JP2004507308A - 自動車ドライバーの運転能力の診断方法および診断装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、ドライバーについて走行中に自動車内で導出された生理学的測定値からドライバーの状態の変化量を求めて評価し、この変化量が重大である場合には警報を出力するかまたは介助手段を導入する、自動車（５）のドライバーの運転能力の診断方法に関する。ここで相応のエキスパートシステム（１０）を用いて自動車内で走行中に求められた生理学的測定値と、定常的に求められたドライバーの健康関連データと、ドライバーへの負荷を表す自動車（５）に存在するデータ、例えば瞬時の交通状況および瞬時の自動車（５）の走行状態から推定されるデータとが組み合わされ、推定されたドライバーの負荷量によりドライバー状態の変化量が重みづけされて解釈される。
本発明の方法を実施する装置（１）では、エキスパートシステム（１０）が自動車（３）の搭載コンピュータ内に組み込まれており、このエキスパートシステムは自動車固有のバスシステム（３）を介して、生理学的測定値を送出するモバイルのドライバー状態センサ装置（４）、定常的に求められる健康関連データおよび／または生物学的データを供給する記憶／伝送媒体（１５、１８）、および自動車固有のＡＣＣ／ナビゲーションシステム（１１）に接続されている。

Description

【０００１】
従来の技術
本発明はドライバーについて走行中に自動車内で導出された生理学的測定値からドライバーの状態の変化量を求めて評価し、この変化量が重大である場合に警報を出力するかまたは介助手段を導入する自動車のドライバーの運転能力の診断方法に関する。
【０００２】
すでにドライバーの状態を車両内で測定された生理学的パラメータに基づいて評価するシステムが公知である。これに属するのは、例えばドライバーが運転中に所定の入力操作を進め、これに則して当該のドライバーの運転能力を求めるインタラクティブシステムである。さらにビデオカメラとこれに後置接続された画像評価装置とを介してまばたきの頻度を検出するシステムも存在する。検出されたまばたきの頻度から、車両のドライバーの運転能力についての推論を導出することができる。
【０００３】
さらに家庭領域において例えばエルゴメータ機能の設けられたトリム機器などのシステムによりユーザの健康状態に関する記述が生理学的測定値、例えば血圧、脈拍、皮膚インピーダンスなどから得られる。
【０００４】
ただし車両内のドライバーの運転能力を評価するための記述能は従来知られたシステムまたは現在発展中のシステムでは著しく制限されている。というのはここでは固定電極またはドライバーの身体に装着するカニューレは使用できず、皮膚面を覆わないコンタクトを使用する手法か、または上述のビデオカメラを用いてまばたきの頻度を検出する場合のように完全に非接触で測定する手法しか行えないからである。
【０００５】
本発明の課題および利点
本発明の課題は、冒頭に言及した形式の自動車のドライバーの運転能力を診断する方法の記述能を高め、場合によっては運転能力の診断に基づく警報をドライバーへ出力し、非常時には介助手段を導入できるようにすることである。
【０００６】
本発明の実施形態によれば、自動車内で走行中に求められた生理学的測定値および定常的に求められたドライバーの健康関連データと、ドライバーへの負荷を表す自動車に存在するデータ、例えば瞬時の交通状況および瞬時の自動車の走行状態から評価されるデータとが組み合わされ、評価されたドライバーの負荷量によりドライバー状態の変化量が重みづけして解釈される。
【０００７】
このようにして自動車内で自動車の走行状態および瞬時の交通状況から得られたデータが使用されて瞬時のドライバー負荷に関する推定値が導出され、その場合走行中に自動車内で測定された瞬時のドライバーの生理学的データとこれに関連して家庭領域で得られた定常的な健康関連データとが包括的な運転能力の評価のために高い記述能で重みづけされ解釈される。
【０００８】
自動車内のドライバーの生理学値を得るために、例えばドライバーの心拍数および血圧などの循環器系の値が提供される。この種の循環器系の値は既に周知の例えば腕時計型の測定値ピックアップを用いて容易に得ることができ、また無線で自動車内の受信機へ伝送することもできる。
