JP6418225B2 - Driver physical condition detection device - Google Patents
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Description
本発明は車両を運転する運転者の体調検知を行う運転者体調検知装置に関し、車両の安全技術の分野に属する。 The present invention relates to a driver physical condition detection device that detects a physical condition of a driver driving a vehicle, and belongs to the field of vehicle safety technology.
車両の安全技術の一環として、運転者の運転姿勢や車両の挙動に基づいて運転者の体調異常を検出する技術が知られている。 As a part of vehicle safety technology, a technology for detecting a driver's physical condition abnormality based on a driver's driving posture or vehicle behavior is known.
例えば、特許文献1には、運転者の運転姿勢から体調異常を検出する技術として、運転席に配備された体圧分布センサにより運転者の臀部および背部の体圧分布を検出し、その検出結果に基づいて運転者の姿勢が適正姿勢範囲にあるか否かを判定し、運転者の体調異常の有無を検出しようとする技術が開示されている。
For example, in
また、特許文献2には、車両の挙動に基づいて運転者の体調異常を検出する技術として、自車両の走行位置及び走行車線から推定した通常走行域に対して逸脱したか否かを判定し、逸脱した場合、その後の操舵状態に基づいて運転者の覚醒度の低下を判定することで、運転者の体調異常を検出する技術が開示されている。
In
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、運転者の運転姿勢自体に大きな変化が現れるのは、運転者の体調異常がある程度以上進行した後であり、また、特許文献2に記載の技術による車両の挙動に基づいて運転者の体調異常を検出する場合も同様であって、いずれも、運転者に安全な場所へ退避させるなどの対処を可能とするためには、より早期に運転者の体調異常を検出することが重要であり、本発明はこの問題の解決を課題とする。
However, in the technique described in
ところで、本件出願人は、旋回時や急な加速、減速時等に運転者は車両の挙動変化に対し、予備動作として、足を踏ん張ったりハンドルを握る力を強めるなどの身構え動作を行うこと、この予備動作が体調異常初期段階における若干の意識低下によって遅れることを見出し、この予備動作と前記のような車両の挙動とを関連させることで、運転者の体調に起因する車両の挙動の変化のみ或いは運転姿勢の変化のみから体調異常を推定する場合よりも早期に体調異常を検出できるのではないかと考え、仮説の下、実験を行った。 By the way, the applicant of the present application is to perform a posture operation such as stepping on the foot or strengthening the grip of the steering wheel as a preliminary operation against a change in the behavior of the vehicle when turning, sudden acceleration, deceleration, etc. By finding that this preliminary movement is delayed by a slight decrease in consciousness in the initial stage of abnormal physical condition, and by relating this preliminary movement to the behavior of the vehicle as described above, only changes in the behavior of the vehicle due to the physical condition of the driver Or it was thought that abnormal physical condition could be detected earlier than the case where abnormal physical condition was estimated only from the change of driving posture.
図11は、その実験の結果を示すもので、体調正常時の意識清明状態、体調異常時の意識低下状態でのそれぞれにおける車両旋回時の操舵角、車両の横方向の加速度(以下、横Gと記す)、運転者の着座重心位置の時間変動を示している。これによれば、意識清明状態では、操舵角の変化に対応する横Gの変動に対して、着座重心位置の変動が先に生じており、運転者がカーブへの進入に対して予備動作を実施しているのに対し、意識低下状態では、横Gが変動するのに連れて運転者の着座重心位置の変動が生じている。すなわち、本件出願人は、意識低下状態では、操舵自体は正常に行われていても、それに伴う横Gに対する予備動作は乏しくなり、換言すれば、車両の挙動変化に先立つ予備動作の開始が遅れるという新たな知見を得た。 FIG. 11 shows the result of the experiment. The steering angle at the time of turning of the vehicle and the acceleration in the lateral direction of the vehicle (hereinafter referred to as lateral G) in the consciousness clear state when the physical condition is normal and the consciousness lowered state when the physical condition is abnormal. The time variation of the seating center of gravity position of the driver is shown. According to this, in the consciousness clear state, the change in the seating center of gravity position occurs first with respect to the change in the lateral G corresponding to the change in the steering angle, and the driver takes a preliminary action for the approach to the curve. On the other hand, in the state of reduced consciousness, as the lateral G changes, the driver's seating gravity center position changes. That is, the applicant of the present invention, in the state of reduced consciousness, even if the steering itself is normally performed, the preliminary operation for the lateral G associated therewith becomes poor, in other words, the start of the preliminary operation prior to the change in the behavior of the vehicle is delayed. New knowledge was obtained.
前記課題を解決するため、前述の知見に基づき、本発明に係る運転者体調検知装置は、次のように構成したことを特徴とする。 In order to solve the above problems, based on the above-described knowledge, the driver physical condition detection device according to the present invention is configured as follows.
