JP2005173702A - 運転余裕度判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機器操作に関する運転者の余裕度を的確に判断する。
【解決手段】車両情報取得装置１０１によって舵角などの車両情報を検出し、車両情報記憶装置１０２に蓄積する。車両用機器操作取得装置１０４によって運転者による車載機器の操作タイミングを取得し、運転余裕度判定部１０３ａが、この操作タイミングの前後所定時間分における舵角などの車両情報の変動特性を比較して運転者の余裕度を判定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両用機器操作に関する運転者の余裕度を判定する余裕度判定装置に関する。

従来、周辺監視センサやナビゲーションデータ、車間距離センサ、ビーコン通信機などから運転者の運転状況を推定し、運転者に余裕があるかどうかを判定して車両用機器操作の自由度を変更する手法が存在する。

特開平１０−２２１０９４号公報

しかし従来の技術では、車両の外部環境等から一般的に運転者の余裕度を判定しているため、個別具体的な状況を判断できず、たとえば、走行中の運転者が機器操作をすることにより発生する運転負荷の程度も考慮されていなかった。したがって、運転者の機器操作スキルが高い場合は、機器操作をしても運転への影響が小さいはずだが、従来はそれも考慮していないため、制限する必要が無いにも拘らず機器操作の自由度を制限してしまうという問題点があった。

本発明に係る運転者余裕度判定装置は、車両の走行状態から車両情報を検出する車両情報取得手段と、車両情報取得手段において取得された車両情報を記録する車両情報記憶手段と、運転者による車載機器の操作タイミングを取得する車載機器操作取得手段と、操作タイミングの前後所定時間分における車両情報の変動特性を比較して、運転者の余裕度を判定する判定手段とを備える。

ボタンなどの機器操作による運転への影響が、各ドライバーの現在の状況等に合わせて的確に判断することが可能になり、それに合わせた車載機器の制御が可能になる。

本発明の実施の形態の例について図面を参照しながら説明する。
―第１の実施の形態―
図１に第１の実施の形態に係る運転者余裕度判定装置を搭載した車両の構成を示す。車両１００は、走行状態や運転状態などを含む車両情報を検出する各種センサによって構成される車両情報取得装置１０１と、車両情報取得装置１０１で取得された車両情報を記憶する車両情報記憶装置１０２と、車両用各種機器の操作タイミングを取得する車両用機器操作取得装置１０４と、ナビゲーション１０６、オーディオ１０７、その他の車両用機器（車載機器）１０８を制御する車両用機器制御装置１０５とを備えている。

また車両１００は、運転者の運転余裕度を判定する運転余裕度判定部１０３ａを有する制御装置１０３を備えている。制御装置１０３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種インターフェースなどから構成され、運転余裕度判定部１０３ａは、ＲＯＭに格納されたプログラムを実行して運転余裕度を判定する機能ブロックとして示している。この運転余裕度判定部１０３ａは、車両用機器操作取得装置１０４で取得された車両用各種機器の操作タイミング信号に応じて車両情報記憶装置１０２から新旧２つの車両情報、すなわち操作前後の車両情報を読み出し、それらの車両情報に基づいて運転者の運転余裕度を判定する。

車両情報取得装置１０１は、舵角やアクセル開度、加速度、車速、車間距離といった車両情報を検出する。車両情報記憶装置１０２はメモリ等の記録媒体を有しており、車両情報取得装置１０１により所定時間間隔で取得した車両情報を記録して一定時間保持する。車両用機器操作取得装置１０４は、ナビゲーション１０６やオーディオ１０７といった車両用機器１０８のボタン、スイッチ等の操作部材の操作タイミングを検出する。

車両用機器操作取得装置１０４によって操作タイミングを検出すると、運転余裕度判定部１０３ａが車両情報記憶装置１０２からその操作の前後それぞれ一定時間のデータを読み出す。そして、操作前後のデータに基づく変動特性を比較して、車両用機器の操作による運転への影響、すなわち運転者の余裕度を推定する。この運転余裕度判定部１０３ａによる余裕度判定結果に基づいて、車両用機器制御装置１０５が、ナビゲーション１０６やオーディオ１０７、その他車両用機器１０８を制御し、各機器の情報提示手法や情報内容、ボタン操作可否等を決定する。

