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図面 (11)

課題

ドライバの異常を適正に判定することができる車載制御装置を提供する。

解決手段

ドライバ監視装置50は、画像解析手段60と状態判定手段70とを有しており、自車両の走行中においてドライバの挙動が異常となりそれが所定の判定時間以上、継続される場合に、ドライバが車両運転に支障を来す異常状態になったと判定する。また、車両制御装置90は、自車両の走行中において当該自車両が不安定挙動を呈していることを判定する。ドライバ監視装置50は、自車両が不安定挙動を呈していると判定された場合に、ドライバ異常判定に用いる判定時間を短くする。

概要

背景

車両の運転中に、急病により運転に必要な認知・判断・操作ができなくなり、事故に至ることが問題となっている。そこで、姿勢崩れ等のドライバ異常を判定する技術が提案されており、例えば特許文献1に記載の運転制御装置では、運転席座部に対する臀部押圧力背凭れ部に対する背部の押圧力、床部に対する左足の押圧力を検出し、押圧力の分布に基づいて、ドライバの姿勢が、正常な姿勢、前のめり姿勢及び仰向け姿勢のいずれの状態であるかを判定している。そして、ドライバの姿勢が前のめり姿勢又は仰向け姿勢の状態のときに、ドライバの体調に異常が生じたと判定している。

また、ドライバ異常を判定する際には、一般に異常判定を行う判定時間が定められている。そして、ドライバが通常時とは異なる異常姿勢となり、それが判定時間以上、継続される場合に、ドライバの挙動が異常である旨を判定するようにしている。

概要

ドライバの異常を適正に判定することができる車載制御装置を提供する。ドライバ監視装置50は、画像解析手段60と状態判定手段70とを有しており、自車両の走行中においてドライバの挙動が異常となりそれが所定の判定時間以上、継続される場合に、ドライバが車両運転に支障を来す異常状態になったと判定する。また、車両制御装置90は、自車両の走行中において当該自車両が不安定挙動を呈していることを判定する。ドライバ監視装置50は、自車両が不安定挙動を呈していると判定された場合に、ドライバ異常判定に用いる判定時間を短くする。

目的

本発明は、ドライバの異常を適正に判定することができる車載制御装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
6件
牽制数
2件

この技術が所属する分野

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請求項1

自車両の走行中においてドライバ挙動が異常となりそれが所定の判定時間以上、継続される場合に、ドライバが車両運転に支障を来す異常状態になったと判定するドライバ異常判定手段を備え、その判定結果に基づいて自車両の危険回避処理を実施する車載制御装置(50,90)であって、自車両の走行中において当該自車両が不安定挙動を呈していることを判定する車両挙動判定手段と、前記車両挙動判定手段により自車両が不安定挙動を呈していると判定された場合に、前記ドライバ異常判定手段の異常判定に用いる前記判定時間を短くする時間短縮手段と、を備えることを特徴とする車載制御装置。

請求項2

前記時間短縮手段は、前記車両挙動判定手段により自車両が不安定挙動を呈していると判定された場合に、その不安定挙動の継続時間、及び過去所定期間における不安定挙動の発生回数の少なくともいずれかに基づいて、前記判定時間の短縮幅を可変に設定する請求項1に記載の車載制御装置。

請求項3

前記車両挙動判定手段は、自車両の挙動に基づいて各々異なる判定基準により自車両の不安定挙動を判定する複数の第1判定手段を有しており、前記時間短縮手段は、前記複数の第1判定手段のいずれで自車両の不安定挙動が判定されたかに基づいて、前記判定時間の短縮幅を可変に設定する請求項1又は2に記載の車載制御装置。

請求項4

前記複数の第1判定手段は、前記不安定挙動として自車両の蛇行走行コースアウト、異常加速先行車両に対する異常接近の少なくとも2つを各々判定する手段を含む請求項3に記載の車載制御装置。

請求項5

前記異常判定手段は、ドライバの状態及び挙動に基づいて各々異なる判定基準によりドライバの挙動異常を判定する複数の第2判定手段を有しており、前記時間短縮手段は、前記複数の第2判定手段のいずれでドライバの挙動異常が判定されたかに基づいて、前記判定時間の短縮幅を可変に設定する請求項1乃至4のいずれか1項に記載の車載制御装置。

請求項6

前記複数の第2判定手段は、ドライバが自車両の前方に対する視認不可の状態であることを判定する手段を含み、前記時間短縮手段は、前記複数の第2判定手段のうち前記視認不可の状態であることに基づいてドライバの挙動異常が判定された場合に、それ以外の第2判定手段によりドライバの挙動異常が判定された場合に比べて、前記判定時間の短縮幅を大きくする請求項5に記載の車載制御装置。

請求項7

前記時間短縮手段は、自車両の車速に基づいて、前記判定時間の短縮幅を可変に設定する請求項1乃至6のいずれか1項に記載の車載制御装置。

請求項8

自車両が走行する道路に関する道路種別情報及び渋滞情報の少なくともいずれかを取得する情報取得手段を備え、前記時間短縮手段は、前記情報取得手段による取得情報に基づいて、前記判定時間の短縮幅を可変に設定する請求項1乃至7のいずれか1項に記載の車載制御装置。

技術分野

0001

本発明は、車載制御装置に関するものである。

背景技術

0002

車両の運転中に、急病により運転に必要な認知・判断・操作ができなくなり、事故に至ることが問題となっている。そこで、姿勢崩れ等のドライバ異常を判定する技術が提案されており、例えば特許文献1に記載の運転制御装置では、運転席座部に対する臀部押圧力背凭れ部に対する背部の押圧力、床部に対する左足の押圧力を検出し、押圧力の分布に基づいて、ドライバの姿勢が、正常な姿勢、前のめり姿勢及び仰向け姿勢のいずれの状態であるかを判定している。そして、ドライバの姿勢が前のめり姿勢又は仰向け姿勢の状態のときに、ドライバの体調に異常が生じたと判定している。

