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ドライバ状態検出技術顔画像脳波心拍検出インタフェース実用化車載適用例

調達購買ノウハウ

投稿日：2026年6月21日

ドライバ状態検出技術顔画像脳波心拍検出インタフェース実用化車載適用例

居眠り・脇見・漫然運転によるヒューマンエラーは、重大事故の主要因として今も解消されていない。日本自動車研究所（JARI）の統計分析では、居眠り運転による死亡・重傷事故は深夜〜早朝4〜5時台にピークを迎え、発生率は全事故の約5%に達する一方、件数で見ると昼間12〜18時帯が多く、一般道・非職業運転者にも広く及ぶことが明らかになっている。この背景から、顔画像・脳波・心拍という生体情報をリアルタイムで取得し、ドライバの内的状態を推定するセンシング技術が車載への実装段階に入っている。本記事では、各モダリティの技術原理、MAZDA3等の実車事例、調達・量産段階での実装課題を現場目線で解説する。

なぜ今「ドライバ状態検出」が製造業のアジェンダに上がるのか

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ドライバモニタリングへの注目が急激に高まった背景には、三つの圧力が重なっている。

第一に、事故統計が示す深刻な実態だ。JARIが交通事故統計データを用いて行った居眠り運転の実態調査では、居眠り運転による死亡・重傷事故の発生率が4〜5時台で最も高く（約5%）、次いで12〜16時台（約2%）であることが確認されている。^[1]さらに、職業運転者よりも非職業運転者、高速道路よりも一般道で事故件数が多いという事実は、従来の職業ドライバ向け対策だけでは不十分であることを示している。^[1]

第二に、自動運転レベル3以降を支える制度整備の加速だ。2026年3月、経済産業省は日本主導で「ISO 23792-1:2026」および「ISO 23792-2:2026」が国際規格として発行されたと発表した。^[2]これはシステムと人間のドライバ間の運転交代を前提とした自動車専用道路向けの自動運転システム（Motorway Chauffeur System）の要件・試験法を定めたもので、レベル3環境ではドライバが「引き継げる状態にあるか」の常時監視が不可欠となる。^[2]

第三に、欧州の義務化が国内市場にも波及していることだ。欧州の一般安全規則（GSR）では2024年7月以降すべての四輪新型車への「先進運転注意喚起（ADDW）システム」搭載が定められており、2026年には全新規登録車に規則が適用される予定だ。^[3]グローバル展開する日系OEMへの供給を担うサプライヤーにとっては、欧州向けに開発したDMS（Driver Monitoring System）モジュールを国内量産ラインでも展開する流れが現実的になっている。

調達現場で押さえるポイント

当社がこれまで関わってきた自動車・電装部品の調達案件では、「DMS対応」が車載カメラモジュールの仕様書に追記され始めた時期が欧州GSR施行前後から顕著に増えた。対応が後手に回ったサプライヤーは、既存カメラ筐体の再設計を余儀なくされるケースが複数あり、開発費の事後負担が問題化した。法規動向は「仕様書の変化」として現れる前に、一次ソースで先読みする習慣が不可欠だ。

顔画像インタフェース：PERCLOS から視線推定まで

現時点で車載実装が最も進んでいるのが顔画像認識を用いたドライバ状態検出だ。国土交通省のASV推進検討会が策定した「ドライバーモニタリング（眠気・居眠り検知）システムガイドライン」でも、瞼開度・瞬き・眼球運動が主要指標として明示されており、特にPERCLOS（一定時間における閉眼時間の割合）、瞬きの速度、閉眼時間が検知指標として研究事例の多い手法として挙げられている。^[4]

PERCLOSは「Percent of the time eyelids are closed」の略であり、一定時間内の閉眼率を算出する。眠気が高まると閉眼時間が長くなり、反射的なまばたきから緩慢な閉眼パターンに移行する——この変化をリアルタイムで捉えるのが基本原理だ。^[4]

JARIが実車走行環境下で行った自動運転時の覚醒度検知研究では、眠気表情値とPERCLOSの間に有意な正の相関（r=0.74, p<0.05）が確認されており、覚醒度低下に伴いPERCLOS値が高くなることが実車環境でも裏付けられている。^[5]さらに同研究では、瞬目数との間でも有意な相関（r=0.70, p<0.05）が得られており、顔画像由来の複数指標を組み合わせることで精度向上につながることが示唆されている。^[5]

視線方向の推定については、電気学会論文誌の研究が車載カメラによる顔領域検知・まばたき・視線を組み合わせ、意識低下と脇見を同時に検知するシステムとして実装を報告している。^[6]顔向き推定の精度は照明環境・ドライバの体格・眼鏡着用の有無で大きく変動するため、近赤外線カメラの採用や補助IRLEDの最適配置が量産設計上の重要課題となる。

