JP2013196042A - 車両用運転状態監視装置及び車両用運転状態監視システム - Google Patents

車両用運転状態監視装置及び車両用運転状態監視システム Download PDF

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Abstract

【課題】監視対象者の車両の運転状態を監視するのに好適な車両用運転状態監視装置及び車両用運転状態監視システムを提供することを目的としている。
【解決手段】自車両Aの位置情報、運転操作量の情報、走行開始・終了の検出情報を各情報の検出タイミングを合わせて時系列に記憶する。そして、位置情報、走行開始又は終了の検出情報に基づき、位置情報に対応する車両の走行区間が予め設定された基準保管場所の位置を基点にした走行区間であるか否かを判定する。更に、走行区間の走行回数が予め設定された安定下限回数以上であるか否かを判定する。また、走行区間の運転負荷が予め設定された運転負荷範囲内か否かを判定する。そして、基準保管場所の位置を基点とし、安定下限回数以上でありかつ運転負荷範囲内であると判定された走行区間に対応する運転操作量の情報に基づき、運転操作量の乱れ量である操作状態量を算出する。
【選択図】 図6

Description

本発明は、車両の運転状態を監視する技術に関する。
従来、例えば、特許文献1には、要介護者の現在の音声や画像情報を監視者の所有する情報端末に送信し、情報端末を介して監視者が遠隔から要介護者を見守ることが可能な遠隔介護システムの発明が開示されている。
特開平2000−311282号公報
しかしながら、見守る対象となる行為が複雑な行動である場合、上記従来技術のように、単純に現在の行為だけを見ても、危険か否か等を判断することは困難である。例えば、自動車の運転がこれに該当する。
自動車の運転行動の特徴としては、(1)運転行動に含まれる行為が単一ではなく、(2)運転環境(負荷)によっても実行される行動の善し悪しが左右され、(3)同じ環境であっても、運転者の慣れ(初めての走行か、いつも走行しているか)の影響を受け、(4)運転者の日々の体調的な変化と、長期的な運転能力の変化との影響が合わさり、観察可能な(表面化する)現在の運転行動のバラツキも大きくなる。
このような状況から、要介護者等の監視対象者の運転行動を見守り、運転を充分行っていく能力があるのか否かを判断していくためには、単純に日常生活と同様な監視では適正な判断が出来ないという問題があった。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、監視対象者の車両の運転状態を監視するのに好適な車両用運転状態監視装置及び車両用運転状態監視システムを提供することを目的としている。
上記課題を解決するために、本発明は、車両の位置情報、運転操作量の情報、走行開始状態及び走行終了状態を検出し、これら検出情報を検出タイミングを合わせて時系列に記憶する。そして、当該記憶した検出情報のうち、位置情報、走行開始状態又は走行終了状態の検出情報に基づき、位置情報に対応する車両の走行区間である実走行区間が予め設定された基準保管場所を基点にした走行区間であるか否かを判定する。実走行区間が基準保管場所を基点とした走行区間であると判定すると、予め記憶された実走行区間の走行履歴の情報に基づき、当該実走行区間の走行頻度が予め設定された安定下限回数以上であるか否かを判定する。また、基準保管場所を基点にした走行区間であると判定された実走行区間に対応する運転操作量に基づき、当該実走行区間における運転負荷が予め設定された運転負荷範囲内か否かを判定する。そして、走行回数が安定下限回数以上であると判定されかつ運転負荷が運転負荷範囲内であると判定された実走行区間に対応する運転操作量の情報に基づき、運転操作量の乱れ量である操作状態量を算出する。更に、算出した操作状態量を外部の情報端末に送信する。
本発明によれば、基準保管場所を基点とし、走行頻度が予め設定した最低頻度以上であり、かつ運転負荷が予め設定した運転負荷範囲内である走行区間に対応する運転操作量に基づき操作状態量を算出する。これにより、突発的な運転負荷等の無い安定した走行環境下での運転操作量を用いて操作状態量を算出することができる。従って、この操作状態量から、運転者の運転能力の変化を正確に把握することが可能となる。