0003

また、ドライバ異常を判定する際には、一般に異常判定を行う判定時間が定められている。そして、ドライバが通常時とは異なる異常姿勢となり、それが判定時間以上、継続される場合に、ドライバの挙動が異常である旨を判定するようにしている。

先行技術

0004

特開2012−254745号公報

発明が解決しようとする課題

0005

ここで、上記のとおり異常判定を行うための判定時間を定めておくことは、ドライバ異常の誤判定を抑制する上で望ましいと考えられる。しかしながら、急病等によりドライバに異常が生じていると判定された時点では、既に車両挙動が不安定で危険な状態になっていることが考えられる。そのため、適正に危険回避を行わせるべく技術の改善の余地があると考えられる。

0006

本発明は、ドライバの異常を適正に判定することができる車載制御装置を提供することを主たる目的とするものである。

課題を解決するための手段

0007

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について説明する。

0008

本発明の車載制御装置は、自車両の走行中においてドライバの挙動が異常となりそれが所定の判定時間以上、継続される場合に、ドライバが車両運転に支障を来す異常状態になったと判定するドライバ異常判定手段を備え、その判定結果に基づいて自車両の危険回避処理を実施するものである。また、車載制御装置は、自車両の走行中において当該自車両が不安定挙動を呈していることを判定する車両挙動判定手段と、前記車両挙動判定手段により自車両が不安定挙動を呈していると判定された場合に、前記ドライバ異常判定手段の異常判定に用いる前記判定時間を短くする時間短縮手段と、を備えることを特徴とする。

0009

ドライバに異常が生じる場合、それはドライバ自身の挙動の変化として現れることに加え、ドライバが操作する自車両の挙動の変化としても現れる。この場合、ドライバの挙動異常に加えて自車両の不安定挙動が生じている状態では、ドライバの挙動異常のみが生じている状態よりも危険度が高いと考えられる。この点を考慮し、自車両が不安定挙動を呈していることを判定し、自車両の不安定挙動が生じている場合に、ドライバ異常判定に用いる判定時間を短くするようにした。これにより、自車両における実際の危険度に即した異常判定を実施でき、危険度の高い状態下において迅速なる異常判定が可能となる。その結果、ドライバの異常を適正に判定することができる。

図面の簡単な説明

0010

車載システムの構成を示すブロック図。
車室内の構成を示す図。
車両の運転席を示す図。
ドライバ監視装置の機能を示すブロック図。
車両の挙動異常を説明するための図。
ドライバの運転不能判定に関する処理手順を示すフローチャート
車両挙動異常の判定に関する処理手順を示すフローチャート。
判定時間の短縮幅を求めるための関係図。
運転不能状態での処置を具体的に示すタイムチャート
判定時間の短縮幅を求めるための関係図。

実施例

0011

以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。まず、本実施形態に係る車載システムの構成について、図1図3を参照して説明する。本システムは、ドライバ監視装置50、ドライバ状態認識装置20、車両情報認識装置30、走行環境認識装置40、HMI(Human Machine Interface)80、車両制御装置90を備えている。概要として、ドライバ監視装置50は、各認識装置20,30,40からの情報に基づいて、ドライバが運転不能状態であるか否かを判定し、運転不能状態であると判定した場合にその旨をHMI80や車両制御装置90に通知する。車両制御装置90は、ドライバが運転不能状態である場合に、自車両の内外に対する警報を実施するとともに、車両を安全に停止させる等の危険回避処理を実施する。

0012

ドライバ状態認識装置20は、複数のドライバカメラ21、シートベルトセンサ22、座面センサ23を備える。ドライバカメラ21は、例えばCCDカメラであり、近赤外LED等の照明装置により照らされた運転席を撮像する。ドライバカメラ21は、図2及び図3に示すように、メータパネル14と、バックミラー16の下端の略中央と、左右のAピラー17とにそれぞれドライバに向けて搭載されている。ドライバカメラ21は、メータパネル14に代えて、ダッシュボード13の上やステアリングコラムに設置されていてもよい。また、バックミラー16の下端に代えて、バックミラー16の左端や右端に設置されていてもよい。これら4つのドライバカメラ21はドライバステータスモニタを構成し、運転席のシート11に座ったドライバの上半身正面側から1秒に数十画像分撮像する。

0013

シートベルトセンサ22は、シートベルト12の引き出し量を検出するセンサである。具体的には、シートベルトセンサ22は、シートベルト12の送り出し及び巻き取りを行うモータ回転角度を検出するエンコーダである。座面センサ23は、運転席のシート11の座部11aの圧力分布を検出するセンサである。

0014

車両情報認識装置30は、車速センサ31、舵角センサ32、アクセルセンサ33、及びブレーキセンサ34を備える。車速センサ31は、車両10の速度を検出するセンサである。舵角センサ32は、ハンドル15(ステアリングホイール)の操舵角を検出するセンサである。アクセルセンサ33は、アクセル開度すなわちアクセルペダル操作量を検出するセンサである。ブレーキセンサ34は、ブレーキペダルの操作量を検出するセンサである。

0015

走行環境認識装置40は、前方・後方カメラ41、前方・後方センサ42、カーナビゲーション装置43、及びGセンサ44を備える。前方・後方カメラ41は、道路白線を含む車両10の前方を撮像するカメラや、車両10の後方及び後側方を撮像するカメラである。前方・後方センサ42は、超音波センサレーザレーダミリ波レーダ等のセンサであり、車両10の前方や後方の物体を検出し、車両10と前方や後方の物体との距離を取得する。前方・後方センサ42により取得された車両10と前方車両後方車両との距離に基づいて、前方車両や後方車両との相対速度が算出できる。

