(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められた第１期間における車両の操舵角度の変化量である角度変化量、予め定められた第２期間における前記車両の走行車線に対する前記車両の前後の傾きの変化量である傾き変化量、及び、予め定められた第３期間における前記走行車線での前記車両の横位置の変化量である位置変化量、を取得する変化量取得部と、
前記角度変化量が予め定められた第１閾値を超える頻度である角度頻度、前記傾き変化量が予め定められた第２閾値を超える頻度である傾き頻度、及び、前記位置変化量が予め定められた第３閾値を超える頻度である位置頻度、を算出する頻度算出部と、
前記角度頻度、前記傾き頻度、及び、前記位置頻度のうち少なくともいずれか１つが、前記角度頻度、前記傾き頻度及び前記位置頻度にそれぞれに対して予め定められた第４閾値、第５閾値及び第６閾値を超えた場合に、前記車両の運転者の覚醒度が低下していると判定する覚醒度判定部と
を備え、
前記覚醒度判定部は、
前記変化量取得部が前記傾き変化量または前記位置変化量を取得できず、かつ、前記角度頻度が前記第４閾値を超えた場合に、前記覚醒度が低下していると判定する、覚醒度判定装置。
【請求項２】
予め定められた第１期間における車両の操舵角度の変化量である角度変化量、予め定められた第２期間における前記車両の走行車線に対する前記車両の前後の傾きの変化量である傾き変化量、及び、予め定められた第３期間における前記走行車線での前記車両の横位置の変化量である位置変化量、を取得する変化量取得部と、
前記角度変化量が予め定められた第１閾値を超える頻度である角度頻度、前記傾き変化量が予め定められた第２閾値を超える頻度である傾き頻度、及び、前記位置変化量が予め定められた第３閾値を超える頻度である位置頻度、を算出する頻度算出部と、
前記角度頻度、前記傾き頻度、及び、前記位置頻度のうち少なくともいずれか１つが、前記角度頻度、前記傾き頻度及び前記位置頻度にそれぞれに対して予め定められた第４閾値、第５閾値及び第６閾値を超えた場合に、前記車両の運転者の覚醒度が低下していると判定する覚醒度判定部と
を備え、
前記運転者の運転技量または運転特性に関する個別情報と、複数の前記運転者の前記個別情報から求められる回帰式とに基づいて前記第１閾値、前記第２閾値及び前記第３閾値を決定する、覚醒度判定装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の覚醒度判定装置であって、
前記第１期間は前記車両での修正操舵が持続する時間であり、前記第２期間は前記傾きが極値をとる周期に基づく時間であり、前記第３期間は前記車両の蛇行に基づく時間である、覚醒度判定装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の覚醒度判定装置であって、
前記第３期間の長さは、前記第１期間の長さ及び前記第２期間の長さと異なる、覚醒度判定装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の覚醒度判定装置であって、
前記角度変化量は、前記第１期間における前記操舵角度の最大値と最小値との差であり、
前記傾き変化量は、前記第２期間における前記傾きの最大値と最小値との差であり、
前記位置変化量は、前記第３期間における前記横位置の最大値と最小値との差である、覚醒度判定装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の覚醒度判定装置であって、
前記角度変化量、前記傾き変化量、及び、前記位置変化量は、予め定められた期間における前記走行車線の曲率変化が予め定められた閾値以下である場合にのみ算出される、覚醒度判定装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のうちのいずれか１項に記載の覚醒度判定装置であって、
前記角度変化量、前記傾き変化量、及び、前記位置変化量は、前記車両の方向指示器がオフである場合にのみ算出される、覚醒度判定装置。
【請求項８】
請求項１に記載の覚醒度判定装置であって、
前記運転者の運転技量または運転特性に関する個別情報と、複数の前記運転者の前記個別情報から求められる回帰式とに基づいて前記第１閾値、前記第２閾値及び前記第３閾値を決定する、覚醒度判定装置。
【請求項９】
請求項２または請求項８に記載の覚醒度判定装置であって、
前記個別情報は、
前記車両の運転開始後の予め定められた第４期間のうちの前記第１期間における前記角度変化量、前記第４期間のうちの前記第２期間における前記傾き変化量、及び、前記第４期間のうちの前記第３期間における前記位置変化量を含む、覚醒度判定装置。
【請求項１０】
予め定められた第１期間における車両の操舵角度の変化量である角度変化量、予め定められた第２期間における前記車両の走行車線に対する前記車両の前後の傾きの変化量である傾き変化量、及び、予め定められた第３期間における前記走行車線での前記車両の横位置の変化量である位置変化量、を取得し、
前記角度変化量が予め定められた第１閾値を超える頻度である角度頻度、前記傾き変化量が予め定められた第２閾値を超える頻度である傾き頻度、及び、前記位置変化量が予め定められた第３閾値を超える頻度である位置頻度、を算出し、
前記角度頻度、前記傾き頻度、及び、前記位置頻度のうち少なくともいずれか１つが、前記角度頻度、前記傾き頻度及び前記位置頻度にそれぞれに対して予め定められた第４閾値、第５閾値及び第６閾値を超えた場合に、前記車両の運転者の覚醒度が低下していると判定し、
前記傾き変化量または前記位置変化量を取得できず、かつ、前記角度頻度が前記第４閾値を超えた場合に、前記覚醒度が低下していると判定する、覚醒度判定方法。
【請求項１１】
予め定められた第１期間における車両の操舵角度の変化量である角度変化量、予め定められた第２期間における前記車両の走行車線に対する前記車両の前後の傾きの変化量である傾き変化量、及び、予め定められた第３期間における前記走行車線での前記車両の横位置の変化量である位置変化量、を取得し、
前記角度変化量が予め定められた第１閾値を超える頻度である角度頻度、前記傾き変化量が予め定められた第２閾値を超える頻度である傾き頻度、及び、前記位置変化量が予め定められた第３閾値を超える頻度である位置頻度、を算出し、
前記角度頻度、前記傾き頻度、及び、前記位置頻度のうち少なくともいずれか１つが、前記角度頻度、前記傾き頻度及び前記位置頻度にそれぞれに対して予め定められた第４閾値、第５閾値及び第６閾値を超えた場合に、前記車両の運転者の覚醒度が低下していると判定し、
前記運転者の運転技量または運転特性に関する個別情報と、複数の前記運転者の前記個別情報から求められる回帰式とに基づいて前記第１閾値、前記第２閾値及び前記第３閾値を決定する、覚醒度判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、覚醒度判定装置及び覚醒度判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  運転者の運転中の眠気などによる覚醒度低下は、レーン逸脱や先方車への追突などの事故を引き起こす原因となる。そのため、覚醒度を判定する装置や、覚醒度の低下時に警告を行う装置が開発されている。従来の覚醒度判定装置では、操舵情報に基づいて覚醒度を判定している。例えば、特許文献１は、（１）車両がレーンを越えるまでの時間の極小値の頻度、（２）操舵角度が所定の期間変化しない頻度、（３）操舵角が所定の期間不変であった後に修正操舵が起こる頻度、（４）車両のレーン幅方向の位置である横位置が閾値を超えている間に操舵角が変化しない頻度、の４項目を評価している。そして、（１）、（２）、（３）記載の頻度のうち少なくとも２つが各所定の境界値を超えた場合、または、（１）、（４）記載の頻度の両方が各所定の境界値を超えた場合に、覚醒度の低下の発生を判定している（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１４０６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  このような覚醒度判定装置にあっては、運転者の覚醒度低下時の運転パターンの多様性を考慮できないという課題がある。