(57)【要約】【課題】  車両の走行安定性指標と、運転者の発話から得られる指標とを組み合わせることにより、運転者の眠気を的確に検出することができる運転者の眠気検出装置を提供する。【解決手段】  運転者の眠気検出装置において、車両にセット可能な車体の揺れの程度や道路のセンターラインからの距離の変化を計測するセンサ１１と、前記車両を運転中の運転者自身の発話音声を録音するマイクロフォンと、このマイクロフォン１２により得られた前記発話音声からカオス解析を行うカオス解析手段と、前記センサ１１から得られる車両の走行安定性指標と、前記カオス解析手段から得られるカオス解析によって算出した指標とを用いて、それぞれの経時的な変化から運転者の眠気度を推定する運転者の眠気度推定手段と、この眠気度推定手段からの出力状況に応じて覚醒を促す報知を行う報知器１４とを具備する。【選択図】  図１
2009240683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）車両にセット可能な車体の揺れの程度や道路のセンターラインからの距離の変化を計測するセンサと、
（ｂ）車両を運転中の運転者自身の発話音声を録音するマイクロフォンと、
（ｃ）該マイクロフォンにより得られた前記発話音声からカオス解析を行うカオス解析手段と、
（ｄ）前記センサから得られる車両の走行安定性指標と、前記カオス解析手段から得られるカオス解析によって算出した指標とを用いて、それぞれの経時的な変化から運転者の眠気度を推定する運転者の眠気度推定手段と、
（ｅ）該眠気度推定手段からの出力状況に応じて覚醒を促す報知を行う報知器とを具備することを特徴とする運転者の眠気検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の運転者の眠気検出装置において、前記カオス解析手段は、発話誘導器から運転者への問いかけを行い、前記マイクロフォンによる運転者の回答から音声を採取することを特徴とする運転者の眠気検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の運転者の眠気検出装置において、前記カオス解析手段は、ＳｉＣＥＣＡアルゴリズムによる喚呼ＣＥＭ値を生成することを特徴とする運転者の眠気検出装置。
【請求項４】
請求項１記載の運転者の眠気検出装置において、前記報知器は、運転者の眠気度の程度に応じて報知内容を変えるようにしたことを特徴とする運転者の眠気検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転者の眠気検出装置に係り、特に、安定した車両の走行状態における運転者の眠気検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、音声のカオス解析から発話者の眠気など心身状態を評価する手法については、音声による疲労・居眠り検知装置及び記録媒体（下記特許文献１参照）、心身診断システム（下記特許文献２参照）などがある。
【０００３】
さらに、自動車を運転中の運転者の身体状態を測定する音声分析に有効な、運転者の自然な音声発話を収集できるシステムとしては、ドライバーの発話音声収集システム（下記特許文献３参照）などがある。
【特許文献１】特許第３１５１４８９号公報
【特許文献２】特許第３７６４６６３号公報
【特許文献３】特開２００６−１６６９７０号公報
【特許文献４】特許第３６８６４６５号公報
【特許文献５】再公表特許ＷＯ２００４／０７５０７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した方法は発話行為を主作業として行っている場合に有効な手法であり、例えば一般的に自動車を運転中の運転者の発話を想定した場合、発話行為は主作業ではなく、主作業である運転作業に対して副次的な作業であるといえる。個人差の現れ難い、疲労度の比較的に高い場合については有効であっても、未だ余力を残しているような場合には、発話音声から算出される診断値の変化のパターンに個人差が現れ、発話音声単独では、疲労の蓄積防止を目的とした場合、また危険状態の可能性の増大に対して、十分な診断感度が実現されない場合があり、発話から得られる指標と主作業である運転作業から得られる指標を組み合わせ、それぞれの経時的な変化をみることで、より精度の高い心身状態の判定を行うことが可能になる。
【０００５】
また、車両の走行安定性指標の１つであるヨーレートの偏差と音声から運転者の覚醒度を判定する手法としては、車両用運転状況監視装置（上記特許文献４参照）などがあるが、運転者の音声については、質問に対する回答の有無のみを判定基準として用いているに過ぎない。
【０００６】
