(57)【要約】【課題】データ量を抑制して運転者の意識低下判定を行う意識低下判定装置を提供すること。【解決手段】本発明は、運転者の通常運転時において、操舵角速度が所定値以上の操舵データを通常操舵量として演算する通常操舵量演算部５１、運転者の操舵量と通常操舵量との乖離度を演算する操舵乖離度演算部５５、操舵乖離度が所定値以上であるか否かを判定する操舵乖離度判定部５６、及び、操舵乖離度が所定値以上である場合に、運転者が意識低下状態であると判定する意識低下判定部５７を備えて構成されている意識低下判定装置１を提供する。本装置１によれば、操舵データを操舵角速度が所定値以上のものに限定して通常操舵量を演算することにより、データ量を抑制して意識低下判定を行うことができる。【選択図】図１
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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、
前記運転者の通常運転時において、操舵角速度が所定値以上の操舵データを通常操舵量として演算する通常操舵量演算手段と、
前記運転者の操舵量と前記通常操舵量との乖離度を演算する操舵乖離度演算手段と、
前記操舵乖離度が所定値以上であるか否かを判定する操舵乖離度判定手段と、
前記操舵乖離度が所定値以上である場合に、前記運転者が意識低下状態であると判定する意識低下判定手段と、を備えたことを特徴とする意識低下判定装置。
【請求項２】
前記通常運転時は、運転開始からの一定時間である、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、走行レーンが逸脱しそうな時に警報を行う装置が開示されている（特許文献１参照）。特許文献１の装置においては、運転者の覚醒度が高い場合は警報を禁止するとともに、運転者がハンドル操作をしていないにも関わらず自車が走行レーンを逸脱しつつある場合、走行レーン逸脱警報の必要性が高いと判断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３４７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、車両の運転者の意識低下状態を判定する技術としては、通常の操舵状態と比べて現時点の操舵状態が所定以上掛け離れているか否かで判定する装置も考えられる。この装置において、運転開始時などの特定の一定時間における操舵状態を通常の操舵状態として取得する場合にはデータ量が多くなってしまい、車両の記憶媒体などにおけるメモリ量制限などによっては意識低下判定を行うことができなくなるという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、データ量を抑制して運転者の意識低下判定を行う意識低下判定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち、本発明の意識低下判定装置は、運転者の通常運転時において、操舵角速度が所定値以上の操舵データを通常操舵量として演算する通常操舵量演算手段と、運転者の操舵量と通常操舵量との乖離度を演算する操舵乖離度演算手段と、操舵乖離度が所定値以上であるか否かを判定する操舵乖離度判定手段と、操舵乖離度が所定値以上である場合に、運転者が意識低下状態であると判定する意識低下判定手段と、を備えて構成されている。
【０００７】
この発明によれば、運転者の通常運転時における操舵データのうち、操舵角速度が所定値以上のものを通常操舵量として演算する。これにより、操舵角速度が所定値未満の操舵データは通常操舵量として演算しないことから、データ量を抑制して意識低下判定を行うことが可能となる。
【０００８】
本発明に係る意識低下判定装置において、上記通常運転時は、運転開始からの一定時間であってもよい。運転開始からの一定時間は運転者の意識が高いが、当該一定時間における操舵データを全て通常操舵量として演算するとデータ量が増加してしまう。しかし、本発明においては操舵角速度が所定値以上の操舵データだけを通常操舵量として演算することから、データ量を抑制して意識低下判定を行うことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、データ量を抑制して運転者の意識低下判定を行う意識低下判定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る意識低下判定装置の概要を示すブロック図である。
【図２】操舵角分散（操舵角のばらつき）の説明図である。
【図３】操舵角分散（操舵角のばらつき）の説明図である。
【図４】操舵角速度の所定値についての説明図である。
【図５】図１の意識低下判定装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】図５のステップ１２における通常操舵量の演算の手順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、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、同一要素又は同一相当要素には同一符号を用い、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１の概要構成を示すブロック図である。意識低下判定装置１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判定する装置である。
