JP2008152385A - 車両用問題出題装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者の能力を適切な手法により維持・向上させることが可能な車両用問題出題装置を提供すること。
【解決手段】自車両周辺の物体のうち運転者により視認可能な所定物体を認識する所定物体認識手段（１０、２０）を備え、所定物体認識手段により認識された所定物体が自車両の走行に応じて運転者により視認不能となった後に、所定物体に関する問題を例えば音声により運転者に出題することを特徴とする、車両用問題出題装置（１）。
【選択図】図１

Description

本発明は、運転者に問題を出題する車両用問題出題装置に関する。

近年、高齢者ドライバーの増加により、高齢者の起こす事故が増加している。この原因の一つとして、加齢による認知能力の低下が挙げられる。

認知能力の低下は、記憶力の低下に負うところが大きく、記憶力の低下は、思い出す能力の低下が主要因であるとの心理学的知見が存在する。また、高齢者の場合、動体視力の低下による運転能力の低下という問題も存在する。

また、標識案内等を行なうナビゲーションシステムが実用化されているが、こうしたシステムの利便性は、運転者が車両の周辺に対して見る努力をしなくなるという弊害を生じせしめる可能性がある。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、運転者の能力を適切な手法により維持・向上させることが可能な車両用問題出題装置を提供することを、主たる目的とする。

上記目的を達成するための本発明の一態様は、自車両周辺の物体のうち運転者により視認可能な所定物体を認識する所定物体認識手段を備え、所定物体認識手段により認識された所定物体が自車両の走行に応じて運転者により視認不能となった後に、所定物体に関する問題を運転者に出題することを特徴とする、車両用問題出題装置である。

この本発明の一態様によれば、運転者の能力を適切な手法により維持・向上させることができる。

本発明の一態様において、所定物体は、例えば、道路標識を含む。

また、本発明の一態様において、所定物体認識手段により認識された所定物体が自車両の走行に応じて運転者により視認不能となってから所定時間経過後に、所定物体に関する問題を運転者に出題することが望ましい。

また、本発明の一態様において、所定物体の視認容易程度に基づいて、所定物体に関する問題を出題することが望ましい。この場合、所定物体の視認容易程度とは、所定物体の運転者による視認可能時間により決定されてもよいし、所定物体の車外風景に対するコントラストにより決定されてもよい。

本発明によれば、運転者の能力を適切な手法により維持・向上させることが可能な車両用問題出題装置を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。

以下、本発明の一実施例に係る車両用問題出題装置１について説明する。図１は、車両用問題出題装置１の全体構成の一例を示す図である。車両用問題出題装置１は、主要な構成として、前方カメラ１０と、ナビゲーション装置２０と、音声入出力装置３０と、問題出題装置用ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４０と、を備える。

前方カメラ１０は、例えば、ウインドシールド中央上部に配設されたＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を利用したカメラであり、車両前方の斜め下方に向いた光軸を有し、車両前方の道路を撮像する。従って、前方カメラ１０は、運転者の前方視界と略一致する範囲を撮像範囲とする。なお、前方カメラ１０は、車線維持制御に用いられる前方カメラと共用されてよい。前方カメラ１０の撮像画像は、例えばＮＴＳＣ（National Television Standards Committee）等のインターレース方式により生成される画像信号として問題出題装置用ＥＣＵ４０に出力される。

ナビゲーション装置２０は、ＧＰＳ受信機２２と、メモリ２４と、ナビゲーションコンピューター２６と、を備える。ＧＰＳ受信機２２は、ＧＰＳ衛星から衛星の軌道と時刻のデータを含む電波信号を受信し、ナビゲーションコンピューター２６に出力する。なお、DGPS（Diffrential GPS；相対測位方式）やRTK-GPS(Real Time Kinematic GPS；干渉測位方式)に用いられる基準局からの電波を受信する受信機を更に備えてもよい。

メモリ２４は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）やＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等の記憶媒体が用いられ、地図情報が格納されている。当該地図情報においては、交差点等を示すノード、及びノードを接続するリンクにより道路形状が表現されており、また、道路標識の座標、種類、及び内容が記憶されている。ここで、道路標識には、案内標識、警戒標識、規制標識、指示標識の種別があるが、本実施例で問題対象となる標識はこれらのうち選択されたものであってもよいし、全部であってもよい。

