JP2006172315A - 視認力向上支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自車両周辺の状況に対する運転者の視覚認識能力を向上させ、周囲状況に対する反応を敏感にさせることで、不注意や見落としによる事故を未然に防ぐ。
【解決手段】視認力向上支援装置は、車両に搭載されており、ノイズ生成装置２、生成したノイズを出力するノイズ発生装置７、周辺状況取得装置３、運転者状態取得装置４などを備えている。ノイズ生成装置２の制御部２ａは、周辺状況取得装置３、運転者状態取得装置４から取得した周辺状況・運転者状態に対応する最適ノイズ強度を、ノイズ生成装置２内の対応関係記憶部２ｄに記憶された対応関係に基づいて決定し、その決定した最適ノイズ強度の視覚的ノイズを生成し、その生成した視覚的ノイズに応じた制御信号（駆動要求信号）をノイズ発生装置７（例えば室内灯）へ出力する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、視認力向上支援装置に関するものである。

従来、運転者にわき見をしていることを認識させる車両用表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に開示されている車両用表示装置によれば、例えば、網膜の中心位置付近の臨界融和周波数と対応した周波数で点滅または明滅する表示画像をフロントウィンドシールド前の前景と重ねて表示する。

このような表示方法により、運転者が前方を見ているときには、表示画像が運転者の中心視付近で視認されるため、ちらつかない画像となる。一方、運転者がわき見をしたときには、表示画像が周辺視領域で視認されるため、ちらついている画像となり、運転者にわき見をしていることを認識させることが可能となる。また、この視認効果の違いで、運転者の視線が前方に誘導され、常に前方を見るような環境が提供される。

また、自車両の実際の死角領域の位置との対応が付けやすい場所にその死角領域の画像を表示して運転者に提示する車両用表示装置も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００３−４８４５３号公報 特開２０００−７１８７７号公報

しかしながら、特許文献１に開示された車両用表示装置により運転者の視線が前方に誘導され、常に前方を見るような環境が提供されることによって、運転者が自車両の前方以外の方向を見る機会は必然的に少なくなる。従って、例えば、自車両の左右等に存在し、運転上認識する必要のある物体を見落としてしまう可能性がある。

また、特許文献２に開示された車両用表示装置の場合には、表示された死角範囲の画像自体を運転者が見ないと全く意味がない。死角範囲の画像を「見ることができる」状態にする点は実現されているが、その画像を「積極的に見させるための工夫」はなされていない。

本発明は、このような問題を鑑みてなされたもので、自車両周辺の状況に対する運転者の視覚認識能力を向上させ、周囲状況に対する反応を敏感にさせることで、不注意や見落としによる事故を未然に防ぐことのできる技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の視認力向上支援装置は、視認可能なノイズ強度の閾値に基づいて設定された最適ノイズ強度の視覚的ノイズを生成し、その生成した視覚的ノイズを車両運転中の運転者に対して付与することによって、運転者の視認力向上を支援することができる。

本発明は、確率共振（ＳＲ、Stochastic Resonance）の研究成果（人の脳における確率共振現象の実験的検証、日高ら、生体・生理シンポジウム論文集ＶＯＬ．１５ｔｈ、Ｐ．２６１〜２６４）に着目したものである。

生体における確率共振現象とは、感覚神経細胞に対する適度なノイズ印加によってその感覚神経細胞における閾値以下の入力信号を検出する能力が上昇するという現象である。この確率共振現象によって、人の生体機能（例えば、知覚、調節、行為等のマクロな機能）が向上するということが実験的検証等によって明らかになっている。

ここで、確率共振現象について具体的に説明する。図３（ａ）は、感覚神経細胞を非線形型系システムとして模式的に示したものである。ここで、感覚神経細胞は、図３（ｂ）に示すように、一般に閾値型の入出力特性を有するため、閾値以下の微小な入力信号は検出することができない。しかしながら、ランダムな広帯域ノイズを入力信号と同時に印加すると、閾値以下の微弱な信号を検出するようになる。

なお、ランダムな広帯域ノイズの強度は、図３（ｃ）に示す「信号雑音比−ノイズ強度」曲線から明らかなように、ノイズの強度が小さすぎたり、あるいは、入力信号の強弱とは無関係に閾値を超えるほど大き過ぎたりした場合、出力信号の信号雑音比を低下させることが知られており、出力信号の信号雑音比を最大化する最適ノイズ強度が存在する。

そして本発明の視認力向上支援装置では、車両周辺の状況を取得する周辺状況取得手段、または車両の運転者の状態を取得する運転者状態取得手段の少なくとも何れか一つと、周辺状況取得手段によって取得された車両周辺状況、または運転者状態取得手段によって取得された運転者状態の少なくとも何れか一つに基づいて、視覚的ノイズの付与態様を制御するノイズ付与態様制御手段を備えている。

車両の周辺状況は一定ではなく、走行によってあるいは天候等によって変化するものである。そこで、本発明の視認力向上支援装置では、この車両周辺状況に応じて視覚的ノイズの付与態様を制御することで、車両周辺状況に合致した視覚的ノイズを車両の運転者に対して付与することができる。

また、例えばこのような車両周辺状況が変わらなくても、運転者の状態が変化した場合、その状態に応じた最適な視覚的ノイズを付与できることが好ましい。そこで、本発明の視認力向上支援装置では、この運転者状態に応じて視覚的ノイズの付与態様を制御することで、運転者状態により合致した視覚的ノイズを車両の運転者に対して付与することができる。このように適切な視覚的ノイズを付与することで、運転者の視認力をより適切に向上させることができる。