まず、請求項1に記載の発明に係る運転者体調検知装置は、
運転者の着座重心位置の変動を検出する重心位置変動検出手段と、
前記重心位置変動検出手段で検出した着座重心位置の変動に基づき、運転者の体調の正常、異常を判定するための判定基準情報を取得する判定基準取得手段と、
前記重心位置変動検出手段で検出した着座重心位置の変動と前記判定基準取得手段で取得した判定基準情報とを対比し、前記変動の開始時期が、前記判定基準情報に含まれる判定基準時期に照らして遅れているときに運転者の体調が異常であると判定する体調判定手段とを有し、
前記判定基準取得手段は、判定基準情報として車両の加速度を検出し、
前記体調判定手段は、判定基準取得手段によって検出した前記加速度の変化開始時期を判定基準時期とし、この判定基準時期に対し、前記重心位置変動検知手段で検出した着座重心位置の変動の開始時期が先立つ時間が所定時間以下のときに運転者の体調が異常であると判定し、
前記先立つ時間は、加速度の変化開始時期からピークまでの間における所定の変動割合に到達する時間と、重心位置の変動の開始時期からピークまでの間における前記所定の変動割合に到達する時間との間の時間差とされることを特徴とする。
First, the driver physical condition detection device according to the invention of
A center of gravity position variation detecting means for detecting a change in the seating center of gravity position of the driver;
Determination criterion acquisition means for acquiring determination criterion information for determining whether the driver's physical condition is normal or abnormal based on the variation of the seating gravity center position detected by the gravity center position variation detection means;
The change in the center of gravity position detected by the center-of-gravity position variation detection means is compared with the determination reference information acquired by the determination reference acquisition means, and the start time of the change is compared with the determination reference time included in the determination reference information. physical condition of the driver when the Te lags is closed and determining the physical condition judging means to be abnormal,
The determination criterion acquisition means detects the acceleration of the vehicle as determination criterion information,
The physical condition determination means uses the acceleration change start time detected by the determination reference acquisition means as a determination reference time, and relative to this determination reference time, the start time of the change of the seating center of gravity position detected by the gravity center position change detection means is When the preceding time is less than the predetermined time, it is determined that the driver's physical condition is abnormal,
The preceding time is a time for reaching a predetermined fluctuation ratio between the acceleration change start time and the peak and a time for reaching the predetermined fluctuation ratio between the start time of the center of gravity position change and the peak. It is characterized by the time difference between .
請求項2に記載の発明は、前記請求項1に記載の発明において、
前記判定基準取得手段が検出する加速度は車両の横加速度であることを特徴とする。
The invention according to
The acceleration detected by the criterion acquisition means is a lateral acceleration of the vehicle.
請求項3に記載の発明は、
運転者の着座重心位置の変動を検出する重心位置変動検出手段と、
前記重心位置変動検出手段で検出した着座重心位置の変動に基づき、運転者の体調の正常、異常を判定するための判定基準情報を取得する判定基準取得手段と、
前記重心位置変動検出手段で検出した着座重心位置の変動と前記判定基準取得手段で取得した判定基準情報とを対比し、前記変動の開始時期が、前記判定基準情報に含まれる判定基準時期に照らして遅れているときに運転者の体調が異常であると判定する体調判定手段とを有し、
前記判定基準取得手段は、判定基準情報として車両の前方走行路の曲率を取得し、
前記体調判定手段は、判定基準取得手段によって取得した前記曲率の変化開始時期を判定基準時期とし、この判定基準時期に対し、前記重心位置変動検出手段で検出した着座重心位置の変動の開始時期が先立つ時間が所定時間以下のときに運転者の体調が異常であると判定し、
前記先立つ時間は、曲率の変化開始時期からピークまでの間における所定の変動割合に到達する時間と、重心位置の変動の開始時期からピークまでの間における前記所定の変動割合に到達する時間との間の時間差とされることを特徴とする。
The invention according to
A center of gravity position variation detecting means for detecting a change in the seating center of gravity position of the driver;
Determination criterion acquisition means for acquiring determination criterion information for determining whether the driver's physical condition is normal or abnormal based on the variation of the seating gravity center position detected by the gravity center position variation detection means;
The change in the center of gravity position detected by the center-of-gravity position variation detection means is compared with the determination reference information acquired by the determination reference acquisition means, and the start time of the change is compared with the determination reference time included in the determination reference information. Physical condition determining means for determining that the driver's physical condition is abnormal when the driver is late,
The determination criterion acquisition means acquires the curvature of the road ahead of the vehicle as determination criterion information,
The physical condition determination means uses the curvature change start time acquired by the determination reference acquisition means as a determination reference time, and relative to the determination reference time, the start time of the change in the seated center of gravity position detected by the gravity center position change detection means is When the preceding time is less than the predetermined time, it is determined that the driver's physical condition is abnormal ,
The preceding time is a time for reaching a predetermined fluctuation ratio between the curvature change start time and the peak and a time for reaching the predetermined fluctuation ratio between the start time of the center of gravity position change and the peak. It is characterized by the time difference between .
請求項4に記載の発明は、前記請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の発明において、
車両の加速度を検知する加速度検出手段を備え、
前記体調判定手段は、前記加速度検出手段によって検出した加速度が所定値以下のときは、運転者の体調の正常、異常の判定を行わないことを特徴とする。
The invention according to
An acceleration detection means for detecting the acceleration of the vehicle;
The physical condition determination means does not determine whether the driver's physical condition is normal or abnormal when the acceleration detected by the acceleration detection means is a predetermined value or less.