本発明は、上記状況に鑑みて、車両の走行安定性指標と、運転者の発話から得られる指標とを組み合わせることにより、運転者の眠気を的確に検出することができる運転者の眠気検出装置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】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕運転者の眠気検出装置において、車両にセット可能な車体の揺れの程度や道路のセンターラインからの距離の変化を計測するセンサと、前記車両を運転中の運転者自身の発話音声を録音するマイクロフォンと、このマイクロフォンにより得られた前記発話音声からカオス解析を行うカオス解析手段と、前記センサから得られる車両の走行安定性指標と、前記カオス解析手段から得られるカオス解析によって算出した指標とを用いて、それぞれの経時的な変化から運転者の眠気度を推定する運転者の眠気度推定手段と、この眠気度推定手段からの出力状況に応じて覚醒を促す報知を行う報知器とを具備することを特徴とする。
【０００８】
〔２〕上記〔１〕記載の運転者の眠気検出装置において、前記カオス解析手段は、発話誘導器から運転者への問いかけを行い、前記マイクロフォンによる運転者の回答から音声を採取することを特徴とする。
【０００９】
〔３〕上記〔１〕又は〔２〕記載の運転者の眠気検出装置において、前記カオス解析手段は、ＳｉＣＥＣＡアルゴリズムによるＣＥＭ値を生成することを特徴とする。
【００１０】
〔４〕上記〔１〕記載の運転者の眠気検出装置において、前記報知器は、運転者の眠気度の程度に応じて報知内容を変えるようにしたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の運転者の眠気検出装置は、主に高速道路の直線区間など安定した走行状態において、自動車の走行安定性指標標準偏差と、自動車運転中の運転者自身の発話音声からカオス解析によって算出した指標（喚呼ＣＥＭ）について、それぞれの経時的な変化から運転者の眠気度を推定し、状況に応じて報知することで覚醒を促し、居眠り運転の防止を図ることができる。
【００１２】
また、この装置では、自動車運転中にみられる走行安定性評価指標と喚呼ＣＥＭの特性を利用し、そのパターンを記憶させた情報処理装置を用いて、運転者の状態を評価・判定し、必要に応じて警報や表示の報知器による報知を行う。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、運転者の眠気など心身状態を定量的にかつ精度良く検出することが可能となり、眠気が高まった状態で適切な報知を行うことによって、居眠り運転から事故を生じてしまう危険を未然に防ぐことができるため、より安全な運転環境を醸成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の運転者の眠気検出装置において、車両にセット可能な車体の揺れの程度や道路のセンターラインからの距離の変化を計測するセンサと、前記車両を運転中の運転者自身の発話音声を録音するマイクロフォンと、このマイクロフォンにより得られた前記発話音声からカオス解析を行うカオス解析手段と、前記センサから得られる車両の走行安定性指標と、前記カオス解析手段から得られるカオス解析によって算出した指標とを用いて、それぞれの経時的な変化から運転者の眠気度を推定する運転者の眠気度推定手段と、この眠気度推定手段からの出力状況に応じて覚醒を促す報知を行う報知器とを具備する。
【実施例】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施例を示す運転者の眠気検出装置のブロック構成図である。
【００１７】
この図において、１は情報処理装置であり、この情報処理装置１は、入力インターフェース２，４，６、発話誘導部３、第１の演算部５、第２の演算部７、パターン記憶部８および比較・判定部９を備えている。１０は出力インターフェース、１１は第１の演算部５に接続される車両にセット可能な車体の揺れの程度や道路のセンターラインからの距離の変化を計測する、車両の走行安定性指標を得るセンサ、１２は第２の演算部７に接続されるマイクロフォン、１３は発話誘導器、１４は比較・判定部９に接続される報知器である。
【００１８】
図２は本発明の実施例を示す運転者の眠気検出装置の動作フローを示す図である。
【００１９】
（１）まず、車両の走行安定性指標を得るセンサ１１から車体の揺れの程度の標準偏差を、又は道路のセンターラインからの距離の変化の標準偏差を計測する信号（ヨーレート信号を含む）を入力する（ステップＳ１）。
【００２０】
（２）第１の演算部５において、車両の走行安定性指標信号（ＳＤＹ）をＴ1 分毎に算出する（ステップＳ２）。
【００２１】
なお、車速（Ｖ）を組み合わせて、車速（Ｖ）と車両の走行安定性指標信号（ＳＤＹ）から横変位量（Ｄ）を演算する。
【００２２】
（３）センサ１１からの出力に基づいて求められる車両の走行安定性指標信号（ＳＤＹ）からＴ3 分毎の移動平均（ＳＤＹ´）を求める（ステップＳ３）。
【００２３】
（４）Ｔ2 分間隔で発話誘導器１３から運転者に対して問いかけを行い、運転者の回答からマイクロフォン１２で音声（Ｗ）を採取する（ステップＳ４）。なお、発話誘導の方法については、上記特許文献１に記載の方法を採用することができる。
【００２４】
（５）マイクロフォン１２により採取した音声（Ｗ）から発話を抽出する（ステップＳ５）。
【００２５】
（６）その発話から第２の演算部７にてＳｉＣＥＣＡアルゴリズムによるＣＥＭ値を演算し、Ｔ2 分毎の喚呼ＣＥＭとして算出する（ステップＳ６）。なお、ＳｉＣＥＣＡアルゴリズムによるＣＥＭ値の演算方法については、上記特許文献５に記載された方法を採用すればよい。
