JP2010108235A - 覚醒支援システム - Google Patents

Abstract

【課題】運転者の眠気のレベルと共に生体リズムも考慮し運転者にとって適切な覚醒処置を行う覚醒支援システムを提供する。
【解決手段】本発明は、車両に搭載され前記車両運転者に対する覚醒支援を行う覚醒支援システムであって、前記運転者の覚醒状態を判定する覚醒状態判定手段と、生体リズムの変動を表す生体リズム関数を記憶する生体情報記憶手段と、前記生体情報記憶手段に記憶される前記生体リズム関数に係る演算を実行する演算実行手段と、を有し、前記覚醒状態判定手段によって前記運転者が非覚醒状態であると判定された場合、前記生体リズム関数の導関数を前記演算実行手段によって求め、前記導関数が正の値をとるか否かによって前記車両運転者の覚醒方法を異ならせることを特徴とする。
【選択図】 図５

Description

本発明は、車両に搭載され、運転者の生体情報をモニターすることによって運転者の覚醒状態を判定し、必要となるアシストを行う覚醒支援システムに関する。

従来から、車両に運転者の眠気を検出する眠気検出装置を設けておいて、この装置によって運転者が居眠りしそうな状態を検出すると、所定のワーニングを行ったりして運転者を覚醒状態とすることによって安全運転のサポートを行うシステムが種々提案されている。

例えば、特許文献１（特開２００８−２０４２２４号公報）には、運転者の関心事項を示すプロファイル情報が予め記憶されたプロファイル情報記憶装置から前記プロファイル情報を取得するプロファイル情報取得部と、外部のデータベースから前記プロファイル情報に基づく前記関心事項に関連する情報を覚醒効果情報として取得する覚醒効果情報取得部と、前記覚醒効果情報を前記運転者に対して報知する覚醒効果情報報知装置に対して前記覚醒効果情報を出力する覚醒効果情報出力部と、を有し、前記車両の運転状態又は前記運転者の生体情報に基づいて、前記運転者の眠気を検出すると、前記覚醒効果情報報知装置に対して前記覚醒効果情報出力部により前記覚醒効果情報を出力させるように制御する制御部と、を備えることを特徴とする覚醒支援装置が開示されている。
特開２００８−２０４２２４号公報

しかしながら、特許文献１に記載のものは、運転者の眠気が所定レベル以上であるときに、覚醒効果情報を出力させるように制御するものであるが、眠気が所定レベル以上であるものと検出されたときでも、そのまま眠気が増すような場合、或いは眠気が解消するような場合の２通りの方向性があり得る。そして、眠気が所定レベル以上であると検出されたときには、上記のような２通りの場合に応じて、運転者を覚醒するための覚醒処置を実行することが望ましいが、従来のものでは、覚醒処置は一通りしかなく、ときとして運転者にとって覚醒処置が煩わしいものとなる可能性があり問題であった。

上記問題点を解決するために、請求項１に係る発明は、車両に搭載され前記車両運転者に対する覚醒支援を行う覚醒支援システムであって、前記運転者の覚醒状態を判定する覚醒状態判定手段と、生体リズムの変動を表す生体リズム関数を記憶する生体情報記憶手段と、前記生体情報記憶手段に記憶される前記生体リズム関数に係る演算を実行する演算実行手段と、を有し、前記覚醒状態判定手段によって前記運転者が非覚醒状態であると判定された場合、前記生体リズム関数の導関数を前記演算実行手段によって求め、前記導関数が正の値をとるか否かによって前記車両運転者の覚醒方法を異ならせることを特徴とする。

また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の覚醒支援システムにおいて、前記車両が目的地に到着する時刻を算出する到着時刻算出手段をさらに有し、前記覚醒状態判定手段によって前記運転者が非覚醒状態であると判定された場合、前記生体リズム関数の導関数を前記演算実行手段によって求め前記導関数が正の値でないときには、前記演算実行手段によって前記生体リズム関数に次の極小値を与える極小時刻を算出し、前記極小時刻が、前記到着時刻算出手段で算出した到着時刻より前であるか否かによって前記車両運転者
の覚醒方法を異ならせることを特徴とする。

また、請求項３に係る発明は、請求項２に記載の覚醒支援システムにおいて、前記極小時刻が、前記到着時刻算出手段で算出した到着時刻より前であるときには、前記車両運転者の覚醒方法として、前記運転者に休息を促すことを特徴とする。

また、請求項４に係る発明は、請求項１に記載の覚醒支援システムにおいて、前記車両が目的地に到着する時刻を算出する到着時刻算出手段をさらに有し、前記覚醒状態判定手段によって前記運転者が非覚醒状態であると判定された場合、前記生体リズム関数の導関数を前記演算実行手段によって求め前記導関数が正の値でないときには、前記演算実行手段によって前記生体リズム関数を所定時間遅延させて生成した新たな生体リズム関数に基づいて猶予時刻を算出し、前記猶予時刻が、前記到着時刻算出手段で算出した到着時刻より前であるか否かによって前記車両運転者の覚醒方法を異ならせることを特徴とする。

