JP2005070057A - 運転負荷推定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 将来の車両の走行位置の推定値に基づいて、運転者の運転負荷を推定する運転負荷推定装置を提供する。
【解決手段】 将来位置推定装置７は、ナビゲーション装置５が選択した経路情報に基づき、ある時刻における自車の位置を推定する。運転負荷推定装置８は、将来位置推定装置７によって推定した将来位置における運転者の負荷をナビゲーション装置５からの地理情報により推定する。情報評価値算出装置９は、情報の種類に基づいて情報の評価値を算出する。スケジューラ４は、運転者に提示する情報を並び替え、運転者の運転負荷と情報の評価値に基づいて最適となる情報の提示順序及びそのタイミングを決定する。再生装置１０は、スケジューラ４から情報を受け取り、スピーカ１１を通じて運転者に提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両に搭載され運転者の運転負荷を推定する運転負荷推定装置に関し、将来の位置における運転者の運転負荷を推定することができ、運転者に適切なタイミングで情報を提示する為の情報提示制御装置に利用が可能な運転負荷推定装置に関する。

従来、車両に搭載され運転者に対して情報を提示する情報提示装置としてはナビゲーション装置がある。ナビゲーション装置では、運転者の負荷や提示する情報の種類にかかわらずに一方的に情報を出力するものが多い。特許文献１（特開平１０−１０４００９号）には、現在の走行状態及び提示する情報の種類に基づいて、運転者に対する情報の出力に規制を加え、運転者に必要な情報を選択的に優先的に出力するように情報の提示を制御するナビゲーション装置が示されている。
特開平１０−１０４００９号公報

しかしながら、上記従来技術では、現在の走行状態に基づいて、情報の出力順序を決定しているため、現在の時刻及び位置において必要とされる情報を優先的に出力するのみである。例えば５分後や５００ｍ先では運転者の負荷が高くなるような場合でも、現在の運転者の負荷が低い場合には、直ちに情報の提示を始め、情報の提示中には運転者の負荷が高くなり、結果的に運転者にとって情報が取得しにくい場合がある。このように、現在の走行状態に基づいて情報の出力順序を決定すると、目的地までの運転過程の全体あるいは一部を考えた場合に、提示されない情報が生じたり、最適でないタイミングで情報が提示されることがある。

本発明は、目的地までの経路における将来の位置を推定し、推定した将来の位置における運転者の運転負荷を推定する運転負荷推定装置を提供するものである。本発明の運転負荷推定装置で推定される運転負荷及び情報の種類に応じて最適な情報の出力順序を決定し、適切なタイミングで情報を提示することができる情報提示制御装置を得ることも期待できる。

請求項１に記載の発明は、車両の運転者の運転負荷を推定する運転負荷推定装置であって、将来における車両の位置を推定する将来位置推定手段と、前記将来位置推定手段によって推定された位置の道路状態に基づいて、該位置における運転者の運転負荷を推定する運転負荷推定手段と、を有することを特徴とする運転負荷推定装置である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の運転負荷推定装置において、前記運転負荷推定手段は、道路状態に基づいて決定される運転負荷値を用いて、該位置における運転負荷値を推定することを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２のいずれかに記載の運転負荷推定装置において、前記運転負荷推定手段は、前記運転負荷値を保持する負荷値判定テーブルを有することを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３のいずれかに記載の運転負荷推定装置において、前記運転負荷推定手段は、前記将来位置推定手段によって推定された複数の位置におけるそれぞれの運転負荷値を算出し、算出された運転負荷値を平均することで運転者の運転負荷を推定することを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の運転負荷推定装置において、前記道路状態は、通常路であるか否かを区別できる情報を少なくとも含むことを特徴とする。

本発明は、将来における車両の位置を推定し、推定された位置における道路状態に基づいて、その位置における運転者の運転負荷を求めるものであって、運転者の将来の運転負荷を求めることができる。

ここで、道路状態とは、通常路であるのか、交差点であるのか、車線変更路か、急カーブか等の状態を表している。

また、道路状態と対応した運転負荷値を用いることでより簡便に運転負荷を求めることができ、運転負荷値は運転負荷テーブルのような形で保持しておくことでもよい。

また、将来における車両の位置を複数推定し、推定された複数の位置における道路形状における運転負荷値を求め、それらの平均によって将来の運転負荷を求めることでより信頼性の高い推定を行うことが可能になる。