すなわち、パルス状の修正操舵が発生せずに長周期のふらつき（蛇行）が発生する眠気状態の運転パターンでは、操舵の周期の変動や振幅の変動に差異が発生しない。このような運転パターンに対しては、特許文献１の技術では、適切に覚醒度を判定できない。【０００５】  詳しくは、以下の通りである。まず、（１）車両がレーンを越えるまでの時間の極小値の頻度であるが、覚醒度が低下していない状態、つまり運転者が覚醒状態であっても、車両は常に微小ながらに蛇行が発生しており、車両がレーンを越えるまでの時間は変化している。そのため、運転者が眠気状態であるにもかかわらず、蛇行の周期の変化が覚醒状態と同じ程度で振幅のみが変化する場合、車両がレーンを越えるまでの時間の極小値の頻度に変化はみられない。次に、（２）操舵角度が所定の期間変化しない頻度、（３）操舵角が所定の期間不変であった後に修正操舵が起こる頻度、（４）車両の横位置が閾値を超えている間に操舵角が変化しない頻度については、蛇行の有無は舵角がレーン形状に適していないときに発生するため、操舵角度の変化の有無や修正操舵の有無から蛇行の有無は、覚醒度低下の有無を直接的に議論することはできない。したがって、特許文献１の技術では、パルス状の修正操舵が発生せずに蛇行する眠気状態の運転パターンを検知できない。【０００６】  そこで、本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、精度よく覚醒度を判定可能な技術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】
【０００７】
本発明に係る覚醒度判定装置は、予め定められた第１期間における車両の操舵角度の変化量である角度変化量、予め定められた第２期間における前記車両の走行車線に対する前記車両の前後の傾きの変化量である傾き変化量、及び、予め定められた第３期間における前記走行車線での前記車両の横位置の変化量である位置変化量、を取得する変化量取得部と、前記角度変化量が予め定められた第１閾値を超える頻度である角度頻度、前記傾き変化量が予め定められた第２閾値を超える頻度である傾き頻度、及び、前記位置変化量が予め定められた第３閾値を超える頻度である位置頻度、を算出する頻度算出部と、前記角度頻度、前記傾き頻度、及び、前記位置頻度のうち少なくともいずれか１つが、前記角度頻度、前記傾き頻度及び前記位置頻度にそれぞれに対して予め定められた第４閾値、第５閾値及び第６閾値を超えた場合に、前記車両の運転者の覚醒度が低下していると判定する覚醒度判定部とを備える。前記覚醒度判定部は、前記変化量取得部が前記傾き変化量または前記位置変化量を取得できず、かつ、前記角度頻度が前記第４閾値を超えた場合に、前記覚醒度が低下していると判定する。
【発明の効果】
【０００８】  本発明によれば、角度頻度、傾き頻度、及び、位置頻度のうち少なくともいずれか１つが、第４閾値、第５閾値及び第６閾値を超えた場合に、車両の運転者の覚醒度が低下していると判定する。このような構成によれば、精度よく覚醒度を判定することができる。【０００９】  本発明の目的、特徴、態様及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る覚醒度判定装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態２に係る覚醒度判定装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態２に係る覚醒度判定装置のシステム構成を示す図である。
【図４】実施の形態２に係る覚醒度判定装置が行う手順を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態２に係る覚醒度判定装置が行う手順を示すフローチャートである。
【図６】実施の形態２に係る覚醒度判定装置が行う手順を示すフローチャートである。
【図７】自車走行車線に対する自車の前後の傾きと自車走行車線における自車の横位置とを説明するための図である。
【図８】実施の形態２に係る覚醒度判定装置が行う手順を示すフローチャートである。
【図９】実施の形態２に係る覚醒度判定装置が行う手順を示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態２に係る覚醒度判定装置が行う手順を示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態２に係る覚醒度判定装置が行う手順を示すフローチャートである。
【図１２】実施の形態２に係る覚醒度判定装置が行う手順を示すフローチャートである。
【図１３】実施の形態２に係る覚醒度判定装置の実験結果を示す図である。
【図１４】実施の形態２に係る覚醒度判定装置の実験結果を示す図である。
【図１５】実施の形態３に係る覚醒度判定装置が行う手順を示すフローチャートである。
【図１６】実施の形態４に係る覚醒度判定装置が行う手順を示すフローチャートである。
【図１７】実施の形態５に係る覚醒度判定装置が行う手順を示すフローチャートである。
【図１８】実施の形態６に係る覚醒度判定装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１９】実施の形態６に係る覚醒度判定装置が行う手順を示すフローチャートである。
【図２０】運転開始後の角度変化量の平均値と第１閾値の適値との関係を示す図である。
【図２１】運転開始後の傾き変化量の平均値と第２閾値の適値との関係を示す図である。
【図２２】運転開始後の位置変化量の平均値と第３閾値の適値との関係を示す図である。
【図２３】実施の形態７に係る覚醒度判定装置が行う手順を示すフローチャートである。
【図２４】実施の形態７に係る覚醒度判定装置が行う手順を示すフローチャートである。
【図２５】実施の形態７に係る覚醒度判定装置が行う手順を示すフローチャートである。
【図２６】変形例に係る覚醒度判定装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図２７】変形例に係る覚醒度判定装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図２８】変形例に係るサーバの構成を示すブロック図である。
【図２９】変形例に係る通信端末の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】  ＜実施の形態１＞  以下、本発明の実施の形態１に係る覚醒度判定装置が、車両に設けられている構成を例にして説明する。また以下では、覚醒度判定装置が設けられ、着目の対象となる車両を「自車」と記載して説明する。
【００１２】  図１は、本実施の形態１にかかる覚醒度判定装置の概略構成を示すブロック図である。図１の覚醒度判定装置は、変化量取得部２１と、頻度算出部２２と、覚醒度判定部２３とを備える。
【００１３】  変化量取得部２１は、角度変化量と、傾き変化量と、位置変化量とを取得する。角度変化量は、予め定められた第１期間における自車の操舵角度の変化量である。傾き変化量は、予め定められた第２期間における自車走行車線に対する自車の前後の傾きの変化量である。なお、自車走行車線は自車の走行車線である。位置変化量は、予め定められた第３期間における自車走行車線での自車の横位置の変化量である。変化量取得部２１は、覚醒度判定装置外部の装置で算出された角度変化量を当該装置から取得してもよいし、変化量取得部２１自身が角度変化量を算出して取得してもよい。このことは、傾き変化量及び位置変化量についても同様である。
【００１４】  頻度算出部２２は、変化量取得部２１で取得された角度変化量、傾き変化量及び位置変化量に基づいて、角度頻度、傾き頻度及び位置頻度を算出する。角度頻度は、角度変化量が予め定められた第１閾値を超える頻度である。傾き頻度は、傾き変化量が予め定められた第２閾値を超える頻度である。位置頻度は、位置変化量が予め定められた第３閾値を超える頻度である。
【００１５】  覚醒度判定部２３は、頻度算出部２２で算出された角度頻度、傾き頻度、及び、位置頻度のうち少なくともいずれか１つが、角度頻度、傾き頻度及び位置頻度にそれぞれに対して予め定められた第４閾値、第５閾値及び第６閾値を超えた場合に、自車の運転者の覚醒度が低下していると判定する。
