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居眠り検出方法と装置

国内特許コード P150012052
掲載日 2015年6月18日
出願番号 特願2013-532609
登録番号 特許第5679066号
出願日 平成24年9月4日(2012.9.4)
登録日 平成27年1月16日(2015.1.16)
国際出願番号 JP2012072497
国際公開番号 WO2013035704
国際出願日 平成24年9月4日(2012.9.4)
国際公開日 平成25年3月14日(2013.3.14)
優先権データ
  • 特願2011-192591 (2011.9.5) JP
  • 特願2011-249662 (2011.11.15) JP
発明者
  • 中村 清実
  • 高野 博史
出願人
  • 富山県
発明の名称 居眠り検出方法と装置
発明の概要 簡単な装置で、正確に瞬目群発を検出することができ、居眠りの検出早さ及び精度を向上させた居眠り検出方法と装置である。人の目の閉眼から開眼までの状態のうち、ほぼ開眼した状態を開眼時間とし、それ以外を閉眼時間とする。健常成人の覚醒状態における平均瞬目間間隔に比べて相対的に短い時間を第一の閾値時間とする。健常成人の覚醒状態における平均閉眼時間に比べて相対的に長い時間を第二の閾値時間とする。前記第一の閾値時間以下の開眼を検出した場合にその前後の瞬きを瞬目群発とする。前記瞬目群発中の瞬きのうち、前記第一の閾値時間以下の開眼時間の後に生じた瞬きの閉眼時間が、前記第二の閾値時間以上に達した場合に居眠り状態と判断する。前記瞬目群発中の瞬きのうち、前記第一の閾値時間以下の開眼の前に生じた瞬きの閉眼時間が、前記第二の閾値時間以上の場合に直ちに居眠り状態と判断する。前記第二の閾値時間より相対的に長い閉眼の場合にも居眠り状態と判断する。
従来技術、競合技術の概要



従来、居眠りを検出する方法として、例えば1秒以内の短時間に、複数回の閉眼が生じる状態である瞬目群発を検出して、覚醒が低下していることを検出する方法が提案されている。例えば特許文献1には、目の瞬きである瞬目の群発を検出してから所定時間以内に閉瞼を伴うゆっくりとした眼球の横移動であるSEM(Slow Eye Movement)を検出した場合に、覚醒度が低下している(居眠りしている)と判定する検出方法が開示されている。瞬目の群発やSEMは、入眠初期に現れる特徴的な現象であり、これらを組み合わせて覚醒度の低下を判定している。





特許文献2には、被検出者の瞬目を検出する瞬目検出手段と、前記瞬目検出手段により検出された瞬目から、該瞬目とその直前の瞬目との瞬目間間隔が所定時間以内で起こった瞬目群発の瞬目、及び所定時間以上の長時間閉眼を伴う瞬目を判定する瞬目判定手段と、前記瞬目群発の瞬目から前記長時間閉眼を伴う瞬目までの時間に基づいて覚醒低下度を判定する覚醒低下判定手段とを備えた覚醒低下検出装置が開示されている。





しかし、特許文献2に記載の検出方法では、瞬目群発の後に生じる瞬目群発以外の瞬きの閉眼時間が、閾値に比べて長い場合に覚醒度が低下するとしており、瞬目群発による2回の瞬きと瞬目群発以外の1回の瞬きを1セットとして、少なくとも3回の瞬きを組み合わせて用いる必要がある。このため、瞬目群発のみによる覚醒度低下の検出や、瞬目群発以外の瞬きのみにより覚醒度低下の検出ができないといった問題があった。さらに、この検出方法の場合、通常の瞬目と群発性瞬目とを分けずに瞬目を抽出しており、抽出方法が群発性瞬目に関して特化されていない。このため、この検出方法では、群発性瞬目時に多く見られる閉眼から半眼に折り返して閉眼に戻るような瞬目現象を逃してしまい、群発性瞬目を精度良く検出することができないという問題があった。その他、この検出方法では、覚醒度低下検出におけるリアルタイム性に欠けるといった問題もあった。





そこで、特許文献3は、群発性瞬目を精度良く検出するために、判定対象者の眼を含む領域を連続して撮像する撮像手段と、前記撮像手段により連続して撮像された画像に基づいて、瞼の開度の時系列データを検出する開度検出手段と、前記開度検出手段によって検出された瞼の開度の時系列データに基づいて、前記瞼の開度が持続して所定の閾値未満となる範囲から、極大値及び極小値を抽出し、抽出された極大値及び極小値の間に設定された閾値で検出される瞬目間間隔が所定時間以内となる群発性瞬目を検出する群発性瞬目検出手段と、前記群発性瞬目検出手段による検出結果に基づいて、前記判定対象者の眠気状態を判定する眠気状態判定手段とから成る眠気判定装置を提案している。





