(57)【要約】車両などの機器の運転の誤操作を未然に防止し、機器の操作の安全性を高めることができる生体状態推定装置、及び車両制御装置を提供する。運転者の眼の開眼時間を取得する開眼時間取得部７と、開眼時間取得部７で取得した開眼時間のばらつきを取得するばらつき演算部８と、ばらつき演算部８の取得した開眼時間のばらつきに基づいて運転者の生体状態を判定する眠気予知部９とを備える。これにより、開眼時間のばらつきに基づいて生体状態を判定することによって、浅い覚醒度の低下まで検出することを可能とし、将来車両運転の誤操作が発生する程度にまで覚醒度が大幅に低下することを推定する。
2010092860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象者の眼の開眼時間を取得する開眼時間取得ユニットと、
前記開眼時間取得ユニットで取得した前記開眼時間のばらつきを取得するばらつき取得ユニットと、
前記ばらつき取得ユニットの取得した前記開眼時間のばらつきに基づいて前記対象者の生体状態を判定する生体状態判定ユニットと、を備える生体状態推定装置。
【請求項２】
前記生体状態判定ユニットは、前記開眼時間のばらつきが大きいほど前記対象者の覚醒度が高い状態であり、前記開眼時間のばらつきが小さいほど前記対象者の前記覚醒度が低い状態であると判定することを特徴とする請求項１記載の生体状態推定装置。
【請求項３】
前記生体状態判定ユニットは、眠気、注意力低下、あるいは覚醒状態を判定することを特徴とする請求項１記載の生体状態推定装置。
【請求項４】
前記ばらつき取得ユニットは、前記開眼時間を標準偏差、あるいは分散から統計処理することによって前記開眼時間のばらつきを演算することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の生体状態推定装置。
【請求項５】
前記生体状態判定ユニットは、前記開眼時間のばらつきの平均値を演算することによってデータの平滑化を行い、演算した値と所定の閾値を比較することによって前記生体状態を判定することを特徴とする請求項４記載の生体状態推定装置。
【請求項６】
前記生体状態判定ユニットが覚醒度が低い状態であることを判定した後、前記対象者の眠気を直接検出する居眠り検出モードへ切り替えることを特徴とする請求項２記載の生体状態推定装置。
【請求項７】
前記開眼時間取得ユニットで取得した複数の前記開眼時間のデータに基づき、ばらつき取得ユニットでの統計処理のための時間幅を設定する時間幅設定ユニットを更に備えていることを特徴とする請求項４記載の生体状態推定装置。
【請求項８】
前記開眼時間のばらつきの最大値を導出すると共に更新する最大値導出ユニットと、
更新された前記最大値に基づき、前記生体状態判定ユニットが前記生体状態を判定する際に用いる前記所定の閾値を設定する閾値設定ユニットとを更に備えていることを特徴とする請求項５記載の生体状態推定装置。
【請求項９】
前記生体状態判定ユニットは、前記開眼時間のばらつきの増加に基づいて、前記対象者の注意力が低下していると判定することを特徴とする請求項３記載の生体状態推定装置。
【請求項１０】
前記生体状態判定ユニットが注意力低下を判定した後、前記対象者が眠気状態になる可能性があるか否かを判定する眠気発生可能性判定ユニットを更に備えることを特徴とする請求項９記載の生体状態推定装置。
【請求項１１】
前記生体状態判定ユニットが注意力低下を判定した後、前記開眼時間のばらつきの時間的変化量に基づいて、前記対象者が眠気状態になるまでに要する時間を推定する眠気発生推定ユニットを更に備えることを特徴とする請求項９記載の生体状態推定装置。
【請求項１２】
対象者の眼の開眼時間を取得する開眼時間取得ユニットと、
前記開眼時間取得ユニットで取得した前記開眼時間のばらつきを取得するばらつき取得ユニットと、
前記ばらつき取得ユニットの取得した前記開眼時間のばらつきの時間的変化量に基づいて前記対象者の生体状態を推定する生体状態推定ユニットと、を備える生体状態推定装置。
【請求項１３】
前記生体状態推定ユニットは、前記時間的変化量に基づいて、前記生体状態の変化に要する時間を推定することを特徴とする請求項１２記載の生体状態推定装置。
【請求項１４】
前記時間的変化量の増減に基づいて、前記生体状態の変化に要する時間を更新する推定結果更新ユニットを更に備えることを特徴とする請求項１３記載の生体状態推定装置。
【請求項１５】
対象者の眼の開眼時間を取得する開眼時間取得ユニットと、
前記開眼時間取得ユニットで取得した前記開眼時間のばらつきを取得するばらつき取得ユニットと、
前記ばらつき取得ユニットの取得した前記開眼時間のばらつきの時間的変化量に基づいて前記対象者の生体状態の変化を判定する生体状態変化判定ユニットと、を備えることを特徴とする生体状態推定装置。
【請求項１６】
前記ばらつき取得ユニットは、所定のサンプリング時間内で、前記開眼時間取得ユニットで取得した開眼時間のうち、所定の閾値より長い開眼時間と短い開眼時間の個数をカウントすることによって前記開眼時間のばらつきを取得することを特徴とする請求項１、１２又は１５記載の生体状態推定装置。
【請求項１７】
対象者の眼の開眼時間のばらつきに基づいて車両を制御することを特徴とする車両制御装置。
【請求項１８】
対象者の眼の開眼時間のばらつきの時間的変化量に基づいて車両を制御することを特徴とする車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象者の生体状態を推定する生体状態推定装置と、それに基づいて車両を制御する車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両運転者などの対象者の生体状態を推定する生体状態推定装置として、特許文献１に記載されているものが知られている。この生体状態推定装置は、瞬目率と瞬目同士の間の間隔とを算出して対数変換値を算出し、一定時間ごとの瞬目間間隔の度数分布を算出し、対数変換値と度数分布の平均値と標準偏差を算出する。また、この生体推定状態推定装置は、標準偏差／平均値の値と、瞬目同士の間の時間間隔から判定した群発性瞬目との結果から、覚醒度低下状態を判定する。この生体状態推定装置は、覚醒度低下状態であることを判定する。覚醒度低下状態は、瞬目率と群発性瞬目率が増加すると共に、全体の瞬目分布が不規則となった状態である。その他にも、映像コンテンツの注目度を推定することで運転者の生体状態を推定する生体状態推定装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。また、運転者の目の開眼度と閉眼時間の割合から覚醒度を推定する生体状態推定装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２４１２８３号公報
【特許文献２】特開２００５−３１８３７２号公報
【特許文献３】特開２００６−１０９９８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
瞬目率、群発性瞬目率の増加、及び瞬目分布の不規則性による推定では、車両運転の操作に影響が出る程にまで大きく覚醒度が低下したことは検出することはできる。開眼度と閉眼時間の割合による推定でも、大きく覚醒度が低下したことは検出することはできる。しかしながら、従来の生体状態推定装置は、車両運転の操作に影響が出る前段階となる浅い覚醒度の低下までは検出することが困難であった。従って、従来の生体状態推定装置は、将来の大幅な覚醒度の低下を推定して事前に運転者に注意喚起などをすることができず、車両運転の誤操作を未然に防ぐことが困難であった。以上のように、従来の生体状態推定装置は、操作に影響が出る程度の強い生体状態の変化を検出することはできるものの、その前段階の浅い生体状態まで検出することができない。従って、従来の生体状態推定装置は、現に操作に支障が出る前に未然に誤操作を防ぐことができないという問題を有していた。【０００５】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、車両などの機器の運転の誤操作を未然に防止し、機器の操作の安全性を高めることができる生体状態推定装置、及び車両制御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】
【０００６】
ここで、本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、例えば、車両の運転時において覚醒度が高い状態や注意力が高い状態では、信号や歩行者や他車両などの周囲の様々な状況を確認するために眼の動きが活発になることにより、開眼時間（瞬きと瞬きとの間の眼を開いている時間）のばらつきが大きくなることを見出した。そして、運転に支障が出るほどではないが、浅い眠気を感じている状態や若干注意力が低下している状態では、周囲の状況を確認する眼の動きが鈍ることによって開眼時間のばらつきが小さくなることを見出した。これによって、開眼時間のばらつきに基づいて生体状態を推定することにより、従来検出することのできなかった、将来の強い生体状態の変化の前兆となる弱い変化を検出することが可能となることを見出した。【０００７】
そこで、本発明に係る生体状態推定装置は、対象者の眼の開眼時間を取得する開眼時間取得ユニットと、開眼時間取得ユニットで取得した開眼時間のばらつきを取得するばらつき取得ユニットと、ばらつき取得ユニットの取得した開眼時間のばらつきに基づいて対象者の生体状態を判定する生体状態判定ユニットと、を備えることを特徴とする。【０００８】
更に、本発明に係る車両制御装置は、対象者の眼の開眼時間のばらつきに基づいて車両を制御することを特徴とする。【０００９】
この生体状態推定装置によれば、運転者の眼の開眼時間を取得し、その開眼時間のばらつきに基づいて生体状態を判定することによって、弱い生体状態の変化まで検出することが可能となり、将来車両などの機器の誤操作が発生する程度にまで生体状態が大幅に低下することを事前に推定することができる。更に、本発明に係る車両制御装置によれば、運転者の開眼時間のばらつきに基づいて車両を制御することにより、車両運転の誤操作が発生する前段階で運転支援を行うことが可能となる。以上によって、車両などの機器の運転の誤操作を未然に防止し、機器の操作の安全性を高めることができる。【００１０】
具体的には、本発明に係る生体状態推定装置において、生体状態判定ユニットは、開眼時間のばらつきが大きいほど対象者の覚醒度が高い状態であり、開眼時間のばらつきが小さいほど対象者の覚醒度が低い状態であると判定することが好ましい。【００１１】
また、本発明に係る生体状態推定装置では、生体状態判定ユニットは、具体的に、眠気、注意力低下、あるいは覚醒状態を判定することができる。これらの生体状態を判定することによって、安全運転を確保するための運転支援を行うことができる。【００１２】
また、本発明に係る生体状態推定装置において、ばらつき取得ユニットは、開眼時間を標準偏差、あるいは分散から統計処理することによって開眼時間のばらつきを演算することが好ましい。このように開眼時間のばらつきをデータ化して統計処理することによって、生体状態の推定を正確かつ容易に行うことが可能となる。【００１３】
また、本発明に係る生体状態推定装置において、生体状態判定ユニットは、開眼時間のばらつきの平均値を演算することによってデータの平滑化を行い、演算した値と所定の閾値を比較することによって生体状態を判定することが好ましい。取得した情報を開眼時間のばらつきの傾向を示すデータに加工することが可能となる。【００１４】
また、本発明に係る生体状態推定装置において、生体状態判定ユニットが覚醒度が低い状態であると判定した後、対象者の眠気を直接検出する居眠り検出モードへ切り替えることが好ましい。これによって、生体状態判定ユニットで将来の眠気を推定した後は、現実の対象者の眠気をリアルタイムで監視するモードに切り替えることによって、覚醒状態から意識喪失までの状態を正確に監視することができ、一層適格な運転支援を行うことができる。【００１５】
また、本発明に係る生体状態推定装置において、開眼時間取得ユニットで取得した複数の開眼時間のデータに基づき、ばらつき取得ユニットでの統計処理のための時間幅を設定する時間幅設定ユニットを更に備えていることが好ましい。これによって、個々の対象者に適した時間幅でばらつきの演算を行うことが可能となる。例えば、ばらつき演算のための時間幅を一定値に設定した場合は、対象者の開眼時間の個人差に対応することができず、特定の対象者に対する生体状態推定の精度が落ちる場合があるが、この生体状態推定装置によれば、対象者の個人差によらず万人に対して精度よく生体状態の推定を行うことができる。【００１６】