また、請求項５に係る発明は、請求項４に記載の覚醒支援システムにおいて、前記猶予時刻が、前記到着時刻算出手段で算出した到着時刻より前であるときには、前記車両運転者の覚醒方法として、前記運転者に休息を促すことを特徴とする。

本発明の請求項１に係る覚醒支援システムによれば、生体リズム関数の導関数を前記演算実行手段によって求め、前記導関数が正の値をとるか否かによって前記車両運転者の覚醒方法を異ならせるものであり、運転者の眠気のレベルと共に生体リズムも考慮して、覚醒処置の方法を選択するものであるので、運転者にとって適切な覚醒処置を行うことができる。

また、本発明の請求項２に係る覚醒支援システムによれば、前記演算実行手段によって前記生体リズム関数に次の極小値を与える極小時刻を算出し、前記極小時刻が、前記到着時刻算出手段で算出した到着時刻より前であるか否かによって前記車両運転者の覚醒方法を異ならせるものであり、運転者の眠気のレベルと共に生体リズムや目的地到着までの時間も考慮して、覚醒処置の方法を選択するものであるので、運転者にとって適切な覚醒処置を行うことができる。

また、本発明の請求項３に係る覚醒支援システムによれば、前記極小時刻が、前記到着時刻算出手段で算出した到着時刻より前であるときには、前記車両運転者の覚醒方法として、前記運転者に休息を促すものであり、運転者の眠気のレベルが高く、かつ、生体リズムが極小点に向かっているときで、目的地への到着時間に相当の時間がかかる場合には、休息を促すようにするものであので、運転者にとって適切な覚醒処置となる。

また、本発明の請求項４に係る覚醒支援システムによれば、前記演算実行手段によって前記生体リズム関数を所定時間遅延させて生成した新たな生体リズム関数に基づいて猶予時刻を算出し、前記猶予時刻が、前記到着時刻算出手段で算出した到着時刻より前であるか否かによって前記車両運転者の覚醒方法を異ならせるものであり、運転者の眠気のレベルと共に生体リズムや目的地到着までの時間も考慮して、覚醒処置の方法を選択するものであるので、運転者にとって適切な覚醒処置を行うことができる。

また、本発明の請求項５に係る覚醒支援システムによれば、前記猶予時刻が、前記到着時刻算出手段で算出した到着時刻より前であるときには、前記車両運転者の覚醒方法として、前記運転者に休息を促すものであり、運転者の眠気のレベルが高く、かつ、眠気が検出された状態と同じ状態に再び向かっているときで、目的地への到着時間に相当の時間がかかる場合には、休息を促すようにするものであので、運転者にとって適切な覚醒処置と
なる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施の形態に係る覚醒支援システムが搭載される車両の概略を示す図であり、図２は本発明の実施の形態に係る覚醒支援システムのブロック構成の概略を示す図である。なお、本実施形態の覚醒支援システムは、自動車、ハイブリッド車、電気自動車などの車両に搭載されることを想定しているが、その他の移動手段に搭載することも可能である。

図１及び図２において、１０は車両、３２はステアリング、１００はＥＣＵ、２００は走行情報取得部、２１０は車速センサ、３００は生体情報取得部、３１０は生体情報検出センサ、３２０は生体情報履歴／生体情報モデル、３３０は眠気検出装置、４００は車外環境取得部、４１０はミリ波レーダー、４２０はカメラ、６００はインターフェイス部、６１０はディスプレイ、６２０はタッチパネル、６３０はスピーカ、８００はナビゲーションシステム部、８１０はナビゲーションシステム、８２０は地図データベース、８３０は休息情報データベースをそれぞれ示している。

車両１０は、本発明の覚醒支援システムが搭載されたものであり、化石燃料を燃料源として走行する車両を例にとり説明するが、上述したように本発明の覚醒支援システムが搭載される車両の種類はこれに限定されるものではない。

ＥＣＵ１００はエレクトロニックコントロールユニットの略であり、ＣＰＵとＣＰＵ上で動作するプログラムを保持するＲＯＭとＣＰＵのワークエリアであるＲＡＭなどからなる汎用の情報処理機構である。ＥＣＵ１００は、図示されているＥＣＵ１００と接続される各構成と協働・動作する。また、ＥＣＵ１００は、本発明の覚醒支援システムにおける種々の制御処理は、ＥＣＵ１００内のＲＯＭなどの記憶手段に記憶保持されるプログラムやデータに基づいて実行されるものである。なお、特許請求の範囲に記載された「判定手段」、「演算手段」などは、このＥＣＵ１００の動作を上位概念的に表現したものである。また、本実施形態においては、上記の各手段はＥＣＵ１００とＥＣＵ１００上で実行されるプログラムによって実現されるものとしているが、これらの各手段はこれに限定されるものではなく、論理回路などのハードウエアのみで実現されるようなものであってもよい。