ナビゲーションコンピューター２６は、例えば、ＣＰＵを中心としてＲＯＭやＲＡＭ等がバスを介して相互に接続されたコンピューターユニットであり、その他Ｉ／Ｏポート、タイマー、カウンター等を備える。ＲＯＭには、ＣＰＵが実行するプログラムやデータが格納されている。ナビゲーションコンピューター２６は、ＧＰＳ受信機２２が受信した電波信号の時間差に基づく演算により、自車両の現在位置（緯度、経度、高度）を特定する。また、自車両の現在位置は、車速センサーやジャイロセンサー等の各種センサーの出力や、ビーコン受信機及びＦＭ多重放送受信機を介して受信される各種情報、マップマッチング技術等に基づいて補正されてよい。ナビゲーションコンピューター２６は、上記の如く特定された自車両の現在位置からユーザーにより入力された目的地に至るまでの推奨経路を、ダイクストラ法等を用いて生成し、推奨経路に沿って車両が走行するように、音声又は画像表示により案内情報を提供する。

また、ナビゲーションコンピューター２６は、自車両周辺の（例えば半径数［ｋｍ］以内の）道路標識の座標、種類、及び内容を、ＣＡＮ（Controller Area Network）やＢＥＡＮ、ＡＶＣ−ＬＡＮ、ＦｌｅｘＲａｙ等の適切な通信プロトコルを用いて問題出題装置用ＥＣＵ４０に送信している。

音声入出力装置３０は、例えば、音声による入出力を行なうためのマイク、スピーカー、ブザー等を含む。上記ナビゲーション装置２０の案内情報提供に係る音声入出力装置が共用されてよい。

問題出題装置用ＥＣＵ４０は、例えば、ナビゲーションコンピューター２６と同様のハードウエア構成を有するコンピューターユニットである。問題出題装置用ＥＣＵ４０は、ＲＯＭに記憶されたプログラムをＣＰＵがＲＡＭ上に展開（ロード）して実行することにより機能する主要な機能ブロックとして、道路標識認識部４２と、出題制御部４４と、を備える。

道路標識認識部４２は、ナビゲーションコンピューター２６から送信される自車両周辺の道路標識に関する情報、及び前方カメラ１０から送信される画像信号に基づいて、道路標識のうち、自車両の前方に存在して運転者により視認可能な道路標識を認識する。具体的には、例えば、自車両の進行方向に存在することがナビゲーションコンピューター２６から送信される情報により判明している道路標識のうち、前方カメラ１０により撮像されている道路標識を特定し、特定した道路標識を、その種類及び内容と紐付けしてＲＡＭ等に一時記憶する。前方カメラ１０により撮像されているか否かの判断は、例えば予め各道路標識の形状を記憶したテンプレートとのマッチング処理等により行なうことができる。

そして、道路標識認識部４２は、当該一時記憶された道路標識が前方カメラ１０の画像信号に含まれなくなったときに、運転者により視認不能となった旨のフラグ（以下、「通過フラグ」と称する）を一時記憶データに付与する。「道路標識が前方カメラ１０の画像信号に含まれなくなった」ときには、当該道路標識が自車両の走行に応じて後方に過ぎ去ったことにより、運転者により視認不能となったと判断できるからである。

出題制御部４４は、上記一時記憶された道路標識のうち通過フラグが付与されたものについて、その内容等に関する問題内容を決定し、問題内容をＶＵＩ（Voice User Interface）モジュールにより音声に変換し、変換後の音声を出力するように音声入出力装置３０を制御する。これらの問題内容の決定については、例えば、道路標識の種類に対応する問題リストが予め問題出題装置用ＥＣＵ４０内の記憶媒体に格納されており、対象道路標識が決定されると、これに対応する問題を検索して得られたものを使用するものとすればよい。問題内容の具体例としては、例えば、対象道路標識が速度制限の道路標識であった場合は、「制限速度は何キロでしょう？」等の問題が、対象道路標識が駐車禁止を示す道路標識であった場合は、「この辺りで駐車は可能でしょうか？」等の問題が、夫々考えられる。

このように自車両が通過した道路標識に関する問題を出題することにより、以下の効果を得ることができる。

（１）まず、運転者の記憶力を維持・向上させることができる。記憶力の低下は、思い出す能力の低下が主要因であるとの心理学的知見が存在し、思い出す訓練を繰り返すことにより記憶力を向上させることができると考えられるからである。この効果を十分なものとするために、出題タイミングは、通過フラグが付与されてから所定時間経過後であることが望ましい。ここで、所定時間は、心理学における「短期記憶」が減衰を開始する程度の時間（例えば、１．５〜４［ｓｅｃ］、より好ましくは、２［ｓｅｃ］近傍等）に予め設定されていることが更に好ましい。以下、その理由について述べる。

短期記憶とは、スクワイアの記憶分類によるものである。当該分類によれば、記憶は、感覚器官に数［ｓｅｃ］の間、情報が保持される感覚記憶と、約２［ｓｅｃ］後に減衰を開始して数十［ｓｅｃ］の間、情報が保持される短期記憶と、忘却しなければ永続する長期記憶と、に分類される。

これらの分類上、道路標識の内容を記憶するに際して必要となるのは、短期記憶を維持することであると考えられる。すなわち、感覚記憶では不十分であり、長期記憶とする程の必要性はない。そこで、運転者が視認後、視認不能となってから短期記憶が減衰を開始する程度の時間が経過したときに、出題をするのが好ましいのである。