周辺状況取得手段や運転者状態取得手段としては種々のものが考えられ、また、ノイズ付与態様制御手段が、これらの状況・状態に基づいて視覚的ノイズの付与態様を制御する内容も種々考えられる。以下、それらの一例について説明する。

[周辺状況取得手段の例と付与態様制御例]
請求項２に示す視認力向上支援装置の場合には、車両周辺の照度と最適ノイズ強度との対応関係を記憶している記憶手段を備えている。そして、周辺状況取得手段が車両周辺の照度を取得し、ノイズ付与態様制御手段が、記憶手段に記憶された対応関係に基づき、取得した車両周辺照度に対応する最適ノイズ強度に変更して視覚的ノイズを付与する。例えば昼間のように照度が高い場合には、そのような周囲の光と視覚的ノイズのコントラストを最適に保つ必要がある。そこで、車両周辺照度に対応する最適ノイズ強度に変更して視覚的ノイズを付与するようにしたのである。なお、車両周辺の照度と最適ノイズ強度との対応関係については、予め実験等によって得ておくことが考えられる。

請求項３に示す視認力向上支援装置の場合には、周辺状況取得手段が車両周辺の照度を取得し、ノイズ付与態様制御手段が次のような制御を行う。つまり、取得した車両周辺照度が所定値以上の場合には色相変化による視覚的ノイズを付与し、一方、所定値未満の場合には輝度変化による視覚的ノイズを付与する。これは、人の眼が、例えば夜間などの暗所では色相変化をほとんど判断できないことを考慮したものである。

請求項４に示す視認力向上支援装置の場合には、周辺状況取得手段が車両周辺の照度を取得し、ノイズ付与態様制御手段が次のような制御を行う。つまり、取得した車両周辺照度が所定値以上の場合には輝度・色相の変化領域を相対的に小さくした視覚的ノイズを付与し、一方、所定値未満の場合には輝度・色相の変化領域を相対的に大きくした視覚的ノイズを付与するのである。これは、例えば夜間などの暗所では輝度・色相変化に対する解像度が低いことを考慮したものである。

このような人の眼の特徴は、下記のような知見に基づく。つまり、網膜の細胞には錐体（すいたい）と桿体（かんたい）の２種類がある。色を感じる錐体は、明るいときに働き、感度は低いが解像度は高く、また、網膜の中心部に数多く存在する。一方、明暗を感じとる桿体は、暗いときに働き、感度は高いが解像度は低く、また、多くは網膜の周辺部に位置する。

請求項５に示す視認力向上支援装置の場合には、周辺状況取得手段が車両周辺に存在する物体（例えば他車両・歩行者・路側物など）の位置を取得し、ノイズ付与態様制御手段が、取得した車両周辺の物体位置の方向から視覚的ノイズを付与する。このようにすれば、車両周辺の物体位置側への運転者の視認力をより適切に向上させることができる。したがって、車両周辺物体に対する注意が喚起され易くなる。

請求項６に示す視認力向上支援装置の場合には、周辺状況取得手段が、車両前方の路面に描かれたレーンマークを認識し、その認識したレーンマークと自車位置との関係から走行レーン中における車両のレーン幅方向の偏り度合いを取得する。そして、ノイズ付与態様制御手段が、取得した走行レーン中における車両のレーン幅方向の偏り度合いに応じ、その偏っている側の方向から視覚的ノイズを付与する。このようにすれば、例えば自車両がレーン内で左側によっている場合には、レーン左側に対する運転者の注意が喚起され易くなる。したがって、運転者が早期に気づき、レーン中心に自車両位置を戻すことが期待できる。

請求項７に示す視認力向上支援装置の場合には、周辺状況取得手段が、ナビゲーション装置から車両前方の道路形状、渋滞情報、交差点の存在頻度、道路種別の内の少なくとも一つを取得する。そして、ノイズ付与態様制御手段が、取得した各種情報に応じて決定される運転者の注意を向けさせたい方向から視覚的ノイズを付与する。このようにすれば、運転者の注意を向けさせたい方向に対する運転者の注意が喚起され易くなる。したがって、例えば前方で急カーブが存在したり、渋滞が発生していたり、交差点が存在したりする場合に、それらに運転者が早期に気づくことが期待できる。また、道路種別や道路形状に基づけば次のような対処も可能である。例えば高速道路のように交差点がない、あるいは少ない道路であれば主に前方に注意を向けた方がよいため、主に前方から視覚的ノイズを付与することで、前方に対する注意力を高めることができる。一方、市街地の道路のように交差点が多い道路であれば左右への注意を相対的に多く向ける必要があるため、前方だけでなく左右からも視覚的ノイズを付与する。

[運転者状態取得手段の例と付与態様制御例]
請求項８に示す視認力向上支援装置の場合には、視覚的ノイズは、車室内の天井に設置された機器から出力されることによって運転者に対して付与されることを前提としており、運転者状態取得手段は、車室内の天井から運転者の頭部までの距離を取得する。記憶手段が、天井から頭部までの距離と視覚的ノイズの最適輝度との対応関係を記憶しており、ノイズ付与態様制御手段が、記憶手段に記憶された対応関係に基づき、取得した天井から頭部までの距離に対応する最適輝度に変更して視覚的ノイズを付与する。このようにすれば、車室内の天井に設置された機器と運転者の頭部までの距離が運転者の体格差によって異なる場合であっても、それぞれの体格に合った最適輝度にて視覚的ノイズを付与することができる。