以下、本発明の実施例を図示例と共に説明する。本実施例は、本発明の運転負荷推定装置の実施形態としての情報提示制御装置を示している。図１に本発明の実施例におけるブロック図を示す。１は情報取得装置であり、データベース２へアクセスして必要なデータを取得したり、図示しない情報配信センタ等から配信されたデータを取得する情報取得手段である。データベース２には、テキスト、音楽データ、音声データなどのデータが蓄積されている。３はメッセージスプールであり、情報取得装置１が取得したデータを蓄積しておく情報蓄積手段である。スケジューラ４は、メッセージスプール３に蓄積されているデータを取り出し、後述する運転負荷推定装置８により推定された運転負荷及び後述する情報評価値算出装置９により算出されたデータの評価値に基づき、データを提示する順序を決定するスケジューリング手段である。５はナビゲーション装置であり、地理情報記憶装置６に記憶された地理情報に基づき目的地までの車両の経路を探索し、決定する。将来位置推定装置７は、ナビゲーション装置５で決定された経路情報から、ある時刻より後に自車がどの位置にあるのかを推定する将来位置推定手段である。運転負荷推定装置８は、将来位置推定装置７が推定した自車の位置における地理情報及び経路情報に基づき、該位置における運転者の運転負荷を推定する運転負荷推定手段である。情報評価値算出装置９は、メッセージスプール３に蓄積されているデータの重要性を評価する情報評価値算出手段である。再生装置１０は、決定された順序に基づいてスケジューラ４よりデータを受け取り、運転者に対して例えばスピーカ１１を通して音声で提示する再生手段である。

第一の実施例における処理手順を示す。情報取得装置１はデータベース２へアクセスしたり、もしくは図示しない情報発信センタから配信されたデータを受信することにより運転者へ提示する情報であるデータを得る。データベース２へのアクセスはユーザからの明示的な指示に従ったタイミングで行ってもよいし、あらかじめユーザが定義したアクセス手段に従って周期的なタイミングで行ってもよい。データベース２には、テキスト、音楽データ、音声データが、それぞれ図２に示すようにヘッダ部とボディ部を持ったフォーマットで蓄積されている。ヘッダ部にはデータのタイプ（テキスト、音楽データ、音声データ等）、データの種類（交通情報、天候情報、ニュース、イベント情報、ガイド情報等）を示すＩＤ、データを再生するのに必要な時間が記述されている。ヘッダ部の最終尾には終端を示すデリミタを表現する値か、あるいはボディ部へのポインタを示す値が格納される。ボディ部には再生するデータが格納されている。データベース２は一つである必要はなく、データの種類などに応じて複数のデータベースに対して選択的にアクセスしてもよい。複数のデータベースを選択するためには、データの種類とアクセスするデータベースとの対応を表にしておくなどの方法をとればよい。

情報取得装置１によって取得したデータは、メッセージスプール３に蓄積しておく。したがって、データベース２も情報取得装置１も必ずしも車に搭載されている必要はなく、車にはメッセージスプール３にデータを蓄積しておくための通信手段を有していればよい。メッセージスプール３に蓄積されたデータには、データ毎に一意に識別できるＩＤを付加しておく。

将来位置推定装置７は、ナビゲーション装置５によって決定された経路情報に基づき、ある時刻より後に自車がどの位置にいるかを推定する。例えば、将来位置は、交通情報が集中管理された交通管制センタから経路上の各区間における所要時間を得ることで推定できる。また、経路上の各交差点間の距離と速度から時間を算出し、前記交通管制センタから得る渋滞の度合いや信号による待ち時間を加味して通過時間を予測し、将来位置を推定することもできる。頻繁に走行する経路であれば走行履歴から各地点の通過時間により推定することもできる。