0016

カーナビゲーション装置43は、GPS受信機により受信されたGPS信号や、Gセンサを含む各種センサにより取得された情報を用いて、車両10の現在位置を算出し、現在位置から目的地までの誘導経路を算出する。Gセンサ44は、例えばシート11に設置され、車両10の前後、左右、上下の3次元加速度を検出するセンサである。

0017

ドライバ監視装置50は、CPU、ROM、RAM及びI/O等を備えるマイクロコンピュータにより構成されており、ドライバ状態認識装置20、車両情報認識装置30、走行環境認識装置40、HMI80、記憶装置52から各種情報を取得する。ドライバ監視装置50と各種装置とは、CAN等の有線通信や、LAN、Bluetooth(登録商標)等の無線通信で接続されている。また、ドライバ監視装置50は、ROMに記憶されている各種プログラムをCPUが実行することにより、画像解析手段60、学習手段51、状態判定手段70の機能を実現し、ドライバが運転不能状態か否かの判定を実施する。各手段についての詳しい説明は後で述べる。なお、本実施形態では、ドライバの運転不能状態は、ドライバが急病を発症して意識がなくなり運転操作できない状態と、ドライバが心臓発作等の急病を発症して、意識はあるが体を動かせないために運転操作できない状態とを含む。

0018

HMI80は、ディスプレイ81、スピーカ82、キャンセルスイッチ83を備える。ディスプレイ81は、カーナビゲーション装置43のディスプレイや、メータパネル14内に設けられている車載ディスプレイである。ディスプレイ81は、液晶パネル有機ELパネルを備えたタッチディスプレイでもよい。ディスプレイ81は、画像から検出されたドライバの姿勢に基づいて、ドライバの姿勢の崩れ度合報知する。詳しくは、ディスプレイ81は、ドライバの姿勢のステータスを5段階で表示する。最も崩れ度合の高い姿勢崩れレベル5は、ドライバが急病を発症して運転姿勢を維持できなくなった状態、すなわち運転不能状態と判定されるレベルである。ドライバは、ディスプレイ81に表示された姿勢のステータスを見て自分の運転姿勢を確認できるので、姿勢崩れレベルが5に近づいた場合には、運転不能状態と判定される前に運転姿勢を修正できる。

0019

スピーカ82は、カーナビゲーション装置43やオーディオ装置等と共用される車載スピーカである。スピーカ82は、ドライバが運転不能状態であると判定された場合に、ドライバに対して運転不能状態であるか否かを音声で確認する。なお、ディスプレイ81が、運転不能状態を確認する画面を表示してもよい。また、スピーカ82が、ドライバの姿勢崩れレベルを音声で報知してもよい。

0020

キャンセルスイッチ83は、運転不能状態の判定を中止するスイッチである。キャンセルスイッチ83が1回操作されると、1トリップの間、運転不能状態の判定が中止されるようにしてもよい。また、トリップ中に、運転不能状態の判定結果に関係なくキャンセルスイッチ83が操作された場合には、キャンセルスイッチ83が操作されている間、又は操作されてから一定時間(数秒程度)、運転不能状態の判定が中止される。よって、ドライバが物を取る動作を行う際に、予めキャンセルスイッチ83を操作すれば、ドライバの姿勢が崩れても運転不能状態であると誤判定されるおそれがない。

0021

また、車両制御装置90は、ドライバ監視装置50においてドライバが運転不能状態であると判定された場合に、車両10の挙動を制御して危険回避処理を実施する。例えば、車両10においてエンジン91や変速機92、ブレーキアクチュエータ93の制御により、車両10を減速又は停止させる。また、ステアリングアクチュエータ94によるハンドル15の操舵角制御を併せて実施することで、車両10を路肩退避させる。

0022

また、車両制御装置90は、警報手段としてのハザードランプ95(非常点表示灯)の点滅を制御する機能を有しており、ドライバが運転不能状態であると判定された場合に、ハザードランプ95を点滅させ、それにより車外への警報を実施する。ハザードランプ95は、周知のとおり車両の前後に設けられたウィンカ方向指示器)と兼用の表示器であり、ダッシュボード13等に設けられたハザードスイッチ押し操作することで、ハザードランプ95の点滅状態消灯状態切り替えられるようになっている。

0023

次に、ドライバ監視装置50が実現する各種機能について、図4を参照して説明する。画像解析手段60は、頭部検出手段61、傾き検出手段62、顔向き検出手段63、白目検出手段64を含む。

0024

頭部検出手段61は、ドライバカメラ21により撮像された運転席の画像に基づいて、ドライバの首よりも上の頭部を逐次検出する。詳しくは、頭部検出手段61は、ドライバカメラ21により運転席の画像が撮像される都度、運転席の画像からドライバの頭部の輪郭を表すエッジを抽出し、抽出したエッジで囲まれた領域を頭部として検出する。

0025

傾き検出手段62は、運転席の画像に基づいて、ドライバの胴体部に対する頭部の傾きθを検出する。詳しくは、傾き検出手段62は、頭部及び胴体部の輪郭を表すエッジに囲まれた領域を、それぞれ頭部及び胴体部として検出するとともに、頭部及び胴体部の中心軸線を検出する。そして、傾き検出手段62は、胴体部の中心軸線に対する頭部の中心軸線の傾きを頭部の傾きθとする。胴体部の中心軸線は、予め用意されている胴体部の向きのパターンと、検出した胴体部の向きとのマッチングを行って胴体部の向きを決め、向きを決めた胴体部から検出する。また、頭部の中心軸線は、頭部に含まれる顔の目、、口等の特徴点を抽出し、顔の特徴点の3次元的な配置から検出する。頭部が前方に傾いた場合は、顔の特徴点と車両前方との距離が近づき、頭部が仰け反った場合は、顔の特徴点と車両前方との距離が遠ざかる。頭部の中心軸線を検出する際に、車両の前後方向における顔の特徴点の距離を用いてもよい。