走行情報取得部２００は、車両１０の実走行に関連する情報などを取得する構成であり、少なくとも車速センサ２１０が設けられており、車両１０の速度（自車両速度）のセンシングを行うようになっている。なお、走行情報取得部２００として、ジャイロなどのその他のセンサ類を設けるようにしてもよい。

生体情報取得部３００は、車両１０の運転者の生体情報を取得する構成であり、少なくとも生体情報センサ３１０を有している。体情報センサ３１０は、例えば運転者が握るステアリングなどに設けることができるが、その他の種々の態様が考えられる。また、体情報センサ３１０は複数種類のセンサを設けておき、これらによって統合的に生体情報を取得するようにしてもよい。いずれにしても、この生体情報センサ３１０は、運転者の生体の状態を１種の関数として数値的に取得することが可能なように構成する。このような関数を、本明細書においては、生体リズム関数Ｂ（ｔ）として定義する。図３は本発明の実施の形態に係る覚醒支援システムで用いる生体リズム関数Ｂ（ｔ）の一例を示す図である。このような生体リズム関数Ｂ（ｔ）としては、種々のものがありえるが、最も単純なものとしては例えば体温を挙げることができる。ここで、生体リズム関数Ｂ（ｔ）は、正の値となればなるほど運転者は覚醒状態となり、負の値となればなるほど運転者は非覚醒状態（眠気の強い状態）となるようにその正負が定義されているものとする。

生体情報履歴／生体情報モデル３２０は、上記のような生体リズム関数Ｂ（ｔ）を記憶しておくデータベースである。頻繁に車両１０を運転する運転者であれば、その運転者に特有な生体リズム関数Ｂ（ｔ）を車両１０運転時にログしておき、これを生体情報履歴／生体情報モデル３２０に記憶させて、種々の判定時にこの記憶された運転者特有の生体リズム関数Ｂ（ｔ）を用いる。

一方、ログをとるほど頻繁に車両１０を運転するわけではない運転者に対しては、一般的な生体リズム関数Ｂ（ｔ）のモデルケースを用いて、種々の判定を行うようにする。このような生体リズム関数Ｂ（ｔ）のモデルケースについても、生体情報履歴／生体情報モデル３２０が記憶保持している。

眠気検出装置３３０は運転者の眠気を検出する装置であり、これには種々の態様の装置を用いることができる。眠気検出装置３３０の一例としては、運転者の顔画像を撮像するカメラを設け、運転者の顔画像データから、運転者のまぶたの閉じ具合を判読し、これによって運転者の眠気を検出するものを挙げることができる。

車外環境取得部４００は、車両１０周辺の車外の情報などを取得する構成であり、本実施形態では例えばミリ波レーダー４１０とカメラ４２０とを有している。ミリ波レーダー４１０は、車両１０の前方を走行する車両や障害物との間の距離を計測するものである。ここで計測された前方車両との車間距離は、ＥＣＵ１００に入力される。また、計測された車間距離と、車速センサ２１０で取得される自車両の速度情報とから、ＥＣＵ１００は、自車両の前方を走行する車両の速度から自車両の速度を差し引いた相対速度の算出を行ったりする。

また、カメラ４２０は前方を走行する車両や障害物や路面に係る画像を取得する。取得された画像データはＥＣＵ１００に送信され、ＥＣＵ１００で画像解析されることによって、例えば前方車両と間の距離情報を得たり、或いは路面の状態を判断することによって路面の摩擦係数を得たりする。求められた摩擦係数は、制動距離を算出したり、空走距離を算出したりする上で利用される。

インターフェイス部６００は、車両１０の運転席部に設けられ、運転者に対し車両１０に係る情報などを提供したり、或いは運転者に対して所定のワーニングを行ったりするための構成である。

インターフェイス部６００におけるディスプレイ６１０は液晶などの表示装置であり、このディスプレイ６１０に文字・図形情報等を表示することによって、運転者に対して視覚的に所定の情報を報知することを可能とする。タッチパネル６２０は、ディスプレイ６１０を覆うようにして設けられており、運転者の操作によりシステムに対して入力を可能とする入力デバイスとして機能する。また、インターフェイス部６００は、スピーカ６３０も含んでおり、必要に応じて運転者に対して、音声による案内や警告を行い得るようになっている。