車両用運転状態監視システム1を構成する車両用運転状態監視装置10及び情報端末20のシステム構成の一例を示すブロック図である。 車両用運転状態監視システムの概要構成図である。 車両用運転状態監視装置10の機能構成の一例を示すブロック図である。 情報端末20の機能構成の一例を示すブロック図である。 情報端末側処理装置22の機能構成の一例を示すブロック図である。 運転状態監視用データ送信処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。 走行区間判定処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。 運転負荷判定処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。 操作状態量表示処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。 表示パラメータで設定された期間の操舵角の操作状態量をフィルタ無しでグラフにした一例を示す図である。 図10のグラフに対してフィルタ処理を施した場合のグラフの一例を示す図である。 図10及び図11のグラフを重ねて表示した図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。図1〜図12は、本発明に係る車両用運転状態監視装置及び運転状態監視方法の実施形態を示す図である。
(構成)
まず、車両用運転状態監視システムの構成について説明する。
図1は、車両用運転状態監視システムを構成する車両用運転状態監視装置及び情報端末のシステム構成の一例を示すブロック図である。図2は、車両用運転状態監視システムの概要構成図である。
図1及び図2に示すように、車両用運転状態監視システム1は、車両Aに搭載された車両用運転状態監視装置10と、情報端末20と、基地局30と、ネットワーク40とを備える。
車両用運転状態監視装置10は、ナビゲーション装置11と、操作量検出器12と、車両状態検出器13と、運転状態監視コントローラ14と、通信機15と、記憶装置16とを備える。
ナビゲーション装置11は、GPS(Global Positioning System )受信機、地図データベース、および表示モニタを有し、経路探索および経路案内等を行う装置である。ナビゲーション装置11は、GPS受信機によって取得した自車両の現在位置(緯度,経度)と地図データベースに格納された道路情報に基づいて、自車両の進行方向、自車両周辺の道路形状情報、現在位置に応じた道路地図情報、交差点情報等を検出することができる。ナビゲーション装置11は、自車両の現在位置、自車両の進行方向、道路形状情報、道路地図情報等の検出情報を、運転状態監視コントローラ14に出力する。
操作量検出器12は、操舵角センサ110と、アクセル変位センサ115と、ブレーキ変位センサ120と、を備える。
操舵角センサ110は、運転者がステアリングホイールに対して行った操舵操作の操舵角を検出し、検出した操舵角を示す信号を運転状態監視コントローラ14に出力する。
アクセル変位センサ115は、運転者のアクセルペダルの踏み込み操作に応じたアクセルペダルのストローク量を検出し、検出したストローク量(以下、アクセル変位量と称す)を示す信号を運転状態監視コントローラ14に出力する。
ブレーキ変位センサ120は、運転者のブレーキペダルの踏み込み操作に応じたブレーキペダルのストローク量を検出し、検出したストローク量(以下、ブレーキ変位量と称す)を示す信号を運転状態監視コントローラ14に出力する。
以下、操作量検出器12の各種センサで検出される操舵角、アクセル変位量及びブレーキ変位量を区別しない場合に、まとめて運転操作量と称す。
車両状態検出器13は、車速センサ125(図2中の125FR,125FL,125RR,125RL)と、イグニッションスイッチ130と、を備える。
車速センサ125は、自車両Aの右前輪、左前輪、右後輪および左後輪にそれぞれ設置された車速パルスセンサであり、各車輪の回転速度を示す信号を運転状態監視コントローラ14に出力する。