0026

あるいは、傾き検出手段62は、運転席の画像から運転席のシートベルト12を検出し、シートベルト12と頭部との位置関係から、胴体部に対する頭部の傾きθを検出する。ドライバの胴体部はシートベルト12により拘束されているため、シートベルト12の位置から胴体部の位置を推定できる。

0027

顔向き検出手段63は、運転席の画像に基づいて、車両10の前方に対するドライバの顔の向きを検出する。顔向き検出手段63は、車両10の前面に対向する垂直平面に対する顔面の傾きを、顔向きとして検出する。

0028

白目検出手段64は、表情検出手段65及び白目度合算出手段66を含み、ドライバが白目をむいた状態を検出する。ここで、白目をむいた状態とは、完全に白目をむいた状態に限らず、黒目領域が所定量よりも小さくなった状態も含む。すなわち、白目をむいた状態は、黒目が偏ることにより視野所定範囲よりも狭くなっている状態をいう。

0029

表情検出手段65は、運転席の画像に基づいて、ドライバの目の輪郭及び黒目領域を検出する。ここで、ドライバの目の輪郭は、瞼と目との境界線である。また、黒目領域は、目の輪郭の内側の領域において、白目よりも明度の低い領域であり、黒色に限らず、青色、色、灰色等の色がついた領域である。また、表情検出手段65は、抽出された口の輪郭を表すエッジから、ドライバの口の開きを検出する。

0030

白目度合算出手段66は、表情検出手段65により検出された目の輪郭及び黒目領域に基づいて、ドライバの目の白目度合を算出する。具体的には、白目度合算出手段66は、
・黒目領域の縦方向の長さ、
・黒目領域の面積
・目の輪郭で囲まれた領域の縦方向の長さと黒目領域の縦方向の長さとの比、
・黒目領域の偏平率、
等のいずれかに基づいて白目度合を算出する。

0031

学習手段51は、ドライバが運転不能状態でない場合において、傾き検出手段62により検出された頭部の傾きθを学習する。また、学習手段51は、ドライバが運転不能状態でない場合において、顔向き検出手段63により検出された顔の向きを学習する。さらに、学習手段51は、ドライバが運転不能状態でない場合において、頭部検出手段61により検出された頭部の揺れ振幅を学習する。すなわち、学習手段51は、ドライバの運転姿勢の癖を学習する。車両10を運転するドライバが複数いる場合には、ドライバごとに運転姿勢の癖を学習する。

0032

状態判定手段70は、画像解析手段60により得られる各種のドライバ監視情報に基づいて、
(1)フレームアウト判定
(2)姿勢崩れ判定、
(3)向き崩れ判定、
(4)揺れ判定
(5)白目判定、
を実施し、これらのいずれかにより、ドライバが運転不能状態になったことの判定を実施する。状態判定手段70は、フレームアウト判定手段71、姿勢崩れ判定手段72、向き崩れ判定手段73、揺れ判定手段74、及び白目判定手段75を含んでおり、以下これらを順に説明する。

0033

(1)フレームアウト判定
フレームアウト判定手段71は、車両10の走行中に、ドライバ頭部のフレームアウトを判定して、フレームアウトしている場合に、ドライバが運転不能状態になっていると判定する。詳しくは、フレームアウト判定手段71は、頭部検出手段61により検出されたドライバの頭部が画像の範囲FA図2参照)から外れており、その状態が所定の時間T1以上継続する場合に、ドライバが運転不能状態になっていると判定する。ここで、範囲FAは、ドライバカメラ21により撮像された画像における所定の範囲である。通常の運転時には、ドライバの頭部が範囲FAから外れることはない。範囲FAを、撮像された画像の全体としてもよい。範囲FAは、車両前方から見てフロントガラスを通じて認識される範囲に定められているとよい。

0034

ドライバが車両10を正常に運転している場合は、ドライバが物を取る動作をしても、ドライバの頭部は画像の範囲FAに収まることが多い。これに対して、急病を発症してドライバの意識がなくなると、ドライバの頭部が範囲FAから外れることがある。よって、フレームアウト判定手段71は、ドライバの頭部が画像の範囲FAから外れている場合に、ドライバが運転不能状態になっていると判定する。なお、過去の頭部位置情報を用い、ドライバの頭部が範囲FAから外れるまでの軌跡を考慮して、運転不能状態の判定を実施することも可能である。

0035

シートベルトセンサ22及び座面センサ23の情報を用いてフレームアウト判定を実施することも可能である。具体的には、ドライバの頭部がフレームアウトしている状態で、シートベルト12の引き出し量が、シートベルト12の装着時に検出された引き出し量よりも第1引き出し量を超えて多く、且つ座部11aの圧力分布において高圧部分が座部11aの端部に偏っている場合に、ドライバが運転不能状態になっていると判定する。

0036

(2)姿勢崩れ判定
姿勢崩れ判定手段72は、車両10の走行中に、ドライバの姿勢崩れの判定をして、姿勢崩れしている場合に、ドライバが運転不能状態になっていると判定する。詳しくは、姿勢崩れ判定手段72は、傾き検出手段62により検出された頭部の傾きθが閾値Th1(相対傾き閾値)よりも大きくなっており、その状態が所定の時間T2以上継続する場合に、ドライバが運転不能状態になっていると判定する。

0037

通常、ドライバの胴体部は運転席のシート11やシートベルト12により拘束されているため、ドライバの意識がなくなっても胴体部は比較的動きにくい。一方、ドライバの頭部は拘束されていないことが多いため、ドライバの意思で頭部の位置を維持する必要がある。そのため、急病を発症してドライバの意識がなくなると、ドライバは頭部の位置を維持できなくなり、頭部は胴体部に対していずれかの方向に大きく傾くことが多い。

