JP5477121B2 - Dozing operation prevention device and dozing operation prevention method - Google Patents
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Description
本発明は、自動車等の車両における居眠り運転防止装置、および居眠り運転防止方法に関する。 The present invention relates to a snooze driving prevention apparatus and a snoozing driving prevention method in a vehicle such as an automobile.
特許文献1には、自動車等の車両の運転者の眠気を検知して覚醒させる眠気覚醒装置に関する技術が開示されている。
これは、ステアリングホイールのリム部にペルチェ素子を内装して温度調整手段を構成し、体調判定装置の判定部が運転者は眠気を感じていると判定したときに、温度調整手段のペルチェ素子の温度を変化させることで、同乗者に不快感を与えることなく、運転者だけに覚醒効果を与えようとするものである。 This is because the temperature adjusting means is configured by installing a Peltier element on the rim part of the steering wheel, and when the determination part of the physical condition determining device determines that the driver feels sleepy, the temperature of the Peltier element of the temperature adjusting means By changing the temperature, it is intended to give awakening effect only to the driver without causing discomfort to the passengers.
特許文献1に開示された技術では、ペルチェ素子を覆う熱伝導材を通じて、運転者の手の全体を冷却しようとする構成となっているため、過多な電力が必要となる問題がある。
The technique disclosed in
そこで、本発明は運転者の手が接触しているステアリングホイールのリム部の接触部位の中でも、温度刺激による末梢の収縮を誘導し易い部位を局所的に温度制御することによって、より少ない電力で、覚醒度を向上することが可能な居眠り運転防止装置、および、居眠り運転防止方法を提供するものである。 Therefore, the present invention uses less power by locally controlling the portion of the rim portion of the steering wheel, which is in contact with the driver's hand, that is likely to induce peripheral contraction due to temperature stimulation. The present invention provides a snooze driving prevention device and a snoozing driving prevention method capable of improving the arousal level.
本発明の居眠り運転防止装置にあっては、ステアリングホイールのリム部は、複数の温度調整部を備えている。この複数の温度調整部は、それぞれ運転者の手が接触する部分を検出する接触部分検出手段を備えている。複数の温度調整部に対する運転者の手の接触状態を、この接触部分検出手段で検出し、その検出結果にもとづいて、複数の温度調整部における運転者の手の指先が接触する部位と、運転者の手の掌中央が接触する部位との少なくとも一方の接触部位を、部位判定手段で判定するようにしている。運転者の覚醒度は、運転者覚醒度検出手段により検出され、そして、覚醒度が所定値よりも低いときに、指先の接触部位と、掌中央の接触部位の少なくとも一方の接触部位に該当する温度調整部の温度を、制御手段により制御するようにしたことを主要な特徴としている。 In the snooze driving prevention apparatus of the present invention, the rim portion of the steering wheel includes a plurality of temperature adjusting portions. Each of the plurality of temperature adjustment units includes a contact part detection unit that detects a part that a driver's hand contacts. The contact state detection means detects the contact state of the driver's hand with respect to the plurality of temperature adjustment units, and based on the detection result, the part where the fingertip of the driver's hand contacts in the plurality of temperature adjustment units, and driving At least one contact site with the site where the palm center of the person's hand contacts is determined by the site determination means. The driver's arousal level is detected by the driver's arousal level detection means, and when the arousal level is lower than a predetermined value, it corresponds to at least one of the fingertip contact site and the palm center contact site. The main feature is that the temperature of the temperature adjusting unit is controlled by the control means.
本発明によれば、運転者の手の接触部位により、温度刺激による末梢の収縮を誘導し易い部位である指先、または、掌中央が接触する接触部位を判定し、それらに該当する温度調整部の温度を制御することで、より少ない電力で、覚醒度を向上することができる。 According to the present invention, a fingertip that is a part that easily induces peripheral contraction due to temperature stimulation or a contact part that a palm center contacts is determined based on a contact part of a driver's hand, and a temperature adjustment unit corresponding to them By controlling the temperature, the awakening degree can be improved with less power.
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
(第1実施形態)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
図1は、本発明に係る居眠り運転防止装置の第1実施形態の構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the first embodiment of the snooze driving prevention apparatus according to the present invention.
