JP2005115629A

JP2005115629A - 運転支援装置

Info

Publication number: JP2005115629A
Application number: JP2003348603A
Authority: JP
Inventors: Shigenori Tawara; 茂徳田原
Original assignee: Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd
Priority date: 2003-10-07
Filing date: 2003-10-07
Publication date: 2005-04-28

Abstract

【課題】運転者が運転動作を正常に継続しているか否かを簡易な装置を用いて判定できる運転支援装置を得る。
【解決手段】列車の運転者が発する音声を取得する音声認識部１２と、運転者が発するべき音声データを格納する確認音声記憶部１４と、音声認識部１２が取得した音声と、確認音声記憶部１４に格納される音声データとを比較して、音声認識部１２が正しい確認発声を取得したか否かを判定する音声比較部１３と、列車進行路上の各信号機の列車出発地点からの距離を格納する信号機距離記憶部１８と、単位時間毎に列車の走行距離を算出する走行距離算出部１７と、信号機距離と走行距離とを比較し、走行距離の方が大きくなると覚醒指示を出すと共に、音声比較部１３から正しい確認発声があったことの通知を受けると次の信号機距離を取得する距離比較部１９と、距離比較部１９の覚醒指示に応じて運転者を覚醒させる覚醒音声制御部２０とを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、移動体、例えば列車、自動車、飛行機等の運転者が安全に運転することを支援するための運転支援装置に関するものである。

近年、列車の運転者が過労や無呼吸症候群等により運転途中で居眠りをすることによって、乗客が危険にさらされるという問題が起きている。従来の運転支援システムには、運転者の心身状態の変動に伴って変化する生理信号、例えば皮膚インピーダンスを計測し、運転者の状態を検出するものがある（例えば、特許文献１参照）。また、カメラによって運転者の画像を撮影し、この画像を処理して脇見運転等を検出するものもある。

特開平１１−０３４６８８号公報

従来の運転支援システムは以上のように構成されているため、運転者の心身状態が正確に生理信号に現れていない場合には正しい情報が得られないという課題があった。また、生理信号取得装置、生理信号処理装置、画像処理装置等が必要であるため、複雑な機能を有する装置が必要になるという課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、運転者が運転動作を正常に継続しているか否かを簡易な装置を用いて判定できる運転支援装置を得ることを目的とする。

この発明に係る運転支援装置は、移動体の運転者が発する音声を取得する音声取得部と、運転者が発するべき確認発声の音声データを格納する確認音声記憶部と、音声取得部が取得した音声と、確認音声記憶部に格納される音声データとを比較して、音声取得部が取得した音声が正しい確認発声であるか否かを判定する音声比較部と、移動体の進行路上に設置され運転者が認識すると確認発声を行うように定められている各標識の移動体出発地点からの距離である標識距離を格納する標識距離記憶部と、単位時間毎に移動体の運転速度を取得して走行距離を算出する走行距離算出部と、標識距離記憶部から取得する標識距離と走行距離算出部が算出する走行距離とを比較し、走行距離の方が大きくなると覚醒指示を出すと共に、音声比較部から正しい確認発声があったことの通知を受けると標識距離記憶部から次の標識距離を取得する距離比較部と、距離比較部の覚醒指示に応じて運転者を覚醒させる覚醒制御部とを備えたものである。

この発明によれば、運転者が正常に運転動作を継続しているか否かを簡易な装置で判定できる効果がある。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による運転支援装置のブロック図である。図に示すように、運転支援装置１はマイク１１、音声認識部（音声取得部）１２、音声比較部１３、確認音声記憶部１４、タイマー１５、速度計１６、走行距離算出部１７、信号機距離記憶部（標識距離記憶部）１８、距離比較部１９、覚醒音声制御部（覚醒制御部）２１、スピーカ２１を備える。

列車の運転者は列車を出発させた後、線路脇に設置される標識を認識すると、そのたびに標識の手前で指差呼称を行うことが義務付けられている。ここで、標識とは運転者が定期的に指差呼称を行うための目印となるものであり、ここでは信号機とする。マイク１１は運転者が発する音声を取得し、音声認識部１２に供給する。音声認識部１２は、供給された音声が表す語句を認識し音声比較部１３に供給する。確認音声記憶部１４は、この列車の運転者が発するべき呼称の音声データを格納している。