また、本発明に係る生体状態推定装置において、開眼時間のばらつきの最大値を導出して更新する最大値導出ユニットと、更新された最大値に基づき、生体状態判定ユニットが生体状態を判定する際に用いる所定の閾値を設定することが好ましい。例えば、眼を開ける時間の長い対象者の場合は開眼時間のばらつきが大きくなる傾向にあるため、眼を開けている時間の短い対象者に合わせて所定の閾値を一定値に設定した場合は、眼を開ける時間の長い対象者の開眼時間のばらつきが所定の閾値に達しないことによって、覚醒度の低下を判定することができない可能性がある。一方、眼を開ける時間の長い対象者に合わせて所定の閾値を設定した場合は、短い対象者に対して不要に覚醒度の低下と判定してしまう可能性がある。従って、所定の閾値を一定値に設定した場合は、開眼時間のばらつきの個人差に対応することができず、万人に対して精度のよい推定を行うことができない。しかし、本発明に係る生体状態推定装置によれば、開眼時間のばらつきの最大値に基づいて所定の閾値を設定するため、開眼時間のばらつきの個人差に対応して、万人に対して精度のよい生体状態の推定を行うことが可能となる。更に、所定の閾値を設定するための最大値を時刻の経過と共に更新して設定することによって、例えば、運転開始時に眠気がある状態であり、運転を行うことによって覚醒度が上昇したような場合であっても、当該対象者の本来のばらつき特性に応じて正確に生体状態の推定を行うことができる。【００１７】
また、本発明に係る生体状態推定装置において、生体状態判定ユニットは、開眼時間のばらつきの増加に基づいて、対象者の注意力が低下していると判定することが好ましい。運転者は、覚醒度が低下する前段階として、注意力が低下する状態となる。注意力低下状態での開眼時間のばらつきは、注意力が低下していない通常状態での開眼時間のばらつきに比して増加する。従って、生体状態判定ユニットは、開眼時間のばらつきの増加に基づいて、対象者の注意力が低下していることを判定することができる。これによって、本発明に係る生体状態推定装置は、対象者の覚醒度に影響が出る前段階における生体状態も早期に推定することができる。【００１８】
また、本発明に係る生体状態推定装置において、生体状態判定ユニットが注意力低下を判定した後、対象者が眠気状態になる可能性があるか否かを判定する眠気発生可能性判定ユニットを更に備えることが好ましい。例えば、開眼時間のばらつきの増加に基づいて判定を行った場合でも、将来の眠気状態にまで発展しないこともある。例えば、注意力が低下すると判定した場合に一律に運転支援を行った場合、対象者が煩わしさを感じる可能性もある。従って、眠気発生可能性判定ユニットは、対象者が眠気状態になる可能性があるか否かを判定する。これによって、必要以上の運転支援を行うことが抑制される。【００１９】
また、本発明に係る生体状態推定装置において、生体状態判定ユニットが注意力低下を判定した後、開眼時間のばらつきの時間的変化量に基づいて、対象者が眠気状態になるまでに要する時間を推定する眠気発生推定ユニットを更に備えることが好ましい。眠気発生推定ユニットは、開眼時間の時間的変化量に基づくことによって、対象者が眠気状態になるまでに要する時間を推定することができる。これによって、本発明に係る生体状態推定装置は、例えば、推定した時間に基づいて適切な運転支援を行うことができる。【００２０】
本発明に係る生体状態推定装置は、対象者の眼の開眼時間を取得する開眼時間取得ユニットと、開眼時間取得ユニットで取得した開眼時間のばらつきを取得するばらつき取得ユニットと、ばらつき取得ユニットの取得した開眼時間のばらつきの時間的変化量に基づいて対象者の生体状態を推定する生体状態推定ユニットと、を備えることを特徴とする。【００２１】
また、本発明に係る車両制御装置は、対象者の眼の開眼時間のばらつきの時間的変化量に基づいて車両を制御することを特徴とする。【００２２】
この生体状態推定装置によれば、対象者の眼の開眼時間を取得し、その開眼時間のばらつきの時間的変化量（例えば、開眼時間のばらつきを近似線のようにモデル化した場合におけるグラフの傾きなど）に基づいて生体状態を推定することによって、覚醒度の低下が浅い段階であっても、将来車両運転の誤操作が発生する程度にまで覚醒度が大幅に低下することを事前に推定することができる。更に、本発明に係る車両制御装置によれば、運転者の開眼時間のばらつきの時間的変化量に基づいて車両を制御することにより、車両運転の誤操作が発生する前段階で運転支援を行うことが可能となる。以上によって、車両などの機器の運転の安全性を高めることができる。なお、生体状態推定ユニットが生体状態を推定する場合の「推定」とは、将来の生体状態を取得するという意味合いを有しており、現在の生体状態を取得するという意味合いを有する「生体状態の判定」とは異なっている。【００２３】
また、本発明に係る生体状態推定装置において、生体状態推定ユニットは、時間的変化量に基づいて、生体状態の変化に要する時間を推定することが好ましい。これによって、後どの程度の時間で運転に支障が出る程度まで生体状態が変化してしまうかを事前に推定することができるため、例えば、その時間に基づいて適切な運転支援を行うことができる。【００２４】
また、時間的変化量の増減に基づいて、生体状態の変化に要する時間を更新する推定結果更新ユニットを更に備えることが好ましい。これによって、例えば、時間的変化量が増加しているときは開眼時間のばらつきが多くなっているときであるため、対象者に表示していた生体状態変化までの推定時間を延長して表示するか、キャンセルすることが可能となり、時間的変化量が減少しているときは開眼時間のばらつきが少なくなっているときであるため、新たな推定時間を導き出して更新することができる。これによって、対象者の最新の開眼状況を推定結果に反映できるため、推定精度を向上させることができる。【００２５】
また、本発明における生体状態推定装置は、対象者の眼の開眼時間を取得する開眼時間取得ユニットと、開眼時間取得ユニットで取得した開眼時間のばらつきを取得するばらつき取得ユニットと、ばらつき取得ユニットの取得した開眼時間のばらつきの時間的変化量に基づいて対象者の生体状態の変化を判定する生体状態変化判定ユニットと、を備える。【００２６】
この生体状態推定装置によれば、開眼時間のばらつきの時間的変化量に基づいて対象者の生態状態が変化しているかどうかを判定することができ、例えば、時間的変化量が負の方向に下降している場合は、対象者の覚醒度が急激に低下していると判定し、居眠りが発生すると判定し、あるいはぼんやりした状態であると判定しそれらを判定した時点で適切な運転支援を行うことができる。一方、時間的変化量が正の方向に上昇している場合は、運転者が覚醒している状態と判定し、現在行っている運転支援を解除したり、休憩のために車両を停車させる予定であった待避場所の位置を現時点における位置よりも遠くに設定するなどの制御を行うことが可能となる。なお、生体状態変化判定ユニットが生体状態変化を判定する場合の「判定」とは、現在の生体状態の変化を取得するという意味合いを有しており、将来の生体状態の変化を取得するという意味合いを有する「生体状態の変化の推定」とは異なっている。【００２７】
また、本発明に係る生体状態推定装置において、ばらつき取得ユニットは、所定のサンプリング時間内で、開眼時間取得ユニットで取得した開眼時間のうち、所定の閾値より長い開眼時間と短い開眼時間の個数をカウントすることによって開眼時間のばらつきを取得することが好ましい。このように、長い開眼時間と短い開眼時間の個数の割合からも開眼時間のばらつきを取得することが可能である。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、車両などの機器の運転の誤操作を未然に防止し、機器の操作の安全性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、第一実施形態に係る生体状態推定装置を備える車両制御装置のブロック構成を示した図である。
【図２】図２は、第一実施形態に係る生体状態推定装置における情報処理を示すフローチャートである。
【図３】図３は、開眼時間取得部の開眼時間取得方法を説明するための図であり、眼データ取得部で取得した運転者の眼の画像と、当該画像と開眼時間及び閉眼時間との関係を示した図である。
【図４】図４は、格納バッファのバッファ構成の一例を示す図である。
【図５】図５は、眠気予知部での処理内容を示す線図である。
【図６】図６は、眠気予知部での処理内容を示す線図である。
【図７】図７は、被験者たる運転者の生体状態を推定する場合における生体状態推定装置による処理内容を示す各線図と、被験者の眠気の強さとの関係を示す図である。
【図８】図８は、第二実施形態に係る生体状態推定装置及び車両制御装置のブロック構成を示した図である。
【図９】図９は、第二実施形態に係る生体状態推定装置における情報処理を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、格納バッファのバッファ構成の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、第三実施形態に係る生体状態推定装置及び車両制御装置のブロック構成を示した図である。
【図１２】図１２は、第三実施形態に係る生体状態推定装置における情報処理を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、最大値導出部における処理を示す線図である。
【図１４】図１４は、閾値設定部における処理を示す線図である。
【図１５】図１５は、第四実施形態に係る生体状態推定装置及び車両制御装置のブロック構成を示した図である。
【図１６】図１６は、第四実施形態に係る生体状態推定装置における情報処理を示すフローチャートである。
【図１７】図１７は、注意力低下状態判定部の処理内容を示す図である。
【図１８】図１８は、眠気発生可能性判定部の処理内容を示す図である。
【図１９】図１９は、眠気発生時間推定部の処理内容を示す図である。
【図２０】図２０は、第四実施形態に係る生体状態推定装置の実施例を示す図である。
【図２１】図２１は、第四実施形態に係る生体状態推定装置の実施例を示す図である。
【図２２】図２２は、第五実施形態に係る生体状態推定装置及び車両制御装置のブロック構成を示した図である。
【図２３】図２３は、第六実施形態に係る生体状態推定装置及び車両制御装置のブロック構成を示した図である。
【図２４】図２４は、第六実施形態に係る生体状態推定装置における情報処理を示すフローチャートである。
【図２５】図２５は、第七実施形態に係る生体状態推定装置及び車両制御装置のブロック構成を示した図である。
【図２６】図２６は、第七実施形態に係る生体状態推定装置における情報処理を示すフローチャートである。
【図２７】図２７は、モデルあてはめ処理の内容を説明するための線図である。
【図２８】図２８は、被験者たる運転者の生体状態を推定する場合における生体状態推定装置による処理内容を示す各線図と、被験者の眠気の強さとの関係を示す図である。
【図２９】図２９は、図２８に示す実施例における各定数の値及び単位を示した図表である。
【図３０】図３０は、第八実施形態に係る生体状態推定装置及び車両制御装置のブロック構成を示した図である。
【図３１】図３１は、第八実施形態に係る生体状態推定装置における情報処理を示すフローチャートである。
【図３２】図３２は、傾き比較処理の内容を説明するための線図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図面を参照して、本発明に係る生体状態推定装置及び車両制御装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００３１】
［第一実施形態］
まず、本発明の第一実施形態に係る生体状態推定装置１０及びそれを備える車両制御装置１の構成を説明する。図１は、本実施形態に係る生体状態推定装置１０を備える車両制御装置１のブロック構成を示した図である。図１に示すように、本実施形態に係る生体状態推定装置１０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２と、眼データ取得部３とを備えて構成されている。また、本実施形態に係る車両制御装置１は、生体状態推定装置１０と、結果出力部４と、運転支援部６を備えて構成されている。
【００３２】
生体状態推定装置１０の眼データ取得部３は、車両の運転者（対象者）の開眼時間を取得するための基礎となる眼データを取得する機能を有しており、具体的には、運転者の眼の画像を撮像するためのカメラや、眼電位計測装置などによって構成されている。眼データ取得部３は、取得した眼の画像データや測定データをＥＣＵ２へ出力する機能を有している。