【００１６】  ＜実施の形態１のまとめ＞  以上のような本実施の形態１に係る覚醒度判定装置によれば、角度頻度、傾き頻度、及び、位置頻度のうち少なくともいずれか１つが第４閾値、第５閾値及び第６閾値を超えた場合に、自車の運転者の覚醒度が低下していると判定する。このような構成によれば、個人差が大きい眠気状態の運転パターンに適切に対応することができるので、精度よく覚醒度を判定できる。
【００１７】  ＜実施の形態２＞  図２は、本発明の実施の形態２に係る覚醒度判定装置の概略構成を示すブロック図である。
【００１８】  図２の変化量算出部２１０は、図１の変化量取得部２１に対応しており、変化量を算出する算出部である。この変化量算出部２１０は、角度変化量を算出する角度変化量算出部２１１と、傾き変化量を算出する傾き変化量算出部２１２と、位置変化量を算出する位置変化量算出部２１３とを内部に備える。
【００１９】  図２の頻度算出部２２０は、図１の頻度算出部２２に対応しており、変化量算出部２１０で算出された各変化量が対応する閾値を超える頻度を算出するための算出部である。この頻度算出部２２０は、角度頻度を算出する角度頻度算出部２２１と、傾き頻度を算出する傾き頻度算出部２２２と、位置頻度を算出する位置頻度算出部２２３とを内部に備える。
【００２０】  図２の覚醒度判定部２３０は、図１の覚醒度判定部２３に対応しており、頻度算出部２２０で算出された各頻度と対応する閾値とを比較し、その比較結果に基づき、覚醒度を判定する判定部である。
【００２１】  覚醒度判定装置には、覚醒度判定装置外部の入力装置として、操舵角度検出部１１０と、傾き検出部１２０と、横位置検出部１３０とが接続されている。
【００２２】  操舵角度検出部１１０は、自車の操舵角度を検出するための検出部であり、例えば、電動パワーステアリング（ＥＰＳ）に搭載された舵角センサである。
【００２３】  傾き検出部１２０は、自車走行車線に対する自車の前後の傾きを検出するための検出部であり、例えば、白線認識カメラである。あるいは、傾き検出部１２０は、例えば、地図データ及び衛星測位システムであってもよいし、地図データ及びＬＩＤＡＲであってもよい。なお、ＬＩＤＡＲは、Light Detection and RangingまたはLaser Imaging Detection and Rangingである。
【００２４】  横位置検出部１３０は、自車走行車線での自車の横位置を検出するための検出部であり、例えば、白線認識カメラである。あるいは、横位置検出部１３０は、例えば、地図データ及び衛星測位システムであってもよいし、地図データ及びＬＩＤＡＲであってもよい。
【００２５】  覚醒度判定装置には、覚醒度判定装置外部の出力装置として、出力部３１０が接続されている。出力部３１０は、自車の運転者の注意を喚起するための装置、または、自車の安全装置を行う装置である。出力部３１０は、例えば、覚醒度判定部２３０によって運転者が眠気状態であると判定された場合に、警報音を鳴らすスピーカーである。あるいは、出力部３１０は、例えば、覚醒度判定部２３０によって運転者が眠気状態であると判定された場合に、運転者へ注意喚起するメッセージを表示するディスプレイである。あるいは、出力部３１０は、例えば、覚醒度判定部２３０によって運転者が眠気状態であると判定された場合に、自動的に路肩へ駐車するなどの安全措置を行う先進運転支援システム電子制御ユニット（ＡＤＡＳ−ＥＣＵ）である。あるいは、出力部３１０は、例えば、覚醒度判定部２３０によって運転者が眠気状態であると判定された場合に、ハンドルを振動させ、運転者の覚醒を促す電動パワーステアリング電子制御ユニット（ＥＰＳ−ＥＣＵ）である。あるいは、出力部３１０は、例えば、覚醒度判定部２３０によって運転者が眠気状態であると判定された場合に、運転者に風を送り、運転者の覚醒を促すエアーコンディショナーである。
【００２６】  図３は、本実施の形態２に係る覚醒度判定装置のシステム構成を示す図である。ＥＰＳ−ＥＣＵ１は、ＥＰＳの制御を行うＥＣＵであり、操舵角度を検知してＡＤＡＳ−ＥＣＵ３に送信する。白線認識カメラ２は白線を認識するためのカメラであり、自車走行車線に対する自車の前後の傾きと自車走行車線での自車の横位置とを検知してＡＤＡＳ−ＥＣＵ３に送信する。ＡＤＡＳ−ＥＣＵ３は覚醒度判定装置を搭載し、ＥＰＳ−ＥＣＵ１から受信した操舵角度と、白線認識カメラ２から受信した自車走行車線に対する自車の前後の傾き及び自車走行車線での自車の横位置とに基づいて、覚醒度の判定を行う。運転者が眠気状態であると判定された場合には、スピーカー４に警報音を鳴らす指令を送信する。スピーカー４は、ＡＤＡＳ−ＥＣＵから受信した指令に基づき、警報音を鳴らす。
【００２７】  なお上述したように、自車走行車線に対する自車の前後の傾きと、自車走行車線での自車の横位置との検出には、白線認識カメラの代わりに地図データ及び衛星測位システムを用いてもよいし、地図データ及びＬＩＤＡＲを用いてもよい。また、覚醒度判定装置は、ＡＤＡＳ−ＥＣＵ３ではなく、ＥＰＳ−ＥＣＵ１に搭載されてもよい。また、覚醒度判定装置によって運転者が眠気状態であると判定された場合には、スピーカー４の代わりに、ディスプレイ、ＥＰＳ−ＥＣＵ及びエアーコンディショナーの少なくともいずれか１つに指令を送信してもよい。
【００２８】  図４は、本実施の形態２に係る覚醒度判定装置の手順を示すフローチャートである。なお、以下のフローチャートにおける各判定の主体は、以下の説明に限ったものではなく、覚醒度判定装置の構成要素のいずれかであればよい。
【００２９】  図４のステップＳ２００１にて、変化量算出部２１０は、現時間が変化量算出処理を実施するタイミングかどうかを判定する。変化量算出処理の実施周期は、角度変化量、傾き変化量、位置変化量を算出する第１期間、第２期間、第３期間である対象期間ｓθ、ｓδ、ｓε以下の値であり、例えば、１秒周期である。なお、図４の手順の実施周期は変化量算出処理の実施周期よりも短い周期であり、例えば１００ミリ秒である。現時間が変化量算出処理を実施するタイミングであると判定された場合にはステップＳ２００２に処理が進み、現時間が変化量算出処理を実施するタイミングであると判定されなかった場合にはステップＳ２００３に処理が進む。
【００３０】  ステップＳ２００２にて、変化量算出部２１０は、角度変化量Ｒθと、傾き変化量Ｒδと、位置変化量Ｒεとを算出する。その後、ステップＳ２００３に処理が進む。
【００３１】  ステップＳ２００３にて、頻度算出部２２０は、現時間が頻度算出処理を実施するタイミングかどうかを判定する。頻度算出処理の実施周期は、角度頻度、傾き頻度、位置頻度を算出する対象期間ｔθ、ｔδ、ｔε以下の値であり、例えば、１０秒周期である。現時間が頻度算出処理を実施するタイミングであると判定された場合にはステップＳ２００４に処理が進み、現時間が頻度算出処理を実施するタイミングであると判定されなかった場合には次に説明するステップＳ２００４の頻度の算出及びステップＳ２００５の覚醒度の判定を行わずに図４の手順が終了する。
【００３２】  ステップＳ２００４にて、頻度算出部２２０は、角度変化量Ｒθが第１閾値Ｔｈθを超える角度頻度Ｎθと、傾き変化量Ｒδが第２閾値Ｔｈδを超える傾き頻度Ｎδと、位置変化量Ｒεが第３閾値Ｔｈεを超える位置頻度Ｎεとを算出する。
【００３３】  ステップＳ２００５にて、覚醒度判定部２３０は、算出された角度頻度Ｎθ、傾き頻度Ｎδ及び位置頻度Ｎεに基づいて運転者の覚醒度を判定する。その後、図４の手順が終了する。
【００３４】  図５は、図４のステップＳ２００２の処理のうち、角度変化量Ｒθを算出する手順を示すフローチャートである。
【００３５】  図５のステップＳ２１０１にて、角度変化量算出部２１１は、操舵角度検出部１１０から過去ｓθ秒間の操舵角度θを取得する。ｓθは、例えば修正操舵が持続する時間が高々２秒程度なので２秒間である。
【００３６】  ステップＳ２１０２にて、角度変化量算出部２１１は、取得した操舵角度θに基づいて、過去ｓθ秒間の角度変化量Ｒθを算出する。角度変化量Ｒθは、ｓθ秒間の異なる２つの時刻での操舵角度θの値の差によって算出され、例えば最大値と最小値の差であるレンジとして算出される。このような算出では、運転者が覚醒状態である場合の角度変化量Ｒθは例えば３ｄｅｇであり、運転者が眠気状態である場合の角度変化量Ｒθは例えば１２ｄｅｇである。あるいは、角度変化量Ｒθは、ノイズを考慮して操舵角度θの第３四分位点と第１四分位点との差として算出されてもよい。