音声比較部１３は、音声認識部１２が取得した音声と確認音声記憶部１４に格納される音声データとを比較し、音声認識部１２が取得した音声が運転者が発するべき正しい信号機の呼称であるか否かを判定する。正しい信号機の呼称である場合、音声比較部１３はその旨を距離比較部１９に通知する。走行距離算出部１７は、列車の出発後タイマー１５の示す時間に基づいて単位時間毎、例えば１秒毎に速度計１６から列車の運転速度を取得し、時間と積算することによって走行距離を算出し、算出結果を距離比較部１９に供給する。信号機距離記憶部１８は、線路脇に設置される各信号機の列車出発地点からの距離（以下、信号機距離と称する）を、設置される信号機の順に格納する。距離比較部１９は信号機距離記憶部１８が格納する信号機距離を順次取得し、走行距離算出部１７が算出する走行距離と比較する。

ここで、運転者が信号機を認識して信号機の手前で正しく指差呼称を行っていれば、信号機間距離≧列車の走行距離が成り立つ。したがって、信号機間距離＜走行距離であれば、運転者は正しく指差呼称を行っていないことになるので、距離比較部１９は覚醒音声制御部２０に覚醒音声を出力する命令を出す。覚醒音声制御部２０は、覚醒音声出力命令を受けると、スピーカ２１に運転者への覚醒音声を出力する。覚醒音声とは、例えば警報音、警報アナウンス情報等である。スピーカ２１は取得した覚醒音声を運転者に対して再生する。

図２はこの実施の形態１による運転支援装置１の動作手順を示すフローチャートである。この図を参照して運転支援装置１の動作について説明する。
運転者が列車を出発させると、運転支援装置１のタイマー１５が作動する。走行距離算出部１７は、単位時間毎に速度計１６が示す速度を取得し、時間と積算することによって列車の走行距離の算出を開始し、算出結果を距離比較部１９に供給する（ステップＳＴ１００）。また、距離比較部１９は列車出発地点から最初の信号機までの距離を信号機距離記憶部１８から取得する（ステップＳＴ１０１）。距離比較部１９は、走行中、列車の走行距離と信号機距離記憶部１８から取得した信号機距離とを常時比較する（ステップＳＴ１０２）。

列車運行中に運転者は信号機を認識すると、指差呼称を行う。マイク１１は運転者が発した確認発声を取得し、音声認識部１２に供給する（ステップＳＴ１０３）。音声認識部１２は取得した音声が表す語句を認識し、音声比較部１３に供給する。音声比較部１３は音声を取得すると、確認音声記憶部１４に格納される音声データと比較し（ステップＳＴ１０４）、音声認識部１２が認識した音声が正しい指差呼称であるか否かを判断する（ステップＳＴ１０５）。音声比較部１３は正しい指差呼称であると判断すると、距離比較部１９にその旨を通知する。距離比較部１９は通知を受けると、運転者が正しい指差呼称を行っていると判断し、信号機距離記憶部１８から次の信号機の列車出発地点からの距離を取得して、取得した距離と走行距離とを比較する（ステップＳＴ１０２）。

続いて、列車が走行し次の信号機の手前に来たときにステップＳＴ１０３でマイク音が取得されなかったとすると、ステップＳＴ１０２の比較結果が「信号機距離＜列車の走行距離」となる。このとき、距離比較部１９は運転者が正しい指差呼称を行わなかったと判断し、覚醒音声制御部２０に対して覚醒指示を出す（ステップＳＴ１０７）。覚醒音声制御部２０は運転者に対して出力する覚醒音声をスピーカ２１に供給する。スピーカ２１は取得した覚醒音声を再生する。

また、ステップＳＴ１０５で正しい指差呼称であると判断されなかった場合は、次の信号機距離を取得せずにステップＳＴ１０２に戻るため、列車走行中に「列車の走行距離≦取得した信号機距離」が成り立たなくなり、距離比較部１９が覚醒音声制御部２０に対して覚醒指示を出す。以降、同様に運転支援装置１は列車が到着地点に到着するまで運転者の異常を検出し、覚醒音声を再生する。

以上のように、この実施の形態１によれば、距離比較部１９が列車の走行距離と信号機の列車出発地点からの距離とを比較し、列車出発地点から信号機までの距離よりも列車の走行距離の方が大きくなったときに運転者に覚醒指示を出すようにしたので、走行距離の測定および比較という簡易な機能を備えた装置によって運転者が正常に運転を継続しているか否かを判断できるという効果が得られる。