【００１３】
この意識低下判定装置１は、前方検知センサ２、車速センサ３、操舵角センサ４ａ、操舵角速度センサ４ｂ、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５、警報部６を備えて構成されている。
【００１４】
前方検知センサ２は、車両の前方を検知する前方検知手段として機能するものであり、例えば車両の前方を撮像するカメラが用いられる。前方検知センサ２はＥＣＵ５と接続され、その出力信号はＥＣＵ５に入力される。前方検知センサ２の撮像画像ないし撮像映像は、走行経路状態（例えば走行経路の曲率）の検知などに用いることができる。
【００１５】
車速センサ３は、車速を検出する車速検出手段として機能するものであり、例えば車輪速センサが用いられる。車速センサ３は、ＥＣＵ５と接続され、その出力信号はＥＣＵ５に入力される。
【００１６】
操舵角センサ４ａは、車両のハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段として機能するものである。この操舵角センサ４ａとしては、例えば、ステアリングシャフトの回転角を検出する操舵角センサが用いられる。この操舵角センサ４ａは、ＥＣＵ５と接続され、その出力信号はＥＣＵ５に入力される。なお、操舵角センサ４ａに代えて、操舵トルクセンサを用いてもよい。この場合、操舵トルクが出力する操舵トルク値に基づいてハンドルの操舵角が演算される。また、ハンドルの操舵角が取得できるものであれば、操舵角センサ４ａに代えて、いずれのものを用いてもよい。
【００１７】
操舵角速度センサ４ｂは、ステアリングホイールから入力された操舵角速度を検出するセンサである。この操舵角速度センサ４ｂは、ＥＣＵ５と接続され、その出力信号はＥＣＵ５に入力される。
【００１８】
ＥＣＵ５は、意識低下判定装置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 Only Memory）、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。
【００１９】
ＥＣＵ５は、通常操舵量演算部５１、操舵乖離度演算部５５、操舵乖離度判定部５６、意識低下判定部５７及び警報制御部５８を少なくとも有している。
【００２０】
通常操舵量演算部５１は、車両の運転者の通常時（意識低下していない時）の運転における操舵量を演算するものであり、通常操舵量演算手段として機能する。通常操舵量演算部５１は、通常運転時において、操舵データを通常操舵量として演算する。操舵データは操舵に係るデータであれば特に制限されず、例えば操舵角や操舵角分散（操舵角のばらつき）であってもよく、操舵トルクであってもよい。
【００２１】
以下、操舵データの例として操舵角分散を用いる場合について説明する。通常操舵量は、運転者ごとに意識低下していない運転時のハンドルの操舵角の分散として演算される。例えば、意識低下していない運転時のハンドルの操舵角が複数ないし多数取得され、それらの操舵角データに基づき操舵角分散として通常操舵量が演算される。
【００２２】
図２及び図３は、操舵角分散の説明図である。図２に示すように、覚醒時（意識低下していない運転時）の操舵角の分散は、被験者Ａは分散が大きく、被験者ＢはＡよりも分散が小さい。このように、操舵角の分散は運転者ごとに個人差が見られる。このため、閾値を一定にした場合には、操舵角のばらつきが大きい被験者Ａは覚醒時であっても意識低下時であると誤検出されてしまう。一方、図３に示すように、被験者ごとに操舵角の分散に応じた閾値を設定すると、意識低下判定における未検出や誤検出を防止しやすくなる。
【００２３】
図４は、操舵角速度の所定値についての説明図である。上述のとおり、通常操舵量は、運転者ごとに通常運転時のハンドルの操舵角が複数ないし多数取得され、それらの操舵角データに基づき操舵角分散として演算される。しかし、例えば運転開始から１０分間を通常運転時として設定する場合、１０分間のハンドルの操舵角が多数取得され、それらの操舵角データに基づき通常操舵量が演算されることから、データ負荷が大きくなってしまう。
【００２４】
そこで、本実施形態の意識判定装置においては、運転者の操舵角データの取得と同時に操舵角速度データも取得し、操舵角速度が所定値以上の操舵角データのみを演算する。これにより、意識判定に必要な部分の操舵角分散を得つつ、操舵角データの演算量を減らすため、データ負荷は小さくなる。
【００２５】
操舵角は、車両が走行する走行路に対する相対的な舵角（相対操舵角）であってもよい。相対操舵角は、走行路に対する相対的な操舵角である。すなわち、走行路に沿ったハンドル操作の場合には相対操舵角は小さいものとなるが、走行路に沿わないハンドル操作の場合には相対操舵角は大きなものとなる。例えば、曲率の大きいカーブでハンドル操作した場合、ハンドルの操舵角の絶対値は大きくなるが、カーブに沿ってハンドル操作されていれば相対操舵角は小さいものとなる。このように、操舵角（の絶対値）でなく、相対操舵角に基づいて通常操舵量を演算することにより、カーブの多い走行路を走行する場合であっても運転者の操舵操作特性を的確に演算することができる。
