(57)【要約】【課題】運転者によって直感的に分かりやすい表示により警告を発することのできる運転状態監視装置を提供する。【解決手段】車両から危険運転に対する警報判定値を求め、この警報判定値に応じて表示部に表示する瞳の瞼の開眼度を変化させる。【選択図】図１
2004148871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の挙動を検出する車両挙動検出部と、
瞳とその瞼を模擬した画像を表示する表示部と、
該車両の挙動から危険運転に対する警報判定値を求め、該警報判定値に応じて該表示部に表示された該瞼の開眼度を変化させる演算部と、
を備えたことを特徴とする運転状態監視装置。
【請求項２】
請求項１において、
該警報判定値が、該車両の挙動データの移動積分値の平均値であることを特徴とした運転状態監視装置。
【請求項３】
請求項１において、
該演算部は、予め設定されている、若しくは車両の挙動を基に算出される警報閾値を有し、該警報判定値が該警報閾値を超えたときには、一定時間該表示部の画像を割り込み変化させることを特徴とした運転状態監視装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一つにおいて、
該車両挙動検出部が、ステアリングホイールの回転角検出手段、車両のヨー方向角速度検出手段、横加速度検出手段、及び走行軌跡測定手段のいずれかであることを特徴とした運転状態監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は運転状態監視装置に関し、特に運転者の覚醒度、集中度などを何らかの方法で検知し、居眠り運転などの危険運転状態に応じて警報を与える運転状態監視装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記のような運転状態監視装置としては、従来より、運転走行中にハンドルの揺れを計測し、ある程度の揺れが続くと運転者が居眠り状態であると判断し、警告を発するもの等、種々の提案がなされている。
【０００３】
このような運転状態監視装置において警告を伝える主な方法としては、警報音を発する形式のものが多いが、警報音と共に車両内部のインパネ上に文字やグラフにより警報を表示するものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−２６７６６０号公報（第４頁、図５）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来例のように、警報状態を文字やグラフで表示しても、運転者の覚醒度が低く、意識が遠のいている状態では、そのような警報を表示しても運転者には効果が無いという問題があった。
【０００６】
従って本発明は、運転者によって直感的に分かりやすい表示により警告を発することのできる運転状態監視装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係る運転状態監視装置は、車両の挙動を検出する車両挙動検出部と、瞳とその瞼を模擬した画像を表示する表示部と、該車両の挙動から危険運転に対する警報判定値を求め、該警報判定値に応じて該表示部に表示された瞼の開眼度を変化させる演算部と、を備えたことを特徴としている。
【０００８】
すなわち本発明では、演算部は、車両挙動検出部によって検出された車両の挙動からまず危険運転に対する警報判定値を求める。そして、この警報判定値に応じて、例えば警報判定値が正常な状態を示していれば表示部に表示する瞳の瞼の開眼度は正常な状態を示した画像とし、そうでない異常な場合には、その度合に応じてその瞼の開眼度を変化させるように表示部を制御している。
【０００９】
このように、表示部における画像を、人間の瞳を模擬した画面とすることで、運転者に対し危険運転を直感的に理解し易くし以ってより有効な警報提示を行うことができる。
上記の警報判定値としては、該車両の挙動データの移動積分値の平均値を用いることができる。
【００１０】
従って、演算部は車両の挙動データを警報判定値として入力することができる。
【００１１】
また、該演算部は、予め設定されている、若しくは車両の挙動を基に算出される警報閾値を有し、該警報判定値が該警報閾値を超えたときには、一定時間該表示部の画像を割り込み変化させることができる。