また、記憶を維持するための有効な行為として、リハーサルと呼ばれる行為がある。これは、覚えなければならない事柄を心の中で繰り返す行為であり、特に短期記憶を維持するためのリハーサルが、維持リハーサル（maintenance rehearsal）と称されている（「情報処理心理学入門II」、リンゼイ／ノーマン著、1984年10月刊行、サイエンス社発行）。上記の如く、短期記憶が減衰を開始する程度の時間が経過したときに出題をする動作を繰り返すと、運転者は視認した道路標識について無意識に維持リハーサルを行なうように習慣付けられる。この結果、思い出す訓練を繰り返すこととなり、記憶力の維持・向上を図ることができる。

（２）また、運転者の動体視力を維持・向上させることができると考えられる。実際、移動する物体についての質問を出題する動体視力等向上用のＰＣゲームがアシックス社より発売されている（アシックス社ホームページhttp://www.asics.co.jp/参照）。

（３）更に、運転者が本来視認すべき物体である道路標識を問題の対象とすることにより、運転者に対して道路標識を視認する習慣を付けさせることができる。この結果、安全運転に寄与することができる。

（４）また、限られた時間で視認及び認識をする訓練がなされることとなるため、運転者の総合的な認知能力が向上する。負荷の高い状態で出題がなされるからである。

更に、出題制御部４４は、道路標識の視認容易程度に基づいて問題を出題する。ここで、視認容易程度は、運転者により視認可能であった時間が短いほど視認が困難であると定義してもよいし、背景とのコントラストが小さいほど視認が困難であると定義してもよい。また、これらを組み合わせてもよい。「運転者により視認可能であった時間」は、前方カメラ１０に当該道路標識が撮像されていた時間と略一致するため、これを用いればよい。また、背景とのコントラストは、前方カメラ１０の撮像画像における道路標識の外延部と背景部の輝度差に基づいて導出すればよい。

そして、例えば、（Ａ）道路標識が視認困難である場合にのみ限定して問題を出題する。ここで、道路標識が視認困難であるための基準としては、視認可能時間が一定時間未満である、コントラストが一定値以下である、或いは視認可能時間及びコントラストから導出される関数値が一定値以下である、等の基準が考えられる。こうすれば、難易度の高い（見落としやすい）条件において運転者に問題が出題されることとなり、運転者の車両周辺への注意力を向上させることができる。また、動体視力をより向上させることができる。

また、（Ｂ）視認容易な場合に出題する出題モードから開始して、出題回数を重ねる毎に視認困難である場合に出題する出題モードへ徐々に移行することも考えられる。

なお、運転者の解答は、音声入出力装置３０から出題制御部４４に入力され、前述したＶＵＩモジュールによりテキスト解析された結果として導出される正解又は不正解の別、及び不正解の場合は更に正解が、夫々音声により出力される。これにより、道路標識に関する誤認識を訂正することができ、安全運転に寄与することができる。

図２は、車両用問題出題装置１により実行される特徴的な処理の流れを示すフローチャートである。本フローは、ユーザーによりＧＵＩスイッチや専用スイッチ等に対する所定の起動操作がなされ、車両用問題出題装置１が起動状態にある間、繰り返し実行される。

まず、道路標識認識部４２が、ナビゲーションコンピューター２６からの自車両周辺の道路標識に関する情報を入力し（Ｓ１００）、前方カメラ１０から送信される画像信号を解析する（Ｓ１１０）。

次に、ナビゲーションコンピューター２６からの情報と、画像解析結果の比較を行ない、同一の道路標識を認識したか否かを判定する（Ｓ１２０）。同一の道路標識を認識した場合は、前述の如く当該道路標識を一時記憶する（Ｓ１３０）。

続いて、ＲＡＭ等に一時記憶された道路標識のうち、前回本フローの１ルーチンが実行された際に認識された道路標識であって、今回認識されなかった道路標識に、前述の通過フラグを付与する（Ｓ１４０）。なお、道路標識がＲＡＭ等に一時記憶された後、相当の時間が経過したときに、当該道路標識の一時記憶を削除する処理が行なわれることが現実的である。

そして、通過フラグが付与された一時記憶データが存在するか否かを判定する（Ｓ１５０）。通過フラグが付与された一時記憶データが存在しない場合は、何も処理を行なわずに本フローの１ルーチンを終了する。

通過フラグが付与された一時記憶データが存在する場合は、前回出題されてから一定時間経過しているか否かを判定する（Ｓ１６０）。一定時間経過していない場合は、何も処理を行なわずに本フローの１ルーチンを終了する。あまり高頻度に問題が出題されて、運転者が煩わしさを感じるのを防止するためである。