0038

これに対して、走行中にドライバが脇見をするときは、一般的にドライバは首を回転させて見るため、胴体部に対する頭部の傾きは小さくなることが多い。また、ドライバが運転席から離れた位置の物を取るときは、一般的にドライバは意識して胴体部を傾けるため、胴体部に対する頭部の傾きθは小さくなることが多い。よって、姿勢崩れ判定手段72は、頭部の傾きθが閾値Th1よりも大きい場合に、ドライバが運転不能状態になっていると判定する。このとき、姿勢崩れ判定手段72は、更にドライバの顔が車両10の前方を向いていないことを条件として運転不能状態であることを判定すると、運転不能状態の誤判定を抑制できる。

0039

(3)向き崩れ判定
向き崩れ判定手段73は、車両10の走行中に、ドライバの顔向きの崩れの判定をして、顔向きが崩れている場合に、ドライバが運転不能状態になっていると判定する。詳しくは、向き崩れ判定手段73は、顔向き検出手段63により検出された車両10の前方に対する顔の向きが閾値Th2(顔向き閾値)よりも大きくなっており、その状態が所定の時間T3以上継続する場合に、ドライバが運転不能状態になっていると判定する。

0040

一般的に、急病を発症すると、ドライバは顔の向きを維持できなくなり、車両10の前方に対する顔の向きが崩れたままの状態になる。これに対して、走行中にドライバが脇見をするときは、一般的にドライバは顔の向きを変えてもすぐに戻すことが多い。よって、向き崩れ判定手段73は、車両前方に対する顔の向きが閾値Th2よりも大きい場合に、ドライバが運転不能状態になっていると判定する。

0041

また、向き崩れ判定手段73は、
・顔向き検出手段63により検出された車両10の前方に対する顔の向きが、閾値Th2よりも大きく、且つドライバがハンドル15を放している場合、
・顔向き検出手段63により検出された顔の向きが閾値Th2よりも大きく、且つアクセル開度が所定開度よりも大きい場合、
・顔向き検出手段63により検出された顔の向きが閾値Th2よりも大きく、且つ所定時間よりも長い時間アクセル操作及びブレーキ操作が行われていない場合、
のいずれかにおいて、ドライバが運転不能状態になっていると判定してもよい。

0042

(4)揺れ判定
揺れ判定手段74は、車両10の走行中において、外力に伴うドライバの頭部の揺れ状態を判定して、頭部が通常と異なる揺れをしている場合に、ドライバが運転不能状態になっていると判定する。詳しくは、揺れ判定手段74は、車両10に外力が加わった際において頭部検出手段61により検出された頭部の揺れの振幅が、振幅Am1(第1振幅)よりも小さいか、又は振幅Am2(第2振幅)よりも大きくなっており、その状態が所定の時間T4以上継続する場合に、ドライバが運転不能状態になっていると判定する。振幅Am2は振幅Am1よりも大きい値である。

0043

車両10に外力が加わると、所定の時間差の後、ドライバに振動が伝わる。通常、ドライバの意識がある場合、車両10に外力(詳しくは上下方向の外力)が加わった際に、ドライバの頭部は振幅Am1から振幅Am2の範囲内の振幅で揺れる。これに対して、ドライバが急病を発症して体が硬直していると、正常時よりも頭部の揺れの振幅が小さくなる。また、ドライバが急病を発症して体が弛緩していると、正常時よりも頭部の揺れの振幅が大きくなる。よって、揺れ判定手段74は、上述した場合にドライバの運転不能状態を判定する。

0044

(5)白目判定
白目判定手段75は、車両10の走行中に、白目の判定をして、白目検出手段64により白目をむいた状態が検出された場合に、ドライバが運転不能状態になっていると判定する。詳しくは、白目判定手段75は、白目度合算出手段66により算出された白目度合が閾値Th3(白目閾値)よりも大きくなっており、その状態が所定の時間T5以上継続する場合に、ドライバが運転不能状態になっていると判定する。

0045

通常、ドライバが運転可能な状態の場合は、ドライバが白目をむくことはない。これに対して、ドライバが急病を発症すると、ドライバが白目をむくことがある。よって、白目判定手段75は、白目をむいた状態が検出された場合に、ドライバが運転不能状態になっていると判定する。

0046

記憶装置52には、各判定手段にて用いられる各閾値及び各判定値が記憶されている。さらに、記憶装置52には、学習手段51により学習された頭部の傾きθ、顔の向き及び頭部の揺れの振幅が記憶される。また、記憶装置52には、ドライバの病歴及び年齢を含む個人情報が登録されている。ドライバが複数いる場合には、各ドライバの個人情報が登録されている。また、記憶装置52には、運転不能状態と判定しないドライバの姿勢、及び運転不能状態と判定するドライバの姿勢が登録されている。運転不能状態と判定しないドライバの姿勢は、例えば通常の運転姿勢や運転中によくする姿勢である。運転不能状態と判定するドライバの姿勢は、例えば持病があるドライバが発作時にする姿勢である。ドライバは、予め運転席で登録したい姿勢をドライバカメラ21で撮像して、記憶装置52に登録する。

0047

上記各判定における時間T1〜T5は数秒程度(例えば1〜5秒程度)であり、各々に長さの異なる時間として設定されていてもよいし、同じ時間として設定されていてもよい。また、各時間T1〜T5は、種々の条件に応じて可変に設定されてもよい。具体的には、各時間T1〜T5は、記憶装置52に登録されている個人情報に基づいて設定されるとよい。例えば、年齢が高い人は低い人よりも時間T1〜T5を短くする。また、特定の病歴がある人は、特定の病歴がない人よりも時間T1〜T5を短くする。さらに、時間T1〜T5を、ドライバの状態や走行環境に応じて変更する。ドライバが運転不能状態になる兆候を示している状態や、ドライバが運転不能状態である可能性が高い状態や、ドライバが運転不能状態となった場合に衝突の危険性が高い走行環境では、時間T1〜T5を短縮してドライバの運転不能状態が判定されやすくする。