従って、警報閾値を多く用いれば用いる程、瞼の開眼度を細かく表示でき、警報判定値の変動が連続的であれば、これに応じて連続的に瞼の開眼度を変化させた形でマルチウォーニング表示することが可能となる。
【００１２】
また、上記の車両挙動検出部としては、ステアリングホイールの回転角検出手段、車両のヨー方向角速度検出手段、横加速度検出手段、及び走行軌跡測定手段のいずれかを用いることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る運転状態監視装置の一実施例を示したものである。この実施例では特に危険運転として居眠り運転検知を対象としている。
図中、１はこの装置を動作開始させるための主スイッチであり、２は車両の車輪を示し、３はこの車輪２の回転から車速パルス信号を発生する車速センサであり、４は車両挙動検出部を構成するステアリングホイールであり、５はこのステアリングホイール４の操舵角を検出する操舵角センサであり、６は警報閾値を手動調整するための警報閾値調整スイッチである。
【００１４】
また、７は主スイッチ１によって動作すると共に、車速センサ３及び操舵角センサ５からの各パルス信号を入力し、警報閾値調整スイッチ６によって後述する警報閾値が調整される信号処理部（ＥＣＵ）であり、８はこの信号処理部７で演算処理した結果を入力することにより、人間の瞳を模擬した画像を表示する表示部であり、好ましくはインパネ又はフロントガラス等「運転者が認識し易い位置」に設置される。
【００１５】
なお、車両挙動検出部としては、この他に、車両のヨー方向角速度センサ、車両の横加速度センサ、又は走行軌跡測定手段などを用いても良いが、この実施例では代表的なものとして操舵角センサを用いている。
図２から図４は、図１に示した信号処理部７に格納され且つ実行される制御プログラムのフローチャートを示したものであり、以下、これらのフローチャートを参照して図１に示した実施例の動作を説明する。
【００１６】
まず、主スイッチ１により信号処理部７に電源が投入されると、信号処理部７は車両挙動検出データとして、操舵角センサ５の出力データを入力する（図２のステップＳ１）。そして、このように入力した車両挙動検出データに基づき、警報閾値Ａｔｈ１，Ａｔｈ２を算出する（ステップＳ２）。
【００１７】
この警報閾値の算出については、従来より種々提案されているが、一例として本出願人による特開平１１−２２７４８９号公報の発明を示した図４を参照して以下に説明する。
まず、信号処理部７は車速センサ３の出力信号を入力し（ステップＳ４０）、所定車速以上の状態が所定時間継続したか否かを判定する（同ステップＳ４１）。これは車速が安定したか否かをチェックするステップであり、発進後車速が安定するまでは正確な閾値を求めることができないからである。
【００１８】
次に、後述するタイマｔ’及び変数ｎをリセットしておき（ステップＳ４３）、この後、操舵角センサ５の出力信号を入力する（ステップＳ４４）。
このようにして入力した操舵角をバンドパスフィルタ等により所望の周波数成分信号を得るためのスムージング処理を行う（ステップＳ４５）。これは、本実施例においては居眠り運転検知を行うための周波数成分を得るためである。
【００１９】
このようにしてスムージング処理により取り出されたデータに対し、移動積分処理を実行する（ステップＳ４６）。この移動積分処理自体は周知の手法であり、図５（１）に示すように通常の積分の範囲は一定区間づつ重ならずに行われているが、同図（２）に示す移動積分の場合には、積分範囲が同じ時間だけオーバーラップした形で行われるものである。
【００２０】
このようにして求められた移動積分値Ａｎを信号処理部７に記憶しておき（ステップＳ４７）、タイマｔ’が一定の学習時間ＴＬを超えたか否かを判定し（ステップＳ４８）、最初は当然学習時間ＴＬを超えていないのでタイマｔ’を“１”だけインクメントすると共に変数ｎも“１”だけインクリメントして（ステップＳ４９）、ステップＳ４４に戻る。
【００２１】
このようにしてステップＳ４４〜Ｓ４７の処理を続けて行けば、図５（２）に示す移動積分回数だけ実行した結果、タイマｔ’が学習時間ＴＬを超えたとき、閾値Ａｔｈを演算する（ステップＳ５０）。
ここで閾値ＡｔｈはステップＳ４７で求めた移動積分値Ａｎを学習時間ＴＬ分だけ合計し且つその平均値を求めた後、更にその平均値に一定の係数を掛けることにより求めることができる。
【００２２】