ナビゲーションシステム部８００は、ナビゲーションシステム８１０やこのナビゲーションシステム８１０が参照する地図情報などのナビゲーションシステム用の地図データベース８２０と、さらに本実施形態特有の休息情報データベース８３０とからなっている。ナビゲーションシステム８１０は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信して自らの位置を計算するＧＰＳ測位部を用いることによって、車両の現在位置情報を取得することができる。本発明の覚醒支援システムにおいては、位置情報を取得することができれば、このようなＧＰＳ測位法によらずとも、その他の測位法を用いることができるものである。

本発明の覚醒支援システムの地図データベース８２０には、道路情報、施設情報などが記憶されており、例えば、ナビゲーションシステム８１０が、運転者に対して、目的地となる施設の案内を行ったり、運転者が指定入力した目的地までの距離、ルートなどを求めたり、目的地に到着する時刻を求めたりするのに利用される。このようなナビゲーションシステム８１０、地図データベース８２０の処理動作についてはいずれも従来周知の技術を用いることができる。

また、本発明の覚醒支援システムの地図データベース８２０には、道路情報、施設情報などが記憶されているが、さらに休息情報データベース８３０には、車両１０を停車させて立ち寄ることによって運転者の眠気を覚ますことに寄与する可能性のある種々の施設情報などの情報が記憶されている。図４は本発明の実施の形態に係る覚醒支援システムにおける休息情報データベース８３０のデータ構造の一例を示す図である。図４に示すように休息情報データベース８３０は「位置情報」、「施設情報」、「カテゴリー」、「備考」の各項目のデータを保持しており、システムが必要と判定したときにはこのデータベースから、運転者に休息にいざなうための情報として利用される。

次に、以上のように構成される覚醒支援システムの処理・動作について説明する。図５は本発明の実施の形態に係る覚醒支援システムの処理フローを示す図である。なお、本実施形態に係るフローチャートは、車両１０のエンジン（不図示）がスタートすると共に開始され、エンジンの停止と共に終了するように設定されている。

図５において、ステップＳ１００で、覚醒支援システム処理を開始すると、続いてステップＳ１０１に進み、眠気検出装置３３０によって運転者の状態検出が行われる。

次のステップＳ１０２では、眠気検出装置３３０によって検出された運転者の状態が覚醒状態であるか否かが判定される。ステップＳ１０２における判定の結果がＹＥＳであるときには、ステップＳ１０１へと戻る。また、当該判定結果がＮＯであるときにはステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３では、システムが現在の時刻ｔ_oを取得する。このような時刻を取得
するための計時手段は一般のＥＣＵ１００に通常内蔵されているものを用いることができる。続く、ステップＳ１０４では、生体情報履歴／生体情報モデル３２０に記憶される生体リズム関数Ｂ（ｔ）と取得されたｔ_oによって、生体リズム関数Ｂ（ｔ）の導関数ΔＢ
（ｔ_o）を求める。

続くステップＳ１０５では、ΔＢ（ｔ_o）＞０であるか否かが判定される。ステップＳ
１０５の判定結果がＹＥＳであるときにはステップＳ１１４に進むが、このときは運転者の眠気が検出されたとしても、運転者の生体リズム関数Ｂ（ｔ）によれば、運転者の生体リズムは上向く傾向があることがわかるので、運転者に対して過度な覚醒処置を行わないようにする。図６（Ａ）は生体リズム関数Ｂ（ｔ）の導関数ΔＢ（ｔ_o）が正であるとき
の様子を図示するものである。

一方、ステップＳ１０５の判定結果がＮＯであるときには、ステップＳ１０６に進むが、このときは運転者の眠気が検出され、かつ、運転者の生体リズム関数Ｂ（ｔ）によれば、運転者の生体リズムは下がる傾向にあるので、運転者に対して相当の覚醒処置を行うように制御する。

このように、本実施形態係る覚醒支援システムによれば、生体リズム関数の導関数を求めて、導関数が正の値をとるか否かによって車両運転者の覚醒方法を異ならせるものであ
り、運転者の眠気のレベルと共に生体リズムも考慮して、覚醒処置の方法を選択するものであるので、運転者にとって適切な覚醒処置を行うことができる。

さて、ステップＳ１０５の判定結果がＹＥＳであるときにはステップＳ１１４に進むが、運転者の眠気が検出されたとしても、運転者の生体リズムは上向く傾向があるので、ステップＳ１１４においては、運転者に対する覚醒処置としては、ディスプレイ６１０及びスピーカ６３０による注意喚起程度にとどめる。ステップＳ１１４に続く、ステップＳ１１５では所定時間経過の判定を行う。

ステップＳ１０５の判定結果がＮＯであるときに進むステップＳ１０６では、運転者によってセットされた目的地に到着する到着時刻ｔ_arrを求める。また、続く、ステップＳ
１０７では、生体情報履歴／生体情報モデル３２０に記憶される生体リズム関数Ｂ（ｔ）の次の極小点を与える時刻ｔ_minをもとめる。なお、このｔ_minを極小時刻と称することとする。