イグニッションスイッチ130は、イグニッションOFFの状態で鍵穴にキーを挿入して時計回りにキーを回すことでイグニッションOFF→アクセサリーモード→イグニッションONモードへと順に切り替わる。そして、イグニッションONモードから更に時計回りにキーを回すことでエンジンスターターが回りエンジンが始動する。また、停車状態でイグニッションONモードから反時計回りに回すことで、アクセサリーモード→イグニッションOFFへと順に切り替わる。イグニッションスイッチ130は、各モードを示す信号を運転状態監視コントローラ14に出力する。
また、自車両Aが、キーレスシステムを搭載している場合は、イグニッションスイッチ130は押しボタン式のスイッチとなる。この場合、イグニッションスイッチ130は、運転者が無線通信機能を有する鍵(携帯機)を所持した状態でボタンを押すことで、ブレーキペダルが踏み込まれている場合はエンジンが始動する。一方、ブレーキペダルが踏み込まれていない状態で、イグニッションOFFの状態からボタンを押す度に→アクセサリーモード→イグニッションONモードへと切り替わる。イグニッションスイッチ130は、ボタンを押下したときの各状態に対応する信号を運転状態監視コントローラ14に出力する。
以下、本実施形態では、キーを鍵穴に挿入するタイプのイグニッションスイッチ130を例に挙げて説明する。
通信機15は、図2に示すように、携帯電話の基地局30と無線通信を行う機能を有している。本実施形態では、通信機15によって、基地局30を介して、ネットワーク40に接続された情報端末20とデータ通信を行う。
記憶装置16は、ナビゲーション装置11で測定した自車両Aの位置情報及び時刻情報と、操作量検出器12で検出した操舵角情報、アクセル変位量の情報及びブレーキ変位量の情報と、を記憶する。記憶装置16は、更に、車両状態検出器13で検出した走行速度情報及びイグニッションON及びOFFの検出情報を記憶する。記憶装置16は、更に、自車両Aの走行した走行区間の履歴情報、後述する運転状態監視用データ送信処理における各種演算結果の情報等を記憶する。
運転状態監視コントローラ14は、CPU(Central Processing Unit)と、ROM(Read Only Memory)およびRAM(Random Access Memory)等のCPU周辺部品とを含む電子制御ユニットであり、車両用運転状態検出装置10の全体の制御を行う。
具体的に、運転状態監視コントローラ14は、車速センサ125(125FR,125FL,125RR,125RL)からの信号に基づき自車両Aの速度Vを算出する。
また、運転状態監視コントローラ14は、ナビゲーション装置11で測定した自車両Aの位置情報と、操作量検出器12で検出した運転操作量の情報と、車両状態検出器13で検出した自車両Aの車輪回転速度、イグニッションスイッチ130のイグニッションON及びOFFの検出情報とに基づき、後述する運転状態監視用データ送信処理を実行する。
具体的に、運転状態監視コントローラ14は、位置情報と、イグニッションON及びOFFの検出情報と、予め設定された基準保管場所の位置情報とに基づき、位置情報に対応する自車両Aの走行区間(以下、実走行区間と称す)が基準保管場所の位置を基点とした区間であるか否かを判定する。更に、実走行区間が予め設定された距離範囲内か否かを判定する。
また、自車両Aの走行区間が基準保管場所の位置を基点とした区間である場合に、該区間における予め設定された距離範囲内の区間(以下、処理候補区間と称す)の走行回数が予め設定された安定下限回数以上であるか否かを判定する。また、処理候補区間に対応する運転操作量情報及び速度Vに基づき、処理候補区間の運転負荷が予め設定された負荷範囲内か否かを判定する。そして、走行回数が安定下限回数以上でかつ運転負荷が運転負荷範囲内である処理候補区間(以下、処理対象区間と称す)に対応する運転操作量情報に基づき、運転操作量の乱れ量である操作状態量を算出する。更に、運転状態監視コントローラ14は、算出した操作状態量を、通信機15を介して情報端末20に送信する。
次に、情報端末20は、本実施形態において、自車両Aを運転する運転者の運転操作を監視する者(家族等)が所持する端末である。情報端末20は、通信機21と、情報端末側処理装置22と、表示装置23と、記憶装置24とを備える。
通信機21は、図2に示すように、ネットワーク40に接続された機器と通信を行う機能を有している。本実施形態では、通信機21によって、ネットワーク40及び基地局30を介して、車両用運転状態監視装置10とデータ通信を行う。