運転余裕度判定部１０３ａの判定処理を図２のフローチャートを参照しながら説明する。なお、本説明では車両情報として舵角を用いる場合を説明するが、その他の車両情報を用いても良い。

ステップＳ２０１では、車両用機器操作取得装置１０４からの信号に基づいて、車両用機器１０８において操作部材が操作されたか否かを判断し、操作があると判定されるとステップＳ２０２に進む。ステップＳ２０２では、運転余裕度判定部１０３ａが車両情報記憶装置１０２を参照し、機器操作前の一定時間と、操作後の一定時間の車両情報を取得する。なお、この取得時間の長さは前後別々に設定すればよい。

ステップＳ２０３では、機器操作前後の車両情報に基づいて、操作前後のそれぞれにおいて舵角の変化量や変化速度を算出する。たとえば、操作前の所定時間内で舵角の操舵方向が変化するごとに舵角変化量を算出し、算出した舵角変化量を積算する。また、操作後の所定時間内で舵角の操舵方向が変化するごとに舵角変化量を算出し、算出した舵角変化量を積算する。これらが操作前後の舵角変化量である。これらの舵角変化量を所定時間で徐せば操作前後の舵角変化速度が算出される。ステップＳ２０４ではステップＳ２０３で算出した変化量や変化速度を機器操作前後で比較し、前後で増減がある場合はステップＳ２０５に進む。ステップＳ２０５では、機器操作前後で車両情報の変化量や変化速度がどのくらい増減したかに応じて、換言すると増減率に応じて運転余裕度のレベルを特定する。ステップＳ２０６ではその運転余裕度に応じて車両用機器制御装置１０５が、ナビゲーション１０６やオーディオ１０７、その他車両用機器１０８に対して、動作方法や操作制限を変える制御を実行する。

具体的な車両用機器制御装置１０５の制御について図５を参照して説明する。運転余裕度判定部１０３ａにおいて、操作による影響がないと判断された場合は、車両用機器制御装置１０５に対して、閾値ａを越えない運転余裕度が運転余裕度判定部１０３ａから渡される。したがって、機器操作が制限無し５０１の範囲に該当するので、車両用機器１０８の制御は実行されない。運転余裕度が閾値ａ以上で閾値ｂより小さい状況であれば、車両用機器１０８の操作間隔を運転余裕度にあわせて広げたり、モニタに表示する選択項目数を減らしたり、注意を促すコメントを提示したりする（符号５０２参照）。また運転余裕度が閾値ｂ以上であれば、今行っている操作を全て中断させる（符号５０３参照）。

この運転余裕度判定部１０３ａのように、機器を操作する毎に、その前後での車両挙動や運転操作変化を監視することで、運転者の機器操作による影響を見ることができる。また操作直前のデータを比較のための基準データとして用いることから、基準値を一意に決定したり、あるいは走行状況に応じてそれぞれ一義的に設定された基準値を決定するいわゆる閾値型とは違い、走行環境による影響を受けにくい。たとえば山岳路走行や悪天候下での走行などの走行環境の影響を受けにくく、加えて、そのドライバーの個人差を考慮して判断することができる。

また、同じドライバーであったとしても、毎回の操作タイミングで判断することにより日々の大きな気分変化等に影響されずに、刻々と変化する機器操作の運転への影響を検出することができる。そのため、運転者の今現在の能力や心理状態にあわせた機器操作タイミングや情報提示タイミングで車両用機器１０８を制御することができる。特に、道路形状やセンサ情報などで事前にこの道が難しい道路だといった予想とは違い、ドライバーの現在の心理的余裕等を考慮できる。

―第２の実施の形態―
次に第２の実施の形態について、図３のフローチャートと図４の検出データを同時に参照しながら説明する。なお第２の実施の形態は、第１の実施の形態に係る車両１００と略同様の構成であるので、構成の図示および説明を省略し、以下、各構成要素については車両１００と同一名称／符号を用いることにする。

ステップＳ３０１で、機器操作が行われた操作タイミング４０１を基準として前後それぞれ一定時間の範囲の実舵角データを車両情報記憶装置１０１から取得する。ステップＳ３０２では、その実舵角データから修正舵角（舵角変動）をならした理想的な修正舵角データを求める。ここでは、ある時点の前後複数データを平均化し、その平均舵角データを当該時点の修正舵角データとする。

