(57)【要約】【課題】運転者が運転に集中し易く、かつ精度に優れた運転者覚醒度検査装置の提供。【解決手段】この覚醒度検査装置２は、運転者情報入力部１６と、顔面皮膚温度を非接触で計測する顔面温度計測部８と、手指皮膚温度を計測する手指温度計測部１０と、手指から脈拍数を計測する脈拍計測部１２と、制御装置４と、記憶装置６とを備えている。この記憶装置６は、顔面皮膚温度、手指皮膚温度及び脈拍数の判定閾値を記憶している。この制御装置４は、計測した顔面皮膚温度、手指皮膚温度及び脈拍数から得られるデータと判定閾値とから運転者の覚醒度を判定している。好ましくは、運転者情報入力部６１が、カメラ６４と画像処理装置６６と有する顔認識部６３を備えている。顔認識部６３から得られる画像データと顔面データとから運転者を特定される。【選択図】図４
2011123653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者を特定する運転者情報入力部と、
運転者の顔面皮膚温度を非接触で計測する顔面温度計測部と、
運転者の手指皮膚温度を計測する手指温度計測部と、
運転者の手指から脈拍数を計測する脈拍計測部と
制御装置と、
記憶装置と、
を備えており、
この記憶装置が、顔面皮膚温度、手指皮膚温度及び脈拍数の判定閾値を記憶しており、
この制御装置が、顔面皮膚温度、手指皮膚温度及び脈拍数から得られる計測データと判定閾値とから運転者の覚醒度を判定する覚醒度検査装置。
【請求項２】
上記運転者情報入力部が、カメラと画像処理装置と有する顔認識部を備えており、
この顔認識部が運転者の顔面の画像データを取得するようにされており、
上記記憶装置が、運転者を特定する顔面データを記憶しており、
上記制御装置がこの画像データと顔面データとから運転者を特定するようにされている請求項１に記載の覚醒度検査装置。
【請求項３】
上記顔面温度計測部が顔面皮膚温度の計測データを、手指温度計測部が手指皮膚温度の計測データを、脈拍計測部が脈拍数の計測データをそれぞれ繰り返し得ており、
上記制御装置が、新たな計測データに基づき記憶された判定閾値を更新しており、
この制御装置が、この更新された判定閾値を用いて運転者の覚醒度を判定する請求項１又は２に記載の覚醒度検査装置。
【請求項４】
この制御装置が、覚醒度判定の正誤判定をしており、
この制御装置が、覚醒度判定を誤判定と判断すると、判定閾値を補正するようにされている請求項１から３のいずれかに記載の覚醒度検査装置。
【請求項５】
上記顔認識部が画像データを繰り返し得ており、
上記制御装置がこの繰り返し得られる画像データから目を瞑っている時間を算出しており、この目を瞑っている時間と判定閾値とから運転者の覚醒度を判定する請求項２から４のいずれかに記載の覚醒度判定装置。
【請求項６】
上記顔面温度計測部が運転者の顔面の特定部位の皮膚温度を計測するようにされている請求項２から５のいずれかに記載の覚醒度判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両などの運転者の覚醒度を判定する覚醒度検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
運転者の覚醒度が、体調不良や疲労等により低下する場合がある。覚醒度が低下した運転者は注意力が低下する。このような状態の運転は危険である。この運転者の覚醒度の低下に対して、警報を発する覚醒度検査装置がある。この覚醒度検査装置により、覚醒度の低下が判定される。運転者の覚醒度が低下すると、警報器が警報を発する。運転者の覚醒度の低下が抑制される。
【０００３】
覚醒度検査装置の覚醒度判定装置は、運転者の体温、心拍数、呼吸状態などの生体情報から運転者の覚醒度を判定している。この体温、心拍数、呼吸状態などを計測するため、運転者には計測端子が取り付けられる。計測端子から、覚醒度判定のためのデータが取得されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２４７０５５号公報
【特許文献２】特開２００７−２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この覚醒度判定装置では、運転者に計測端子が装着される必要がある。運転者は、装着した計測端子を煩わしく感じることがある。このような覚醒度判定装置は、運転者の運転への集中を妨げることがある。
【０００６】
