意識低下判定装置及びプログラム
【課題】ドライバの意識低下状態を精度よく判定する。
【解決手段】レーン端までの距離Ｌ、車速ｖ、及びヨー角θに基づいて車線逸脱予測時間ＴＬＣを演算し（１０２）、ＴＬＣが予め定めた閾値ｔｈｒｃより大きい場合には、車両がレーンに近接しており、危険な状況にあると判定して（１０４）、踏力センサ３０及びトルクセンサ３２で検出されたセンサ値を取得する（１０６）。走行開始から所定時間内である場合には、取得したセンサ値を覚醒時バッファに格納し（１０８、１１２）、走行開始から所定時間を経過した場合には、現在バッファに格納する（１０８、１１０）。覚醒時バッファに格納されたセンサ値の分布と現在バッファに格納されたセンサ値の分布とのマハラノビス距離ｄを演算し（１１４）、距離ｄが予め定めた閾値ｔｈｒｄより大きい場合には、ドライバが意識低下状態にあると判定する（１１６、１１８）。
【解決手段】レーン端までの距離Ｌ、車速ｖ、及びヨー角θに基づいて車線逸脱予測時間ＴＬＣを演算し（１０２）、ＴＬＣが予め定めた閾値ｔｈｒｃより大きい場合には、車両がレーンに近接しており、危険な状況にあると判定して（１０４）、踏力センサ３０及びトルクセンサ３２で検出されたセンサ値を取得する（１０６）。走行開始から所定時間内である場合には、取得したセンサ値を覚醒時バッファに格納し（１０８、１１２）、走行開始から所定時間を経過した場合には、現在バッファに格納する（１０８、１１０）。覚醒時バッファに格納されたセンサ値の分布と現在バッファに格納されたセンサ値の分布とのマハラノビス距離ｄを演算し（１１４）、距離ｄが予め定めた閾値ｔｈｒｄより大きい場合には、ドライバが意識低下状態にあると判定する（１１６、１１８）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、意識低下判定装置及びプログラムに係り、特に、車両の走行状態やドライバの運転操作状態に基づいて、ドライバの意識低下状態を判定する意識低下判定装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ドライバの運転操作状態に基づくデータを検出し、検出したデータに基づいて、ドライバが意識低下状態にあるか否かを判定して、ドライバに対して警報を発する等して、ドライバの運転を支援することが行われている。
【０００３】
例えば、車両のステアリングにトルクを付与すると共に、ステアリングの回転する量（舵角変化量）を検出し、舵角変化量が、付与したトルクの大きさに基づいて予め定めた閾値以上となった場合に、ステアリングハンドルの把持力が低下していると判定するステアリング保持状態判定装置が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１のステアリング保持状態判定装置において、舵角変化量が時間経過に伴って減少している場合や、舵角変化量が閾値以上となった回数が所定回数以上となった場合に、ドライバが低覚醒状態であると判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２２１９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の特許文献１記載の技術は、低覚醒状態が想定されない状況においてもステアリング保持状態を演算しているため、低覚醒状態によらずステアリング保持力が低下している場合も低覚醒状態として検出される場合があり、いわゆるＳ／Ｎ比が低下して、誤検出や未検出の増加を招く、という問題があった。
【０００６】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、ドライバの意識低下状態を精度よく判定することができる意識低下判定装置及びプログラム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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の意識低下判定装置は、自車両の走行状態を検出した走行状態検出値、またはドライバの瞬目を検出した瞬目検出値に基づいて、前記自車両周辺が危険な状況にあるか否かを判定する危険判定手段と、前記ドライバの筋力を使用した運転操作状態を検出した運転操作状態検出値に基づいて、前記ドライバの筋弛緩状態を判定する筋弛緩判定手段と、前記危険判定手段で危険な状況と判定され、かつ前記筋弛緩判定手段で筋弛緩状態であると判定された場合に、前記ドライバの意識が低下していると判定する判定手段と、を含んで構成されている。
【０００８】
また、本発明の意識低下判定プログラムは、コンピュータを、自車両の走行状態を検出した走行状態検出値、またはドライバの瞬目を検出した瞬目検出値に基づいて、前記自車両周辺が危険な状況にあるか否かを判定する危険判定手段と、前記ドライバの筋力を使用した運転操作状態を検出した運転操作状態検出値に基づいて、前記ドライバの筋弛緩状態を判定する筋弛緩判定手段と、前記危険判定手段で危険な状況と判定され、かつ前記筋弛緩判定手段で筋弛緩状態であると判定された場合に、前記ドライバの意識が低下していると判定する判定手段として機能させるためのプログラムである。
【０００９】
本発明の意識低下判定装置及びプログラムによれば、危険判定手段が、自車両の走行状態を検出した走行状態検出値、またはドライバの瞬目を検出した瞬目検出値に基づいて、自車両周辺が危険な状況にあるか否かを判定する。また、筋弛緩判定手段が、ドライバの筋力を使用した運転操作状態を検出した運転操作状態検出値に基づいて、ドライバの筋弛緩状態を判定する。そして、覚醒状態において、自車両周辺が危険な状況にある場合には、何らかの運転操作が行われるはずであるので、判定手段が、危険判定手段で危険な状況と判定され、かつ筋弛緩判定手段で筋弛緩状態であると判定された場合に、ドライバの意識が低下していると判定する。
【００１０】
このように、危険な状況と判定され、かつ筋弛緩状態と判定された場合に意識低下状態であると判定するため、意識低下によらない筋弛緩状態の情報を排除して、ドライバの意識低下状態を精度よく判定することができる。
【００１１】
また、本発明の意識低下判定装置及びプログラムにおいて、前記筋弛緩判定手段は、異なる運転操作状態の覚醒時に検出された運転操作状態検出値の分布と現在の運転操作状態検出値の分布との差が予め定めた判定閾値より大きい場合に、筋弛緩状態であると判定するようにすることができる。また、前記差を、異なる運転操作状態の覚醒時に検出された運転操作状態検出値の分布と現在の運転操作状態検出値の分布とのマハラノビス距離またはＫＬ情報量とすることができる。このように、運転操作状態検出値の分布を用いて判定することにより、安定した判定結果を得ることができる。
【００１２】
また、本発明の意識低下判定装置及びプログラムにおいて、前記覚醒時に検出された運転操作状態検出値を、走行開始から所定時間内に検出された運転操作状態検出値とすることができる。このように、走行開始から所定時間内は覚醒状態にあるとみなして、実際に検出された運転操作状態検出値を判定基準となる覚醒時に検出された運転操作状態検出値とすることで、車両やドライバの個々の特性が反映され、判定精度を向上させることができる。
【００１３】
また、本発明の意識低下判定装置及びプログラムにおいて、前記筋弛緩判定手段は、前記危険判定手段で危険な状況と判定されたときに検出された運転操作状態検出値に基づいて、前記ドライバの筋弛緩状態を判定するようにすることができる。これにより、危険な状況と判定されたときのみ筋弛緩状態を判定すればよく、無駄な演算を省略することができる。また、運転操作状態検出値の分布を用いて判定する場合には、危険な状況と判定されたときに検出された運転操作状態検出値を用いることにより、危険な状況と判定されていないときに検出された運転操作状態検出値も含めて判定する場合と比較して、運転操作状態検出値の分布のばらつきを抑制して、精度よく判定することができる。