請求項９に示す視認力向上支援装置の場合には、運転者状態取得手段が、車室内の天井から運転者の頭部までの距離を取得し、天井から頭部までの距離変化に基づいて居眠りが推定される状態であるか否かを判定する。例えば走行開始時に測定した距離を基準距離として、その距離よりも、平均的な人の頭部の大きさ以上変化した場合には、居眠りが想定されるような頭部の大きな動きが発生していると推定する。そして、ノイズ付与態様制御手段が、居眠りが推定される状態である場合には、それまでに付与していた視覚的ノイズよりもノイズ強度、輝度の内の少なくとも何れか一つを大きくした視覚的ノイズを付与する。このようにすれば、視認力が通常よりも鈍っている運転者に対して視覚的に刺激を与えることができる。

請求項１０に示す視認力向上支援装置の場合には、運転者状態取得手段が、運転者の心拍を取得し、その心拍に基づいて運転者の覚醒度を判定する。そして、ノイズ付与態様制御手段が、運転者の覚醒度が相対的に低下している場合には、それまでに付与していた視覚的ノイズよりもノイズ強度、輝度の内の少なくとも何れか一つを相対的に大きくした視覚的ノイズを付与する。このようにすれば、視認力が通常よりも鈍っている運転者に対して視覚的に刺激を与えることができる。

請求項１１に示す視認力向上支援装置の場合には、さらに、運転者に対して居眠り状態から覚醒させるための外的刺激を付与可能な外的刺激付与手段を備えている。この外的刺激付与手段とは、例えば、空調装置、メータの照明、シートに振動を付与する機構、カーオーディオ等が考えられる。そして、ノイズ付与態様制御手段が、請求項９にあっては居眠りが推定される状態である場合、請求項１０にあっては運転者の覚醒度が相対的に低下している場合には、外的刺激付与手段を介して外的刺激を付与する。例えば空調風の量を多くしたり、メータの照明輝度を明るくしたり、シートに振動を与えたり、オーディオの音量を上げたりすることが考えられる。このようにすれば、外的刺激に対する感覚が通常よりも鈍っている運転者に対して五感の何れかを通じて刺激を与えることができる。

請求項１２に示す視認力向上支援装置の場合には、運転者状態取得手段が、運転者の視線を取得し、その視線の変化に基づいて視認対象が近距離物から所定の遠距離物に変化したことを判定する。そして、ノイズ付与態様制御手段が、視認対象が近距離物から所定の遠距離物に変化した場合には、その視線方向に視覚的ノイズを付与する。運転者の視線が下（例えば車内の計器類を見ている状態）から上（例えば車両前方の状況を見る状態）などのように、近くから遠くへ変化したときには、変化時点で遠くの状況が見えにくくなる。そのため、その視線方向に視覚的ノイズを付与することで、視認力を向上させることができる。

請求項１３に示す視認力向上支援装置の場合には、運転者状態取得手段が、運転者の視線を取得する。視線を取得する方法は公知の手法を採用すればよい。そして、ノイズ付与態様制御手段が、視線を中心とした視野内において中心視可能な領域においては色相変化を主体として視覚的ノイズを付与し、周辺視可能な領域においては輝度変化を主体とした視覚的ノイズを付与する。

上述したように、人の眼の網膜の細胞には錐体（すいたい）と桿体（かんたい）の２種類があり、色を感じる錐体は網膜の中心部に数多く存在し、一方、明暗を感じとる桿体の多くは網膜の周辺部に位置する。したがって、視線を中心とした視野内において中心視可能な領域においては色相変化を主体として視覚的ノイズを付与し、周辺視可能な領域においては輝度変化を主体とした視覚的ノイズを付与すれば、視認力向上支援の点でより適切である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１（ａ）は本実施形態の視認力向上支援装置の概略構成を示すブロック図である。この視認力向上支援装置は、車両に搭載されており、ノイズ生成装置２と、生成したノイズを出力するノイズ発生装置７と、周辺状況取得装置３と、運転者状態取得装置４と、車両状態取得装置５と、操作スイッチ６とを備えている。

ノイズ生成装置２は、後述する所定のノイズを知覚することができるノイズ強度の閾値を記憶するノイズ強度記憶部２ｂと、ノイズ強度記憶部２ｂの記憶するノイズ強度の閾値に基づいて、出力すべきノイズの最適強度を設定するノイズ最適強度設定部２ｃ、周辺状況取得装置３、運転者状態取得装置４、車両状態取得装置５にて取得する周辺状況・運転者状態・車両状態と最適ノイズ強度との対応関係を記憶している対応関係記憶部２ｄと、ノイズ強度記憶部２ｂ・ノイズ最適強度設定部２ｃ・対応関係記憶部２ｄと接続され、ノイズ生成装置２全体の制御を司る制御部２ａとを備える。

制御部２ａは、周辺状況取得装置３、運転者状態取得装置４、車両状態取得装置５とも接続されており、これらから取得した周辺状況・運転者状態・車両状態に対応する最適ノイズ強度を、対応関係記憶部２ｄに記憶された対応関係に基づいて決定し、その決定した最適ノイズ強度の視覚的ノイズを生成する。そして、その生成した視覚的ノイズに応じた制御信号（駆動要求信号）をノイズ発生装置７へ出力する。

ノイズ発生装置７は例えば室内灯であり、この室内灯等から視覚的ノイズの重畳された光が出力（照射）されることとなる。なお、通常の室内灯として機能を果たす場合には相対的に高い輝度が必要であるが、ノイズ光の場合にはそれに比べて低い輝度で十分である。本実施形態のノイズ発生装置７として用いられる室内灯の具体例としては、図１（ｂ）に示すように、運転者の頭上より前方の車室内の天井部に搭載されたものが考えられる。この室内灯は、いわゆるルームランプとしての役割を果たすものであり、このように運転者の頭上より前方の車室内の天井部に搭載されていれば、運転者に対する視覚的ノイズの付与の点で好ましい。