【００３７】  ステップＳ２１０３にて、角度変化量算出部２１１は、算出した角度変化量Ｒθをバッファに格納する。なお、図５の手順は、変化量算出処理が実施される周期、例えば１秒周期で実施される。
【００３８】  図６は、図４のステップＳ２００２の処理のうち、傾き変化量Ｒδを算出する手順を示すフローチャートである。
【００３９】  図６のステップＳ２１１１にて、傾き変化量算出部２１２は、傾き検出部１２０から過去ｓδ秒間の自車走行車線に対する自車の前後の傾きδを取得する。ｓδは、例えば自車の前後の傾きδが極値をとる周期に基づき２秒間である。ここで、自車の前後の傾きδは、例えば図７に示すように、自車の重心Ｇに対する自車走行車線の中央線ＬＮの最近傍点における接線と自車の前への向きとがなす角によって定義される。あるいは、自車の前後の傾きδは、例えば前方注視点における自車走行車線の中央線の接線と自車の前への向きとがなす角で定義されてもよい。
【００４０】  ステップＳ２１１２にて、傾き変化量算出部２１０は、取得した傾きδに基づいて、過去ｓδ秒間の傾き変化量Ｒδを算出する。傾き変化量Ｒδは、ｓθ秒間の異なる２つの時刻での傾きδの値の差によって算出され、例えばレンジとして算出される。このような算出では、運転者が覚醒状態である場合の傾き変化量Ｒδは例えば１．５ｄｅｇであり、運転者が眠気状態である場合の傾き変化量Ｒδは例えば４ｄｅｇである。あるいは、傾き変化量Ｒδは、ノイズを考慮して、傾きδの第３四分位点と第１四分位点との差として算出されてもよい。
【００４１】  ステップＳ２１１３にて、傾き変化量算出部２１２は、算出した傾き変化量Ｒδをバッファに格納する。なお、図６の手順は、変化量算出処理が実施される周期、例えば１秒周期で実施される。
【００４２】  図８は、図４のステップＳ２００２の処理のうち、位置変化量Ｒεを算出する手順を示すフローチャートである。
【００４３】  図８のステップＳ２１２１にて、位置変化量算出部２１３は、横位置検出部１３０から過去ｓε秒間の自車走行車線での自車の横位置εを取得する。ｓεは、例えば蛇行の周期に基づき５秒間である。ここで、自車の横位置εは、例えば図７に示すように、自車の重心Ｇと自車走行車線の中央線ＬＮとの間の距離によって定義される。あるいは、自車の横位置εは、例えば自車中心または白線認識カメラ設置位置と自車走行車線の中央線との間の距離によって定義されてもよい。
【００４４】  ステップＳ２１２２にて、位置変化量算出部２１３は、取得した横位置εに基づいて、過去ｓε秒間の位置変化量Ｒεを算出する。位置変化量Ｒεは、ｓε秒間の異なる２つの時刻での横位置εの値の差によって算出され、例えばレンジとして算出される。このような算出では、運転者が覚醒状態である場合の位置変化量Ｒεは例えば１ｍであり、運転者が眠気状態である場合の位置変化量Ｒεは例えば３ｍである。あるいは、位置変化量Ｒεは、ノイズを考慮して、横位置εの第３四分位点と第１四分位点との差として算出されてもよい。
【００４５】  ステップＳ２１２３にて、位置変化量算出部２１３は、算出した位置変化量Ｒεをバッファに格納する。なお、図８の手順は、変化量算出処理が実施される周期、例えば１秒周期で実施される。
【００４６】  図９は、図４のステップＳ２００４のうち、角度変化量Ｒθが第１閾値Ｔｈθを超える角度頻度Ｎθを算出する手順を示すフローチャートである。
【００４７】  図９のステップＳ２２０１にて、角度頻度算出部２２１は、バッファから過去ｔθ秒間の複数の角度変化量Ｒθを取得する。ｔθは、例えば短期的な覚醒度低下が持続する時間に基づき６０秒間である。
【００４８】  ステップＳ２２０２にて、角度頻度算出部２２１は、バッファから取得したｔθ秒間の複数の角度変化量Ｒθが第１閾値Ｔｈθを超えた回数をカウントすることにより、角度頻度Ｎθを算出する。なお、第１閾値Ｔｈθは、例えば覚醒状態の角度変化量Ｒθより大きい６ｄｅｇである。このような第１閾値Ｔｈθでは、運転者が覚醒状態である場合の角度頻度Ｎθは例えば２であり、運転者が眠気状態である場合の角度頻度Ｎθは例えば８である。図９の手順は、頻度算出処理が実施される周期、例えば１０秒周期で実施される。
【００４９】  図１０は、図４のステップＳ２００４のうち、傾き変化量Ｒδが第２閾値Ｔｈδを超える傾き頻度Ｎδを算出する手順を示すフローチャートである。
【００５０】  図１０のステップＳ２２１１にて、傾き頻度算出部２２２は、バッファから過去ｔδ秒間の複数の傾き変化量Ｒδを取得する。ｔδは、例えば短期的な覚醒度低下が持続する時間に基づき６０秒間である。
【００５１】  ステップＳ２２１２にて、傾き頻度算出部２２２は、バッファから取得したｔδ秒間の複数の傾き変化量Ｒδが第２閾値Ｔｈδを超えた回数をカウントすることにより、傾き頻度Ｎδを算出する。なお、第２閾値Ｔｈδは、例えば覚醒状態の傾き変化量Ｒδより大きい２ｄｅｇである。このような第２閾値Ｔｈδでは、運転者が覚醒状態である場合の傾き頻度Ｎδは例えば２であり、運転者が眠気状態である場合の傾き頻度Ｎδは例えば６である。図１０の手順は、頻度算出処理が実施される周期、例えば１０秒周期で実施される。
【００５２】  図１１は、図４のステップＳ２００４のうち、位置変化量Ｒεが第３閾値Ｔｈεを超える位置頻度Ｎεを算出する手順を示すフローチャートである。
【００５３】  図１１のステップＳ２２２１にて、位置頻度算出部２２３は、バッファから過去ｔε秒間の複数の位置変化量Ｒεを取得する。ｔεは、例えば短期的な覚醒度低下が持続する時間に基づき６０秒間である。
【００５４】  ステップＳ２２２２にて、位置頻度算出部２２３は、バッファから取得したｔε秒間の複数の位置変化量Ｒεが第３閾値Ｔｈεを超えた回数をカウントすることにより、位置頻度Ｎεを算出する。なお、第３閾値Ｔｈεは、例えば覚醒状態の位置変化量Ｒεより大きい１．８ｍである。このような第３閾値Ｔｈεでは、運転者が覚醒状態である場合の位置頻度Ｎεは例えば０であり、運転者が眠気状態である場合の位置頻度Ｎεは例えば６である。図１１の手順は、頻度算出処理が実施される周期、例えば１０秒周期で実施される。
【００５５】  図１２は、図４のステップＳ２００５の処理である、覚醒度を判定する手順を示すフローチャートである。
【００５６】  図１２のステップＳ２３０１にて、覚醒度判定部２３０は、角度頻度Ｎθが第４閾値Ｂθを超えているかと、傾き頻度Ｎδが第５閾値Ｂδを超えているかと、位置頻度Ｎεが第６閾値Ｂεを超えているかを判定する。第４閾値Ｂθは、例えば覚醒状態の角度頻度Ｎθより大きい４であり、第５閾値Ｂδは、例えば覚醒状態の傾き頻度Ｎδより大きい４であり、第６閾値Ｂεは、例えば覚醒状態の位置頻度Ｎεより大きい４である。角度頻度Ｎθ、傾き頻度Ｎδ、及び、位置頻度Ｎεのうち少なくとも１つでも閾値を超えていると判定された場合にはステップＳ２３０２に処理が進み、すべて閾値を超えていないと判定された場合にはステップＳ２３０３に処理が進む。
【００５７】  ステップＳ２３０２にて、覚醒度判定部２３０は、自車の運転者の覚醒度は低下しており運転者は眠気状態であると判定する。その後、図１２の手順が終了する。一方、ステップＳ２３０３にて、覚醒度判定部２３０は、自車の運転者の覚醒度は低下しておらず運転者は覚醒状態であると判定する。図１２の手順は、頻度算出処理が実施される周期、例えば１０秒周期で実施される。
【００５８】  次に、図１３及び図１４を用いて、運転者が覚醒状態から眠気状態になった場合の実験結果を説明する。図１３及び図１４のそれぞれには、運転者の状態の観察結果ａと、本実施の形態１による判定結果ｂと、操舵角度のみ（角度頻度のみ）を使用した場合の判定結果ｃと、自車走行車線に対する自車の前後の傾きのみ（傾き頻度のみ）を使用した場合の判定結果ｄと、自車走行車線での自車の横位置のみ（位置頻度のみ）を使用した場合の判定結果ｅとが時系列のグラフとして示されている。
【００５９】  図１３では、運転者は修正操舵と蛇行とが発生する眠気状態にあった。図１３の判定結果ｂに示すように、操舵角度と、自車走行車線に対する自車の前後の傾きと、自車走行車線に対する自車の横位置とを統合した本実施の形態１の判定によれば、眠気状態をおおよそ正しく検知できている。
