(57)【要約】【課題】  無操舵逸脱による不注意状態を精度よく判定することを可能とした意識低下判定装置を提供する。【解決手段】  道路情報取得手段と車両情報取得手段により、車両が走行している道路の道路情報と車両の走行情報を取得し（ステップＳ１）、逸脱危険度判定手段が、取得した道路情報、走行情報に基づいて車両の走行レーンからの逸脱危険度ＭＬＣを算出し（ステップＳ２）、判定部は、逸脱危険度ＭＬＣが大きく（ステップＳ３）、かつ、検出した実ヨーレートが小さい場合（ステップＳ４）に無操舵逸脱状態にあり（ステップＳ５）、運転者は意識低下状態にあると判定する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の運転者が意識低下状態であるか否かを判定する意識低下判定装置において、
車両が走行している道路の道路情報を取得する道路情報取得手段と、
車両の走行情報を取得する車両情報取得手段と、
取得した道路情報、走行情報に基づいて車両の走行レーンからの逸脱危険度を判定する逸脱危険度判定手段と、
判定した逸脱危険度が予め設定されたしきい値より大きく、かつ、検出した実ヨーレートが予め設定されたしきい値より小さい場合に運転者が意識低下状態にあると判定する判定部とを備えていることを特徴とする意識低下判定装置。
【請求項２】
前記判定部は、走行レーンのカーブ半径が予め設定されたしきい値以下の場合には、意識低下状態の判定を行わないことを特徴とする請求項１記載の意識低下判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の運転者の意識低下状態を判定する意識低下判定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の運転者の意識低下状態を判定する技術として、特許文献１に開示されている技術が知られている。この技術は、車両の運転者の運転操作状態に基づいてその運転者の不注意状態（意識低下状態）を検出するものである。具体的には、ハンドル操作が行われていない無操舵状態から所定以上の操舵角及び／または操舵速度をもってハンドル操作が行われた場合に、運転者が不注意状態にあると判定すると記載されている。つまり、無操舵状態から過大な操舵が行われたことに基づいて運転者の不注意状態を判定するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００８−５４２９３５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、凹凸などの路面外乱が多い場所では、この外乱によってステアリング系が振動し、実際には運転者が操舵を行っていないにもかかわらず、操舵状態と判定されてしまうことがある。このように無操舵状態を正しく判定することができないと、無操舵逸脱による不注意状態も正しく判定することができない。
【０００５】
そこで本発明は、無操舵逸脱による不注意状態を精度よく判定することを可能とした意識低下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】
上記課題を解決するため、本発明に係る意識低下判定装置は、車両の運転者が意識低下状態であるか否かを判定する意識低下判定装置において、（１）車両が走行している道路の道路情報を取得する道路情報取得手段と、（２）車両の走行情報を取得する車両情報取得手段と、（３）取得した道路情報、走行情報に基づいて車両の走行レーンからの逸脱危険度を判定する逸脱危険度判定手段と、（４）判定した逸脱危険度が予め設定されたしきい値より大きく、かつ、検出した実ヨーレートが予め設定されたしきい値より小さい場合に運転者が意識低下状態にあると判定する判定部とを備えていることを特徴とする。すなわち、実ヨーレートが小さいときに無操舵状態とみて、このときに逸脱危険度が高ければ無操舵逸脱であると判定するものである。
【０００７】
この判定部は、走行レーンのカーブ半径が予め設定されたしきい値以下の場合には、意識低下状態の判定を行わないものとしてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、逸脱危険度と実ヨーレートを指標とすることで、無操舵逸脱を精度よく判定することができる。特に、路面外乱の影響でステアリングが振動している場合であってもその影響を受けることなく、無操舵状態を正しく判定することができるので、無操舵逸脱による不注意状態も正しく判定することができる。