【００１４】
また、本発明の意識低下判定装置及びプログラムにおいて、前記危険判定手段は、前記走行状態検出値として検出したレーン位置と自車両との距離または前方車両と自車両との距離が予め定めた近接閾値より小さい場合に、前記自車両周辺が危険な状況にあると判定するようにすることができる。
【００１５】
また、本発明の意識低下判定装置及びプログラムにおいて、前記危険判定手段は、前記瞬目検出値に基づいて求まる前記ドライバの閉眼時間が予め定めた時間以上となった場合に、前記自車両周辺が危険な状況にあると判定するようにすることができる。
【００１６】
また、本発明の意識低下判定装置及びプログラムにおいて、前記運転操作状態検出値を、ステアリングを操舵するときの操舵トルク、アクセルペダルを踏み込むときの踏力、及びブレーキペダルを踏み込むときの踏力の少なくとも１つを検出した検出値とすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明の意識低下判定装置及びプログラムによれば、危険な状況と判定され、かつ筋弛緩状態と判定された場合に意識低下状態であると判定するため、意識低下によらない筋弛緩状態の情報を排除して、ドライバの意識低下状態を精度よく判定することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施の形態に係る意識低下判定装置の構成を示す概略図である。
【図２】運転操作状態検出値の分布を示すイメージ図である。
【図３】第１の実施の形態の意識低下判定処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図４】第２の実施の形態に係る意識低下判定装置の構成を示す概略図である。
【図５】第２の実施の形態の意識低下判定処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図６】第３の実施の形態に係る意識低下判定装置の構成を示す概略図である。
【図７】第３の実施の形態の意識低下判定処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明の意識低下判定装置の実施の形態を詳細に説明する。本実施の形態では、車両に搭載された意識低下判定装置に本発明を適用した場合を例に説明する。
【００２０】
図１に示すように、第１の実施の形態に係る意識低下判定装置１０は、レーン端から自車位置までの距離を示すレーン位置を検出するレーン位置センサ２０と、自車両の車速を検出する車速センサ２２と、車線方向に対する自車両の前後方向の角度であるヨー角を検出するヨー角センサ２４と、ブレーキ踏力を検出する踏力センサ３０と、操舵トルクを検出するトルクセンサ３２と、ドライバに対して警報を出力する警報装置４０と、各センサからの出力に基づいて、警報装置４０による警報出力を制御するコンピュータ５０とを備えている。
【００２１】
レーン位置センサ２０は、例えば、車載カメラ（図示省略）によって撮影された走行時の画像からレーン端を検出し、レーン端から自車位置までの距離を出力すればよいが、必ずしもこれに限定するものではない。
【００２２】
ヨー角センサ２４は、例えば、車載カメラ（図示省略）によって撮影された走行時の画像からレーンを検出し、車線方向に対する自車両の前後方向の角度をヨー角として出力すればよいが、必ずしもこれに限定するものではない。
【００２３】
踏力センサ３０は、例えば、ブレーキの油圧回路に設けた油圧を測定する圧力センサを用いることができる。
【００２４】
トルクセンサ３２は、ステアリングハンドルに接続された操舵軸に生じたトルクを検出する。
【００２５】
警報装置４０は、コンピュータ５０の制御に従って、ドライバに対して警報メッセージを音声出力する。なお、警報装置４０は、ドライバに対して警報音を出力するようにしてもよい。
【００２６】
コンピュータ５０は、意識低下判定装置１０全体の制御を司るＣＰＵ、後述する意識低下判定処理ルーチンのプログラム等を記憶した記憶媒体としてのＲＯＭ、ワークエリアとしてデータを一時格納するＲＡＭ、及びこれらを接続するバスを含んで構成されている。
【００２７】
このコンピュータ５０をハードウエアとソフトウエアとに基づいて定まる機能実現手段毎に分割した機能ブロックで説明すると、図１に示すように、レーン位置センサ２０、車速センサ２２、及びヨー角センサ２４の検出値に基づいて、車両周辺が危険な状況にあるか否かを判定する危険状況判定部５２と、危険状況判定部５２で危険な状況と判定された場合に、踏力センサ３０及びトルクセンサ３２のセンサ値に基づいて、ドライバの筋弛緩状態を示す値を演算する筋弛緩演算部５４と、筋弛緩演算部５４で演算された値に基づいて、ドライバが意識低下状態にあるか否かを判定し、判定結果に基づいて警報が出力されるよう警報装置４０を制御する判定部５６とを含んだ構成で表すことができる。
【００２８】
危険状況判定部５２は、走行状態としてレーン位置センサ２０で検出されるレーン端までの距離Ｌ、車速センサ２２で検出される車速ｖ、及びヨー角センサ２４で検出されるヨー角θを取得し、これらに基づいて、車線逸脱予測時間ＴＬＣ（Ｔｉｍｅ ｔｏ Ｌａｎｅ Ｃｒｏｓｓｉｎｇ）を下記（１）式により演算する。
【００２９】
ＴＬＣ＝Ｌ／（ｖ・ｓｉｎθ） ・・・（１）
そして、演算されたＴＬＣが予め定めた閾値ｔｈｒｃより大きい場合に、車両周辺が危険な状況にあると判定する。
【００３０】
筋弛緩演算部５４は、車両周辺が危険な状況にあれば何らかの運転操作が行われるはずであるので、危険状況判定部５２で危険な状況にあると判定されたときの運転操作状態であるブレーキ踏力及び操舵トルクを用いてドライバの筋弛緩状態を示す値を演算する。
【００３１】
具体的には、危険状況判定部５２で危険な状況にあると判定され、かつ走行開始から所定時間内に踏力センサ３０で検出された踏力及びトルクセンサ３２で検出された操舵トルクを覚醒時のセンサ値として覚醒時バッファに格納する。また、危険状況判定部５２で危険な状況にあると判定され、かつ走行開始から所定時間経過後に踏力センサ３０で検出された踏力及びトルクセンサ３２で検出された操舵トルクを現在のセンサ値として現在バッファに格納する。そして、図２に示すように、操舵トルク及びブレーキ踏力を軸とする座標系に、覚醒時バッファに格納されたセンサ値、及び現在バッファに格納されたセンサ値をそれぞれプロットした分布として表す。覚醒時バッファに格納されたセンサ値の分布（以下、「覚醒時の分布」という）と現在バッファに格納されたセンサ値の分布（以下、「現在の分布」という）との距離ｄを、筋弛緩状態を表す値として演算する。覚醒時の分布と現在の分布との距離ｄは、例えば、（２）式で示すマハラノビス距離により演算する。
【００３２】
【数１】
【００３３】
ここで、μｃは、現在バッファに格納されているセンサ値の平均値、μａは、覚醒時バッファに格納されているセンサ値の平均値、及びΣは、共分散行列である。ｄの値が大きいほど、覚醒時の分布と現在の分布とが相違していることを示している。
【００３４】
判定部５６は、覚醒時の分布と現在の分布との距離ｄが予め定めた閾値ｔｈｒｄより大きい場合に、ドライバが意識低下状態にあると判定し、判定結果に基づいて警報が出力されるように警報装置４０を制御する。
【００３５】
次に、図３を参照して、第１の実施の形態の意識低下判定処理ルーチンについて説明する。本ルーチンは、エンジンが始動された際などに、ＲＯＭに記憶された意識低下判定プログラムをＣＰＵが実行することにより開始する。
【００３６】