【０００９】
さらに自動車内のドライバーの皮膚インピーダンスが提供される。この生理学的測定値も従来知られているドライバーの皮膚上方に装着される測定値ピックアップにより得られ、また無線で自動車内の受信機へ伝送される。
【００１０】
前述したように、すでにビデオ分析回路とこれに後置接続された画像評価装置とを用いてまばたきの頻度を測定することも知られている。これによりドライバーの疲労に対する一義的で明らかな記述が得られる。
【００１１】
さらに自動車内で得られるデータまたはそこから導出可能なデータから、ドライバーにかかる瞬時負荷量の評価が交通状況、環境状況、および走行状況を介して形成される。このようにして例えば目的地案内システムからのデータが用いられる。これらのデータはドライバーが現在スタティックな交通状況のどこに位置しているか、例えば内部位置、外部位置、複雑な交差点、または狭い山道などのどこに位置しているかの示唆を与える。ダイナミックな交通状況に関する示唆は道路状態データ、気象データおよび時間などから、例えば加速度値および加速周波数などの当該の自動車の速度と例えばＡＣＣ信号に基づく他の自動車の速度とにより得られる。瞬時の交通密度の推定もＡＣＣデータおよび将来のビデオセンサ装置を用いれば基本的には可能となるはずである。
【００１２】
本発明の方法では、設けられている瞬時のドライバー負荷の評価部がエキスパートシステムによりドライバーの瞬時の生理学的状況（上述のドライバー状態センサ装置により検出された生理学値として出力される）に結びつけられる。こうした結合により自動車を制御することによる負荷がどのように生理学的測定値として反映されるかが定められる。その際に別の影響、例えば同行者との相互作用または道路交通での移動電話を介した対話の相手からの影響はドライバーの衰耗に対してきわめて小さな意義しか有さない。自動車を制御することによる負荷量はいわば“エルゴメータ”として用いられ、これにより患者（ここでは例えばドライバー）が既知の負荷状況にあることが示される。ここで区別しなければならないのは、自動車の制御がむしろ身体的な負荷よりも精神的な負荷となりうることである。ドライバーの器官がこれらの負荷に対して示す生理学的な反応からドライバーの健康状態に関する記述を得ることができる。このようにして例えば極端な収縮性の血圧値や高い心拍数などが発生する場合に、それが困難な交通状況と相関して発生したものであるか、またはこの種の負荷がないにもかかわらず発生したものであるかを検出することができる。後者の場合にはドライバーに警報が送られ、医師の介助を要求したほうがよいことを勧める。過労、（血中アルコール濃度などから知られる）酩酊などの徴候は周知の手段で自動車内で作動されるドライバー状態センサ装置の測定値から得られる。これらの測定値を交通状況および自動車の走行状態から推定されたドライバー負荷量によって重みづけすることにより、こうした徴候の重要性に関して著しく良好な記述が得られる。
【００１３】
本発明の方法では、前述したように、自動車内のモバイルの走行状態センサ装置により得られた瞬時の生理学的データと定常的に求められたドライバーの健康関連データとが組み合わされる。この種の定常的な健康関連データは例えば家庭の機器で求められる。こうした家庭の機器はユーザ（この場合にはドライバー）の生物学的材料、例えば尿、便、汗などから当該のユーザの健康状態に関するデータを得る。家庭にある健康器具、例えば自転車型エルゴメータ、トリム機器、血糖量測定器、または体重計などによっても健康関連データを取得して記憶することができる。これらの定常的なデータは大抵の場合スタティックな状況または筋肉運動時に得られるものであり、自動車内で発生するような主として精神的な負荷のかかる状況で得られるものではない。定常的なデータは適切な記憶／伝送媒体に記憶され、自動車内の入力手段により読み出され、または記憶された情報が自動車内の受信機へ送信される。この記憶／伝送媒体は例えばチップカード、無線伝送技術による腕時計、移動無線システムその他である。
【００１４】