ここで、視覚的なノイズについて説明する。視覚認識における確率共振現象（ＳＲ）を誘起するために用いられる視覚的なノイズは、特定の周波数帯域で強い強度を示すことのないランダムな広帯域ノイズでなければならない。従って、視覚認識可能な周波数帯における視覚的なノイズのノイズ強度の周波数分布が一様であるランダムノイズや、視覚的なノイズのノイズ強度の周波数分布が視覚的なノイズの周波数に反比例する１／ｆノイズ等を用いることで視覚認識における確率共振現象（ＳＲ）を誘起することができる。

なお、前述のとおり、ランダムな広域帯ノイズは、ノイズ強度が小さ過ぎたり、あるいは、入力信号の強度と無関係に閾値を超えるほど大き過ぎたりした場合、出力信号の信号雑音比を低下させることが知られており、信号出力の信号雑音比を最大化するノイズ強度が存在する。

そこで、確率共振現象（ＳＲ）を誘起するのに適したノイズ強度のノイズ光を発生させるためには、例えば、実験等によって信号出力の信号雑音比を大きくするのに適したノイズ強度を予め求めておき、ノイズ強度記憶部２ｂに、この実験等によって求めたノイズ強度を最適ノイズ強度として記憶しておけばよい。

また、最適ノイズ強度に関しては個人差があるため、その個人差を補完するため、本実施形態では、次のような対応する。つまり、制御部２ａによってノイズ発生装置７から出力するノイズ光の強度を徐々に高めていき、運転者がノイズを最初に知覚したタイミングで操作スイッチ６を操作すると、その操作タイミングにおけるノイズ光の強度がノイズ強度の閾値として決定され、ノイズ強度記憶部２ｂに記憶されるよう構成するのである。そして、ノイズ最適強度設定部２ｃは、ノイズ強度記憶部２ｂに記憶している閾値に対して信号出力の信号雑音比を大きくするのに適した所定の割合のノイズ強度（例えば、上記ランダムノイズの場合は閾値の１００％程度のノイズ強度、上記１／ｆノイズの場合は閾値の６９％程度のノイズ強度）を最適ノイズ強度として設定する。なお、信号出力の信号雑音比を大きくするのに適した閾値に対するノイズ強度の割合は、実験等によって予め求めておけばよい。また、閾値に対するノイズ強度の割合を変更可能に構成してもよい。

なお、制御部２ａが「ノイズ付与態様制御手段」に相当し、対応関係記憶部２ｄが「記憶手段」に相当する。また、周辺状況取得装置３が「周辺状況取得手段」に相当し、運転者状態取得装置４が「運転者状態取得手段」に相当する。

上述した構成を有する本実施形態の視認力向上支援装置１によれば、周辺状況取得装置３によって取得された車両周辺状況、または運転者状態取得装置４によって取得された運転者状態の少なくとも何れか一つに基づいて、（制御部２ａが）視覚的ノイズの付与態様を制御することができる。車両の周辺状況は一定ではなく、走行によってあるいは天候等によって変化するものである。そのため、本実施形態のように、車両周辺状況に応じて視覚的ノイズの付与態様を制御すれば、車両周辺状況に合致した視覚的ノイズを車両の運転者に対して付与することができる。また、例えばこのような車両周辺状況が変わらなくても、運転者の状態が変化した場合、その状態に応じた最適な視覚的ノイズを付与できることが好ましい。そのため、本実施形態のように、運転者状態に応じて視覚的ノイズの付与態様を制御すれば、運転者状態により合致した視覚的ノイズを車両の運転者に対して付与することができる。このように適切な視覚的ノイズを付与することで、運転者の視認力をより適切に向上させることができる。

なお、視覚的ノイズの態様については種々考えられる。例えば発光デバイスの輝度、色彩、点灯時間などが考えられる。点灯時間を制御すれば、結果的に点滅間隔を制御することとなる。

以上は、周辺状況取得装置３や運転者状態取得装置４としては抽象的な装置を想定して説明したが、これらについては種々のものが考えられ、また、制御部２ａがこれらの状況・状態に基づいて視覚的ノイズの付与態様を制御する内容も種々考えられる。以下、それらの具体例を説明する。

（１）周辺状況取得装置３の例とノイズ付与態様制御例
（１−１）車両周辺の照度に基づく
周辺状況取得装置３として例えば照度センサを用い、車両周辺の照度を検出する。対応関係記憶部２ｄは、車両周辺の照度と最適ノイズ強度との対応関係を記憶している。そして、制御部２ａは、周辺状況取得装置３である照度センサから車両周辺の照度を取得し、対応関係記憶部２ｄに記憶された対応関係に基づき、取得した車両周辺照度に対応する最適ノイズ強度に調整変更して視覚的ノイズを生成する。そして、その生成した視覚的ノイズに応じた制御信号（駆動要求信号）をノイズ発生装置７へ出力する。

例えば昼間と夜間、あるいは昼間であってもトンネル外とトンネル内とでは照度が異なる。そのような周囲の光と視覚的ノイズのコントラストを最適に保つ必要があるため、車両周辺照度に対応する最適ノイズ強度に変更して視覚的ノイズを付与するようにした。なお、対応関係記憶部２ｄに記憶しておく「車両周辺の照度と最適ノイズ強度との対応関係」については、予め実験等によって得ておくことが考えられる。例えば複数人の被験者に対し、車両周辺照度を変更していきながら最適ノイズ強度を得て、それらを統計処理することによって対応関係を求めることが考えられる。