なお、正確な列車の走行距離を保持するために、特定の信号機に発信機を設け、列車出発地点からこれらの信号機までの正確な距離を列車に保持させて、列車が発信機から信号を受けると算出中の走行距離を列車が保持する距離に補正するようにしてもよい。
また、図２のステップＳＴ１０７の判定式「信号機間距離≧列車の走行距離」を、「信号機間距離≧列車の走行距離＞１個手前の信号機間距離」または「信号機間距離≧列車の走行距離＞（信号機間距離−Ｘｍ）」として、判定精度を上げてもよい。

実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２による運転支援装置１のブロック図である。図において、図１と共通する要素には同一符号を付し、その説明を省略する。この実施の形態２による運転支援装置１では、覚醒音声制御部２０は車内電話網を介して車内電話２２に信号を出力する機能を有する。車内電話２２は例えば車掌室に設置されるため、第三者に運転者の異常を通知することができる。また、無線網を利用して運行管理センタ等に通知してもよいし、車内のＡＴＳ（Automatic Train Stop device ：自動列車停止装置）に通知して列車を停止させてもよい。

以上のように、この実施の形態２によれば、覚醒音声制御部２０が車内電話網、無線網等を介して第三者に運転者の異常を通知するようにしたので、列車運転の安全性をより高めることができる効果が得られる。

実施の形態３．
図４は、この発明の実施の形態３による運転支援装置１のブロック図である。図において、図１と共通する要素には同一符号を付し、その説明を省略する。この実施の形態３による運転支援装置１は、ＧＰＳ（Global Positioning System)受信機（標識検出部）２３を備える。

ＧＰＳ受信機２３は、列車が信号機に接近したことを検出し、その旨を走行距離算出部１７に通知する。例えば、列車が信号機から±Ｘｍ以内の距離の範囲に接近したら検出するように予め設定されているとする。この実施の形態３では、列車が信号機から±Ｘｍ以内の範囲にあるときに運転者からの正しい呼称を取得できれば運転者は正常状態であると判断し、取得できなければ異常状態であると判断する。

走行距離算出部１７はＧＰＳ受信機２３から信号機検出の通知を受けると、単位時間毎に速度計１６から運転速度を取得し、時間と積算することによって走行距離の算出を開始する。運転者が指差呼称を行うと、マイク１１が音声を取得し、音声認識部１２に供給する。音声認識部１２は音声が表す語句を認識し、音声比較部１３に供給する。音声比較部１３は、取得した音声を確認音声記憶部１４に記憶される音声と比較し、運転者が発すべき正しい信号機の呼称であるか否かを判断する。正しい呼称である場合、その旨を走行距離算出部１７に通知する。

走行距離算出部１７は音声比較部１３から正しい呼称である旨の通知を受けると、算出している走行距離と予め設定されている距離Ｘとを比較する。列車が信号機から±Ｘｍ以内の範囲にあるときに正しい呼称を取得できれば正常と判断されるため、「走行距離≦２Ｘ」であればよい。「走行距離≦２Ｘ」であれば、走行距離算出部１７は算出している走行距離をリセットする。また、「走行距離＞２Ｘ」であれば、運転者は正しく指差呼称を行っていないということを意味するので、走行距離算出部１７はその旨を覚醒音声制御部２０に通知する。覚醒音声制御部２０は、スピーカ２１に運転者に対する覚醒音声を出力する。スピーカ２１は取得した覚醒音声を再生する。

また、走行距離算出部１７は、ＧＰＳ受信機２３から信号機検出の通知を受けたときに、保持している走行距離がリセットされていなければ運転者が異常状態であると判断し、その旨を覚醒音声制御部２０に通知する。覚醒音声制御部２０は、スピーカ２１に運転者に対する覚醒音声を出力し、スピーカ２１は取得した覚醒音声を再生する。

以上のように、この実施の形態３によれば、ＧＰＳ受信機２３が、列車が信号機に接近していることを検出し、走行距離算出部１７が、列車が信号機から±Ｘｍ以内の範囲にあるときに運転者からの正しい呼称が取得できない場合は異常と判断するようにしたので、実施の形態１よりも正確に運転者の異常を検出できる効果が得られる。

実施の形態４．
図５は、この発明の実施の形態４による運転支援装置１のブロック図である。図において、図１と共通する要素には同一符号を付し、その説明を省略する。この実施の形態４による運転支援装置１は、指差動作検出部２４を備える。実施の形態１では、運転者の指差呼称の音声を検出していたが、この実施の形態４では指差呼称の指差動作を検出することによって、運転者の異常を検知する。