【００３３】
生体状態推定装置１０のＥＣＵ２は、生体状態推定装置１０全体の制御を行う電子制御ユニットであり、例えばＣＰＵを主体として構成され、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力信号回路、出力信号回路、電源回路などを備えている。このＥＣＵ２は、開眼時間取得部（開眼時間取得ユニット）７と、ばらつき演算部（ばらつき取得ユニット）８と、眠気予知部（生体状態判定ユニット）９と、格納バッファ１１とを備えて構成されている。
【００３４】
開眼時間取得部７は、眼データ取得部３で取得した画像データや測定データに基づいて運転者の開眼時間を取得する機能を有している。具体的には、開眼時間取得部７は、眼データ取得部３から出力された画像データを解析することによって、眼が開いた時刻と眼が閉じた時刻を測定することによって開眼時間を取得する。また、開眼時間取得部７は、取得した開眼時間データを格納バッファ１１へ格納する機能を有している。
【００３５】
ばらつき演算部８は、開眼時間取得部７で取得した開眼時間のばらつきを取得する機能を有している。具体的には、ばらつき演算部８は、格納バッファ１１に格納された開眼時間データを取り出して、標準偏差、分散、あるいはヒストグラムから統計処理することによって開眼時間のばらつきを演算することができる。なお、統計処理に用いるために格納バッファ１１から取り出す開眼時間データは、予め設定した単位時間幅内に存在する個数の開眼時間データを取り出してもよく、あるいは、最新の開眼時間データの中から予め設定した個数だけ取り出してもよい。
【００３６】
眠気予知部９は、ばらつき演算部８の演算した開眼時間のばらつきに基づいて運転者の生体状態を判定する機能を有している。なお、本実施形態では、判定することのできる生体状態として眠気の判定を行なうが、その他にも、例えば、注意力低下、あるいは覚醒状態が挙げられる。本実施形態のように、運転者の眠気、すなわち覚醒度の低下の判定をする場合、眠気予知部９は、開眼時間のばらつきが大きいと判定したときは運転者の覚醒度が高い状態であり、開眼時間のばらつきが小さいと判定したときは運転者の覚醒度が低い状態であると判定する機能を有している。なお、ここでの「覚醒度が低い状態」とは、車両運転の誤操作が発生する程度まで覚醒度が低下（つまり、眠気が強い状態）する前段階の、覚醒度低下の程度が浅い段階であり、本実施形態では、この状態の判定をすることによって、現に運転に支障が出る程度まで覚醒度が低下してしまう事態を未然に防止することができる。
【００３７】
格納バッファ１１は、開眼時間取得部７で取得した開眼時間データを格納しておく機能を有しており、具体的には、図４に示すように瞬きの回数に応じて開眼開始時間と開眼終了時間と開眼時間を格納することができる。また、格納バッファ１１は、ばらつき演算部８からの要求に応じて開眼時間データを出力する機能を有している。
【００３８】
車両制御装置１の結果出力部４は、生体状態推定装置１０の推定結果を運転者に出力する機能を有しており、具体的には、推定結果を音声出力することのできるスピーカや推定結果を表示することのできるディスプレイから構成されている。結果出力部４は、例えば、生体状態推定装置１０が運転者の覚醒度が低くなる状態であると推定した場合は、運転者に対して将来運転に支障が出る程度の眠気が発生しうる旨の通知をしたり、休憩を促す旨の通知をすることができる。あるいは、注意力が低下しているときは注意喚起を促す通知を行い、目が覚めて覚醒状態になったときは、その旨を通知することができる。
【００３９】
車両制御装置１の運転支援部６は、眠気予知部９の推定結果に基づいて運転支援を行う機能を有しており、具体的には、ブレーキペダルを踏むことですぐに停車できるように感度を上げたり、強制的に停車させることのできるブレーキや、乗員保護装置や、ふらつき運転を防止するために操舵力を上げることのできるハンドルや、エンジン回転数を下げることができる駆動部などから構成されている。
【００４０】
次に、図２〜図６を参照して、本実施形態に係る生体状態推定装置１０及び車両制御装置１の動作について説明する。図２は、本実施形態に係る生体状態推定装置１０における情報処理を示すフローチャートである。図２に示す情報処理は、車両が走行している間、生体状態推定装置１０のＥＣＵ２において繰り返し実行される処理である。
【００４１】
図２に示すように、まず、ＥＣＵ２の開眼時間取得部７は、眼データ取得部３で取得したデータに基づいて運転者の開眼時間を取得すると共に、取得したデータを格納バッファ１１へ格納する（ステップＳ１００）。ここで、図３を参照して、開眼時間取得部７の開眼時間取得方法について詳細に説明する。図３は、開眼時間取得部７の開眼時間取得方法を説明するための図であり、眼データ取得部３で取得した運転者の眼の画像と、当該画像と開眼時間及び閉眼時間との関係を示した図である。図３に示すように、開眼時間取得部７は、眼データ取得部３で取得した眼の画像を解析することによって開眼状態と閉眼状態とを判断すると共に、開眼状態の開始時刻と開眼状態の終了時刻から開眼時間を測定する。具体的には、開眼時間取得処理開始から１回目に眼が開いた時刻を１回目の開眼の開始時刻ｔｓ１とし、次に眼が閉じた時刻を１回目の開眼の終了時刻ｔｅ１とし、開始時刻ｔｓ１と終了時刻ｔｅ１との間に経過した時間を開眼時間ｔｏ１とする。次に眼が開いた時刻を２回目の開眼の開始時刻ｔｓ２とし、次に眼が閉じた時刻を２回目の開眼の終了時刻ｔｅ２とし、開始時刻ｔｓ２と終了時刻ｔｅ２との間に経過した時間を開眼時間ｔｏ２とする。更に、次に眼が開いた時刻を３回目の開眼の開始時刻ｔｓ３とし、次に眼が閉じた時刻を３回目の開眼の終了時刻ｔｅ３とし、開始時刻ｔｓ３と終了時刻ｔｅ３との間に経過した時間を開眼時間ｔｏ３とする。このように、ｎ回目に眼が開いた時刻をｎ回目の開眼の開始時刻ｔｓｎとし、次に眼が閉じた時刻をｎ回目の開眼の終了時刻ｔｅｎとし、開始時刻ｔｓｎと終了時刻ｔｅｎとの間に経過した時間を開眼時間ｔｏｎとする。このようにして取得された各データは、格納バッファ１１に図４に示すようなバッファ構成で格納される。なお、ばらつきを計算する際における単位時間幅（時間幅）をｔｗとすると、バッファのサイズは単位時間幅ｔｗよりも大きい必要があるため、バッファサイズ要件は、ｔｅｎ−ｔｓ１＞ｔｗと表される。
【００４２】
開眼時間取得処理が終了すると、ばらつき演算部８は、格納バッファ１１に格納された開眼時間に基づいて開眼時間のばらつきを取得する（ステップＳ１１０）。具体的には、ばらつき演算部８は、開眼時間を標準偏差から統計処理することによって開眼時間のばらつきを演算する。ばらつき演算部８は、開眼時間のばらつきを演算するための複数の開眼時間データを格納バッファ１１から取得するが、この際、予め設定された単位時間幅ｔｗ内に存在する開眼時間データを取得してばらつきの演算をすることができる。すなわち、単位時間幅ｔｗ内にｎ個の開眼時間データが存在する場合、格納バッファ１１内の{ｔｏ１，ｔｏ２，ｔｏ３，…ｔｏｎ}の開眼時間データを用いて、次の式（１）によって開眼時間標準偏差（以下、開眼時間ＳＤと称する）が算出される。なお、式（１）において、ｎは取得された開眼時間データの総数、ｉは開眼時間データの番号を示しており、Σ内には、ｉ番目の開眼データと開眼時間データｎ個の平均値との差の二乗の値が示されている。
【００４３】
【数１】
2010092860.tif 000003
【００４４】
なお、上述の説明では、ばらつき演算部８は単位時間幅ｔｗ内に存在する開眼時間データを格納バッファ１１から取得してばらつきの演算を行ったが、これに代えて、開眼時間データを任意の個数取得して演算する方法を採用してもよい。例えば、任意個数を３個と設定した場合は、格納バッファから最新の開眼時間データを３個取得し、{ｔｏｎ−２，ｔｏｎ−１，ｔｏｎ}の開眼データを用いて式（１）によって開眼時間ＳＤを算出する。
【００４５】
開眼時間のばらつきを演算した後、眠気予知部９は、Ｓ１１０で取得した開眼時間のばらつきに基づいて運転者の生体状態を判定することによって眠気を予知する（ステップＳ１２０）。眠気予知部９はＳ１２０の処理において、開眼時間のばらつきが大きいと判定したときは運転者の覚醒度が高い状態であり、開眼時間のばらつきが小さいと判定したときは運転者の覚醒度が低い状態であると判定する。
【００４６】
ここで、眠気予知部９の生体状態判定処理の具体的な方法について図５及び図６を参照して説明する。図５及び図６は眠気予知部９での処理内容を示す線図である。まず、眠気予知部９は、Ｓ１１０で演算した開眼時間ＳＤをリアルタイムでプロットすることによって、図５（ａ）に示すような線図を取得する。次に、眠気予知部９は、現在時刻から過去ｘ（秒）の開眼時間ＳＤの平均値を演算することによって図５（ａ）の平滑化を行い、図５（ｂ）に示す線図を取得する。
【００４７】
開眼時間ＳＤの平滑化を行った後、当該開眼時間ＳＤ平均値が予め設定した振幅閾値Ｔｈ＿ａ（所定の閾値）を下回る箇所を抽出すると共に、下回った箇所の継続時間を取得する。継続時間とは、開眼時間ＳＤ平均値が振幅閾値Ｔｈ＿ａを下回った時刻から、開眼時間ＳＤ平均値が振幅閾値Ｔｈ＿ａを再び上回る時刻にまでに要する時間である。具体的には、図６（ａ）の上段に示すような開眼時間ＳＤ平均値の線図が得られた場合、図６（ａ）の下段に示すように、振幅閾値Ｔｈ＿ａを下回る箇所は二箇所抽出され、それぞれの継続時間ｔ１及びｔ２が取得される。閾値下回りの箇所が抽出されると、その抽出箇所のうち継続時間が予め設定した時間閾値Ｔｈ＿ｔを上回る箇所を抽出する。具体的には、図６（ａ）の下段に示すような抽出結果が得られた場合、継続時間ｔ１が時間閾値Ｔｈ＿ｔを下回っており継続時間ｔ２が時間閾値Ｔｈ＿ｔを上回っているときは、図６（ｂ）に示すように継続時間ｔ２の箇所のみが抽出される。
【００４８】
以上の処理によって、眠気予知部９は、開眼時間ＳＤ平均値の振幅閾値Ｔｈ＿ａを下回っている継続時間が時間閾値Ｔｈ＿ｔ以下である状態が保たれているときは、開眼時間のばらつきが大きいと判定して運転者の覚醒度が高い状態であると判定し、開眼時間ＳＤ平均値の振幅閾値Ｔｈ＿ａを下回っている継続時間が時間閾値Ｔｈ＿ｔを上回る箇所を抽出したときは、開眼時間のばらつきが小さいと判定して運転者の覚醒度が低い状態であると判定する。これによって、眠気予知部９は、運転者の眠気の予知をすることが可能となる。なお、Ｓ１００からＳ１２０までの処理は、運転者の覚醒度が低い状態であると判定されるまでの間繰り返し実行され、覚醒度が低い状態であると判定された段階で次のステップＳ１３０に移行する。
【００４９】
眠気予知部９によって運転者の覚醒度が低い状態であると判定された場合（すなわち、眠気の予知がなされた場合）、ＥＣＵ２は、結果出力部４あるいは運転支援部６に制御信号を出力して運転支援処理を行う（ステップＳ１３０）。具体的には、結果出力部４から音声出力や画像表示によって、運転者に対して将来眠気が発生する旨を伝達し、更に、休憩を取ることを促すことができる。更に、運転支援部６を制御することによって、ブレーキペダルを踏むことですぐに停車できるようにブレーキのブースト圧を上げたり、ナビゲーション装置の地図情報を参照して休憩をとるように安全な場所へ退避させて強制的にブレーキを作動させたり、シートベルトの巻き上げ、乗員保護バッグ、鞭打ち軽減のためのヘッドレスト移動などの乗員保護装置を作動しやすくしたり、カメラで車線を検出して車線逸脱しないように操舵反力を与えたり、またはレーンキープをしたり、ミリ波レーダー、レーザー光で前方車両との車間距離を検出して一定以上に保ったり、または車間距離の設定を大きくしたり、カメラ画像で周囲の障害物を監視してブレーキ、操舵による回避動作をアシストしたり、エンジン回転数を下げたりすることができる。運転支援処理が終了すると図２に示す制御処理が終了し、再びＳ１００から処理を開始する。
【００５０】
従来の生体状態の検出方法では、車両運転の操作に影響が出る程にまで覚醒度が低下したことは検出することはできるものの、その前段階となる浅い覚醒度の低下までは検出することができず、車両運転の誤操作を未然に防ぐことが困難であった。しかし、本実施形態に係る生体状態推定装置１０によれば、運転者の眼の開眼時間を取得し、その開眼時間のばらつきに基づいて生体状態を判定することによって、浅い覚醒度の低下まで検出することが可能となり、将来車両運転の誤操作が発生する程度にまで覚醒度が大幅に低下することを事前に推定することができる。特に、本実施形態に係る車両制御装置１によれば、運転者の開眼時間のばらつきに基づいて車両を制御することにより、車両運転の誤操作が発生する前段階で運転支援を行うことが可能となる。以上によって、車両などの機器の運転の安全性を高めることができる。