一方、非特許文献1,2では、瞬きの特徴のみに基づく居眠り状態を検出するために、瞬目群発中の第1瞬目の閉眼時間と眠気表情値の関係を調査したものである。その結果、覚醒度が低下すると、第1瞬目の閉眼時間が延びることが示されている。

産業上の利用分野



この発明は、人の覚醒が低下した状態である居眠りを検出する居眠り検出方法と装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
人の目の閉眼から開眼までの状態のうち、ほぼ開眼した状態を開眼時間とし、それ以外を閉眼時間として、前記開眼時間及び前記閉眼時間を測定し、
健常成人の覚醒状態における平均開眼時間に比べて相対的に短い時間を第一の閾値時間とし、
健常成人の覚醒状態における平均閉眼時間に比べて相対的に長い時間を第二の閾値時間とし、
前記第一の閾値時間以下の開眼を検出した場合、前記第一の閾値時間以下の開眼時間の後に生じた瞬きの閉眼時間が、前記第二の閾値時間以上に達すると居眠り状態と判断する第一居眠り判断処理ステップと、前記第一の閾値時間以下の開眼の前に生じた瞬きの閉眼時間が、前記第二の閾値時間以上であった場合に、前記第一の閾値時間以下の開眼の終了により直ちに居眠り状態と判断する早期判断処理ステップとを備えることを特徴とする居眠り検出方法。

【請求項2】
人の目の閉眼から開眼までの状態のうち、ほぼ開眼した状態を開眼時間とし、それ以外を閉眼時間として、前記開眼時間及び前記閉眼時間を測定し、
健常成人の覚醒状態における平均開眼時間に比べて相対的に短い時間を第一の閾値時間とし、
健常成人の覚醒状態における平均閉眼時間に比べて相対的に長い時間を第二の閾値時間とし、
前記第一の閾値時間以下の開眼を検出した場合、前記第一の閾値時間以下の開眼時間の後に生じた瞬きの閉眼時間が、前記第二の閾値時間以上に達すると居眠り状態と判断する第一居眠り判断処理ステップと、
前記第二の閾値時間より相対的に長い閉眼時間を第三の閾値時間として設定し、前記第一の閾値時間以下の開眼の後に生じた瞬きの閉眼時間が、前記第三の閾値時間以上に達した場合に直ちに居眠り状態と判断する第二居眠り判断処理ステップとを備えることを特徴とする居眠り検出方法。

【請求項3】
人の目の閉眼から開眼までの状態のうち、ほぼ開眼した状態を開眼時間とし、それ以外を閉眼時間として、前記開眼時間及び前記閉眼時間を測定し、
健常成人の覚醒状態における平均開眼時間に比べて相対的に短い時間を第一の閾値時間とし、
健常成人の覚醒状態における平均閉眼時間に比べて相対的に長い時間を第二の閾値時間とし、
前記第一の閾値時間以下の開眼を検出した場合、前記第一の閾値時間以下の開眼時間の後に生じた瞬きの閉眼時間が、前記第二の閾値時間以上に達すると居眠り状態と判断する第一居眠り判断処理ステップと、
前記第二の閾値時間より相対的に長い閉眼時間を閾値時間として設定し、前記開眼時間の検出に際して、前記第一の閾値時間より長い開眼を検出した場合、その直前の瞬きのさらに直前の開眼時間も前記第一の閾値時間より長い場合に、前記直前の瞬きを単独の瞬きとし、前記単独の瞬きの閉眼時間が前記第二の閾値時間より相対的に長い閾値時間以上であったときは、前記単独の瞬きの後の前記開眼の終了により直ちに居眠り状態と判断する第三居眠り判断処理ステップとを備えることを特徴とする居眠り検出方法。