この実施例では、図２に示すように、２つの閾値を用意し、警報閾値Ａｔｈ１＝平均値×１．３とし、警報閾値Ａｔｈ２＝平均値×１．６として求めている。なお、係数１．３（＝１．６×０．８５）及び１．６は、図１に示した警報閾値調整スイッチ６によって手動調整することができる。また、これらの警報閾値は、予め実験等により別途求めた一定値であってもよい。
【００２３】
このようにして警報閾値Ａｔｈ１，Ａｔｈ２を求めた後、警報判定値を算出する（ステップＳ３）。
この警報判定値は絶えず最新のものを求めるものであるが、今ステップＳ２を実行したときに平均値が既に求められているので、このステップＳ３においては最初はこの平均値をそのまま用いれば良い。
【００２４】
以下のステップは、概略的に、（１）静止画像によるモニター表示、及び（２）警報出力を伴う動画像表示に分けることができ、以下、それぞれについて説明する。
（１）静止画像によるモニター表示（正常又は軽度の集中力低下時）
信号処理部７は、まず後述する警報▲２▼又は▲１▼が出力中であるか否かを判定する（ステップＳ４，Ｓ５）。これは、警報▲２▼又は▲１▼が出力中である場合には、ステップＳ６以下の静止画像によるモニター表示を実行させないためである。また、警報▲２▼を警報▲１▼より先にチェックしているのは、警報▲２▼の方が危険度が高いためである。
【００２５】
これらのステップＳ４及びＳ５において、いずれも判定結果が“Ｎｏ”であることが分かった場合には、ステップＳ６に進み、ステップＳ３で算出した警報判定値が上記の警報閾値Ａｔｈ２（平均値×１．６）に０．７を掛けた値（平均値×１．６×０．７≒平均値×１．１）以下であるか否かを判定する。
【００２６】
これは警報閾値Ａｔｈ２と比較する対象の最も低い値であり、この結果、“Ｙｅｓ”である場合には現在の運転状態は正常であると考えられるので、信号処理部７は表示部８に対してステップＳ７で示すような背景が緑色で瞼が開眼したモニター表示ＭＤ１が行われ、この後、図３に示したフロー２に進む。
【００２７】
フロー２では、ステップＳ２１において、警報判定値は当然警報閾値Ａｔｈ２より大きいことはないので“Ｎｏ”となり、更にステップＳ２７においても同様に警報判定値は警報閾値Ａｔｈ１（＝平均値×１．３）より大きくはないので“Ｎｏ”となり、ステップＳ３０に進む。
【００２８】
ステップＳ３３では上記のタイマｔ２，ｔ１がそれぞれ“１”だけインクリメントされ、ステップＳ３４〜Ｓ３７を経由して図２のステップＳ３に戻ることになる。
ステップＳ３においては、この時点で最も新しい警報判定値が算出され、さらにステップＳ４及びＳ５を同様に通ってステップＳ６に進む。
【００２９】
このステップＳ６において、警報判定値が警報閾値Ａｔｈ２×０．７より大きくなっている場合には、“Ｎｏ”となり、今度はステップＳ８において警報判定値と警報閾値Ａｔｈ２×０．８とを比較する。
この結果、警報判定値≦警報閾値Ａｔｈ２×０．８であることが分かったときには、“Ｙｅｓ”となり、ステップＳ９において背景が緑色で瞼が３／４開眼したモニター表示ＭＤ２（軽度の集中力低下）が行われ、図３のフロー２に進んでステップＳ７のときと同様に各ステップをスキップしてステップＳ３に戻る。
【００３０】
また、ステップＳ３で算出した警報判定値が、警報閾値Ａｔｈ２×０．８より大きいことが分かった場合には、“Ｎｏ”となり、ステップＳ８からステップＳ１０に進み、今度は警報判定値と警報閾値Ａｔｈ２×０．９とを比較する。
ステップＳ１０において、警報判定値≦警報閾値Ａｔｈ２×０．９であることが分かったときには、“Ｙｅｓ”となり、今度はやはり背景が緑色で瞼が１／２開眼したモニター表示ＭＤ３が表示部８において行われ、上記と同様に図３のフロー２における各ステップをスキップしながらステップＳ３に戻る。
【００３１】
そして、警報判定値が警報閾値Ａｔｈ２×０．９を越えたことが分かったときには、信号処理部７は表示部８に対し、ステップＳ１２で示す背景が橙色で瞼が１／４開眼したモニター表示ＭＤ４を行うように指示し、フロー２へ進む。
なお、図示の通り、フロー１は、警報▲２▼，▲１▼が出力中でない限り、必ずモニター表示ＭＤ１〜ＭＤ４のいずれかが行われて、フロー２へ進むことを示している。
【００３２】
また、モニター表示ＭＤ１〜ＭＤ４自体は静止画像であるが、警報判定値の変動に合わせて瞼の開眼度も変動するので、あたかも瞬きの動画像を表示しているようにマルチウォーニングすることとなる。
（２）警報出力を行う動画像表示（集中力低下時）