自動車内のエキスパートシステムはモバイルの走行状態センサ装置により走行中に得られた瞬時の生理学的データを定常的に得られたドライバーの健康関連データによって重みづけし、これによりドライバーの健康状態の包括的なイメージを得る。その際に正常値からの偏差が重大であれば必要に応じて介助手段を導入することができる。
【００１５】
ドライバーの家庭領域での健康状態に関する定常的な測定値が得られない場合、本発明で提案する診断手法によれば標準値が採用され、入力された生物学的データ、例えばドライバーの性別、年齢、体重などにより精確化される。
【００１６】
別の実施形態では、エキスパートシステムは学習型システムとして構成されており、運転能力の妥当な診断が出力されるまでの初期期間中、種々の負荷グレードおよび交通状況を包括する少なくとも１回のテスト走行による学習フェーズが当該の自動車のドライバーにより行われる。
【００１７】
本発明の方法を実施するために構成された装置は、自動車の搭載コンピュータ内に組み込まれたエキスパートシステムを有しており、搭載コンピュータは自動車固有のバスシステムを介して、生理学的測定値を送出するドライバー状態センサ装置、定常的に求められる健康関連データおよび／または生物学的データを供給する記憶／伝送媒体、および自動車固有のＡＣＣシステムおよびナビゲーションシステムに接続されており、瞬時の交通状況を求めて搭載コンピュータへ伝送する手段を有しており、過負荷を表す信号または状況に適さないドライバーの要求を表す信号を周囲へ伝送する送信手段を有している。ドライバーの個人識別のために搭載コンピュータおよびその内部に組み込まれているエキスパートシステムはドライバーアクセスの正当性を監視するユニットに接続されている。
【００１８】
以下に図示の機能ブロック図に則して本発明のドライバー診断方法のステップおよびこの方法を実施する装置の実施例の機能を説明する。
【００１９】
実施例
図には機能ブロックのかたちでシステム１が示されている。このシステムは
１）搭載コンピュータに組み込まれたエキスパートシステム１０と、
２）センサ２ａ、２ｂおよび無線アンテナ２ｃを備えたＡＣＣ／ナビゲーションシステム１１と、
３）定常的な（家庭での）ドライバーの生理学的データを検出する手段１２と、
４）定常的に得られた健康関連データを搭載コンピュータに対して記憶／伝送手段１５、１８と、
５）自動車内の種々のユニットに接続するための自動車バスシステム３と、
６）自動車５内に位置するドライバ状態センサ装置４と
を有する。
【００２０】
付加的に設けられるドライバーアクセスの正当性を監視するユニットは図示されていない。
【００２１】
ＡＣＣ／ナビゲーションシステム１１に配属されているセンサ２ａ、２ｂおよび無線アンテナ２ｃは周囲／交通状況２０を例えばレーダー波、ビデオ画像検出部および／または超音波を介して検出し、ＧＳＭ移動無線ルートガイド上情報を受信するのに用いられる。ＡＣＣ／ナビゲーションシステム１１は相応のセンサ２ａ、２ｂおよびアンテナ２ｃで検出される例えば他の自動車の台数、速度、コースなどのＡＣＣ情報２０と、ルートガイド情報と、自身の自動車のコースおよび速度、道路のクラス、内部位置／外部位置、気象データ、道路状態、トポグラフィデータなどを求め、ここからドライバーにかかる負荷を評価し、これを信号１４のかたちで搭載コンピュータ内のエキスパートシステム１０へ伝送する。さらにエキスパートシステム１０はモバイルの走行状態センサ装置４からこの走行状態センサ装置４で検出された自動車内のドライバーの生理学的データを表す信号１７を受け取る。家庭領域のシステム１２で求められた定常的な生理学的データおよび生物学的データは記憶／伝送媒体１５すなわちチップカードを介して入力／読み出し媒体１８によりエキスパートシステム１０に入力される。このようにしてエキスパートシステムに読み込まれた定常的な健康関連データはモバイルの走行状態センサ装置４により走行中に検出されたドライバーの生理学的データ１７と結合され、ドライバーへの負荷に関する推定値１４により重みづけされ解釈される。
【００２２】