ステップＳ１０８では、ｔ_min＜ｔ_arrであるか否かが判定される。なお、図６（Ｂ）はｔ_min＜ｔ_arrである場合を示しており、図６（Ｃ）はｔ_arr＜ｔ_minである場合を示している。

ステップＳ１０８の判定結果がＹＥＳであるときには、運転者は生体リズムの極小値を乗り越えて、運転し続けて目的地へと至ることを示している。一方、ステップＳ１０８の判定結果がＮＯであるときには、運転者は生体リズムの極小値を経ることなく、目的地へと至ることができるものである。前者の判定結果のときには、運転者は車両を停止し、車両から降りて休息などをとって気分転換をし、眠気を根本的に覚ますような覚醒処置が好ましく、一方、後者の判定結果のときには、適当な車両内での覚醒処置の上、運転を継続して目的地に至っても構わないものと考えられる。

このように、本実施形態に係る覚醒支援システムによれば、生体リズム関数に次の極小値を与える極小時刻を算出し、極小時刻が到着時刻より前であるか否かによって車両運転者の覚醒方法を異ならせるものであり、運転者の眠気のレベルと共に生体リズムや目的地到着までの時間も考慮して、覚醒処置の方法を選択するものであるので、運転者にとって適切な覚醒処置を行うことができる。

ステップＳ１０８の判定結果がＮＯであるときに進むステップＳ１１６では、運転者は生体リズムの極小値を経ることなく、目的地へと至ることができるので、運転者に対する覚醒処置として、ディスプレイ６１０及びスピーカ６３０による注意喚起を行う程度とする。ただし、この場合の、ステップ１１４における注意喚起より高いレベルでの注意喚起を行う。

また、ステップＳ１１７では、危険回避行動のトリガーとして利用されるミリ波レーダー４１０に基づく車間距離などの判定値、車速センサ２１０に基づく車速制限値などを低い値に設定変更する。ステップＳ１１７に続く、ステップＳ１１８では所定時間経過の判定を行う。

ステップＳ１０８の判定結果がＹＥＳであるときには、運転者は生体リズムの極小値を乗り越えて、運転し続けて目的地へと至らなければならず、これは好ましいことではないので、覚醒処置としては、最大限のものを活用にすることが望ましい。従って、ステップＳ１０８の判定結果がＹＥＳであるときに進むステップＳ１０９では、まず、ディスプレイ６１０及びスピーカ６３０による注意喚起を行う程度とする。ただし、この場合の、ステップ１１４における注意喚起より高いレベルでの注意喚起を行う。

そして、ステップＳ１１０では、危険回避行動のトリガーとして利用されるミリ波レーダー４１０に基づく車間距離などの判定値、車速センサ２１０に基づく車速制限値などを低い値に設定変更する。

次のステップＳ１１１では、ナビゲーションシステム８１０によって車両１０の現在位置を取得し、その現在位置に基づいてステップＳ１１２で、地図データベース８２０及び休息情報データベース８３０を検索して適当な休息地の候補を抽出する。ステップＳ１１３では、ディスプレイ６１０及びスピーカ６３０によって、抽出された休息地の候補を運転者に提示する。このような場合のディスプレイ６１０画面のイメージは図７に示されるものとなる。ステップＳ１１３に続く、ステップＳ１１９では所定時間経過の判定を行う。

以上のように、本実施形態に係る覚醒支援システムによれば、極小時刻が到着時刻算出手段で算出した到着時刻より前であるときには、車両運転者の覚醒方法として、運転者に休息を促すものであり、運転者の眠気のレベルが高く、かつ、生体リズムが極小点に向かっているときで、目的地への到着時間に相当の時間がかかる場合には、休息を促すようにするものであので、運転者にとって適切な覚醒処置となる。

次に本発明の他の実施形態について説明する。図８は本発明の他の実施形態に係る覚醒支援システムで生体リズム関数Ｂ(t)と覚醒レベルのとの関係を示す図である。先の実施
形態においては、導関数ΔＢ(t)の正負などによって、車両運転者の覚醒方法を異ならせ
るようにしていたが、本実施形態においては、導関数ΔＢ(t)の正負と、さらに生体リズ
ム関数Ｂ（ｔ）がとる値によって、車両運転者に対して注意喚起を行うときのレベル（覚醒レベル）を異ならせるように定めている。より具体的には、導関数ΔＢ(t)＞０である
場合で、Ｂ（ｔ）＜Ｂ₂のときには、覚醒レベル「高」で注意喚起を行うようにし、Ｂ₂≦Ｂ（ｔ）≦Ｂ₂のときには、覚醒レベル「中」で注意喚起を行うようにし、Ｂ₄＜Ｂ(t)の
ときには、覚醒レベル「低」で注意喚起を行うようにする。