前回出題されてから一定時間経過している場合は、視認が困難であるか否かを判定する（Ｓ１７０）。視認が困難でない場合は、何も処理を行なわずに本フローの１ルーチンを終了する。なお、視認が困難であるか否かの定義については前述した通りである。また、本ステップに代えて、視認容易な場合に限定して出題する出題モードから開始して、出題回数を重ねる毎に視認困難である場合に限定して出題する出題モードへ徐々に移行する処理を行なってもよいことも、前述した通りである。

難易度が所定値以上である場合は、出題制御部４４が、通過フラグが付与された道路標識について問題を作成して出題する（Ｓ１８０）。前述した如く、出題タイミングは、通過フラグが付与されてから所定時間経過後となるように適切に制御される。

問題が出題されると、運転者の解答を音声入出力装置３０及び前述したＶＵＩモジュールにより認識すると共に、正解か否かを判定し（Ｓ１９０）、正解である場合は正解を示す音を、不正解である場合は不正解を示す音及び正解を、夫々出力して（Ｓ２００、Ｓ２１０）本フローの１ルーチンを終了する。

本実施例の車両用問題出題装置１によれば、運転者の能力を適切な手法により維持・向上させることができる。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等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の変形及び置換を加えることができる。

例えば、前方カメラ１０の撮像画像認識、及びナビゲーション装置２０から得られる情報に基づいて道路標識を認識するものとしたが、いずれか一方のみからの情報に基づいて道路標識を認識するものとしても構わない。この場合、図２のフローチャートにおけるＳ１００とＳ１１０のいずれか一方、及びＳ１２０を省略することとなる。

また、出題対象は、道路標識に限られず、自車両の走行に応じて後方に過ぎ去っていくものであって運転上注視する必要性があるものであれば、如何なるものを出題対象としてもよい。例えば、信号や看板、緊急車両等が考えられる。

また、図２のフローチャートにおいて、Ｓ１６０、Ｓ１７０のいずれか一方、又は両方を省略しても構わない。

また、実施例では明記していないが、ユーザーの何らかの操作により、問題対象となる道路標識の種別選択、出題頻度選択、難易度選択等が可能であってもよい。

また、運転負荷を検出する手段を更に備え、運転負荷が低いときにのみ問題を出題するものとしてもよい。運転負荷を検出する手段としては、ＬＫＡ（Lane Keeping Assist）やＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）等の運転支援装置の作動状況を検出する手段であってもよいし、アクセルペダルやブレーキペダルの操作頻度、ヨーレートの変動程度等により運転負荷を推定する手段であってもよい。

また、専用の制御主体である問題出題装置用ＥＣＵ４０を備えるものとしたが、問題出題装置用ＥＣＵ４０は、ナビゲーションコンピューター等の他の車載コンピューターに統合されてよい。

また、車外設備との通信手段を備え、当該車外設備において乗員の解答を解析し、優秀者には商品を出す等のサービスを行なってもよい。こうすれば、装置の使用を推進することができる。

本発明は、自動車製造業や自動車部品製造業等に利用可能である。

車両用問題出題装置１の全体構成の一例を示す図である。 車両用問題出題装置１により実行される特徴的な処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１ 車両用問題出題装置
１０ 前方カメラ
２０ ナビゲーション装置
２２ ＧＰＳ受信機
２４ メモリ
２６ ナビゲーションコンピューター
３０ 音声入出力装置
４０ 問題出題装置用ＥＣＵ
４２ 道路標識認識部
４４ 出題制御部

Claims (6)

1. 自車両周辺の物体のうち運転者により視認可能な所定物体を認識する所定物体認識手段を備え、
   該所定物体認識手段により認識された所定物体が自車両の走行に応じて運転者により視認不能となった後に、該所定物体に関する問題を運転者に出題することを特徴とする、
   車両用問題出題装置。
2. 請求項１に記載の車両用問題出題装置であって、
   前記所定物体は、道路標識を含む、
   車両用問題出題装置。
3. 請求項１又は２に記載の車両用問題出題装置であって、
   前記所定物体認識手段により認識された所定物体が自車両の走行に応じて運転者により視認不能となってから所定時間経過後に、該所定物体に関する問題を運転者に出題することを特徴とする、
   車両用問題出題装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の車両用問題出題装置であって、
   前記所定物体の視認容易程度に基づいて、該所定物体に関する問題を出題することを特徴とする、
   車両用問題出題装置。
5. 請求項４に記載の車両用問題出題装置であって、
   前記所定物体の視認容易程度は、該所定物体の運転者による視認可能時間により決定される、
   車両用問題出題装置。
6. 請求項４又は５に記載の車両用問題出題装置であって、
   前記所定物体の視認容易程度は、該所定物体の車外風景に対するコントラストにより決定される、
   車両用問題出題装置。

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