【００２６】
また、この通常操舵量を演算するための操舵角情報は、車両の運転開始初期に、例えば車両の運転開始時から一定時間（設定時間）内に、取得されてもよい。運転開始初期は運転者が覚醒状態にある確率が高く、意識低下していない時の操舵データを的確に取得することができる。加えて、本実施形態の意識判定装置においては操舵角速度が所定値以上の操舵角分散のみを通常操舵量として演算することから、データ量の増加も抑制される。
【００２７】
なお、通常操舵量は、操舵角分散に加え、運転者の通常のハンドル操舵特性を表せるものであれば、操舵量積算値など、通常運転時におけるハンドルの操舵角のばらつき量以外の数値をさらに用いて演算してもよい。
【００２８】
操舵乖離度演算部５５は、車両の運転者の操舵量と通常操舵量との乖離度（操舵乖離度）を演算する操舵乖離度演算手段として機能するものである。例えば、操舵乖離度演算部５５は、操舵角センサ４により取得される操舵角データを用いて運転者の現時点の操舵量を演算し、次の式（１）に示すように、その現在の操舵量である操舵角（ψ、絶対値）を、通常操舵量演算部５１により演算された通常操舵量である操舵角分散の値（ψｕ１）で除すことにより操舵乖離度Ｄ１を演算する。
Ｄ１＝｜ψ｜／ψｕ１  ・・・（１）
【００２９】
また、相対操舵角を用いる場合には、操舵乖離度をＤ２、現時点の相対操舵角をψｒ、通常操舵量である相対操舵角分散の値をψｕ２とした場合、操舵乖離度Ｄ２は、次の式（２）に示すように、相対操舵角ψｒの絶対値を通常操舵量である相対操舵角分散の値ψｕ２で除することより演算される。
Ｄ２＝｜ψｒ｜／ψｕ２  ・・・（２）
【００３０】
相対操舵角ψｒは、走行路に対する相対的な操舵角である。この相対操舵角ψｒは、次の式（３）に示すように、実操舵角ψから推定操舵角ψｅを引いて演算される。
ψｒ＝ψ−ψｅ  ・・・（３）
【００３１】
推定操舵角ψｅは、走行路のカーブ旋回に必要な操舵角であり、例えば次の式（４）により演算される。
ψｅ＝（１＋Ｋｈ・ｖ２）・ｌ・ρ・ＲＧ  ・・・（４）
この式（４）において、Ｋｈは車両のスタビリティファクタ、ｖは車速、ｌは車両のホイルベース、ρは走行路の曲率、ＲＧは車両のステアリングギア比である。
【００３２】
操舵乖離度判定部５６は、操舵乖離度が所定値以上か否かを判定する操舵乖離度判定手段として機能するものである。例えば、操舵乖離度判定部５６は、上述した操舵乖離度演算部５５により演算される操舵乖離度が予めＥＣＵ５に設定される設定値以上か否かを判定する。
【００３３】
意識低下判定部５７は、操舵乖離度が所定値以上と判定された場合に、運転者が意識低下状態であると判定する意識低下判定手段として機能するものである。この意識低下判定部５７は、例えば、運転者が意識低下状態であると判定した場合に意識低下フラグをオンとして運転者が意識低下状態であることを認識し、運転者が意識低下状態でないと判定した場合に意識低下フラグをオフとして運転者が意識低下状態でないことを認識する。
【００３４】
警報制御部５８は、運転者が意識低下状態である場合に警報部６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。
【００３５】
上述した通常操舵量演算部５１、操舵乖離度演算部５５、操舵乖離度判定部５６、意識低下判定部５７及び警報制御部５８は、これらの機能ないし処理を実行するプログラムなどのソフトウェアをＥＣＵ５に導入することにより構成されている。
【００３６】
なお、通常操舵量演算部５１、操舵乖離度演算部５５、操舵乖離度判定部５６、意識低下判定部５７及び警報制御部５８は、それらの機能ないし処理が実行できるものであれば、個別のハードウェアによって構成されていてもよい。
【００３７】
警報部６は、車両の運転者に警報を与える警報手段であって、ＥＣＵ５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６としては、運転者の聴覚、視覚、触覚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、警報部６としては、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。
【００３８】
次に、本実施形態に係る意識低下判定装置１の動作について説明する。ここで、操舵データの例として操舵角分散を用いる場合について以下説明する。
【００３９】
図５は、意識低下判定装置１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、例えばＥＣＵ５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。
【００４０】
このフローチャートの制御処理は、例えば車両のイグニッションオンによって開始され、まずステップＳ１０（以下、「Ｓ１０」という。他のステップにおいても同様とする。）にて、センサ情報の読み込み処理が行われる。このセンサ情報の読み込み処理は、前方検知センサ２、車速センサ３、操舵角センサ４ａの出力信号に含まれるセンサ情報をそれぞれ読み込む処理である。
【００４１】
次に、Ｓ１２に処理が移行し、通常操舵量演算処理が行われる。通常操舵量演算処理は、車両の運転者の通常時（意識低下していない時）の運転における操舵量を演算する処理であり、通常操舵量演算部５１により実行され、通常運転時における操舵角のばらつき量（分散）が通常操舵量として演算される。より具体的な演算処理については後述する。