【００６０】  図１４では、運転者は修正操舵が発生せずに蛇行のみ発生する眠気状態にあった。図１４の判定結果ｃと観察結果ａとを比較すると、操舵角度のみを使用した場合では眠気状態を正しく判定できていないことがわかる。また、図１４の判定結果ｄ，ｅと観察結果ａとを比較すると、自車走行車線に対する自車の前後の傾きのみを使用した場合と、自車走行車線に対する自車の横位置のみを使用した場合とでは、操舵角度のみを使用した場合では判定できなかった眠気状態を判定している。このため、これら３つの指標を統合可能な本実施の形態１によれば、眠気状態の検知精度を、各指標を単独で使用した場合の検知精度よりも向上させることができる。
【００６１】  ＜実施の形態２のまとめ＞  本実施の形態２に係る覚醒度判定装置によれば、操舵角度、自車走行車線に対する自車の前後の傾き、及び、自車走行車線での自車の横位置のそれぞれの変化量が閾値を超えた頻度に基づいて覚醒度を判定する。このような構成によれば、例えば、修正操舵の有無と蛇行の有無とを独立して評価できるので、パルス状の修正操舵の有無及び蛇行の有無といった個人差が大きい覚醒度低下時（眠気状態時）の運転パターンに適切に対応することができる。このため、精度よく覚醒度を判定することができる。また本実施の形態２によれば、例えば、分散または標準偏差によって操舵角度などの変動の大きさを評価するよりも、レンジに代表されるような変化量によって操舵角度などの変動の大きさを評価したほうが、パルス状の修正操舵を検知しやすいという効果も得られる。
【００６２】  ＜実施の形態３＞  例えば、白線認識カメラが、逆光などが原因で自車走行車線に対する自車の前後の傾きや、自車走行車線での自車の横位置を検知できずに覚醒度の判定ができない場合がある。そこで、覚醒度の判定をなるべく行うために、以下で説明する本発明の実施の形態３のように、操舵角度の変化量、つまり角度変化量が第１閾値Ｔｈθを超える角度頻度のみによって覚醒度を判定してもよい。
【００６３】  図１５は、本実施の形態３に係る覚醒度判定装置の手順を示すフローチャートである。なお、本実施の形態３に係る構成要素のうち、上述の構成要素と同じまたは類似する構成要素については同じ参照符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。
【００６４】  図１５のステップＳ２４０１にて、変化量算出部２１０は、現時間が変化量算出処理を実施するタイミングかどうかを判定する。変化量算出処理の実施周期は、角度変化量、傾き変化量、位置変化量を算出する対象期間ｓθ、ｓδ、ｓε以下の値であり、例えば、１秒周期である。現時間が変化量算出処理を実施するタイミングであると判定された場合にはステップＳ２４０２に処理が進み、現時間が変化量算出処理を実施するタイミングであると判定されなかった場合にはステップＳ２４０５に処理が進む。
【００６５】  ステップＳ２４０２にて、変化量算出部２１０は、傾き検出部１２０及び横位置検出部１３０が自車の前後の傾きδ及び自車の横位置εを検知できているかどうかを判定する。どちらか一方でも検知できていないと判定された場合にはステップＳ２４０３に処理が進み、どちらも検知できていると判定された場合にはステップＳ２４０４に処理が進む。
【００６６】  ステップＳ２４０３にて、変化量算出部２１０は、角度変化量Ｒθのみを算出する。その後、ステップＳ２４０５に処理が進む。
【００６７】  一方、ステップＳ２４０４にて、変化量算出部２１０は、角度変化量Ｒθと、傾き変化量Ｒδと、位置変化量Ｒεとを算出する。その後、ステップＳ２４０５に処理が進む。
【００６８】  ステップＳ２４０５にて、頻度算出部２２０は、現時間が頻度算出処理を実施するタイミングかどうかを判定する。頻度算出処理の実施周期は、角度頻度、傾き頻度、位置頻度を算出する対象期間ｔθ、ｔδ、ｔε以下の値であり、例えば、１０秒周期である。現時間が頻度算出処理を実施するタイミングであると判定された場合にはステップＳ２４０６に処理が進み、現時間が頻度算出処理を実施するタイミングであると判定されなかった場合には頻度の算出及び覚醒度の判定を行わずに図１５の手順が終了する。
【００６９】  ステップＳ２４０６にて、頻度算出部２２０は、傾き検出部１２０及び横位置検出部１３０が自車の前後の傾きδ及び自車の横位置εを検知できているかどうかを判定する。どちらか一方でも検知できていないと判定された場合にはステップＳ２４０７に処理が進み、どちらも検知できていると判定された場合にはステップＳ２４０８に処理が進む。
【００７０】  ステップＳ２４０７にて、頻度算出部２２０は角度頻度Ｎθを算出する。その後、ステップＳ２４０９に処理が進む。
【００７１】  一方、ステップＳ２４０８にて、頻度算出部２２０は角度頻度Ｎθ、傾き頻度Ｎδ、及び、位置頻度Ｎεを算出する。その後、ステップＳ２４０９に処理が進む。
【００７２】  ステップＳ２４０９にて、覚醒度判定部２３０は、算出された頻度に基づいて運転者の覚醒度を判定する。その後、図１５の手順が終了する。
【００７３】  なお、ステップＳ２４０３及びステップＳ２４０４での変化量の算出は、例えば、図５、図６、図８に示した手順で適宜行われる。また、ステップＳ２４０７及びステップＳ２４０８での頻度の算出は、例えば、図９、図１０、図１１に示した手順で適宜行われる。また、ステップＳ２４０９での覚醒度の判定は、例えば、図１２に示した手順で行われる。
【００７４】  ＜実施の形態３のまとめ＞  以上のような本実施の形態３に係る覚醒度判定装置によれば、覚醒度判定部２３０は、変化量算出部２１０が傾き変化量または位置変化量を取得できず、かつ、角度頻度が第４閾値Ｂθを超えた場合に覚醒度が低下していると判定する。このような構成によれば、自車の前後の傾きや自車の横位置を検知できない場合にも覚醒度を判定できる。
【００７５】  ＜実施の形態４＞  例えば、自車走行車線などの道路形状によっては、運転者が覚醒状態である場合の角度変化量などが、運転者が眠気状態である場合の角度変化量などと同程度になることがある。そこで、その影響を抑制するために、以下で説明する本発明の実施の形態４のように、自車走行車線の曲率変化が小さい場合のみに、角度変化量Ｒθと傾き変化量Ｒδと位置変化量Ｒεとを算出してもよい。
【００７６】  図１６は、自車走行車線の曲率ρを考慮して、角度変化量Ｒθと傾き変化量Ｒδと位置変化量Ｒεとを算出する手順を示すフローチャートである。なお、本実施の形態４に係る構成要素のうち、上述の構成要素と同じまたは類似する構成要素については同じ参照符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。
【００７７】  図１６のステップＳ２５０１にて、変化量算出部２１０は、白線認識カメラを用いて過去の予め定められた期間であるｕ秒間に検知された自車走行車線の曲率ρを算出する。ｕは、例えば、角度変化量などの情報が曲率変化の影響を受ける期間を考慮して３秒間である。
【００７８】  ステップＳ２５０２にて、変化量算出部２１０は、過去ｕ秒間の曲率ρの最大値ｍａｘ（ρ）と最小値ｍｉｎ（ρ）との差である曲率ρの変化量が、予め定められた閾値Ｔｈρ以下であるかを判定する。閾値Ｔｈρは、例えば、自車の急操舵や横ブレが発生せずに曲率が変化する車線を走行できる値であり、道路構造令の設計速度と曲率半径との関係に基づき、時速１００ｋｍではＴｈρ＝２．２×１０−３ｍ−１である。曲率ρの変化量が閾値Ｔｈρ以下であると判定された場合にはステップＳ２５０３に処理が進み、曲率ρの変化量が閾値Ｔｈρ以下でないと判定された場合には角度変化量Ｒθなどを算出せずに図１６の手順が終了する。
【００７９】  ステップＳ２５０３にて、変化量算出部２１０は、角度変化量Ｒθと、傾き変化量Ｒδと、位置変化量Ｒεとを算出する。その後、図１６の手順が終了する。ステップＳ２５０３での変化量の算出は、例えば、図５、図６、図８に示した手順で行う。また、閾値Ｔｈρは自車の車速に応じて変化させてもよい。
【００８０】  ＜実施の形態４のまとめ＞  以上のような本実施の形態４に係る覚醒度判定装置によれば、角度変化量Ｒθ、傾き変化量Ｒδ、及び、位置変化量Ｒεは、予め定められた期間ｕにおける自車走行車線の曲率変化が予め定められた閾値以下である場合にのみ算出される。このような構成によれば、道路形状に起因する自車の操舵や車両運動の影響を抑制することができ、精度よく覚醒度を判定できる。
【００８１】  ＜実施の形態５＞  車線変更や右左折の影響を抑制するために、以下で説明する本発明の実施の形態５のように、角度変化量Ｒθ、傾き変化量Ｒδと位置変化量Ｒεは、自車の方向指示器、つまり自車のウインカーがオフである場合にのみ算出されてもよい。
