JP2002040131A - 車両用警報装置 - Google Patents
車両用警報装置Info
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Abstract
可能な報知態様で出力する車両用警報装置の提供。 【解決手段】 自動車の状態量1に基づいて緊急度レベ
ル判定部3にて警報音を発報する緊急度の度合(レベ
ル)を決定し、警報音制御部6は、警報音メモリ7に予
め格納されている複数種類の発報パターンの中から、決
定されたレベルに対応する発報パターンを選択し、選択
した発報パターンの警報音を、スピーカ8から出力す
る。警報音メモリ7に格納されている各発報パターン
は、発報ピッチと、オフ状態からオン状態への遷移時間
とその遷移時間を含む1回分の当該オン状態の継続時間
との比率Rとが互いに異なるように設定されている。状
況緊急度学習部5は、状態量1と操作量2とに従って緊
急度レベル判定部3がレベル判定するときに使用する基
準レベルを学習補正する。
Description
関し、例えば代表的な車両である自動車に適用して好適
な警報装置に関する。
分野においては、警報音を用いてドライバに危険な状況
を警報する警報装置が提案されており、このような警報
装置には、発生した危険な状況に応じた警報音を発生さ
せたり、或いは、警報発報の緊急度を、前方車両との車
間距離に基づいて評価するものが知られている。
人差があるので、実際に発生した状況が同じ状況であっ
ても、ドライバの運転特性に応じて、例えばブレーキペ
ダルの操作においても制動の度合に個人差が生じる。従
って、個々に異なるドライバの運転特性を考慮すること
なく、センサによって検出した車両の走行状態(車間距
離、速度等)のみに基づいて緊急度を評価し、その評価
結果に応じた警報を発報すると、ドライバが有する運転
特性によっては実際に把握している状況と一致しない状
況が生じ、ドライバは違和感を感じることになる。
は、係る警報装置における緊急度に応じた警報音の設定
の態様を、音圧を変更する技術(特開平7−24478
7号)、警報音のピッチ等の周波数的なパラメータを変
更する技術(特開平8−118991号)、断続する警
報音の発報ピッチ等の時間的なパラメータを変更する技
術(特開平11−208307号)等が提案されてい
る。
音に含まれる最も低い基本周波数であり、音程の高さに
関係するパラメータであるため、ピッチが高いほど聞こ
える音は高い。また、「発報ピッチ」(=1/周期)と
は、単位時間当たりの警報発音回数であり、人が感じる
音のリズム、或いは音の繰り返す速さに関係するパラメ
ータである。
とによって警報音の緊急度を表現する場合には、背景騒
音(即ち、周囲の騒音環境)の変化や、高齢者の聴力低
下(一般に、加齢に伴い高周波数領域で聴力は著しく低
下する)等によって警報音の認識力が大きく変化するた
め、場合により、警報音を聞き取り難くい状況が予想さ
れる。
パラメータに従って変更する場合には、基本的には警報
音の発報ピッチが早いほど人間の認識する緊急度が高
い。しかしながら、人間は音の大きさや音程の高さを正
しく認識するためには、その音がある程度の時間(0.