【００５１】
図７を参照して、本実施形態に係る生体状態推定装置１０の実施例について説明する。図７は、被験者たる運転者の生体状態を推定する場合における生体状態推定装置１０による処理内容を示す各線図と、被験者の眠気の強さとの関係を示す図である。図７（ａ）は開眼時間標準偏差をプロットした線図であり、図７（ｂ）は開眼時間標準偏差の平均値をとることにより平滑化した線図であり、図７（ｃ）は図７（ｂ）のうち振幅閾値Ｔｈ＿ａを下回った継続時間をプロットした図であり、図７（ｄ）は図７（ｃ）のうち閾値下回りの継続時間が時間閾値Ｔｈ＿ｔを超えた箇所を抽出した図であり、図７（ｅ）は被験者の自己申告によって眠気の強さをプロットした図である。なお、上述の説明における図６（ａ）では、振幅閾値Ｔｈ＿ａを下回った箇所ごとの下回り継続時間（ｔ１、ｔ２）を単純に計測したが、図７（ｃ）では測定のノイズの影響を排除するために、閾値下回りの継続時間を積算して測定した線図を利用して生体状態の判定を行っている。この実施例では、図７（ａ）に示すような開眼時間標準偏差の線図が得られると、図７（ｃ）に示すように、測定開始から７００秒付近の箇所のみで時間閾値Ｔｈ＿ｔを超える箇所が現れる。この場合、図７（ｄ）に示すように当該箇所が検出され、これによって、７００秒付近で覚醒度が低くなると判定することが可能となる。この結果と被験者の眠気の強さとの関係を検証すると、図７（ｅ）に示すように、覚醒度が低くなると判定した箇所Ｐ１から数分後の箇所Ｐ２では、急激に覚醒度が低下し、最終的には意識がなくなった状態になっている。箇所Ｐ２は車両運転に支障が出る程度にまで覚醒度が低下した状態と言え、生体状態推定装置１０は、将来そのような状態になることを数分前から予知することができる。
【００５２】
［第二実施形態］
次に、図８及び図９を参照して本発明の第二実施形態に係る生体状態推定装置１１０及び車両制御装置１００について説明する。第二実施形態に係る生体状態推定装置１１０及び車両制御装置１００は、開眼時間のばらつきを演算するための単位時間幅を、単に一定の定数を設定するのではなく、運転者ごとに最適な単位時間幅を設定できる点で、第一実施形態に係る生体状態推定装置１０及び車両制御装置１と主に相違している。なお、第一実施形態では予め設定された単位時間幅をｔｗとしたが、第二実施形態では、運転者ごとの最適値として設定されたものとして、単位時間幅をＷと表す。
【００５３】
図８は、第二実施形態に係る生体状態推定装置１１０及び車両制御装置１００のブロック構成を示した図である。図８に示すように、生体状態推定装置１１０のＥＣＵ２は、設定判定部１２、カウント部１３、カウント数判定部１４、単位時間幅設定部（時間幅設定ユニット）１５を備えている。なお、その他の構成は、第一実施形態に係る生体状態推定装置１０及び車両制御装置１と同様である。
【００５４】
設定判定部１２は、開眼時間のばらつきを演算するための単位時間幅が既に設定されているか否かを判定する機能を有している。また、カウント部１３は、格納バッファ１１内に既に格納されている開眼時間データのデータ数をカウントする機能を有している。更に、カウント数判定部１４は、カウント部１３でカウントした開眼時間データのデータ数が、単位時間幅Ｗを設定するために必要な数であるか否かを判定する機能を有している。更に、単位時間幅設定部１５は、個々の運転者に適した単位時間幅Ｗを設定する機能を有している。
【００５５】
次に、図９を参照して、本実施形態に係る生体状態推定装置１１０及び車両制御装置１００の動作について説明する。図９は、本実施形態に係る生体状態推定装置１１０における情報処理を示すフローチャートである。図９に示す情報処理は、車両の運転開始から走行している間、生体状態推定装置１０のＥＣＵ２において繰り返し実行される処理である。
【００５６】
図９に示すように、開眼時間取得部７は運転者の開眼時間を取得すると共に取得した開眼時間データを格納バッファ１１に格納する（ステップＳ１００）。Ｓ１００では、図２のＳ１００と同様の処理がなされる。次に、設定判定部１２は、開眼時間の単位時間幅Ｗの設定がなされているか否かの判定を行う（ステップＳ１４０）。まず、車両の運転開始の段階においては、Ｓ１１０のばらつき演算を行うための単位時間幅Ｗは設定されていない。従って、運転初期の段階では、開眼時間の単位時間幅の設定がなされていないと判定され、一度設定されると、それ以降の処理においては開眼時間の単位時間幅Ｗの設定がなされているものとして、ばらつき演算処理へ移行する（ステップＳ１１０）。
【００５７】
Ｓ１４０で単位時間幅Ｗの設定がされていないと判定されると、カウント部１３は、開眼時間データのデータ数をカウントする（ステップＳ１５０）。Ｓ１５０の処理では、運転開始の初期段階から現在時点に至るまでの間に格納バッファ１１に格納された開眼時間データの数がカウントされる。例えば、格納バッファに図１０に示すようなデータが格納されていた場合、カウント部１３はデータ数を６個とカウントする。開眼時間データのデータ数がカウントされると、カウント数判定部１４は、そのデータ数が単位時間幅Ｗを設定するのに必要な個数要件を満たしているか否かを判定する（ステップＳ１６０）。具体的には、単位時間幅Ｗ設定のための個数要件ＴＨを予め設定し、Ｓ１５０でカウントしたデータ数がｎ個であった場合、ＴＨ≧ｎの場合は要件を満たしていると判定し、ＴＨ＜ｎの場合は要件を満たしていないと判定する。なお、個数要件ＴＨは任意に設定することが可能であるが、三個以上であることが好ましい（ＴＨ≧３）。Ｓ１６０の処理において、ＴＨ＜ｎであり要件を満たしていないと判定した場合は、Ｓ１００へ戻り、必要なデータ数が得られるように再び開眼時間の取得が行われる。
【００５８】
一方、Ｓ１６０の処理において、ＴＨ≧ｎであり要件を満たしていると判定した場合、単位時間幅設定部１５は単位時間幅Ｗの設定を行う（ステップＳ１７０）。Ｓ１７０の処理では、具体的には、格納バッファ１１内のＴＨ個の開眼時間データの平均値（以下、Ｍとする）と標準偏差（以下、ＳＤとする）を演算し、次に、それらの値に基づいて、式（２）に代入することによって単位時間幅Ｗを演算する。例えば、ＴＨ＝６として図１０の値を用いて演算した場合、平均値Ｍ＝９．８、標準偏差ＳＤ＝３．８となり、単位時間幅Ｗ＝２１．２となる。
【００５９】
【数２】
2010092860.tif 000004
【００６０】
Ｓ１７０の処理で単位時間幅Ｗが設定されると、Ｓ１００へ戻り再びＳ１００、Ｓ１４０の処理が行われる。単位時間幅Ｗが設定されたため、Ｓ１４０では設定ありと判定されてばらつき演算処理へ移行する（Ｓ１１０）。ばらつき演算部８は、Ｓ１７０の処理で設定された単位時間幅Ｗ内に存在する最新の開眼時間データを格納バッファ１１から取得してばらつきの演算を行い、次に、眠気予知処理（Ｓ１２０）及び運転支援処理（Ｓ１３０）が行われる。なお、ばらつき演算及びＳ１２０、Ｓ１３０では第一実施形態と同様の処理がなされる。運転支援処理が終了すると図２に示す制御処理が終了し、再びＳ１００から処理を開始する。
【００６１】
以上によって、本実施形態に係る生体状態推定装置１１０では、開眼時間取得部７で取得した複数の開眼時間データに基づき、ばらつき演算部８での統計処理のための単位時間幅Ｗを設定することができる単位時間幅設定部１５を備えているため、個々の運転者に適した単位時間幅でばらつきの演算を行うことが可能となる。ばらつき演算のための単位時間幅を一定値に設定した場合は、運転者の開眼時間の個人差に対応することができず、特定の運転者に対する生体状態推定の精度が落ちる場合があるが、本実施形態に係る生体状態推定装置１１０によれば、運転者の個人差によらず万人に対して精度よく生体状態の推定を行うことができる。
【００６２】
［第三実施形態］
次に、図１１及び図１２を参照して本発明の第三実施形態に係る生体状態推定装置２１０及び車両制御装置２００について説明する。第三実施形態に係る生体状態推定装置２１０及び車両制御装置２００は、眠気予知部９が生体状態の推定を行うときに用いる振幅閾値（第一実施形態ではＴｈ＿ａと表されている）を単に一定の値とするのではなく、運転者ごとに最適な振幅閾値を設定できる点で、第一実施形態に係る生体状態推定装置１０及び車両制御装置１と主に相違している。なお、第一実施形態では予め設定された振幅閾値をＴｈ＿ａとしたが、第三実施形態では、運転者ごとの現在時刻ｔ０における最適値として設定されたものとして、振幅閾値をＴＨ（ｔ０）と表す。
【００６３】
図１１は、第三実施形態に係る生体状態推定装置２１０及び車両制御装置２００のブロック構成を示した図である。図１１に示すように、生体状態推定装置２１０のＥＣＵ２は、最大値導出部（最大値導出ユニット）２１と、閾値設定部（閾値設定ユニット）２２とを備えている。なお、その他の構成は、第一実施形態に係る生体状態推定装置１０及び車両制御装置１と同様である。
【００６４】
最大値導出部２１は、開眼時間のばらつきの最大値を導出して更新する機能を有している。具体的には、最大値導出部２１は、ばらつき演算部８で演算された運転開始から現在までの開眼時間の標準偏差や分散に基づいて、その値の中の最大値を導出し、既に設定されている最大値を更新する。また、閾値設定部２２は、最大値導出部２１で導出したばらつきの最大値に基づいて振幅閾値ＴＨ（ｔ０）を設定する機能を有している。具体的には、振幅閾値ＴＨ（ｔ０）は、開眼時間ばらつきの最大値からの減少割合で定義することができる。
【００６５】
次に、図１２を参照して、本実施形態に係る生体状態推定装置２１０及び車両制御装置２００の動作について説明する。図１２は、本実施形態に係る生体状態推定装置２１０における情報処理を示すフローチャートである。図１２に示す情報処理は、車両の運転開始から走行している間、生体状態推定装置２１０のＥＣＵ２において繰り返し実行される処理である。
【００６６】
図１２に示すように、開眼時間取得部７は運転者の開眼時間を取得すると共に取得した開眼時間データを格納バッファ１１に格納する（ステップＳ１００）。次に、ばらつき演算部８は、開眼時間データに基づいて開眼時間のばらつき、すなわち標準偏差を演算する（ステップＳ１１０）。なお、Ｓ１００、Ｓ１１０では、図２のＳ１００、Ｓ１１０と同様の処理がなされる。次に、最大値導出部２１は、Ｓ１１０で演算した標準偏差の最大値を導出する（ステップＳ２００）。Ｓ２００では、具体的には図１３に示すように、運転開始から現在時刻に至るまでの間の開眼時間標準偏差の最大値が導出され、既に設定されている最大値を上回る値が導出されたときは、新たな値に最大値が更新される。従って、最大値は時刻によって変動する。すなわち、一度大きなピークが発生したときはそのピーク値が最大値となり、当該最大値が保たれた状態で一定時間が経過し、より大きなピークが発生すると当該ピーク値が新たな最大値として更新され、当該最大値が保たれた状態で時間が経過する。
【００６７】
現在時刻における最大値が導出された後、閾値設定部２２は、現在時刻における振幅閾値ＴＨ（ｔ０）を設定する（ステップＳ２１０）。具体的には、開眼時間標準偏差の最大値ＳＤｍａｘを式（３）に代入することによって振幅閾値ＴＨ（ｔ０）を演算することができる。なお、式（３）における係数Ａは任意の値を設定することができるが、０．５前後の値に設定することが好ましい。
【００６８】
【数３】
2010092860.tif 000005
【００６９】
このようにして得られた振幅閾値ＴＨ（ｔ０）と開眼時間標準偏差との関係の例を図１４に示す。図１４に示す例では、現在時刻ｔ０よりも前段階で開眼時間のばらつきが最大となり、その後ばらつきが低下して現在時刻ｔ０では振幅閾値ＴＨ（ｔ０）と一致し、それ以降は振幅閾値ＴＨ（ｔ０）を下回った状態となっている（最大値ＳＤｍａｘは一定のまま）。
【００７０】
Ｓ２１０の処理で振幅閾値ＴＨ（ｔ０）が設定されると、眠気予知部９は、当該振幅閾値ＴＨ（ｔ０）を用いて生体状態推定処理を行う（Ｓ１２０）。Ｓ１２０は、振幅閾値Ｔｈ＿ａを振幅閾値ＴＨ（ｔ０）に置き換えたこと以外は第一実施形態と同様の処理がなされる。生体状態推定処理が終了すると、運転支援処理（Ｓ１３０）が行われる。Ｓ１３０では第一実施形態と同様の処理がなされる。運転支援処理が終了すると図２に示す制御処理が終了し、再びＳ１００から処理を開始する。
【００７１】