【００８２】  図１７は、ウインカーの状態を考慮して、角度変化量Ｒθと傾き変化量Ｒδと位置変化量Ｒεとを算出する手順を示すフローチャートである。なお、本実施の形態５に係る構成要素のうち、上述の構成要素と同じまたは類似する構成要素については同じ参照符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。
【００８３】  図１７のステップＳ２６０１にて、変化量算出部２１０は、ウインカーがオフであるかを判定する。オフであると判定された場合にはステップＳ２６０２に処理が進み、オンであると判定された場合には角度変化量Ｒθなどを算出せずに図１７の手順が終了する。
【００８４】  ステップＳ２６０２にて、変化量算出部２１０は、角度変化量Ｒθと、傾き変化量Ｒδと、位置変化量Ｒεとを算出する。その後、図１７の手順が終了する。ステップＳ２５０３での変化量の算出は、例えば、図５、図６、図８に示した手順で行う。
【００８５】  ＜実施の形態５のまとめ＞  以上のような本実施の形態４に係る覚醒度判定装置によれば、角度変化量Ｒθ、傾き変化量Ｒδ、及び、位置変化量Ｒεは、自車のウィンかーがオフである場合にのみ算出される。このような構成によれば、自車の車線変更や右左折のための操舵や車両運動の影響を抑制することができ、精度よく覚醒度を判定できる。
【００８６】  ＜実施の形態６＞  本発明の実施の形態６に係る覚醒度判定装置は、運転者の運転技量または運転特性に関する個別情報に基づいて第１閾値Ｔｈθ、第２閾値Ｔｈδ及び第３閾値Ｔｈεを決定する。個別情報は、例えば、自車の運転開始後の予め定められた第４期間のうちの対象期間ｓθにおける角度変化量Ｒθ、第４期間のうちの対象期間ｓδにおける傾き変化量Ｒδ、及び、第４期間のうちの対象期間ｓεにおける位置変化量Ｒεを含む。第４期間は、例えば、眠気状態には至らないであろう期間である６００秒間である。
【００８７】  図１８は、本実施の形態６に係る覚醒度判定装置の概略構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態６に係る構成要素のうち、上述の構成要素と同じまたは類似する構成要素については同じ参照符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。
【００８８】  本実施の形態６に係る覚醒度判定装置は、実施の形態２記載の覚醒度判定装置に、閾値算出部２４０を追加したものである。閾値算出部２４０は、変化量算出部２１０で算出された変化量に基づいて閾値を算出する算出部である。閾値算出部２４０は、第４期間における角度変化量Ｒθの平均値である角度平均値ａｖｅ（θ）に基づいて回帰的に第１閾値Ｔｈθを決定する。同様に、閾値算出部２４０は、第４期間における傾き変化量Ｒδの平均値である傾き平均値ａｖｅ（δ）に基づいて回帰的に第２閾値Ｔｈδを決定し、第４期間における位置変化量Ｒεの平均値である位置平均値ａｖｅ（ε）に基づいて回帰的に第３閾値Ｔｈδを決定する。なお、この処理は、変化量算出部２１０、頻度算出部２２０または覚醒度判定部２３０で行われてもよい。
【００８９】  図１９は、運転者の運転技量や運転特性に関する個別情報に基づいて第１閾値Ｔｈθ、第２閾値Ｔｈδ及び第３閾値Ｔｈεを決定する手順を示すフローチャートである。
【００９０】  図１９のステップＳ２７０１にて、変化量算出部２１０は、現時間が運転開始後の第４期間内であるかを判定する。現時間が第４期間内であると判定された場合にはステップＳ２７０２に処理が進み、現時間が第４期間内であると判定されなかった場合にはステップＳ２７０５に処理が進む。
【００９１】  ステップＳ２７０２にて、変化量算出部２１０は、閾値算出完了フラグをオフに設定する。
【００９２】  ステップＳ２７０３にて、変化量算出部２１０は、現時間が変化量算出処理を実施するタイミングかどうかを判定する。変化量算出処理の実施周期は、角度変化量、傾き変化量、位置変化量を算出する対象期間ｓθ、ｓδ、ｓε以下の値であり、例えば、１秒周期である。現時間が変化量算出処理を実施するタイミングであると判定された場合にはステップＳ２７０４に処理が進み、現時間が変化量算出処理を実施するタイミングであると判定されなかった場合には、角度変化量Ｒθなどを算出せずに図１９の手順が終了する。
【００９３】  ステップＳ２７０４にて、変化量算出部２１０は、角度変化量Ｒθと、傾き変化量Ｒδと、位置変化量Ｒεとを算出する。その後、図１９の手順が終了する。
【００９４】  ステップＳ２７０５にて、閾値算出部２４０は、閾値算出完了フラグがオフに設定されているかを判定する。オフに設定されていると判定された場合にはステップＳ２７０６に処理が進み、オンに設定されていると判定された場合にはステップＳ２７０９に処理が進む。
【００９５】  ステップＳ２７０６にて、閾値算出部２４０は、角度平均値ａｖｅ（θ）、傾き平均値ａｖｅ（δ）、位置平均値ａｖｅ（ε）を算出する。
【００９６】  ステップＳ２７０７にて、閾値算出部２４０は、角度平均値ａｖｅ（θ）、傾き平均値ａｖｅ（δ）及び位置平均値ａｖｅ（ε）から、第１閾値Ｔｈθ、第２閾値Ｔｈδ及び第３閾値Ｔｈεを回帰的に算出する。
【００９７】  ステップＳ２７０８にて、閾値算出部２４０は、閾値算出完了フラグをオンに設定する。その後、図１９の手順が終了する。
【００９８】  ステップＳ２７０９にて、変化量算出部２１０は、現時間が変化量算出処理を実施するタイミングかどうかを判定する。現時間が変化量算出処理を実施するタイミングであると判定された場合にはステップＳ２７１０に処理が進み、現時間が変化量算出処理を実施するタイミングであると判定されなかった場合には、角度変化量Ｒθなどを算出せずにステップＳ２７１１に処理が進む。
【００９９】  ステップＳ２７１０にて、変化量算出部２１０は、角度変化量Ｒθと、傾き変化量Ｒδと、位置変化量Ｒεとを算出する。その後、ステップＳ２７１１に処理が進む。
【０１００】  ステップＳ２７１１にて、頻度算出部２２０は、現時間が頻度算出処理を実施するタイミングかどうかを判定する。現時間が頻度算出処理を実施するタイミングであると判定された場合にはステップＳ２７１２に処理が進み、現時間が頻度算出処理を実施するタイミングであると判定されなかった場合には頻度の算出及び覚醒度の判定を行わずに図１９の手順が終了する。
【０１０１】  ステップＳ２７１２にて、頻度算出部２２０は、角度変化量Ｒθが第１閾値Ｔｈθを超える角度頻度Ｎθと、傾き変化量Ｒδが第２閾値Ｔｈδを超える傾き頻度Ｎδと、位置変化量Ｒεが第３閾値Ｔｈεを超える位置頻度Ｎεとを算出する。
【０１０２】  ステップＳ２７１３にて、覚醒度判定部２３０は、算出された角度頻度Ｎθ、傾き頻度Ｎδ及び位置頻度Ｎεに基づいて運転者の覚醒度を判定する。その後、図１９の手順が終了する。
【０１０３】  次に、図２０〜図２２を用いて、回帰的に第１閾値Ｔｈθ、第２閾値Ｔｈδ及び第３閾値Ｔｈεを決定することについて説明する。
【０１０４】  図２０は、５名の運転者分の、運転開始後６００秒間の角度変化量Ｒθの平均値ａｖｅ（θ）と、運転者毎の第１閾値Ｔｈθの適値とをプロットした図である。第１閾値Ｔｈθの適値は実験データより実験的に決定した値である。また、図中の直線は回帰直線である。図２０より、角度平均値ａｖｅ（θ）と運転者毎の第１閾値Ｔｈθの適値とには線形関係があることがわかるので、閾値算出部２４０は、角度平均値ａｖｅ（θ）から、第１閾値Ｔｈθを回帰的に決定することができる。
【０１０５】  図２１は、５名の運転者分の、運転開始後６００秒間の傾き変化量Ｒδの平均値ａｖｅ（δ）と、運転者毎の第２閾値Ｔｈδの適値とをプロットした図である。第２閾値Ｔｈδの適値は実験データより実験的に決定した値である。また、図中の直線は回帰直線である。図２１より、傾き平均値ａｖｅ（δ）と運転者毎の第２閾値Ｔｈδの適値とには線形関係があることがわかるので、閾値算出部２４０は、傾き平均値ａｖｅ（δ）から、第２閾値Ｔｈδを回帰的に決定することができる。