0048

また、本車載システムでは、車両走行中において車両10が不安定挙動を呈していることを判定する車両挙動判定機能と、車両10が不安定挙動を呈していると判定された場合に、ドライバ異常判定に用いる判定時間(T1〜T5)を短くする時間短縮機能とを有しており、以下、その詳細を説明する。

0049

ドライバに異常が生じる場合、それはドライバ自身の挙動の変化として現れることに加え、ドライバが操作する車両10の挙動の変化としても現れる。具体的には、不安定挙動として、図5(a)に示すように車両10が蛇行走行(ふらつき走行)したり、図5(b)に示すように車両10がコースアウト(白線跨ぎ)したり、図5(c)に示すように車両10が異常加速したり、図5(d)に示すように車両10が先行車両Cに対して異常接近したりすることが生じると考えられる。この場合、車両制御装置90は、車速センサ31や、舵角センサ32、アクセルセンサ33、前方・後方カメラ41、前方・後方センサ42等に基づいて、蛇行走行、コースアウト、異常加速、先行車両に対する異常接近といった車両10の不安定挙動を判定する。

0050

例えば、車両制御装置90は、ハンドル15の操舵角の変動に基づいて車両10が蛇行走行していることを判定し、車両10の位置と路面上の白線との関係から車両10がコースアウトしていることを判定し、車速アクセル踏み込み量に基づいて車両10が異常加速していることを判定し、先行車両との車間距離や車両10の加速度に基づいて車両10が先行車両に対して異常接近していることを判定する。

0051

また、ドライバの挙動異常に加えて車両10の不安定挙動が生じている状態では、ドライバの挙動異常のみが生じている状態よりも危険度が高いと考えられる。この点を考慮し、本実施形態では、車両10が不安定挙動を呈していることを判定し、車両10の不安定挙動が生じている場合に、ドライバ異常判定に用いる判定時間(T1〜T5)を短くするようにしている。そしてこれにより、車両10における実際の危険度に即した異常判定を実施するようにしている。

0052

また、衝突を回避するために、車速が速いほど早く適切な車両制御を開始する必要があるので、自車両の車速が高いほど時間T1〜T5を短くする。また、衝突を回避するために、先行車両との車間距離を先行車両との相対速度で除したTTC衝突余裕時間)が短いほど時間T1〜T5を短くする。また、自車両においてACC(Adaptive Cruise Control)やLKA(Lane Keep Assist)等の運転支援制御が実行されている場合には、ドライバは長い時間姿勢を崩すことがあるので、時間T1〜T5を延長する。

0053

次に、ドライバの運転不能状態を判定する処理手順について、図6のフローチャートを参照して説明する。本処理は、ドライバ監視装置50により所定周期で繰り返し実施される。

0054

まず、ステップS11では、運転不能状態の判定を実施する実施条件成立しているか否かを判定する。この場合、例えば自車両の車速が所定値(例えば0km/h)よりも大きく自車両が走行状態にあれば、実施条件が成立していると判定する。実施条件が成立していれば後続のステップS12に進み、実施条件が成立していなければそのまま本処理を終了する。

0055

ステップS12では、運転不能状態の判定に用いる各種パラメータを取得する。具体的には、
・運転席の画像から検出したドライバの頭部及び胴体部の情報、
・ドライバの胴体部に対する頭部の傾きθの情報、
・車両の前方に対するドライバの顔の向きの情報、
・ドライバの白目検出の情報、
等を取得する。

0056

次に、ステップS13では、ステップS12で取得した各種パラメータを用い、ドライバの挙動が異常な状態になっているか否かを判定する。このとき、ドライバ監視装置50は、上述の(1)〜(5)の各判定処理判定基準に基づいてドライバ異常の判定を実施する。

0057

具体的には、頭部位置が画像の範囲FAから外れている場合に、フレームアウト異常の兆候があると判定する。ドライバの胴体部に対する頭部の傾きθが閾値Th1よりも大きい場合に、姿勢崩れ異常の兆候があると判定する。車両前方に対するドライバの顔向きが閾値Th2よりも大きい場合に、向き崩れ異常の兆候があると判定する。外力に対してドライバの頭部が通常とは異なる揺れをしている場合に、揺れ異常の兆候があると判定する。ドライバの白目度合が閾値Th3よりも大きい場合に、白目異常の兆候があると判定する。そして、これらの異常判定のうち少なくとも1つで異常有りと判定された場合に、ステップS13を肯定してステップS14に進む。

0058

ステップS14では、異常カウンタインクリメントを開始する。なお、ドライバの異常状態が継続されていれば、所定周期で異常カウンタがインクリメントされることになる。その後、ステップS15では、車両10の挙動異常(不安定挙動)に関する情報を車両制御装置90から取得する。そして、車両10の挙動異常が生じていないと判定される場合はステップS16に進み、車両10の挙動異常が生じていると判定される場合はステップS17に進む。

0059

なお、車両制御装置90では、図7に示す手順に従い車両10の挙動異常の有無を判定する。簡単に説明すると、図7のステップS31では、車両10が蛇行走行しているか否かを判定する。ステップS32では、車両10がコースアウトしているか否かを判定する。ステップS33では、車両10が異常加速しているか否かを判定する。ステップS34では、車両10が先行車両に対して異常接近しているか否かを判定する。そして、ステップS31〜S34のいずれかがYESの場合、ステップS35に進み、車両10において挙動異常が生じている旨を判定する。

0060

図6の説明に戻り、ステップS16では、ドライバ異常判定に用いる判定時間(T1〜T5)をあらかじめ定めたベース値とする。このとき、上述したとおりT1〜T5は、各々に長さの異なる時間として設定されていてもよいし、同じ時間として設定されていてもよい。また、各時間T1〜T5は、年齢や病歴等の個人情報に基づいて設定されていてもよい。