フロー２では、ステップＳ２７において、警報判定値と警報閾値Ａｔｈ１とを比較した場合、警報閾値Ａｔｈ１＝平均値×１．３であるので、ステップＳ１０での判定結果が“Ｎｏ”になった場合には、ステップＳ２７での判定結果は必ず“Ｙｅｓ”となる。
【００３３】
従って、ステップＳ２８へ進み、警報▲１▼出力フラグＫ１が“０”であるかを判定し、最初はＫ１＝０であるので、ステップＳ２９において警報▲１▼が出力されるように信号処理部７は表示部８を制御する。
すなわち、この場合にはステップＳ３０で示すように背景が橙色で瞼が１／２開眼した警報▲１▼表示が行われることとなる。
【００３４】
この後、警報▲１▼出力フラグＫ１を“１”にセットし（ステップＳ３１）、タイマｔ１を“０”にリセットする（ステップＳ３２）。
この後、ステップＳ３３においてタイマｔ２及びｔ１は“１”だけインクリメントされ、ステップＳ３４〜Ｓ３７に進むが、最初は上記と同様にこれらの各ステップをスキップする形になる。
【００３５】
そして、ステップＳ３に戻り、警報判定値を算出した後、ステップＳ４に進むと、警報▲２▼は出力中ではないので、ステップＳ４からステップＳ５に進むが、警報▲１▼はステップＳ２９により出力中であるので、ステップＳ５からステップＳ１３に進む。
ステップＳ１３においては、タイマｔ２が閾値Ｔ２’をまだ越えていないので、“Ｎｏ”となり、ステップＳ１５に進むが、ここにおいてもタイマｔ１が閾値Ｔ１’を越えていないので、“Ｎｏ”となり、図３のフロー２におけるステップＳ２１に進む。
【００３６】
ステップＳ２１において警報判定値が警報閾値Ａｔｈ２以上でなければ、やはりステップＳ２７に進み、さらにステップＳ２８に進む。このときは前回のステップＳ３１の処理でフラグＫ１＝１にセットされているので、“Ｎｏ”となり、ステップＳ３３にスキップする。なお、このとき警報▲１▼は出力を継続している。
【００３７】
ステップＳ３３において、タイマｔ２，ｔ１がそれぞれ“１”だけインクメントされた結果、ステップＳ３４においてタイマｔ２が閾値Ｔ２（これは上記の閾値Ｔ２’よりも大きい）を越えていなければ、ステップＳ３６へ進み、同様にしてタイマｔ１が閾値Ｔ１を越えていなければステップＳ３に戻ることになる。
【００３８】
そして、同様にステップＳ４からステップＳ５に進み、さらにステップＳ１３に進んだとき、タイマｔ２は閾値Ｔ２’を越えていなくても、ステップＳ１５においてタイマｔ１が閾値Ｔ１’を越えた状態になっている場合、すなわち警報▲１▼が時間Ｔ１’だけ出力を継続したとき、ステップＳ１６により警報▲１▼の出力は停止される。
【００３９】
この後、ステップＳ２１からステップＳ２７を経由してステップＳ２８に進むと、今度は警報▲１▼出力フラグＫ１＝１であるので、ステップＳ３３にスキップし、ここでタイマｔ２，ｔ１を“１”だけインクメントした結果、ステップＳ３４からステップＳ３６に進んだとき、タイマｔ１が閾値Ｔ１を越えていれば、警報▲１▼出力フラグＫ１が“０”にリセットされる（ステップＳ３７）。
【００４０】
すなわち、警報▲１▼に関して言えば、タイマｔ１が時間Ｔ１’だけ出力され、その後Ｔ１−Ｔ１’の時間は警報▲１▼は出力されない（警報抑制）こととなる。
このようにして、再びステップＳ３に戻り警報判定値が算出されるが、今度は警報▲１▼及び▲２▼いずれも出力状態にないので、ステップＳ４からステップＳ５を経由してステップＳ６に進む。
【００４１】
そして、このときの警報判定値が非常に大きい場合には、ステップＳ６，Ｓ８，Ｓ１０を経由してステップＳ１２によりモニターＭＤ４が表示されると共に図３のフロー２に移行する。
そして、ステップＳ２１に進むと、今度は警報判定値≧警報閾値Ａｔｈ２になったとすると、ステップＳ２２に進み、警報▲２▼出力フラグＫ２＝０か否かを判定する。
【００４２】
このとき、まだ警報▲２▼出力フラグＫ２は０であるので、ステップＳ２３に進み、重度の集中力低下を示す警報▲２▼が出力されることになる。この場合の警報▲２▼はステップＳ２４で示すように背景が赤色で且つ瞼が閉じた場合と開いた場合を交互に表示する言わば動画像としてマルチウォーニングされるように信号処理部７は表示部８を制御する。
【００４３】
そして、警報▲１▼の場合と同様に警報▲２▼の出力フラグＫ２も“１”にセットし、且つタイマｔ２を“０”にリセットしてステップＳ３３に進み、“１”だけインクリメントされた後、最初はステップＳ３４〜Ｓ３７をスキップしてステップＳ３へ戻る。そして、今度は警報▲２▼が出力中であるので、ステップＳ４からステップＳ１３〜Ｓ１６に進む。