ステップ１００で、レーン位置センサ２０で検出されたレーン端までの距離Ｌ、車速センサ２２で検出された車速ｖ、及びヨー角センサ２４で検出されたヨー角θを取得する。
【００３７】
次に、ステップ１０２で、上記ステップ１００で取得したレーン端までの距離Ｌ、車速ｖ、及びヨー角θを上記（１）式に代入して車線逸脱予測時間ＴＬＣを演算し、ＴＬＣの値を変数ｃに代入する。
【００３８】
次に、ステップ１０４で、変数ｃが予め定めた閾値ｔｈｒｃより大きいか否かを判定する。ｃ＞ｔｈｒｃの場合には、車両がレーンに近接しており、危険な状況にあると判定して、ステップ１０６へ進み、ｃ≦ｔｈｒｃの場合には、車両周辺は危険な状況にはないと判定して、ステップ１００へ戻る。
【００３９】
ステップ１０６で、踏力センサ３０及びトルクセンサ３２で検出されたセンサ値を取得する。
【００４０】
次に、ステップ１０８で、走行開始から所定時間が経過したか否かを判定する。この判定は、走行開始から所定時間内は、意識が低下していない覚醒状態であるものとみなし、この間に取得されたセンサ値を覚醒時のセンサ値として用いるためのものである。走行開始から所定時間内である場合には、ステップ１１０へ進み、上記ステップ１０６で取得したセンサ値を覚醒時バッファに格納してステップ１００へ戻る。
【００４１】
一方、ステップ１０８で、走行開始から所定時間を経過したと判定された場合には、ステップ１１２へ進み、上記ステップ１０６で取得したセンサ値を現在バッファに格納する。
【００４２】
次に、ステップ１１４で、覚醒時の分布と現在の分布との距離ｄを、上記（２）式により演算する。
【００４３】
次に、ステップ１１６で、覚醒時の分布と現在の分布との距離ｄが予め定めた閾値ｔｈｒｄより大きいか否かを判定する。ｄ＞ｔｈｒｄの場合には、ドライバが意識低下状態にあると判定し、ステップ１１８へ進んで、ドライバに警報を出力する。
【００４４】
一方、ステップ１１６で、ｄ≦ｔｈｒｄと判定された場合には、ステップ１２０へ進んで、現在の運転操作状態を示す値として直近のセンサ値を用いて判定を行えるようにするために、取得されてから予め定めた時間ｔ秒以上を経過したセンサ値を現在バッファから削除して、ステップ１００へ戻る。
【００４５】
以上説明したように、第１の実施の形態の意識低下判定装置によれば、危険な状況と判定され、かつ筋弛緩状態と判定された場合に、意識低下状態であると判定するため、意識低下によらない筋弛緩状態の情報がノイズとして含まれることを抑制することができ、意識低下の判定精度が向上する。また、判定基準となる覚醒時のセンサ値を危険状況と判定され、かつ走行開始から所定時間内の期間に取得されたセンサ値を用いているため、覚醒時の分布についてもノイズが含まれることが抑制されたばらつきの少ない分布となり、この覚醒時の分布を基準として演算される筋弛緩状態を示す値も精度よく演算することができる。
【００４６】
次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態は、危険状況として、ドライバの閉眼状態を判定する点が第１の実施の形態と異なる。なお、第１の実施の形態と同様の構成及び処理については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４７】
図４に示すように、第２の実施の形態に係る意識低下判定装置２１０は、ドライバの瞬目を検出する瞬目センサ２６と、踏力センサ３０と、トルクセンサ３２と、警報装置４０と、コンピュータ２５０とを備えている。
【００４８】
瞬目センサ２６は、例えば、ドライバの顔を撮影するカメラ（図示省略）によって撮影されたドライバの顔画像を画像認識処理することにより、ドライバの眼の開度を検出すればよいが、必ずしもこれに限定するものではない。
【００４９】
コンピュータ２５０をハードウエアとソフトウエアとに基づいて定まる機能実現手段毎に分割した機能ブロックで説明すると、図４に示すように、瞬目センサ２６の検出結果に基づいて、ドライバの閉眼状態を判定する閉眼状態判定部５３と、閉眼状態判定部５３で閉眼時間が所定時間以上継続していると判定された場合に、踏力センサ３０及びトルクセンサ３２のセンサ値に基づいて、ドライバの筋弛緩状態を示す値を演算する筋弛緩演算部５４と、判定部５６とを含んだ構成で表すことができる。
【００５０】
閉眼状態判定部５３は、瞬目センサ２６で検出されたドライバの眼の開度が予め定めた開度閾値以下の状態を閉眼状態とし、閉眼状態が所定時間以上継続した場合に、車両周辺が危険な状況にあると判定する。
【００５１】
次に、図５を参照して、第２の実施の形態の意識低下判定装置２１０における意識低下判定処理ルーチンについて説明する。本ルーチンは、エンジンが始動された際などに、ＲＯＭに記憶された意識低下判定プログラムをＣＰＵが実行することにより開始する。
【００５２】
ステップ２２０で、瞬目センサ２６により検出されたドライバの眼の開度を取得する。
【００５３】
次に、ステップ２２２で、上記ステップ２２０で取得した眼の開度が予め定めた開度閾値以下か否かを判定することにより、ドライバが閉眼状態か否かを判定する。閉眼状態の場合はステップ２２４へ進み、閉眼状態ではない場合には、ステップ２２０へ戻る。
【００５４】
ステップ２２４で、閉眼状態の継続時間が予め定めた閾値ｔｈｒｅを超えたか否かを判定し、超えていない場合には、ステップ２２０へ戻り、超えた場合には、ステップ１０６へ進み、以降第１の実施の形態と同様の処理を実行する。
【００５５】
以上説明したように、第２の実施の形態の意識低下判定装置によれば、ドライバが所定時間以上の閉眼となっている場合を意識低下の前兆状態として、危険な状況にあると判定することにより、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
次に、第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態は、危険状況の判定と筋弛緩状態の判定とを並列的に処理する点、及び走行状態として車間距離を用いる点が第１の実施の形態と異なる。なお、第１の実施の形態と同様の構成及び処理については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５７】
図６に示すように、第３の実施の形態に係る意識低下判定装置３１０は、自車両と先行車両との車間距離及び相対速度を検出する車間距離センサ２８と、トルクセンサ３２と、警報装置４０と、各センサからの出力に基づいて、警報装置４０による警報出力を制御するコンピュータ３５０とを備えている。
【００５８】
車間距離センサ２８は、車間距離として先行車両との相対距離を検出すると共に、相対距離の微分値を先行車両との相対速度として検出してコンピュータ３５０に出力する。車間距離センサ２８としては、例えば、レーザレーダを用いることができる。
【００５９】
コンピュータ３５０をハードウエアとソフトウエアとに基づいて定まる機能実現手段毎に分割した機能ブロックで説明すると、図６に示すように、車間距離センサ２８の検出値に基づいて、車両周辺が危険な状況にあるか否かを判定する危険状況判定部３５２と、トルクセンサ３２のセンサ値に基づいて、ドライバが筋弛緩状態か否かを判定する筋弛緩判定部３５４と、危険状況判定部３５２で危険な状況と判定され、かつ筋弛緩判定部３５４で筋弛緩状態と判定された場合に、ドライバが意識低下状態にあると判定し、警報が出力されるよう警報装置４０を制御する判定部３５６とを含んだ構成で表すことができる。
【００６０】
危険状況判定部３５２は、車間距離センサ２８で検出された自車両と先行車両との車間距離ｌ、及び先行車両に対する相対速度ｖ’とに基づいて、下記（３）式に従って、車両衝突時間ＴＴＣ（Ｔｉｍｅ Ｔｏ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）を演算する。
