(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転開始から所定時間が経過するまでの第１期間において、運転者の閉眼率を算出する算出手段と、
前記第１期間において、前記運転者が行った眠気に応じて頻度が増加する動作と判定され得る所定の動作の回数を検出する第１検出手段と、
運転開始から前記所定時間が経過した後の第２期間において、前記運転者が行った前記所定の動作の回数を単位時間毎に検出する第２検出手段と、
前記閉眼率が所定の閾値以上である場合に、前記所定の動作を覚醒度低下に関連する動作であると判定する第１判定手段と、
前記閉眼率が前記所定の閾値未満である場合に、（ｉ）前記第１期間における単位時間あたりの前記所定の動作の回数が、前記第２期間における単位時間あたりの前記所定の動作の回数よりも多いと前記所定の動作を前記覚醒度低下に関連する動作でないと判定し、（ｉｉ）前記第１期間における単位時間あたりの前記所定の動作の回数が、前記第２期間における単位時間あたりの前記所定の動作の回数よりも多くないと前記所定の動作を前記覚醒度低下に関連する動作であると判定する第２判定手段と
を備えることを特徴とする覚醒度判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の運転者の覚醒度を判定する覚醒度判定装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、車両の運転者の状態を検出して覚醒度の低下を判定するものが知られている。例えば特許文献１では、運転者の顔画像と特徴的な動作を検出して、それらの経時的な変化から覚醒度低下の初期状態を判定すると共に、運転者の癖を検出して、癖として検出された動作については重み付けを小さくして覚醒度の判定を行うという技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２０４９８４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、特許文献１のように運転者の癖を検出しようとすると、運転初期から眠気がある場合に、眠気による動作が癖として誤判定されてしまうおそれがある。この場合、眠気による動作の重み付けが小さくされてしまうため、眠気による動作を行っている状態であっても、眠気がないものとして判定されてしまうという技術的問題点が生ずる。
【０００５】
本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、運転者の覚醒度を好適に判定することが可能な覚醒度判定装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の覚醒度判定装置は上述した課題を解決するため、運転開始から所定時間が経過するまでの第１期間において、運転者の閉眼率を算出する算出手段と、前記第１期間において、前記運転者が行った所定の動作の回数を検出する第１検出手段と、運転開始から前記所定時間が経過した後の第２期間において、前記運転者が行った前記所定の動作の回数を単位時間毎に検出する第２検出手段と、前記閉眼率が所定の閾値以上である場合に、前記所定の動作を覚醒度低下に関連する動作であると判定する第１判定手段と、前記閉眼率が前記所定の閾値未満である場合に、（ｉ）前記第１期間における単位時間あたりの前記所定の動作の回数が、前記第２期間における単位時間あたりの前記所定の動作の回数よりも多いと前記所定の動作を前記覚醒度低下に関連する動作でないと判定し、（ｉｉ）前記第１期間における単位時間あたりの前記所定の動作の回数が、前記第２期間における単位時間あたりの前記所定の動作の回数よりも多くないと前記所定の動作を前記覚醒度低下に関連する動作であると判定する第２判定手段とを備える。
【０００７】
本発明に係る覚醒度判定装置によれば、運転開始から所定時間が経過するまでの第１期間における閉眼率が所定の閾値以上である場合には、第１期間に運転手が行った所定の動作が覚醒度低下に関連する動作であると判定される。また、閉眼率が所定の閾値未満である場合には、第１期間における単位時間あたりの所定の動作の回数が、第２期間における単位時間あたりの所定の動作の回数よりも多いと所定の動作が前記覚醒度低下に関連する動作でないと判定され、第１期間における単位時間あたりの所定の動作の回数が、第２期間における単位時間あたりの所定の動作の回数よりも多くないと所定の動作が覚醒度低下に関連する動作であると判定される。これにより、所定の動作が覚醒度低下に関連する動作であるか否かを好適に判定することができ、その結果として運転者の覚醒度を正確に判定することが可能となる。
【０００８】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係る覚醒度判定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態に係る覚醒度判定装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図３】閉眼率の経時的変化を示すタイムチャート（その１）である。
【図４】単位時間あたりの所定動作の検出回数を示すグラフ（その１）である。