ステップＳ３０３では、修正（平均）舵角データと実舵角データとの差を、機器操作前の基準用データ範囲４０２内にあるＮ個分だけ積算し、操作前の修正舵角量平均値を求める。一方、ステップＳ３０４ではステップＳ３０３と同様の方法で、操作後の判断用データ範囲４０３内にあるＭ個分を積算し、操作後の修正舵角量平均値を求める。なお、操作前の修正舵角量平均値が基準値となり、操作後の修正舵角量平均値が判断値になる。

ステップＳ３０５では、ステップＳ３０３で求めた操作前の修正舵角量平均値とステップＳ３０４で求めた操作後の修正舵角量平均値との差を求める。ステップＳ３０６では、その差の大きさに基づいて、操作前の基準値と操作後の判断値とを比較してどちらが大きいか求める。基準値が判断値より大きいのであれば修正舵角操作量が減少していることになりステップＳ３０７に進む。また判断値が基準値より大きいのであれば修正舵角操作量が増加していることになりステップＳ３０８に進む。

ステップＳ３０７では、操作前の基準値に対する減少分の程度を数値化するため、ステップＳ３０５で求めた差をステップＳ３０３で求めた基準値で割り影響度合いとする。ステップＳ３０８では、操作後の判断値に対する増加分の程度を数値化するため、ステップＳ３０５で求めた差をステップＳ３０４で求めた判断値で割り影響度合いとする。

ステップＳ３０９では、ステップＳ３０７またはステップＳ３０８で求めた影響度合いが所定値以上か否かに基づき、機器操作前後での影響の有無を判断する。機器操作前後で影響がある場合はステップＳ３１０に進み、基準値と判断値が共にとても小さい場合は処理を強制終了させる。これは、値が小さい場合は少しの修正舵角量の差でも影響度合いとして大きく出てしまうので、その影響を除外するためである。結局、基準値と判断値が共にとても小さい場合は、機器操作前後で影響が無かったと判断するが、基準値と判断値が共に大きいまたはいずれかが大きい場合は、機器操作前後において影響があると判断しステップＳ３１１に進む。ステップＳ３１１では、上記影響度合いより運転余裕度を求め、修正舵角量平均値が機器操作前後で増加方向にあるのか減少方向にあるのかという情報も活用して、車両用機器制御装置１０５に送る。

上記のように、舵角の値や増減幅を単純に見るのではなく、修正舵角量平均値の影響を見ることにより、機器操作によるハンドルへの影響を現在の舵角量に左右されずに判断することができる。なお、本実施例では運転余裕度判定部１０３ａの動作について舵角を用いて説明したが、前車との車間距離の増減や、アクセル開度の増減、加速度の増減といった情報を利用することも可能である。

具体的な車両用機器制御装置１０５の制御について再度図５を参照して説明する。運転余裕度判定部１０３ａにおいて、操作による影響がないと判断された場合は、車両用機器制御装置１０５に対して閾値ａを越えない運転余裕度が運転余裕度判定部１０３ａから渡される。したがって、機器操作が制限無し５０１の範囲に該当するので、車両用機器１０８の制御は実行されない。運転余裕度が閾値ａ以上で閾値ｂより小さい状況であれば、車両用機器１０８の操作間隔を運転余裕度にあわせて広げたり、モニタに表示する選択項目数を減らしたり、注意を促すコメントを提示したりする（符号５０２参照）。また運転余裕度が閾値ｂ以上であれば、今行っている操作を全て中断させる（符号５０３参照）。

また、この第２の実施の形態に記述のように、運転余裕度判定部１０３ａで利用した修正舵角量の変化方向（基準値より判断値が増加しているか減少しているか）によっても車両用機器１０８の制御を変更することができる。

たとえば図６のように、変化量が減少方向に向いている場合は、運転よりもその車両用機器１０８の操作に集中している可能性がある。そのため、ある操作が行われた後に、画面変化やモニタ上に「処理中です」といった表示を出し、操作が出来ない時間を運転余裕度にあわせて設定し、連続操作を許容する時間間隔をひろげて車両用機器１０８の操作に集中することを妨げる。