運転負荷推定装置８は、将来位置推定装置７により推定された将来位置における運転者の運転負荷を推定する。運転負荷は前記将来位置における道路状態に基づき、図４に示す負荷値判定テーブルから求める。さらに、運転負荷推定の精度を高めるために、図３に示す処理により推定するのが望ましい。図３の処理手順を説明する。まず運転負荷を推定する開始時刻Ｔｓ及び運転負荷を推定する終了時刻Ｔｅを得る（ステップＳ３１）。開始時刻Ｔｓからの経過時間ｔ、計算の繰り返し回数を示すカウンタｎ、負荷値の合計を示す負荷合計値ｓを初期設定する（ステップＳ３２）。開始時刻Ｔｓから終了時刻Ｔｅまでの途中の時刻（Ｔｓ＋ｔ）における自車の位置ｐは前述の将来位置推定装置７によって求められる。時刻（Ｔｓ＋ｔ）での自車の位置ｐにおける運転者の負荷値Ｌｐは位置ｐにおける地理情報の道路状態をナビゲーション装置５から得ることにより、前記道路状態に基づき図４に示す負荷値判定テーブルから求める（ステップＳ３５）。なお、負荷値Ｌｐは［０，１］の範囲で与えられる実数値であり、運転負荷が高いほど小さい値が設定される。求められた負荷値Ｌｐを負荷合計値ｓに加える（ステップＳ３６）。上記処理を、開始時刻Ｔｓから終了時刻ＴｅまでΔｔの間隔で繰り返し計算する（ステップＳ３３からステップＳ３７）。Δｔは将来位置推定装置の時間精度によって決定する定数であり、時間精度が高いほど小さく設定する。最後に、負荷合計値ｓを、繰り返し計算の回数を示すカウンタｎで割ることにより、開始時刻Ｔｓから終了時刻Ｔｅまでの運転負荷値Ｌを得る（ステップＳ３８）。運転負荷値Ｌは［０，１］の範囲の実数となり、負荷が高いほど小さな値となる。

情報評価値算出装置９は、スケジューラ４の指示により、メッセージスプール３に蓄積されているデータを参照し、データに付加されているヘッダ情報のデータ種類により、図５に示す評価値算出テーブルからデータの評価値Ｖを算出する。なお、評価値Ｖは［０，１］の範囲で与えられる実数値であり、評価値が高いほど大きな値が設定される。運転者が提示して欲しいと考えるデータ種類ほど大きな値を設定しておくことにより、運転者に対する必要性を反映した評価値とすることができる。

スケジューラ４は、運転負荷推定装置８によって推定した運転負荷値Ｌと情報評価値算出装置９によって算出したデータの評価値Ｖに基づいて、運転者に対して提示するデータの順序を決定する。図７は、スケジューラ４がデータの提示順序を求める際に用いるバッファ１２の構造である。バッファ１２にはデータを提示する順序に従ってデータのＩＤとその順序でデータを提示したときのデータの順序に対する評価値Ｅとが格納される。スケジューラ４の処理手順を図６に示す。図６の手順について説明する。まず、バッファ１２をクリアする（ステップＳ６１）。その後、メッセージスプール３中に蓄積されているデータを参照し、並び替えを行う。後述する手順で、並び替えた順序で運転者にデータを提示した時の評価値Ｅを算出し、バッファ１２にデータの並びを示すＩＤと評価値Ｅを格納する。上記評価値Ｅの算出をすべての考え得る並びに対して行い、バッファ１２へ格納する（ステップＳ６２）。そして、バッファ１２内で最大の評価値Ｅを持つデータの並びを抽出する（ステップＳ６３）。スケジューラは、決定した並びにしたがって、データをメッセージスプール３から取り出し、再生装置１０に再生を指示する。

図８にステップＳ６２の詳細な手順を示す。メッセージスプーラ３に蓄積されているデータを参照し、図示しない一時記憶領域に記憶しておく（ステップＳ８１）。データを並び替え（ステップＳ８２）、データの並びに対する評価値Ｅを算出する（ステップＳ８３）。データの並びを示すＩＤと評価値Ｅをバッファに格納する（ステップＳ８４）。上記ステップＳ８２からステップＳ８４までを全てのデータの並びに対して行う。