【図５】閉眼率の経時的変化を示すタイムチャート（その２）である。
【図６】単位時間あたりの所定動作の検出回数を示すグラフ（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して覚醒度判定装置の実施形態について説明する。
【００１１】
＜装置構成＞
はじめに、図１を参照して、本実施形態に係る覚醒度判定装置の構成について説明する。ここに図１は、実施形態に係る覚醒度判定装置の構成を示すブロック図である。
【００１２】
図１において、本実施形態に係る覚醒度判定装置は、自動車等の車両に搭載される装置であり、運転者の覚醒度（眠気）を判定することが可能に構成されている。覚醒度判定装置は、その主な構成要素として、カメラ１１０と、動作検出センサ１２０と、閉眼率算出部１３０と、動作回数カウント部１４０と、眠気動作判定部１５０と、覚醒度推定部１６０とを備えて構成されている。
【００１３】
カメラ１１０は、少なくとも運転者の顔（特に目の周辺部分）を撮像可能な位置に配置されている。カメラ１１０で撮像された画像データは、閉眼率算出部１３０及び動作回数カウント部１４０の各々に出力される構成となっている。
【００１４】
動作検出センサ１２０は、例えば赤外線センサ等の物体の動きを検出可能なセンサであり、運転者が行う所定の動作を検出可能に構成されている。動作検出センサ１２０で検出された所定の動作に関する情報は、動作回数カウント部１４０に出力される構成となっている。
【００１５】
閉眼率算出部１３０は、カメラ１１０で撮像された画像データを利用して、運転者の閉眼率（即ち、目を閉じている時間の割合）を算出可能に構成されている。閉眼率算出部１３０で算出された閉眼率は、眠気動作判定部１５０に出力される構成となっている。なお、閉眼率算出部１３０は、上述したカメラ１１０と共に「算出手段」の一具体例を構成している。
【００１６】
動作回数カウント部１４０は、カメラ１１０で撮像された画像データ及び動作検出センサ１２０で検出された所定の動作に関する情報に基づいて、所定の動作が行われた回数を検出する。なお、「所定の動作」とは、眠気に応じて頻度が増加する動作（以下、適宜「眠気動作」と称する）と判定され得る動作である。所定の動作の具体例としては、例えば顔、頭、体等を触る、口を動かす、唇を噛む又はなめる、頭又は首を動かす、座り直す、体や腕のストレッチ、あくび、深呼吸、ため息、肩の上下動等が挙げられる。動作回数カウント部１４０は、予め設定された期間（後述する所定期間及び単位時間）において所定の動作の回数をカウントするように構成されている。動作回数カウント部１４０で検出された所定動作の回数は、眠気動作判定部１５０に出力される構成となっている。なお、動作回数カウント部１４０は、上述したカメラ１１０及び動作検出センサ１２０と共に「第１検出手段」及び「第２検出手段」の一具体例として構成されている。
【００１７】
眠気動作判定部１５０は、閉眼率算出部１３０で算出された閉眼率、及び動作回数カウント部１４０でカウントされた所定の動作の回数に基づいて、所定の動作が眠気動作であるか否かを判定可能に構成されている。眠気動作判定部１５０による具体的な判定方法は、後の動作の説明において詳述する。眠気動作判定部１５０の判定結果は、覚醒度推定部１６０に出力される構成となっている。なお、眠気動作判定部１５０は、「第１判定手段」及び「第２判定手段」の一具体例である。
【００１８】
覚醒度推定部１６０は、眠気動作判定部１５０の判定結果に応じて、カウントされた所定の動作の回数から運転者の覚醒度を推定する。覚醒度推定部１６０は、例えば眠気動作として判定された所定の動作の回数が多いほど、運転者の覚醒度が低い（眠気がある状態である）と判定する。なお、覚醒度推定部１６０で推定された覚醒度は、運転者に対する注意喚起等に利用される。
【００１９】
＜動作説明＞
続いて、図２を参照しながら、本実施形態に係る覚醒度判定装置において実行される処理について説明する。ここに図２は、実施形態に係る覚醒度判定装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【００２０】
図２において、本実施形態に係る覚醒度判定装置の動作時には、まず車両の運転が開始されているか否かが判定される（ステップＳ１０１）。なお、運転が開始されているか否かは、例えば車両のイグニッションのオンオフや、エンジンの駆動状態、車速等に応じて判定すればよい。
【００２１】
車両の運転が開始されると（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、閉眼率算出部１３０において運転者の閉眼率の算出が開始され、動作回数カウント部１４０において所定の動作の回数Ａがカウント開始される（ステップＳ１０２）。
【００２２】
閉眼率の算出及び回数Ａのカウントが行われている間は、それらが開始されてから（即ち、運転開始と判定されてから）所定期間が経過したか否かが判定される（ステップＳ１０３）。ここで、所定期間が経過していないと判定された場合は（ステップＳ１０３：ＮＯ）、閉眼率の算出及び回数Ａのカウントが続行される。一方で、所定期間が経過していると判定された場合は（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、閉眼率の算出及び回数Ａのカウントが終了され、ステップＳ１０４以降の処理へと進む。ここでの所定期間は「第１期間」の一具体例である。