表示装置23は、CRTディスプレイ、液晶ディスプレイ等から構成され、情報端末側処理装置22からの指令に応じて画像を表示する。
記憶装置24は、車両用運転状態監視装置10から送信された操作状態量データを記憶する。
情報端末側処理装置22は、CPUと、ROM、RAM、I/F等の周辺装置とを備えたコンピュータシステムであり、情報端末20の全体の制御を行う。
具体的に、情報端末側処理装置22は、車両用運転状態監視装置10からの操作状態量データを受信すると、受信した操作状態量データを記憶装置24に記憶する。そして、記憶装置24に記憶された操作状態量データのうち予め設定された期間の操作状態量データの時系列変化を示すグラフを表示装置23に表示する。また、情報端末側処理装置22は、グラフを表示する際に、予め設定された表示パラメータに基づき表示態様を変更する。
次に、図3及び図4に基づき、運転状態監視コントローラ14の機能構成を説明する。
図3は、運転状態監視コントローラ14の機能構成の一例を示すブロック図である。図4は、記憶装置16に記憶される各種データの一例を示す図である。
図3に示すように、運転状態監視コントローラ14は、機能構成部として、走行データ記憶部135と、走行開始・終了判定部140と、走行区間判定部145と、走行履歴記憶部150と、走行頻度判定部155と、運転負荷判定部160と、を備える。
運転状態監視コントローラ14は、更に、機能構成部として、信号処理部165と、送信部170とを備える。
走行データ記憶部135は、ナビゲーション装置11からの自車両Aの位置情報及び時刻情報と、操作量検出器12からの操舵角、アクセル変位量及びブレーキ変位量の情報と、車両状態検出器13からの車輪回転速度の情報と、走行開始・終了判定部140からの走行開始又は走行終了の検出情報とを記憶装置16に記憶する。
走行データ記憶部135は、位置情報と、時刻情報と、操舵角と、アクセル変位量と、ブレーキ変位量と、車輪回転速度と、を予め設定された共通のサンプリング間隔で取得する。そして、各サンプリングタイミングごとに取得した情報を対応付けて記憶装置16に記憶する。
走行開始・終了判定部140は、上記同様の共通のサンプリング間隔で、ナビゲーション装置11からの時刻情報と、イグニッションスイッチ130からの信号とを受信する。そして、イグニッションONを示す信号を受信したことに応じて走行開始状態を検出し、イグニッションOFFを示す信号を受信したことに応じて走行終了状態を検出する。走行開始・終了判定部140は、走行開始状態を検出したことを示す情報(以下、走行開始検出情報と称す)又は走行終了状態を検出したことを示す情報(以下、走行終了検出情報と称す)と、これらの検出に対応する時刻情報とを走行データ記憶部135に出力する。
走行データ記憶部135は、走行開始検出情報又は走行終了検出情報と時刻情報とを取得すると、これら走行開始又は走行終了検出情報を、時刻情報が対応する他の検出情報と対応付けて記憶装置16に記憶する。これにより、記憶装置16には、予め設定された共通のサンプリング間隔で時系列に検出される、位置情報、時刻情報、運転操作情報、車輪回転速度情報、走行開始検出情報及び走行終了検出情報が記憶される。以下、これらの情報を、まとめて走行データと称す。このようにして、記憶装置16には、図4に示すように、走行データ300が記憶される。なお、本実施形態において、走行データ記憶部135は、予め設定された期間分(例えば、1年分)の走行データを記憶装置16に記憶保持し、新規のデータを記憶する際に古い走行データから順に消去するようになっている。
また、走行データ記憶部135は、走行開始・終了判定部140からの走行終了検出情報の取得に応じて、走行データ300の記憶処理を終了する。加えて、自車両Aの走行が終了したことを走行区間判定部145に通知する。
走行区間判定部145は、走行データ記憶部135からの走行終了状態の検出通知に応じて、記憶装置16に記憶された走行開始検出情報及び走行終了検出情報と、これらに対応する位置情報とを取得する。更に、走行区間判定部145は、記憶装置16に予め記憶された自車両Aの基準保管場所の位置情報を取得する。そして、走行開始時の位置情報又は走行終了時の位置情報の少なくとも一方と基準保管場所の位置情報とが一致した場合に、自車両Aの走行区間が基準保管場所を基点にした走行区間であると判定する。更に、走行区間判定部145は、記憶装置16に記憶された走行開始から走行終了までの位置情報を読み出し、更に、記憶装置16に予め設定された距離範囲の情報を読み出す。走行区間判定部145は、読み出した情報と基準保管場所の位置情報とに基づき、基準保管場所からの実走行区間の距離と、予め設定された距離範囲とを比較する。そして、実走行区間のうち、予め設定された距離範囲内の道路区間を、処理候補区間として設定する。走行区間判定部145は、この設定情報を走行履歴記憶部150に出力する。