【請求項4】
人の目の閉眼から開眼までの状態のうち、ほぼ開眼した状態を開眼時間とし、それ以外を閉眼時間として、前記開眼時間及び前記閉眼時間を測定し、
健常成人の覚醒状態における平均開眼時間に比べて相対的に短い時間を第一の閾値時間とし、
健常成人の覚醒状態における平均閉眼時間に比べて相対的に長い時間を第二の閾値時間とし、
前記第一の閾値時間以下の開眼を検出した場合、前記第一の閾値時間以下の開眼時間の後に生じた瞬きの閉眼時間が、前記第二の閾値時間以上に達すると居眠り状態と判断する第一居眠り判断処理ステップと、
前記第二の閾値時間より相対的に長い閉眼時間を閾値時間として設定し、前記開眼時間の検出に際して、前記第一の閾値時間より長い開眼を検出し、その直後の瞬きの閉眼時間が前記第二の閾値時間より相対的に長い閾値時間以上に達した場合に直ちに居眠り状態と判断する第四居眠り判断処理ステップとを備えることを特徴とする居眠り検出方法。

【請求項5】
人の目の閉眼から開眼までの状態のうち、ほぼ開眼した状態を開眼時間とし、それ以外を閉眼時間として、前記開眼時間及び前記閉眼時間を測定し、
健常成人の覚醒状態における平均開眼時間に比べて相対的に短い時間を第一の閾値時間とし、
健常成人の覚醒状態における平均閉眼時間に比べて相対的に長い時間を第二の閾値時間とし、
前記第一の閾値時間以下の開眼を検出した場合、前記第一の閾値時間以下の開眼時間の後に生じた瞬きの閉眼時間が、前記第二の閾値時間以上に達すると居眠り状態と判断する第一居眠り判断処理ステップと、
前記第二の閾値時間より相対的に長い閉眼時間を閾値時間として設定し、複数の各閉眼時間の和として得られる合計閉眼時間が、前記第二の閾値時間より相対的に長い閾値時間より長い場合に居眠り状態とする第五居眠り判断処理ステップとを備えることを特徴とする居眠り検出方法。

【請求項6】
前記第五居眠り判断処理ステップは、前記第一の閾値時間以下の開眼を検出した後の複数の各閉眼時間の和として得られる合計閉眼時間が、前記第二の閾値時間より相対的に長い閾値時間より長い場合に居眠り状態とする請求項5記載の居眠り検出方法。

【請求項7】
前記合計閉眼時間は、前記各閉眼時間にそれぞれ重みをかけて足し合わせることにより求められる請求項6記載の居眠り検出方法。

【請求項8】
人の目の位置を認識して、その目の閉眼から開眼までの状態を検出する閉眼検出手段と、
前記閉眼検出手段により人の目がほぼ開眼した状態を開眼時間とし、それ以外を閉眼時間として測定する瞬目時間測定手段とを備え、
健常成人の覚醒状態における平均開眼時間に比べて相対的に短い時間を第一の閾値時間とし、健常成人の覚醒状態における平均閉眼時間に比べて相対的に長い時間を第二の閾値時間とし、
前記瞬目時間測定手段により前記第一の閾値時間以下の開眼を検出した場合、前記第一の閾値時間以下の開眼時間の後に生じた瞬きの閉眼時間が、前記第二の閾値時間以上に達すると居眠り状態であるとする居眠り判別手段を備え、
前記居眠り判別手段は、前記第一の閾値時間以下の開眼の前に生じた瞬きの閉眼時間が前記第二の閾値時間以上の場合には、記第一の閾値時間以下の開眼の終了により直ちに居眠り状態であるとすることを特徴とする居眠り検出装置。

【請求項9】
人の目の位置を認識して、その目の閉眼から開眼までの状態を検出する閉眼検出手段と、
前記閉眼検出手段により人の目がほぼ開眼した状態を開眼時間とし、それ以外を閉眼時間として測定する瞬目時間測定手段とを備え、
健常成人の覚醒状態における平均開眼時間に比べて相対的に短い時間を第一の閾値時間とし、健常成人の覚醒状態における平均閉眼時間に比べて相対的に長い時間を第二の閾値時間とし、
前記瞬目時間測定手段により前記第一の閾値時間以下の開眼を検出した場合、前記第一の閾値時間以下の開眼時間の後に生じた瞬きの閉眼時間が、前記第二の閾値時間以上に達すると居眠り状態であるとする居眠り判別手段を備え、
前記居眠り判別手段は、前記第二の閾値時間より相対的に長い閉眼時間を第三の閾値時間として設定し、前記第一の閾値時間以下の開眼の後に生じた瞬きの閉眼時間が、前記第三の閾値時間以上に達した場合には直ちに居眠り状態であるとすることを特徴とする記載の居眠り検出装置。