【００６１】
ＴＴＣ＝ｌ／ｖ’ ・・・（３）
そして、演算されたＴＴＣが予め定めた閾値ｔｈｒｆより大きい場合に、車両周辺が危険状況にあると判定する。
【００６２】
筋弛緩判定部３５４は、運転操作状態としてトルクセンサ３２で検出された操舵トルクを取得し、現在のセンサ値として現在バッファに格納し、格納されたセンサ値の平均値ｇを演算する。また、実験により得られた覚醒時のセンサ値の平均値を閾値ｔｈｒｇとして予め所定領域に記憶しておき、現在の平均値ｇと閾値ｔｈｒｇとを比較することにより、筋弛緩状態か否かを判定する。筋弛緩状態の場合には、覚醒時よりも操舵トルクが小さくなるため、ｇ＜ｔｈｒｇの場合に、筋弛緩状態であると判定する。
【００６３】
次に、図７を参照して、第３の実施の形態の意識低下判定装置における意識低下判定処理ルーチンについて説明する。本ルーチンは、エンジンが始動された際などに、ＲＯＭに記憶された意識低下判定プログラムをＣＰＵが実行することにより開始する。
【００６４】
ステップ３２０で、車間距離センサ２８で検出された車間距離ｌ、及び相対速度ｖ’を取得する。
【００６５】
次に、ステップ３２２で、上記ステップ３２０で取得した車間距離ｌ、及び相対速度ｖ’を上記（３）式に代入して車両衝突時間ＴＴＣを演算し、ＴＴＣの値を変数ｆに代入する。
【００６６】
ステップ３２４で、トルクセンサ３２で検出されたセンサ値を取得し、現在バッファに格納する。
【００６７】
次に、ステップ３２６で、現在バッファに格納されたセンサ値の平均値ｇを演算する。
【００６８】
次に、ステップ３２８で、変数ｆが予め定めた閾値ｔｈｒｆより大きく、かつ現在の平均値ｇが覚醒時の平均値である閾値ｔｈｒｇより小さいか否かを判定する。肯定判定される場合は、危険な状況にあり、かつ筋弛緩状態であるため、ドライバが意識低下状態にあると判定し、ステップ１１８へ進んで、ドライバに警報を出力する。
【００６９】
一方、ステップ３２８で、否定判定された場合には、ステップ１２０へ進んで、取得されてから予め定めた時間ｔ秒以上を経過したセンサ値を現在バッファから削除して、ステップ３２０へ戻る。
【００７０】
以上説明したように、第３の実施の形態の意識低下判定装置によれば、危険な状況と判定され、かつ筋弛緩状態と判定された場合に、意識低下状態であると判定するため、意識低下によらない筋弛緩状態の情報がノイズとして含まれることを抑制することができ、意識低下の判定精度が向上する。
【００７１】
なお、第１及び第２の実施の形態では、筋弛緩状態をセンサ値の分布を用いて判定し、第３の実施の場合ではセンサ値の平均値を用いて判定する場合について説明したが、第１及び第２の実施の形態においてもセンサ値の平均値を用いて判定するようにしてもよいし、第３の実施の形態においてもセンサ値の分布を用いて判定するようにしてもよい。
【００７２】
また、第１及び第２の実施の形態では、覚醒時のセンサ値を走行開始から所定時間内に検出されたセンサ値、第３の実施形態では、実験により得られた覚醒時のセンサ値の平均値を用いて判定基準とする場合について説明したが、第１及び第２の実施の形態においても実験により得られた覚醒時のセンサ値の平均値を用いるようにしてもよいし、第３の実施の形態においても走行開始から所定時間内に検出されたセンサ値を用いるようにしてもよい。
【００７３】
また、第１及び第２の実施の形態では、筋弛緩状態を示す値として、覚醒時の分布と現在の分布との距離をマハラノビス距離で演算する場合について説明したが、覚醒時のセンサ値の確率分布と現在のセンサ値の確率分布との相違度を示すＫＬ（ｋｕｌｌｂｕｃｋ-ｌｅｉｂｌｅｒ）情報量を用いてもよい。ＫＬ情報量は、覚醒時の分布と現在の分布との相違度が大きい程、大きな値を示す情報量である。
【００７４】
また、第１及び第２の実施の形態では、運転操作状態の１つとしてブレーキ踏力を踏力センサで検出する場合について説明したが、踏力センサをアクセルペダルに設け、アクセル踏力を検出するようにしてもよい。また、運転操作状態は、操舵トルク及び踏力に限定されるものではなく、ドライバの筋力を使用した運転操作状態を検出できる値であればよい。
【００７５】
また、上記実施の形態では、ドライバが意識低下状態であると判定された場合に、警報を出力する場合について説明したが、ブレーキをかけるように制御する等、他の方法によりドライバの運転を支援するものでもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１０、２１０、３１０ 意識低下判定装置
２０ レーン位置センサ
２２ 車速センサ
２４ ヨー角センサ
２６ 瞬目センサ
２８ 車間距離センサ
３０ 踏力センサ
３２ トルクセンサ
４０ 警報装置
５０、２５０、３５０ コンピュータ
５２、３５２ 危険状況判定部
５３ 閉眼状態判定部
５４ 筋弛緩演算部
３５４ 筋弛緩判定部
５６、３５６ 判定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、意識低下判定装置及びプログラムに係り、特に、車両の走行状態やドライバの運転操作状態に基づいて、ドライバの意識低下状態を判定する意識低下判定装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ドライバの運転操作状態に基づくデータを検出し、検出したデータに基づいて、ドライバが意識低下状態にあるか否かを判定して、ドライバに対して警報を発する等して、ドライバの運転を支援することが行われている。
【０００３】
例えば、車両のステアリングにトルクを付与すると共に、ステアリングの回転する量（舵角変化量）を検出し、舵角変化量が、付与したトルクの大きさに基づいて予め定めた閾値以上となった場合に、ステアリングハンドルの把持力が低下していると判定するステアリング保持状態判定装置が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１のステアリング保持状態判定装置において、舵角変化量が時間経過に伴って減少している場合や、舵角変化量が閾値以上となった回数が所定回数以上となった場合に、ドライバが低覚醒状態であると判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２２１９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の特許文献１記載の技術は、低覚醒状態が想定されない状況においてもステアリング保持状態を演算しているため、低覚醒状態によらずステアリング保持力が低下している場合も低覚醒状態として検出される場合があり、いわゆるＳ／Ｎ比が低下して、誤検出や未検出の増加を招く、という問題があった。
【０００６】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、ドライバの意識低下状態を精度よく判定することができる意識低下判定装置及びプログラム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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の意識低下判定装置は、自車両の走行状態を検出した走行状態検出値、またはドライバの瞬目を検出した瞬目検出値に基づいて、前記自車両周辺が危険な状況にあるか否かを判定する危険判定手段と、前記ドライバの筋力を使用した運転操作状態を検出した運転操作状態検出値に基づいて、前記ドライバの筋弛緩状態を判定する筋弛緩判定手段と、前記危険判定手段で危険な状況と判定され、かつ前記筋弛緩判定手段で筋弛緩状態であると判定された場合に、前記ドライバの意識が低下していると判定する判定手段と、を含んで構成されている。
【０００８】