車両周囲照度に応じて制御部２ａが実行するノイズ付与態様の制御に関しては、例えば次のような制御が考えられる。つまり、取得した車両周辺照度が所定値以上の場合には色相変化による視覚的ノイズを付与し、一方、所定値未満の場合には輝度変化による視覚的ノイズを付与する。これは、人の眼が、例えば夜間などの暗所では色相変化をほとんど判断できないことを考慮したものである。また、取得した車両周辺照度が所定値以上の場合には輝度・色相の変化領域を相対的に小さくした視覚的ノイズを付与し、一方、所定値未満の場合には輝度・色相の変化領域を相対的に大きくした視覚的ノイズを付与することも考えられる。これは、例えば夜間などの暗所では輝度・色相変化に対する解像度が低いことを考慮したものである。

このような人の眼の特徴は、下記のような知見に基づく。つまり、網膜の細胞には錐体（すいたい）と桿体（かんたい）の２種類がある。色を感じる錐体は、明るいときに働き、感度は低いが解像度は高く、また、網膜の中心部に数多く存在する。一方、明暗を感じとる桿体は、暗いときに働き、感度は高いが解像度は低く、また、多くは網膜の周辺部に位置する。

（１−２）車両周辺の物体位置に基づく
周辺状況取得装置３として例えばミリ波レーダ、レーザレーダ、画像センサなどを用い、自車両周辺の物体位置を検出する。そして、制御部２ａは、その検出した物体位置の方向から視覚的ノイズが付与されるよう、ノイズ発生装置７を制御する。例えば図１（ｂ）に示すように、運転者の頭上より前方の車室内の天井部に搭載された室内灯を用いるのであれば、この室内灯から出力される視覚的ノイズの出力方向を制御可能に構成し、上述のように、制御部２ａが、検出した物体位置の方向から視覚的ノイズが付与されるよう制御するノイズ発生装置７を制御するのである。例えば車両の前方に物体が存在する場合には上記天井部の室内灯から前方へ向けて視覚的ノイズを出力し、左方に物体が存在する場合には上記天井部の室内灯から左方へ向けて視覚的ノイズを出力する、といった具合である。なお、例えばインパネ上部に専用の照明機器を配置し、検出した物体位置に対応する部分の照明機器から視覚的ノイズを出力できるような構成としてもよい。

周辺状況取得装置３としてレーザレーダを用いる場合、このレーザレーダは、周知のように、レーザ光を発射する送信部（図示せず）及び送信部から発射されたレーザ光の反射光を受信する受信部（図示せず）などを備えている。そして、送信部から発射されるレーザ光と、受信部にて受信された反射光とに基づいて、レーザ光を反射した自車前方の物体を検出し、その物体位置（あるいは概略形状等）を認識することができる。

（１−３）レーン内の自車位置に基づく
周辺状況取得装置３として例えば画像センサなどを用い、自車前方の路面を撮影し、その撮影した路面の画像情報に基づいて、周知の技法で、自車前方の路面左右に描かれているレーンマークを認識する。そして、自車を基準とした運動系で表されるレーンマークの位置データを取得する。制御部２ａは、認識したレーンマークと自車位置との関係から走行レーン中における車両のレーン幅方向の偏り度合いを取得し、その走行レーン中における車両のレーン幅方向の偏り度合いに応じ、その偏っている側の方向から視覚的ノイズが付与されるよう、ノイズ発生装置７を制御する。

例えば自車が走行レーンの中央付近に存在するときには点滅しない、または緑色などで点灯するだけとする。一方、走行レーン内で左に寄っているときには左方へ向けて視覚的ノイズを出力し、右に寄っているときには右方へ向けて視覚的ノイズを出力する、といった具合である。このようにして寄っている側への注意を喚起することで、運転者が早期に気づき、レーン中心に自車両位置を戻すことが期待できる。

（１−４）ナビ情報に基づく
周辺状況取得装置３として例えばナビゲーション装置を用い、車両前方の道路形状、渋滞情報、交差点の存在頻度、道路種別の内の少なくとも一つを取得する。そして制御部２ａは、取得した車両前方の道路形状、渋滞情報、交差点の存在頻度、道路種別などの情報に応じて運転者の注意を向けさせたい方向を決定し、その方向から視覚的ノイズが付与されるようノイズ発生装置７を制御する。

例えば、道路形状情報に基づき進行方向前方が左にカーブしている場合には、左側から視覚的ノイズを付与する。逆に、右にカーブしている場合には、右側から視覚的ノイズを付与する。一方、渋滞情報に基づき、自車両が渋滞している道路に近づいた場合には、前方から視覚的ノイズを付与する。また、自車位置と地図データから、自車周辺が交差点が少ない環境である、あるいは高速道路であると判断した場合には、前方から視覚的ノイズを付与する。一方、市街地の道路のように交差点が多い道路であれば左右への注意を相対的に多く向ける必要があるため、前方だけでなく左右からも視覚的ノイズを付与する。

（１−５）天候に基づく
周辺状況取得装置３として例えば照度センサ及び雨滴センサを用い、車両周辺の天候（晴れ、曇り、雨）を検出する。対応関係記憶部２ｄは、車両周辺の天候と最適ノイズ強度との対応関係を記憶している。そして、制御部２ａは、周辺状況取得装置３から天候を取得し、対応関係記憶部２ｄに記憶された対応関係に基づき、取得した車両周辺の天候に対応する視覚的ノイズを付与する。例えば、晴れの場合には、ノイズ最適輝度を高くし、色変化を起こすノイズを設定する。一方、曇り・雨の場合、ノイズ最適輝度を低くし、輝度変化を起こすノイズを設定する。もちろん、曇りと雨の場合でさらに分けてもよい。