1秒乃至0.3秒)にわたって持続する必要があり、こ
の時間より短い(即ち、発報ピッチが早すぎる)音の大
きさや音程は過小評価され、結果として被験者が認識す
る緊急度が、警報装置が本来報知しようとした緊急度よ
り過小評価されてしまう。即ち、警報装置として警報可
能な緊急度のレベルを複数段階用意しても、発報されて
いる警報の緊急度の差異をドライバは正しく認識できな
いという問題が生じる。
を、ドライバの認識可能な報知態様で出力する車両用警
報装置の提供を目的とする。
め、本発明に係る車両用警報装置は、以下の構成を特徴
とする。
境を検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果
に基づいて、ドライバに所定の運転操作を促すべき走行
環境か否かを判定する判定手段と、前記判定手段によっ
て前記所定の運転操作を促すべき走行環境であると判定
されたときに、オン状態とオフ状態とが繰り返される発
報態様の警報音を出力する警報手段と、前記走行状態及
び/または走行環境に基づいて、前記判定手段によって
判定された走行環境に関する緊急度を判定し、その判定
の結果、緊急度が高いときには、前記警報手段による前
記警報音の出力に際して、前記オフ状態から前記オン状
態への遷移時間の、その遷移時間を含む1回分の該オン
状態の継続時間に対する比率Rを、該緊急度が低いとき
と比較して小さな値に設定する警報制御手段とを備え
る。
段は、前記緊急度が高いときに、前記警報手段が出力す
べき警報音における前記比率Rを小さな値に設定すると
共に、前記オン状態とオフ状態とが繰り返される発報態
様の発報ピッチを、該緊急度が低いときと比較して大き
な値に設定すると良い。
は、前記警報音の発報ピッチが所定値より大きいときの
み、前記比率Rを、前記緊急度に応じて設定すると良
い。
の障害物との相対距離及び相対速度と、ドライバによる
ブレーキの操作量及び操作速度とを検出可能であって、
前記警報制御手段は、検出された相対距離及び相対速度
と、その相対距離及び相対速度に応じてドライバによっ
て行われた前記ブレーキの操作量及び操作速度に基づい
て、前記緊急度の評価に用いる基準レベルを学習補正す
ると良い。
度の警報を、ドライバの認識可能な報知態様で出力する
車両用警報装置の提供が実現する。
に報知すべき緊急度の程度を、オフ状態からオン状態へ
の遷移時間(立ち上がり時間)の、その遷移時間を含む
1回分の当該オン状態の継続時間に対する比率Rを調整
することによって表現しているので、背景騒音の影響や
ドライバの聴力特性の影響を低減することができ、従来
の音圧や発報ピッチ等のパラメータを調整するだけの方
法と比較して、きめ細かい緊急度の警報音の表現を、ド
ライバに確実に認識させることができる。
発報ピッチにおいてのみ比率変更を行う(請求項3)
等、立ち上がり率(比率R)を変更することにより、よ
り効果的な警報報知を実現することができる。
定の基準レベルがドライバの状況判断特性に応じて補正
されるので、個々のドライバに応じた警報報知を実現す
ることができ、これにより、ドライバが実際に把握して
いる状況と、警報によって報知された緊急度との間に差
異がある場合にドライバが感じる違和感を極小化するこ
とができる。
置を、代表的な車両である自動車に適用した実施形態と
して、図面を参照して詳細に説明する。
置のシステム構成を概念的に示すブロック図である。
車の走行状態及び/または走行環境を検出する検出部A
によって検出された状態量と、ドライバによる操作部B
への操作量とが入力される。そして、緊急度判定部C
は、入力された状態量と操作量とに基づいて、ドライバ
に所定の運転操作(例えばブレーキ操作による減速等)
を促すべき走行環境か否かを、図2に示すような定量的
な緊急度レベル(例えば図11では7段階)によって判
定する。
力可能な緊急度レベルの段階に対応して、複数種類の警
報音の発報パターン(報知態様)が予め格納されてい
る。
て設定される緊急度レベルに従って警報音メモリFを参
照することによって出力すべき発報パターンを取得し、
警報音発生部Eを制御することにより、取得した発報パ
ターン(即ち、当該緊急度レベル)に対応する警報音
を、ドライバに対して発報する。
について説明する。上述したように、緊急度判定部Cに
よる緊急度レベルの判定は、車両の状態量(例えば車間
距離や先行車両との相対速度)と操作量(例えばドライ
バによるブレーキの踏み込み量や踏み込み速度)とに基
づいて行われるが、ここでは説明の便宜上、図2に示す
如く2種類の状態量X1及びX2が入力される状態空間