また、本発明の意識低下判定プログラムは、コンピュータを、自車両の走行状態を検出した走行状態検出値、またはドライバの瞬目を検出した瞬目検出値に基づいて、前記自車両周辺が危険な状況にあるか否かを判定する危険判定手段と、前記ドライバの筋力を使用した運転操作状態を検出した運転操作状態検出値に基づいて、前記ドライバの筋弛緩状態を判定する筋弛緩判定手段と、前記危険判定手段で危険な状況と判定され、かつ前記筋弛緩判定手段で筋弛緩状態であると判定された場合に、前記ドライバの意識が低下していると判定する判定手段として機能させるためのプログラムである。
【０００９】
本発明の意識低下判定装置及びプログラムによれば、危険判定手段が、自車両の走行状態を検出した走行状態検出値、またはドライバの瞬目を検出した瞬目検出値に基づいて、自車両周辺が危険な状況にあるか否かを判定する。また、筋弛緩判定手段が、ドライバの筋力を使用した運転操作状態を検出した運転操作状態検出値に基づいて、ドライバの筋弛緩状態を判定する。そして、覚醒状態において、自車両周辺が危険な状況にある場合には、何らかの運転操作が行われるはずであるので、判定手段が、危険判定手段で危険な状況と判定され、かつ筋弛緩判定手段で筋弛緩状態であると判定された場合に、ドライバの意識が低下していると判定する。
【００１０】
このように、危険な状況と判定され、かつ筋弛緩状態と判定された場合に意識低下状態であると判定するため、意識低下によらない筋弛緩状態の情報を排除して、ドライバの意識低下状態を精度よく判定することができる。
【００１１】
また、本発明の意識低下判定装置及びプログラムにおいて、前記筋弛緩判定手段は、異なる運転操作状態の覚醒時に検出された運転操作状態検出値の分布と現在の運転操作状態検出値の分布との差が予め定めた判定閾値より大きい場合に、筋弛緩状態であると判定するようにすることができる。また、前記差を、異なる運転操作状態の覚醒時に検出された運転操作状態検出値の分布と現在の運転操作状態検出値の分布とのマハラノビス距離またはＫＬ情報量とすることができる。このように、運転操作状態検出値の分布を用いて判定することにより、安定した判定結果を得ることができる。
【００１２】
また、本発明の意識低下判定装置及びプログラムにおいて、前記覚醒時に検出された運転操作状態検出値を、走行開始から所定時間内に検出された運転操作状態検出値とすることができる。このように、走行開始から所定時間内は覚醒状態にあるとみなして、実際に検出された運転操作状態検出値を判定基準となる覚醒時に検出された運転操作状態検出値とすることで、車両やドライバの個々の特性が反映され、判定精度を向上させることができる。
【００１３】
また、本発明の意識低下判定装置及びプログラムにおいて、前記筋弛緩判定手段は、前記危険判定手段で危険な状況と判定されたときに検出された運転操作状態検出値に基づいて、前記ドライバの筋弛緩状態を判定するようにすることができる。これにより、危険な状況と判定されたときのみ筋弛緩状態を判定すればよく、無駄な演算を省略することができる。また、運転操作状態検出値の分布を用いて判定する場合には、危険な状況と判定されたときに検出された運転操作状態検出値を用いることにより、危険な状況と判定されていないときに検出された運転操作状態検出値も含めて判定する場合と比較して、運転操作状態検出値の分布のばらつきを抑制して、精度よく判定することができる。
【００１４】
また、本発明の意識低下判定装置及びプログラムにおいて、前記危険判定手段は、前記走行状態検出値として検出したレーン位置と自車両との距離または前方車両と自車両との距離が予め定めた近接閾値より小さい場合に、前記自車両周辺が危険な状況にあると判定するようにすることができる。
【００１５】
また、本発明の意識低下判定装置及びプログラムにおいて、前記危険判定手段は、前記瞬目検出値に基づいて求まる前記ドライバの閉眼時間が予め定めた時間以上となった場合に、前記自車両周辺が危険な状況にあると判定するようにすることができる。
【００１６】
また、本発明の意識低下判定装置及びプログラムにおいて、前記運転操作状態検出値を、ステアリングを操舵するときの操舵トルク、アクセルペダルを踏み込むときの踏力、及びブレーキペダルを踏み込むときの踏力の少なくとも１つを検出した検出値とすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明の意識低下判定装置及びプログラムによれば、危険な状況と判定され、かつ筋弛緩状態と判定された場合に意識低下状態であると判定するため、意識低下によらない筋弛緩状態の情報を排除して、ドライバの意識低下状態を精度よく判定することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施の形態に係る意識低下判定装置の構成を示す概略図である。
【図２】運転操作状態検出値の分布を示すイメージ図である。
【図３】第１の実施の形態の意識低下判定処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図４】第２の実施の形態に係る意識低下判定装置の構成を示す概略図である。
【図５】第２の実施の形態の意識低下判定処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図６】第３の実施の形態に係る意識低下判定装置の構成を示す概略図である。
【図７】第３の実施の形態の意識低下判定処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明の意識低下判定装置の実施の形態を詳細に説明する。本実施の形態では、車両に搭載された意識低下判定装置に本発明を適用した場合を例に説明する。
【００２０】
図１に示すように、第１の実施の形態に係る意識低下判定装置１０は、レーン端から自車位置までの距離を示すレーン位置を検出するレーン位置センサ２０と、自車両の車速を検出する車速センサ２２と、車線方向に対する自車両の前後方向の角度であるヨー角を検出するヨー角センサ２４と、ブレーキ踏力を検出する踏力センサ３０と、操舵トルクを検出するトルクセンサ３２と、ドライバに対して警報を出力する警報装置４０と、各センサからの出力に基づいて、警報装置４０による警報出力を制御するコンピュータ５０とを備えている。
【００２１】
レーン位置センサ２０は、例えば、車載カメラ（図示省略）によって撮影された走行時の画像からレーン端を検出し、レーン端から自車位置までの距離を出力すればよいが、必ずしもこれに限定するものではない。
【００２２】
ヨー角センサ２４は、例えば、車載カメラ（図示省略）によって撮影された走行時の画像からレーンを検出し、車線方向に対する自車両の前後方向の角度をヨー角として出力すればよいが、必ずしもこれに限定するものではない。
【００２３】
踏力センサ３０は、例えば、ブレーキの油圧回路に設けた油圧を測定する圧力センサを用いることができる。
【００２４】
トルクセンサ３２は、ステアリングハンドルに接続された操舵軸に生じたトルクを検出する。
【００２５】
警報装置４０は、コンピュータ５０の制御に従って、ドライバに対して警報メッセージを音声出力する。なお、警報装置４０は、ドライバに対して警報音を出力するようにしてもよい。
【００２６】
コンピュータ５０は、意識低下判定装置１０全体の制御を司るＣＰＵ、後述する意識低下判定処理ルーチンのプログラム等を記憶した記憶媒体としてのＲＯＭ、ワークエリアとしてデータを一時格納するＲＡＭ、及びこれらを接続するバスを含んで構成されている。
【００２７】