図９にステップＳ８３におけるデータの並びに対する評価値Ｅの算出の手順を示す。まず、データの並びを示すリストを受け取る（ステップＳ９１）。カウンタi、並びに対する評価値Ｅ及び情報再生開始時刻ｔｐを初期設定する（ステップＳ９２）。情報再生開始時刻は、現在時刻か、将来位置推定装置７から得られる将来位置における情報の再生を開始する時刻を与える。リストの先頭から順に（ｉ＋１）番目の要素を取り出し（ステップＳ９４）、要素に対する運転負荷値Ｌを推定する（ステップＳ９５）。運転負荷値Ｌの推定は、運転負荷推定装置８によって、前述した図３に示す手順により推定する。この時、推定開始時刻には前の要素の再生が終了した時刻を、推定終了時刻には推定開始時刻に情報の再生に要する時間を加えた時刻を与えればよい。推定開始時刻には、将来位置推定装置７により推定される将来位置における時刻を指定してもよい。なお、運転負荷推定装置８では、図３の手順によらずに図４の負荷値判定テーブルのみによる推定を行ってもよい。この場合、ｉ番目の要素に対して推定した将来位置以降の任意の将来位置における道路状態に基づいて、時刻によらずに運転負荷値Ｌを推定する。（ｉ＋１）番目の要素に対するデータの評価値Ｖを情報評価値算出装置９から得る（ステップＳ９６）。各要素毎に運転負荷値Ｌとデータの評価値Ｖとの積を求め、評価値Ｅに加える（ステップＳ９７）。上記、ステップＳ９４からステップＳ９６までを、リストの全ての要素に対して行い（ステップＳ９３）、１つのデータ並びに対する評価値Ｅを得る。評価値Ｅは評価が高いほど大きな値となる。

図１０に、スケジューラ４の動作を規定する状態遷移図を示す。起動されたときには、スケジューラ４はアイドル状態にある。メッセージスプール３に新たにデータが入力されたり、推定する将来位置の補正が必要なときに計算が開始される。また、計算中であっても、データのメッセージスプール３への蓄積や将来位置推定装置７による位置の補正が発生するたびに提示順序の再計算を行う。

再生装置１０は、スケジューラ４から決定した順序に従いデータを受け取り、データのヘッダ部分に記述されているデータタイプに従ってデータを再生する。データタイプがテキストであれば音読装置を介してテキストを読み上げ、音声データであれば音源モジュールを介して出力を行う。また、ヘッダ中にボディ部へのポインタが示されているデータは、ポインタの示すボディ部のデータを取得してデータの再生を行う。

次に第二の実施例を示す。前記第一の実施例では、情報評価値算出装置９において、データの評価値の算出に図５の評価値判定テーブルを用いていた。これはデータの内容をデータ種類という大きな分類で代表して判断しているものである。これに対して、本第二の実施例は、データの内容を示すキーワードと運転者が興味を持つキーワードとから評価値を判定し、情報の評価値の精度を上げるものである。

具体的には、図１１に示すようにデータのヘッダ部にデータに対するキーワードを少なくとも１つ記述しておく。また、運転者が興味を持つキーワードは情報評価値算出装置９から参照が可能な図示しない記憶媒体に保存しておく。興味のあるキーワードの記憶媒体への記録はユーザが明示的に行うか、あらかじめ作成しておいたデータを転送してもよい。

図１２に本第二の実施例による評価値Ｖの算出手順を示す。情報評価値算出装置９は、メッセージスプール３に蓄積されているデータのヘッダにキーワードが含まれるかを判定する（ステップＳ１２１）。含まれない場合には、第一の実施例に示したように、図５の評価値判定テーブルにより評価値Ｖを算出する（ステップＳ１２２）。キーワードが含まれる場合には、ヘッダ中に含まれるキーワードのうちで運転者にとって興味のあるキーワードが含まれる割合を計算し、評価値Ｖとする（ステップＳ１２３）。本第二の実施例によれば、運転者のキーワードに対する関心度に応じて評価値を算出しているので、データの評価値に運転者の興味を反映することができ、データの評価値Ｖの精度をさらに上げることができる。

次に第三の実施例を示す。本実施例は、評価値の算出に、自車の位置に対するデータの依存度を考慮することにより、例えば、データの内容が示す位置までの距離に応じて、評価値を変えるものである。