まず、請求項1に記載の発明によれば、意識低下状態等の体調の異常時には、運転者の着座重心位置の変動の開始時期が、意識清明状態である正常時よりも遅れることに着目して、前記着座重心位置の変動の開始時期が、所定の判定基準時期に照らして遅れているときに運転者の体調が異常であると判定する。このように、運転者の体調不良による車両の挙動と、運転者の予備動作とを関連づけることで、より早期に乗員の体調異常を検出することができるので、これを報知することによって車両を安全な場所に退避させることが可能になるなど、安全性が向上することになる。 First, according to the first aspect of the present invention, attention is paid to the fact that the start time of the change in the position of the center of gravity of the driver is delayed from the normal time in the consciousness clear state when the physical condition is abnormal such as the state of consciousness decline. Thus, it is determined that the physical condition of the driver is abnormal when the start time of the change in the seating center of gravity position is delayed in light of a predetermined determination reference time. In this way, by associating the behavior of the vehicle due to the poor physical condition of the driver with the preliminary movement of the driver, it is possible to detect an abnormal condition of the occupant at an earlier stage. Safety can be improved, such as being able to evacuate to a safe place.
また、上述の判定基準情報として車両の加速度を用い、その情報に含まれる加速度の変化開始時期を判定基準時期とする。これにより、車両の加速度の変化開始時期と、運転者の着座重心位置の変動の開始時期とを比較して、前記着座重心位置の変動開始時期が先立つ時間が所定時間以下のときに体調の異常を判定することで、請求項1同様に運転者の体調不良による車両の挙動と、運転者の予備動作を関連づけることができ、より早期に乗員の体調異常を検出することができる。 Further, the acceleration of the vehicle is used as the above-described determination reference information, and the change start time of acceleration included in the information is set as the determination reference time. Thus, the vehicle acceleration change start time is compared with the start time of the driver's seating center of gravity position change. Thus, the behavior of the vehicle due to the poor physical condition of the driver and the preliminary movement of the driver can be associated with each other as in the first aspect, and the abnormal condition of the occupant can be detected earlier.
またさらに、請求項3に記載の発明によれば、前記判定基準取得手段が検知する加速度は車両の横Gとしている。通常、運転者の操作性を確保するため、車両のシートの左右方向には、運転者の姿勢維持のための支持部材が存在せず、横Gによる着座重心位置の変化が縦加速度によるものよりも得られやすい。すなわち、車両の横Gに対応する運転者の着座重心位置の横方向の変動を検出することで、運転者の体調の正常、異常を精度よく検出することができる。
Furthermore, according to the invention described in
また、請求項3に記載の発明によれば、判定基準情報として路面の白線に関する情報を用い、その曲率が変化する時期を判定基準時期とするものである。これにより、曲率の変化開始時期と、着座重心位置の変動の開始時期とを比較して、前記着座重心位置の変動開始時期が先立つ時間が所定時間以下のときに運転者の体調が異常であると判定することで、請求項1同様に運転者の体調不良による車両の挙動と、運転者の予備動作を関連づけることができ、より早期に乗員の体調異常を検出することができる。また、請求項3の判定基準情報である横Gは、運転者の操舵によるものであり、請求項4の曲率は運転者の視認によるものであり、いずれも運転者のカーブへの進入を意識している点で共通しているので、請求項3においても請求項2同様の効果が得られる。
According to the third aspect of the present invention, information regarding the white line on the road surface is used as the determination reference information, and the time when the curvature changes is determined as the determination reference time. Thereby, the change start time of the curvature is compared with the start time of the change of the seating center of gravity position, and the condition of the driver is abnormal when the time before the start of the change of the seating center of gravity position is less than a predetermined time. Therefore, the behavior of the vehicle due to the poor physical condition of the driver and the preliminary movement of the driver can be associated with each other as in the first aspect, and the abnormal condition of the occupant can be detected earlier. Further, the lateral G which is the criterion information of
そして、請求項4に記載の発明によれば、前記体調判定手段を、加速度検知手段によって検知した加速度が所定値以下のときは運転者の体調の正常、異常の判定を行わないようにすることで、予備動作が発生しない所定値以下の加速度における誤判定を防止することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the physical condition determination unit is configured not to determine whether the driver's physical condition is normal or abnormal when the acceleration detected by the acceleration detection unit is a predetermined value or less. Thus, it is possible to prevent erroneous determination at an acceleration of a predetermined value or less at which no preliminary movement occurs.
以下、本発明の運転者体調検知装置の実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of a driver physical condition detection device of the present invention will be described.