以上によって、本実施形態に係る生体状態推定装置１１０では、開眼時間のばらつきの最大値ＳＤｍａｘを更新すると共に、更新された最大値ＳＤｍａｘに基づいて振幅閾値ＴＨ（ｔ０）を設定することができる。例えば、眼を開ける時間の長い運転者の場合は開眼時間のばらつきが大きくなる傾向にあるため、眼を開けている時間の短い運転者に合わせて振幅閾値を一定値に設定した場合は、眼を開ける時間の長い運転者の開眼時間のばらつきが振幅閾値に達しないことによって、覚醒度の低下を判定することができない可能性がある。一方、眼を開ける時間の長い運転者に合わせて振幅閾値を設定した場合は、短い運転者の場合に不要に覚醒度の低下が判定されてしまう可能性がある。従って、振幅閾値を一定値に設定した場合は、開眼時間のばらつきの個人差に対応することができず、万人に対して精度のよい推定を行うことができない。しかし、本実施形態に係る生体状態推定装置によれば、開眼時間のばらつきの最大値に基づいて振幅閾値ＴＨ（ｔ０）を設定するため、開眼時間のばらつきの個人差に対応して、万人に対して精度のよい生体状態推定を行うことが可能となる。更に、振幅閾値ＴＨ（ｔ０）を設定するための最大値を時刻の経過と共に更新して設定することによって、例えば、運転開始時に眠気がある状態であり、運転を行うことによって覚醒度が上昇したような場合であっても、当該運転者の本来のばらつき特性に応じて正確に生体状態の推定を行うことができる。
【００７２】
［第四実施形態］
次に、図１５を参照して本発明の第四実施形態に係る生体状態推定装置３１０及び車両制御装置３００について説明する。第四実施形態に係る生体状態推定装置３１０及び車両制御装置３００は、注意力が低下した状態であることを判定する点で、第一実施形態に係る生体状態推定装置１０及び車両制御装置１と主に相違している。本実施形態における「注意力低下状態」とは、運転者がぼんやりしている状態である。「注意力低下状態」は、第一実施形態における「覚醒度が低い状態」よりも前段階における状態である。
【００７３】
図１５は、第四実施形態に係る生体状態推定装置３１０及び車両制御装置３００のブロック構成を示した図である。図１５に示すように、生体状態推定装置３１０のＥＣＵ２は、注意力低下状態判定部（生体状態判定ユニット）３１、眠気発生可能性判定部（眠気発生可能性判定ユニット）３２、眠気発生時間推定部（眠気発生推定ユニット）３３とを備えている。なお、その他の構成は、第一実施形態に係る生体状態推定装置１０及び車両制御装置１と同様である。
【００７４】
注意力低下状態判定部３１は、運転者の注意力が低下しているか否かの判定を行う機能を有している。注意力低下状態判定部３１は、判定結果に基づいて、運転者の注意力低下状態を検知する機能を有している。具体的に、注意力低下状態判定部３１は、開眼時間のばらつきの増加に基づいて、運転者の注意力が低下しているか否かの判定を行うことができる。注意力低下状態判定部３１は、開眼時間のばらつきと所定の閾値とを比較することによって、判定を行う。判定方法の具体的な内容については後述する。
【００７５】
眠気発生可能性判定部３２は、運転者が眠気状態になる可能性があるか否かを判定する機能を有する。眠気発生可能性判定部３２は、開眼時間のばらつきに対して近似直線を設定し、近似直線の傾きに基づいて判定を行う。眠気発生可能性判定部３２は、所定の時間幅における開眼時間のばらつきに対して近似直線を設定する。判定方法の具体的な内容については後述する。
【００７６】
眠気発生時間推定部３３は、運転者が眠気状態になるまでに要する時間を推定する機能を有している。ここで予測できる「眠気状態」とは、覚醒度が低下している状態を示しており、第一実施形態における「覚醒度が低い状態」及びそれ以降の状態を示す。眠気発生時間推定部３３は、眠気発生可能性判定部３２が設定した近似直線を用いることによって推定することができる。眠気発生時間推定部３３は、近似直線を延長し、当該近似直線が所定の閾値となったタイミングを眠気が発生するタイミングであると推定する。
【００７７】
次に、図１６を参照して、本実施形態に係る生体状態推定装置３１０及び車両制御装置３００の動作について説明する。図１６は、本実施形態に係る生体状態推定装置３１０における情報処理を示すフローチャートである。図１６に示す情報処理は、車両の運転開始から走行している間、生体状態推定装置３１０のＥＣＵ２において繰り返し実行される処理である。
【００７８】
図１６に示すように、開眼時間取得部７は運転者の開眼時間を取得すると共に取得した開眼時間データを格納バッファ１１に格納する（ステップＳ１００）。次に、ばらつき演算部８は、開眼時間データに基づいて開眼時間のばらつき、すなわち標準偏差を演算する（ステップＳ１１０）。なお、Ｓ１００、Ｓ１１０では、図２のＳ１００、Ｓ１１０と同様の処理がなされる。
【００７９】
注意力低下状態判定部３１は、運転者の注意力低下状態を検知する（ステップＳ３００）。Ｓ３００において、注意力低下状態判定部３１は、開眼時間のばらつきの増加に基づいて、運転者の注意力が低下しているか否かの判定を行う。注意力低下状態判定部３１は、注意力が低下していると判定したタイミングで、注意力低下状態を検知する。注意力低下状態判定部３１は、開眼時間のばらつきと注意力低下閾値ＴＨ１とを比較する。具体的に、注意力低下状態判定部３１は、式（４）に示す条件が成り立つか否かを判定し、式（４）が成り立ったタイミングで注意力低下状態を検知する。ＳＤ（ｔ）は、所定の時間ｔにおける開眼時間のばらつきを示す。図１７に示すように、注意力低下状態判定部３１は、開眼時間のばらつきが注意力低下閾値ＴＨ１以上となったとき、注意力低下状態の検知フラグをＯＮに設定する。
【００８０】
【数４】
2010092860.tif 000006
【００８１】
注意力低下閾値ＴＨ１は、式（５）によって演算される。式（５）のＭＥＡＮ＿ＳＤは、運転開始から任意時刻ｔｎまでの開眼時間のばらつきＳＤ（ｔ）の平均値である。Ｎは、所定の係数である。係数Ｎはどのような数字を設定してもよい。一例として、後述の例ではＮ＝３やＮ＝５に設定することができる。ＳＴＤＥＶ＿ＳＤは、運転開始から任意時刻ｔｎまでの開眼時間のばらつきＳＤ（ｔ）の標準偏差である。
【００８２】
【数５】
2010092860.tif 000007
【００８３】
次に、眠気発生可能性判定部３２は、運転者が眠気状態になる可能性があるか否かを判定する（ステップＳ３１０）。図１８に示すように、眠気発生可能性判定部３２は、開眼時間のばらつきに対して近似直線ＡＬを設定し、近似直線ＡＬの傾きに基づいて判定を行う。近似直線ＡＬは、あてはめ区間における開眼時間のばらつきに対して設定される。あてはめ区間は、注意力低下が検知されたタイミングに基づいて定められる。具体的に、眠気発生可能性判定部３２は、Ｓ３００での注意力低下の検知フラグがＯＮになった時刻を、あてはめ区間の先頭時刻ｔｓに設定する。また、眠気発生可能性判定部３２は、先頭時刻ｔｓからあてはめ区間の時間幅ＬＷ経過した時刻を、あてはめ区間の末尾時刻ｔｅに設定する。眠気発生可能性判定部３２は、先頭時刻ｔｓと末尾時刻ｔｅとの間の区間全体において、開眼時間のばらつきが取得できていない場合は、取得が完了するまで待機する。眠気発生可能性判定部３２は、先頭時刻ｔｓと末尾時刻ｔｅとの間の区間における開眼時間のばらつきに対し、近似直線ＡＬを設定する。近似直線ＡＬの設定方法は特に限定されず、直線が取得できればどのような方法を採用することもできる。近似方法は、例えば最小自乗法が挙げられる。近似直線ＡＬは、式（６）で示される。式（６）では、近似直線の傾きがＡで与えられる。この傾きＡは、開眼時間のばらつきの時間的変化量を示している。眠気発生可能性判定部３２は、近似直線の傾きＡが負となる（Ａ＜０）場合、運転者が眠気状態となる可能性があると判定する。図１８に示す例では、近似直線ＡＬの傾きが正の値である。従って、眠気発生可能性判定部３２は、眠気発生の可能性なしと判定する。「可能性なし」と判定された場合、眠気発生可能性判定部３２は、時間幅ＬＷを維持した状態で先頭時刻ｔｓ及び末尾時刻ｔｅを時間経過と共にシフトさせる。また、眠気発生可能性判定部３２は、「眠気の可能性あり」と判定するまでＳ３１０の判定処理を繰り返す。眠気発生可能性判定部３２が「眠気の可能性あり」と判定する時刻は、末尾時刻ｔｅと一致する。なお、あてはめ区間の時間幅ＬＷの値は、任意の時間を設定することができ、特に限定されない。時間幅ＬＷは、例えば、３分に設定することができる。寝入るまでの時間は、短い人（睡眠障害等による）で最短３分程度となる。従って、時間幅ＬＷを３分に設定した場合、眠気発生可能性判定部３２は、いかなる運転者に対しても素早く眠気発生の可能性を判定することができる。
【００８４】
【数６】
2010092860.tif 000008
【００８５】
次に、眠気発生時間推定部３３は、近似直線ＡＬに基づいて、運転者が眠気状態になるまでに要する時間を推定する（ステップＳ３２０）。図１９に示すように、眠気発生時間推定部３３は、近似直線ＡＬを延長することによって、眠気状態となると推定される時刻ｔｄを導き出す。具体的に、眠気発生時間推定部３３は、眠気発生の可能性ありと判定されたタイミングで、近似直線ＡＬを延長する。この処理は、末尾時刻ｔｅにおいて実行される。眠気発生時間推定部３３は、延長した近似直線ＡＬと眠気発生閾値ＴＨ２とが交わる時刻ｔｄを演算する。眠気発生閾値ＴＨ２は、任意に設定することができる。眠気発生時間推定部３３は、末尾時刻ｔｅ（すなわち現在時刻）と時刻ｔｄとの時間差を演算する。眠気発生時間推定部３３は、末尾時刻ｔｄと末尾時刻ｔｅとの時間差を、運転者が眠気状態になるまでに要する時間として設定する。
【００８６】
次に、ＥＣＵ２は、結果出力部４あるいは運転支援部６に制御信号を出力して運転支援処理を行う（ステップＳ３３０）。具体的には、結果出力部４から音声出力や画像表示によって、運転者に対して注意力が低下している状態である旨、及び眠気状態となるまでに要する時間を伝達し、更に、休憩を取ることを促すことができる。あるいは、第一実施形態におけるＳ１３０と同様に、運転支援部６を制御することができる。運転支援処理が終了すると図１６に示す制御処理が終了し、再びＳ１００から処理を開始する。
【００８７】
以上によって、本実施形態に係る生体状態推定装置３１０において、注意力低下状態判定部３１は、開眼時間のばらつきの増加に基づいて、運転者が注意力低下であると判定することができる。これによって、本実施形態に係る生体状態推定装置３１０は、運転者の覚醒度に影響が出る前段階における生体状態も早期に推定することができる。
【００８８】
また、本実施形態に係る生体状態推定装置３１０において、眠気発生可能性判定部３２は、注意力低下状態判定部３１が注意力低下を判定した後、運転者が眠気状態になる可能性があるか否かを判定することができる。例えば、開眼時間のばらつきの増加に基づいて判定を行った場合でも、将来の眠気状態にまで発展しないこともある。例えば、注意力が低下すると判定した場合に一律に運転支援を行った場合、対象者が煩わしさを感じる可能性もある。従って、眠気発生可能性判定部３２を備える生体状態推定装置３１０は、必要以上の運転支援を抑制することができる。
【００８９】
また、本実施形態に係る生体状態推定装置３１０において、眠気発生時間推定部３３は、注意力低下状態判定部３１が注意力低下を判定した後、開眼時間のばらつきの時間的変化量に基づいて、対象者が眠気状態になるまでに要する時間を推定することができる。これによって、本実施形態に係る生体状態推定装置３１０は、例えば、推定した時間に基づいて適切な運転支援を行うことができる。
【００９０】
次に、図２０及び図２１を参照して、本実施形態に係る生体状態推定装置３１０の実施例について説明する。図２０及び図２１は、本実施形態に係る生体状態推定装置３１０による推定結果と、運転者の主観的申告に基づく運転状態とを比較した図である。図２０は、注意力低下状態が長く、眠気状態への移行にまで時間がかかる場合を示している。図２１は、注意力低下状態が短く、眠気状態へ速やかに移行する場合を示している。
【００９１】
図２０（ａ）及び図２１（ａ）は、図１６のＳ３００〜Ｓ３２０の処理結果を示す図である。図２０（ａ）及び図２１（ａ）の中において、Ｐ１，Ｐ４は開眼時間のばらつきが注意力低下閾値ＴＨ１を越えたタイミングを示し、ＡＬはＳ３１０における近似直線を示し、Ｐ２，Ｐ５は近似直線ＡＬの延長線が眠気発生閾値ＴＨ２と交わるタイミングを示している。すなわち、生体状態推定装置３１０は、Ｐ２，Ｐ５の時点で、運転者が眠気状態となると推定する。図２０（ａ）及び図２１（ａ）の例では、式（５）の係数Ｎは３に設定され、あてはめ区間の幅ＬＷは３分に設定されている。また、近似直線は、最小自乗法が用いられる。図２０（ａ）及び図２１（ｂ）の縦軸は正規化された値を示している。図２１（ｂ）及び図２１（ｂ）の「条件Ｉ」で示す線図は、運転者が「眠くはないが、何らかの理由で刺激が欲しいと思う」という申告をしたタイミングを示している。図２１（ｂ）及び図２１（ｂ）の「条件ＩＩ」で示す線図は、運転者が「眠いので、眠気を除く理由で刺激が欲しいと思う」という申告をしたタイミングを示している。図２０（ｂ）及び図２１（ｂ）の「ドライバ状態」で示す図は、運転者の申告内容に基づいて取得した運転者の状態を示す図である。「ドライバ状態」の図は、「条件Ｉ」及び「条件ＩＩ」のいずれの報告もなされていない領域を「通常状態」と示し、「条件Ｉ」の申告がなされている領域を「注意力低下状態」と示し、「条件ＩＩ」の申告がなされている領域を「眠気発生状態」と示している。Ｐ３は、「条件ＩＩ」の申告が初めてなされたタイミングを示している。すなわち、運転者は、Ｐ３のタイミングで眠気発生状態となっている。
