに前記判定閾値を前記第１の閾値よりも大きな値である第２の閾値に変更する、
請求項１に記載のドライバ状態判定装置。
【請求項３】
前記接近状態予測手段は、過去に前記接近状態算出手段により算出された接近状態値に基づいて、接近状態予測値を算出する、
請求項１又は２に記載のドライバ状態判定装置。
【請求項４】
前記接近状態予測手段は、前記車両の車速、前記車両の加速度、並びにアクセルペダル及びブレーキペダルの操作状態、の少なくともいずれかに基づいて接近状態予測値を算出する、
請求項１〜３のいずれか１項に記載のドライバ状態判定装置。
【請求項１】
車両のドライバが意識低下状態であるか否かを判定するドライバ状態判定装置において、
前記車両と前記車両の前方に位置する先行車との現在の接近度合いを接近状態値として算出する接近状態算出手段と、
前記車両と前記先行車との将来の接近度合いを接近状態予測値として算出する接近状態予測手段と、
前記接近状態算出手段により算出された接近状態値が判定閾値を上回ったときに前記車両のドライバの意識が低下したものと判定するものであって、前記接近状態予測手段により算出された接近状態予測値と比較して前記接近状態算出手段により算出された接近状態値が所定値以上かけ離れているときに前記判定閾値を意識低下と判定されにくくなるように変更する意識低下判定手段と、
を備えたことを特徴とするドライバ状態判定装置。
【請求項２】
前記意識低下判定手段は、前記接近状態予測手段により算出された接近状態予測値が第１の閾値より大きいときに前記判定閾値を前記第１の閾値とし、前記接近状態予測手段により算出された接近状態予測値が前記第１の閾値以下であるときに前記判定閾値を前記第１の閾値よりも大きな値である第２の閾値に変更する、
請求項１に記載のドライバ状態判定装置。
【請求項３】
前記接近状態予測手段は、過去に前記接近状態算出手段により算出された接近状態値に基づいて、接近状態予測値を算出する、
請求項１又は２に記載のドライバ状態判定装置。
【請求項４】
前記接近状態予測手段は、前記車両の車速、前記車両の加速度、並びにアクセルペダル及びブレーキペダルの操作状態、の少なくともいずれかに基づいて接近状態予測値を算出する、
請求項１〜３のいずれか１項に記載のドライバ状態判定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２３４２９２（Ｐ２０１２−２３４２９２Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０１５８５（Ｐ２０１１−１０１５８５）
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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