を用いて説明する。
の判定方法を説明する図であり、2つの状態量X1及び
X2から構成した状態空間において、緊急度レベルiと
レベルjとの相対関係を示すものである。
(走行環境)に対する判断を絶えず行っており、その判
断結果に基づいてステアリングホイールやブレーキペダ
ル等の操作を行っており、ある走行状況に対して個々の
ドライバが感じている危険に対する認識の度合(緊急
度)には一般に差異があるため、実際には同じ走行状況
であっても、回避操作(ブレーキ或いはハンドルの操
作)の度合い(大きさと速さ)は異なる。
合いによって表現され、換言すれば、ドライバの運転操
作特性が判れば、状況判断に対する特性(癖)が学習で
きると考えられる。そして、本実施形態では、学習した
結果を基に状況緊急度判断を行うことにより、個々のド
ライバに適切な警報を提供することを1つの目的として
いる。
11の如く複数段階のレベルに分け、それぞれのレベル
(緊急度レベル)を車両状態量(車間距離、相対速度、
車速等)の特徴値、即ち、平均値と標準偏差σによって
表現する(尚、車間距離は、自車両前方の障害物との相
対距離である)。
ルの状態空間X1−X2(図2)における中心位置を示
し、(X1(i),X2(i))は、緊急度レベルiの中心位
置であり、(X1(j),X2(j))は、緊急度レベルjの
中心位置である(尚、当該中心位置について図2には示
すアッパーバーを、本明細書では記載上の制約から省略
する、以下同様)。また、標準偏差σ(i)及びσ(j)は、
尺度を示す。また、(X1,X2)は、そのときの車両
状態量を示す。
レベルの判断は、車両状態量(X1,X2)から各緊急
度レベルの中心位置までの距離d(i)及びd(j)を求め、
その最小値(最も近い)にあたる緊急度レベル(レベル
j)をその時の状況緊急度レベルとする。
X2)の各緊急度レベルにおける尺度(標準偏差σ(i)
及びσ(j))は異なるので、距離d(i)及びd(j)を直接
比較することはできない。このため、各々の車両状態量
(X1,X2)の標準得点(距離d/標準偏差σ)を、
緊急度レベルi, j について求めて比較すればよい。
ドライバに報知するためには、相応した緊急度を表現可
能な警報音を発報する必要がある。そこで、本実施形態
では、後述する方法によって設計した異なる緊急度レベ
ルを表わす複数種類の警報音の発報パターン(報知態
様)を警報音メモリFに予め登録しておき、判定した緊
急度レベルに応じた発報パターンを選択する。
体的なシステムについて説明する。
置のシステム構成を示すブロック図である。
は、自動車の状態量1として、一般的な検出方法によっ
て検出された前方車両との車間距離(相対距離)及び相
対速度、そして自車速が設定される。
による操作量2として、一般的な検出方法によって検出
されたブレーキ操作量と、ブレーキ操作速度とが設定さ
れる。状況緊急度学習部5は、緊急度レベル判定部3が
緊急度レベルの判定に際して参照する緊急度の基準レベ
ルの学習補正(詳細は後述する)を行い、補正後の基準
レベルの特性情報を、記憶部4に格納(更新記憶)す
る。
れた状態量1と操作量2とに基づいて、記憶部4に格納
されている緊急度の基準レベル(図8)を参照すること
により、ある緊急度レベルを決定する。
3が決定可能な緊急度レベルの段階に対応して、図9に
示す如く複数種類の警報音の発報パターン(報知態様)
が予め格納されており、警報音制御部6は、緊急度レベ
ル判定部3によって設定される緊急度レベルに従って警
報音メモリ7を参照することにより、出力すべき発報パ
ターンを取得する。そして警報音制御部6は、取得した
発報パターン(即ち、当該緊急度レベル)に対応する警
報音を、スピーカ8から発報する。
3乃至7の各ブロックは、自動車に搭載された不図示の
ECU(電子制御ユニット)において、そのECUの制
御を司るマイクロコンピュータに、以下に説明する制御
処理を実行させることによって実現することができる。
の警報制御処理を示すフローチャートであり、ECUの
マイクロコンピュータが実行する処理手順を示す。
量1(車間距離d、相対速度Vr、車速V0)とドライ
バによる操作量2(ブレーキ踏み力と踏み込み速度)と
を、各種センサにより計測する。
両状態量と、少なくとも前回の制御周期のステップS5
において記憶部4としてのRAM等のメモリに記憶され
ている各緊急度レベルの車両状態量の特徴量(平均値、
標準偏差等:図6を参照して後述する)に従って緊急度
レベルを推定し、推定した緊急度レベルを基に警報発報
の必要性と、出力すべき警報のレベルを判断する(詳細