【００４２】
次に、Ｓ１４に処理が移行し、操舵乖離度演算処理が行われる。操舵乖離度演算処理は、車両の運転者の操舵量と通常操舵量との乖離度（掛け離れ度）を演算する処理であり、操舵乖離度演算部５５により実行される。例えば、操舵角センサ４ａにより取得される操舵角データに基づき運転者の現時点の操舵量が演算され、その現在の操舵量を、Ｓ１２にて演算された通常操舵量である相対操舵角の分散（相対操舵角分散）で除すことによって操舵乖離度が演算される。操舵乖離度は、意識低下していない通常時における操舵量に対する現時点の操舵角の掛け離れ度として演算されるものであって、現時点の操舵角と通常操舵量との距離として把握されるものである。具体的には、上述した式（１）又は（２）を用いて、操舵乖離度が演算される。
【００４３】
そして、Ｓ１６に処理が移行し、操舵乖離度が所定値以上か否かが判定される。この判定処理は、操舵乖離度判定部５６により実行される。例えば、操舵乖離度判定処理において、Ｓ１４により演算される操舵乖離度が予めＥＣＵ５に設定される設定値以上か否かが判定される。
【００４４】
Ｓ１６にて操舵乖離度が所定値未満と判定された場合には、意識低下判定部５７における判定処理により、運転者が意識低下状態でないと判断され、Ｓ１８に処理が移行する。
【００４５】
Ｓ１８では意識低下でないとの認識処理が意識低下判定部５７により行われる。例えば、運転者の意識低下状態を認識するためのフラグがオフとされる。
【００４６】
一方、Ｓ１６にて操舵乖離度が所定値以上と判定された場合には、意識低下判定処理が行われる（Ｓ２０）。例えば、運転者の意識低下状態を認識するためのフラグがオンとされ、そのフラグにより運転者が意識低下状態であることが認識される。
【００４７】
そして、Ｓ２２に処理が移行し、警報処理が行われる。警報処理は、警報部６に対し警報制御信号を出力する処理である。この警報処理により、警報部６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。Ｓ１８又はＳ２２の処理を終えたら、一連の制御処理が終了する。
【００４８】
図６は、図５のステップ１２における通常操舵量の演算の手順の一例を示すフローチャートである。本実施形態において通常操舵量演算部５１は、通常運転時において、操舵角速度センサ４ｂにより取得される操舵角速度が所定値以上の操舵データを通常操舵量として演算する機能も備えている。以下に、操舵データが操舵角分散である場合を例に説明する。
【００４９】
Ｓ５０において、通常操舵量演算部５１は通常運転時における操舵角分散について、操舵角速度が所定値以上か否かを判定する。操舵角速度が所定値以上の場合は、その操舵角分散を通常操舵量として演算する（Ｓ５２）。一方、操舵角速度が所定値未満の場合は、その操舵角分散は通常操舵量として演算されない（Ｓ５４）。なお、全ての操舵角の操舵角速度が所定値未満である場合には、当該操舵角分散は通常操舵量として演算されず、代わりに過去の保持データである演算結果が通常操舵量として用いられる。
【００５０】
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、運転者の通常運転時において、操舵角速度が所定値以上の操舵データを通常操舵量として演算する通常操舵量演算手段と、運転者の操舵量と通常操舵量との乖離度を演算する操舵乖離度演算手段と、操舵乖離度が所定値以上であるか否かを判定する操舵乖離度判定手段と、操舵乖離度が所定値以上である場合に、運転者が意識低下状態であると判定する意識低下判定手段を備えることによって、データ量を抑制して運転者の意識低下状態を判定することができる。
【００５１】
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、各請求項に記載した要旨を変更しないように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。
【００５２】
例えば、図５及び６の一連の制御処理において、本実施形態に係る意識低下判定装置の作用効果が得られれば、その一部の処理を省略し又は追加の処理を行って実行してもよい。
【００５３】
また、走行経路の曲率は、上述したカメラ映像による検知に特に限定されるものではない。例えば、意識低下判定装置１が備えることができるナビゲーションシステムが格納するデータベースから読み出した道路経路情報や、路車間通信等によるインフラ情報から取得した道路形状情報をもとに検知することもできる。
【符号の説明】
【００５４】
１…意識低下判定装置、２…前方検知部、３…車速センサ、４ａ…操舵角センサ、４ｂ…操舵角速度センサ、５…ＥＣＵ、６…警報部、５１…通常操舵量演算部、５５…操舵乖離度演算部、５６…操舵乖離度判定部、５７…意識低下判定部、５８…警報制御部。
【図１】
2012234302.tif 000003
【図２】
2012234302.tif 000004
【図３】
2012234302.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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