実施の形態１と同様に、走行距離算出部１７は運転開始後から単位時間毎に速度計１６から速度を取得し、走行距離を算出して距離比較部１９に供給する。距離比較部１９は列車出発地点から最初の信号機までの距離を信号機距離記憶部１８から取得し、走行距離算出部１７から供給された走行距離と常時比較する。指差動作検出部２４は、運転者の指差動作を検出すると、その旨を距離比較部１９に通知する。距離比較部１９は指差動作検出部２４から通知を受けると、運転者が正しい指差動作を行っていると判断し、信号機距離記憶部１８から次の信号機の列車出発地点からの距離を取得して、取得した距離と走行距離とを比較する。

続いて、列車が走行し次の信号機の手前に来たときに運転者が正しい指差動作を行わなかったとすると、距離比較部１９の比較結果が「信号機距離＜列車の走行距離」となる。このとき、距離比較部１９は運転者が正しい指差動作を行わなかったと判断し、覚醒音声制御部２０に対して覚醒指示を出す。覚醒音声制御部２０は運転者に対して出力する覚醒音声をスピーカ２１に供給する。スピーカ２１は取得した覚醒音声を再生する。以降、同様に運転支援装置１は列車が到着地点に到着するまで運転者の異常を検出し、覚醒音声を再生する。

以上のように、この実施の形態４によれば、運転者が正しい指差動作を行っているか否かを指差動作検出部２４が検出するようにしたので、実施の形態１で行った音声認識・比較処理が不要であり、より簡易な装置によって運転者の異常を検知できる効果が得られる。

なお、この実施の形態４では、運転支援装置１が運転者の指差動作を検出する指差動作検出部２４を備えるようにしたが、運転者が運行確認動作として押下する押しボタンを備えるようにしてもよい。

実施の形態５．
図６は、この発明の実施の形態５による運転支援装置１のブロック図である。図において、図１と共通する要素には同一符号を付し、その説明を省略する。この実施の形態５による運転支援装置１は、確認指示部２５を備える。この実施の形態５では確認指示部２５が定期的に運転者に対して確認動作を行う指示を出し、運転者はこの指示に応じて指差呼称を行う。

確認指示部２５は、予め設定された時間毎、例えば３０秒毎に運転者に対して指差呼称を行う指示を出す。例えば、文字表示または光表示を行うようにしてもよい。運転者は正常な状態であればこの指示に従って指差呼称を行う。確認指示部２５は指示を出した後タイマー１５に基づいて経過時間を測定する。運転者が音声を発すると、マイク１１が音声を取得し、音声認識部１２が認識して音声比較部１３に供給する。音声比較部１３は取得した音声と確認音声記憶部１４に記憶される音声とを比較して、正しい呼称である場合はその旨を確認指示部２５に通知する。

確認指示部２５は運転者に指示を出した後、予め設定された時間、例えば５秒以内に音声比較部１３から正しい呼称であるという旨の通知を受けたか否かを判断する。通知を受けない場合は運転者が異常状態であると判断し、覚醒音声制御部２０にその旨を通知する。覚醒音声制御部２０は運転者に対して出力する覚醒音声をスピーカ２１に供給する。スピーカ２１は取得した覚醒音声を再生する。

なお、音声認識部１２、音声比較部１３、確認音声記憶部１４の代わりに、実施の形態４で示したように指差動作検出部２４によって運転者の指差動作を検出するようにしてもよい。

以上のように、この実施の形態５によれば、確認指示部２５が定期的に運転者に対して確認動作を行う指示を出し、予め設定された時間以内に運転者が正しい呼称を行ったかどうかを判断するようにしたので、実施の形態１で使用した信号機距離記憶部１８等が不要でありより簡易な装置で運転者の異常を検知できるという効果が得られる。

なお、上記各実施の形態で使用したスピーカ２１を運転者のみに音声を伝えることができる指向性スピーカとしてもよい。また、運転支援装置１はマイク１１、速度計１６、スピーカ２１を備えるようにしたが、これらは列車内に予め設置されているものを使用してもよい。また、運転者を覚醒するために音声以外に電気刺激、振動、強烈光点灯等を行ってもよい。

この発明の実施の形態１による運転支援装置のブロック図である。同実施の形態１による運転支援装置の動作を示すフローチャートである。この発明の実施の形態２による運転支援装置のブロック図である。この発明の実施の形態３による運転支援装置のブロック図である。この発明の実施の形態４による運転支援装置のブロック図である。この発明の実施の形態５による運転支援装置のブロック図である。