一方、導関数ΔＢ(t)＜０である場合で、Ｂ（ｔ）＜Ｂ₁のときには、覚醒レベル「高」で注意喚起を行うようにし、Ｂ₁≦Ｂ(t)≦Ｂ₃のときには、覚醒レベル「中」で注意喚起
を行うようにし、Ｂ₃＜Ｂ(t)のときには、覚醒レベル「低」で注意喚起を行うようにする。ただし、これは、Ｂ₁＜Ｂ₂＜Ｂ₃＜Ｂ₄である。

導関数ΔＢ(t)の正負によらず、Ｂ(t)が小さいときほど覚醒レベルを「高」とし、Ｂ(t)が大きいときほど覚醒レベルを「低」とし、その間のときは覚醒レベルを「中」するも
のであるが、覚醒レベルの境界が異なっており、先のように境界値にＢ₁＜Ｂ₂＜Ｂ₃＜Ｂ₄の関係を持たせるようにしている。これは、導関数ΔＢ（ｔ）＞０である場合には生体リズムが上昇傾向にあり、導関数ΔＢ（ｔ）＜０である場合には生体リズムが下降傾向にあることを考慮しているからである。

また、他の実施形態に係る覚醒支援システムでは、極小時間に代えて、猶予時刻という概念を導入し、この猶予時刻及び到着時刻の遅い早いを比較判断することによって、車両運転者の覚醒方法を異ならせる。図９は本発明の他の実施形態に係る覚醒支援システムで用いる猶予時刻の概念を説明する図である。

図９において、生体リズム関数Ｂ（ｔ）であり、時刻ｔ_oは眠気検出装置３３０によっ
て検出された運転者の状態が非覚醒状態（眠気が強い状態）であることが判明し、所定の覚醒手段によって運転者に対して注意喚起を行った時刻である。なお、導関数ΔＢ(ｔ_o)
は負であることを想定している。

本実施形態においては、時刻ｔ_oは覚醒手段によって運転者に対して注意喚起を行うこ
とによって、運転者の生体リズム関数Ｂ（ｔ）は所定時間ｔ_a前の状態に戻され、Ｂ（ｔ
−ｔ_a）となるものと仮定している。また、本実施形態においては、新たな運転者の生体
リズム関数Ｂ（ｔ−ｔ_a）が、再びＢ(ｔ_o)をとる時刻を猶予時刻ｔ₁として定義する。そ
して、この猶予時刻ｔ₁及び到着時刻ｔ_arrの遅い早いを比較判断することによって、車両運転者の覚醒方法を異ならせる。

次に、以上のような概念が導入された他の実施形態における処理の流れについて説明する。図１０は本発明の他の実施形態に係る覚醒支援システムの処理フローを示す図である。なお、本実施形態に係るフローチャートは、車両１０のエンジン（不図示）がスタートすると共に開始され、エンジンの停止と共に終了するように設定されている。

図１０において、ステップＳ２００で、覚醒支援システム処理を開始すると、続いてステップＳ２０１に進み、眠気検出装置３３０によって運転者の状態検出が行われる。

次のステップＳ２０２では、眠気検出装置３３０によって検出された運転者の状態が覚醒状態であるか否かが判定される。ステップＳ２０２における判定の結果がＹＥＳであるときには、ステップＳ２０１へと戻る。また、当該判定結果がＮＯであるときにはステップＳ２０３に進む。

ステップＳ２０３では、システムが現在の時刻ｔ_oを取得する。このような時刻を取得
するための計時手段は一般のＥＣＵ１００に通常内蔵されているものを用いることができる。続く、ステップＳ２０４では、生体情報履歴／生体情報モデル３２０に記憶される生体リズム関数Ｂ（ｔ）と取得されたｔ_oによって、生体リズム関数Ｂ（ｔ）の導関数ΔＢ
（ｔ_o）を求める。

続くステップＳ２０５では、ΔＢ（ｔ_o）＞０であるか否かが判定される。ステップＳ
２０５の判定結果がＹＥＳであるときにはステップＳ２１４に進む。このときは運転者の眠気が検出されたとしても、運転者の生体リズム関数Ｂ（ｔ）によれば、運転者の生体リズムは上向く傾向があることがわかるので、運転者に対して過度な覚醒処置を行わないようにする。

ステップＳ２０５の判定結果がＮＯであるときには、ステップＳ２０６に進むが、このときは運転者の眠気が検出され、かつ、運転者の生体リズム関数Ｂ（ｔ）によれば、運転者の生体リズムは下がる傾向にあるので、運転者に対して相当の覚醒処置を行うように制御する。