図1に示す居眠り運転防止装置101は、運転者の手に温度刺激を与える複数のペルチェ素子102と、運転者の覚醒度を検出する覚醒度センサ103と、覚醒度センサ103からの覚醒度情報にもとづいて、ペルチエ素子102の温度制御を司るメインユニット104と、を備えている。
A snooze
メインユニット104は、CPU,ROM,RAM,I/Oインターフェース等を主体として構成したマイクロコンピュータを用いることができる。このメインユニット104は、ROMに格納された制御プログラムに従って各種の演算を行い、この演算結果にもとづいて、ペルチェ素子102の温度を覚醒誘導温度に調整する制御機能と、複数のペルチェ素子102の中から、制御対象となるペルチェ素子102を特定する判定機能を有する。
As the
ペルチェ素子102は、印加電圧を制御することによって、その冷却面となる吸熱面(表面)温度が変化する。従って、この表面温度を変化させることによって、運転者に温度刺激を与えることがきる。このペルチェ素子102の印加電圧は、メインユニット104からの制御信号にもとづいて、調温制御ユニット105によって制御している。
In the
各ペルチェ素子102は、それぞれの冷却面(表面)温度を測定する温度センサ106を備えている。温度センサ106の検出信号は調温制御ユニット105へ出力され、調温制御ユニット105により、後述する特定のペルチェ素子102の冷却面(表面)が、所要の覚醒誘導温度を維持するようにフィードバック制御している。また、本実施形態では、各温度センサ106の検出信号をメインユニット104に出力し、複数のペルチェ素子102のうち、運転者の手が接触する部分を、該当するペルチェ素子102の冷却面温度
の変化をもって検出している。即ち、これら複数の温度センサ106を手の接触部分検出手段107として用いている。
Each Peltier
また、ペルチェ素子102は、冷却面(表面)と反対側の発熱面に発生した廃熱を伝導するヒートパイプ108と、ヒートパイプ108から輸送される熱を放熱するヒートシンク109と、を備えている。
Further, the Peltier
覚醒度センサ103は、運転者の脳波,心拍数,皮膚電位などの生体信号を検出する生体信号センサ110と、運転者の顔面を撮影する顔画像撮影カメラ111と、ステアリングの操舵角を検出する操舵角センサ112と、車両の横方向加速度を検出する横Gセンサ113と、車両前方の走行路を撮影する走行路撮影カメラ114と、を備える。
The
生体信号センサ110,顔画像撮影カメラ111,操舵角センサ112,横Gセンサ113,走行路撮影カメラ114は、何れもメインユニット104に覚醒度検出用の信号を出力するセンサ類の例である。この他に、運転者の覚醒度状態を検出するための信号を提供するものであれば、特にこれらのセンサに限定されない。
The
また、生体信号センサ110,顔画像撮影カメラ111,操舵角センサ112,横Gセンサ113,および走行路撮影カメラ114のセンサ類の全てを備える必要はなく、居眠り運転防止装置の設計思想に従って、1つのセンサ、または、複数のセンサの組合せを任意に選択することができる。
Further, it is not necessary to include all of the sensors of the
生体信号センサ110が検出する運転者の生体信号にもとづいて居眠り運転状態を判定する場合、例えば、特開昭56−67632号公報に記載の技術を採用することができる。
When determining the drowsiness driving state based on the driver's biological signal detected by the
顔画像撮影カメラ111が撮影する運転者の顔面画像にもとづいて居眠り運転状態を判定する場合、例えば、特開平10−143669号公報に記載の技術を採用することができる。
For example, a technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-143669 can be employed when determining the drowsiness driving state based on the driver's face image captured by the face
操舵角センサ112が検出する操舵角信号にもとづいて居眠り運転状態を判定する場合、例えば、特開平5−58192号公報記載の技術を採用することができる。
When determining the drowsiness driving state based on the steering angle signal detected by the
横Gセンサ113が検出する車両横方向の加速度にもとづいて居眠り運転状態を判定する場合、例えば、操舵角の変化を横Gに換算したり、自車両と走行区分帯との距離変化を横Gに換算して、居眠り運転状態を判定することができる。
When determining the drowsiness driving state based on the acceleration in the lateral direction of the vehicle detected by the
走行路撮影カメラ114が検出する車両走行路の前方撮影画像にもとづいて居眠り運転状態を判定する場合、例えば、特開平5−69757号公報に記載の技術を採用することができる。
For example, the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-69757 can be employed when determining the drowsiness driving state based on the forward photographed image of the vehicle traveling path detected by the traveling
図2は、居眠り運転装置101の構成部材の車両への配置状態を示している。
FIG. 2 shows an arrangement state of components of the
運転者Dが正常な運転姿勢でステアリングホイール11のリム部12を握る左右の手Hの握持領域Sに、複数のペルチェ素子102を配置している。
A plurality of
メインユニット104、および調温制御ユニット105は、インストルメントパネル13の内部に配置してある。
The
覚醒度センサ103は、運転者の覚醒度を最も検出し易い場所に配置され、例えば、顔
画像撮影カメラ111は、インストルメントパネル13における運転者Dの顔を正面から撮影し易い場所に配置し、生体信号センサ110は運転者Dの背中が密着するシートバック14の表面近傍に配設してある。
The
図3,図4は、ステアリングホイール11のリム部12におけるペルチェ素子102の配設状態を示している。
3 and 4 show the arrangement of the Peltier
リム部12の握持領域Sには、その外周側と内周側に、複数のペルチェ素子102を、それぞれ前,後2列にリム部12の車両前面側と後面側に周方向に列設配置してある。
In the gripping region S of the
各ペルチェ素子102は、断熱材15により熱的に独立した状態で配設してある。
Each