まず、図1により本実施形態に係る運転者体調検知装置1の構成を説明する。この運転者体調検知装置1は、シートウェイトセンサ2と、横Gセンサ3と、コントロールユニット4と、報知装置5とを備えており、このコントロールユニット4はシートウェイトセンサ2から入力された座面圧力分布に基づき、着座重心位置の変動を検出する着座重心位置検出部41と、運転者の体調の正常、異常を判定する体調判定部42とを備えている。
First, the configuration of the driver's physical
また、図2に示すように、シートウェイトセンサ2は、運転席のシートクッション内に設けられており、運転者の臀部が接する座面に設けられた複数の圧電素子から構成されている。シートウェイトセンサ2を構成する各圧電素子は、運転者の運転姿勢に応じた圧力を電圧信号に変換することで、運転者の座面圧力分布を検出する。なお、シートウェイトセンサ2により検出された運転者の座面圧力分布は、コントロールユニット4に出力される。
As shown in FIG. 2, the
コントロールユニット4の着座重心位置検出部41は、シートウェイトセンサ2により検出された座面圧力分布に基づいて、運転者の着座重心位置の変動を検出する。図3は、シートウェイトセンサ2から得られる運転者の座面圧力分布の一例を示している。そして、コントロールユニット4の体調判定部42は、後述のように、着座重心位置検出部41で検出した運転者の着座重心位置の変動と、横Gセンサ3から得られる車両の挙動の変化を比較することで、運転者の体調の正常、異常を判定する。なお、この実施形態では、横Gセンサ3が請求項1における判定基準取得手段に相当する。
The seating center of gravity
次に、前記コントロールユニット4による運転者の体調検知を図4のフローチャートを用いて説明する。
Next, the driver's physical condition detection by the
まず、図4のフローチャートのステップS101で、前記シートウェイトセンサ2からの信号が示す運転者の座面圧分布から着座重心位置を検出し、データを記憶する。そして、ステップS102で横Gセンサ3からの信号により車両の横Gを検出し、データを記憶する。次に、ステップS103で横Gが0.1以上か否かを判定し、横Gが0.1より小さい場合はステップS101へ戻ってステップS103で横Gが0.1以上であることを判定するまでステップS101〜ステップS103を繰り返す。
First, in step S101 of the flowchart of FIG. 4, the seating gravity center position is detected from the driver's seating surface pressure distribution indicated by the signal from the
ステップS103で横Gが0.1以上の場合は、ステップS104に進み、前記シートウェイトセンサ2からの信号が示す運転者の座面圧分布から着座重心位置を検出し、データを記憶する。そして、ステップS105で横Gセンサ3からの信号により車両の横Gを検出し、データを記憶する。ステップS106では、体調の判定に用いる正規化用データの取得が完了したか否かを判定し、正規化用データの取得が完了していない場合は、ステップS104へ戻り、正規化用データの取得が完了するまでステップS104〜ステップS106を繰り返す。なお、このときの正規化用データの取得が完了しているとは、例えば、横G及び運転者の着座重心位置のそれぞれの変動の開始からピーク値までのデータを取得したことを示している。
If the lateral G is not less than 0.1 in step S103, the process proceeds to step S104, where the seating barycentric position is detected from the driver seat pressure distribution indicated by the signal from the
そして、ステップS106で正規化用データの取得が完了した場合は、ステップS107へ進み、横Gと運転者の着座重心位置のデータの正規化処理を行う。正規化処理とは、例えば、横Gや着座重心位置等の単位が違いそのままでは比較できない数量を無次元量化し、互いに比較できるようにする処理である。 If the acquisition of normalization data is completed in step S106, the process proceeds to step S107, and normalization processing of the data of the lateral G and the driver's seating gravity center position is performed. For example, the normalization process is a process for making a quantity that cannot be compared as it is with different units such as the lateral G and the seating center of gravity position as dimensionless and can be compared with each other.
ここで、図5及び図6を用いて正規化処理について説明する。まず、図5のような、体調の正常時における横Gの初期値Pを0とし、ピークP’が1となるように正規化する。この例では、横GのピークP’は−3Gなので、横Gの値を−3で除することによって、横Gの変動が正規化されることとなる。また、着座重心位置の変動も同様に、初期値Qを0とし、ピークQ’が1となるように正規化する。そして、横G及び着座重心位置の正規化データ同士を比較することで、それぞれの値の変動がより明確になり変動開始時期の差も鮮明になる。なお、正規化データの正規化値が0.5のときの時間差Δtを、重心位置の変動開始時期が先立つ時間と見なしており、図5における着座重心位置の変動開始時期は、横Gの変化開始時期よりも450ms先立っている。この先立つ時間と、後述する所定値とを比較することで、体調の正常、異常を判定することとなる。 Here, the normalization process will be described with reference to FIGS. 5 and 6. First, as shown in FIG. 5, normalization is performed so that the initial value P of the lateral G when the physical condition is normal is 0 and the peak P ′ is 1. In this example, since the peak P ′ of the lateral G is −3G, the variation of the lateral G is normalized by dividing the value of the lateral G by −3. Similarly, the fluctuation of the seating center of gravity is normalized so that the initial value Q is 0 and the peak Q 'is 1. Then, by comparing the normalized data of the lateral G and the seating center of gravity position, the fluctuation of each value becomes clearer and the difference in fluctuation start time becomes clear. Note that the time difference Δt when the normalized value of the normalized data is 0.5 is regarded as the time preceding the fluctuation start time of the center of gravity position, and the change start time of the seating center of gravity position in FIG. 450ms ahead of the start time. By comparing this preceding time with a predetermined value described later, normality or abnormality of the physical condition is determined.