また、減少方向で運転余裕度が特に余裕がない値を示している場合は、操作ができない時間を設けると同時に、「前を見てください」「運転に集中してください」といったような運転集中用コメントを画面に出したり、音声で伝えたりする。もしくは、連続操作の間隔を広げるのではなく操作を中断させる。

反対に、図４のように基準値に対して判断値が増加している場合、すなわち、変化量が増加方向に向いている場合は、操作後に前方を見て車両の移動修正を必要とする場面が考えられ、運転しながらの機器操作に不慣れな可能性がある。そのため前述のようなある操作が行われた後に、画面変化や「処理中です」といった表示を出し、操作が出来ない時間を運転余裕度にあわて設定して連続して操作が行いにくくする。また、運転余裕度が特に余裕がない値を示している場合は、操作を中断したり、選択できる機能数を減らしたりする。

実際のところでは、図４あるいは図６で示した検出値は共に変化量が大きいので、図５における操作中断５０３の範囲に入っている。図７に示す検出値の場合、修正舵角量が増加方向になっており、図５における車両用機器１０８に操作制限やコメントを表示するべき範囲５０２に入っている。図８の検出値によれば、修正舵角量が減少方向になっており、図５における車両用機器１０８に操作制限やコメントを表示するべき範囲５０２に入っている。

上記のように、運転余裕度のパラメータの変化方向や、運転余裕度にあわせて車両用機器１０８の制御を行うことで、現在の運転者の体調、心理状態にあわせた制御を行うことができる。

―第３の実施の形態―
次に第３の実施の形態について、図９の検出データを参照しながら説明する。なお第３の実施の形態は、第１の実施の形態に係る車両１００と略同様の構成であるので、構成の図示および説明を省略し、以下、各構成要素については第１の実施の形態の車両１００と同一名称／符号を用いることにする。

第３の実施の形態による車両１００は、第２の実施の形態と比較すると運転余裕度判定手法が異なっている。具体的には、この運転余裕度判定部１０３ａは操作移行時間データベースを備えており（図示省略）、ハンドルからそれぞれの操作ボタンまでの距離から求めた手または腕の平均移行時間に関する情報を蓄積している。

ある操作が行われた場合、その操作において必要となったであろう指または腕の平均移動時間を当該データベースから取得し、運転余裕度判定部１０３ａが、操作タイミング９０２に基づいて、上記平均移動時間を考慮してハンドルから手を離したと思われる修正操作タイミング９０１を算出する。この修正操作タイミング９０１を利用して、操作前の基準用データ範囲９０３と操作後の判断用データ範囲９０４を比較することができる。これにより操作前の基準用データ範囲９０３に、ハンドルから手を離して車両用機器操作に移るまでの片手運転状態を、基準値側から除外することができる。一方、ハンドルから機器までに指や腕を動かしている時間を操作後の判断用データ範囲９０４に含めて判断することができる。

上記のように手の動きを考慮に入れることにより、基準用データに片手運転などのデータが入らず、操作前の準備段階の影響を含めてより正確に運転余裕度の判断をすることが可能となる。

―第４の実施の形態―
次に第４の実施の形態について説明する。これも第２、第３の実施の形態と同様、第１の実施の形態に係る車両１００と略同様の構成であるので、構成の図示および説明を省略し、以下、各構成要素については第１の実施の形態の車両１００と同一名称／符号を用いることにする。

車両１００における運転余裕度判定部１０３ａは、車両情報として複数の情報を利用して運転余裕度を判定している。機器操作が行われたら第２の実施の形態と同様の手法によりそれぞれの車両情報に対して運転余裕度判定を行う。複数の車両情報の中で１つでも機器操作による影響があると判断された場合には、その影響があると判断された情報による運転余裕度を車両用機器制御装置１０５に送る。

また、複数の車両情報において機器操作による影響があると判断された場合には、影響があると判断された情報の中で一番大きな影響があると判断された情報による運転余裕度、すなわち最低の運転余裕度を車両用機器制御装置１０５に送る。本実施の形態によれば、複数の車両情報を運転余裕度判定に利用することにより、ドライバーの機器操作による影響を一層詳しく監視することができる。