（２）運転者状態取得装置４の例とノイズ付与態様制御例
（２−１）運転者の頭部位置に基づく
運転者状態取得装置４として例えば図２（ａ）に示すような頭部距離センサ４ａを用い、車室内の天井と運転者頭部との距離（以下、頭部距離を称す。）を検出する。頭部距離センサ４ａは、運転者が運転席に着座した場合の頭部上方の天井部分に配置され、例えば赤外線を照射してその送信・受信間隔から頭部距離を算出する。対応関係記憶部２ｄは、頭部距離と最適輝度との対応関係を記憶している。そして、制御部２ａは、運転者状態取得装置４である頭部距離センサ４ａから頭部距離を取得し、対応関係記憶部２ｄに記憶された対応関係に基づき、取得した頭部距離に対応する最適輝度にて視覚的ノイズが付与されるようノイズ発生装置７を制御する。例えば頭部距離が少ないほど輝度を下げた視覚的ノイズを付与し、頭部距離が大きいほど輝度を上げた視覚的ノイズを付与する。

このような工夫は、図１（ｂ）に示すように室内灯のように、運転者の頭部上方に配置されたノイズ発生装置７を用いることを前提としたものである。このようにすれば、頭部距離が運転者の体格差によって異なる場合であっても、それぞれの体格に合った最適輝度にて視覚的ノイズを付与することができる。

（２−２）頭部の動きに基づく
運転者状態取得装置４として例えば図２（ａ）に示すような頭部距離センサ４ａを用い、車室内の天井と運転者頭部との距離（頭部距離）の変化を検出する。その頭部距離変化に基づいて居眠りが推定される状態であるか否かを判定する。この判定は、例えば次のように行う。頭部距離センサ４ａにより走行開始時に測定した距離を基準距離として、その距離よりも「平均的な人の頭部の大きさ」以上変化した場合には、居眠りが推定される程度に頭部が動いていると判断する（図２（ｂ）（ｃ）参照）。なお、そのような頭部の動きが２回以上発生したときに居眠りを推定してもよい。また、基準距離は、運転中に測定した頭部距離の平均を用いてもよい。

そして制御部２ａは、居眠りが推定される状態の場合、それまでに付与していた視覚的ノイズよりもノイズ強度、輝度の内の少なくとも何れか一つを大きくした視覚的ノイズが付与されるようノイズ発生装置７を制御する。居眠り状態の場合には、ノイズの知覚感度がさがっている可能性が高いためノイズ強度、輝度の内少なくとも何れか１つを大きくするとよい。

また、このような居眠りに対しては、居眠り状態を解消させることも重要であり、次のような工夫を施しても良い。つまり、運転者に対して居眠り状態から覚醒させるための外的刺激を付与可能な外的刺激付与装置（図示せず）を備え、居眠りが推定される状態である場合、この外的刺激付与装置を介して運転者に対して外的刺激を付与するのである。外的刺激付与装置としては、例えば、空調装置、メータの照明、シートに振動を付与する機構、カーオーディオ等が考えられる。これらによって、例えば空調風の量を多くしたり、メータの照明輝度を明るくしたり、シートに振動を与えたり、オーディオの音量を上げたりすれば、外的刺激に対する感覚が通常よりも鈍っている運転者に対して五感の何れかを通じて刺激を与えることができる。

（２−３）心拍に基づく
運転者状態取得装置４として例えば運転者の心拍を検出する心拍センサを用い、運転中の運転者の心拍を検出し、その心拍に基づいて運転者の覚醒度を判定する。心拍センサとしては、腕時計型であり橈骨動脈部などで測定される血圧に基づいて心拍を測定するものや、ステアリングホイールに設置することで手の平で測定される血圧に基づいて心拍を測定するものや、あるいはシートに設置されるものなどが考えられる。

腕時計型の心拍センサとしては、例えば特開平８−２９９４４３号公報に開示されたものがある。この心拍センサは、腕時計に装着された圧力センサを橈骨動脈部へ押し当てることにより脈波を測定し、この脈波から得られる幾つかの測定量を、人体の覚醒状態を判断する上での指標としている。

これら測定量の具体例としては、例えばＲＲ間隔やＨＦ成分などが挙げられる。ある心拍のＲ波と次の心拍のＲ波との時間間隔はＲＲ間隔と呼ばれている。このＲＲ間隔は人体における自律神経機能の指標となる数値である。心電図の測定結果の解析から、ＲＲ間隔が時間の推移とともに変動することが知られている。一方、橈骨動脈部などで測定される血圧の変動は、収縮期血圧および拡張期血圧の一拍毎の変動として定義され、心電図におけるＲＲ間隔の変動と対応している。一拍毎の収縮期および拡張期の血圧は、各ＲＲ間隔における動脈圧の最大値、および該最大値の直前に見られる極小値として測定される。また、心拍変動ないしは血圧変動のスペクトル分析を行うと、これら変動が複数の周波数の波から構成されていることがわかる。これらの複数の周波数の波の内、呼吸に一致した変動がＨＦ（High Frequency）成分と呼ばれる。

そして、制御部２ａは、運転者の覚醒度が相対的に低下している場合、それまでに付与していた視覚的ノイズよりもノイズ強度、輝度の内の少なくとも何れか一つを大きくした視覚的ノイズが付与されるようノイズ発生装置７を制御する。居眠り状態の場合には、ノイズの知覚感度がさがっている可能性が高いためノイズ強度、輝度の内少なくとも何れか１つを大きくするとよい。