また、図6のような体調の異常時においても同様に、異常時の横Gの初期値Rを0とし、ピークR’が1となるように、着座重心位置の変動についても、初期値Sを0とし、ピークS’が1となるようにそれぞれ正規化し、正規化データから横Gと着座重心位置の変動の時期を算出すると、体調の異常時における着座重心位置の変動開始時期と、横Gの変化開始時期との差はΔt≒0となり、横Gの変化につられて着座重心位置の変動が生じていることが分かる。 Similarly, when the physical condition is abnormal as shown in FIG. 6, the initial value S is also used for the variation of the seating center of gravity so that the initial value R of the lateral G at the time of abnormality is 0 and the peak R ′ is 1. Is normalized so that the peak S ′ is 1, and the variation timing of the lateral G and the seating center of gravity position is calculated from the normalized data. The difference from the change start time of G is Δt≈0, and it can be seen that the change of the seating gravity center position is caused by the change of the lateral G.
次に、ステップS108では、閾値となる横Gのピーク値に対する所定時間を図7に示すマップから読込み、所定値を算出する。 Next, in step S108, a predetermined time for the horizontal G peak value serving as a threshold value is read from the map shown in FIG. 7, and a predetermined value is calculated.
ここで、図7の横Gに対する閾値としての所定時間を示すマップについて説明する。まず、該閾値マップは、横Gの変化開始時期と、それに先立つ着座重心位置の変動開始時期との差の閾値としての所定時間を横Gのピーク値に対応させた所定時間として示すものである。具体的には、閾値としての所定時間マップのラインXよりも下側については、意識低下(体調異常)を示し、閾値のラインXよりも上側については、意識清明(体調正常)を示す。例えば、0.1Gのときには、着座重心位置の変動開始時期と、横G変化開始時期との差が0.05s以上の場合は体調正常であり、0.05sよりも小さい場合は体調異常と判定される。なお、予備動作としての重心位置の移動は、横Gが小さい場合には明確には現れず、体調の異常判定において誤判定となる可能性があるため、横Gが0.1Gよりも小さい場合に体調の判定は実施しないものとする。 Here, a map indicating a predetermined time as a threshold for the lateral G in FIG. 7 will be described. First, the threshold map shows a predetermined time as a threshold value of a difference between the change start time of the lateral G and the change start time of the seating center of gravity position prior thereto as a predetermined time corresponding to the peak value of the horizontal G. . Specifically, the lower side of the line X of the predetermined time map as the threshold indicates lower consciousness (abnormal physical condition), and the upper side of the threshold line X indicates consciousness clearness (normal physical condition). For example, when 0.1 G, the physical condition is normal when the difference between the variation start time of the seating center of gravity position and the lateral G change start time is 0.05 s or more, and when it is less than 0.05 s, it is determined that the physical condition is abnormal. Is done. Note that the movement of the center of gravity position as a preliminary operation does not appear clearly when the lateral G is small, and may be erroneously determined in the physical condition abnormality determination. Therefore, when the lateral G is smaller than 0.1 G No physical condition is determined.
また、横Gが大きい場合には、予備動作の時間が早まるように、横Gに応じた着座重心位置の変動開始時期と横Gの変化開始時期との差の閾値を設定しているので、閾値を横Gに対して一定値で設ける場合に比べ、体調の正常、異常判定を精度良く判定することができる。例えば、図7の破線で示すように、横Gにかかわらず、閾値を0.07sで固定し、0.07s以上の領域を体調正常、0.07s未満の領域を体調異常と設定した場合、図7の点xは、横Gが0.2Gのときに、着座重心位置の変動開始時期と横Gの変化開始時期との差が0.09sであるので、体調正常と判定される。この点xは、横Gに対応した閾値Xを用いた場合、体調異常と判定されるため、前述のように閾値を一定とする場合、誤判定が生じることになる。 In addition, when the lateral G is large, the threshold value of the difference between the variation start time of the seating center of gravity position and the lateral G change start time according to the lateral G is set so that the preliminary operation time is advanced. Compared with the case where the threshold is set to a constant value with respect to the lateral G, it is possible to accurately determine whether the physical condition is normal or abnormal. For example, as shown by a broken line in FIG. 7, regardless of the lateral G, when the threshold is fixed at 0.07 s, a region of 0.07 s or more is set as normal, and a region of less than 0.07 s is set as abnormal, The point x in FIG. 7 is determined to be normal because the difference between the change start time of the seating center of gravity position and the change start time of the lateral G is 0.09 s when the lateral G is 0.2 G. Since this point x is determined to be abnormal in physical condition when the threshold value X corresponding to the lateral G is used, an erroneous determination occurs when the threshold value is constant as described above.
図4のフローチャートに戻って、ステップS109で運転者の着座重心位置の変動開始時期の横Gの変化開始時期に対する先行時間が、ステップS108の閾値の所定時間と比較して大きいかを判定し、大きい場合はステップS110へ進み体調正常と判定し、フローを終了する。一方、ステップS108の閾値の所定時間よりも小さい場合は、予備動作が遅れていることを示すので、ステップS111へ進み体調異常と判定し、ステップS112で運転者へ体調異常を報知し、フローを終了する。 Returning to the flowchart of FIG. 4, it is determined in step S109 whether the preceding time with respect to the lateral G change start time of the change start time of the seating gravity center position of the driver is larger than the predetermined time of the threshold value in step S108. If larger, the process proceeds to step S110, it is determined that the physical condition is normal, and the flow ends. On the other hand, when the time is smaller than the predetermined time of the threshold value in step S108, it indicates that the preliminary operation is delayed. Therefore, the process proceeds to step S111, and it is determined that the physical condition is abnormal. finish.