【０００９】
カーブ半径が小さい、つまり、急カーブにおいては、アウトインアウト走行を行った場合の実ヨーレートの変動が小さい場合がある。そこで、カーブ半径が小さい場合には、無操舵逸脱判定を行わないことで、アウトインアウト走行時に起こるコースからの逸脱を無操舵逸脱と誤判定するのを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る意識低下判定装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の装置における判定処理を示すフローチャートである。
【図３】図２の処理時における各変数の時間変化例を示すグラフである。
【図４】図１の装置における判定処理の別の実施形態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】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態に係る意識低下判定装置１００の概要を示すブロック構成図である。この意識低下判定装置１００は、車両に搭載され、車両の運転者の意識が低下しているか否かを運転者の操舵状態に基づいて判定する装置である。
【００１３】
この意識低下判定装置１００は、制御部となるＥＣＵ（Electronic Control Unit）１を中心に構成され、前方検知部２、車速センサ３、ヨーレートセンサ４、警報部５を備えている。
【００１４】
前方検知部２は、車両前方の道路情報を取得する道路情報取得手段として機能する。例えば、車両の前方を撮像するカメラと画像処理装置により構成される。画像処理装置は、カメラで取得した撮像画像ないし撮像映像から走行路の白線検知を行う。前方検知部２は、検出した白線情報をＥＣＵ１へと出力する。画像処理装置は、後述するＥＣＵ１内の道路情報取得部１１内に統合されていてもよい。
【００１５】
車速センサ３、ヨーレートセンサ４は、車両の走行情報を取得する車両情報取得手段として機能する。車速センサ３としては、例えば車輪速センサが用いられる。ヨーレートセンサ４としては、ジャイロセンサ等を用いることができる。これらのセンサの出力は、ＥＣＵ１へと入力される。
【００１６】
警報部５は、車両の運転者に警報を与える警報手段であって、ＥＣＵ１から出力される警報制御信号に応じて作動する。この警報部５としては、運転者の聴覚、視覚、触覚等の五感を通じて運転者に警報を与えるものが用いられる。例えば、スピーカ、ブザー、ナビゲーションシステムのモニタ、ディスプレイ、ランプ、ＬＥＤ、ハンドル又はシートに設置される振動装置などが用いられる。これらのいずれか一つを用いてもよいし、複数の警報手段を備えていてもよい。
【００１７】
ＥＣＵ１は、意識低下判定装置１００の装置全体の制御を行う電子制御ユニットであり、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read OnlyMemory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含むコンピュータを主体とし、入力信号回路、出力信号回路、電源回路を含んで構成される。ＥＣＵ１は、後述する各部をそれぞれ別々のハードウェアとして備えていてもよいが、共通のハードウェアを用い、ソフトウェア的に実現していてもよい。
【００１８】
このＥＣＵ１は、道路情報取得部１１、車両情報取得部１２、逸脱危険度演算部１３、逸脱危険度判定部１４、意識低下判定部１５、警報制御部１６を備えている。
【００１９】
道路情報取得部１１は、前方検知部２で取得した走行路（走行レーン）の白線情報に基づいて走行レーンの幅、曲率、走行レーンに対する自車両の向き等を把握する。前方検知部２内でこれらの情報を取得し、道路情報取得部１１に送信する形態であってもよい。また、前述したように白線認識自体を道路情報取得部１１で行うようにしてもよい。
【００２０】
車両情報取得部１２は、車速センサ３、ヨーレートセンサ４の出力に基づいて車速Ｖとヨーレートφを算出する。
【００２１】
逸脱危険度演算部１３は、車両の走行車線に対する逸脱危険度を演算するものであり、後述する逸脱危険度判定部１４とともに、逸脱危険度判定手段として機能する。逸脱危険度は、少なくとも車両の車速、走行車線に対する進行方向及び走行車線に対する横位置に基づいて演算される。