MAZDA3 への実装：産学連携から量産化への具体的なプロセス

顔画像DMS の国内量産事例として最も詳細な技術情報が公開されているのが、マツダが2019年に投入した新型MAZDA3への「ドライバー・モニタリング」機能だ。マツダ技報（自動車技術会論文誌掲載）によれば、センターディスプレイのベゼル部に内蔵した近赤外線カメラと赤外線LEDにより、昼夜を問わず顔表情・視線を取得し、眠気を5段階レベルで推定する設計となっている。^[7]

眠気検知判定が出た際には単なる警報音だけでなく、メーター上に休憩を促す表示を出力し、さらに「スマート・ブレーキ・サポート（SBS）」の警報タイミングを早期化することで多重的なリスク低減を図っている。^[7]つまり、DMS単体の警報ではなく、既存の衝突軽減ブレーキシステムとのリアルタイム連動により、ドライバ状態に応じた動的な安全機能制御を実現している点が技術的な特徴だ。

また同論文では、夜間・逆光・日差し変動といった多様な外光環境への対応として通常の可視光ではなく近赤外光領域の感度を高めたカメラを採用した経緯も詳述されており、車載量産における環境ロバスト性の確保がいかに困難かを示している。^[7]

調達現場で押さえるポイント

累計200社以上のサプライヤー視察経験から言えるのは、「カメラ量産は光学設計が命」という事実だ。DMS用近赤外カメラは一般的な車載バックカメラより公差管理が厳しく、レンズ・センサ・LEDアレイのアライメントが±0.数°ズレるだけで眠気判定の誤検知率が跳ね上がる。サプライヤー選定では「設計仕様書の光学公差欄の記載精度」と「ラインオフ検査装置の仕様」を必ず確認することを推奨する。

心拍検出インタフェース：HRV 解析による覚醒度・感情推定

カメラベースのDMSが「外から見える状態」を捉えるのに対し、心拍検出は「身体内部の自律神経状態」に直接アクセスする。ドライバに負担をかけない車載心拍取得手法として、ステアリングホイール内蔵型電極やシート内蔵型生体センサが研究・開発されている。

人工知能学会での発表研究では、心拍変動（HRV）のRR間隔データに自己注意機構付きオートエンコーダを適用し、居眠り運転を検知する手法が提案されている。^[8]心電図のRR間隔は隣り合う心拍間の時間差（ミリ秒単位）であり、覚醒度が低下すると副交感神経優位となってRR間隔のゆらぎパターンが変化することが知られており、このパターン変化をAIで識別する試みだ。^[8]

さらに、自動車技術会論文集に掲載された研究では、心電波形データを深層学習で解析し、ドライバの感情状態（快・不快・平静）を推定する手法が示されている。^[9]快・不快の感情推定が実現すれば、居眠りリスクの事前検知だけでなく、HMI（ヒューマンマシンインタフェース）からのコミュニケーション設計や、ルート提案・音楽選択といったパーソナライズドサービスへの発展も視野に入る。^[9]

一方、シート埋め込み型センサの車載量産には固有の課題がある。乗車姿勢の変動・シート素材の厚みによる信号減衰・走行振動ノイズが複合的に検出精度を落とすため、信号処理アルゴリズムと筐体設計の両面から最適化が必要だ。製造業の調達購買10年以上の経験から見ると、こうした「測定環境が不安定な生体センサ部品」は、サプライヤーの量産実績よりも「試作フェーズでの不具合対応履歴と改善速度」が信頼性評価の核心になる。

脳波センシングの現在地：研究段階から搭載準備へ

脳波（EEG）は生体信号の中で覚醒度との相関が最も高いとされる一方、ウェアラブルでの取得精度と車載環境での耐ノイズ性という二重の壁が立ちはだかってきた。現在は非接触式・少電極型の軽量センサ開発が進んでおり、ヘッドレストや耳装着型電極による非侵襲取得が研究レベルで実証されている。

JARIが行った漫然運転状態検出に関する実験的考察では、瞳孔径やステアリング操作特性と覚醒度の関係が検証されており、脳波単独ではなく複数の生体・操作指標を組み合わせた「マルチモーダル推定」の有効性が示されている。^[10]脳波がマルチモーダル構成の一要素として加わることで、顔画像・心拍だけでは捉えにくい「意識はあるが注意力が散漫な状態」の検知精度向上が期待される。

ただし脳波センサの車載搭載に向けた実用化は、少なくとも現時点では試作・評価段階にとどまっているサプライヤーが大半だ。調達担当者が脳波センサ部品を検討する際は、「量産対応可能な製造コスト」「EMC（電磁両立性）試験の通過実績」「ISO 26262 ASIL準拠の機能安全対応」の3点を軸に選別するのが現実的な判断軸となる。