このように、本実施形態係る覚醒支援システムによれば、生体リズム関数の導関数を求めて、導関数が正の値をとるか否かによって車両運転者の覚醒方法を異ならせるものであり、運転者の眠気のレベルと共に生体リズムも考慮して、覚醒処置の方法を選択するものであるので、運転者にとって適切な覚醒処置を行うことができる。

さて、ステップＳ２０５の判定結果がＹＥＳであるときにはステップＳ２１４に進むが、運転者の眠気が検出されたとしても、運転者の生体リズムは上向く傾向があるので、この場合は、ディスプレイ６１０及びスピーカ６３０による注意喚起程度にとどめている。ただ、このときの注意喚起のレベルは、図８に示すＢ(ｔ_o)とＢ₂、Ｂ₄との関係から、覚
醒レベルに応じて注意喚起を行うレベルを決定する。ここで、時刻をｔ_oは眠気検出装置
３３０によって検出された運転者の状態が非覚醒状態（眠気が強い状態）であることが判明した時刻である。ステップＳ２１４に続く、ステップＳ２１５では所定時間経過の判定
を行う。

ステップＳ２０５の判定結果がＮＯであるときに進むステップＳ２０６では、運転者によってセットされた目的地に到着する到着時刻ｔ_arrを求める。また、続く、ステップＳ
２０７では、生体情報履歴／生体情報モデル３２０に記憶される生体リズム関数Ｂ（ｔ）を所定時間ｔ_a遅延させて求めた新たな生体リズム関数Ｂ（ｔ−ｔ_a）に基づいて、前述した猶予時刻ｔ₁をもとめる。すなわち、Ｂ（ｔ−ｔ_a）＝Ｂ（ｔ_o）を満たすｔ＝ｔ₁を求める。

ステップＳ２０８では、ｔ₁＜ｔ_arrであるか否かが判定される。なお、図９はｔ₁＜ｔ_arrである場合を示している。

ステップＳ２０８の判定結果がＹＥＳであるときには、運転者は、眠気検出装置３３０によって検出された運転者の状態を乗り越えて、運転し続けて目的地へと至ることを示している。一方、ステップＳ２０８の判定結果がＮＯであるときには、眠気検出装置３３０によって検出された運転者の状態を経ることなく、目的地へと至ることができるものである。前者の判定結果のときには、運転者は車両を停止し、車両から降りて休息などをとって気分転換をし、眠気を根本的に覚ますような覚醒処置が好ましく、一方、後者の判定結果のときには、適当な車両内での覚醒処置の上、運転を継続して目的地に至っても構わないものと考えられる。

このように、本実施形態に係る覚醒支援システムによれば、遅延された生体リズム関数からみて、眠気が検出された状態と同じ状態を与える猶予時刻を算出し、猶予時刻が到着時刻より前であるか否かによって車両運転者の覚醒方法を異ならせるものであり、運転者の眠気のレベルと共に生体リズムや目的地到着までの時間も考慮して、覚醒処置の方法を選択するものであるので、運転者にとって適切な覚醒処置を行うことができる。

ステップＳ２０８の判定結果がＮＯであるときに進むステップＳ２１６では、運転者は猶予時刻を経ることなく、目的地へと至ることができるので、運転者に対する覚醒処置として、ディスプレイ６１０及びスピーカ６３０による注意喚起を行う程度とする。ただ、このときの注意喚起のレベルは、図８に示すＢ(ｔ_o)とＢ₁、Ｂ₃との関係から、覚醒レベ
ルに応じて注意喚起を行うレベルを決定する。

また、ステップＳ２１７では、危険回避行動のトリガーとして利用されるミリ波レーダー４１０に基づく車間距離などの判定値、車速センサ２１０に基づく車速制限値などを低い値に設定変更する。ステップＳ２１７に続く、ステップＳ２１８では所定時間経過の判定を行う。

ステップＳ２０８の判定結果がＹＥＳであるときには、猶予時刻を乗り越えて、運転し続けて目的地へと至らなければならず、これは好ましいことではないので、覚醒処置としては、最大限のものを活用にすることが望ましい。従って、ステップＳ２０８の判定結果がＹＥＳであるときに進むステップＳ２０９では、まず、ディスプレイ６１０及びスピーカ６３０による注意喚起を行う程度とする。ただし、このときの注意喚起のレベルは、図８に示すＢ(ｔ_o)とＢ₁、Ｂ₃との関係から、覚醒レベルに応じて注意喚起を行うレベルを
決定する。

そして、ステップＳ２１０では、危険回避行動のトリガーとして利用されるミリ波レーダー４１０に基づく車間距離などの判定値、車速センサ２１０に基づく車速制限値などを低い値に設定変更する。

