中部経済産業記者会、瀬戸市記者会
豊田市政記者クラブ、豊田市政記者東クラブ同時

超小型眼球撮像装置と眠気予兆検知ソフトウェア

平成 30 年 12 月 21 日（金）○愛知県産業労働部
・あいち産業科学技術総合センター
企画連携部企画室
担当 牧、吉富
ﾀﾞｲﾔﾙｲﾝ 0561-76-8306
・産業科学技術課科学技術グループ
担当 中田、水谷
内線 3383、3409
ﾀﾞｲﾔﾙｲﾝ 052-954-6351○公益財団法人科学技術交流財団
・知の拠点重点研究プロジェクト統括部担当 松村、冨田、古田
ﾀﾞｲﾔﾙｲﾝ 0561-76-8360「知の拠点あいち重点研究プロジェクト（Ⅱ期）」
自動車ドライバーの眠気予兆を検知するシステムを開発しました！
～目を計ってひやり・はっと・事故防止～
愛知県では、大学等の研究シーズを活用して県内主要産業が有する課題を解決し、新技術の開発・実用化や新産業の創出を目指す産学行政連携の研究開発プロジェクト「知の拠点あいち重点研究プロジェクト※1（Ⅱ期）」を実施しています。
この度、「次世代ロボット社会形成技術開発プロジェクト※2」の研究テーマである「眼球運動を指標としたドライバ状態検知技術の実用化※3」において、中部大学の平田 豊 教
ひ ら た ゆたか

授と、株式会社東海理化電機製作所（丹羽郡大口町）等の研究チームは、自動車ドライバーの眠気予兆を検知するシステムを開発しました。
本開発品は、個人の眼鏡に簡単に装着することができる「超小型眼球撮像装置」と、スマートフォンを用いて眼球運動と頭部運動を高精度で計測・解析する「眠気予兆検知ソフトウェア」により、ドライバーの眠気予兆を検知し、注意喚起を行うことができ、居眠り運転や漫然運転の防止に貢献します。
また、本研究で開発した技術は、自動車分野のみならず、スポーツ科学、臨床、ヘルスケア、ゲーム／エンターテイメントなどの様々な分野における活用が期待できます。
今後は、高速道路や一般道路において実証実験を行いながら、更なる改良を行い、平成 31 年度中の実用化を目指しています。
なお、本開発品は、平成 31 年１月に開催される「第５回 自動車部品＆加工 EXPO※4」に出展します。
1

１ 開発の背景
近年、交通事故発生件数は減少傾向にあるものの、ヒューマンエラーに起因する自動車事
故は後を絶ちません。急速に開発が進む自動運転においても、当面は、必要に応じて人間が運転しなければならない状況が想定されていることから、ドライバーの状態を常にモニタリングする技術の開発が急務の課題とされています。
そこで、本研究チームでは、覚醒度や視覚的注意度など、様々な脳の状態が反映されることが知られている眼球運動に着目し、中部大学の平田豊教授の研究成果である「前庭動眼反射による眠気予兆検知」技術を活用したドライバーの覚醒状態を検知することができるシステムを開発しました。

２ 開発の概要（１）本開発品の構成
本開発品は、図１のとおり、超小型眼球撮像装置と眠気予兆検知ソフトウェアから構成されます。超小型眼球撮像装置は、マグネットで個人の眼鏡フレームに着脱可能で、眼球運動を撮像するためのカメラセンサと、頭部の運動を検出するための３軸の角加速度・加速度センサが搭載されています。
眠気予兆検知ソフトウェアは、超小型眼球撮像装置で取得した眼球運動と頭部運動のデータの解析や表示を行うもので、個人のスマートフォンで使えるスマートフォンアプリとして開発しました。
3 軸の角速度・加速度センサ（頭部運動検出用）
コネクタ
カメラセンサ、撮像用赤外線ＬＥＤ（電源・通信）USB

超小型カメラモジュール基板構造

眠気予兆検知状態表示
眼球映像表示
眠気予兆検知ソフトウェア

超小型眼球撮像装置
頭部運動表示（スマートフォンアプリ）

図１ 本開発品の構成（２）本開発品の特徴
本開発品は、表１のとおり、眼球運動を精度良く計測することができるウェアラブル（身に着ける）方式を採用しました。眼球と頭部の動きを高精度に計測することで、ドライバ
ー本人が眠気を自覚する前に眠気予兆を検知することができ、眠気予兆を検知した場合は、スマートフォンから、表示と音でドライバーに注意喚起を行います。
2

表１

ドライバーの眠気検知技術の一覧

接触／ウェアラブル

フェーズ
状態検知方式の例
センサ

非接触

眼球運動利用

心拍等計測

ドライバーモニタ

眼球や頭部等の動き心臓の電気的な活動、眼球やまぶたの動操舵記録を利用

カメラ、加速度セン

電極、光センサ

カメラ（車両に取りカメラ、ステアリング角度

研究開発／実用化の変化を利用サ、筋電センサ

研究開発

血管の容積変化を利用

実用化

きを利用付け）

ドライバーアシスト
実用化

センサ、車速センサ等（３）眠気予兆検知の原理
眠気予兆検知には、人間の「前庭動眼反射」を利用します。前庭動眼反射は、図２のとおり、頭部が動いたときに視界のブレを抑えるため、頭部の動く方向と反対の方向に眼球を回転させる反射運動のことです。

図２ 前庭動眼反射
図３のように、眠気時には、頭部の動きと眼球の動きの相関性が崩れます。人間が眠気を自覚する前に生じる相関性の低下をもとに眠気予兆を検知します。
頭部運動
眼球運動