次に、前記コントロールユニット4による運転者の体調検知の第2実施形態を図8のフローチャートを用いて説明する。第2実施形態では、第1実施形態の構成に加え、図1及び図2に仮想線で示したフロントカメラ6を備えている。フロントカメラ6は、車両前方の画像を取得する機能を有し、取得した画像をコントロールユニット4へ出力する。
Next, a second embodiment of detecting the physical condition of the driver by the
まず、図8のフローチャートのステップS201で、前記シートウェイトセンサ2からの信号が示す運転者の座面圧分布から着座重心位置を検出し、データを記憶する。そして、ステップS202で横Gセンサ3からの信号により車両の横Gを検出し、データを記憶する。次に、ステップS203で横Gが0.1以上か否かを判定し、横Gが0.1より小さい場合はステップS201へ戻ってステップS203の横Gが0.1であることを判定するまでステップS201〜ステップS203を繰り返す。
First, in step S201 of the flowchart of FIG. 8, the seating barycentric position is detected from the driver's seating surface pressure distribution indicated by the signal from the
ステップS203で横Gが0.1以上の場合は、ステップS204に進み、前記シートウェイトセンサ2からの信号が示す運転者の座面圧分布から着座重心位置を検出し、データを記憶する。そして、ステップS205で横Gセンサ3からの信号により車両の横Gを検出し、データを記憶する。ステップS206では、フロントカメラ6を用いて車両の前方走行路の白線を検出し、ステップS207で正規化用データの取得が完了したか否かを判定し、正規化用データの取得が完了していない場合は、ステップS204へ戻り、正規化用データの取得が完了するまでステップS204〜ステップS207を繰り返す。
When the lateral G is 0.1 or more in step S203, the process proceeds to step S204, where the seating barycentric position is detected from the driver seat pressure distribution indicated by the signal from the
そして、ステップS207で正規化用データの取得が完了した場合は、ステップS208へ進み、第1実施形態同様に、横Gと運転者の着座重心位置の変動を正規化処理し、ステップS209ではステップS206で検出した車両の前方走行路の白線から該走行路の曲率を算出しステップS210に進む。 When the acquisition of the normalization data is completed in step S207, the process proceeds to step S208, and the variation of the lateral G and the driver's seating gravity center position is normalized as in the first embodiment, and in step S209, the step is performed. The curvature of the travel path is calculated from the white line of the travel path ahead of the vehicle detected in S206, and the process proceeds to step S210.
ステップ210では、ステップS19で算出した曲率に基づいて、閾値として走行路の曲率に応じた所定時間をマップから読込み、所定値を算出する。ここでは、図7の閾値マップの横軸を曲率とし、縦軸には曲率に応じた所定値を取ることで第1実施形態と同様な関係が得られる。具体的には、曲率(1/曲率半径)が大きくなるほど急なカーブであることを示すため、これは急カーブで横Gが大きな値になることに対応した関係が得られ、曲率に応じた閾値マップを用いて体調の正常、異常判定を精度よくすることができる。 In step 210, based on the curvature calculated in step S19, a predetermined time corresponding to the curvature of the traveling road is read from the map as a threshold, and a predetermined value is calculated. Here, the horizontal axis of the threshold value map of FIG. 7 is the curvature, and the vertical axis takes a predetermined value corresponding to the curvature to obtain the same relationship as in the first embodiment. Specifically, in order to indicate that the curve is steeper as the curvature (1 / curvature radius) increases, a relationship corresponding to the large value of the lateral G in the sharp curve is obtained, and the curvature is in accordance with the curvature. The threshold map can be used to accurately determine whether the physical condition is normal or abnormal.
ステップS211で運転者の着座重心位置の変動開始時期の横Gの変化開始時期に対する先行時間が、ステップS210の閾値の所定時間と比較して大きいか否かを判定し、大きい場合はステップS212で体調正常と判定しフローを終了する。一方、ステップS210の閾値の所定時間よりも小さい場合は、予備動作が遅れていることを示すので、ステップS213へ進み体調異常と判定し、ステップS214で運転者へ体調異常を報知し、フローを終了する。 In step S211, it is determined whether or not the preceding time for the change start time of the lateral G of the change start time of the seating center of gravity position of the driver is larger than the predetermined time of the threshold value in step S210. It is determined that the physical condition is normal, and the flow ends. On the other hand, when the time is smaller than the predetermined time of the threshold value in step S210, it indicates that the preliminary operation is delayed. Therefore, the process proceeds to step S213, where it is determined that the physical condition is abnormal, and in step S214, the physical condition abnormality is notified to the driver. finish.