【００２３】
所定期間経過後には、眠気動作判定部１５０において、算出された閉眼率が所定閾値以上であるか否かが判定される（ステップＳ１０４）。ここでの「所定閾値」とは、運転者が運転を開始した時点から眠気のある状態（即ち、覚醒度の低い状態）であったか否かを判定するための閾値であり、事前のシミュレーション等に基づいて適切な値が設定されている。
【００２４】
閉眼率が所定閾値以上であると判定された場合には（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、運転者は運転開始から眠気のある状態であったと判断できる。このため、所定期間において検出された所定の動作は眠気動作であると判定される（ステップＳ１０５）。
【００２５】
その後は、単位時間毎に所定の動作（眠気動作）の回数がカウントされ、その回数に応じて覚醒度推定部１６０による覚醒度の推定が行われる（ステップＳ１０６）。この場合は、所定の動作が眠気動作であると判定されているため、検出された動作回数の全てが覚醒度の推定に利用されることになる。
【００２６】
覚醒度が推定されると、運転が終了したか否かが判定される（ステップＳ１０７）。運転が終了していない場合には（ステップＳ１０７：ＮＯ）、ステップＳ１０６の処理が再び実行される。即ち、所定動作の回数カウント及び覚醒度の推定については、運転が続けられている間は繰り返し実行される。このようにすれば、運転中の覚醒度の変化を好適に判定することが可能となる。一方で、運転が終了すると（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、一連の処理は終了する。
【００２７】
他方、閉眼率が所定閾値未満であると判定された場合には（ステップＳ１０４：ＮＯ）、所定期間経過後の期間における所定の動作を行った回数Ｂのカウントが開始される（ステップＳ２０１）。
【００２８】
回数Ｂのカウントが行われている間は、カウントが開始されてから（即ち、所定期間が経過してから）更に単位時間（例えば１分）が経過したか否かが判定される（ステップＳ２０２）。ここで、単位時間が経過していないと判定された場合は（ステップＳ２０２：ＮＯ）、回数Ｂのカウントが続行される。一方で、単位時間が経過していると判定された場合は（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、回数Ｂのカウントが終了され、ステップＳ２０３以降の処理へと進む。
【００２９】
単位時間経過後には、眠気動作判定部１５０において、所定期間における単位時間あたりの動作回数が、所定期間経過後の単位時間における動作回数Ｂよりも多いか否かが判定される（ステップＳ２０３）。なお、所定期間における単位時間あたりの動作回数は、回数Ａを所定期間の長さで除することで算出される。例えば、所定期間の長さがａ分であり、単位時間が１分である場合には、回数Ａをａで割った値（即ち、Ａ／ａ）が、所定期間ａにおける単位時間あたりの動作回数となる。
【００３０】
所定期間における単位時間あたりの動作回数が、所定期間経過後における単位時間あたりの動作回数よりも多い場合、検出された所定の動作が眠気動作でないと判定される（ステップＳ２０４）。このような場合には、運転開始直後から所定の動作を多く行っているため、所定の動作は運転者の癖等によるものであると判断できるからである。
【００３１】
一方で、所定期間における単位時間あたりの動作回数が、所定期間経過後における単位時間あたりの動作回数よりも多くない場合、検出された所定の動作が眠気動作であると判定される（ステップＳ２０５）。このような場合には、運転開始直後は所定の動作をあまり行っておらず、所定期間が経過してから所定の動作を行う回数が増えているため、運転者の眠気の増加によるものであると判断できるからである。
【００３２】
所定の動作が眠気動作であるか否かが判定されると、覚醒度推定部１６０では、眠気動作と判定された動作の回数に基づいて運転者の覚醒度が推定される（ステップＳ２０６）。具体的には、覚醒度推定部１６０では、所定期間経過後における単位時間あたりの眠気動作の回数が多いほど覚醒度が低い（眠気がある）と判定される。なお、眠気動作でないと判定された動作については、覚醒度の推定に利用されない、或いは重み付けを減らして（例えば、動作回数に１未満の重み係数が乗算された上で）利用される。
【００３３】
覚醒度が推定されると、運転が終了したか否かが判定される（ステップＳ２０７）。運転が終了していない場合には（ステップＳ２０７：ＮＯ）、ステップＳ２０１以降の処理が再び実行される。即ち、単位時間毎の所定動作の回数カウント、眠気動作の判定及び覚醒度の推定については、運転が続けられている間は繰り返し実行される。このようにすれば、運転中の覚醒度の変化を好適に判定することが可能となる。一方で、運転が終了すると（ステップＳ２０７：ＹＥＳ）、一連の処理は終了する。
【００３４】
＜具体的な判定例＞