図示の例では、リム部12の外周側に前,後2列に計8つのペルチェ素子102を前後方向に対向配置し、リム部12の内周側にも前,後2列に計8つのペルチェ素子102を前後方向に対向配置してある。
In the illustrated example, a total of eight
ペルチェ素子102は、冷却面(表面)をリム部12の表皮16に近接して配置してある。各ペルチェ素子102の冷却面と表皮16との間には、温度センサ106を配設してあると共に、熱伝導剤17を充填してある。これにより、各ペルチェ素子102の冷却面温度を直接的に測定するようにしている。
The
表皮16には、熱伝導性の高い素材を用いており、運転者Dの手に温度刺激を効果的に与えられるようにしている。
The
リム部12の外周側および内周側に列設した各列の複数のペルチェ素子102は、それらの背面(発熱面)間を縦列方向にヒートパイプ108で接続してある。これらのペルチェ素子102の背面とリム部12の表皮16との間にも熱伝導剤17を充填して、ヒートパイプ108の熱勾配を高めて熱伝導効率を高めるようにしている。
The plurality of
ヒートパイプ108の放熱側端部はヒートシンク109に接続してある。ヒートシンク109はペルチェ素子102から離れた場所、例えば、ステアリングホイール11のスポーク部18に配設して、ペルチェ素子102に熱的影響を与えずに放熱するようにしている。また、ヒートシンク109の近傍にファン19を設置して、ヒートシンク109の放熱性能を高めている。
The heat radiation side end of the
このようなステアリングホイール11のリム部12へのペルチェ素子102の配置構成とすることにより、運転者Dが正常な運転姿勢でリム部12を手Hで握った場合、図6に示すようにリム部12の外周側では、その外周側のペルチェ素子102の幾つかに手Hの掌が接触し、リム部12の内周側では、その内周側のペルチェ素子102の幾つかに手Hの指が接触するようになる。
By arranging the
このペルチェ素子102に対する運転者Dの手Hの接触状態は、前述のように各ペルチェ素子102の近傍に付設した温度センサ106で検出している。
The contact state of the hand H of the driver D with the
図5は本実施形態の居眠り運転防止装置101の制御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す処理は、車両のエンジン始動により、メインユニット104によって実行される。
FIG. 5 is a flowchart showing the control operation of the snooze driving
まず、ステップS101において、ROMに格納された制御プログラムの覚醒度判定基準値の初期化を行う。 First, in step S101, the arousal level determination reference value of the control program stored in the ROM is initialized.
次に、ステップS102において、覚醒度センサ103からの検出信号を入力し、覚醒度へ変換する処理を行う。この入力信号は覚醒度センサ103に用いられるセンサの種類によって異なる。
Next, in step S102, a detection signal from the
生体信号センサ110は、例えば、脳波を検出するものであれば脳波信号を、心拍数を検出するものであれば脈波信号を、メインユニット104へ出力する。
The
顔画像撮影カメラ111は、運転者の顔面を撮影した画像をメインユニット104へ出力する。顔画像撮影カメラ111は、画像処理装置を内蔵することも可能であり、この場合、運転者Dの顔面をカメラで撮影した画像から眼の開閉状態や運転者Dの表情変化を検出し、眼の開閉判定信号や、運転者Dの表情変化を時系列信号としてメインユニット104へ出力する。
The face
操舵角センサ112は、ステアリング操作状態を示す操舵角信号をメインユニット104へ出力する。
The
横Gセンサ113は、車両の横方向の加速度をメインユニット104へ出力する。
The
走行路撮影カメラ114は、車両の前方走行路をカメラで撮影した画像をメインユニット104へ出力する。走行路撮影カメラ114は、画像処理装置を内蔵することも可能であり、この場合、車両の前方走行路をカメラで撮影した画像から走行区分帯や前方車両を認識し、車両と走行区分帯との距離や前方車両との距離を算出してメインユニット104へ出力する。
The traveling
これらの各センサからの入力信号を覚醒度判定値へ変換する処理は、例えば、眼の開閉判定結果信号の場合では所定時間に発生する閉眼数の積算値であり、操舵角信号の場合では周波数分析をした特定周波数の積分値である。 The process of converting the input signal from each of these sensors into the arousal level determination value is, for example, an integrated value of the number of eyes closed at a predetermined time in the case of the eye open / close determination result signal, and the frequency in the case of the steering angle signal. It is the integrated value of the specific frequency that was analyzed.
ステップS103において、ステップS102で取得された現在の運転者覚醒度の状態を判定する。現在の運転者覚醒度が、ステップS101において初期化した覚醒度判定基準値よりも低いとき(True)、ステップS104へ進み、複数のペルチェ素子102に対する手Hの接触状態判定を行う。また、現在の運転者覚醒度が、ステップS101において初期化した覚醒度判定基準値よりも低くないとき(Fale)、正常と判断してステップS102へ戻り、同様の処理を実行する。
In step S103, the current state of driver arousal level acquired in step S102 is determined. When the current driver arousal level is lower than the arousal level determination reference value initialized in step S101 (True), the process proceeds to step S104, and the contact state determination of the hand H with respect to the plurality of
ステップS104における手の接触状態判定の処理例を図6によって説明する。 A processing example of the hand contact state determination in step S104 will be described with reference to FIG.