次に、前記コントロールユニット4による運転者の体調検知の参考例を図9のフローチャートを用いて説明する。なお、参考例では、第1実施形態の構成に加え、図1及び図2に仮想線で示したフロントカメラ6を備え、さらにコントロールユニット4は、体調の正常時における曲率毎の着座重心位置の変動データとして、着座重心位置変動モデル43を備えている。
Next, a reference example of the driver's physical condition detection by the
まず、図9のフローチャートのステップS301で、前記シートウェイトセンサ2からの信号が示す運転者の座面圧分布から着座重心位置を検出し、データを記憶する。そして、ステップS302で横Gセンサ3からの信号により車両の横Gを検出し、データを記憶する。次に、ステップS303で横Gが0.1以上か否かを判定する。横Gが0.1より小さい場合はステップS301へ戻ってステップS303の横Gが0.1以上であることを判定するまでステップS301〜ステップS303を繰り返す。
First, in step S301 of the flowchart of FIG. 9, the seating barycentric position is detected from the seating surface pressure distribution of the driver indicated by the signal from the
ステップS303で横Gが0.1以上の場合は、ステップS304に進み、前記シートウェイトセンサ2により運転者の座面圧分布に基づいて着座重心位置を検出し、データを記憶する。そして、ステップS305で横Gセンサ3からの信号により車両の横Gを検出し、データを記憶する。ステップS306で、フロントカメラ6を用いて車両の前方走行路の白線情報を検出し、データを記憶する。ステップS307で体調判定用データの取得が完了したか否かを判定し、体調判定用データの取得が完了していない場合は、ステップS304へ戻り、体調判定用データの取得が完了するまでステップS304〜ステップS306を繰り返す。なお、このときの体調判定用データの取得が完了するとは、例えば、運転者の着座重心位置の変動のピーク値のデータを取得したことを示している。
If the lateral G is 0.1 or more in step S303, the process proceeds to step S304, where the
そして、ステップS307で体調判定用データの取得が完了した場合は、ステップS308へ進み、ステップS305で検知した車両の前方走行路の白線から該走行路の曲率を算出しステップS309に進む。 If the acquisition of physical condition determination data is completed in step S307, the process proceeds to step S308, the curvature of the travel path is calculated from the white line on the front travel path of the vehicle detected in step S305, and the process proceeds to step S309.
ステップS309では、コントロールユニット4に備えられた着座重心位置変動モデル43から、図10に示すような曲率に応じた正常時の着座重心位置の変動モデルaを読込む。なお、このモデルaは基準点として横Gの変化時点t0を含んでおり、また実測された着座重心位置のデータbも横Gの変化と対応づけられている。そして、ステップS310では、ステップS309で取得した前記着座重心位置の変動モデルaの横G変化時点t0と、ステップS304で検出した実測された着座重心位置のデータbの横G変化時点t0とを一致させて両者を対比させて、体調の正常、異常を判定する。この対比方法は、正常時の着座重心位置変動モデルa或いは、実測された着座重心位置のデータbのピーク値の1/2の移動量p’における両者の時間差Δtを算出し、該時間差Δtが所定値以上のときに異常と判定する。なお、この所定値はモデル毎に異なる値を備えている。 In step S309, the normal sitting center of gravity position variation model a according to the curvature as shown in FIG. The model a includes the change point t0 of the lateral G as a reference point, and the actually measured seating barycentric position data b is also associated with the change of the lateral G. In step S310, the lateral G change time t0 of the variation model a of the seating centroid position acquired in step S309 coincides with the lateral G change time t0 of the measured seating centroid position data b detected in step S304. The two are compared to determine whether the physical condition is normal or abnormal. This comparison method calculates a time difference Δt between the normal seating centroid position variation model a or the movement amount p ′ of ½ of the peak value of the actually measured seating centroid position data b, and the time difference Δt is calculated as follows. An abnormality is determined when the value is equal to or greater than a predetermined value. The predetermined value has a different value for each model.
上述の判定方法にしたがって、ステップS310で時間差Δtが所定値より小さい場合は、ステップS311で体調正常と判定されフローを終了する。一方、前記時間差Δtが所定値以上の場合は、予備動作が遅れていることを示すので、ステップS312で体調異常と判定し、ステップS313で運転者へ体調異常を報知し、フローを終了する。 If the time difference Δt is smaller than the predetermined value in step S310 according to the determination method described above, it is determined in step S311 that the physical condition is normal, and the flow ends. On the other hand, when the time difference Δt is equal to or greater than the predetermined value, it indicates that the preliminary operation is delayed. Therefore, it is determined in step S312 that the physical condition is abnormal, and in step S313, the physical condition is notified to the driver, and the flow is terminated.
本実施形態では、着座重心位置変動モデル43を体調の正常時における曲率毎の着座重心位置の変動データとしたが、体調の正常時における加速度毎の着座重心位置の変動データを用いてもよい。 In the present embodiment, the sitting centroid position variation model 43 is the variation data of the sitting centroid position for each curvature when the physical condition is normal, but the variation data of the sitting centroid position for each acceleration when the physical condition is normal may be used.
また、本実施形態では、車両の前方走行路の曲率は、フロントカメラによって撮像された白線によって検出したが、車両に搭載されるナビゲーションシステムの地図情報を用いてもよい。 Further, in the present embodiment, the curvature of the forward travel path of the vehicle is detected by the white line imaged by the front camera, but map information of a navigation system mounted on the vehicle may be used.
以上のように、本発明によれば、運転者の体調異常を早期に検出することになり、したがって、本発明は、車両の安全技術の分野に好適に利用することが出来る。 As described above, according to the present invention, abnormalities in the physical condition of the driver are detected at an early stage. Therefore, the present invention can be suitably used in the field of vehicle safety technology.
