JP2005143896A - 運転者心理状態判定装置 - Google Patents

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【課題】運転者によるアクセルペダルの操作、ブレーキペダルの操作、およびステアリングホイールの操作等の運転操作を監視することにより、運転者の心理状態を判定すること。
【解決手段】運転者によりアクセルペダル、ブレーキペダル、ステアリングのいずれかが操作されると、アクセルペダル踏込み量センサ102、ブレーキペダル踏込み量センサ103、ステアリング回転角センサ104によりそれぞれの操作量が検出される。検出された操作量が基準値記憶メモリ110に記憶された所定の基準値以上である場合には、履歴記憶メモリ109から直前の操作が読み込まれる。読み込んだ直前の操作がさらに所定の基準値以上である場合には、運転者の心理状態変化の判定が行われる。
【選択図】 図1

Description

本発明は、運転者によるアクセルペダルの操作、ブレーキペダルの操作、およびステアリングホイール等の運転操作を監視することにより、運転者の心理状態を判定する運転者心理状態判定装置に関する。
運転者の運転操作に基づいて運転者の心理状態を判定し、心理状態が乱れていると判定された場合には、その旨を運転者に警告する運転状況警告装置が特許文献1によって知られている。また、運転者の運転操作に基づいて心理状態の判定を行うに当たって、過去の判定結果、走行回数、走行経路などを考慮して判定基準を決定する運転心理判定装置が特許文献2によって知られている。
特開平7−257222号公報 特開2003−48448号公報
しかしながら、このような従来の装置においては、運転者の感情を検出するに際して、一定時間もしくは一定走行区間の運転操作に関するデータの収集が必要であり、データの収集が完了しないと運転者の心理状態が判定できないという問題が生じていた。
請求項1に記載の運転者心理状態判定装置は、車両操作部材の操作を検出する操作検出手段と、操作検出手段で検出された連続する車両操作部材の操作状態に基づいて、運転者の心理状態変化の判定を行う心理状態判定手段とを有することを特徴とする。
本発明によれば、車両操作部材の操作を監視することにより、運転者の心理状態の変化を即時に判定することができる。
―第1の実施の形態―
本発明の一実施の形態による運転者心理状態判定装置を搭載した車両の構成を図1に示す。この運転者心理状態判定装置は、運転者によるアクセルペダル操作の操作量、ブレーキペダル操作の操作量、およびステアリングホイール操作の操作量に基づいて、運転者の心理状態を判定する。心理状態判定装置を搭載した車両100は、自車両の車速を検出する車速センサ101と、運転者がアクセルペダルを踏込んだ際の踏込み量を検出するアクセルペダル踏込み量センサ102と、運転者がブレーキペダルを踏込んだ際の踏込み量を検出するブレーキペダル踏込み量センサ103とを有する。心理状態判定装置を搭載した車両100はまた、運転者がステアリングホイールを操作した際の回転角を検出するステアリング回転角センサ104と、現在運転している運転者が誰であるかを識別する信号を出力する運転者識別装置105とを有する。
運転者識別装置105は、運転者ごとに運転席の位置や姿勢を調整して記憶するシステムを搭載する車両にあっては、そのシステムで運転者に付与した識別コードを用いて運転者を識別することができる。また、イモビライザやキーレスエントリシステムにおけるキー信号に運転者の識別を行う情報を含めることにより運転者の判別を行ってもよい。
車両100はさらに、運転者の心理状態の変化を検出する心理状態判定部106aを有する制御装置106と、ROM107およびRAM108と、上記各センサにより検出された操作情報の履歴を一定のサンプリング間隔で記憶する履歴記憶メモリ109と、心理状態の判定を行う際の操作速度の基準値を記憶する基準値記憶メモリ110と、心理状態の判定結果を運転者に通知するモニタ111およびスピーカー112を有する。