符号の説明

１運転支援装置、１１マイク、１２音声認識部（音声取得部）、１３音声比較部、１４確認音声記憶部、１５タイマー、１６速度計、１７走行距離算出部、１８信号機距離記憶部（標識距離記憶部）、１９距離比較部、２０覚醒音声制御部（覚醒制御部）、２１スピーカ、２２車内電話、２３ＧＰＳ受信機（標識検出部）、２４指差動作検出部、２５確認指示部。

Claims

移動体の運転者が発する音声を取得する音声取得部と、
前記運転者が発するべき確認発声の音声データを格納する確認音声記憶部と、
前記音声取得部が取得した音声と、前記確認音声記憶部に格納される音声データとを比較して、前記音声取得部が取得した音声が正しい確認発声であるか否かを判定する音声比較部と、
移動体の進行路上に設置され運転者が認識すると確認発声を行うように定められている各標識の移動体出発地点からの距離である標識距離を格納する標識距離記憶部と、
単位時間毎に移動体の運転速度を取得して走行距離を算出する走行距離算出部と、
前記標識距離記憶部から取得する標識距離と前記走行距離算出部が算出する走行距離とを比較し、前記走行距離の方が大きくなると覚醒指示を出すと共に、前記音声比較部から正しい確認発声があったことの通知を受けると前記標識距離記憶部から次の標識距離を取得する距離比較部と、
前記距離比較部の覚醒指示に応じて運転者を覚醒させる覚醒制御部とを備えた運転支援装置。
覚醒制御部が、車内電話網を介して車内電話に覚醒指示を出すことを特徴とする請求項１記載の運転支援装置。
覚醒制御部が、運転者に向けて音声を伝えることができる指向性スピーカに覚醒指示を出すことを特徴とする請求項１記載の運転支援装置。
移動体の運転者が発する音声を取得する音声取得部と、
前記運転者が発するべき確認発声の音声データを格納する確認音声記憶部と、
前記音声取得部が取得した音声と、前記確認音声記憶部に格納される音声データとを比較して、前記音声取得部が取得した音声が正しい確認発声であるか否かを判定する音声比較部と、
移動体の進行路上に設置され、運転者が認識すると確認発声を行うように定められている標識が、当該移動体と予め設定された距離の範囲内に接近してきたことを検出する標識検出部と、
前記標識検出部が前記標識を検出した地点から予め設定された距離の範囲内で、前記音声比較部が正しい確認発声を取得しているか否かを判定し、取得していない場合は覚醒指示を出す覚醒制御部とを備えた運転支援装置。
移動体の運転者の指差動作を検出する指差動作検出部と、
移動体の進行路上に設置され運転者が認識すると確認発声を行うように定められている各標識の移動体出発地点からの距離である標識距離を格納する標識距離記憶部と、
単位時間毎に移動体の運転速度を取得して走行距離を算出する走行距離算出部と、
前記標識距離記憶部から取得する標識距離と前記走行距離算出部が算出する走行距離とを比較し、前記走行距離の方が大きくなると覚醒指示を出すと共に、前記指差動作検出部から正しい指差動作があったことの通知を受けると前記標識距離記憶部から次の標識距離を取得する距離比較部と、
前記距離比較部の覚醒指示に応じて運転者を覚醒させる覚醒制御部とを備えた運転支援装置。
移動体の運転者が運転の確認動作として押下する押しボタンと、
移動体の進行路上に設置され運転者が認識すると確認発声を行うように定められている各標識の移動体出発地点からの距離である標識距離を格納する標識距離記憶部と、
単位時間毎に移動体の運転速度を取得して走行距離を算出する走行距離算出部と、
前記標識距離記憶部から取得する標識距離と前記走行距離算出部が算出する走行距離とを比較し、前記走行距離の方が大きくなると覚醒指示を出すと共に、前記押しボタンが押されたことを検出すると前記標識距離記憶部から次の標識距離を取得する距離比較部と、
前記距離比較部の覚醒指示に応じて運転者を覚醒させる覚醒制御部とを備えた運転支援装置。
移動体の運転者に対して確認動作を行う指示を出す確認指示部と、
前記運転者の確認動作を検出する確認動作検出部と、
前記確認指示部が運転者に対して確認動作を行う指示を出した後、予め設定された時間以内に前記確認動作検出部が正しい確認動作を検出しているか否かを判定し、取得していない場合は覚醒指示を出す覚醒制御部とを備えた運転支援装置。