本発明の目的は、運転者が運転に集中し易く、かつ精度に優れた運転者覚醒度検査装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る覚醒度検査装置は、運転者を特定する運転者情報入力部と、運転者の顔面皮膚温度を非接触で計測する顔面温度計測部と、運転者の手指皮膚温度を計測する手指温度計測部と、運転者の手指から脈拍数を計測する脈拍計測部と、制御装置と、記憶装置と
を備えている。この記憶装置は、顔面皮膚温度、手指皮膚温度及び脈拍数の判定閾値を記憶している。この制御装置は、顔面皮膚温度、手指皮膚温度及び脈拍数から得られる計測データと判定閾値とから運転者の覚醒度を判定する。
【０００８】
好ましくは、この覚醒度検査装置の運転者情報入力部が、カメラと画像処理装置と有する顔認識部を備えている。この顔認識部は、運転者の顔面の画像データを取得するようにされている。上記記憶装置は、運転者を特定する顔面データを記憶している。上記制御装置は、この画像データと顔面データとから運転者を特定するようにされている。
【０００９】
好ましくは、この顔面温度計測部は顔面皮膚温度の計測データを、手指温度計測部が手指皮膚温度の計測データを、脈拍計測部が脈拍数の計測データをそれぞれ繰り返し得ている。上記制御装置は、新たな計測データに基づき記憶された判定閾値を更新している。この制御装置が、この更新された判定閾値を用いて運転者の覚醒度を判定する。
【００１０】
好ましくは、この覚醒度検査装置の制御装置は、覚醒度判定の正誤判定をしている。この制御装置は、覚醒度判定を誤判定と判断すると、判定閾値を補正するようにされている。
【００１１】
好ましくは、この覚醒度検査装置の顔認識部は、画像データを繰り返し得ている。上記制御装置は、この繰り返し得られる画像データから目を瞑っている時間を算出している。制御装置は、この目を瞑っている時間と判定閾値とから運転者の覚醒度を判定する。
【００１２】
好ましくは、この覚醒度検査装置の顔面温度計測部は、運転者の顔面の特定部位の皮膚温度を計測するようにされている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る覚醒度検査装置では、顔面温度が非接触式のセンサーで計測されている。手指温度がハンドルを握る手指から計測される。脈拍がハンドルを握る手指から計測される。この覚醒度検査装置では、運転者が煩わしい計測端子を新たに装着する必要がない。顔面温度、手指温度及び脈拍の複数の生体情報に基づき覚醒度が判定されている。この覚醒度検査装置は、計測端子を新たに装着することなく、精度よく覚醒度の判定がなされている。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の一の実施形態に係る覚醒度検査装置のブロック図である。
【図２】図２は、図１の覚醒度検査装置が装備された自動車の車室内の一部が示された外観図である。
【図３】図３は、図１の覚醒度検査装置の処理の流れが示されたフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の他の実施形態に係る覚醒度検査装置のブロック図である。
【図５】図５は、図４の覚醒度検査装置が装備された自動車の車室内の一部が示された外観図である。
【図６】図６は、図６の覚醒度検査装置の処理の流れが示されたフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００１６】
図１及び図２が参照されつつ、運転覚醒検査装置２の構成が説明される。図１に示されるように、この覚醒検査装置２は、制御装置４、記憶装置６、顔面温度計測部８、手指温度計測部１０、脈拍計測部１２、運転者情報入力装置１６、警報器１８及び警報解除スイッチ（警報解除ＳＷ）２０を備えている。
【００１７】
顔面温度計測部８は、顔面温度センサー２２及び変換器２４を備えている。顔面温度センサー２２は、運転者の顔面皮膚温度を非接触で計測するセンサーである。ここでは、この顔面皮膚温度を顔面温度という。変換器２４は、顔面温度センサー２２から得られた計測信号を熱分布画像データに変換している。この顔面温度計測部８としては、例えばサーモグラフィが用いられる。サーモグラフィを用いることで、非接触で赤外線量を計測して熱分布画像を得られる。この顔面温度計測部８は、顔面温度の計測データとして熱分布画像データが得られる。この顔面温度センサー２２は、図２に示されるように、フロントガラス２６の上部に取り付けられている。この顔面温度センサー２２の取付位置は、運転者の顔面の温度を計測できる位置であればよい。顔面温度センサー２２は、ダッシュボード２８、サンバーザー３０、又はルームミラー３２に取り付けられてもよい。