【００２６】
（７）ステップ３と同様に喚呼ＣＥＭからＴ4 分毎の移動平均（喚呼ＣＥＭ´）を求める（ステップＳ７）。
【００２７】
（８）パターン記憶部８から変動パターンを読み出して、上記ステップＳ３で求めた（ＳＤＹ´とステップＳ７で求めた喚呼ＣＥＭ´の経時的な変化に対して一致するか否かを比較・判定部９にて比較・判定する（ステップＳ８）。
【００２８】
（９）比較・判定部９による比較・判定状況に応じて警報や表示を行う報知器１４を作動させる（ステップＳ９）。
【００２９】
図３は本発明にかかる運転者の喚呼ＣＥＭと車両の走行安定性指標信号（ＳＤＹ）の関係モデルを示す図である。
【００３０】
自動車運転中に見られる車両の走行安定性指標信号（ＳＤＹ）と喚呼ＣＥＭのパターン特性は以下のとおりである。
【００３１】
（ａ）通常状態（安定状態）において、車両の走行安定性指標信号（ＳＤＹ）は同水準または軽度の増大傾向を示し、喚呼ＣＥＭは低水準で安定、または、軽度の低下傾向を示す。〔図３：努力期〜適応（安定）期〕
（ｂ）眠気が強い時（単調時や疲労後期）には、車両の走行安定性指標信号（ＳＤＹ）は増大傾向を示し、喚呼ＣＥＭは低下傾向を示す。（図３：疲労期）
（ｃ）疲労初期において、眠気に負けまいと努力して主作業（運転）の精度を良好に保持しようとすれば、車両の走行安定性指標信号（ＳＤＹ）は一定の状態を保持し続けるか軽度の増大傾向を示し、喚呼ＣＥＭは増大傾向またはある程度増大した状態が継続される。（図３：葛藤期）
パターン記憶部８から変動パターンと、演算部５，７からの経時的な変化のパターンが一致した場合には、表示・警報などの報知器１４により報知を行う。ここで用いられる警報としては音声やブザーのような聴覚的警報、ランプ点灯やピクトグラム表示のような視覚的警報、香りの提示のような嗅覚的警報、ハンドル振動やシートベルトの巻き上げのような触覚的警報などが挙げられる。
【００３２】
また、本発明においては、音声警報の場合の一例として、次のような警報段階を設定することができる。
【００３３】
（ｉ）初期の例：無理をしないで、適当に休憩を取りながら、運転を続けて下さい。（図３：Ｗ１）
（ii）中期の例：少し眠気が強くなっています。そろそろ休憩した方がよさそうです。（図３：Ｗ２）
（iii ）後期の例：眠気がかなり強くなっています。無理せず、休憩して下さい。（図３：Ｗ３）
（iv）最終の例：危険です。このままいくと事故を起こします。運転を中断して下さい。（図３：Ｗ４）
ここで、運転時喚呼音声とヨーレート標準偏差からみた眠気検出評価法について説明する。
【００３４】
ハンドル操作の乱れ具合は、数分間の運転中のハンドル操作角速度（ヨーレイト）、つまり走行安定性指標信号（ＳＤＹ）の平均値で表す。音声は、数分間の運転中に発話（喚呼）させ、それをカオス論的に解析して得られる数値〔喚呼ＣＥＭ：Ｃｅｒｅｂｒａｌ  Ｅｘｐｏｎｅｎｔ  Ｍａｃｒｏ）を用いる。この走行安定性指標信号（ＳＤＹ）と喚呼ＣＥＭとの関係から、運転者の覚醒具合による走行安定性を評価する。
【００３５】
図４は本発明者の運転者の眠気検出装置による実データから警報を提示した場合の例を示す図である。この図において、ａは車両の走行安定性指標信号（ＳＤＹ）、ｂは喚呼ＣＥＭ、ｃは警報のタイミングを示している。
【００３６】
本発明によれば、運転者の眠気など心身状態を定量的かつ精度良く検出することが可能となり、眠気が高まった状態で適切な警報を提示することによって、居眠り運転から事故を生じてしまう危険を未然に防ぐことが出来る。そのため、より安全な運転環境を作り出すことができる。
【００３７】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の運転者の眠気検出装置は、運転者の眠気度を正確に検出することができる運転者の眠気検出装置として利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施例を示す運転者の眠気検出装置の機能的なブロック構成図である。
【図２】本発明の運転者の眠気検出装置の動作フローを示す図である。
【図３】本発明にかかる運転者の喚呼ＣＥＭと車両の走行安定性指標の関係モデルを示す図である。
【図４】本発明の運転者の眠気検出装置による実データから警報を提示した場合の例を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１    情報処理装置
２，４，６    入力インターフェース
３    発話誘導部
５    第１の演算部
７    第２の演算部
８    パターン記憶部
９    比較・判定部
１０    出力インターフェース
１１    車両の走行安定性指標を得るセンサ（ヨーレイトセンサ）
１２    マイクロフォン
１３    発話誘導器
１４    報知器
【図１】
2009240683.tif 000003
【図２】
2009240683.tif 000004
【図３】
2009240683.tif 000005
【図４】
2009240683.tif 000006