0061

また、ステップS17では、ドライバ異常判定に用いる判定時間(T1〜T5)を、ベース値に対して短くする時間短縮処理を実施する。このとき、車両10の挙動異常の継続時間や、過去所定期間における挙動異常の発生回数発生頻度)を車両制御装置90から取得し、これらのパラメータに基づいて判定時間を短縮する。具体的には、図8(a)の関係を用い、車両10の挙動異常の継続時間が長いほど、又は過去所定期間(例えば10分間)における挙動異常の発生回数が多いほど、短縮幅ΔTを大きい値とする。なお、短縮幅ΔTは、異常継続時間と異常発生回数との両方に基づいて設定されてもよいし、いずれか一方に基づいて設定されてもよい。そして、判定時間のベース値から短縮幅ΔTを減算することで、今回使用する判定時間を算出する。

0062

また、車両10の車速に基づいて判定時間を短縮してもよい。具体的には、図8(b)の関係を用い、車速が大きいほど、短縮幅ΔTを大きい値とする。ただし、短縮幅ΔTを一定時間として定めておくことも可能である。

0063

その後、ステップS18では、異常カウンタの値が、ステップS16,S17で設定した判定時間に相当する閾値Thに達しているか否かを判定する。そして、異常カウンタ<Thであればそのまま本処理を終了し、異常カウンタ≧ThであればステップS19に進む。この場合、ステップS18がYESになることは、ドライバが運転不能状態になっていると判定されたことを意味する。

0064

ステップS19では、ドライバが運転不能状態になったと判定された際の対ドライバ警報(車内警報)として、スピーカ82からの音声、又はディスプレイ81上での表示を実施する。その後、ステップS20では、応答確認カウンタを1インクリメントする。応答確認カウンタは、ドライバが運転不能状態になったと判定されてからの経過時間(すなわち、ステップS18がYESになってからの経過時間)を計測する計時手段である。

0065

ステップS21では、ドライバが運転不能状態になったと判定された後におけるドライバの応答の有無を判定する。具体的には、ドライバが対ドライバ警報に気づいて、タッチディスプレイへの接触、ドライバの音声、ハンドル15やブレーキ等による自車両操作、キャンセルスイッチ83の操作等のいずれかが行われたか否かを判定する。この場合、ドライバの応答があれば、ドライバが運転不能状態になっていない又は当該状態が解消されたとしてステップS22に進み、ドライバの応答がなければ、運転不能状態が継続されているとしてステップS24に進む。

0066

ステップS22では、応答確認カウンタを0にクリアする。続くステップS23では、ドライバによる運転が可能であると認識したことを、スピーカ82からの音声、又はディスプレイ81上での表示等で通知する。

0067

また、ステップS24では、ドライバが運転不能状態になったと判定されてから所定時間が経過したか否かを判定する。具体的には、応答確認カウンタが所定値に到達したか否かを判定する。所定値は例えば数秒程度(例えば3〜5秒程度)である。

0068

そして、ドライバの応答がないまま所定時間が経過した場合(ステップS24がYESの場合)には、ステップS25に進む。ステップS25では、車両10の減速、停止、路肩退避といった危険回避処理を実施する旨を指令するとともに、ハザードランプ95を点滅表示させる旨を指令する。この場合、ドライバ監視装置50が車両制御装置90に対して危険回避処理の指令信号を出力し、車両制御装置90は、その指令信号に基づいて、エンジン91や変速機92、ブレーキアクチュエータ93、ステアリングアクチュエータ94を適宜制御して、車両10を安全に停車させる。また、ドライバ監視装置50が車両制御装置90に対してハザード点滅の指令信号を出力し、車両制御装置90は、その指令信号に基づいてハザードランプ95の点滅表示を実施する。

0069

図9は、ドライバが運転不能状態になった場合の処置を具体的に示すタイムチャートである。

0070

イミングt11では、車両走行中において、急病等によりドライバが何らかの異常状態(フレームアウト異常、姿勢崩れ異常、向き崩れ異常、揺れ異常、白目異常のいずれか)になり始めたと判定され、異常カウンタのインクリメントが開始される。かかる場合、t11後のタイミングt12(又はt11前)に車両10の挙動異常が生じていると判定されているため、ドライバの運転不能状態を判定するための判定時間が短縮され、図では閾値がTh1からTh2に変更されている。そして、タイミングt13でカウンタ値が閾値Th2に達すると、ドライバが運転不能状態になった旨が判定される。このとき、音声やディスプレイ表示による対ドライバ警報(車内警報)が開始されるとともに、応答確認カウンタのインクリメントが開始される。

0071

そして、ドライバの応答がないまま所定時間が経過してタイミングt14になると、車両10の減速、停止、路肩退避といった危険回避処理が実施されるとともに、ハザードランプ95の点滅表示による車外警報が実施される。なお図示は省略するが、タイミングt14になる前にドライバの応答が有った場合には危険回避処理は実施されない。

0072

以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

0073

ドライバの挙動異常に加えて車両10の不安定挙動が生じている状態では、ドライバの挙動異常のみが生じている状態よりも危険度が高いと考えられる。この点を考慮し、車両10が不安定挙動を呈していることを判定し、車両10の不安定挙動が生じている場合に、ドライバ異常判定に用いる判定時間を短くするようにした。これにより、車両10における実際の危険度に即した異常判定を実施でき、危険度の高い状態下において迅速なる異常判定が可能となる。その結果、ドライバの異常を適正に判定することができる。

0074

ドライバの異常発生時における危険度は、車両10の不安定挙動の程度に応じて変わると考えられる。そのため、車両10の不安定挙動の継続時間、及び過去所定期間における不安定挙動の発生回数の少なくともいずれかに基づいて、判定時間の短縮幅ΔTを可変に設定することで、実際の危険度に対応させた好適な異常判定を実現できる。

0075

車両10の車速に基づいて、判定時間の短縮幅ΔTを可変に設定するようにしたため、車速に応じて危険度が相違することを加味して好適な異常判定を実現できる。

0076

(他の実施形態)
上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。

0077

・複数の判定基準により車両10の不安定挙動(挙動異常)を判定する構成において、その複数の判定手段(第1判定手段)のうちいずれで挙動異常有りと判定されたかに基づいて、判定時間の短縮幅ΔTを可変に設定するようにしてもよい。