【００１８】
手指温度計測部１０は、手指温度センサー３４及び変換器３６を備えている。この手指温度センサー１０は、運転者の手指皮膚温度を計測するセンサーである。ここでは、この手指皮膚温度を手指温度という。変換器３６は、手指温度センサー１０から得られる計測信号を手指温度の計測データに変換している。この手指温度センサー３４としては、サーミスタ、又は赤外線センサーが例示される。この手指温度センサー３４は、図２に示されるように、ハンドル３８の周縁部に取り付けられている。この手指温度センサー３４は、運転者がハンドル３８を握った状態で運転者の手指が接触する位置に配置されている。
【００１９】
脈拍計測部１２は、脈拍センサー４０及び変換器４２を備えている。この脈拍センサー４０は、運転者の脈拍数を計測するセンサーである。変換器４２は、脈拍センサー４０から得られる計測信号を脈拍数の計測データに変換している。この脈拍センサー４０としては、例えば、赤外線で指の血流を計測するセンサーが例示される。この脈拍センサー４０は、図２に示されるように、ハンドル３８の周縁部に取り付けられている。この脈拍センサー４０は、運転者がハンドル３８を握った状態で運転者の手指が接触する位置に配置されている。
【００２０】
運転者情報入力装置１６は、入力器としてのスイッチ４８と、変換器５０とを備えている。運転者情報入力装置１６は、運転者を特定する運転者データが入力される装置である。変換器５０は、スイッチ４８から入力信号を運転者データに変換している。このスイッチ４８は、図２に示されるように、操作パネル５４に配置されている。この操作パネル５４は、センターコンソール５２に載置されている。スイッチ４８の取付位置は、運転者が操作し易い位置にあればよい。スイッチ４８は、ハンドル３８又はダッシュボード２８に取り付けられてもよい。
【００２１】
警報器１８は、警報音を発する装置である。警報器１８は、ダッシュボード２８に取り付けられている。警報器１８は、運転者のシート、コンソールパネル５２、ドア等に取り付けられてもよい。この警報音と共に又は警報音に変えて警報光を発してもよい。また、シートに配置される警報器１８では、振動を発生する装置が用いられてもよい。
【００２２】
警報解除スイッチ２０は、図２に示されるように、操作パネル５４に配置されている。この警報解除スイッチ２０は、警報器１８の警報の解除信号を発生させるスイッチである。警報解除スイッチ２０の取付位置は、スイッチ４８と同様に、運転者が操作し易い位置にあればよい。警報解除スイッチ２０は、ハンドル３８又はダッシュボード２８に取り付けられてもよい。
【００２３】
記憶装置６は、運転者データと、この運転者データに対応する生体情報の判定閾値が記憶されている。この記憶装置６では、生体情報は、顔面温度、手指温度及び脈拍数である。
【００２４】
制御装置４は、入力部５６、演算部５８及び出力部６０を備えている。入力部５６は、変換器２４、変換器３６、変換器４２、変換器５０及び警報解除スイッチ２０と接続されている。この入力部５６は、演算部５８及び記憶装置６に接続されている。制御装置４は、この入力部５６からデータが入力される。
【００２５】
演算部５８は、記憶装置６、入力部５６及び出力部６０に接続されている。演算部５８は、入力部５６から得られた運転者データ及び計測データと、記憶装置６から得られた判定閾値とから覚醒度を判定する。出力部６０は、警報器１８に接続されている。出力部６０は、演算部５８の覚醒度判定結果を受けて、警報器１８に警報の発生、又は停止をさせる信号を発する。
【００２６】
図３が参照されつつ、この覚醒度検出装置２の作動が説明される。運転者が座席に座る。運転者は、スイッチ４８から運転者を特定する信号を入力する。運転者情報入力装置１６がこの信号を運転者データに変換する。これが、図３の運転者情報入力ステップ（ＳＴＥＰ１）である。
【００２７】
顔面温度計測部８が運転者の顔面温度を計測する。この計測された顔面温度の信号が顔面温度の計測データに変換される。手指温度計測部１０が運転者の手指温度を計測する。この計測された手指温度の信号が手指温度の計測データに変換される。脈拍計測部１２が運転者の脈拍数を計測する。計測された脈拍数が脈拍の計測データに変換される。このようにして、生体情報の計測データとして、顔面温度、手指温度及び脈拍数の計測データが得られる。これが、図３の生体情報計測のステップ（ＳＴＥＰ２）である。
【００２８】