また、この場合も上記（２−２）の場合と同様に、居眠り状態を解消させることも重要であり、上述した外的刺激付与装置（図示せず）を介して運転者に対して外的刺激を付与してもよい。

（２−４）視線に基づく
運転者状態取得装置４として例えば視線位置センサを用い、運転者の視線がどの方向であるのかを検出する。そして、制御部２ａは、その検出した視線位置の方向の変化に基づき、運転者の視線が下から上などのように、近くから遠くへ変化したときには、その変化後の視線方向に視覚的ノイズが付与されるよう、ノイズ発生装置７を制御する。これは、例えば車内の計器類を見ている状態から車両前方の状況を見る状態などのように、運転者の視認対象が近くから遠くへ変化したときには、変化時点で遠くの状況が見えにくくなることが想定される。そのため、変化後の視線方向に視覚的ノイズを付与することで、視認力を向上させる。

また、視線に基づく制御としては、次のようなものが考えられる。つまり、制御部２ａが、視線を中心とした視野内において中心視可能な領域においては色相変化を主体として視覚的ノイズを付与し、周辺視可能な領域においては輝度変化を主体とした視覚的ノイズを付与するのである。これは、人の眼の次のような特徴に基づく。つまり、網膜の細胞には錐体（すいたい）と桿体（かんたい）の２種類があり、色を感じる錐体は網膜の中心部に数多く存在し、一方、明暗を感じとる桿体の多くは網膜の周辺部に位置する。したがって、視線を中心とした視野内において中心視可能な領域においては色相変化を主体として視覚的ノイズを付与し、周辺視可能な領域においては輝度変化を主体とした視覚的ノイズを付与すれば、視認力向上支援の点でより適切だからである。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の実施形態は上記の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り様々な態様にて実施することが可能である。
（１）ノイズ発生装置７としては、図１（ｂ）に示す室内灯以外にも、種々のものが考えられる。他の室内灯であってもよいし、またノイズ発生のための専用機器であってもよい。特に車両前方から視覚的ノイズが付与されるようにするためには、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）や、ルームミラーなども有効である。また、左右方向から視覚的ノイズが付与されるようにするためには、ドアミラーなども有効である。

ＨＵＤの場合には、表示画面の輝度、色彩、表示時間などを制御することが考えられる。また、ルームミラーやドアミラーの場合には、ミラーを振動させて視覚的ノイズを発生させても良いし、ミラーに内蔵した表示画面を用いて発光デバイスの輝度、色彩、点灯時間などを制御して視覚的ノイズを発生させてもよい。

（２）画像センサなどにより後続車を検知し、後継車が存在している場合に、ミラー前面の透明液晶を用いて視覚的ノイズを発生させてもよい。また、透明液晶の代わりにミラーを振動させて視覚的ノイズを発生させてもよい。

（３）周辺状況や運転者状態に基づくと共に、車両状態に基づいて視覚的ノイズの付与態様を制御するようにしてもよい。車両状態取得装置５が、自車速やステアリング角など、車両の挙動を示す情報を取得し、それに基づいて視覚的ノイズの付与態様をさらに調整するようにしてもよい。つまり、周辺状況や運転者状態に基づいて視覚的ノイズの付与態様を変更し、さらに車両状態に基づいて補正する、といった趣旨である。

例えば、自車速を検知し、相対的に高速の場合には、相対的に狭い領域に視覚的ノイズを発生させ、低速・市街地走行の場合には相対的に広範囲に視覚的ノイズを発生させる。例えば１００ｋｍ付近で走行している場合には交差点のない高速道路を走行している場合であるため、例えば１００ｍ先の先行車が存在する範囲として、その地点での道路幅分程度の領域とする。一方、低速走行の場合には交差点からの飛び出しにも気を付ける必要があるため、人の最大視野である１６０度程度を領域とする。

また、自車のステアリング角度を検知して自車両の走行方向を取得する。例えば直進走行の場合には、前方にノイズを重畳する。左カーブの場合には左側にノイズ重畳し、右カーブの場合には右側にノイズ重畳する。

（ａ）は本実施形態の視認力向上支援装置の概略構成を示すブロック図、（ｂ）はノイズ発生装置７の具体例の説明図である。 頭部距離センサ４ａに関する説明図である。 （ａ）は、感覚神経細胞を非線形システムとして模式的に示した図であり、（ｂ）は、閾値型の入出力特性を示した図であり、（ｃ）は、「信号雑音比−ノイズ強度」曲線を示した図である。

符号の説明

１…視認力向上支援装置、２…ノイズ生成装置、２ａ…制御部、２ｂ…ノイズ強度記憶部、２ｃ…ノイズ最適強度設定部、２ｄ…対応関係記憶部、３…周辺状況取得装置、４…運転者状態取得装置、４ａ…頭部距離センサ、５…車両状態取得装置、６…操作スイッチ、７…ノイズ発生装置

Claims (13)

