(57)【要約】【課題】開眼度が所定の閾値を横切ってごく短時間低下する瞼の往復動を単純に一回の瞬きとすると、人によりまた同一人でも時と状況によって閾値を横切る瞼の開閉が短時間に複数回連続して起こるとき、所定期間内の瞬き回数に基づく覚醒状態或いは眠気状態の判断に誤りが生ずる虞れがあることに対処した瞬き検出装置を提供する。【解決手段】時間対開眼度のデータに基づいて瞬きを検出する瞬き検出装置において、開限度が所定の閾値を所定の纏め時間内に複数回往復して横切ったときには、前記複数回の往復の閾値横切りの最初と最後の時点を一往復の閾値横切りの始めと終わりとする瞬きと見做す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
時間対開眼度のデータに基づいて瞬きを検出する瞬き検出装置にして、開限度が所定の閾値を所定の纏め時間内に複数回往復して横切ったときには、前記複数回の往復の閾値横切りの最初と最後の時点を一往復の閾値横切りの始めと終わりとする瞬きと見做すことを特徴とする瞬き検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、眼の瞬きを検出する装置に係り、特に人の眠気状態を瞬きの態様から検知すべく眼の瞬きを検出する瞬き検出装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
車両運転中の居眠りによる事故を防止すべく、人の眠気状態を装置により検出することが種々試みられており、眠気検出の一つの手段として眼の瞬きを検出することが知られている。瞬き状態に基づく眠気判断については、瞬きの頻度、瞬き間隔の平均値、瞬き間隔の標準偏差等をパラメータとすることが知られている。更に、上記の如きパラメータに基づいて眠気を表す瞼開閉特徴量を想定し、該瞼開閉特徴量について眠気警報や安全支援制御を発動させる閾値を設定するにしても、そのような閾値を、該瞼開閉特徴量が正常域を一方向に逸脱する境界に設定するだけでなく、該瞼開閉特徴量が正常域を他方向に逸脱する境界にも設定することが、下記の特許文献１において提案されている。これは、人は一般に眠気がさしてくると瞼の動きが鈍くなるが、時にそれに抗して覚醒しようとして瞼を意図的に激しく動かそうとすることに着目したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６-１４６９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
瞬きとは瞼をごく短時間だけ閉じる動作であり、瞼の開閉は、カメラによる眼の領域の撮影或いは眼の近傍への電極の貼着により瞼の動きを逐次追跡して取得した「時間対開眼度」のデータに基づき、開眼度が所定の閾値以下に低下する時点か、その後に開眼度が再び該閾値以上に上昇する時点か、またはこれら両時点を採取することに基づいて判断されている。この場合、瞼が一度閾値を横切って閉じ、或る短時間の経過後該閾値を横切って開き、その後は瞬きの時間に較べれば十分に長い次の瞬きまでの時間に亙って瞼が明確に開いた状態に維持されれば、一回の瞬きは明瞭であるが、人によりまた同一人でも時と状況によって閾値を横切る瞼の開閉が短時間に複数回連続して起こることがある。この場合、もし瞬き検出装置が閾値を横切る瞼の往復運動によって単純に瞬きを検出するようになっていると、そのような短時間に連続する瞼開閉の動きも個々の瞬きとして検出されることになるが、一方、人の覚醒度或いは眠気度に応じて瞬きの頻度、瞬き間隔の平均値、瞬き間隔の標準偏差等に現れる変化は、そのような短時間に連続する瞼開閉の動きを纏めて一回の瞬きと見做すような瞬きの全体的分布における変化である。
【０００５】
本発明は、瞬きの検出における上記の問題に着目し、人によりまた同一人でも時と状況によって閾値を横切る瞼の開閉が短時間に複数回連続して起こることがあっても、覚醒度或いは眠気度の判断のための瞬きを的確に検出することができる瞬き検出装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決すべく、本発明は、時間対開眼度のデータに基づいて瞬きを検出する瞬き検出装置にして、開限度が所定の閾値を所定の纏め時間内に複数回往復して横切ったときには、前記複数回の往復の閾値横切りの最初と最後の時点を一往復の閾値横切りの始めと終わりとする瞬きと見做すことを特徴とする瞬き検出装置を提案するものである。
【０００７】
前記纏め時間は、人の覚醒度の低下或いは眠気度の上昇に応じて長くされてよい。
【発明の効果】
【０００８】
上記の如く、時間対開眼度のデータに基づいて瞬きを検出する瞬き検出装置において、開限度が所定の閾値を所定の纏め時間内に複数回往復して横切ったときには、前記複数回の往復の閾値横切りの最初と最後の時点を一往復の閾値横切りの始めと終わりとする瞬きと見做すようになっていれば、そのような短時間に連続する複数回の瞼開閉の動きが生じてもそれを纏めて一回の瞬きと見做し、瞬きの全体的分布における変化として現れる人の覚醒度或いは眠気度の判定を誤らせない瞬き検出を行うことができる。