このようにして得られた、運転者データ及び生体情報の計測データが制御装置４の入力部５６に送信される。入力部５６は、これらのデータを記憶装置６に送信する。記憶装置６は、これらのデータを運転者毎に識別して記憶する。演算部５８は、記憶装置６から判定閾値を取り出す。この判定閾値は、運転者データに対応している。生体情報の計測データと生体情報の判定閾値とから、判定閾値が更新される。この判定閾値の更新は、例えば、顔面温度の計測データを判定閾値を算出した計測データに加えて、移動平均法で算出され更新される。算出された新たな判定閾値は、記憶装置６に記憶される。同様にして、手指温度の計測データと手指温度の判定閾値とから、判定閾値が更新される。脈拍数の計測データと脈拍数の判定閾値とから、判定閾値が更新される。これらの、更新された判定閾値は、記憶装置６に記憶される（ＳＴＥＰ３）。
【００２９】
演算部５８は、生体情報（顔面温度、手指温度及び脈拍）の計測データ及び生体情報（顔面温度、手指温度及び脈拍）の判定閾値とから覚醒度を判定をする（ＳＴＥＰ４）。
【００３０】
運転者が運転している間に、一定時間毎に、生体情報計測のステップ（ＳＴＥＰ２）から覚醒度判定のステップ（ＳＴＥＰ４）が繰り返される。一定時間毎に運転者の覚醒度が判定される。運転者の判定に用いられる生体情報の判定閾値データは、一定時間毎に更新される。
【００３１】
運転者の覚醒度が低下していると判定されると、出力部６０が警報信号を警報器１８に送信する。警報器１８が警報を発する。これが、図３の覚醒度低下警告のステップである（ＳＴＥＰ５）。この警報により運転者に注意を喚起する。運転者は、警報解除スイッチ２０を操作する。警報解除スイッチ２０が操作されると、警報器１８の警報が停止される。
【００３２】
警報解除スイッチ２０が操作されると、制御装置４の入力部５６に解除信号が送信される。演算部５８は、出力部が警報信号を発信してから、入力部が解除信号を受信するまでの応答時間を計測する。演算部４は、この応答時間が所定の判定閾値未満であれば、覚醒度判定を誤り（ＮＧ）と判断する。応答時間が所定の判定閾値以上であれば、覚醒度判定を正しい（ＯＫ）と判断する。これにより、演算部５８は、覚醒度判定の正誤を判断する（ＳＴＥＰ６）。
【００３３】
この正誤判定で、正しい（ＯＫ）と判断がされると、警報器１８の解除後も、運転者が運転している間、一定時間毎に、生体情報計測のステップ（ＳＴＥＰ２）から覚醒度判定が繰り返される。
【００３４】
この正誤判定で、誤り（ＮＧ）と判断がされると、演算部５８は、記憶部に記憶された判定閾値を補正する（ＳＴＥＰ７）。具体的には、顔面温度、手指温度及び脈拍数の測定データ及び判定閾値から、誤判定の主因となる生体情報を特定する。顔面温度や手指温度であれば、判定閾値が一定温度だけ上げられる。脈拍数であれば、判定閾値が一定数だけ下げられる。この様にして判定閾値が補正された後に、生体情報計測のステップ（ＳＴＥＰ２）から覚醒度判定が繰り返される。この顔面温度は、より詳しくは、例えば鼻部温度である。
【００３５】
この覚醒度検査装置２は、警報器１８が解除された後も、運転者が運転している間、一定時間毎に、生体情報計測のステップ（ＳＴＥＰ２）から覚醒度判定を繰り返す。
【００３６】
この覚醒度検査装置２は、顔面温度計測部８が非接触式の温度センサーを備えている。手指温度計測部１０は、ハンドルを握る手指の温度を測定する温度センサーを備えている。脈拍計測部１２も、ハンドルを握る手指から脈拍数を測定する脈拍センサーを備えている。運転者は、特別な計測端子を装着する必要がない。この覚醒度検査装置２は、従来の覚醒度検査装置に比べて、運転者を運転に集中させ易い。
【００３７】
この覚醒度検査装置２は、運転者データにより運転者を特定している。３つの生体情報が計測されている。運転者を特定し、その運転者の複数の生体情報に基づいて覚醒度が判定される。運転者に特別な計測端子を装着すること無しに、覚醒度の判定精度が向上している。
【００３８】
運転者の生体情報は、体調、季節変動、日内変動などにより経時変化する。覚醒度検査装置２では、新たに計測された生体情報のデータによりその生体情報の判定閾値が更新されている。この判定閾値の更新により、判定閾値が生体情報の経時変化に対応して変化している。この覚醒度判定装置２は、経時変化による覚醒度の誤判定が抑制されている。
【００３９】
覚醒度検査装置２は、覚醒度を誤判定したと判断したとき、覚醒度の判定閾値が補正される。覚醒度検査装置２では、覚醒度の誤判定が抑制されている。
【００４０】