このコンピュータ５０をハードウエアとソフトウエアとに基づいて定まる機能実現手段毎に分割した機能ブロックで説明すると、図１に示すように、レーン位置センサ２０、車速センサ２２、及びヨー角センサ２４の検出値に基づいて、車両周辺が危険な状況にあるか否かを判定する危険状況判定部５２と、危険状況判定部５２で危険な状況と判定された場合に、踏力センサ３０及びトルクセンサ３２のセンサ値に基づいて、ドライバの筋弛緩状態を示す値を演算する筋弛緩演算部５４と、筋弛緩演算部５４で演算された値に基づいて、ドライバが意識低下状態にあるか否かを判定し、判定結果に基づいて警報が出力されるよう警報装置４０を制御する判定部５６とを含んだ構成で表すことができる。
【００２８】
危険状況判定部５２は、走行状態としてレーン位置センサ２０で検出されるレーン端までの距離Ｌ、車速センサ２２で検出される車速ｖ、及びヨー角センサ２４で検出されるヨー角θを取得し、これらに基づいて、車線逸脱予測時間ＴＬＣ（Ｔｉｍｅ ｔｏ Ｌａｎｅ Ｃｒｏｓｓｉｎｇ）を下記（１）式により演算する。
【００２９】
ＴＬＣ＝Ｌ／（ｖ・ｓｉｎθ） ・・・（１）
そして、演算されたＴＬＣが予め定めた閾値ｔｈｒｃより大きい場合に、車両周辺が危険な状況にあると判定する。
【００３０】
筋弛緩演算部５４は、車両周辺が危険な状況にあれば何らかの運転操作が行われるはずであるので、危険状況判定部５２で危険な状況にあると判定されたときの運転操作状態であるブレーキ踏力及び操舵トルクを用いてドライバの筋弛緩状態を示す値を演算する。
【００３１】
具体的には、危険状況判定部５２で危険な状況にあると判定され、かつ走行開始から所定時間内に踏力センサ３０で検出された踏力及びトルクセンサ３２で検出された操舵トルクを覚醒時のセンサ値として覚醒時バッファに格納する。また、危険状況判定部５２で危険な状況にあると判定され、かつ走行開始から所定時間経過後に踏力センサ３０で検出された踏力及びトルクセンサ３２で検出された操舵トルクを現在のセンサ値として現在バッファに格納する。そして、図２に示すように、操舵トルク及びブレーキ踏力を軸とする座標系に、覚醒時バッファに格納されたセンサ値、及び現在バッファに格納されたセンサ値をそれぞれプロットした分布として表す。覚醒時バッファに格納されたセンサ値の分布（以下、「覚醒時の分布」という）と現在バッファに格納されたセンサ値の分布（以下、「現在の分布」という）との距離ｄを、筋弛緩状態を表す値として演算する。覚醒時の分布と現在の分布との距離ｄは、例えば、（２）式で示すマハラノビス距離により演算する。
【００３２】
【数１】
【００３３】
ここで、μｃは、現在バッファに格納されているセンサ値の平均値、μａは、覚醒時バッファに格納されているセンサ値の平均値、及びΣは、共分散行列である。ｄの値が大きいほど、覚醒時の分布と現在の分布とが相違していることを示している。
【００３４】
判定部５６は、覚醒時の分布と現在の分布との距離ｄが予め定めた閾値ｔｈｒｄより大きい場合に、ドライバが意識低下状態にあると判定し、判定結果に基づいて警報が出力されるように警報装置４０を制御する。
【００３５】
次に、図３を参照して、第１の実施の形態の意識低下判定処理ルーチンについて説明する。本ルーチンは、エンジンが始動された際などに、ＲＯＭに記憶された意識低下判定プログラムをＣＰＵが実行することにより開始する。
【００３６】
ステップ１００で、レーン位置センサ２０で検出されたレーン端までの距離Ｌ、車速センサ２２で検出された車速ｖ、及びヨー角センサ２４で検出されたヨー角θを取得する。
【００３７】
次に、ステップ１０２で、上記ステップ１００で取得したレーン端までの距離Ｌ、車速ｖ、及びヨー角θを上記（１）式に代入して車線逸脱予測時間ＴＬＣを演算し、ＴＬＣの値を変数ｃに代入する。
【００３８】
次に、ステップ１０４で、変数ｃが予め定めた閾値ｔｈｒｃより大きいか否かを判定する。ｃ＞ｔｈｒｃの場合には、車両がレーンに近接しており、危険な状況にあると判定して、ステップ１０６へ進み、ｃ≦ｔｈｒｃの場合には、車両周辺は危険な状況にはないと判定して、ステップ１００へ戻る。
【００３９】
ステップ１０６で、踏力センサ３０及びトルクセンサ３２で検出されたセンサ値を取得する。
【００４０】
次に、ステップ１０８で、走行開始から所定時間が経過したか否かを判定する。この判定は、走行開始から所定時間内は、意識が低下していない覚醒状態であるものとみなし、この間に取得されたセンサ値を覚醒時のセンサ値として用いるためのものである。走行開始から所定時間内である場合には、ステップ１１０へ進み、上記ステップ１０６で取得したセンサ値を覚醒時バッファに格納してステップ１００へ戻る。
【００４１】
一方、ステップ１０８で、走行開始から所定時間を経過したと判定された場合には、ステップ１１２へ進み、上記ステップ１０６で取得したセンサ値を現在バッファに格納する。
【００４２】
次に、ステップ１１４で、覚醒時の分布と現在の分布との距離ｄを、上記（２）式により演算する。
【００４３】
次に、ステップ１１６で、覚醒時の分布と現在の分布との距離ｄが予め定めた閾値ｔｈｒｄより大きいか否かを判定する。ｄ＞ｔｈｒｄの場合には、ドライバが意識低下状態にあると判定し、ステップ１１８へ進んで、ドライバに警報を出力する。
【００４４】
一方、ステップ１１６で、ｄ≦ｔｈｒｄと判定された場合には、ステップ１２０へ進んで、現在の運転操作状態を示す値として直近のセンサ値を用いて判定を行えるようにするために、取得されてから予め定めた時間ｔ秒以上を経過したセンサ値を現在バッファから削除して、ステップ１００へ戻る。
【００４５】
以上説明したように、第１の実施の形態の意識低下判定装置によれば、危険な状況と判定され、かつ筋弛緩状態と判定された場合に、意識低下状態であると判定するため、意識低下によらない筋弛緩状態の情報がノイズとして含まれることを抑制することができ、意識低下の判定精度が向上する。また、判定基準となる覚醒時のセンサ値を危険状況と判定され、かつ走行開始から所定時間内の期間に取得されたセンサ値を用いているため、覚醒時の分布についてもノイズが含まれることが抑制されたばらつきの少ない分布となり、この覚醒時の分布を基準として演算される筋弛緩状態を示す値も精度よく演算することができる。
【００４６】
次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態は、危険状況として、ドライバの閉眼状態を判定する点が第１の実施の形態と異なる。なお、第１の実施の形態と同様の構成及び処理については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４７】
図４に示すように、第２の実施の形態に係る意識低下判定装置２１０は、ドライバの瞬目を検出する瞬目センサ２６と、踏力センサ３０と、トルクセンサ３２と、警報装置４０と、コンピュータ２５０とを備えている。
【００４８】
瞬目センサ２６は、例えば、ドライバの顔を撮影するカメラ（図示省略）によって撮影されたドライバの顔画像を画像認識処理することにより、ドライバの眼の開度を検出すればよいが、必ずしもこれに限定するものではない。
【００４９】
コンピュータ２５０をハードウエアとソフトウエアとに基づいて定まる機能実現手段毎に分割した機能ブロックで説明すると、図４に示すように、瞬目センサ２６の検出結果に基づいて、ドライバの閉眼状態を判定する閉眼状態判定部５３と、閉眼状態判定部５３で閉眼時間が所定時間以上継続していると判定された場合に、踏力センサ３０及びトルクセンサ３２のセンサ値に基づいて、ドライバの筋弛緩状態を示す値を演算する筋弛緩演算部５４と、判定部５６とを含んだ構成で表すことができる。
【００５０】
閉眼状態判定部５３は、瞬目センサ２６で検出されたドライバの眼の開度が予め定めた開度閾値以下の状態を閉眼状態とし、閉眼状態が所定時間以上継続した場合に、車両周辺が危険な状況にあると判定する。
【００５１】
次に、図５を参照して、第２の実施の形態の意識低下判定装置２１０における意識低下判定処理ルーチンについて説明する。本ルーチンは、エンジンが始動された際などに、ＲＯＭに記憶された意識低下判定プログラムをＣＰＵが実行することにより開始する。