【０１０６】  図２２は、５名の運転者分の、運転開始後６００秒間の位置変化量Ｒεの平均値ａｖｅ（ε）と、運転者毎の第２閾値Ｔｈεの適値とをプロットした図である。第３閾値Ｔｈεの適値は実験データより実験的に決定した値である。また、図中の直線は回帰直線である。図２２より、位置平均値ａｖｅ（ε）と運転者毎の第３閾値Ｔｈεの適値とには線形関係があることがわかるので、閾値算出部２４０は、位置平均値ａｖｅ（ε）から、第３閾値Ｔｈεを回帰的に決定することができる。
【０１０７】  ＜実施の形態６のまとめ＞  以上のような本実施の形態６に係る覚醒度判定装置によれば、運転者の運転技量または運転特性に関する個別情報に基づいて第１閾値Ｔｈθ、第２閾値Ｔｈδ及び第３閾値Ｔｈεを決定する。このような構成によれば、運転技量の個人差の影響を抑制することができ、精度よく覚醒度を判定できる。
【０１０８】  ＜実施の形態７＞  角度変化量Ｒθと傾き変化量Ｒδと位置変化量Ｒεとを算出する際に、バッファリングした各時系列データから各変化量を算出するのではなく、以下で説明する本発明の実施の形態７のように、第１期間、第２期間及び第３期間の期間ごとに最大値と最小値とを逐次的に更新することによって、角度変化量Ｒθと、傾き変化量Ｒδと、位置変化量Ｒεとを算出してもよい。
【０１０９】  図２３は、操舵角度θの最大値θｍａｘと最小値θｍｉｎとを逐次的に更新して、角度変化量Ｒθを算出する手順を示すフローチャートである。なお、本実施の形態７に係る構成要素のうち、上述の構成要素と同じまたは類似する構成要素については同じ参照符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。
【０１１０】  図２３のステップＳ２８００にて、変化量算出部２１０は、カウンタｃθが予め定められた閾値ＣＴθより大きいかを判定する。閾値ＣＴθは、例えば、期間ｓθと操舵角度のサンプリングレートｆθとの積である。カウンタｃθが閾値ＣＴθより大きい場合にはステップＳ２８０１に処理が進み、カウンタｃθが閾値ＣＴθ以下である場合にはステップＳ２８０５に処理が進む。
【０１１１】  ステップＳ２８０１にて、変化量算出部２１０は、その時点で格納されている最大値θｍａｘと最小値θｍｉｎとの差をとることで、角度変化量Ｒθを算出する。
【０１１２】  ステップＳ２８０２にて、変化量算出部２１０は、カウンタｃθを０に初期化する。変化量算出部２１０は、現在の操舵角度θの値をステップＳ２８０３にて最大値θｍａｘに格納し、ステップＳ２８０４にて最小値θｍｉｎに格納する。その後、ステップＳ２８０９に処理が進む。
【０１１３】  ステップＳ２８０５にて、変化量算出部２１０は、その時点で格納されている最大値θｍａｘが現在の操舵角度θの値より小さいかを判定する。小さいと判定された場合にはステップＳ２８０６に処理が進み、小さいと判定されなかった場合にはステップＳ２８０７に処理が進む。ステップＳ２８０６にて、変化量算出部２１０は、最大値θｍａｘを現在の操舵角度θに更新する。その後、ステップＳ２８０７に処理が進む。
【０１１４】  ステップＳ２８０７にて、変化量算出部２１０は、その時点で格納されている最小値θｍｉｎが現在の操舵角度θの値より大きいかを判定する。大きいと判定された場合にはステップＳ２８０８に処理が進み、大きいと判定されなかった場合にはステップＳ２８０９に処理が進む。ステップＳ２８０８にて、変化量算出部２１０は、最小値θｍｉｎを現在の操舵角度θに更新する。その後、ステップＳ２８０９に処理が進む。
【０１１５】  ステップＳ２８０９にて、変化量算出部２１０は、カウンタｃθの値をインクリメントする。その後、図２３の手順が終了する。
【０１１６】  図２４は、自車走行車線に対する自車の前後の傾きδの最大値δｍａｘと最小値δｍｉｎとを逐次的に更新して、傾き変化量Ｒδを算出する手順を示すフローチャートである。
【０１１７】  図２４のステップＳ２８１０にて、変化量算出部２１０は、カウンタｃδが予め定められた閾値ＣＴδより大きいかを判定する。閾値ＣＴδは、例えば、期間ｓδと自車の前後の傾きδのサンプリングレートｆδとの積である。カウンタｃδが閾値ＣＴδより大きい場合にはステップＳ２８１１に処理が進み、カウンタｃδが閾値ＣＴδ以下である場合にはステップＳ２８１５に処理が進む。
【０１１８】  ステップＳ２８１１にて、変化量算出部２１０は、その時点で格納されている最大値δｍａｘと最小値δｍｉｎとの差をとることで、傾き変化量Ｒδを算出する。
【０１１９】  ステップＳ２８１２にて、変化量算出部２１０は、カウンタｃδを０に初期化する。変化量算出部２１０は、現在の自車の前後の傾きδの値をステップＳ２８１３にて最大値δｍａｘに格納し、ステップＳ２８１４にて最小値δｍｉｎに格納する。その後、ステップＳ２８１９に処理が進む。
【０１２０】  ステップＳ２８１５にて、変化量算出部２１０は、その時点で格納されている最大値δｍａｘが現在の自車の前後の傾きδの値より小さいかを判定する。小さいと判定された場合にはステップＳ２８１６に処理が進み、小さいと判定されなかった場合にはステップＳ２８１７に処理が進む。ステップＳ２８１６にて、変化量算出部２１０は、最大値δｍａｘを現在の自車の前後の傾きδに更新する。その後、ステップＳ２８１７に処理が進む。
【０１２１】  ステップＳ２８１７にて、変化量算出部２１０は、その時点で格納されている最小値δｍｉｎが現在の自車の前後の傾きδの値より大きいかを判定する。大きいと判定された場合にはステップＳ２８１８に処理が進み、大きいと判定されなかった場合にはステップＳ２８１９に処理が進む。ステップＳ２８１８にて、変化量算出部２１０は、最小値δｍｉｎを現在の自車の前後の傾きδに更新する。その後、ステップＳ２８１９に処理が進む。
【０１２２】  ステップＳ２８１９にて、変化量算出部２１０は、カウンタｃδの値をインクリメントする。その後、図２４の手順が終了する。
【０１２３】  図２５は、自車走行車線での自車の横位置εの最大値εｍａｘと最小値εｍｉｎとを逐次的に更新して、位置変化量Ｒεを算出する手順を示すフローチャートである。
【０１２４】  図２５のステップＳ２８２０にて、変化量算出部２１０は、カウンタｃεが予め定められた閾値ＣＴεより大きいかを判定する。閾値ＣＴεは、例えば、期間ｓεと自車の横位置εのサンプリングレートｆεとの積である。カウンタｃεが閾値ＣＴεより大きい場合にはステップＳ２８２１に処理が進み、カウンタｃεが閾値ＣＴε以下である場合にはステップＳ２８２５に処理が進む。
【０１２５】  ステップＳ２８２１にて、変化量算出部２１０は、その時点で格納されている最大値εｍａｘと最小値εｍｉｎとの差をとることで、位置変化量Ｒεを算出する。
【０１２６】  ステップＳ２８２２にて、変化量算出部２１０は、カウンタｃεを０に初期化する。変化量算出部２１０は、現在の自車の横位置εの値をステップＳ２８２３にて最大値εｍａｘに格納し、ステップＳ２８２４にて最小値εｍｉｎに格納する。その後、ステップＳ２８２９に処理が進む。
【０１２７】  ステップＳ２８２５にて、変化量算出部２１０は、その時点で格納されている最大値εｍａｘが現在の自車の横位置εの値より小さいかを判定する。小さいと判定された場合にはステップＳ２８２６に処理が進み、小さいと判定されなかった場合にはステップＳ２８２７に処理が進む。ステップＳ２８２６にて、変化量算出部２１０は、最大値εｍａｘを現在の自車の横位置εに更新する。その後、ステップＳ２８２７に処理が進む。
【０１２８】  ステップＳ２８２７にて、変化量算出部２１０は、その時点で格納されている最小値εｍｉｎが現在の自車の横位置εの値より大きいかを判定する。大きいと判定された場合にはステップＳ２８２８に処理が進み、大きいと判定されなかった場合にはステップＳ２８２９に処理が進む。ステップＳ２８２８にて、変化量算出部２１０は、最小値εｍｉｎを現在の自車の横位置εに更新する。その後、ステップＳ２８２９に処理が進む。
【０１２９】  ステップＳ２８２９にて、変化量算出部２１０は、カウンタｃεの値をインクリメントする。その後、図２５の手順が終了する。
【０１３０】  ＜実施の形態７のまとめ＞  以上のような本実施の形態７に係る覚醒度判定装置によれば、第１期間、第２期間及び第３期間の期間ごとに最大値と最小値とを逐次的に更新することによって、角度変化量Ｒθと、傾き変化量Ｒδと、位置変化量Ｒεとを算出する。このような構成によれば、各変化量を算出する際に、バッファリングされたデータを低減することができるので、メモリの使用量を削減できる。