図４には、本発明の他の実施形態に係る覚醒度検査装置６２が示されている。ここでは、覚醒度検査装置２と異なる構成が説明される。覚醒度検査装置２と同様の構成については、その説明が省略される。
【００４１】
この覚醒度検査装置６２では、運転者情報入力装置６１は、顔認識部６３を備えている。この顔認識部６３は、カメラ６４及び画像処理装置６６を備えている。このカメラ６４は、運転者の顔面を撮影する。画像処理装置６６は、このカメラ６４の撮影した信号を画像データに変換している。このカメラ６４は、図５に示されるように、フロントガラス２６の上部に取り付けられている。カメラ６４の取付位置は、この顔面温度センサー２２の取付位置と同様に、運転者の顔面を計測できる位置であればよい。カメラ６４は、ダッシュボード２８、サンバーザー３０、又はルームミラー３２に取り付けられてもよい。
【００４２】
図４に示されるように、制御装置４の入力部５６は、画像処理装置６６と接続されている。記憶装置６は、運転者を特定する顔面データを記憶している。
【００４３】
運転者が座席に座ると、運転者の顔認識が行われる（ＳＴＥＰ１）。カメラ６４が、運転者の顔面を撮影する。画像処理装置６６は、カメラ６４の撮影した信号を画像データに変換する。この画像データが入力部５６に送信される。画像データが制御装置４の入力部５６に送信される。演算部５８は、記憶装置６に記憶された顔面データを取り出す。演算部５８は、顔面データと画像データとを比較する。演算部５８は、この比較により運転者を特定して、運転者データが特定される。
【００４４】
覚醒度検出装置６２は、この運転者データと生体情報とから、運転者の覚醒度を判定する。図６に示されるように、運転者の顔認識（ＳＴＥＰ１）以外のステップは、覚醒度検出装置２のステップと同様である。
【００４５】
この覚醒度検査装置６２では、予め運転者の顔面データが記憶装置６に記憶されている。この運転者が運転者データを運転席に座る度に入力する必要がない。運転者は、特別な操作を要求されない。運転者データの誤入力による誤判定が抑制されている。
【００４６】
覚醒度検査装置６２では、生体情報として、目を瞑っている時間が用いられてもよい。例えば、演算部５８は、カメラ６４で撮影された画像データから瞳の位置を特定する。一定時間毎に画像データが取り込まれる。演算部５８は、瞳の位置検出を繰り返す。目を瞑ると瞳が検出できない。演算部５８は、瞳が検出できない時間を計測する。この瞳を検出できない時間が判定閾値以上になると、演算部５８は、覚醒度が低下したと判断する。この判定閾値は、予め一定の時間が記憶される。この判定閾値は、前述の顔面温度の判定閾値と同様に、運転者毎にを設定され、更新されてもよい。
【００４７】
この目を瞑っている時間が、顔面温度、手指温度及び脈拍数に加えて、覚醒度判定がなされることで、覚醒度判定の精度がさらに向上している。また、顔面温度、手指温度又は脈拍数のいずれかに代えて、この目を瞑っている時間が覚醒度判定に用いられてもよい。
【００４８】
この覚醒度検査装置６２は、顔認識部６３を備えることで、運転者の鼻や額の位置を特定できる。顔面温度が、鼻や前額など、顔面の複数の部分又は一部部を特定して計測されてもよい。顔面の特定部位の皮膚温度を計測して、判定閾値を更新することで、覚醒度の判定精度を向上することができる。この観点から、図５に示されるように、顔面温度センサー２２とカメラ６４とは、互いに近くに配置され、運転者の顔面に対して同じ向きになるように配置されることが好ましい。
【００４９】
この運転者覚醒度検査装置は、車両の運転、飛行機や船舶の操縦などに適用しうる。
【符号の説明】
【００５０】
２、６２・・・運転者覚醒検査装置
４・・・制御装置
６・・・記憶装置
８・・・顔面温度計測部
１０・・・手指温度計測部
１２・・・脈拍計測部
１６、６１・・・運転者情報入力装置
１８・・・警報器
２０・・・警報解除スイッチ
２２・・・顔面温度センサー
２４、３６、４２、５０・・・変換器
３４・・・手指温度センサー
４０・・・脈拍センサー
４８・・・スイッチ
５６・・・入力部
５８・・・演算部
６０・・・出力部
６３・・・顔認識部  
６４・・・カメラ
６６・・・画像処理装置
【図１】
2011123653.tif 000003
【図２】
2011123653.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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