運転者Dの右手HRに対応する左手側ペルチェ素子群、および左手HLに対応する左手側ペルチェ素子群の何れも、リム部12の外周側では、手Hの掌に対面するため、接触するペルチェ素子数が多く、リム部12の内周側では、手Hの指に対面するため、接触するペルチェ素子数は外周側に較べて少ない。
Since both the left-hand side Peltier element group corresponding to the right hand HR of the driver D and the left-hand side Peltier element group corresponding to the left hand HL face the palm of the hand H on the outer peripheral side of the
この手Hの接触状態の判定は、右手側も、左手側も、各ペルチェ素子102に付設した温度センサ106から得られる冷却面の温度情報にもとづいて、全ペルチェ素子102の冷却面温度の中央値を計算し、この中央値以上の冷却面温度となっているペルチェ素子102として扱う。
The contact state of the hand H is determined based on the cooling surface temperature information obtained from the
図6に示す例では、右手側ペルチェ素子群、および左手側ペルチェ素子群の何れも、斜線で陰影を施したペルチェ素子102が、手Hが接触している部分として判定している。
In the example shown in FIG. 6, in both the right-hand side Peltier element group and the left-hand side Peltier element group, the
図6における右手側のペルチェ素子群、および左手側のペルチェ素子群の各配置は、同図におけるリム部12を、外周の上端中央位置で切り開いて仮想展開した状態として示している。
Each arrangement of the Peltier element group on the right hand side and the Peltier element group on the left hand side in FIG. 6 is shown as a state in which the
このようにして、ステップS104において判定結果が得られると、ステップS105に進み、手Hが接触しているペルチェ素子102(斜線表示部分)の中から、制御対象となるペルチェ素子102を特定する。
In this way, when the determination result is obtained in step S104, the process proceeds to step S105, and the
ステップS105において、ステップS104で得られた手の接触面情報から、まず、掌中央に接触するペルチェ素子102を選択する。掌中央に接触するペルチェ素子102は、ステップS104で得られた手の接触面情報にもとづいて、接触面領域における接触面重心点0を計算し、この接触面重心点0が存在するものを該当素子として決定する。次に、手Hの指先が接触するペルチェ素子102を選択する。指先が接触するペルチェ素子102は、ステップS104で得られた接触面情報から、図6に示す例では、右手側ペルチェ素子群では、接触面領域の右端RSに最も近接するものを該当素子として決定し、左手側ペルチェ素子群では、接触面領域の左端LSに最も近接するものを該当素子として決定している。この制御対象となるペルチェ素子102を、図6に太枠で囲って示している。
In step S105, the
ステップS105において、掌中央に接触するペルチェ素子102と、指先が接触するペルチェ素子102を選択する理由は、後述するように、手Hの掌中央と指先が、冷却による末梢の収縮を誘導し易い部位であるためである。
In step S105, the reason for selecting the
ステップS105において制御対象となるペルチェ素子102が特定されると、ステップS106へ進み、制御対象のペルチェ素子102の冷却面が所要の覚醒誘導温度、例えば、15℃となるように温度制御を行う。ステップS105の温度制御は、例えば1分間行われ、ステップS105の処理が終了したら、再びステップS102に戻り、同様の処理を実行する。
When the
図7,図8に、冷却による手の末梢部の収縮誘導の一例を示している。 7 and 8 show an example of the induction of contraction of the peripheral part of the hand by cooling.
図7は、片手の全体を所要の覚醒誘導温度で冷却したときの反対側の手の中指温度、および小指脈波の標準偏差を示している。図中、太線枠で示す冷却時間において、a線で示す中指温度が低下し、b線で示す小指脈波標準偏差が低下する、という定性的な傾向が見られる。これは、手の末梢の収縮により血流が低下していることを示している。 FIG. 7 shows the middle finger temperature of the opposite hand and the standard deviation of the little finger pulse wave when the entire one hand is cooled at the required arousal induction temperature. In the figure, during the cooling time indicated by the bold line frame, the qualitative tendency that the middle finger temperature indicated by the a line decreases and the little finger pulse wave standard deviation indicated by the b line decreases is observed. This indicates that blood flow is reduced due to the peripheral contraction of the hand.
図8は、図7と同様の温度条件で片手の一部を冷却したときの反対側の手の中指温度、および小指脈波の標準偏差を示している。この例では、図に示すように、片手の掌中央(1)、掌親指(2)、掌外側(3)、掌中上(4)、親指(5)、人指指(6)、中指(7)、薬指(8)の8ヶ所をそれぞれ冷却したときの反対側の手の中指温度、および小指脈波標準偏差の変化をa´線,b´線として示している。この図から判るように、部分冷却(1),(5),(6),(7),(8)を行った場合、反対側の手の中指温度と、小指脈波標準偏差に、図7に示したものと同様の定性的な傾向が見られる。一方、部分冷却(2),(3),(4)を行った場合には、反対側の手の小指脈波標準偏差の低下現象は見られるが、中指温度の低下傾向は見られない。 FIG. 8 shows the middle finger temperature of the opposite hand and the standard deviation of the little finger pulse wave when a part of one hand is cooled under the same temperature conditions as in FIG. In this example, as shown in the figure, the palm center (1), palm thumb (2), palm outside (3), palm upper (4), thumb (5), finger (6), middle finger ( 7) The middle finger temperature of the opposite hand and the change of the little finger pulse wave standard deviation when the eight parts of the ring finger (8) are cooled are shown as a 'line and b' line, respectively. As can be seen from this figure, when partial cooling (1), (5), (6), (7), (8) is performed, the middle finger temperature of the opposite hand and the little finger pulse wave standard deviation are A qualitative tendency similar to that shown in FIG. On the other hand, when partial cooling (2), (3), (4) is performed, a phenomenon of lowering the little finger pulse wave standard deviation of the opposite hand is seen, but no tendency of lowering the middle finger temperature is seen.
このことから、手全体を冷やした場合と同等の末梢収縮を誘導するには、部分冷却(1),(5),(6),(7),(8)のように、掌中央と各指先を選択的に冷やすことが有効であると考えられる。そして、末梢への効果的な温度刺激によって、自律神経の活性
を誘導し、運転者をより良く覚醒させることが可能となる。
From this, in order to induce peripheral contraction equivalent to the case where the whole hand is cooled, as in partial cooling (1), (5), (6), (7), (8), It is considered effective to selectively cool the fingertip. And by the effective temperature stimulation to the periphery, the activity of the autonomic nerve can be induced and the driver can be awakened better.