制御装置106は、マイクロプロセッサおよびその周辺回路から構成され、RAM108を作業エリアとしてROM107に格納された制御プログラムを実行する。この制御プログラムにより以下の処理を行って運転者の心理状態が判定される。図1においてはこの機能ブロックを心理状態判定部106aとして示している。アクセルペダル踏込み量センサ102、ブレーキペダル踏込み量センサ103、ステアリング回転角センサ104の各センサにより検出されている操作情報は履歴記憶メモリ109へ一定のサンプリング間隔で記憶される。履歴記憶メモリ109へ記憶された履歴に基づいて、運転者の心理状態の変化を判定する際に使用する運転者ごとの基準値が生成され、基準値記憶メモリ110へ記憶される。そして、任意の時点における操作情報と基準値記憶メモリ110に格納された基準値とを比較することにより、運転者の心理状態の変化が判定される。
以下、本実施の形態においては、運転者によるアクセルペダル、ブレーキペダル、ステアリングホイールの操作を監視する。そして、そのいずれかが操作された場合にその操作速度があらかじめ設定した基準値を超えており、かつその直前の操作の操作速度も基準値を超えている場合に、運転者の心理状態が変化したか否かを判定する処理について、以下、説明する。図2は、本実施の形態における運転者の心理状態の変化を判定する処理のフローチャートである。図2に示す処理は、不図示のイグニションスイッチがオンされると起動するプログラムとして実行される。
ステップS10において、運転者識別装置105から出力される信号により運転者の識別が行われる。以下に説明する運転者の心理状態変化の判定は、識別された運転者固有の基準値を用いて運転者ごとに行われる。ステップS20において、車速センサ101からの信号により自車両の走行が開始されたと判断されると、ステップS30において、図3に示す操作速度の検出プログラムが起動される。操作速度は、アクセルペダル踏込み量センサ102、ブレーキペダル踏込み量センサ103、ステアリング回転角センサ104の各センサによって検出された、アクセルペダル、ブレーキペダル、ステアリングホイールの操作量とその操作に要した時間からそれぞれ算出される。なお、図3に示す処理は、図2の処理とは別ルーチンとして実行され、以下に説明する図2のステップS40〜ステップS80の処理が実行されている間も、所定時間間隔で操作速度の検出処理を実行する。
図3の処理においては、ステップS210において、各センサ102、103、104で検出された各操作部材の操作量を所定のサンプリング間隔、例えば10msで読み込み、履歴記憶メモリ109へ記憶する。それらの記憶データ検出に基づいて、所定時間ごとの操作速度を算出する。これらの操作速度はステップS230において、履歴記憶メモリ109へ記憶され、履歴記憶メモリ109には、各操作部材の操作速度が時系列に記憶される。
図2のステップS30においては、イグニションスイッチがオフにされたか否かの判断が行われる。イグニションスイッチがオフにされていないと判断された場合には、ステップS40へ進む。
ステップS40においては、履歴記憶メモリ109の操作速度の最新データ(以下、「最新の操作速度情報」と呼ぶ)を読み込み、これらの操作速度と基準値記憶メモリ110に格納された基準値とを比較する。すなわち、操作速度が基準値以上であるか否かの判断が行われる。運転者の操作速度が基準値未満であった場合には、運転者の心理状態の変化はないと判断され、ステップS50へ進む。
ステップS50においては、ステップS40で否定判定された操作、すなわち操作速度が基準値未満であると判断されたときの操作速度に基づいて、基準値記憶メモリ110に格納されている当該運転者の基準値の補正がなされる。ステップS40で否定判定された操作は、その履歴が履歴記憶メモリ109の所定のメモリ領域に否定判定履歴として格納されている。基準値の補正は、ステップS40で否定判定された最新の操作速度を加えた最新の否定判定履歴に基づいて、当該否定判定履歴の平均値を算出することにより行われる。これにより、ステップS40で否定判定された最新の操作速度の履歴に基づいた基準値を設定することができ、当該運転者の基準値の精度を高めることができる。
ステップS40において、運転者の操作速度が基準値以上であった場合には、ステップS60へ進む。ステップS60においては、履歴記憶メモリ109から直前の操作の操作速度情報(以下、「直前の操作速度情報」と呼ぶ)を読み込む。ここで読み込まれる直前の操作の操作速度情報とは、ステップS50で判定された操作の直前の操作の情報であり、運転者が直前にアクセルペダル、ブレーキペダル、ステアリングホイールのいずれの操作を行ったかという情報と、その時の操作速度とが読み込まれる。