相関が高い

相関が崩れる

眠気時

覚醒時
図３

覚醒時、眠気時の前庭動眼反射の相関性の違い
3

（４）眠気予兆判定方法
図４に、前庭動眼反射の変化率と眠気レベルの関係を示します。ノイズ混入等による誤検知を避けるため、判定の境目となる変化率５%以上が連続して 40 秒以上続いた場合に、眠気予兆が生じたと判定することとしました。図４では、被験者が眠気を申告する260 秒前に眠気予兆を検出できています。

変化率５％

図４

前庭動眼反射の変化率と眠気レベルの関係

３ 期待される効果と今後の展開
本開発品によって、居眠り運転や漫然運転による交通事故の減少が期待でき、安心・安全な車社会づくりに貢献できます。
今後、高速道路や一般道路において実証実験を行い、更なる改良を経て、平成 31 年度中の実用化を目指します。
また、ウェアラブルの利点を活かし、スポーツ科学、臨床、ヘルスケア及びゲーム／エンターテイメント等、様々な分野・産業での活用を推進していきます。

４ 社会・県民・県内産業への貢献

社会・県民への貢献

居眠りや漫然運転による交通事故の減少が期待できます。
安全・安心な車社会づくりへ貢献します。

県内産業への貢献

自動車安全技術分野だけでなく、スポーツ科学、臨床、ヘルスケア及びゲーム／エンターテイメントなどの様々な分野に対して活用が期待でき、本開発品を応用した新規産業の創出が期待できます。

4５ 問合せ先【プロジェクト全体に関すること】
・あいち産業科学技術総合センター 企画連携部（１）担 当：牧、吉富（２）所在地：豊田市八草町秋合 1267 番１（３）電 話：0561-76-8306（４）ＦＡＸ：0561-76-8309

・公益財団法人科学技術交流財団（１）担 当：松村、冨田、古田（２）所在地：豊田市八草町秋合 1267 番１（３）電 話：0561-76-8360（４）ＦＡＸ：0561-21-1653【本開発の技術内容に関すること】（眼球運動を指標としたドライバ状態検知技術）
・中部大学工学部ロボット理工学科（１）担 当：教授 平田 豊（ひらた ゆたか）
（２）所在地：春日井市松本町 1200（３）電 話：0568-51-9476（４）ＦＡＸ：0568-51-9476（５）E-mail：yutaka@isc.chubu.ac.jp（装置全般）
・株式会社 東海理化電機製作所（１）担 当：開発部 副部長 井東 道昌（いとう みちまさ）（２）所在地：丹羽郡大口町豊田３丁目 260 番地（３）電 話：0587-95-7042（４）ＦＡＸ：0587-95-7449（５）E-mail：michimasa.ito@exc.tokai-rika.co.jp

5【用語説明】※１ 知の拠点あいち重点研究プロジェクト
高付加価値のモノづくりを支援する研究開発拠点「知の拠点あいち」を中核に実施している産学行政の共同研究開発プロジェクト。平成 28 年度からは「重点研究プロジェクト（Ⅱ期）」を実施している。

「重点研究プロジェクト（Ⅱ期）」の概要
大学等の研究シーズを活用して県内主要産業が有する課題を解決し、新技術の開発・実用化や新産業の創出を促進する。プロジェクト終了後には、県内目的企業において、成果の実用化や製品化、社会での活用を見込むことができる研究開発を実施する。
実施期間

平成 28 年度から平成 30 年度まで
17 大学 11 公的研究機関等 99 企業（うち中小企業 73 社）

参画機関（平成 30 年 12 月現在）
・次世代ロボット社会形成技術開発プロジェクト※２

プロジェクト名・近未来水素エネルギー社会形成技術開発プロジェクト
・モノづくりを支える先進材料・加工技術開発プロジェクト※２次世代ロボット社会形成技術開発プロジェクト
モノづくりやサービス分野等における、新たなロボットの利用技術開発、実証

概要

実験を行うとともに、情報通信技術等を活用した自動車安全技術の研究開発を実施することにより、次世代ロボット社会形成に資する技術開発を推進する。
①高齢者が安心快適に生活できるロボティックスマートホーム②介護医療コンシェルジュロボットの研究開発③航空エンジン製造自動化システムに関する研究開発④施設園芸作物の収穫作業支援ロボットの研究開発

研究テーマ⑤鳥獣害・災害対応ドローンに関する研究開発⑥愛知次世代ロボットの産業化・市場創出を推進する要素技術開発⑦ロボット実用化のためのリスクアセスメント支援システム構築⑧眼球運動を指標としたドライバ状態検知技術の実用化※３⑨交通事故低減のための安心安全管理技術の開発
10 大学 8 公的研究機関等 38 企業（うち中小企業 24 社）参画機関（平成 30 年 12 月現在）

6

※３

眼球運動を指標としたドライバ状態検知技術の実用化
ひらたゆたか研究リーダー

中部大学工学部 教授 平田 豊 氏事業化リーダー

株式会社東海理化電機製作所 取締役・常務執行役員 秋田 俊樹 氏

あきたとしき眼球運動からドライバーの眠気を検知し注意喚起するシステムの開発
内容①眼球運動解析・人状態検知・ワーニングシステムの開発②脱着式超小型眼球映像撮像装置及び状態解析のためのスマホアプリの開発〔企業〕

株式会社東海理化電機製作所、東海光学株式会社、株式会社ナックイメージテ
クノロジー
参画機関

〔大学〕
中部大学、愛知工科大学〔公的研究機関〕
あいち産業科学技術総合センター※４

第５回 自動車部品＆加工 EXPO

（１） 会期

平成 31 年１月 16 日（水）から 18 日（金）まで（２） 会場

東京ビッグサイト（３） 主催リード エグジビション ジャパン株式会社（第 11 回オートモーティブワールドの構成展として開催）

7