従って、第1実施形態のように、運転者Dの手が接触する複数のペルチェ素子102の中でも、特に指先が接触するペルチェ素子102、または、手の接触部分の重心点0が存在する掌中央相当のペルチェ素子102を選択し、それらの冷却面を覚醒誘導温度に冷却制御することによって、より少ない電力で、覚醒度を向上することができて、運転者Dの居眠り運転防止に如何に有効であるかが判る。
Therefore, as in the first embodiment, among the plurality of
特に、本実施形態によれば、制御対象となるペルチェ素子102の特定は、運転者Dの手Hが接触する複数のペルチェ素子102の中から、指先が接触しているペルチェ素子102を選択し、あるいは、手Hが接触している複数のペルチェ素子102の接触面重心点0を求めて、この接触面重心点0が存在するペルチェ素子102を掌中央相当として選択しているため、制御対象のペルチェ素子102の特定を簡便にすることができる。
In particular, according to the present embodiment, the
また、制御対象のペルチェ素子102の冷却面(表面)温度を、温度センサ106の検出作用にもとづいて、調温制御ユニット105によって、所要の覚醒誘導温度を維持するようにフィードバック制御しているので、覚醒効果を高めることができる。しかも、この温度センサ106を、運転者Dの手が接触するペルチェ素子102を検出する接触部分検出手段107として有効利用しているので、コスト的に有利となる。
Further, since the cooling surface (surface) temperature of the
そして、このように温度調整部として、片面が吸熱面(冷却面)、他面が発熱面を構成するペルチェ素子102を用いているので、この冷却面で直接的に運転者Dの手Hを冷却でき、伝熱による冷却遅れを回避して、覚醒効果を速やかに発揮させることができる。このペルチェ素子102は、その冷却面温度を印加電圧の制御によって変化させることができるので、冷却面の温度制御を容易に行うことができる。
And since the
また、各ペルチェ素子102の廃熱は、ヒートパイプ108からなる熱伝導部と、ヒートシンク109からなる放熱部とによって、冷却面外へ効率的に放熱できるので、冷却面による温度刺激を効果的に行わせることができる。しかも、各ペルチェ素子102の発熱面側をヒートパイプ108で接続しているので、廃熱を集合してヒートシンク109へ輸送し、冷却面から離れた場所で放熱させることができて、冷却面の温度管理を適切、かつ、容易に行うことができる。
In addition, the waste heat of each
更に、運転者Dの覚醒度を覚醒度センサ103で検出しており、この覚醒度センサ103として生体信号センサ110を用いれば、脳波,心拍,皮膚電位などの運転者Dの生体信号の変化により運転者覚醒度状態を検出するので、居眠り運転検出精度を向上することができる。
Further, the arousal level of the driver D is detected by the
覚醒度センサ103として、顔画像撮影カメラ111を用いれば、運転者Dの眼の開閉状態変化や顔の表情変化により、運転者覚醒度状態を検出するので、煩雑な操作を必要とすることなく、運転者状態に適した覚醒度判定を行うことができる。
If the face
覚醒度センサ103として、操舵角センサ112を用いれば、ステアリングホイール11のハンドル操作状態の変化により運転者覚醒度状態を検出するので、煩雑な操作を必要とすることなく、運転者Dの運転特性に適した覚醒度判定を行うことができる。
If the
覚醒度センサ103として、横Gセンサ113を用いれば、車両の蛇行状態により運転者覚醒度状態を検出するので、運転者の状態から直接覚醒度状態を検出するための複雑な覚醒度検出手段を用いることなく、車両に設けられた衝突回避システム等に利用される既存の横Gセンサにより覚醒度判定を行うことができる。
If the
覚醒度センサ103として、走行路撮影カメラ114を用いれば、自車と先行車両との車間距離,道路白線のトレース状況等により運転者覚醒度状態を検出するので、車両環境から直接覚醒度状態を検出するための複雑な覚醒度検出手段を用いることなく、運転者状態に適した覚醒度判定を行うことができる。
(第2実施形態)
If the traveling
(Second Embodiment)
図9は、本発明に係る居眠り運転防止装置101の第2実施形態の構成を示すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment of the snooze driving
本実施形態では、複数のペルチェ素子102のうち、運転者Dの手Hが接触する部分を検出する接触部分検出手段として、手の接触を生体信号により直接的に検出する接触型の生体信号センサ115を用いており、その他の構成は第1実施形態と同様である。
In the present embodiment, a contact-type biological signal sensor that directly detects a contact of a hand from a biological signal as a contact part detection unit that detects a part of the plurality of
図10に示すように、接触型の生体信号センサ115は、各ペルチェ素子102の冷却面(表面)に設置してあり、それぞれの検出信号を図9に示すようにメインユニット104に出力するようにしている。図9,図10において、第1実施形態とは生体信号センサ115のみが異なっているため、重複する構成の説明は省略する。
As shown in FIG. 10, the contact-type
図11に、第2実施形態におけるメインユニット104の制御動作のフローチャートを示す。
FIG. 11 shows a flowchart of the control operation of the
ステップS101,ステップS102,ステップS103,およびステップS106の各処理は第1実施形態と同様であるが、本実施形態では、手の接触状態判定と、制御対象となるペルチェ素子102の決定は、ステップS201,ステップS202によって以下のように処理している。
Each process of step S101, step S102, step S103, and step S106 is the same as that of the first embodiment. However, in this embodiment, the contact state determination of the hand and the determination of the
ステップS201では、各ペルチェ素子102の冷却面(表面)に付設した接触型の生体信号センサ115の信号入力状態の有無により、接触状態判定を行っている。即ち、運転者Dの手Hがペルチェ素子102の冷却面(表面)に接触することにより、該当するペルチェ素子102の接触型の生体信号センサ115から生体信号が出力され、この生体信号の入力をもって、手Hが接触しているペルチェ素子102として判定している。
In step S <b> 201, contact state determination is performed based on the presence or absence of a signal input state of the contact-type
このステップS201における手の接触状態判定の処理例を図12によって説明する。 A processing example of the hand contact state determination in step S201 will be described with reference to FIG.