データの位置依存度を図１３に示すように定義する。中心の×印はデータの地理的な中心点、例えば、店に関するデータであれば店の位置を表す。それに対して、多角形で囲まれた領域はその店に関するデータに対する位置依存度を表す。例えば地点Ａでは、店に近いのでデータの位置依存度は０．９と高く、地点Ｂでは、店から遠いので位置依存度は０．６と低くなるように算出する。なお、位置依存度が大きいほどデータの評価値が高いことを示す。これに基づいたデータの位置依存度を図１４のようにヘッダ部に格納しておく。図１５に位置依存度を表現するためのデータフォーマットを示す。このデータフォーマットは、図１３のような多角形の領域を示すもので、×印で示されるデータの地理的な中心点を原点とし、多角形の頂点（ｘ座標，ｙ座標）で表し、多角形で囲まれた位置における位置依存度を記述する。なお、位置依存度は［０，１］の実数値である。データが位置に依存しない、もしくは位置依存領域の外にある場合には［０，１］の領域で定数を定め、それを位置依存度とする。例えば、データが位置に依存しないならば１．０を、範囲外ならば０を位置依存度として設定する。

本第三の実施例の処理手順は、前記第一の実施例における図９に示した流れ図のステップＳ９６の次に図１６に示すステップＳ１６１及びステップＳ１６２を追加したものである。データの評価値の算出には、位置におけるデータの依存度Ｖｐを算出し（ステップＳ１６１）、これまでに示した実施例におけるデータの評価値に乗ずることで位置の依存度を考慮した新しい評価値Ｖを算出する（ステップＳ１６２）。本第三の実施例によれば、自車の位置に対して遠い場所に関するデータよりも近い場所に関するデータを優先して運転者に提示するなど、情報の内容に応じて、より適切な位置でデータを提示することができるようになる。

次に第四の実施例を示す。本実施例では、評価値の算出にデータを提示する時刻に対するデータの依存度を考慮することにより、例えば、データを提示する時間が、「店の営業時間内である」、「店の営業時間終了間際である」、「既に店の営業が終了している」等に応じてデータの評価値を変えるものである。

図１７に示すようにデータの時刻に対する依存度である時間依存度を設定する。図１７で時刻Ａにおける時間依存度は０．８、時刻Ｂにおける時間依存度は０．６である。なお、時間依存度は大きいほどデータの評価値が高いことを示す。これに基づいたデータの時間依存度を図１８に示すようにヘッダ部に格納しておく。図１９に時間依存度を表現するためのデータフォーマットを示す。このデータフォーマットは、図１７に示すようなグラフを表すもので、時間依存度及び時間依存度が変化する時刻を記述する。なお、時間依存度は［０，１］の実数値である。データが時刻に依存しない、もしくは時間依存度の範囲の外にある場合には［０，１］の領域で定数を定め、それを時間依存度とする。例えば、データが時刻に依存しないならば１．０を、範囲外ならば０を位置依存度として設定する。

本第四の実施例の処理手順は、第一の実施例における図９に示した流れ図のステップＳ９６の次に図２０に示すステップＳ２０１及びステップＳ２０２を追加したものである。データの評価値の算出には、データを提示する時刻に対するデータの依存度Ｖｔを求め（ステップＳ２０１）、これまでに示した実施例におけるデータの評価値に乗ずることで時刻の依存度を考慮した新しい評価値Ｖを算出する（ステップＳ２０２）。本第四の実施例によれば、時刻に対する依存度も考慮して情報の評価値を決定しているので、提示しても意味の無い時刻に情報を提示することがなく、提示する時刻に有効な情報を優先して運転者に提示するなど、情報の内容に応じて、より適切なタイミングで情報を提示することができるようになる。