ステップS70において、ステップS60にて読み込まれた直前の操作の操作速度と、基準値記憶メモリ110に格納された基準値との比較を行う。例えば、アクセルペダル、ブレーキペダル、ステアリングホイールの操作のうち、直前に行われた操作がアクセルペダルの操作であった場合には、当該アクセルペダルの操作速度とそれに対応する基準値とが比較される。
ステップS70において、運転者が直前に行った操作の操作速度が基準値未満であると判定された場合は、ステップS50へ進み、上述した通り、ステップS40で否定判定された最新の操作速度を加えた最新の否定判定履歴に基づいて、基準値記憶メモリ110に格納されている当該運転者の基準値の補正がなされる。
ステップS70において、運転者が直前に行った操作の操作速度が基準値以上であると判定された場合は、運転者の心理状態の変化があったと判断し、ステップS80において運転者の心理状態にどのような変化があったかを判定する。運転者の心理状態変化は、ステップS40にて肯定判定された急操作の内容と、ステップS70にて肯定判定された急操作の内容との組み合わせによって判定される。図4に示す表はこの組み合わせによる判定結果を表したものである。
図4における表においては、符号4aで表す列にステップS40にて判定された急操作を示し、符号4bで表す行に直前の急操作を示す。よって、ステップS40にて運転者がアクセルを急操作したと判断され、その直前の急操作がアクセルであった場合には、図4より「怒りにより前車を追いかけて煽っている」と判断できるため、運転者の心理状態は「怒り」に変化したと判定することができる。その他、ステップS40にて運転者が行ったと判定された急操作と直前の急操作との組み合わせにより、図4に示すそれぞれの判定が行われることになる。なお、図4に示す判定結果は一例であり、運転者の年齢や性別等によって判定結果を変えてもよい。
図5にステップS40にて判定された急操作が急アクセル、直前の急操作が急ブレーキであるときの具体例を表したグラフを示す。これは、自車両前方を他車両などの障害物が急に横切った場合などにみられる例である。この場合、運転者の操作であるアクセルペダルの踏込み速度5aが基準値5b以上となっている。このときの直前の操作であるブレーキペダル踏込み速度5cを見ると、これも基準値5d以上であるため、運転者の心理状態の変化が発生したと判定することができる。これは、一旦、他車両などの障害物により急に自車両の進路を塞がれて減速したが、障害物がなくなった後、急加速をしているという状況が推定できる。このような基準値5b以上の急ブレーキの後、基準値5d以上の急加速を行っているのは、運転者の障害物に対する「怒り」の現われであると判定することができる。
以上の運転者の心理状態変化の判定を行った後、ステップS40へ戻り、イグニションスイッチがオフにされるまでの間、上記の処理を繰り返す。ステップS40において、イグニションスイッチがオフにされたと判断された場合には、ステップS90へ進み、操作速度の検出、および履歴記憶メモリ109への記憶を終了し、処理を終了する。
上記にて判定された運転者の心理状態の判定結果は、モニタ111やスピーカー112を介して運転者に通知される。このとき、運転者の心理状態が「怒り」や「焦り、イライラ」であると判定された場合には、心理状態が平常に戻るよう、運転者を落ち着かせるためのメッセージや音楽あるいは映像等をモニタ111やスピーカー112から出力してもよい。
以上、本実施の形態によれば、運転者が基準値以上の操作速度で、2つの操作を続けて行っている場合に、その操作の組み合わせに応じて、運転者の心理状態変化の判定を行うこととした。これにより。それぞれの操作の組み合わせに応じて、即時に運転者の「怒り」や「焦り、イライラ」などの心理状態の変化を判定することができる。
―第2の実施の形態―
第2の実施の形態においては、次のようにして運転者の心理状態を判定する。第1の実施の形態と同様に、アクセルペダル、ブレーキペダル、ステアリングホイールのいずれかが操作され、その操作速度があらかじめ設定した基準値を超えているか判定する。基準値を超えている場合、その操作が直前の操作が行われてから所定の時間以内に連続して行われているかを判定する。そして、上記連続した急操作が2回以上繰り返し行われている場合に運転者の心理状態が変化したと判定する。なお、図1に示した運転者心理状態判定装置の構成図については、第1の実施の形態と同様のため、説明を省略する。