図12における右手側のペルチェ素子群、および左手側のペルチェ素子群の各配置は第1実施形態と同様であり、同図におけるリム部12を、外周の上端中央位置で切り開いて仮想展開した状態として示している。
Each arrangement of the right-hand side Peltier element group and the left-hand side Peltier element group in FIG. 12 is the same as that in the first embodiment, and the
運転者Dの右手HRに対応する右手側素子群、および左手HLに対応する左手側ペルチェ素子群の何れも、リム部12の外周側では、手Hの掌に対面するため、接触するペルチェ素子数が多く、リム部12の内周側では、手Hの指に対面するため、接触するペルチェ素子数は外周側に較べて少ない。
Since both the right-hand side element group corresponding to the right hand HR of the driver D and the left-hand side Peltier element group corresponding to the left hand HL face the palm of the hand H on the outer peripheral side of the
この手Hの接触状態の判定は、右手HR側も、左手HL側も、各ペルチェ素子102に付設した接触型の生体信号センサ115の接触検出情報にもとづいて行われる。図12に示す例では、右手側ペルチェ素子群、および左手側ペルチェ素子群の何れも、斜線で陰影を施したペルチェ素子102が、手Hが接触している部分として判定している。
The determination of the contact state of the hand H is performed on the right hand HR side and the left hand HL side based on the contact detection information of the contact-type
ステップS201において判定結果が得られると、ステップS202に進み、手Hが接
触しているペルチェ素子102(斜線表示部分)の中から、制御対象となるペルチェ素子102を特定する。
When the determination result is obtained in step S201, the process proceeds to step S202, and the
ステップS202における判定処理は、本実施形態にあっては、ステップS201で得られた手の接触状態結果に対して、図12に示す右手側ペルチェ素子群、および左手側ペルチェ素子群の各ペルチェ素子102の配列に模して作成された制御マップ116を照合して、該制御マップ116に予め設定された判定パターンにもとづいて行っている。
In the present embodiment, the determination process in step S202 is performed on each of the Peltier elements in the right-hand side Peltier element group and the left-hand side Peltier element group shown in FIG. 12 with respect to the hand contact state result obtained in step S201. The control map 116 created by imitating the
制御マップ116の接触モデル面の配列コマ数は、ペルチェ素子群のペルチェ素子数よりも多い。例えば、ペルチェ素子配列数4×4に対して、コマ数5×5のマトリクスに、予め接触面Paと制御対象面Pbとが設定された接触モデル面を判定基準面としている。 The number of frames on the contact model surface of the control map 116 is larger than the number of Peltier elements in the Peltier element group. For example, for a Peltier element arrangement number of 4 × 4, a contact model surface in which the contact surface Pa and the control target surface Pb are set in advance in a 5 × 5 frame matrix is used as the determination reference surface.
制御マップ116は、図12に示す例では、右手側モデルと、左手側モデルにおける各接触面Paと制御対象Pbとの配列パターンを左右対称としている。 In the control map 116, in the example shown in FIG. 12, the arrangement pattern of the contact surface Pa and the control target Pb in the right-hand model and the left-hand model is symmetric.
この制御マップ116とのパターン照合による判定処理は、図13,図14のようにして行われる。 The determination process by pattern matching with the control map 116 is performed as shown in FIGS.