は図5を参照して後述する)。
る緊急度レベルに従って警報音メモリ9を参照すること
により、対応する警報音の発報パターンを選択する。
発報パターンの警報音を、スピーカ8から発生させる。
基づいて緊急度レベルを判別し、それぞれの緊急度レベ
ルにおける車両状態量1の特徴量(平均値、標準偏差
等)を計算し、計算結果をRAMのメモリ等に記憶する
(詳細は図6を参照して後述する)。
チャートのうち、ステップS2の詳細を示すフローチャ
ートである。同図において、ステップS21:検出され
た車両状態量1(車間距離d、相対速度Vr、車速V
0)と、記憶されている各緊急度レベルの車両状態量1
の平均値と標準偏差σ、各緊急度レベルにおける標準得
点Z(i)を計算する。
れの車両状態量の標準得点を、
速度の平均値と標準偏差であり、ステップS5で学習さ
れた結果、RAM等のメモリ記憶されている値である。
また、学習が行われていないときには、標準的な値をデ
フォルトとして用いる。
ルの標準得点Z(i)の最小値を求め、その最小値Zmin
に対応する緊急度レベルkを、そのときの緊急度レベル
とする。
された緊急度レベルkに従って警報音を発報する必要性
を判断する。具体的には、緊急度レベルk=0のときに
は警報不要と判断してステップS5に進み、緊急度レベ
ルk>0のときには警報必要と判断してステップS3に
進む。
チャートのうち、ステップS5の詳細を示すフローチャ
ートである。
として検出されているブレーキ操作量FBと操作速度S
Bに基づいて、緊急度レベルを判定する。即ち、ドライ
バがブレーキを強く、早く踏むほど緊急度レベルが高い
という考えに基づき、ブレーキの操作量FBと操作速度
SBから、図13に示すようなルールベースを用いて、
一般的なメンバーシップ関数に基づいて緊急度を推定す
る。
ブル中の数字は、緊急度レベルを示し、数字が大きいほ
ど緊急度レベルが高い。また、当該テーブル中のブレー
キ操作量FB及び操作速度SBについてのメンバーシッ
プ関数は、図7の如く定義される。そして、図13のル
ールベースと図7に示すメンバーシップ関数とを用い推
定した緊急度判定の基準レベルの一例を図8に示す。
量2(ブレーキ操作量FB及び操作速度SB)に従って
推定した緊急度レベルに基づいて、ステップS2にて実
際に判断基準として参照すべく基準レベルとして類別
し、図8に示す如く類別された車両状態量1を、ルック
アップテーブルとしてメモリ(記憶部4)に更新記憶す
る。
(ここではレベル0乃至5:但しレベル0は警報出力無
しに相当)において、車両状態量1の平均値と標準偏差
σを求め、それらを緊急度レベルの代表値とする。
要)。
る複数種類の警報音について詳細に説明する。
急度レベル判定部3によって設定された緊急度レベルに
応じた警報音を発報すべく、警報音制御部6が参照する
発報パターン(報知態様)の特性テーブルが予め格納さ
れている。
が出力可能な緊急度レベルの段階(レベル1からレベル
5)に対応して、オン状態とオフ状態とが繰り返される
間欠パルス状の発報パターンを有する複数種類の警報音
が格納されている。これらの警報音の発報パターンは、
オフ状態(オフ期間)からオン状態(オン期間)への遷
移時間(立ち上がり時間)とその遷移時間を含む1回分
のオン状態の継続時間との比率が異なっており(図12
参照)、緊急度レベルが大きい高い緊急度を表わす発報
パターンほど警報音の発報ピッチが大きく設定されると
共に、最も緊急度が高いレベル5は、その他のレベルよ
り比率Rが小さい値に設定されている。
秒)は、単位時間当たりの警報発音回数である。また、
比率Rは、オン期間に対する立ち上がり時間の割合
(%)である。
の発報パターンを、発報ピッチと比率Rとを組み合わせ
た時間的なパラメータによって設定したが、この設定
は、図11に示すような7段階の緊急度を定義した場合
における以下に説明する複数の被験者に対する主観評価
の実験によって決定した。
価の結果を示す図であり、ある発報ピッチの警報音を被
験者に聞かせたときに、その警報音が被験者の主観的な
緊急度の認識に与える影響は、発報ピッチが大きいほど
緊急度が高いと認識されることが判った(図10(a)
参照)。しかしながら、図10(a)には示されていな
いが、発報ピッチが10ppsを越えると、人間の聴覚
特性の関係から、緊急度に対する認識が高くならずにあ
る程度落ちてしまうことも判った。
に聞かせたときに、その警報音が被験者の主観的な緊急
度の認識に与える影響は、発報ピッチの低い場合には影
響がなく、高い場合には影響があり、且つ立ち上がり時