なお、上記各実施の形態は単独で動作させることもできるが、従来の方法である閾値型、すなわち、舵角がある一定以上などの急カーブ中や、車速がある一定より高い、車間距離がある一定より短いなどで操作制限を随時行うといった判定手法や、予想型、すなわちナビ情報などによるこの先の道の区分や形状により事前に操作制限を行うといった判定手法と干渉しないため、これらの手法に加えて動作させることができる。そのため、ボタン操作が行われていないときの制御は従来の方法を利用することも可能である。

以上の実施の形態は本発明による運転余裕度判定装置の一例を示すに過ぎず、本発明は、その特徴を損なわない限り上記実施の形態に何ら限定されるものではない。

第１の実施の形態に係る余裕度判定処理の構成図 第１の実施の形態に係る余裕度判定処理のフローチャート 第２の実施の形態に係る余裕度判定処理のフローチャート 舵角データと運転余裕度判定に利用する範囲を示す図 運転余裕度と車両用機器の動作内容を示す図 舵角データと運転余裕度判定に利用する範囲を示す図 舵角データと運転余裕度判定に利用する範囲を示す図 舵角データと運転余裕度判定に利用する範囲を示す図 腕や指の動きを推定したときの舵角データと運転余裕度判定に利用する範囲を示す図

符号の説明

１０２・・・車両情報記録装置 １０３・・・制御装置
１０３ａ・・・運転余裕度判定部 １０４・・・車両用機器操作取得装置
１０５・・・車両用機器制御装置 １０６・・・ナビゲーション
１０７・・・オーディオ １０８・・・車両用機器

Claims (9)

1. 車両の走行状態から車両情報を検出する車両情報取得手段と、
   前記車両情報取得手段において取得された前記車両情報を記憶する車両情報記憶手段と、
   運転者による車載機器の操作タイミングを取得する車載機器操作取得手段と、
   前記操作タイミングの前後所定時間分における前記車両情報の変動特性を比較して、運転者の余裕度を判定する判定手段とを備えることを特徴とする運転余裕度判定装置。
2. 請求項１の運転余裕度判定装置において、
   判定された前記余裕度の結果に基づいて、前記車載機器の制御を行う車載機器制御手段をさらに備えることを特徴とする運転余裕度判定装置。
3. 請求項１または２の運転余裕度判定装置において、
   前記車両情報の変動特性について、操作前の変動よりも操作後の変動が大きい場合、前記車載機器制御手段が前記車載機器の操作を制限する制御を実行し、一方、操作前の変動よりも操作後の変動が小さい場合、該車載機器制御手段が前記車載機器に対して、運転者に運転注意を喚起するよう制御することを特徴とする運転余裕度判定装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかの運転余裕度判定装置において、
   前記車両情報取得手段が、前記車両情報として舵角、アクセル開度、加速度、速度、および車間距離のいずれか１つ以上を検出することを特徴とする運転余裕度判定装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかの運転余裕度判定装置において、
   前記車両情報の前記変動特性として、その車両情報の変化量を用いることを特徴とする運転余裕度判定装置。
6. 請求項１乃至４のいずれかの運転余裕度判定装置において、
   前記判定手段における前記変動特性として、前記車両情報と、その車両情報の変化を平均化した修正車両情報との差を用いることを特徴とする運転余裕度判定装置。
7. 請求項６の運転余裕度判定装置において、
   前記変動特性として、前記車両情報と前記修正車両情報の差を、その修正車両情報で除した値をさらに用いることを特徴とする運転余裕度判定装置。
8. 請求項１乃至７のいずれかの運転余裕度判定装置において、
   ハンドルから前記車載機器への手または腕の一般的な移行時間が記録された操作移行時間データベースをさらに備え、
   前記判定手段が、前記操作タイミングから前記移行時間だけ遡った修正操作タイミングを推定し、その修正操作タイミング前後の前記車両情報の変動特性を比較して、運転者の余裕度を判定するようにしたことを特徴とする運転余裕度判定装置。
9. 請求項１乃至８のいずれかの運転余裕度判定装置において、
   前記判定手段が、複数種類の前記車両情報に対応させて複数の余裕度を特定し、それら複数の余裕度における最低の余裕度を判定データとして用いるようにしたことを特徴とする運転余裕度判定装置。

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