【００９２】
図２０（ｂ）に示すように、運転者は、ｔ＝１３５０秒付近で通常状態から注意力低下状態へ移行し、ｔ＝２２３０秒付近（Ｐ３）で注意力低下状態から眠気発生状態へ移行している。一方、図２０（ａ）に示すように、生体状態推定装置３１０は、ｔ＝１４００秒付近（Ｐ１）で運転者が通常状態から注意力低下状態へ移行することを検知しており、ｔ＝２２１０秒付近（Ｐ２）で運転者が注意力低下状態から眠気発生状態へ移行すると推定している。以上のように、生体状態推定装置３１０は、高い精度で注意力の低下を検知すると共に、高い精度で眠気発生状態となるまでに要する時間を推定することができる。
【００９３】
図２１（ｂ）に示すように、運転者は、ｔ＝５００秒付近で通常状態から注意力低下状態へ移行し、ｔ＝９２０秒付近（Ｐ６）で注意力低下状態から眠気発生状態へ移行している。一方、図２１（ａ）に示すように、生体状態推定装置３１０は、ｔ＝５７０秒付近（Ｐ４）で運転者が通常状態から注意力低下状態へ移行することを検知しており、ｔ＝８３０秒付近（Ｐ５）で運転者が注意力低下状態から眠気発生状態へ移行すると推定している。図２１は、図２０に比べて運転者の状態変化が急激である。従って、図２１の実施例における結果は、図２０の実施例における結果よりも誤差は大きい。しかし、状態変化が急激であるにも関わらず、生体状態推定装置３１０は、適切な運転支援を行うことができる程度に高い精度で注意力の低下を検知すると共に、高い精度で眠気発生状態となるまでに要する時間を推定することができる。
【００９４】
［第五実施形態］
次に、図２２を参照して本発明の第五実施形態に係る生体状態推定装置４１０及び車両制御装置４００について説明する。第五実施形態に係る生体状態推定装置４１０及び車両制御装置４００は、運転者個人に合わせて注意力低下閾値ＴＨ１を変更する点で、第四実施形態に係る生体状態推定装置３１０及び車両制御装置３００と主に相違している。
【００９５】
図２２は、第五実施形態に係る生体状態推定装置４１０及び車両制御装置４００のブロック構成を示した図である。図２２に示すように、生体状態推定装置４１０のＥＣＵ２は、個人認証部４１、データベース４２を備えている。その他の構成は、第四実施形態に係る生体状態推定装置３１０及び車両制御装置３００と同様である。
【００９６】
個人認証部４１は、運転者の個人認証を行う機能を有している。データベース４２は、運転者の名前と注意力低下閾値ＴＨ１とを関連付けてデータベースとして記憶する機能を有している。また、データベース４２は、個人認証部４１の結果に応じた注意力低下閾値ＴＨ１を出力する機能を有している。データベース４２は、各運転者が始めて生体状態推定装置４１０を利用した際における注意力低下閾値ＴＨ１のデータを保存しておくことができる。
【００９７】
以上のような構成によって、生体状態推定装置４１０は、個人認証部４１で運転者の個人認証を行い、データベース４２から対応する注意力低下閾値ＴＨ１を取得する。また、生体状態推定装置４１０は、注意力低下閾値ＴＨ１をＳ３００の処理で利用する。これによって、本実施形態に係る生体状態推定装置４１０は、運転者個人に合わせた適切な判定を行うことができる。
【００９８】
［第六実施形態］
次に、図２３を参照して本発明の第六実施形態に係る生体状態推定装置５１０及び車両制御装置５００について説明する。第六実施形態に係る生体状態推定装置５１０及び車両制御装置５００は、運転者のメガネの有無に合わせて注意力低下閾値ＴＨ１を変更する点で、第四実施形態に係る生体状態推定装置３１０及び車両制御装置３００と主に相違している。
【００９９】
図２３は、第六実施形態に係る生体状態推定装置５１０及び車両制御装置５００のブロック構成を示した図である。図２３に示すように、生体状態推定装置５１０のＥＣＵ２は、メガネ判定部５１、データベース５２を備えている。その他の構成は、第四実施形態に係る生体状態推定装置３１０及び車両制御装置３００と同様である。
【０１００】
メガネ判定部５１は、運転者がメガネを装着しているか否かの判定を行う機能を有している。メガネ判定部５１は、眼データ取得部３からのデータに基づいてメガネの有無を判定する。データベース５２は、メガネがある場合及びメガネがない場合における注意力低下閾値ＴＨ１を求めるための係数をデータベースとして記憶する機能を有している。また、データベース５２は、メガネ判定部５１の結果に応じた係数を出力する機能を有している。
【０１０１】
次に、図２４を参照して、本実施形態に係る生体状態推定装置５１０及び車両制御装置５００の動作について説明する。図２４は、本実施形態に係る生体状態推定装置５１０における情報処理を示すフローチャートである。図２４に示す情報処理は、車両の運転開始から走行している間、生体状態推定装置５１０のＥＣＵ２において繰り返し実行される処理である。
【０１０２】
図２４に示すように、開眼時間取得部７は運転者の開眼時間を取得すると共に取得した開眼時間データを格納バッファ１１に格納する（ステップＳ１００）。次に、ばらつき演算部８は、開眼時間データに基づいて開眼時間のばらつき、すなわち標準偏差を演算する（ステップＳ１１０）。なお、Ｓ１００、Ｓ１１０では、図２のＳ１００、Ｓ１１０と同様の処理がなされる。
【０１０３】
メガネ判定部５１は、運転者がメガネを装着しているか否かを判定する（ステップＳ３４０）。Ｓ３４０において、メガネ判定部５１がメガネを装着していると判定した場合、注意力低下状態判定部３１は、データベース５２からのデータに基づいてメガネ用の注意力低下閾値ＴＨ１を取得する（ステップＳ３５０）。具体的には、注意力低下状態判定部３１は、データベース５２からメガネ用の係数Ｎをダウンロードし、当該係数に基づいて式（５）の演算を行う。メガネ用の係数Ｎは、例えばＮ＝５に設定することができる。一方、Ｓ３４０において、メガネ判定部５１がメガネを装着していないと判定した場合、注意力低下状態判定部３１は、データベース５２からのデータに基づいて裸眼用の注意力低下閾値ＴＨ１を取得する（ステップＳ３６０）。具体的には、注意力低下状態判定部３１は、データベース５２から裸眼用の係数Ｎをダウンロードし、当該係数に基づいて式（５）の演算を行う。裸眼用の係数Ｎは、例えばＮ＝３に設定することができる。その後、図１６と同じくＳ３００〜Ｓ３３０の処理が実行される。
【０１０４】
運転者がメガネを装着している場合、運転者の眼は、注意力が低下していないときであっても眼が疲れやすく、裸眼の場合に比して開眼時間のばらつきが大きくなる。本実施形態に係る生体状態推定装置５１０は、メガネの有無によって注意力低下閾値ＴＨ１を変更することで、より適切な判定を行うことができる。
【０１０５】
［第七実施形態］
次に、図２５を参照して本発明の第七実施形態に係る生体状態推定装置６１０及び車両制御装置６００について説明する。第七実施形態に係る生体状態推定装置６１０及び車両制御装置６００は、開眼時間のばらつきの時間的変化量に基づいて運転者の生体状態を推定する点で、第一実施形態に係る生体状態推定装置１０及び車両制御装置１と主に相違している。
【０１０６】
図２５は、第七実施形態に係る生体状態推定装置６１０及び車両制御装置６００のブロック構成を示した図である。図２５に示すように、生体状態推定装置６１０のＥＣＵ２は、モデルあてはめ部６２、傾き判定部（生体状態変化判定ユニット）６３、居眠り発生時刻演算部（生体状態推定ユニット）６４を備えている。その他の構成は、第一実施形態に係る生体状態推定装置１０及び車両制御装置１と同様である。
【０１０７】
モデルあてはめ部６２は、開眼時間ばらつきに対して近似線をあてはめる機能を有している。あてはめる近似式の種類は開眼時間ばらつきデータが精度よく近似できるものであれば特に問わず、例えば、傾きと切片が定められた直線を当てはめることができる。また、傾きや切片の妥当性評価方法は評価が可能であれば特に問わないが、例えば最小自乗法を用いることができる。なお、この近似線の傾きは、請求項における時間的変化量に対応している。
【０１０８】
傾き判定部６３は、モデルあてはめ部６２で得られた近似線の傾きの大きさ（すなわち、開眼時間のばらつきの時間的変化量）を判定する機能を有している。具体的には、傾き判定部６３は、近似線の傾きの大きさを予め設定した設定値と比較することによって判定することができる。また、傾き判定部６３は、近似線の傾きに基づいて生体状態の変化を判定する機能も有している。具体的には、傾きが下降している場合は覚醒度が低下している状態であり、傾きが上昇しているときは覚醒度が高くなっている状態であると判定することができる。
【０１０９】
居眠り発生時刻演算部６４は、近似線の傾きに基づいて将来の生体状態を推定、すなわち予測する機能を有している。近似線の傾き近似線に基づいて演算することによって、将来、運転操作に支障が出る程度にまで覚醒度が低下している状態（居眠り発生状態）となることを推定することができる。居眠り発生時刻演算部６４は、更に、居眠りが発生する時刻を演算する機能も有している。なお、居眠り発生時刻演算部６４は、運転操作に支障が出る程度にまで覚醒度が低下している状態に将来なることを「推定」するものであり、運転操作に将来支障がでるおそれが生じるような、現在の覚醒度が浅く低下していることを「判定」することのできる眠気予知部９とは機能が異なっている。
【０１１０】
次に、図２６を参照して、本実施形態に係る生体状態推定装置６１０及び車両制御装置６００の動作について説明する。図２６は、本実施形態に係る生体状態推定装置６１０における情報処理を示すフローチャートである。図２６に示す情報処理は、車両の運転開始から走行している間、生体状態推定装置６１０のＥＣＵ２において繰り返し実行される処理である。
【０１１１】
図２６に示すように、開眼時間取得部７は運転者の開眼時間を取得すると共に取得した開眼時間データを格納バッファ１１に格納する（ステップＳ１００）。次に、ばらつき演算部８は、開眼時間データに基づいて開眼時間のばらつき、すなわち標準偏差を演算する（ステップＳ１１０）。次に、眠気予知部９は、眠気予知を行う（ステップＳ１２０）。なお、Ｓ１００、Ｓ１１０、Ｓ１２０では、図２のＳ１００、Ｓ１１０、Ｓ１２０と同様の処理がなされる。
【０１１２】
眠気予知部９によって運転者の覚醒度が低い状態であると判定された場合（すなわち、眠気の予知がなされた場合）、モデルあてはめ部６２は、開眼時間ばらつきに対して近似線を当てはめる（ステップＳ４００）。具体的なモデルあてはめ処理の内容を図２７を参照して詳細に説明する。図２７はモデルあてはめ処理の内容を説明するための線図である。図２７（ａ）は、ステップＳ１２０の眠気予知の出力があったか否かを示す線図であり、図６（ｂ）における振幅閾値Ｔｈ＿ａの下回り継続時間が時間閾値Ｔｈ＿ｔを超える箇所を検出した場合の検出箇所の立ち上がりの時間に、眠気予知出力があったものとし、その時刻を時刻ｔ０とする。図２７（ｂ）は、図５（ａ）に対応する開眼時間ＳＤのグラフ中に、開眼時間ＳＤの線図の近似線を書き込んだ図である。図２７（ｂ）に示すように、モデルあてはめ部６２は、時刻ｔ０から過去ｔｐ秒の間の区間（時刻ｔ０−ｔｐから時刻ｔ０の間の区間）の開眼時間ＳＤに対しての近似線を算出する。近似式の種類は開眼時間ばらつきデータが精度よく近似できるものであれば特に問わないが、本実施形態では、直線を当てはめた場合について説明する。近似線の式は、式（７）で表され、係数Ａ，Ｂを定めることによって得られる。なお、係数Ａ及び係数Ｂの妥当性評価方法は評価が可能であれば特に問わないが、例えば最小自乗法を用いることができる。なお、この近似線の傾きは、請求項における時間的変化量に対応している。
【０１１３】
【数７】
2010092860.tif 000009
【０１１４】
Ｓ４００で近似線を算出した後、傾き判定部６３は、係数Ａで与えられる近似線の傾きの大きさを判定する（ステップＳ４１０）。傾き判定部６３は、近似線の傾きＡの大きさを予め設定した設定値Ｇｔと比較することによって判定する。傾き判定部６３は、Ａ＜Ｇｔの関係が成り立つときは傾きが設定値より小さく、覚醒度の低下が進んでいる状態であると判定し、Ａ≧Ｇｔの関係が成り立つときは傾きが設定値以上であり、覚醒度の低下が進んでいない状態であると判定、あるいは覚醒度が上昇している状態であると判定する。Ｓ４１０において、傾きが設定値以上であると判定された場合は、Ｓ１００へ戻り、再びＳ１００から処理が繰り返される。