【００５２】
ステップ２２０で、瞬目センサ２６により検出されたドライバの眼の開度を取得する。
【００５３】
次に、ステップ２２２で、上記ステップ２２０で取得した眼の開度が予め定めた開度閾値以下か否かを判定することにより、ドライバが閉眼状態か否かを判定する。閉眼状態の場合はステップ２２４へ進み、閉眼状態ではない場合には、ステップ２２０へ戻る。
【００５４】
ステップ２２４で、閉眼状態の継続時間が予め定めた閾値ｔｈｒｅを超えたか否かを判定し、超えていない場合には、ステップ２２０へ戻り、超えた場合には、ステップ１０６へ進み、以降第１の実施の形態と同様の処理を実行する。
【００５５】
以上説明したように、第２の実施の形態の意識低下判定装置によれば、ドライバが所定時間以上の閉眼となっている場合を意識低下の前兆状態として、危険な状況にあると判定することにより、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
次に、第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態は、危険状況の判定と筋弛緩状態の判定とを並列的に処理する点、及び走行状態として車間距離を用いる点が第１の実施の形態と異なる。なお、第１の実施の形態と同様の構成及び処理については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５７】
図６に示すように、第３の実施の形態に係る意識低下判定装置３１０は、自車両と先行車両との車間距離及び相対速度を検出する車間距離センサ２８と、トルクセンサ３２と、警報装置４０と、各センサからの出力に基づいて、警報装置４０による警報出力を制御するコンピュータ３５０とを備えている。
【００５８】
車間距離センサ２８は、車間距離として先行車両との相対距離を検出すると共に、相対距離の微分値を先行車両との相対速度として検出してコンピュータ３５０に出力する。車間距離センサ２８としては、例えば、レーザレーダを用いることができる。
【００５９】
コンピュータ３５０をハードウエアとソフトウエアとに基づいて定まる機能実現手段毎に分割した機能ブロックで説明すると、図６に示すように、車間距離センサ２８の検出値に基づいて、車両周辺が危険な状況にあるか否かを判定する危険状況判定部３５２と、トルクセンサ３２のセンサ値に基づいて、ドライバが筋弛緩状態か否かを判定する筋弛緩判定部３５４と、危険状況判定部３５２で危険な状況と判定され、かつ筋弛緩判定部３５４で筋弛緩状態と判定された場合に、ドライバが意識低下状態にあると判定し、警報が出力されるよう警報装置４０を制御する判定部３５６とを含んだ構成で表すことができる。
【００６０】
危険状況判定部３５２は、車間距離センサ２８で検出された自車両と先行車両との車間距離ｌ、及び先行車両に対する相対速度ｖ’とに基づいて、下記（３）式に従って、車両衝突時間ＴＴＣ（Ｔｉｍｅ Ｔｏ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）を演算する。
【００６１】
ＴＴＣ＝ｌ／ｖ’ ・・・（３）
そして、演算されたＴＴＣが予め定めた閾値ｔｈｒｆより大きい場合に、車両周辺が危険状況にあると判定する。
【００６２】
筋弛緩判定部３５４は、運転操作状態としてトルクセンサ３２で検出された操舵トルクを取得し、現在のセンサ値として現在バッファに格納し、格納されたセンサ値の平均値ｇを演算する。また、実験により得られた覚醒時のセンサ値の平均値を閾値ｔｈｒｇとして予め所定領域に記憶しておき、現在の平均値ｇと閾値ｔｈｒｇとを比較することにより、筋弛緩状態か否かを判定する。筋弛緩状態の場合には、覚醒時よりも操舵トルクが小さくなるため、ｇ＜ｔｈｒｇの場合に、筋弛緩状態であると判定する。
【００６３】
次に、図７を参照して、第３の実施の形態の意識低下判定装置における意識低下判定処理ルーチンについて説明する。本ルーチンは、エンジンが始動された際などに、ＲＯＭに記憶された意識低下判定プログラムをＣＰＵが実行することにより開始する。
【００６４】
ステップ３２０で、車間距離センサ２８で検出された車間距離ｌ、及び相対速度ｖ’を取得する。
【００６５】
次に、ステップ３２２で、上記ステップ３２０で取得した車間距離ｌ、及び相対速度ｖ’を上記（３）式に代入して車両衝突時間ＴＴＣを演算し、ＴＴＣの値を変数ｆに代入する。
【００６６】
ステップ３２４で、トルクセンサ３２で検出されたセンサ値を取得し、現在バッファに格納する。
【００６７】
次に、ステップ３２６で、現在バッファに格納されたセンサ値の平均値ｇを演算する。
【００６８】
次に、ステップ３２８で、変数ｆが予め定めた閾値ｔｈｒｆより大きく、かつ現在の平均値ｇが覚醒時の平均値である閾値ｔｈｒｇより小さいか否かを判定する。肯定判定される場合は、危険な状況にあり、かつ筋弛緩状態であるため、ドライバが意識低下状態にあると判定し、ステップ１１８へ進んで、ドライバに警報を出力する。
【００６９】
一方、ステップ３２８で、否定判定された場合には、ステップ１２０へ進んで、取得されてから予め定めた時間ｔ秒以上を経過したセンサ値を現在バッファから削除して、ステップ３２０へ戻る。
【００７０】
以上説明したように、第３の実施の形態の意識低下判定装置によれば、危険な状況と判定され、かつ筋弛緩状態と判定された場合に、意識低下状態であると判定するため、意識低下によらない筋弛緩状態の情報がノイズとして含まれることを抑制することができ、意識低下の判定精度が向上する。
【００７１】
なお、第１及び第２の実施の形態では、筋弛緩状態をセンサ値の分布を用いて判定し、第３の実施の場合ではセンサ値の平均値を用いて判定する場合について説明したが、第１及び第２の実施の形態においてもセンサ値の平均値を用いて判定するようにしてもよいし、第３の実施の形態においてもセンサ値の分布を用いて判定するようにしてもよい。
【００７２】
また、第１及び第２の実施の形態では、覚醒時のセンサ値を走行開始から所定時間内に検出されたセンサ値、第３の実施形態では、実験により得られた覚醒時のセンサ値の平均値を用いて判定基準とする場合について説明したが、第１及び第２の実施の形態においても実験により得られた覚醒時のセンサ値の平均値を用いるようにしてもよいし、第３の実施の形態においても走行開始から所定時間内に検出されたセンサ値を用いるようにしてもよい。
【００７３】
また、第１及び第２の実施の形態では、筋弛緩状態を示す値として、覚醒時の分布と現在の分布との距離をマハラノビス距離で演算する場合について説明したが、覚醒時のセンサ値の確率分布と現在のセンサ値の確率分布との相違度を示すＫＬ（ｋｕｌｌｂｕｃｋ-ｌｅｉｂｌｅｒ）情報量を用いてもよい。ＫＬ情報量は、覚醒時の分布と現在の分布との相違度が大きい程、大きな値を示す情報量である。
【００７４】
また、第１及び第２の実施の形態では、運転操作状態の１つとしてブレーキ踏力を踏力センサで検出する場合について説明したが、踏力センサをアクセルペダルに設け、アクセル踏力を検出するようにしてもよい。また、運転操作状態は、操舵トルク及び踏力に限定されるものではなく、ドライバの筋力を使用した運転操作状態を検出できる値であればよい。
【００７５】
また、上記実施の形態では、ドライバが意識低下状態であると判定された場合に、警報を出力する場合について説明したが、ブレーキをかけるように制御する等、他の方法によりドライバの運転を支援するものでもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１０、２１０、３１０ 意識低下判定装置
２０ レーン位置センサ
２２ 車速センサ
２４ ヨー角センサ
２６ 瞬目センサ
２８ 車間距離センサ