1. 視認可能なノイズ強度の閾値に基づいて設定された最適ノイズ強度の視覚的ノイズを生成し、その生成した視覚的ノイズを車両運転中の運転者に対して付与することによって、前記運転者の視認力向上を支援する視認力向上支援装置であって、
   車両周辺の状況を取得する周辺状況取得手段、または車両の運転者の状態を取得する運転者状態取得手段の少なくとも何れか一つと、
   前記周辺状況取得手段によって取得された車両周辺状況、または前記運転者状態取得手段によって取得された運転者状態の少なくとも何れか一つに基づいて、前記視覚的ノイズの付与態様を制御するノイズ付与態様制御手段を備えること
   を特徴とする視認力向上支援装置。
2. 請求項１に記載の視認力向上支援装置において、
   車両周辺の照度と最適ノイズ強度との対応関係を記憶している記憶手段を備え、
   前記周辺状況取得手段は、車両周辺の照度を取得し、
   前記ノイズ付与態様制御手段は、前記記憶手段に記憶された対応関係に基づき、前記取得した車両周辺照度に対応する最適ノイズ強度に変更して視覚的ノイズを付与すること
   を特徴とする視認力向上支援装置。
3. 請求項１に記載の視認力向上支援装置において、
   前記周辺状況取得手段は、車両周辺の照度を取得し、
   前記ノイズ付与態様制御手段は、前記取得した車両周辺照度が所定値以上の場合には色相変化による視覚的ノイズを付与し、一方、所定値未満の場合には輝度変化による視覚的ノイズを付与すること
   を特徴とする視認力向上支援装置。
4. 請求項１に記載の視認力向上支援装置において、
   前記周辺状況取得手段は、車両周辺の照度を取得し、
   前記ノイズ付与態様制御手段は、前記取得した車両周辺照度が所定値以上の場合には輝度・色相の変化領域を相対的に小さくした視覚的ノイズを付与し、一方、所定値未満の場合には輝度・色相の変化領域を相対的に大きくした視覚的ノイズを付与すること
   を特徴とする視認力向上支援装置。
5. 請求項１に記載の視認力向上支援装置において、
   前記周辺状況取得手段は、車両周辺に存在する物体の位置を取得し、
   前記ノイズ付与態様制御手段は、前記取得した車両周辺の物体位置の方向から視覚的ノイズを付与すること
   を特徴とする視認力向上支援装置。
6. 請求項１に記載の視認力向上支援装置において、
   前記周辺状況取得手段は、車両前方の路面に描かれたレーンマークを認識し、その認識したレーンマークと自車位置との関係から走行レーン中における車両のレーン幅方向の偏り度合いを取得し、
   前記ノイズ付与態様制御手段は、前記取得した走行レーン中における車両のレーン幅方向の偏り度合いに応じ、その偏っている側の方向から視覚的ノイズを付与すること
   を特徴とする視認力向上支援装置。
7. 請求項１に記載の視認力向上支援装置において、
   前記周辺状況取得手段は、ナビゲーション装置から車両前方の道路形状、渋滞情報、交差点の存在頻度、道路種別の内の少なくとも一つを取得し、
   前記ノイズ付与態様制御手段は、前記取得した各種情報に応じて決定される運転者の注意を向けさせたい方向から視覚的ノイズを付与すること
   を特徴とする視認力向上支援装置。
8. 請求項１に記載の視認力向上支援装置において、
   前記視覚的ノイズは、車室内の天井に設置された機器から出力されることによって運転者に対して付与され、
   前記運転者状態取得手段は、車室内の天井から運転者の頭部までの距離を取得し、
   前記天井から頭部までの距離と視覚的ノイズの最適輝度との対応関係を記憶している記憶手段を備え、
   前記ノイズ付与態様制御手段は、前記記憶手段に記憶された対応関係に基づき、前記取得した天井から頭部までの距離に対応する最適輝度に変更して視覚的ノイズを付与すること
   を特徴とする視認力向上支援装置。
9. 請求項１に記載の視認力向上支援装置において、
   前記運転者状態取得手段は、車室内の天井から運転者の頭部までの距離を取得し、前記天井から頭部までの距離変化に基づいて居眠りが推定される状態であるか否かを判定し、
   前記ノイズ付与態様制御手段は、前記居眠りが推定される状態である場合には、それまでに付与していた視覚的ノイズよりもノイズ強度、輝度の内の少なくとも何れか一つを大きくした視覚的ノイズを付与すること
   を特徴とする視認力向上支援装置。
10. 請求項１に記載の視認力向上支援装置において、
    前記運転者状態取得手段は、運転者の心拍を取得し、その心拍に基づいて運転者の覚醒度を判定し、
    前記ノイズ付与態様制御手段は、前記運転者の覚醒度が相対的に低下している場合には、それまでに付与していた視覚的ノイズよりもノイズ強度、輝度の内の少なくとも何れか一つを相対的に大きくした視覚的ノイズを付与すること
    を特徴とする視認力向上支援装置。
11. 請求項９または１０に記載の視認力向上支援装置において、
    さらに、運転者に対して居眠り状態から覚醒させるための外的刺激を付与可能な外的刺激付与手段を備え、
    前記ノイズ付与態様制御手段は、請求項９にあっては前記居眠りが推定される状態である場合、請求項１０にあっては前記運転者の覚醒度が相対的に低下している場合には、前記外的刺激付与手段を介して前記外的刺激を付与すること
    を特徴とする視認力向上支援装置。
12. 請求項１に記載の視認力向上支援装置において、
    前記運転者状態取得手段は、運転者の視線を取得し、その視線の変化に基づいて視認対象が近距離物から所定の遠距離物に変化したことを判定し、
    前記ノイズ付与態様制御手段は、前記視認対象が近距離物から所定の遠距離物に変化した場合には、その視線方向に視覚的ノイズを付与すること
    を特徴とする視認力向上支援装置。
13. 請求項１に記載の視認力向上支援装置において、
    前記運転者状態取得手段は、運転者の視線を取得し、
    前記ノイズ付与態様制御手段は、前記視線を中心とした視野内において中心視可能な領域においては色相変化を主体として視覚的ノイズを付与し、周辺視可能な領域においては輝度変化を主体とした視覚的ノイズを付与すること
    を特徴とする視認力向上支援装置。