【０１１５】
一方、Ｓ４１０において傾きが設定値より小さいと判定された場合、居眠り発生時刻演算部６４は、Ｓ４００で算出した近似線に基づいて、運転操作に支障が出る程度にまで覚醒度が低下する時刻を演算する（ステップＳ４２０）。居眠り発生時刻演算部６４は、図２７（ｂ）に示すように、Ｓ４００で算出した近似線を将来の時刻まで延長し、その延長線が予め設定した閾値ｙｔｈと一致する時刻ｔｔｈを居眠りが発生する時刻と推定する。具体的には、居眠り発生時刻演算部６４は、近似線の係数Ａ及び係数Ｂを式（８）に代入することによって居眠り発生時刻ｔｔｈを算出する。更に、居眠り発生時刻ｔｔｈを式（９）に代入することによって、「後何秒で居眠りが発生するか」を示す居眠り発生までの残り時間ｔｓを算出する。
【０１１６】
【数８】
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【０１１７】
【数９】
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【０１１８】
ＥＣＵ２は、結果出力部４あるいは運転支援部６に制御信号を出力して運転支援処理を行う（ステップＳ４３０）。具体的には、結果出力部４から音声出力や画像表示によって、運転者に対して「あとｔｓ秒後に居眠りが発生する」旨を伝達し、更に、休憩を取ることを促すことができる。更に、運転支援部６を制御することによって、ブレーキペダルを踏むことですぐに停車できるようにブレーキのブースト圧を上げたり、ナビゲーション装置の地図情報を参照して休憩をとるように安全な場所へ退避させて強制的にブレーキを作動させたり、シートベルトの巻き上げ、乗員保護バッグ、鞭打ち軽減のためのヘッドレスト移動などの乗員保護装置を作動しやすくしたり、カメラで車線を検出して車線逸脱しないように操舵反力を与えたり、またはレーンキープをしたり、ミリ波レーダー、レーザー光で前方車両との車間距離を検出して一定以上に保ったり、または車間距離の設定を大きくしたり、カメラ画像で周囲の障害物を監視してブレーキ、操舵による回避動作をアシストしたり、エンジン回転数を下げたりすることができる。運転支援処理が終了すると図２６に示す制御処理が終了し、再びＳ１００から処理を開始する。
【０１１９】
従来の生体状態の検出方法では、車両運転の操作に影響が出る程にまで覚醒度が低下したことは検出することはできるものの、その前段階となる浅い覚醒度の低下までは検出することができず、車両運転の誤操作を未然に防ぐことが困難であった。しかし、本実施形態に係る生体状態推定装置６１０によれば、運転者の眼の開眼時間を取得し、その開眼時間のばらつきの時間的変化量（すなわち近似線のようなモデル化されたグラフの傾きなど）に基づいて生体状態を推定することによって、覚醒度の低下が浅い段階であっても、将来車両運転の誤操作が発生する程度にまで覚醒度が大幅に低下することを事前に推定することができる。特に、本実施形態に係る車両制御装置６００によれば、運転者の開眼時間のばらつきの時間的変化量に基づいて車両を制御することにより、車両運転の誤操作が発生する前段階で運転支援を行うことが可能となる。以上によって、車両などの機器の運転の安全性を高めることができる。
【０１２０】
図２８及び図２９を参照して、本実施形態に係る生体状態推定装置６１０の実施例について説明する。図２８は、被験者たる運転者の生体状態を推定する場合における生体状態推定装置６１０による処理内容を示す各線図と、被験者の眠気の強さとの関係を示す図である。図２８（ａ）はステップＳ１２０で眠気予知出力があったか否かを示す線図であり、図２８（ｂ）は開眼時間標準偏差の近似線から居眠り発生時刻を推定することを示した線図であり、図２８（ｃ）は被験者の自己申告によって眠気の強さをプロットした図である。また、図２９は図２８に示す実施例における各定数の値及び単位を示した図表である。この実施例では、図２８（ａ）に示すように時刻ｔ０＝１１２０秒で眠気予知出力が検出される。次に、ｔｐ＝５００秒であるため、時刻ｔ０−ｔｐからｔ０の間の区間、すなわち６２０〜１１２０秒付近の区間における開眼時間標準偏差の近似線ＡＬが算出される。この近似線ＡＬは、ｙ＝−０．０５２ｔ＋８６．２と算出される。
【０１２１】
このように、近似線ＡＬの傾き＝−０．０５２であるため、傾きＡ＜Ｇｔ（＝０）の関係がなりたつため、傾きが設定値より小さいと判定される。これによって、前述の式（８）にｙｔｈ＝１０、Ａ＝―０．０５２、Ｂ＝８６．２を代入することによって、居眠り発生時刻ｔｔｈ＝１４２７秒と算出される。また、居眠り発生までの残り時間ｔｓ＝３０７秒と算出される。この結果と被験者の眠気の強さとの関係を検証すると、図２８（ｃ）に示すように、推定した時刻ｔｔｈより数十秒後には完全に意識がなくなった状態となっている（図中Ｐ２で示す領域）。このように、本発明に係る生体状態推定装置６１０によれば、あとどのくらいの時間で居眠りが発生するかについて、１分程度の誤差で正確に推定することができることが分かる。なお、眠気予知出力があった時刻ｔ０付近においては、覚醒度の弱い低下が見られる（図中Ｐ１で示す領域）。また、閾値ｙｔｈを高く設定すれば、更に早い段階の覚醒度低下までの時間を推定することもできる。
【０１２２】
［第八実施形態］
次に、図３０〜図３２を参照して本発明の第八実施形態に係る生体状態推定装置７１０及び車両制御装置７００について説明する。第八実施形態に係る生体状態推定装置７１０及び車両制御装置７００は、既に運転者に対して居眠予知出力がなされている場合に、居眠予知をキャンセルしたり、新たな情報に更新することができる点で、第七実施形態に係る生体状態推定装置６１０及び車両制御装置６００と主に相違している。
【０１２３】
図３０は、第八実施形態に係る生体状態推定装置７１０及び車両制御装置７００のブロック構成を示した図である。図３０に示すように、生体状態推定装置７１０のＥＣＵ２は、居眠予知出力有無判定部７１、変化量判定部７２、傾き比較部７３、予知キャンセル出力部７４を更に備えている。各構成要素は、請求項における推定結果更新ユニットとして機能する。なお、その他の構成は、第七実施形態に係る生体状態推定装置６１０及び車両制御装置６００と同様である。
【０１２４】
居眠予知出力有無判定部７１は、既に運転者に対して居眠予知結果の出力がなされているか否かの判定を行う機能を有している。例えば、既に居眠発生時刻演算がなされて結果出力部４のディスプレイなどに居眠が発生するまでの残り時間が表示されている場合には居眠予知結果の出力がなされていると判定し、今までに表示や通知がなされていない場合は居眠予知の出力がいまだなされていないと判定する。
【０１２５】
変化量判定部７２は、現在時刻における開眼時間ばらつきの変化量を求めると共に、その変化量が予め設定された設定値以上であるか否かを判定する機能を有している。具体的に、変化量判定部７２は、現在時刻ｔ０と時刻ｔ０−ｔｐまでの区間における開眼時間標準偏差に基づいて得られた近似線の傾きを演算することによって取得し、その傾きと予め設定した設定値とを比較することによって、覚醒度が低下する傾向にあるのか上昇する傾向にあるのかを判定する。
【０１２６】
傾き比較部７３は、前時刻における開眼時間ばらつきの変化量と現在時刻における開眼時間ばらつきの変化量とを比較する機能を有している。現在時刻における変化量が前時刻における変化量よりも小さい場合、傾きが負方向へ増加しているものと判定される。これは、開眼時間ばらつきが減少する傾向が強くなるということであるため、居眠り発生までの時間が早まると判断される。一方、現在時刻における変化量が前時刻における変化量よりも大きい場合、傾きが正方向へ増加しているものと判定される。これは、開眼時間ばらつきが増加する傾向が強くなるということであるため、居眠り発生までの時間は伸びる、あるいは居眠りは発生しないと判断される。
【０１２７】
予知キャンセル出力部７４は、既に運転者に対して出力されている居眠り予知結果を消去すると共に、居眠り予知を解除した旨を運転者に伝達する機能を有している。伝達方法としては、結果出力部４のディスプレイに映像として表示させたり、スピーカから音声で出力することによって伝達することができる。
【０１２８】
次に、図３１を参照して、本実施形態に係る生体状態推定装置７１０及び車両制御装置７００の動作について説明する。図３１は、本実施形態に係る生体状態推定装置７１０における情報処理を示すフローチャートである。図３１に示す情報処理は、車両の運転開始から走行している間、生体状態推定装置７１０のＥＣＵ２において繰り返し実行される処理である。
【０１２９】
図３１に示すように、開眼時間取得部７は運転者の開眼時間を取得すると共に取得した開眼時間データを格納バッファ１１に格納し（ステップＳ１００）、ばらつき演算部８は開眼時間標準偏差を演算し（ステップＳ１１０）、眠気予知部９は運転者の眠気の予知をし（ステップＳ１２０）、モデルあてはめ部６２は開眼時間ばらつきに対して近似線を当てはめる（ステップＳ４００）。なお、Ｓ１００〜Ｓ４００では、図２６のＳ１００〜Ｓ４００と同様の処理がなされる。次に、居眠予知出力有無判定部７１は、既に運転者に対して居眠予知結果の出力がなされているか否かの判定を行う（ステップＳ５００）。Ｓ５００の処理では、具体的に、すでに居眠発生時刻演算がなされて結果出力部４のディスプレイなどに居眠が発生するまでの残り時間が表示されている場合には、制御処理は変化量判定処理へ移行する（ステップＳ５１０）。一方、Ｓ５００の処理において、居眠予知の出力がいまだなされていないと判定された場合は、居眠り発生時刻演算処理へ移行し（ステップＳ４２０）、運転支援処理がなされる（ステップＳ４３０）。なお、Ｓ４２０及びＳ４３０では、図２６のＳ４２０及びＳ４３０と同様の処理がなされる。
【０１３０】
ステップＳ５１０において、変化量判定部７２は、現在時刻における開眼時間ばらつきの変化量を求めると共に、その変化量が予め設定された設定値以上であるか否かを判定する。変化量判定部７２は、現在時刻ｔ０と時刻ｔ０−ｔｐまでの区間における開眼時間標準偏差に基づいて得られた近似線の傾きを演算することによって取得する。具体的に、近似線の式は第七実施形態の式（７）と同様な式で表され、係数Ａがばらつきの変化量に相当する（請求項における時間的変化量に相当する）。なお、係数Ａ及び係数Ｂの妥当性評価方法は評価が可能であれば特に問わないが、例えば最小自乗法を用いることができる。傾きを示す係数Ａが得られると、この係数Ａと予め定めた設定値ＴＨ１とを比較する。なお、ＴＨ１の範囲はＴＨ１＞０で与えられる。係数Ａが設定値ＴＨ１以下である場合、すなわちＡ≦ＴＨ１の関係が成り立つ場合は、覚醒度が低下する傾向にあると判定され、傾き比較処理へ移行する（ステップＳ５２０）。一方、係数Ａが設定値ＴＨ１より大きい場合、すなわちＡ＞ＴＨ１の関係が成り立つ場合は、覚醒度が上昇する傾向にあると判定され、予知キャンセル出力処理へ移行する（ステップＳ５３０）。
【０１３１】
Ｓ５２０の処理において、傾き比較部７３は、前時刻における開眼時間ばらつきの変化量と現在時刻における開眼時間ばらつきの変化量とを比較する。具体的には、図３２に示すように、現在時刻における変化量は時刻ｔ０における近似線の傾き（Ａ１とする）から得られる。また、前時刻における変化量は時刻ｔ０−ｔｄにおける近似線の傾き（Ａ２とする）から得られる。なお、ｔｄは生体状態推定装置７１０の処理周期時間によって与えられる値である。このとき、現在時刻における変化量が前時刻における変化量よりも小さい場合、すなわちＡ１＜Ａ０の関係が成り立つときは傾きが負方向へ増加しているものと判定される。Ａ１＜Ａ０が成り立つ場合は、開眼時間ばらつきが減少する傾向が強くなるということであるため、居眠り発生までの時間が早まると判断され、居眠発生時刻の再計算が必要となる。従って、Ｓ５２０において傾きが負方向に増加していると判定されると、居眠り発生時刻計算処理へ移行して居眠発生時刻の再計算がなされ（ステップＳ４２０）、その後運転支援処理がなされ（ステップＳ４３０）、図３１に示す処理が終了し、再びＳ１００から処理を開始する。なお、Ｓ４２０及びＳ４３０では第七実施形態の図２６におけるＳ４２０及びＳ４３０と同様の処理が行われる。一方、現在時刻における変化量が前時刻における変化量以上である場合、すなわちＡ１≧Ａ０の関係が成り立つときは傾きが正方向へ増加しているものと判定され、図３１に示す処理が終了し、再びＳ１００から処理を開始する。
【０１３２】