３０ 踏力センサ
３２ トルクセンサ
４０ 警報装置
５０、２５０、３５０ コンピュータ
５２、３５２ 危険状況判定部
５３ 閉眼状態判定部
５４ 筋弛緩演算部
３５４ 筋弛緩判定部
５６、３５６ 判定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の走行状態を検出した走行状態検出値、またはドライバの瞬目を検出した瞬目検出値に基づいて、前記自車両周辺が危険な状況にあるか否かを判定する危険判定手段と、
前記ドライバの筋力を使用した運転操作状態を検出した運転操作状態検出値に基づいて、前記ドライバの筋弛緩状態を判定する筋弛緩判定手段と、
前記危険判定手段で危険な状況と判定され、かつ前記筋弛緩判定手段で筋弛緩状態であると判定された場合に、前記ドライバの意識が低下していると判定する判定手段と、
を含む意識低下判定装置。
【請求項２】
前記筋弛緩判定手段は、異なる運転操作状態の覚醒時に検出された運転操作状態検出値の分布と現在の運転操作状態検出値の分布との差が予め定めた判定閾値より大きい場合に、筋弛緩状態であると判定する請求項１記載の意識低下判定装置。
【請求項３】
前記差を、異なる運転操作状態の覚醒時に検出された運転操作状態検出値の分布と現在の運転操作状態検出値の分布とのマハラノビス距離またはＫＬ情報量とした請求項２記載の意識低下判定装置。
【請求項４】
前記覚醒時に検出された運転操作状態検出値を、走行開始から所定時間内に検出された運転操作状態検出値とした請求項２または請求項３記載の意識低下判定装置。
【請求項５】
前記筋弛緩判定手段は、前記危険判定手段で危険な状況と判定されたときに検出された運転操作状態検出値に基づいて、前記ドライバの筋弛緩状態を判定する請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の意識低下判定装置。
【請求項６】
前記危険判定手段は、前記走行状態検出値として検出したレーン位置と自車両との距離または前方車両と自車両との距離が予め定めた近接閾値より小さい場合に、前記自車両周辺が危険な状況にあると判定する請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の意識低下判定装置。
【請求項７】
前記危険判定手段は、前記瞬目検出値に基づいて求まる前記ドライバの閉眼時間が予め定めた時間以上となった場合に、前記自車両周辺が危険な状況にあると判定する請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の意識低下判定装置。
【請求項８】
前記運転操作状態検出値を、ステアリングを操舵するときの操舵トルク、アクセルペダルを踏み込むときの踏力、及びブレーキペダルを踏み込むときの踏力の少なくとも１つを検出した検出値とした請求項１〜請求項７のいずれか１項記載の意識低下判定装置。
【請求項９】
コンピュータを、
自車両の走行状態を検出した走行状態検出値、またはドライバの瞬目を検出した瞬目検出値に基づいて、前記自車両周辺が危険な状況にあるか否かを判定する危険判定手段と、
前記ドライバの筋力を使用した運転操作状態を検出した運転操作状態検出値に基づいて、前記ドライバの筋弛緩状態を判定する筋弛緩判定手段と、
前記危険判定手段で危険な状況と判定され、かつ前記筋弛緩判定手段で筋弛緩状態であると判定された場合に、前記ドライバの意識が低下していると判定する判定手段と、
して機能させるための意識低下判定プログラム。
【請求項１０】
コンピュータを、請求項１〜請求項８のいずれか１項記載の意識低下判定装置を構成する各手段として機能させるための意識低下判定プログラム。
【請求項１】
自車両の走行状態を検出した走行状態検出値、またはドライバの瞬目を検出した瞬目検出値に基づいて、前記自車両周辺が危険な状況にあるか否かを判定する危険判定手段と、
前記ドライバの筋力を使用した運転操作状態を検出した運転操作状態検出値に基づいて、前記ドライバの筋弛緩状態を判定する筋弛緩判定手段と、
前記危険判定手段で危険な状況と判定され、かつ前記筋弛緩判定手段で筋弛緩状態であると判定された場合に、前記ドライバの意識が低下していると判定する判定手段と、
を含む意識低下判定装置。
【請求項２】
前記筋弛緩判定手段は、異なる運転操作状態の覚醒時に検出された運転操作状態検出値の分布と現在の運転操作状態検出値の分布との差が予め定めた判定閾値より大きい場合に、筋弛緩状態であると判定する請求項１記載の意識低下判定装置。
【請求項３】
前記差を、異なる運転操作状態の覚醒時に検出された運転操作状態検出値の分布と現在の運転操作状態検出値の分布とのマハラノビス距離またはＫＬ情報量とした請求項２記載の意識低下判定装置。
【請求項４】
前記覚醒時に検出された運転操作状態検出値を、走行開始から所定時間内に検出された運転操作状態検出値とした請求項２または請求項３記載の意識低下判定装置。
【請求項５】
前記筋弛緩判定手段は、前記危険判定手段で危険な状況と判定されたときに検出された運転操作状態検出値に基づいて、前記ドライバの筋弛緩状態を判定する請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の意識低下判定装置。
【請求項６】
前記危険判定手段は、前記走行状態検出値として検出したレーン位置と自車両との距離または前方車両と自車両との距離が予め定めた近接閾値より小さい場合に、前記自車両周辺が危険な状況にあると判定する請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の意識低下判定装置。
【請求項７】
前記危険判定手段は、前記瞬目検出値に基づいて求まる前記ドライバの閉眼時間が予め定めた時間以上となった場合に、前記自車両周辺が危険な状況にあると判定する請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の意識低下判定装置。
【請求項８】
前記運転操作状態検出値を、ステアリングを操舵するときの操舵トルク、アクセルペダルを踏み込むときの踏力、及びブレーキペダルを踏み込むときの踏力の少なくとも１つを検出した検出値とした請求項１〜請求項７のいずれか１項記載の意識低下判定装置。
【請求項９】
コンピュータを、
自車両の走行状態を検出した走行状態検出値、またはドライバの瞬目を検出した瞬目検出値に基づいて、前記自車両周辺が危険な状況にあるか否かを判定する危険判定手段と、
前記ドライバの筋力を使用した運転操作状態を検出した運転操作状態検出値に基づいて、前記ドライバの筋弛緩状態を判定する筋弛緩判定手段と、
前記危険判定手段で危険な状況と判定され、かつ前記筋弛緩判定手段で筋弛緩状態であると判定された場合に、前記ドライバの意識が低下していると判定する判定手段と、
して機能させるための意識低下判定プログラム。
【請求項１０】
コンピュータを、請求項１〜請求項８のいずれか１項記載の意識低下判定装置を構成する各手段として機能させるための意識低下判定プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１３７５１（Ｐ２０１１−１３７５１Ａ）
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５５１１０（Ｐ２００９−１５５１１０）
【出願日】平成２１年６月３０日（２００９．６．３０）
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月３０日（２００９．６．３０）
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【Ｆターム（参考）】
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