図6は、本実施の形態における運転者の心理状態の変化を判定する処理のフローチャートである。図6に示す処理は、不図示のイグニションスイッチがオンされると起動するプログラムとして実行される。なお、図6において、ステップS110〜ステップS150、およびステップS190の処理は、第1の実施の形態における図2のステップS10〜ステップS50およびステップS90と同一の処理のため、処理内容の説明は省略する。
ステップS160において、履歴記憶メモリ109から直前の操作の操作情報を読み込む。ここで読み込まれる直前の操作の操作情報は、運転者が直前にアクセルペダル、ブレーキペダル、ステアリングホイールのいずれの操作を行ったかという情報とその操作の単位時間ごとの履歴とが読み込まれる。
ステップS170において、運転者が直前に行った操作の後、基準値記憶メモリ110に格納された基準時間未満の間にステップS140で肯定判定された操作が行われたか否かを判断する。ステップS160にて読み込まれた直前の操作の履歴から、直前の急操作の終了時間を識別し、その終了時間からステップS140で肯定判定された操作が開始されるまでの時間と基準時間とを比較することにより行う。
ここで基準時間とは、ある操作部材について直前の急操作を行ってから他の操作部材について次の急操作に移るまでに、この基準時間以上の余裕があれば運転者は平常心を保っていると判断できる時間である。したがって、この基準時間よりも短い時間以内に次の操作が行われた場合は、異常時の操作と判断され、運転者の心理状態が変化したと判定することができる。基準時間は、基準値記憶メモリ110に予め格納されており、第1の実施の形態における基準値同様、運転者が行った操作に基づいて随時補正され精度が高められる。
ステップS170において、ステップS140にて肯定判定された操作が、直前の急操作が終了した後、基準時間以上経過後に行われたと判断された場合には、ステップS150へ進み、上述した基準時間の補正を行う。これに対して、ステップS140にて肯定判定された操作が、直前の作業の後、基準時間未満の間に操作されたと判断された場合には、ステップS171へ進む。
ステップS171においては、運転者による急操作が直前の急操作から基準時間未満にされた場合に、ステップS140で肯定判定された操作と直前の操作の組み合わせが、所定時間以内に連続して2回以上繰り返し行われているか否かの判定がなされる。その操作と直前の操作の組み合わせが、所定時間以内に連続して2回以上繰り返し行われていないと判断された場合は、ステップS140へ戻り、イグニションスイッチがオフにされるまでの間、処理を続行する。これに対して、ステップS140で肯定判定された操作と直前の操作の組み合わせが、所定時間以内に連続して2回以上繰り返し行われていると判断された場合は、ステップS180へ進み、運転者の心理状態変化の判定を行う。ステップS180における運転者の心理状態変化の判定については、その具体例を図7に示す。
図7は、ステップS140にて肯定判定された急操作がブレーキ、直前の急操作がアクセルであるときの具体例を表したグラフである。なお、図7においては、所定時間以内に、直前のアクセル操作からブレーキ操作へ遷移した2つの操作と、同様のアクセル、ブレーキの操作が連続して行われていることを表している。図7に示す例は、前車に接近するまでアクセルを踏み続けてブレーキを踏まず、ぎりぎりまで接近した後にアクセルを急開放して急ブレーキを踏み、これを繰り返しているような場合、すなわち前車を煽っている場合などにみられる。
図7においては、運転者が操作するブレーキペダルの踏込み速度7bが基準値7c以上となっている。このときの直前のアクセルペダル踏込み終了時点T1からそのブレーキペダル踏込み開始時点T2までの時間t2は所定の基準時間未満である。また、所定時間以内に、直前のアクセル急操作からブレーキ急操作へ遷移した2つの操作と、同様のアクセル、ブレーキの操作が連続して行われている。2回目の操作においても、運転者の操作であるブレーキペダルの踏込み速度7dが基準値7e以上であり、このときの直前のアクセルペダル踏込み終了時点T3からそのブレーキペダル踏込み開始時点T4までの時間t3は所定の基準時間未満である。