【００２２】
このように車両の車速、走行車線に対する進行方向及び走行車線に対する横位置に基づいて車両の走行車線に対する逸脱危険度を演算することにより、車両の物理的な走行状態ないし挙動状態に基づいて当該車両の客観的な逸脱危険度を演算することができる。また、単に車両の横位置だけで車両の逸脱危険度を演算する場合と比べ、車速や車両の進行方向が加味されているので、車両が走行路にある障害物を回避しようとしているのか、運転者の意識低下により逸脱しそうになっているのかを的確に識別することが可能となる。
【００２３】
すなわち、単に車両の横位置だけで車両の逸脱危険度を演算する場合、車両の横位置が車線の端位置にあるときには逸脱危険度が高く判定されてしまう。しかしながら、本実施形態に係る意識低下判定装置では、逸脱危険度の演算に車速や車両の進行方向を加味することにより、車両の横位置が車線の端位置にあるとしても、車速が遅く車両の進行方向が走行路と平行であれば逸脱危険度が高くないとする適切な判定が可能となる。
【００２４】
この逸脱危険度としては、例えば、車両の逸脱回避に必要な最小限のヨーレートとして演算される。この逸脱危険度ＭＬＣは、次の式（１）により演算することができる。
【００２５】
ＭＬＣ＝ｖ・（１−cosθ）／（ｗ／２−ｙ）  ・・・（１）
【００２６】
ここで、ｖは車速、θは白線（レーンマーカ）に対する車両のヨー角、ｗは車線幅、ｙは車線中央に対する車両の横位置（横ずれ量）である。車速ｖは、車速センサ３の出力信号に基づく車速データを用いればよい。ヨー角θ、車線幅ｗ、横位置ｙは、いずれも道路情報取得部１１で取得するとよい。
【００２７】
なお、逸脱危険度は、車両の車線逸脱の危険度の指標となるものであれば、車両の逸脱回避に必要な最小限のヨーレート以外の値を用いてもよい。
【００２８】
逸脱危険度判定部１４は、車両の逸脱危険度が設定値以上であるか否かを判定するものである。逸脱危険度の判定しきい値となる設定値は、予めＥＣＵ１に設定されるものが用いられる。なお、車速や道路状況、運転者に応じてこの設定値を変更可能としてもよい。
【００２９】
警報制御部１６は、運転者が意識低下状態である場合に警報部５に対し警報制御信号を出力制御するものであって、警報制御手段として機能するものである。
【００３０】
次に、本実施形態に係る意識低下判定装置１００の動作について説明する。
【００３１】
図２は、意識低下判定装置１００の動作を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の制御処理は、車両の電源がオンになっている間、例えばＥＣＵ１によって予め設定された周期（例えば１００ｍｓ）で繰り返し実行される。
【００３２】
最初のステップＳ１では、道路情報取得部１１、車両情報取得部１２が、前方検知部２、車速センサ３、ヨーレートセンサ４からそれぞれの出力を読み込み、車両情報、道路情報を取得する。ここでは、車両情報として車速Ｖ、ヨーレートφ、道路情報として車線に対するヨー角θ、車線幅ｗ、横位置ｙ、カーブ曲率ρを取得している。
【００３３】
続いてステップＳ２では、逸脱危険度演算部１３により、上述した逸脱危険度ＭＬＣを算出する。逸脱危険度ＭＬＣは、車速Ｖ、ヨー角θ、車線幅ｗ、横位置ｙから求めることができる。
【００３４】
逸脱危険度判定部１４は、続くステップＳ３において、逸脱危険度ＭＬＣと予め設定されているしきい値ａとを比較する。逸脱危険度ＭＬＣがしきい値ａ以下の場合には、逸脱危険性はないと判断し、ステップＳ６へと移行して、無操舵逸脱フラグをオフにし、処理を終了する。一方、逸脱危険度ＭＬＣがしきい値ａを超えている場合には、逸脱危険性ありと判定し、さらに、ステップＳ４へと移行して無操舵状態の判定を行う。
【００３５】
ステップＳ４では、逸脱危険度判定部１４が、ヨーレートφの絶対値と予め設定されているしきい値ｂとを比較する。ヨーレートφの絶対値がしきい値ｂ以上の場合には、車両に旋回力が付与されており操舵状態と考えられることから、無操舵状態ではないと判定して、ステップＳ６へと移行し、無操舵逸脱フラグをオフにし、処理を終了する。
【００３６】
一方、ヨーレートφの絶対値がしきい値ｂを下回る場合には、車両に旋回力が付与されておらず、無操舵状態と考えられることから、ステップＳ５へと移行して、無操舵逸脱フラグをオンにセットして処理を終了する。