【０００９】
閾値を横切る瞼の開閉が短時間に複数回連続して起こるのは人によりまた同一人でも時と状況によるが、そのように短時間に複数回連続して起こる瞼の開閉の持続時間は人の覚醒度の低下或いは眠気度の上昇に応じて増大するので、前記纏め時間が、人の覚醒度の低下或いは眠気度の上昇に応じて長くされれば、短時間に複数回連続して起こる閾値を横切る瞼の開閉への対処を人の覚醒度或いは眠気度に応じてより一層的確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】カメラによる眼の撮影または眼の近傍への電極の貼着等により得られた人の覚醒時の瞼開閉の度合（開眼度）の時間的変化の一例と、それに対し閾値を設定して瞼閉じ時を検出する要領と、かくして検出された瞼閉じ時データを本発明による覚醒時の統合条件１にて纏め修正して修正後の瞼閉じ時データを生成する要領を示すグラフである。
【図２】カメラによる眼の撮影または眼の近傍への電極の貼着等により得られた人の眠気があるときの瞼開閉の度合（開眼度）の時間的変化の一例と、それに対し閾値を設定して瞼閉じ時を検出する要領と、かくして検出された瞼閉じ時データを本発明により人の眠気度に応じて選択される統合条件２および統合条件３にて纏め修正して修正後の瞼閉じ時データを生成する要領を示すグラフである。
【図３】瞼閉じ時データを纏め修正する統合条件を、瞬き間隔の標準偏差が人の覚醒時の値を初期値として、それより所定の比率以上に上昇することに応じて統合条件１より統合条件２へ切り換える要領を例示するグラフである。
【図４】瞼閉じ時データを纏め修正する統合条件を、瞬き間隔の標準偏差が人の覚醒時の値を初期値として、それより所定の比率以下に低下することに応じて統合条件１より統合条件２へ切り換える要領を例示するグラフである。
【図５】開眼度データより得られた瞼閉じ時データを統合条件１または２により纏め修正して得られた瞼閉じ時データに基づく瞬き間隔の標準偏差をパラメータとして眠気判断を行う信号処理過程の一例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】
【００１１】
人の眼をカメラにより撮影し、或いは眼の近傍に電極を貼着する等により得られた瞼開閉の時間的変化の電気信号をローパスフィルタリングすれば、図１および図２に例示する如き時間対開眼度のデータが得られる。図１は人の覚醒時の一例であり、図２は人の眠気があるときの一例である。そして、かかる時間対開眼度のデータに対し、雑音的瞼開閉より明確に隔たる比較的低い開眼度であって人の瞬きにおける開眼度の変化により確実に横切られるような閾値を設定しておけば、図に「瞼閉じ時（未修正）」として示されている如く瞬きをオンとして把握するオンオフ信号を得ることができる。
【００１２】
この場合、図１および図２に例示する如く、人によりまた同一人でも時と状況によって閾値を横切る瞼の開閉が短時間に複数回連続して起こることがある。しかし、一方、人の覚醒度或いは眠気度に応じて瞬きの頻度、瞬き間隔の平均値、瞬き間隔の標準偏差等に現れる変化は、そのような短時間に連続する瞼開閉の動きを纏めて一回の瞬きと見做すような瞬きの全体的分布における変化である。従って、開眼度が閾値を横切って往復した低下を単純にオンとする図示の如き未修正瞼閉じ信号が、図１や図２の一部に例示する如く短時間内に複数のオン信号を含むようなときには、適当な纏め時間を統合条件として設定し、そのような短時間内に密集して現れるオン信号を纏めて一つのオン信号とするのが好ましい。
【００１３】
更に、そのように短時間に複数回連続して起こる瞼の開閉の持続時間は人の覚醒度の低下或いは眠気度の上昇に応じて増大するので、図２に例示する如く眠気があるときの未修正瞼閉じ信号に対しては、オン信号を纏めて一つのオン信号とする纏め時間は、統合条件２による修正および統合条件３による修正として示す如く、人の覚醒度の低下或いは眠気度の上昇に応じて長くされてよく、かかる対処により瞬きによる人の覚醒度或いは眠気度の判断をより一層的確に行うことができる。
【００１４】
上記の如くオン信号を纏めて一つのオン信号とする纏め時間を統合条件１より統合条件２に切り換えることは、図３および図４に例示する如く、瞬き間隔の標準偏差が測定開始時であって人が通常覚醒状態にある時の初期値の例えば１．５倍以上に上昇することまたは０．５倍以下に低下することによって行われてよい。尚、図３および図４には、参考のため、別途他の眠気測定手段により測定された眠気度が併せて表示されている。
【００１５】
図１または図２に示す如き開眼度データより得られた瞼閉じ時データを統合条件１または２により纏め修正し、得られた瞼閉じ時データより瞬き間隔の標準偏差を算出して眠気判断を行う信号処理過程の一例が図５にフローチャートとして示されている。
【００１６】