これにより、運転者による急操作が直前の急操作から所定の基準時間未満の間に行われ、さらにその急操作と直前の急操作の組み合わせが、所定時間以内に連続して2回繰り返し行われているため、運転者の心理状態の変化が発生したと判定することができる。これは、急なブレーキ操作直前にアクセル急開放操作を行う操作パターン、すなわちアクセル急開放と急ブレーキの組み合わせパターンが繰り返されていることから、とっさの危険回避のための急ブレーキではなく、前車を煽っているなど、運転者の「焦り、イライラ」が発生していると判定できる。
以上、本実施の形態によれば、現時点の急操作と直前の急操作との組み合わせパターンと同じパターンの操作の組み合わせが連続して行われた場合に、運転者の心理状態変化の判定をすることとした。これにより、基準値を超える操作が危険回避のためではなく、運転者の焦り、イライラが原因の操作行動であると判断でき、運転者の「焦り、イライラ」の発生など、運転者の心理状態の変化を検出することができる。
―変形例
第1、第2の実施の形態においては、運転者の行った急操作とその直前の急操作の組み合わせに基づいて、運転者の心理状態変化の判定を行ったが、車速を考慮に入れて運転者の心理状態変化の判定を行ってもよい。なお、図1に示した運転者心理状態判定装置の構成図については、第1、第2の実施の形態と同様のため、説明を省略する。
図8は、急な追い越しあるいは追い抜きをした場合など、アクセルペダル、ブレーキペダル、ステアリングが一連の操作として操作された場合に、運転者の心理状態変化を判定する具体例を示した図である。この図は、前車を追い抜く際に、前車にぎりぎりまで接近した後、急ブレーキをかけ、十分な減速を行わないまま急ハンドルで車線変更し前車を追い抜いている状況を表している。
図8においては、ステアリング回転速度8eが基準値8f以上であり、それと同時に操作されたアクセルペダル踏込み速度8aが基準値8b以上である。そして、その直前の操作であるブレーキ踏込み速度8cが基準値8d以上であり、上記操作の間、車速8gは常に基準値8h以上となっている。よって、追い抜き操作は基準値8h以上の車速8gで走行中に、急ブレーキと急ハンドルを伴って行われていると判断できる。これは、上述した通り、前車にぎりぎりまで接近した後、急ブレーキをかけ、十分な減速を行わないまま急ハンドルで車線変更して前車を追い抜くときに現れるので、運転者の「焦り、イライラ」が発生していると判定することができる。
この変形例によれば、一連の操作の中でアクセルペダル、ブレーキペダル、ステアリングが操作された場合に、それぞれの操作速度が基準値以上であるかを判定する。そして、そのときの車速が基準値以上であるかを判定することにより、運転者の心理状態変化の判定を行うことができる。これにより、運転者が十分なゆとりが無い状態で、追い抜き等の一連の操作を伴う運転を行っている場合に、運転者の「焦り、イライラ」の発生など、運転者の心理状態の変化を検出することができる。
上記の説明においては、アクセルペダル、ブレーキペダル、ステアリングそれぞれの操作量から操作速度を算出し、当該操作速度に基づいて運転者の心理状態の変化を判定した。しかし、本発明はこれに限定されず、以下のように変形することもできる。たとえば、検出したアクセルペダル、ブレーキペダル、ステアリングそれぞれの操作量を、図2のステップS60およびステップS70において、該当する操作の操作量の基準値と比較することにより運転者の心理状態の変化を判定してもよい。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した説明における構成に何ら限定されない。
特許請求の範囲の構成要素と実施の形態との対応関係について説明する。車速センサ101は車速検出手段に相当する。アクセルペダル、ブレーキペダルおよびステアリングホイールは車両操作部材、第1の車両操作部材および第2の車両操作部材に相当する。アクセルペダル踏込み量センサ102およびブレーキペダル踏込み量センサ103およびステアリング回転角センサ104は操作検出手段に相当する。運転者識別装置105は運転者識別手段に、心理状態判定回路106は運転者心理状態判定手段に、履歴記憶メモリ109は履歴記憶手段に相当する。