【００３７】
警報制御部１６は、無操舵逸脱フラグの値を所定タイミングでチェックし、その値がオンの場合には、無操舵逸脱による意識低下状態と判定し、警報部５に対し警報制御信号を出力する。この警報処理により、警報部５が運転者に対し警報動作、例えば音声もしくは警報音を発したり、モニタもしくはディスプレイに警報表示を行ったり、ハンドルもしくはシートに警報振動を与えたりする。これにより、運転者は意識低下状態から覚醒状態となることが期待される。
【００３８】
以上のように、本実施形態に係る意識低下判定装置によれば、実ヨーレートに基づいて無操舵状態か否かを判定しているので、路面の凹凸等による路面外乱が多い場所においても無操舵逸脱状態を精度よく判定することができる。
【００３９】
図３にこの処理時における各変数の時間変化例を示すグラフである。運転者の意識が低下し、無操舵状態のまま車線を逸脱しつつある場合を例に示す。無操舵状態であるだめ、ヨーレートは−ｂより大きくｂ未満の範囲に収まっている。車両が走行レーンの中心線から逸脱するにつれてＭＬＣは増大していき、ある時点でしきい値ａを超える。ステップＳ５またはＳ６で設定される無操舵逸脱フラグは、この時点でオフからオンに切り替わる。このようにして無操舵逸脱状態を精度よく判定することができる。
【００４０】
図４は、図１の装置における判定処理の別の実施形態を示すフローチャートである。この実施形態の処理は、図２に示される判定処理のステップＳ１とＳ２の間にステップＳ１２を挿入した点のみが相違する。つまり、図４に示すステップＳ１１の処理は、図２に示すステップＳ１の処理と同一であり、図４に示すステップＳ１３〜Ｓ１７の処理は、図２に示すステップＳ２〜Ｓ６の処理と同一である。このため、これらの共通する処理の説明は省略する。
【００４１】
図４に示す処理のみで行われるステップＳ１２の処理は、カーブ半径Ｒ（カーブ曲率ρの逆数であり、カーブ曲率ρが０、つまり直線路においては、その値は∞となる。）と所定のしきい値ｃとを比較するものである。カーブ半径Ｒがｃ以下である、つまり、所定のしきい値以下の半径の急峻なカーブである場合には、ステップＳ１３〜Ｓ１５の無操舵逸脱判定処理を行わず、ステップＳ１７へと移行して無操舵逸脱フラグをオフにセットする。一方、カーブ半径Ｒがｃを超えている、つまり、所定のしきい値よりカーブ半径の大きな緩やかなカーブまたは直線路の場合のみにステップＳ１３へと移行してその後の無操舵逸脱判定処理を行う。
【００４２】
カーブ走行時、特にカーブ半径が小さい場合には、運転者はアウトインアウト走行により、走行レーンよりも緩やかなカーブ半径の進路をとって走行することがある。こうしたアウトインアウト走行時には、ヨーレートの変化が小さくなり、図２の処理を行うと、無操舵状態と判定してしまう可能性がある。本実施形態では、カーブ半径が小さい場合には、無操舵状態の判定を行わないことにより、アウトインアウト走行時に無操舵状態と誤判定してしまうのを抑制している。
【００４３】
なお、上述した実施形態は本発明に係る意識低下判定装置の実施形態を説明したものであり、本発明に係る意識低下判定装置は本実施形態に記載したものに限定されるものではない。本発明に係る意識低下判定装置は、本発明の要旨を変更することなく実施形態に係る意識低下判定装置を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。
【００４４】
例えば、図２のステップＳ３とＳ４の処理の順番を入れ換えてもよく（図４のステップＳ１４、Ｓ１５も同様）、図４のステップＳ１２の処理は、ステップＳ１３、Ｓ１４、Ｓ１５のいずれかの後に変更してもよい。また、道路情報は、地図情報や、路車間通信等によって取得してもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１…ＥＣＵ、２…前方検知部、３…車速センサ、４…ヨーレートセンサ、５…警報部、１１…道路情報取得部、１２…車両情報取得部、１３…逸脱危険度演算部、１４…逸脱危険度判定部、１５…意識低下判定部、１６…警報制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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