【請求項10】
人の目の位置を認識して、その目の閉眼から開眼までの状態を検出する閉眼検出手段と、
前記閉眼検出手段により人の目がほぼ開眼した状態を開眼時間とし、それ以外を閉眼時間として測定する瞬目時間測定手段とを備え、
健常成人の覚醒状態における平均開眼時間に比べて相対的に短い時間を第一の閾値時間とし、健常成人の覚醒状態における平均閉眼時間に比べて相対的に長い時間を第二の閾値時間とし、
前記瞬目時間測定手段により前記第一の閾値時間以下の開眼を検出した場合、前記第一の閾値時間以下の開眼時間の後に生じた瞬きの閉眼時間が、前記第二の閾値時間以上に達すると居眠り状態であるとする居眠り判別手段を備え、
前記居眠り判別手段は、前記第二の閾値時間より相対的に長い閉眼時間を閾値時間として設定し、前記瞬目時間測定手段により、前記第一の閾値時間より長い開眼を検出した場合、その直前の瞬きのさらに直前の開眼時間も前記第一の閾値時間より長い場合に、前記直前の瞬きを単独の瞬きとし、前記単独の瞬きの閉眼時間が前記第二の閾値時間より相対的に長い閾値時間以上であったときは、前記単独の瞬きの後の前記開眼の終了により直ちに居眠り状態とすることを特徴とする居眠り検出装置。

【請求項11】
人の目の位置を認識して、その目の閉眼から開眼までの状態を検出する閉眼検出手段と、
前記閉眼検出手段により人の目がほぼ開眼した状態を開眼時間とし、それ以外を閉眼時間として測定する瞬目時間測定手段とを備え、
健常成人の覚醒状態における平均開眼時間に比べて相対的に短い時間を第一の閾値時間とし、健常成人の覚醒状態における平均閉眼時間に比べて相対的に長い時間を第二の閾値時間とし、
前記瞬目時間測定手段により前記第一の閾値時間以下の開眼を検出した場合、前記第一の閾値時間以下の開眼時間の後に生じた瞬きの閉眼時間が、前記第二の閾値時間以上に達すると居眠り状態であるとする居眠り判別手段を備え、
前記居眠り判別手段は、前記第二の閾値時間より相対的に長い閉眼時間を閾値時間として設定し、前記瞬目時間測定手段により、前記第一の閾値時間より長い開眼を検出し、その直後の瞬きの閉眼時間が前記第二の閾値時間より相対的に長い閾値時間以上に達した場合に直ちに居眠り状態とすることを特徴とする居眠り検出装置。

【請求項12】
人の目の位置を認識して、その目の閉眼から開眼までの状態を検出する閉眼検出手段と、
前記閉眼検出手段により人の目がほぼ開眼した状態を開眼時間とし、それ以外を閉眼時間として測定する瞬目時間測定手段とを備え、
健常成人の覚醒状態における平均開眼時間に比べて相対的に短い時間を第一の閾値時間とし、健常成人の覚醒状態における平均閉眼時間に比べて相対的に長い時間を第二の閾値時間とし、
前記瞬目時間測定手段により前記第一の閾値時間以下の開眼を検出した場合、前記第一の閾値時間以下の開眼時間の後に生じた瞬きの閉眼時間が、前記第二の閾値時間以上に達すると居眠り状態であるとする居眠り判別手段を備え、
前記居眠り判別手段は、前記第二の閾値時間より相対的に長い他の閉眼時間を閾値時間として設定し、複数の各閉眼時間の和として得られる合計閉眼時間が、前記第二の閾値時間より相対的に長い閾値時間より長い場合に居眠り状態とすることを特徴とする居眠り検出装置。

【請求項13】
前記居眠り判別手段は、前記第一の閾値時間以下の開眼を検出した後の複数の各閉眼時間の和として得られる合計閉眼時間が、前記第二の閾値時間より相対的に長い閾値時間より長い場合に居眠り状態とする請求項12記載の居眠り検出装置。

【請求項14】
前記居眠り判別手段は、前記合計閉眼時間を、前記複数の各閉眼時間にそれぞれ重みをかけて足し合わせることにより求める請求項13記載の居眠り検出装置。

【請求項15】
前記閉眼検出手段は、前記人の目の虹彩と瞳孔の面積を測定する請求項8乃至12のいずれかに記載の居眠り検出装置。

【請求項16】
前記居眠り状態の判断結果に基づき、居眠り警報を発する警報手段を備えた請求項8乃至15のいずれかに記載の居眠り検出装置。

【請求項17】
請求項8乃至16のいずれかに記載の居眠り検出装置を備えたことを特徴とする車両。
国際特許分類(IPC)
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