マルチモーダル構成の技術比較：各センシング手法の特性を整理する

センシング手法	主要指標	検出対象状態	車載量産度	主な課題	代表的実装事例
顔画像（近赤外カメラ）	PERCLOS・視線方向・頭部姿勢	居眠り・脇見・意識低下	★★★★★ 量産済	外光変動・個人差・眼鏡対応	MAZDA3・各社新型車
視線推定（顔向き解析）	顔向き角度・注視領域	脇見・注意散漫	★★★★☆ 実装進行中	頭部遮蔽・アルゴリズム精度	電気学会実装研究
心拍・HRV（接触型電極）	RR間隔・心拍変動	覚醒度低下・感情状態	★★★☆☆ 試作〜評価	姿勢変動ノイズ・量産コスト	JSAI2022発表・技術会論文
心拍（非接触ミリ波レーダ）	胸部微細動作・HRV	覚醒度・急病リスク	★★☆☆☆ 研究〜試作	EMC・コスト・法規対応	車載環境応用研究進行中
脳波（EEG）	α・θ波パワー比	覚醒度・意識水準	★★☆☆☆ 研究段階	電極装着・車内EMIノイズ	日立等研究機関
瞳孔径	瞳孔径変化率	漫然運転・眠気	★★★☆☆ 補助指標	外光影響・照明設計	JARI漫然運転研究
ステアリング操作	操舵角・操舵速度変動	漫然・眠気（間接）	★★★★☆ 既存機能活用	間接推定のため精度限界	車線維持支援と連動
体動センサ	腰背部動作・呼吸	姿勢異常・体調急変	★★☆☆☆ 実証段階	体格差・シート素材依存	バス・トラック向け先行検討
音声解析	発話パターン・呼吸音	認知低下・体調異常	★★☆☆☆ 研究段階	車内騒音・個人差	高齢者向け研究
マルチモーダル（融合）	顔+心拍+操作情報	複合的なドライバ状態	★★★☆☆ 次世代標準	センサフュージョン・演算負荷	レベル3 ADS要件として浮上

国土交通省 ASV 推進計画と規制動向が調達に与える影響

国土交通省の先進安全自動車（ASV）推進計画は平成3年度から約30年にわたって継続されており、ドライバモニタリングを含む安全技術の開発・実用化・普及を産学官で推進している。^[11]2020年には「ドライバーモニタリング（眠気・居眠り検知）システムガイドライン」および「ドライバーモニタリング（脇見等検知）システムガイドライン」の両方が策定・公表されており、これが国内メーカーの量産設計における基準線となっている。^[4]

調達担当者の立場では、このガイドラインが「要求仕様の最低ライン」であることを理解したうえで、自社製品がターゲットとする市場（国内/欧州/北米）に応じた上乗せ要件を整理する必要がある。特に欧州向けは前述のGSRに基づくADDW要件（時速50km以上で3.5秒以上の視線逸脱で警告）^[3]が法的拘束力を持つため、サプライヤーへの調達仕様書に明記することがリスク回避の基本だ。

また、経済産業省が2026年3月に発行を主導したISO 23792シリーズは、レベル3自動運転システムがシステム状態を定義し、運転交代条件を規定するものであり、その前提としてドライバの「受け取り可能状態」をシステムが判断できること——つまりDMSの出力がシステム判断に組み込まれることを要件として含意している。^[2]この観点から、DMS部品の調達は単体機能の評価にとどまらず、車両統合システムにおける機能安全（ISO 26262）上の位置づけを含めた検討が求められる段階に入っている。

量産実装で直面する5つの現場課題

技術の有効性が研究で示されていても、車載量産への道のりには常に「研究室と現場のギャップ」が存在する。金属加工・樹脂成形・電気電子・組立完成品の5ジャンル横断で調達に関わってきた経験から、DMS関連部品で頻出する現場課題を以下の観点で整理する。

①アルゴリズムの個人差対応
顔画像DMSのPERCLOS判定は、ドライバの眼の大きさ・二重まぶたか否か・眼鏡の有無・肌色によって検出精度が変動する。アジア・欧州・アフリカ市場をカバーするグローバル車種では、多民族対応のデータセットで再学習したモデルを搭載する必要があり、アルゴリズム開発費とデータ収集コストが想定より膨らむケースが多い。

②経年劣化とセンサ品質管理
車載カメラはレンズの曇り・IRLEDの輝度劣化・基板腐食によって出荷後3〜5年で性能が変化することがある。特に寒冷地での結露や熱帯気候下での高温高湿試験（JASO規格）への適合は、量産立ち上げ段階でのサプライヤー試験成績書の精査が不可欠だ。