ステップS201で得られた手の接触情報、つまり、図12に示した接触面(斜線部)と非接触面のパターン情報と、制御マップ116の接触モデル面とを、該接触モデル面上でマトリクスの1コマ単位づつ、図13の左右方向,上下方向,および斜め方向に移動して重ね合わせ、制御マップ116の判定パターンとの相関を求める。この相関は、接触モデル面における接触面Paまたは制御対象面Pbであるか否かと、手の接触面(図12の斜線部)であるか否かの論理和がより得られる。この全ての重ね合わせの状態の中から、図14に示すように、最も相関が高い重ね合わせを求めて、そのときの重ね合わせの状態でモデル面の制御対象面Pbに対応するペルチェ素子102を、制御対象となるペルチェ素子102として判定する。この制御対象となるペルチェ素子102を、図12に太枠で囲って示している。
The hand contact information obtained in step S201, that is, the contact surface (shaded portion) and non-contact surface pattern information shown in FIG. 12, and the contact model surface of the control map 116 are matrixed on the contact model surface. Each frame is moved in the horizontal direction, vertical direction, and diagonal direction in FIG. 13 and overlapped to obtain a correlation with the determination pattern of the control map 116. This correlation can be further obtained by a logical sum of whether or not the contact model surface is the contact surface Pa or the control target surface Pb and whether or not the contact surface is the hand contact surface (shaded portion in FIG. 12). As shown in FIG. 14, the superposition having the highest correlation is obtained from all the superposition states, and the
従って、この第2実施形態の居眠り運転防止装置によれば、第1実施形態と同様の覚醒誘導効果が得られる他、各ペルチェ素子102の冷却面に接触型の生体信号センサ115を設置して、これを手の接触状態検出手段としているので、左右の手の接触圧力差など、運転者Dの手Hの接触状態を検証することができて、より正確な手の接触状態を検出することができる。
Therefore, according to the snooze driving prevention device of the second embodiment, the same awakening induction effect as in the first embodiment can be obtained, and the contact-type
また、生体信号センサ115により得た手の接触情報に対して、制御マップ116を用いて、この制御マップ116に予め設定された判定パターンとの照合にもとづいて、制御対象となるペルチェ素子102を決定するので、様々なマップを用意してパターン照合を行うことができるので、より正確に制御対象のペルチェ素子102を選択することができる。
(第3実施形態)
In addition, the hand contact information obtained by the
(Third embodiment)
図15は、本発明に係る居眠り運転防止装置101の第3実施形態の構成を示すブロック図である。
FIG. 15 is a block diagram showing the configuration of the third embodiment of the snooze driving
本実施形態では、複数のペルチェ素子102のうち、運転者Dの手Hが接触する部分を検出する接触部分検出手段として、手の接触を電気信号により直接的に検出する接触センサ、例えば静電センサ117を用いており、その他の構成は第1実施形態と同様である。
In the present embodiment, as a contact part detection unit that detects a part of the plurality of
図16に示すように、静電センサ117は、各ペルチェ素子102の冷却面(表面)に
対応した位置で、リム部12の表皮16の外面に設置してあり、それぞれの検出信号を図15に示すようにメインユニット104に出力するようにしている。図15,図16において、第1実施形態とは静電センサ117のみが異なっているため、重複する説明は省略する。
As shown in FIG. 16, the
図17に、第3実施形態におけるメインユニット104の制御動作のフローチャートを示す。
FIG. 17 shows a flowchart of the control operation of the
ステップS101,ステップS102,ステップS103,ステップS105,およびステップS106の各処理は第1実施形態と同様である。 Steps S101, S102, S103, S105, and S106 are the same as those in the first embodiment.
手の接触状態判定は、ステップS103の処理を終了した後、ステップS301において、各ペルチェ素子102の冷却面に対応した表皮16面に付設した静電センサ117の信号入力状態の有無により、接触状態判定を行っている。即ち、運転者Dの手Hが静電センサ117に接触することにより、該静電センサ117から出力される検出信号によって、この静電センサ117に対応したペルチェ素子102が、運転者Dの手Hが接触しているペルチェ素子102として判定している。
After the process of step S103 is completed, the hand contact state determination is based on the presence or absence of a signal input state of the
ステップS105では、ステップS301で得られた手の接触情報にもとづいて、第1実施形態と同様の処理で制御対象となるペルチェ素子102を特定しているが、これは、第2実施形態におけるステップS201と同様の制御マップを用いた判定処理を行うようにしてもよい。
In step S105, the
従って、この第3実施形態の居眠り運転防止装置によれば、第1実施形態と同様の覚醒誘導効果が得られる他、静電センサ117により直接的に手の接触状態を検出しているので、より正確な手の接触状態を検出することができる。
Therefore, according to the snooze driving prevention device of the third embodiment, the wakefulness induction effect similar to that of the first embodiment can be obtained, and the contact state of the hand is directly detected by the
なお、上述の各実施形態において用いているペルチェ素子102は、ステアリングホイール11のリム部12を握る運転者Dの手Hに温度刺激を与え得るユニットであれば、特に、これに限定されるものではない。
Note that the
また、各実施形態と各請求項の構成との対応関係において、ペルチェ素子102が温度調整部に、覚醒度センサ103が運転者覚醒度検出手段に、メインユニット104が制御手段および部位判定手段に、調温制御ユニット105が調温制御手段に、ヒートパイプ108が熱伝導部に、ヒートシンク109が放熱部に、生体信号センサ110が生体信号計測手段に、顔画像撮影カメラ111が顔画像認識手段に、操舵角センサ112が運転操作計測手段に、横Gセンサ113が車両状態計測手段に、走行路撮影カメラ114が運転環境計測手段に、および、温度センサ106・接触型の生体信号センサ115・静電センサ(接触センサ)117が手の接触部分検出手段に相当する。
Further, in the correspondence between each embodiment and the configuration of each claim, the
11…ステアリングホイール
12…リム部
101…居眠り運転防止装置
102…ペルチェ素子(温度調整部)
103…覚醒度センサ(運転者覚醒度検出手段)
104…メインユニット(制御手段)
105…調温制御ユニット(調温制御手段)
106…温度センサ
107…接触部分検出手段
108…ヒートパイプ(熱伝導部)
109…ヒートシンク(放熱部)
110…生体信号センサ(生体信号計測手段)
111…顔画像撮影カメラ(顔画像認識手段)
112…操舵角センサ(運転操作計測手段)
113…横Gセンサ(車両状態計測手段)
114…走行路撮影カメラ(運転環境計測手段)
115…接触型の生体信号センサ(接触部分検出手段)
116…制御マップ
117…静電センサ(接触センサ)
DESCRIPTION OF
103. Arousal level sensor (driver arousal level detection means)
104 ... Main unit (control means)
105 ... Temperature control unit (temperature control means)
106 ...