間が短いほど緊急度が高いと認識されることが判った
(図10(b)参照)。
果に基づいて、図9に例示する如く、緊急度レベルが相
対的に低い警報音(レベル1からレベル4)は発報ピッ
チ(pps)の違いのみで表わすと共に、緊急度レベル
が比較的高い警報音(レベル4とレベル5)について
は、発報ピッチと比率Rと組み合わせることにより、複
数種類の発報パターンを設計している。
オフ状態とが繰り返される発報態様の警報音を出力する
に際して、オフ状態からオン状態への遷移時間(立ち上
がり時間)とその遷移時間を含む1回分の該オン状態の
継続時間(オン期間)との比率を調整するので、背景騒
音に影響され難く、人間の聴覚特性によって容易に認識
(判別)可能な警報音を実現することができる。これに
より、従来の音量、音圧、或いは発報ピッチ等のパラメ
ータを調整することによって緊急度を表現する方法と比
較して、より多段階の緊急度レベルを、警報音によって
ドライバに確実に、且つきめ細かく認識させることがで
きる。
を、実際に検出したドライバの運転操作に基づいて、そ
のドライバの運転特性に応じて学習補正するので、個々
のドライバの状況判断に応じた最適な緊急度レベルで警
報音を出力することができる。これにより、ドライバが
実際に把握している状況と、警報によって報知された緊
急度との間に差異がある場合にドライバが感じる違和感
を極小化することができる。
行方向(縦方向)に対する安全確保の観点に基づいて、
車両状態量1を、車間距離、相対速度、自車速とし、ド
ライバによる操作量2をブレーキ操作量及び操作速度と
して警報システムを構築したが、このシステム構成に限
られるものではなく、自動車の横方向に対する安全を確
保するという観点からは、例えば、車両状態量1を、走
行車線に対する自車両のヨー角及び自車速とし、ドライ
バによる操作量2を、ステアリングホイールの操舵量及
び操舵速度(角速度)と設定することにより、車線逸脱
警報システムを構築しても良い。
構成を概念的に示すブロック図である。
説明する図である。
構成を示すブロック図である。
理を示すフローチャートである。
ち、ステップS2の詳細を示すフローチャートである。
ち、ステップS5の詳細を示すフローチャートである。
メンバーシップ関数を示す図である。
緊急度判定の基準レベルの特性を示す図である。
ターンの設定例を示す図である。
す図である。
定義を例示する図である。
警報音の各部の定義を示す図である。
て緊急度レベルを推定する際のルールベースを示す図で
ある。
Claims (4)
- 【請求項1】 車両の走行状態及び/または走行環境を
検出する検出手段と、 前記検出手段による検出結果に基づいて、ドライバに所
定の運転操作を促すべき走行環境か否かを判定する判定
手段と、 前記判定手段によって前記所定の運転操作を促すべき走
行環境であると判定されたときに、オン状態とオフ状態
とが繰り返される発報態様の警報音を出力する警報手段
と、 前記走行状態及び/または走行環境に基づいて、前記判
定手段によって判定された走行環境に関する緊急度を判
定し、その判定の結果、緊急度が高いときには、前記警
報手段による前記警報音の出力に際して、前記オフ状態
から前記オン状態への遷移時間の、その遷移時間を含む
1回分の該オン状態の継続時間に対する比率Rを、該緊
急度が低いときと比較して小さな値に設定する警報制御
手段と、を備えることを特徴とする車両用警報装置。 - 【請求項2】 前記警報制御手段は、前記緊急度が高い
ときに、前記警報手段が出力すべき警報音における前記
比率Rを小さな値に設定すると共に、前記オン状態とオ
フ状態とが繰り返される発報態様の発報ピッチを、該緊
急度が低いときと比較して大きな値に設定することを特
徴とする請求項1記載の車両用警報装置。 - 【請求項3】 前記警報制御手段は、前記警報音の発報
ピッチが所定値より大きいときにのみ、前記比率Rを、
前記緊急度に応じて設定することを特徴とする請求項2
記載の車両用警報装置。 - 【請求項4】 前記検出手段は、自車両前方の障害物と
の相対距離及び相対速度と、ドライバによるブレーキの
操作量及び操作速度とを検出可能であって、 前記警報制御手段は、検出された相対距離及び相対速度
と、その相対距離及び相対速度に応じてドライバによっ
て行われた前記ブレーキの操作量及び操作速度に基づい
て、前記緊急度の評価に用いる基準レベルを学習補正す
ることを特徴とする請求項1記載の車両用警報装置。
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