③誤検知によるユーザー不満と信頼性設計
警報頻度が高すぎるとドライバーが機能をオフにしてしまう「アラーム疲れ」が起きる。MAZDA3の実装でも眠気レベルを5段階で推定し段階的に警告を変化させることで過剰警報を抑制する設計を採用しているように^[7]、「誤検知率と見逃し率のバランス設計」はサプライヤーに求めるKPIとして明示する必要がある。

④プライバシー法規への対応
顔画像・心拍・脳波はいずれも個人識別情報・要配慮個人情報に該当しうる。EUのGDPR、国内の個人情報保護法改正、中国のPIPLなど地域ごとに取り扱い要件が異なるため、データをエッジ処理（車内完結）するか、クラウドに送るかの設計判断が法規適合の前提条件になる。調達仕様書にはデータフロー図の提出を義務付けることを推奨する。

⑤サプライチェーンの半導体依存リスク
DMSカメラモジュールに使われる画像処理SoCや心拍センサのアナログフロントエンドICは、特定の半導体メーカーへの依存度が高い。2021〜2023年の半導体不足局面では、DMS搭載グレードが生産停止となった事例が複数報告されており、セカンドソース戦略と部品在庫バッファの設計を調達計画に組み込むことが現時点での必須対応だ。

調達現場で押さえるポイント

中国・東南アジアのサプライヤー網で典型的に見られるのは、「アルゴリズム開発は外部の研究機関に委託しているが、量産後の改修対応窓口が不明確」という構造だ。DMS部品は出荷後にフィールドデータに基づくアルゴリズム更新（OTA）が必要になるケースが多く、サプライヤー契約書にはアルゴリズム保守・更新の責任範囲と対応SLAを必ず盛り込むこと。

調達バイヤーがサプライヤーを評価する具体的な判断軸

ドライバ状態検出モジュールを調達する際、従来の機械部品調達と異なる最大の点は「ハードとソフトの一体評価」が必要なことだ。以下の観点でサプライヤー評価シートを設計することを推奨する。

技術実証の深さを問う
学術論文・技術発表への参照可否を確認する。自動車技術会や電気学会への論文投稿実績、JARIや国土交通省ガイドラインの基準をどう解釈して設計に反映しているかを説明できるサプライヤーは、開発の根拠が薄いベンダーとは根本的に異なる。

量産対応実績の確認
「開発できる」と「量産できる」の間には大きな溝がある。実際に量産ラインを稼働させた実績（機種名・年間生産台数・納入先OEM）の提示を求め、可能であれば工場監査を行う。特にカメラモジュールは光学検査ライン・クリーン度管理・LEDバーンイン試験設備の有無が量産品質に直結する。

不具合時の解析能力
誤検知・見逃しの不具合が発生した場合、フィールドデータを解析してアルゴリズムを特定し、ソフトウェアアップデートを迅速に展開できる体制があるかを確認する。サポート体制のSLA（応答時間・解析期間・改修展開期限）を数値で提示できないサプライヤーは量産後のリスクが高い。

グローバル法規対応の幅
国内のASVガイドライン適合だけでなく、欧州ADDW要件・UN-R79/UN-R130・ISO 26262 ASIL-Bレベルの機能安全認証取得状況を確認する。グローバルプラットフォーム車種への採用を見据えた場合、認証未取得のサプライヤーでは追加認証費と時間が調達リスクになる。

これからの展望：レベル3以降のドライバ状態管理とHMI進化

ISO 23792シリーズが定めるレベル3自動運転では「システムが運転主体である状態」と「ドライバへの運転交代要求」のシームレスな切り替えが求められる。^[2]この切り替えを成立させるには、DMSがドライバの「引き受け可能状態」を数秒のラグなく判断し、HMIが適切なタイミングで交代要求を提示しなければならない。つまり、DMS・HMI・自動運転ECUの三者がリアルタイムで連携する統合アーキテクチャが次の設計課題となる。

感情推定機能が実用化されれば、単なる安全機能を超えた価値が生まれる。深層学習による心電波形からの感情推定研究が示すように^[9]、「ドライバが不快と感じている状態」を検知して音楽・室温・シート角度を自動調整するウェルビーイング制御や、保険テレマティクスへの活用も現実的な応用先として浮上してくる。

調達購買の視点では、こうした機能統合が進むほど「センサモジュール単品」ではなく「ソフトウェア定義の統合DMSシステム」としての調達に移行していく。OTA更新に伴うソフトライセンス費の扱い、API仕様の開示範囲、データ共有の契約条件——これらはすでに先行する欧米系OEMとの取引で論点となっており、国内サプライヤーも対応を迫られる局面が近づいている。