エキスパートシステム１０は生理学的データおよび生物学的データを推定されたドライバー負荷量１４により重みづけし、ドライバー状態に重大な変化があった場合にドライバーに対する警報および／または例えばＧＳＭ無線を介して外部へ出力される信号１３を形成する。この信号は過負荷または状況に適さないドライバーの衰耗を示している。これらの警報および信号により介助手段が導入される。搭載コンピュータまたはエキスパートシステムは、別の実施例ではドライバーのアクセス正当性を監視するユニットに接続されており、このユニットによりドライバーの個人識別が行われ、エキスパートシステムへ供給される。
【００２３】
本発明の方法および本発明の方法を実施するために設けられている装置の主要な特徴は、ドライバー状態センサ装置４により走行中に得られた生理学的データ１７と家庭領域で定常的に得られ記憶／伝送媒体１５を介して供給された健康関連データとの統合がエキスパートシステムによって行われること、このように統合されたデータをドライバー負荷を表す推定値１４により重みづけすること、これらのデータを搭載された固有のＡＣＣ／ナビゲーションシステム１１で得られる独立変数としての交通状況およびルートガイド情報から評価し、エキスパートシステム１０へ供給することである。重みづけされた走行状態の変化量から、エキスパートシステム１０は当該の変化量が運転能力を問わなければならないほど重大であるか否か、ドライバーに警報信号を出力すべきか否か、または場合により介助手段を導入すべきか否かなどを判別する。
【００２４】
上述の実施例ではエキスパートシステム１０は自動車５の搭載コンピュータに組み込まれている。ただし本発明の方法はこうした有利な実施例のみに限定されるものではなく、エキスパートシステム１０を自動車５の外部で中央ステーションに組み込み、ここへモバイルの走行状態センサ装置により求められた生理学的データ、定常的な生理学的データ、生物学的データ、およびＡＣＣ／ナビゲーションシステム１２で求められた交通状況の情報やルートガイド情報を供給する際に使用することもできる。
【００２５】
本発明を自動車ドライバーの運転能力を求める適用例に則して上述した。ただし当業の専門技術者にとっては本発明を他の車両および乗り物、例えば船舶、航空機、電車の運転手（パイロット）の運転能力診断にも適用できることは明らかである。したがって上述の説明および特許請求の範囲で使用している自動車または車両という概念は広義に理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明のドライバー診断方法のステップおよびこの方法を実施する装置の実施例を示す図である。

Claims (19)

1. ドライバーについて走行中に自動車内で導出された生理学的測定値からドライバー状態の変化量を求めて評価し、該変化量が重大である場合に警報を出力するかまたは介助手段を導入する
   自動車のドライバーの運転能力の診断方法において、
   走行中に自動車内で求められた生理学的測定値と定常的に求められたかまたは推定されたドライバーの健康関連データとを組み合わせ、
   エキスパートシステムによりドライバー状態の変化量をドライバー負荷を表すパラメータによりドライバーの運転能力の有無を判別するために重みづけして解釈し、
   該ドライバー負荷を表すパラメータは自動車内で発生したかまたはそこから導出されたパラメータであり、例えば瞬時の交通状況および瞬時の自動車の走行状態から推定されたデータである、
   ことを特徴とする自動車ドライバーの運転能力の診断方法。
2. 生理学的測定値として循環器系測定値、例えばドライバーの心拍数および血圧を自動車内で求める、請求項１記載の方法。
3. 生理学的測定値としてドライバーの皮膚インピーダンスを自動車内で求める、請求項１または２記載の方法。