1 運転者体調検知装置
2 シートウェイトセンサ
3 横Gセンサ(判定基準取得手段)
4 コントロールユニット
5 報知装置
6 フロントカメラ
41 着座重心位置検出部
42 体調判定部
43 着座重心位置変動モデル
DESCRIPTION OF
4 Control Unit 5 Notification Device 6
Claims (5)
前記重心位置変動検出手段で検出した着座重心位置の変動に基づき、運転者の体調の正常、異常を判定するための判定基準情報を取得する判定基準取得手段と、
前記重心位置変動検出手段で検出した着座重心位置の変動と前記判定基準取得手段で取得した判定基準情報とを対比し、前記変動の開始時期が、前記判定基準情報に含まれる判定基準時期に照らして遅れているときに運転者の体調が異常であると判定する体調判定手段とを有し、
前記判定基準取得手段は、判定基準情報として車両の加速度を検出し、
前記体調判定手段は、判定基準取得手段によって検出した前記加速度の変化開始時期を判定基準時期とし、この判定基準時期に対し、前記重心位置変動検知手段で検出した着座重心位置の変動の開始時期が先立つ時間が所定時間以下のときに運転者の体調が異常であると判定し、
前記先立つ時間は、加速度の変化開始時期からピークまでの間における所定の変動割合に到達する時間と、重心位置の変動の開始時期からピークまでの間における前記所定の変動割合に到達する時間との間の時間差とされることを特徴とする運転者体調検知装置。 A center of gravity position variation detecting means for detecting a change in the seating center of gravity position of the driver;
Determination criterion acquisition means for acquiring determination criterion information for determining whether the driver's physical condition is normal or abnormal based on the variation of the seating gravity center position detected by the gravity center position variation detection means;
The change in the center of gravity position detected by the center-of-gravity position variation detection means is compared with the determination reference information acquired by the determination reference acquisition means, and the start time of the change is compared with the determination reference time included in the determination reference information. physical condition of the driver when the Te lags is closed and determining the physical condition judging means to be abnormal,
The determination criterion acquisition means detects the acceleration of the vehicle as determination criterion information,
The physical condition determination means uses the acceleration change start time detected by the determination reference acquisition means as a determination reference time, and relative to this determination reference time, the start time of the change of the seating center of gravity position detected by the gravity center position change detection means is When the preceding time is less than the predetermined time, it is determined that the driver's physical condition is abnormal,
The preceding time is a time for reaching a predetermined fluctuation ratio between the acceleration change start time and the peak and a time for reaching the predetermined fluctuation ratio between the start time of the center of gravity position change and the peak. A driver's physical condition detecting device characterized in that the time difference is between .
前記重心位置変動検出手段で検出した着座重心位置の変動に基づき、運転者の体調の正常、異常を判定するための判定基準情報を取得する判定基準取得手段と、
前記重心位置変動検出手段で検出した着座重心位置の変動と前記判定基準取得手段で取得した判定基準情報とを対比し、前記変動の開始時期が、前記判定基準情報に含まれる判定基準時期に照らして遅れているときに運転者の体調が異常であると判定する体調判定手段とを有し、
前記判定基準取得手段は、判定基準情報として車両の前方走行路の曲率を取得し、
前記体調判定手段は、判定基準取得手段によって取得した前記曲率の変化開始時期を判定基準時期とし、この判定基準時期に対し、前記重心位置変動検出手段で検出した着座重心位置の変動の開始時期が先立つ時間が所定時間以下のときに運転者の体調が異常であると判定し、
前記先立つ時間は、曲率の変化開始時期からピークまでの間における所定の変動割合に到達する時間と、重心位置の変動の開始時期からピークまでの間における前記所定の変動割合に到達する時間との間の時間差とされることを特徴とする請求項1に記載の運転者体調検知装置。 A center of gravity position variation detecting means for detecting a change in the seating center of gravity position of the driver;
Determination criterion acquisition means for acquiring determination criterion information for determining whether the driver's physical condition is normal or abnormal based on the variation of the seating gravity center position detected by the gravity center position variation detection means;
The change in the center of gravity position detected by the center-of-gravity position variation detection means is compared with the determination reference information acquired by the determination reference acquisition means, and the start time of the change is compared with the determination reference time included in the determination reference information. Physical condition determining means for determining that the driver's physical condition is abnormal when the driver is late,
The determination criterion acquisition means acquires the curvature of the road ahead of the vehicle as determination criterion information,
The physical condition determination means uses the curvature change start time acquired by the determination reference acquisition means as a determination reference time, and relative to the determination reference time, the start time of the change in the seated center of gravity position detected by the gravity center position change detection means is When the preceding time is less than the predetermined time, it is determined that the driver's physical condition is abnormal ,
The preceding time is a time for reaching a predetermined fluctuation ratio between the curvature change start time and the peak and a time for reaching the predetermined fluctuation ratio between the start time of the center of gravity position change and the peak. The driver's physical condition detection device according to claim 1, wherein a time difference between the two is detected.
前記体調判定手段は、前記加速度検出手段によって検出した加速度が所定値以下のときは、運転者の体調の正常、異常の判定を行わないことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の運転者体調検知装置。 An acceleration detection means for detecting the acceleration of the vehicle;
The physical condition judging means, the acceleration is acceleration detected by the detection means when the predetermined value or less, claim 1, characterized in that not performed normally, the abnormality determination of the physical condition of a driver of claim 4 The driver's physical condition detection device according to item 1.
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