瞬き検出装置の作動が開始されると、ステップ（Ｓ）１にて、先ず作動開始の現時点ＴがＴsとして記憶され、次いでステップ２にて、カメラや電極等により瞼の開眼度を検出し、それに雑音的信号変化を除去するローパスフィルタリングを施して図１の最上段に示す如き時間対開眼度の経過を示す電気信号を得ることが行なわれ、次いでステップ３にて、図１の中段に示す如き瞼閉じ時を示す未修正のオンオフ信号が生成される。瞬き検出装置が作動された当初は人は覚醒状態にあると想定されてよいので、続くステップ４において、未修正の瞼閉じ時オンオフ信号が覚醒時の統合条件１により図１の下段に示す如く纏め修正される。
【００１７】
次いで、信号処理はステップ５へ進み、時間Ｔが作動開始時点Ｔsより所定時間Ｔa以上経過したか否かが判断される。時間Ｔaは纏め修正された瞼閉じ時データより瞬き間隔の標準偏差を算出するためのデータを集積するに要する時間である。標準偏差は或る程度の数のデータに基づいて算出される。作動開始時点Ｔsより時間Ｔaが経過するまでステップ５の答はノー（Ｎ）であり、その間信号処理はステップ２へ戻り、ステップ２〜５の処理が続けられる。そして標準偏差を算出するに十分なデータが得られる時間Ｔaが経過し、ステップ５の答がイエス（Ｙ）に転じると、信号処理はステップ６へ進む。
【００１８】
ステップ６においては、以上で得られた瞼閉じ時の修正データより瞬き間隔の標準偏差の初期値Ｇsが算出される。尚、算出された瞬き間隔標準偏差の初期値Ｇsは、蓄積された人や環境条件等を加味するデータ実績その他に基づいて適宜の修正を施されてよい。ここで、信号処理はステップ７へ進み、この時点Ｔが時点Ｔeとして記憶され、信号処理はステップ８へ進む。
【００１９】
続くステップ８および９においては、更にステップ２および３と同様の開眼度検出および瞼閉じ時検出が続けられ、続くステップ１０にてフラグＦが１であるか否かが判断される。フラグＦは、このフローチャートを巡る信号処理の開始時に０にリセットされ、信号処理が後述のステップ１５に至ったとき１にセットされるものであるので、それまで答はノーであり、差し当たり信号処理はステップ１１へ進む。
【００２０】
ステップ１１においては、ステップ６と同様に瞼閉じ時データが統合条件１により纏め修正される。そして、続くステップ１２において時間Ｔがステップ７にて記憶した時間Ｔeより所定の小時間ΔＴa以上経過したか否かが判断される。この小時間ΔＴaは、前述の瞬き間隔標準偏差初期値Ｇsを算出するためのデータ集積時間Ｔaよりは短い時間であって、瞬き間隔標準偏差の把握時間帯を順次ずらせて行くシフト時間である。そのような小時間ΔＴaが経過するまでは、ステップ１２の答はノーであり、その間、信号処理はステップ１２よりステップ８へ戻り、ステップ８〜１２の信号処理が続けられる。そして小時間ΔＴaが経過したところで、信号処理はステップ１３へ進む。
【００２１】
ステップ１３においては、Ｔs＋ΔＴaの時点よりＴe＋ΔＴaの時点の間の瞼閉じ時の修正データより瞬き間隔の標準偏差Ｇが算出される。ここで、信号処理がステップ６よりステップ７を経て始めてステップ１３に至ったときのＴsは、ステップ１において記憶されたＴsであるが、信号処理が再度ステップ１３に至ったときのＴsは、後述のステップ１５において更新されたＴsである。
【００２２】
次いで、信号処理はステップ１４へ進み、ステップ１３にて算出された瞬き間隔の標準偏差Ｇに基づき、時間帯域Ｔs＋ΔＴa〜Ｔe＋ΔＴaにおける眠気が判断され、必要に応じて警告が発せられ、或いは安全支援制御が発動される。これより信号処理はステップ１５へ進み、時間ＴsがＴs＋ΔＴaに書換えられ、時間Ｔeが現時点の時間Ｔに書換えられ、フラグＦが１にセットされ、信号処理はステップ８へ戻る。
【００２３】
この後、ステップ８以降の信号処理が繰り返されるが、その際フラグＦは１にセットされているので、信号処理はステップ１０よりステップ１６へ進み、それに先立つ信号処理のステップ１３にて算出された瞬き間隔標準偏差Ｇがステップ６にて算出された初期値Ｇsの１．５倍以上に上昇したか否かが判断される。答えがノーであれば、信号処理はステップ１７へ進み、それに先立つ信号処理のステップ１３にて算出された瞬き間隔標準偏差Ｇがステップ６にて算出された初期値Ｇsの０．５倍以下に低下したか否かが判断される。ステップ１６およびステップ１７の答がいずれもノーであれば、信号処理はステップ１１へ進み、瞼閉じ時データの纏め修正は覚醒時の統合条件１に基づいて行われるが、ステップ１６またはステップ１７のいずれかの答がイエスになれば、信号処理はステップ１８へ進み、瞼閉じ時データの纏め修正は眠気があるときの統合条件２に基づいて行われる
【００２４】
以上に於いては本発明を実施例について詳細に説明したが、かかる実施例について本発明の範囲内にて種々の変更が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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