0078

具体的には、図6のステップS17において、ステップS15で車両10の挙動異常有りと判定された理由を把握するとともに、その理由に基づいて短縮幅ΔTを設定する。この場合、例えば図10に示すように、設定パラメータと短縮幅ΔTとの関係において複数の相関を定めておき、その複数の相関を用いて短縮幅ΔTを設定するとよい。図10では、設定パラメータ(異常継続時間や異常発生回数、車速)が同一である場合に、大小異なる短縮幅ΔTが設定される2つの相関C1,C2が定められている。

0079

本実施形態では、車両10の不安定挙動の判定として、蛇行走行、コースアウト、異常加速、先行車両に対する異常接近をそれぞれ判定するようにしており、異常判定の結果がこれらのうちいずれであるかに応じて、相関C1,C2を選択的に用いて短縮幅ΔTを設定する。例えば、蛇行走行とコースアウトとを比べると、前者は不安定挙動であるものの車両進路自己修正されているのに対し、後者は他車両等との衝突危険性が高いと考えられる。そのため、蛇行走行時には相関C2を用いて短縮幅ΔTを設定し、コースアウト時には相関C1を用いて短縮幅ΔTを設定する。この場合、設定パラメータが同一であれば「蛇行走行時の判定時間>コースアウト時の判定時間」となる。なお、異常加速時、異常接近時には相関C1を用いて短縮幅ΔTを設定するとよい。

0080

要するに、車両10の不安定挙動としては種々の形態があるが、他車両と接触する等の危険度は各々相違すると考えられる。この場合、複数の車両異常判定のどれで異常判定されたかを加味して判定時間の短縮を実施することで、より一層適正な異常判定を実現できる。判定時間を短縮することは、ドライバ異常の早期把握を行う上で望ましいが、その反面、誤判定の可能性が高くなることにもなり、誤判定の発生によりドライバが不快感を覚えることが懸念される。この点、車両の不安定挙動の内容を加味して判定時間を短縮する構成にしたため、誤判定を抑制できることも期待できる。

0081

・複数の判定基準によりドライバの挙動異常を判定する構成において、その複数の判定手段(第2判定手段)のうちいずれで挙動異常有りと判定されたかに基づいて、判定時間の短縮幅ΔTを可変に設定するようにしてもよい。

0082

具体的には、図6のステップS17において、ステップS13でドライバの挙動異常有りと判定された理由を把握するとともに、その理由に基づいて短縮幅ΔTを設定する。この場合、上述した図10に示す相関C1,C2を用いて短縮幅ΔTを設定するとよい。

0083

本実施形態では、ドライバの異常判定として、5つの判定処理(フレームアウト判定、姿勢崩れ判定、向き崩れ判定、揺れ判定、白目判定)を実施するようにしており、異常判定の結果がこれらのうちいずれであるかに応じて、相関C1,C2を選択的に用いて短縮幅ΔTを設定する。例えば、これら各判定処理のうち、フレームアウト判定により異常の兆候有りと判定された場合と、白目判定により異常の兆候有りと判定された場合においては、ドライバが、車両前方に対する視認不可の状態になっているとみなすことができる。この場合、ドライバが重篤な状態にあり、運転危険度が高いと判断できる。そのため、フレームアウト異常時と白目異常時には相関C1を用いて短縮幅ΔTを設定し、それ以外の異常時には相関C2を用いて短縮幅ΔTを設定する。

0084

要するに、ドライバの挙動異常としては種々の形態があるが、他車両と接触する等の危険度は各々相違すると考えられる。この場合、複数のドライバ異常判定のどれで異常判定されたかを加味して判定時間の短縮を実施することで、より一層適正な異常判定を実現できる。

0085

・車両10が走行する道路に関する道路種別情報及び渋滞情報の少なくともいずれかを取得し、その取得情報に基づいて、判定時間の短縮幅ΔTを可変に設定するようにしてもよい。

0086

具体的には、図6のステップS17において、今現在走行中の道路が自動車専用道路山岳道路、市街地道路等のいずれであるかを示す道路種別情報を取得するとともに、渋滞状況を示す渋滞情報を取得し、これらの取得情報に基づいて短縮幅ΔTを設定する。この場合、上述した図10に示す相関C1,C2を用いて短縮幅ΔTを設定するとよい。例えば、自動車専用道路の走行中は自車両及び周辺車両の車速が比較的大きいと考えられ、山岳道路の走行中はコースアウト時における危険度が高くなると考えられる。そのため、自動車専用道路や山岳道路の走行時には相関C1を用いて短縮幅ΔTを設定し、市街地道路の走行時には相関C2を用いて短縮幅ΔTを設定する。また、渋滞道路の走行時には相関C1を用いて短縮幅ΔTを設定し、非渋滞道路の走行時には相関C2を用いて短縮幅ΔTを設定する。

0087

上記構成によれば、自車両の走行環境を加味して判定時間の短縮を実施することで、より一層適正な異常判定を実現できる。

0088

・上記実施形態では、ドライバが車両運転に支障を来す異常状態になったことの判定として、ドライバが急病等により運転不能状態になったことを判定する構成としたが、これに限らず、ドライバが居眠り状態漫然状態になっていることを判定する構成としてもよい。この場合、例えば、ドライバカメラ21の画像に基づいて、ドライバの瞼が通常よりも閉じ気味になっており、それが継続されていることから、居眠り状態や漫然状態を判定するとよい。かかる場合にも、上記同様、自車両が不安定挙動を呈していると判定された場合に、居眠り状態や漫然状態の判定に用いる判定時間を短くするとよい。

0089

10…車両、50…ドライバ監視装置、90…車両制御装置。

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