次に第五の実施例を示す。本実施例では、伝達に緊急を要する情報については、スケジューリングの対象にはせずに、他の情報に優先して運転者に提示するものである。

本第五の実施例の手順を示す。情報取得装置１が緊急情報を取得した場合、図２１に示すようにメッセージスプール３を介さずに直接再生装置１０にデータを送信する。データが、緊急情報か否かはヘッダ部のデータ種類により判別する。再生装置１０の実行状態の状態遷移図を図２２に示す。テキストか音声データかなどのデータのタイプによるデータの再生の方法は同一である。緊急情報の再生によりスケジューラ４が当初想定していた提示タイミングが変更されるため、緊急情報の再生後にスケジューラ４に対して、再計算の指示を送信する必要がある。本第五の実施例によれば、伝達に緊急を要する緊急情報を素早く運転者に提示することができ、運転者も緊急情報に対して即座に対応を取ることができるようになる。

なお、上記各実施例において、データを再生する装置は、スピーカに限らずディスプレイでもよい。再生装置１０がデータの種類に応じて複数のディスプレイ装置に対してデータを送信することにしてもよい。ヘッダ部の再生に要する時間には例えば電光掲示板のように横スクロールにより情報を表示するデバイスに対しては、すべての情報を表示し終わるのに必要な時間を設定し、一画面におさまる情報を提示する場合は、ごく短い時間を設定し、次の情報が出力されるまで提示し続けるか、あるいは決められた表示時間を設定し、その時間の間情報を表示するようにすればよい。これにより、運転者は情報の種類に応じて適切な手段で情報を得ることができ、情報の取得し損ねることが少なくなる。

尚、本発明の運転負荷推定装置装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明の情報提示制御装置の構成例を示すブロック図。 運転者に表示するデータのデータフォーマット例を示す図。 運転負荷を推定する処理手順を示した流れ図。 負荷値判定テーブルを示す図。 評価値判定テーブルを示す図。 データの提示順序決定の処理手順を示した流れ図。 第一の実施例におけるスケジューラが使用するバッファを示す図。 データの提示順序決定の処理手順の一部を示した流れ図。 データ並びに対する評価値を算出する処理手順を示した流れ図。 第一の実施例におけるスケジューラの状態遷移を示した説明図。 第二の実施例におけるキーワードを含んだヘッダ部を示す図。 第二の実施例におけるキーワードによるデータの評価値算出の処理手順を示した流れ図。 第三の実施例における位置に対するデータの依存度を示す図。 第三の実施例における位置に対するデータの依存度を含んだヘッダ部を示す図。 第三の実施例における位置に対するデータの依存度を示すフォーマット例を示す図。 第三の実施例における位置に対するデータの依存度を考慮したデータの評価値算出の処理手順の一部を示した流れ図。 第四の実施例における時間に対するデータの依存度を示す図。 第四の実施例における時間に対するデータの依存度を含んだヘッダ部を示す図。 第四の実施例における時間に対するデータの依存度を示すフォーマット例を示す図。 第四の実施例における時間に対するデータの依存度を考慮したデータの評価値算出の処理手順の一部を示した流れ図。 第五の実施例における緊急情報を考慮した情報提示制御装置を示すブロック図。 第五の実施例における緊急情報を考慮した再生装置の動作状態の遷移を示す説明図。

符号の説明

１１ スピーカ
１２ バッファ

Claims (5)

1. 車両の運転者の運転負荷を推定する運転負荷推定装置であって、
   将来における車両の位置を推定する将来位置推定手段と、
   前記将来位置推定手段によって推定された位置の道路状態に基づいて、該位置における運転者の運転負荷を推定する運転負荷推定手段と、
   を有することを特徴とする運転負荷推定装置。
2. 前記運転負荷推定手段は、道路状態に基づいて決定される運転負荷値を用いて、該位置における運転負荷値を推定することを特徴とする請求項１に記載の運転負荷推定装置。
3. 前記運転負荷推定手段は、前記運転負荷値を保持する負荷値判定テーブルを有することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の運転負荷推定装置。
4. 前記運転負荷推定手段は、前記将来位置推定手段によって推定された複数の位置におけるそれぞれの運転負荷値を算出し、算出された運転負荷値を平均することで運転者の運転負荷を推定することを特徴とする請求項２又は請求項３のいずれかに記載の運転負荷推定装置。
5. 前記道路状態は、通常路であるか否かを区別できる情報を少なくとも含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の運転負荷推定装置。
   
   

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