4. 生理学的測定値としてドライバーの心電図を自動車内で測定する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 生理学的測定値としてドライバーのまばたきの頻度を自動車内で求める、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 健康関連データとしてドライバーの家庭領域で定常的に測定された生理学的データおよび生物学的データを用い、ここで生理学的データは例えばエルゴメータ機器で測定されたエルゴメトリックデータであり、生物学的データは例えば年齢、体重、および性別である、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 定常的な健康関連データとして家庭領域で得られたドライバーの血液分析値、例えば血糖量を用いる、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
8. ドライバーの健康に関連する定常的な生理学的測定値が測定できないかまたは存在しない場合、標準値を採用し、入力された生物学的データ例えば性別、年齢、および体重などにより精確化する、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
9. 瞬時の交通状況を外部の自動車の台数、速度、およびコースと当該の自動車に関連するルートガイド情報とから推定し、当該の自動車の瞬時の走行状態データ、例えば本来のコースおよび速度と組み合わせ、そこからドライバーへの負荷量を計算する、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
10. エキスパートシステムとして学習型システムを用い、運転能力の有効な診断が出力されるまでの初期期間中、種々の負荷グレードおよび交通状況を包括する少なくとも１回のテスト走行の学習フェーズを当該の自動車のドライバーにより行う、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
11. 請求項１から１０までのいずれか１項記載の自動車ドライバーの運転能力の診断方法を実施する装置において、
    エキスパートシステム（１０）が自動車（５）の搭載コンピュータ内に組み込まれており、
    該エキスパートシステムは自動車バス（３）を介して、生理学的測定値を送出する自動車ベースのドライバー状態センサ装置（４）と、定常的に求められるかまたは推定される健康関連データおよび／または生物学的データを供給する記憶／伝送媒体（１５、１８）と、瞬時の交通状況（２０）および自動車（５）の瞬時の走行状態データを求めて搭載コンピュータへ伝送する手段（１１）と、過負荷を表す信号または状況に適さないドライバーの衰耗を表す信号を周囲へ伝送する送信手段（１３）とを有している、
    ことを特徴とする自動車ドライバーの運転能力の診断方法を実施する装置。
12. 自動車（５）内のモバイルの走行状態センサ装置（４）は少なくとも１つの脈拍計および血圧計を有している、請求項１１記載の装置。
13. 自動車（５）内のモバイルの走行状態センサ装置（４）は少なくとも１つの皮膚インピーダンスセンサを有している、請求項１１または１２記載の装置。
14. 自動車（５）内のモバイルの走行状態センサ装置（４）は少なくとも１つの心電図を有している、請求項１１から１３までのいずれか１項記載の装置。
15. 自動車（５）内のモバイルの走行状態センサ装置（４）はビデオカメラとこれに後置接続された画像評価装置とを有しており、該装置は例えばドライバーのまばたきの頻度を検出して評価する、請求項１１から１５までのいずれか１項記載の装置。
16. 記憶／伝送媒体（１５、１８）は記憶媒体（１５）、例えばチップカードと、該記憶媒体を読み出すために搭載コンピュータに接続された入力／読み出し装置（１８）とを有している、請求項１１から１５までのいずれか１項記載の装置。
17. 瞬時の交通状況（２０）を求めて伝送する手段として相応のセンサ（２ａ、２ｃ）に接続されているＡＣＣ／車両ナビゲーションシステム（１１）が設けられている、請求項１１から１６までのいずれか１項記載の装置。
18. 送信手段（１３）として無線伝送システム、例えばＧＳＭ移動データ無線システムが設けられている、請求項１１から１７までのいずれか１項記載の装置。
19. エキスパートシステム（１０）を含む搭載コンピュータはドライバーの個人識別を行う自動車のアクセス監視ユニットに接続されている、請求項１１から１８までのいずれか１項記載の装置。