【０１３１】  ＜その他の変形例＞  上述した図１の変化量取得部２１、頻度算出部２２、及び、覚醒度判定部２３を、以下「変化量取得部２１等」と記す。変化量取得部２１等は、図２６に示す処理回路８１により実現される。すなわち、処理回路８１は、角度変化量、傾き変化量、及び、位置変化量を取得する変化量取得部２１と、角度頻度、傾き頻度、及び、位置頻度を算出する頻度算出部２２と、角度頻度、傾き頻度、及び、位置頻度のうち少なくともいずれか１つが、第４閾値、第５閾値、及び、第６閾値を超えた場合に、自車の運転者の覚醒度が低下していると判定する覚醒度判定部２３と、を備える。処理回路８１には、専用のハードウェアが適用されてもよいし、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサが適用されてもよい。プロセッサには、例えば、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）などが該当する。
【０１３２】  処理回路８１が専用のハードウェアである場合、処理回路８１は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。変化量取得部２１等の各部の機能それぞれは、処理回路を分散させた回路で実現されてもよいし、各部の機能をまとめて一つの処理回路で実現されてもよい。
【０１３３】  処理回路８１がプロセッサである場合、変化量取得部２１等の機能は、ソフトウェア等との組み合わせにより実現される。なお、ソフトウェア等には、例えば、ソフトウェア、ファームウェア、または、ソフトウェア及びファームウェアが該当する。ソフトウェア等はプログラムとして記述され、メモリ８３に格納される。図２７に示すように、処理回路８１に適用されるプロセッサ８２は、メモリ８３に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわち、覚醒度判定装置は、処理回路８１により実行されるときに、角度変化量、傾き変化量、及び、位置変化量を取得するステップと、角度頻度、傾き頻度、及び、位置頻度を算出するステップと、角度頻度、傾き頻度、及び、位置頻度のうち少なくともいずれか１つが、第４閾値、第５閾値、及び、第６閾値を超えた場合に、自車の運転者の覚醒度が低下していると判定するステップと、が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ８３を備える。換言すれば、このプログラムは、変化量取得部２１等の手順や方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。ここで、メモリ８３は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、そのドライブ装置等、または、今後使用されるあらゆる記憶媒体であってもよい。
【０１３４】  以上、変化量取得部２１等の各機能が、ハードウェア及びソフトウェア等のいずれか一方で実現される構成について説明した。しかしこれに限ったものではなく、変化量取得部２１等の一部を専用のハードウェアで実現し、別の一部をソフトウェア等で実現する構成であってもよい。例えば、変化量取得部２１については専用のハードウェアとしての処理回路８１及びレシーバなどでその機能を実現し、それ以外についてはプロセッサ８２としての処理回路８１がメモリ８３に格納されたプログラムを読み出して実行することによってその機能を実現することが可能である。
【０１３５】  以上のように、処理回路８１は、ハードウェア、ソフトウェア等、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
【０１３６】  また、以上で説明した覚醒度判定装置は、ＰＮＤ（Portable Navigation Device）などのナビゲーション装置と、携帯電話、スマートフォン及びタブレットなどの携帯端末を含む通信端末と、ナビゲーション装置及び通信端末の少なくともいずれか１つにインストールされるアプリケーションの機能と、サーバとを適宜に組み合わせてシステムとして構築される覚醒度判定システムにも適用することができる。この場合、以上で説明した覚醒度判定装置の各機能あるいは各構成要素は、前記システムを構築する各機器に分散して配置されてもよいし、いずれかの機器に集中して配置されてもよい。例えば、覚醒度判定装置は、図２の操舵角度検出部１１０、傾き検出部１２０、横位置検出部１３０、及び、出力部３１０の少なくともいずれか１つをさらに備えてもよい。また例えば、サーバがナビゲーション機能を備え、ナビゲーション装置が表示機能及び位置検出機能だけを備える構成であってもよい。
【０１３７】  図２８は、本変形例に係るサーバ９１の構成を示すブロック図である。図２８のサーバ９１は、通信部９１ａと、算出部９１ｂと、判定部９１ｃとを備えており、車両９２のナビゲーション装置９３と無線通信を行うことが可能となっている。
【０１３８】  変化量取得部である通信部９１ａは、ナビゲーション装置９３と無線通信を行うことにより、ナビゲーション装置９３で取得された角度変化量、傾き変化量及び位置変化量を受信する。算出部９１ｂは、通信部９１ａで受信された角度変化量、傾き変化量及び位置変化量に基づいて、角度頻度、傾き頻度及び位置頻度を算出する。判定部９１ｃは、算出部９１ｂで算出された角度頻度、傾き頻度、及び、位置頻度のうち少なくともいずれか１つが、第４閾値、第５閾値、及び、第６閾値を超えた場合に、自車の運転者の覚醒度が低下していると判定する。そして、通信部９１ａは、判定部９１ｃの判定結果をナビゲーション装置９３に送信する。このように構成されたサーバ９１によれば、実施の形態１で説明した覚醒度判定装置と同様の効果を得ることができる。
【０１３９】  図２９は、本変形例に係る通信端末９６の構成を示すブロック図である。図２９の通信端末９６は、通信部９１ａと同様の通信部９６ａと、算出部９１ｂと同様の算出部９６ｂと、判定部９１ｃと同様の判定部９６ｃとを備えており、車両９７のナビゲーション装置９８と無線通信を行うことが可能となっている。なお、通信端末９６には、例えば車両９７の運転者が携帯する携帯電話、スマートフォン、及びタブレットなどの携帯端末が適用される。このように構成された通信端末９６によれば、実施の形態１で説明した覚醒度判定装置と同様の効果を得ることができる。
【０１４０】  なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態及び各変形例を自由に組み合わせたり、各実施の形態及び各変形例を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
【０１４１】  本発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての態様において、例示であって、本発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、本発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
【符号の説明】
【０１４２】  ２１  変化量取得部、２２  頻度算出部、２３  覚醒度判定部。
【要約】  精度よく覚醒度を判定可能な技術を提供することを目的とする。覚醒度判定装置は、変化量取得部（２１）と、頻度算出部（２２）と、覚醒度判定部（２３）とを備える。変化量取得部（２１）は、角度変化量、傾き変化量、及び、位置変化量を取得する。頻度算出部（２２）は、角度頻度、傾き頻度、及び、位置頻度を算出する。覚醒度判定部（２３）は、角度頻度、傾き頻度、及び、位置頻度のうち少なくともいずれか１つが、第４閾値、第５閾値及び第６閾値を超えた場合に、車両の運転者の覚醒度が低下していると判定する。【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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【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】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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