一方、Ｓ５３０の処理において、予知キャンセル出力部７４は、既に運転者に対して出力されている居眠り予知結果を消去すると共に、居眠り予知を解除した旨を運転者に伝達する。伝達方法は、結果出力部４のディスプレイに映像として表示させたり、スピーカから音声で出力することによって伝達する。Ｓ５３０の処理が終了すると、図３１に示す処理は終了し、再びＳ１００から処理を開始する。
【０１３３】
以上によって、本実施形態に係る生体状態推定装置７１０では、近似線の傾き、すなわち時間的変化量の増減に基づいて、生体状態の変化に要する時間を更新することができる。これによって、例えば、近似線の傾きが増加しているときは開眼時間のばらつきが多くなっているときであるため、生体状態変化までの推定時間を多くするか、キャンセルすることが可能となり、近時線の傾きが減少しているときは開眼時間のばらつきが少なくなっているときであるため、新たな推定時間を導き出して更新することができる。これによって、対象者の最新の開眼状況を推定結果に反映できるため、推定精度を向上させることができる。
【０１３４】
本発明に係る生体状態推定装置及び車両制御装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。
【０１３５】
例えば、上述の実施形態では、生体状態として眠気、すなわち覚醒度の低下について判定しているが、これに代えて開眼時間のばらつきに基づいて運転者の注意力低下（ぼんやり状態）や、逆に覚醒状態（眼が覚める状態）について判定してもよい。
【０１３６】
また、図２、９、１２、１６、２４、２６、３１の処理においては、ばらつき演算部８は開眼度のばらつきを標準偏差で求めているが、これに代えて、分散やヒストグラムなどの他の統計処理によって求めてもよい。
【０１３７】
また、上述の実施形態では、開眼時間のばらつきを統計処理によって求めていたが、例えば、所定サンプリング時間内で、開眼時間のうち、所定の閾値より長い開眼時間と短い開眼時間の個数をカウントし、それらのカウント数の割合に基づいて開眼時間のばらつきを判断してもよい。
【０１３８】
また、上述の実施形態では、眠気予知部９が覚醒度の低下を推定した後も繰り返しばらつき演算部８や眠気予知部９による情報処理が継続されているが、これに代えて、眠気予知部９が覚醒度の低下を推定した後は、居眠り検出モードに切り替え、公知の技術のように運転者の閉眼時間や開眼度を測定することによって直接居眠り検出を行ってもよい。これによれば、眠気予知部９で将来の眠気を推定した後は、現実の運転者の眠気をリアルタイムで監視するモードに切り替えることによって、覚醒状態から意識喪失までの状態を正確に監視することができ、一層適格な運転支援を行うことができる。
【０１３９】
また、上述の実施形態では、生体状態推定装置を車両制御装置に組み込むことで車両運転者の生体状態を推定していたが、これに限らず、他の乗物に搭載することによって各種運転者に対して適用することができる。
【０１４０】
また、上述の各実施形態においては、近似線の傾き、すなわち開眼時間のばらつきの時間的変化量に基づいて、居眠りが発生するまでに要する時間、すなわち生体状態の変化に要する時間を推定し、当該結果を運転者に対して出力し、運転支援を行っていた。しかし、これに代えて、傾き判定部（生体状態変化判定ユニット）６３は、開眼時間のばらつきの時間的変化量に基づいて運転者の生態状態の変化を判定してもよい。すなわち、傾き判定部６３は、開眼時間のばらつきの近似線の傾きに基づいて運転者の生態状態が変化しているかどうかを判定することができ、例えば、傾きが負の方向に下降している場合は、運転者の覚醒度が急激に低下していると判定し、居眠りが発生すると判定し、あるいはぼんやりした状態であると判定し、それらを判定した時点で適切な運転支援を行ってもよい。一方、傾きが正の方向に上昇している場合は、運転者が覚醒している状態と判定し、現在行っている運転支援を解除したり、休憩のために車両を停車させる予定であった待避場所の位置を現時点における位置よりも遠くに設定してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１４１】
本発明は、対象者の生体状態を推定する際に利用可能である。
【符号の説明】
【０１４２】
１，１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００…車両制御装置、７…開眼時間取得部（開眼時間取得ユニット）８…ばらつき演算部（ばらつき取得ユニット）、９…眠気予知部（生体状態判定ユニット）、１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１０，７１０…生体状態推定装置、１５…単位時間幅設定部（時間幅設定ユニット）、２１…最大値導出部（最大値導出ユニット）、２２…閾値設定部（閾値設定ユニット）、３１…注意力低下状態判定部（生体状態判定ユニット）、３２…眠気発生可能性判定部（眠気発生可能性判定ユニット）、３３…眠気発生時間推定部（眠気発生推定ユニット）、６３…傾き判定部（生体状態変化判定ユニット）、６４…居眠り発生時刻演算部（生体状態推定ユニット）、７１…居眠予知出力有無判定部（推定結果更新ユニット）、７２…変化量判定部（推定結果更新ユニット）、７３…傾き比較部（推定結果更新ユニット）、７４…予知キャンセル出力部（推定結果更新ユニット）。Ｔｈ＿ａ，ＴＨ（ｔ０）…振幅閾値（所定の閾値）、ｔｗ，Ｗ…単位時間幅（時間幅）。
【図１】
2010092860.tif 000012
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
2010092860.tif 000036
【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年11月25日(2010.11.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象者の眼の開眼時間を取得する開眼時間取得ユニットと、
前記開眼時間取得ユニットで取得した前記開眼時間のばらつきを取得するばらつき取得ユニットと、
前記ばらつき取得ユニットの取得した前記開眼時間のばらつきに基づいて前記対象者の生体状態を判定する生体状態判定ユニットと、を備え、
前記生体状態判定ユニットは、前記対象者の誤操作が発生する程度まで覚醒度が低下する前段階での、覚醒度が低い状態を判定し、
前記生体状態判定ユニットは、前記開眼時間のばらつきが所定の閾値を下回ったことに基づいて、覚醒度が低い状態であると判定することを特徴とする生体状態推定装置。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
前記ばらつき取得ユニットは、前記開眼時間を標準偏差、あるいは分散から統計処理することによって前記開眼時間のばらつきを演算することを特徴とする請求項１記載の生体状態推定装置。
【請求項５】
前記生体状態判定ユニットは、前記開眼時間のばらつきの平均値を演算することによってデータの平滑化を行い、演算した値と前記所定の閾値を比較することによって前記生体状態を判定することを特徴とする請求項４記載の生体状態推定装置。
請求項４記載の生体状態推定装置。
【請求項６】
前記生体状態判定ユニットが覚醒度が低い状態であることを判定した後、前記対象者の眠気を直接検出する居眠り検出モードへ切り替えることを特徴とする請求項１記載の生体状態推定装置。
【請求項７】
前記開眼時間取得ユニットで取得した複数の前記開眼時間のデータに基づき、ばらつき取得ユニットでの統計処理のための時間幅を設定する時間幅設定ユニットを更に備えていることを特徴とする請求項４記載の生体状態推定装置。
【請求項８】
前記開眼時間のばらつきの最大値を導出すると共に更新する最大値導出ユニットと、
更新された前記最大値に基づき、前記生体状態判定ユニットが前記生体状態を判定する際に用いる前記所定の閾値を設定する閾値設定ユニットとを更に備えていることを特徴とする請求項５記載の生体状態推定装置。
【請求項９】
対象者の眼の開眼時間を取得する開眼時間取得ユニットと、
前記開眼時間取得ユニットで取得した前記開眼時間のばらつきを取得するばらつき取得ユニットと、
前記ばらつき取得ユニットの取得した前記開眼時間のばらつきに基づいて前記対象者の生体状態を判定する生体状態判定ユニットと、を備え、
前記生体状態判定ユニットは、前記対象者が眠気状態となる前段階での注意力低下を判定し、
前記生体状態判定ユニットは、前記開眼時間のばらつきが注意力低下閾値以上となったことに基づいて、注意力低下と判定することを特徴とする生体状態推定装置。
【請求項１０】
前記生体状態判定ユニットが注意力低下を判定した後、前記対象者が眠気状態になる可能性があるか否かを判定する眠気発生可能性判定ユニットを更に備えることを特徴とする請求項９記載の生体状態推定装置。
【請求項１１】
前記生体状態判定ユニットが注意力低下を判定した後、前記開眼時間のばらつきの時間的変化量に基づいて、前記対象者が眠気状態になるまでに要する時間を推定する眠気発生推定ユニットを更に備えることを特徴とする請求項９記載の生体状態推定装置。
【請求項１２】
対象者の眼の開眼時間を取得する開眼時間取得ユニットと、
前記開眼時間取得ユニットで取得した前記開眼時間のばらつきを取得するばらつき取得ユニットと、
前記ばらつき取得ユニットの取得した前記開眼時間のばらつきの時間的変化量に基づいて前記対象者の生体状態を推定する生体状態推定ユニットと、を備える生体状態推定装置。
【請求項１３】
前記生体状態推定ユニットは、前記時間的変化量に基づいて、前記生体状態の変化に要する時間を推定することを特徴とする請求項１２記載の生体状態推定装置。
【請求項１４】
前記時間的変化量の増減に基づいて、前記生体状態の変化に要する時間を更新する推定結果更新ユニットを更に備えることを特徴とする請求項１３記載の生体状態推定装置。
【請求項１５】
対象者の眼の開眼時間を取得する開眼時間取得ユニットと、
前記開眼時間取得ユニットで取得した前記開眼時間のばらつきを取得するばらつき取得ユニットと、
前記ばらつき取得ユニットの取得した前記開眼時間のばらつきの時間的変化量に基づいて前記対象者の生体状態の変化を判定する生体状態変化判定ユニットと、を備えることを特徴とする生体状態推定装置。
【請求項１６】
前記ばらつき取得ユニットは、所定のサンプリング時間内で、前記開眼時間取得ユニットで取得した開眼時間のうち、所定の閾値より長い開眼時間と短い開眼時間の個数をカウントすることによって前記開眼時間のばらつきを取得することを特徴とする請求項１、９、１２、１５のいずれか一項記載の生体状態推定装置。
【請求項１７】
（削除）
【請求項１８】
（削除）
【請求項１９】
前記生態状態判定ユニットは、前記開眼時間のばらつきが前記所定の閾値を下回っている継続時間が、時間閾値を上回っている場合に、覚醒度が低い状態であると判定することを特徴とする請求項１、４〜８のいずれか一項記載の生体状態推定装置。
【請求項２０】
前記眠気発生可能性判定ユニットは、前記開眼時間のばらつきに対して設定された近似直線の傾きに基づいて、前記対象者が眠気状態になる可能性があるか否かを判定することを特徴とする請求項１０記載の生体状態推定装置。
【請求項２１】
前記時間的変化量は、前記開眼時間のばらつきに対して設定された近似直線の傾きによって示され、
前記眠気発生推定ユニットは、前記近似直線を将来の時刻まで延長し、当該延長された前記近似直線が閾値と一致する時刻に基づいて、前記対象者が眠気状態になるまでに要する時間を推定することを特徴とする請求項１１記載の生体状態推定装置。
【請求項２２】
前記時間的変化量は、前記開眼時間のばらつきに対して設定された近似直線の傾きによって示され、
前記生体状態推定ユニットは、前記近似直線の傾きに基づいて、前記生体状態を推定することを特徴とする請求項１２記載の生体状態推定装置。
【請求項２３】
前記時間的変化量は、前記開眼時間のばらつきに対して設定された近似直線の傾きによって示され、
前記生体状態推定ユニットは、前記近似直線を将来の時刻まで延長し、当該延長された前記近似直線が閾値と一致する時刻に基づいて、前記生体状態の変化に要する時間を推定することを特徴とする請求項１３記載の生体状態推定装置。
【請求項２４】
前記時間的変化量は、前記開眼時間のばらつきに対して設定された近似直線の傾きによって示され、
前記生体状態変化判定ユニットは、前記近似直線の傾きに基づいて、前記対象者の生態状態の変化を判定することを特徴とする請求項１５記載の生体状態推定装置。
【請求項２５】
請求項１、４〜１６、１９〜２４のいずれか一項記載の生体状態推定装置を備えることを特徴とする車両制御装置。
【国際調査報告】
2010092860.tif 000044
2010092860.tif 000045
2010092860.tif 000046
2010092860.tif 000047