次のステップＳ２１１では、ナビゲーションシステム８１０によって車両１０の現在位置を取得し、その現在位置に基づいてステップＳ２１２で、地図データベース８２０及び休息情報データベース８３０を検索して適当な休息地の候補を抽出する。ステップＳ２１３では、ディスプレイ６１０及びスピーカ６３０によって、抽出された休息地の候補を運転者に提示する。このような場合のディスプレイ６１０画面のイメージは図７に示されるものとなる。ステップＳ２１３に続く、ステップＳ２１９では所定時間経過の判定を行う。

以上のように、本実施形態に係る覚醒支援システムによれば、猶予時刻が、到着時刻算出手段で算出した到着時刻より前であるときには、車両運転者の覚醒方法として、運転者に休息を促すものであり、運転者の眠気のレベルが高く、かつ、眠気が検出された状態と同じ状態に再び向かっているときで、目的地への到着時間に相当の時間がかかる場合には、休息を促すようにするものであので、運転者にとって適切な覚醒処置となる。

本発明の実施の形態に係る覚醒支援システムが搭載される車両の概略を示す図である。 本発明の実施の形態に係る覚醒支援システムのブロック構成の概略を示す図である。 本発明の実施の形態に係る覚醒支援システムで用いる生体リズム関数Ｂ（ｔ）の一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る覚醒支援システムにおける休息情報データベースのデータ構造の一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る覚醒支援システムの処理のフローチャートを示す図である。 生体リズム関数Ｂ（ｔ）とその導関数、極小時刻、到着時刻などを表す図である。 本発明の実施の形態に係る覚醒支援システムで用いるディスプレイ表示画面例を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る覚醒支援システムで生体リズム関数Ｂ(t)と覚醒レベルのとの関係を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る覚醒支援システムで用いる猶予時刻の概念を説明する図である。 本発明の他の実施形態に係る覚醒支援システムの処理フローを示す図である。

符号の説明

１０・・・車両、３２・・・ステアリング、１００・・・ＥＣＵ、２００・・・走行情報取得部、２１０・・・車速センサ、３００・・・生体情報取得部、３１０・・・生体情報検出センサ、３２０・・・生体情報履歴／生体情報モデル、３３０・・・眠気検出装置、４００・・・車外環境取得部、４１０・・・ミリ波レーダー、４２０・・・カメラ、６００・・・インターフェイス部、６１０・・・ディスプレイ、６２０・・・タッチパネル、６３０・・・スピーカ、８００・・・ナビゲーションシステム部、８１０・・・ナビゲーションシステム、８２０・・・地図データベース、８３０・・・休息情報データベース

Claims (5)

1. 車両に搭載され前記車両運転者に対する覚醒支援を行う覚醒支援システムであって、
   前記運転者の覚醒状態を判定する覚醒状態判定手段と、
   生体リズムの変動を表す生体リズム関数を記憶する生体情報記憶手段と、
   前記生体情報記憶手段に記憶される前記生体リズム関数に係る演算を実行する演算実行手段と、を有し、
   前記覚醒状態判定手段によって前記運転者が非覚醒状態であると判定された場合、前記生体リズム関数の導関数を前記演算実行手段によって求め、前記導関数が正の値をとるか否かによって前記車両運転者の覚醒方法を異ならせることを特徴とする覚醒支援システム。
2. 前記車両が目的地に到着する時刻を算出する到着時刻算出手段をさらに有し、
   前記覚醒状態判定手段によって前記運転者が非覚醒状態であると判定された場合、
   前記生体リズム関数の導関数を前記演算実行手段によって求め前記導関数が正の値でないときには、
   前記演算実行手段によって前記生体リズム関数に次の極小値を与える極小時刻を算出し、前記極小時刻が、前記到着時刻算出手段で算出した到着時刻より前であるか否かによって前記車両運転者の覚醒方法を異ならせることを特徴とする請求項１に記載の覚醒支援システム。
3. 前記極小時刻が、前記到着時刻算出手段で算出した到着時刻より前であるときには、前記車両運転者の覚醒方法として、前記運転者に休息を促すことを特徴とする請求項２に記載の覚醒支援システム。
4. 前記車両が目的地に到着する時刻を算出する到着時刻算出手段をさらに有し、
   前記覚醒状態判定手段によって前記運転者が非覚醒状態であると判定された場合、
   前記生体リズム関数の導関数を前記演算実行手段によって求め前記導関数が正の値でないときには、
   前記演算実行手段によって前記生体リズム関数を所定時間遅延させて生成した新たな生体リズム関数に基づいて猶予時刻を算出し、
   前記猶予時刻が、前記到着時刻算出手段で算出した到着時刻より前であるか否かによって前記車両運転者の覚醒方法を異ならせることを特徴とする請求項１に記載の覚醒支援システム。
5. 前記猶予時刻が、前記到着時刻算出手段で算出した到着時刻より前であるときには、前記車両運転者の覚醒方法として、前記運転者に休息を促すことを特徴とする請求項４に記載の覚醒支援システム。

Images