【００４４】
このような警報▲２▼の出力状態は、警報▲１▼の場合と同様にステップＳ１３及びＳ１４で規定される閾値Ｔ２’の間継続され、閾値Ｔ２’になった時点で警報▲２▼出力は停止される（ステップＳ１４）。
これから、ステップＳ３４で判定される閾値Ｔ２に至るまでは警報▲２▼出力フラグＫ２は“１”のまま（警報抑制期間）であるので、ステップＳ２２からステップＳ２３へ進まず、ステップＳ３３に進み、同じステップＳ３４を経由して時間Ｔ２を超えたときのみ警報出力フラグＫ２が“０”にリセットされることになる（ステップＳ３５）。
【００４５】
従って、この警報抑制期間の経過後は、ステップＳ２２に進んだときには、更にステップＳ２３に進んで警報▲２▼が出力可能となる。
なお上記の実施例においては、開眼、３／４開眼、１／２開眼、１／４開眼、閉眼の５種類で構成され、それぞれ集中度の低下（危険度の増加）に合わせて表示色が異なるようにしているが、これらを組合せてランダムなタイミングでの瞬きを表現すると、常に同じ表示が出続けている状態とは違った効果があり運転者に更なる注意を喚起することができる。
【００４６】
瞬きは、開眼→閉眼→１／２開眼→３／４開眼→開眼の順序で表示し、瞼が閉じるときより開くときにより時間がかかるようにするとより自然になる。
また運転者の集中度の変化に従い、表示を５段階で対応させているが、第５段階の集中度が最低の場合、閉眼のままの表示では注意を喚起できない可能性が高いので、開眼と閉眼の表示を繰り返すことで目立ち易くし、注意の喚起と集中度の喚起に役立てることができる。
【００４７】
また、軽度の集中度低下が起こっていると判断した上記の警報▲１▼に関しては、上記のマルチウォーニングの他、リフレッシュランプやリフレッシュエアコンなどを組み合わせた警報出力（例えば１０秒間）を行っても良い。この場合、マルチウォーニングは、他の表示が選択されている場合、規定の優先順位に従い割り込みを行えば良い。
【００４８】
さらに、深刻な集中度の低下が起こっていると判断した警報▲２▼の場合にも、上記のマルチウォーニングの他、リフレッシュランプ、リフレッシュエアコン、及び警報音声を組み合わせた警報出力を行っても良い。
この場合のマルチウォーニングは、燃料自重計などの他の表示が選択されている場合、規定の優先順位に従って割り込みを行えば良い。また、音声警報の発生内容は、「運転に集中して下さい」又は「ハンドル操作に集中して下さい」、或いはこれに類する内容とすれば良い。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る運転状態監視装置によれば、車両から危険運転に対する警報判定値を求め、この警報判定値に応じて表示部に表示する瞳の瞼の開眼度を変化させるように構成したので、運転者が瞳の画像により直感的に警告を感ずることができ、より安全性を高めることができる。
【００５０】
さらに、警報判定値の変動に応じて瞳の瞼の動きが変動するので、運転集中度の変化を運転者に直感的に伝えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る運転状態監視装置の一実施例を示したブロック構成図である。
【図２】本発明に係る運転状態監視装置に用いられる信号処理部で実行されるプログラムのフローチャート１を示した図である。
【図３】本発明に係る運転状態監視装置に用いられる信号処理部で実行されるプログラムのフローチャート２を示した図である。
【図４】図２に示した警報閾値の算出ステップの具体的な内容を示したフローチャート図である。
【図５】本発明に係る運転状態監視装置に用いる移動積分値を説明するための図である。
【符号の説明】
１    主スイッチ
２    車輪
３    車速センサ
４    ステアリングホイール
５    操舵角センサ
６    警報閾値調整スイッチ
７    信号処理部
８    表示部
図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【図１】
2004148871.tif 000003
【図２】
2004148871.tif 000004
【図３】
2004148871.tif 000005
【図４】
2004148871.tif 000006
【図５】
2004148871.tif 000007