本発明の一実施の形態による運転者心理状態判定装置の構成を示す図である。 第1の実施の形態における運転者の心理状態変化の判定を行う処理のフローチャートを示す図である。 操作速度の検出処理のフローチャートを示す図である。 運転者の操作と直前の操作の組み合わせに対する運転者の心理状態の判定結果を示す図である。 第1の実施の形態におけるステップS40における操作4aがアクセル、直前の操作4bがブレーキであるときの具体例を示す図である。 第2の実施の形態における運転者の心理状態変化の判定を行う処理のフローチャートを示す図である。 第2の実施の形態におけるステップS140における操作4aがブレーキ、直前の操作4bがアクセルであるときの具体例を示す図である。 急な追い越しあるいは追い抜きをしたときに、運転者の心理状態が変化がする場合の具体例を示す図である。
符号の説明
100 車両
101 車速センサ
102 アクセルペダル踏込み量センサ
103 ブレーキペダル踏込み量センサ
104 ステアリング回転角センサ
105 運転者識別装置
106 制御装置
106a 心理状態判定部
107 ROM
108 RAM
109 履歴記憶メモリ
110 基準値記憶メモリ
111 モニタ
112 スピーカー

Claims (9)

  1. 車両操作部材の操作を検出する操作検出手段と、
    前記操作検出手段で検出された連続する前記車両操作部材の操作状態に基づいて、運転者の心理状態変化の判定を行う心理状態判定手段とを有することを特徴とする運転者心理状態判定装置。
  2. 請求項1に記載の運転者心理状態判定装置において、
    前記心理状態判定手段は、前記連続する車両操作部材の操作状態が共に急操作である場合に、運転者の心理状態は変化したと判定することを特徴とする運転者心理状態判定装置。
  3. 請求項1または2に記載の運転者心理状態判定装置において、
    前記心理状態判定手段は、前記操作検出手段により検出された連続する車両操作部材の少なくとも2つの操作量が、共に所定の基準値以上である場合に、運転者の心理状態は変化したと判定することを特徴とする運転者心理状態判定装置。
  4. 請求項1または2に記載の運転者心理状態判定装置において、
    前記心理状態判定手段は、前記操作検出手段により連続して検出された車両操作部材の操作量からそれぞれ算出した少なくとも2つの操作速度が、共に所定の基準値以上である場合に、運転者の心理状態は変化したと判定することを特徴とする運転者心理状態判定装置。
  5. 請求項3または4に記載の運転者心理状態判定装置において、
    前記操作検出手段により検出された前記車両操作部材の操作状態の履歴を記憶する履歴記憶手段をさらに有し、
    前記車両操作部材の操作量または操作速度の基準値は、前記履歴記憶手段に記憶された前記車両操作部材の操作状態の履歴に基づいて算出され、随時補正されることを特徴とする運転者心理状態判定装置。
  6. 請求項1〜5のいずれかに記載の運転者心理状態判定装置において、
    前記心理状態判定手段は、前記車両操作部材の操作の同一の組合わせパターンが、所定時間以内に少なくとも2回以上連続して検出されたときに、運転者の心理状態は変化したと判定することを特徴とする運転者心理状態判定装置。
  7. 請求項1〜6のいずれかに記載の運転者心理状態判定装置において、
    運転者を識別する運転者識別手段をさらに有し、
    前記心理状態判定手段は、前記運転者識別手段により識別した運転者ごとに心理状態の判定を行うことを特徴とする運転者心理状態判定装置。
  8. 請求項1〜7のいずれかに記載の運転者心理状態判定装置において、
    車速を計測する車速検出手段をさらに有し、
    前記心理状態判定手段は、前記車両操作部材の操作が検出された時点における車速が所定の基準値以上であるか否かも加味して運転者の心理状態の変化を判定することを特徴とする運転者心理状態判定装置。
  9. 請求項1〜8のいずれかに記載の運転者心理状態判定装置において、
    前記操作検出手段は、第1および第2の車両操作部材の操作を検出し、
    前記心理状態判定手段は、前記操作検出手段で検出した連続する前記第1および第2の車両操作部材の操作状態に基づいて運転者の心理状態を判定することを特徴とする運転者心理状態判定装置。
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