109 ... heat sink (heat dissipation part)
110: Biological signal sensor (biological signal measuring means)
111 ... Face image photographing camera (face image recognition means)
112 ... Steering angle sensor (driving operation measuring means)
113 ... Lateral G sensor (vehicle state measuring means)
114 ... Traveling route photographing camera (driving environment measuring means)
115 ... Contact-type biological signal sensor (contact part detecting means)
116:
Claims (11)
ステアリングホイールのリム部に内装する複数の温度調整部と、
前記複数の温度調整部の近傍に設置され、前記複数の温度調整部のうち、前記運転者の手が接触する部分を検出する接触部分検出手段と、
前記手の接触部分検出手段の検出結果にもとづいて、前記複数の温度調整部における前記運転者の手の指先が接触する部位と、前記運転者の手の掌中央が接触する部位との少なくとも一方を判定する部位判定手段と、
前記運転者覚醒度検出手段により検出された覚醒度が所定値よりも低下していると判定されたときに、前記指先が接触する部位と、前記掌中央が接触する部位との少なくとも一方の接触部位に該当する前記温度調整部の温度を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする居眠り運転防止装置。 A driver arousal level detecting means for detecting a driver's arousal level;
A plurality of temperature adjusting parts built in the rim part of the steering wheel;
Contact part detection means installed in the vicinity of the plurality of temperature adjustment parts, and detects a part of the plurality of temperature adjustment parts that the driver's hand contacts,
Based on the detection result of the contact part detection means of the hand, at least one of a part where the fingertip of the driver's hand contacts and a part where the palm center of the driver's hand contacts in the plurality of temperature adjustment units Site determination means for determining
When it is determined that the arousal level detected by the driver arousal level detection means is lower than a predetermined value, at least one contact between the part where the fingertip contacts and the part where the center of the palm contacts And a control means for controlling the temperature of the temperature adjusting unit corresponding to the part.
前記温度センサから得られる温度情報にもとづいて、前記温度調整部の表面温度を、覚醒誘導温度に維持するように調温制御する調温制御手段と、を備えていることを特徴とする請求項1〜3の何れか1つに記載の居眠り運転防止装置。 A plurality of temperature sensors for measuring respective surface temperatures of the plurality of temperature adjustment units;
Temperature control means for controlling the temperature so as to maintain the surface temperature of the temperature adjustment unit at the wakefulness induction temperature based on temperature information obtained from the temperature sensor. The snooze driving prevention apparatus according to any one of 1 to 3.
前記冷却面の廃熱を輸送する熱伝導部と、
前記熱伝導部からの熱を放熱する放熱部と、を備えていることを特徴とする請求項1〜4の何れか1つに記載の居眠り運転防止装置。 Each of the plurality of temperature adjusting portions has a cooling surface close to the surface of the rim portion of the steering wheel,
A heat conduction part for transporting waste heat of the cooling surface;
The dozing operation prevention device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a heat dissipating unit that dissipates heat from the heat conducting unit.
運転者の覚醒度を、顔画像認識技術により直接的に検出する顔画像認識手段と、
運転者の覚醒度を、車両運転操作により間接的に検出する運転操作計測手段と、
運転者の覚醒度を、車両状態により間接的に検出する車両状態計測手段と、
運転者の覚醒度を、車両の運転環境,走行条件により間接的に検出する環境計測手段と、の少なくとも1つ以上からなることを特徴とする請求項1〜6の何れか1つに記載の居眠り運転防止装置。 The driver arousal level detecting means is a biological signal measuring means for directly detecting the driver's arousal level by a biological signal;
Face image recognition means for directly detecting the driver's arousal level by face image recognition technology;
Driving operation measuring means for indirectly detecting the driver's arousal level by driving the vehicle;
Vehicle state measuring means for indirectly detecting the driver's arousal level according to the vehicle state;
7. The vehicle according to claim 1, comprising at least one of an environment measuring unit that indirectly detects a driver's arousal level based on a driving environment and a driving condition of the vehicle. A snooze driving prevention device.
ステアリングホイールのリム部に内装した複数の温度調整部のうち、運転者の手が接触する部分を検出して、その検出結果にもとづいて前記運転者の指先が接触する部位と、前記運転者の掌中央が接触する部位との少なくとも一方の接触部位を判定した結果と、により、
前記運転者の覚醒度が所定値よりも低下しているときに、前記指先が接触している部位と、前記掌中央が接触している部位との少なくとも一方の接触部位に該当する前記温度調整部の温度を制御することを特徴とする居眠り運転防止方法。 Arousal level detection result obtained by the driver arousal level detection means;
Of the plurality of temperature adjustment parts built in the rim part of the steering wheel, a part where the driver's hand contacts is detected, a part where the driver's fingertip contacts based on the detection result, and the driver's hand According to the result of determining at least one contact site with the site where the center of the palm contacts,
When the driver's arousal level is lower than a predetermined value, the temperature adjustment corresponding to at least one contact part of the part in contact with the fingertip and the part in contact with the center of the palm A method for preventing a drowsiness driving, characterized in that the temperature of the section is controlled.
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