次に、図３から図６を参照して、本実施形態に係る覚醒度判定装置による具体的な判定例について説明する。ここに図３は、閉眼率の経時的変化を示すタイムチャート（その１）であり、図４は、単位時間あたりの所定動作の検出回数を示すグラフ（その１）である。また図５は、閉眼率の経時的変化を示すタイムチャート（その２）であり、図６は、単位時間あたりの所定動作の検出回数を示すグラフ（その２）である。
【００３５】
図３に示す例では、所定期間がａ分の期間、単位時間がｂ分の期間として設定されており、所定期間経過時（即ち、運転開始からａ分経過時）の閉眼率が所定閾値を超えている。このため、運転者は運転直後から眠気のある状態であったと判断され、所定期間において検出対象となっていた所定の動作は、全て眠気動作であると判定されることになる（図２のステップＳ１０４及びＳ１０５を参照）。
【００３６】
上記のような場合に、図４に示すような回数で所定の動作が検出されたとする。なお、図４では、所定期間の長さａが６分、単位時間の長さｂが１分として設定されており、所定期間における所定の動作の検出回数は１５回である。このため、所定期間における単位時間あたりの所定の動作の回数は２．５回となっている。
【００３７】
閉眼率が所定閾値を超えている場合、所定の動作は眠気動作と判定されるため、所定期間経過後にカウントされた動作回数については、所定期間にカウントされた動作回数によらず、全て覚醒度の利用に推定される。このため、６：００以降にカウントされた全ての動作回数に基づいて、運転者の覚醒度が推定されることになる。
【００３８】
他方、図５に示す例では、所定期間経過時（即ち、運転開始からａ分経過時）の閉眼率が所定閾値を下回っている。このため、運転者は運転直後においては眠気のない状態であったと判断され、所定の動作は、所定期間にカウントされた動作回数との比較によって眠気動作であるか否かが判定されることになる（図２のステップＳ２０１以降の処理を参照）。
【００３９】
図６に示す例は、カウントされた動作回数だけで見れば図４と同様である。しかしながら、図５に示したように、所定期間経過時の閉眼率が所定閾値を下回った場合のものである。このため、カウントされた所定の動作は、所定期間経過後（即ち、６：００以降）にカウントされた動作回数が、所定期間における単位時間あたりの所定の動作の回数である２．５回より大きいか又は小さいかによって眠気動作であるか否かが判定される。
【００４０】
具体的には、６：００〜７：００の間の動作回数は１回であるため、所定期間における動作回数２．５回よりも少ない。このため、６：００〜７：００の間にカウントされた動作は眠気動作でないと判定され、その動作回数は覚醒度の推定には利用されない、或いは重み付けを小さくして利用される。次に、７：００〜８：００の間の動作回数は５回、８：００〜９：００の間の動作回数は４回であるため、所定期間における動作回数２．５回よりも多い。このため、７：００〜８：００及び８：００〜９：００の間にカウントされた動作は眠気動作であると判定され、その動作回数は覚醒度の推定に利用される。次に、９：００〜１０：００の間の動作回数は１回、１０：００〜１１：００の間の動作回数は１回、１１：００〜１２：００の間の動作回数は２回であるため、所定期間における動作回数２．５回よりも少ない。このため、９：００〜１０：００、１０：００〜１１：００、及び１１：００〜１２：００の間にカウントされた動作は眠気動作でないと判定され、その動作回数は覚醒度の推定には利用されない、或いは重み付けを小さくして利用される。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態に係る覚醒度判定装置によれば、運転開始直後の閉眼率及び所定動作の回数に基づいて、その後の期間に行われる所定の動作が眠気動作であるか否かを好適に判断することができる。即ち、所定の動作が眠気による動作であるのか、それとも運転者の癖等によるものなのかを好適に判断できる。よって、運転者の覚醒度を正確に推定することが可能である。
【００４２】
なお、本実施形態の閉眼率に代えて、瞬き回数、視線速度、視線の範囲、Slow eye movement（眼球のゆっくりした回転運動）等を利用することもできる。また、目以外の情報、例えばＲ−Ｒ間隔やＨＦ、ＬＦ／ＨＦ、呼吸振幅等を利用することも可能である。このような場合にも、予め適切な閾値を設定しておけば、所定の動作が眠気動作であるか否かを好適に判断できる。
【００４３】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う覚醒度判定装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４４】
１１０  カメラ
１２０  動作検出センサ
１３０  閉眼率算出部
１４０  動作回数カウント部
１５０  眠気動作判定部
１６０  覚醒度推定部
【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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【図６】
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