一方、走行区間判定部145は、走行開始時の位置情報又は走行終了時の位置情報と基準保管場所の位置情報とが一致しない場合に、自車両Aの走行区間が基準保管場所の位置を基点にした走行区間では無いと判定する。走行区間判定部145は、この判定結果の情報を走行履歴記憶部150に出力する。
走行履歴記憶部150は、走行区間判定部145から処理候補区間の設定情報を取得すると、実走行区間の履歴情報を更新する。具体的に、走行履歴記憶部150は、設定された処理候補区間に対応する位置情報から走行軌跡を算出する。次に、走行軌跡と、道路地図情報とのマップマッチングによって処理候補区間の道路を特定する。そして、特定した道路が初めて走行する道路である場合、該道路の情報と走行回数(1回)の情報とを記憶装置16に記憶する。一方、走行履歴記憶部150は、処理候補区間に対応する特定した道路の情報が記憶装置16に既に記憶されている場合に、走行回数を1増加する更新処理を行う。このようにして、記憶装置16には、図4に示すように、処理候補区間の道路情報とその走行回数の情報とを含む走行履歴データ310が記憶される。
また、走行履歴記憶部150は、処理候補区間に対応する走行回数の情報を、走行頻度判定部155に出力する。
走行頻度判定部155は、走行履歴記憶部150からの走行回数の情報を取得すると、予め記憶装置16に記憶された安定下限回数の情報を読み出す。そして、取得した走行回数が安定下限回数以上であるか否かを判定する。走行頻度判定部155は、安定下限回数か否かの判定結果の情報を運転負荷判定部160に出力する。
ここで、安定下限回数とは、運転者の処理候補区間に対する運転の慣れによる操作状態量の変動を、予め設定した誤差範囲内に抑えるために必要な走行回数である。操作状態量は、運転者が処理候補区間を初めて走行する場合と、何度も繰り返し走行している場合とで差が生じる。つまり、操作状態量から運転者の走行能力の低下を明確に判定するためには、操作状態量の変動が、慣れによるものなのか、運転者の運転能力の低下によるものなのかを明確に区別する必要がある。本実施形態では、慣れによる変動を抑えるために、安定下限回数以上の走行を行った処理候補区間のみを処理対象として扱う。
運転負荷判定部160は、走行頻度判定部155からの判定結果の情報に基づき、処理候補区間の走行回数が安定下限回数以上であると判定すると、処理候補区間の運転負荷を判定する。具体的に、運転負荷判定部160は、まず、記憶装置16に記憶された走行データ300のうち、処理候補区間に対応する車輪回転速度、操舵角、アクセル変位量、ブレーキ変位量の情報を読み出す。運転負荷判定部160は、読み出した各車輪回転速度から自車両Aの各位置における走行速度Vを演算する。運転負荷判定部160は、走行速度Vの変化量と運転操作量の変化量とを算出し、これら変化量が示す運転負荷が、予め設定された運転負荷範囲内か否かを判定する。運転負荷判定部160は、判定結果の情報を信号処理部165に出力する。
ここで、運転負荷は、自車両Aの運転時に運転者に生じる負荷である。例えば、走行速度の変化が大きくなる状況(例えば、渋滞等)ほど負荷は高くなる。また、走行速度がゼロ、つまり停車状態の場合は、例えば、ステアリングホイールやアクセルペダルの操作が行われないため、その期間の操舵角やアクセル変位量がゼロとなる。また、例えば、路肩に駐車している他車両を避ける運転操作なども操舵角の大きな変化が生じるため大きな負荷となる。このような運転負荷(負荷の変動)は、操作状態量を大きく変動させる。そのため、運転者の運転能力の変化を正しく判断することができない。従って、運転能力を正しく判断するためには、例えば、カーブの少ない道路を一定の走行速度で走行している状態など、運転負荷が安定している状態で測定した走行データを用いて操作状態量を算出することが望ましい。本実施形態では、処理候補区間の運転負荷が、予め設定した運転負荷範囲外である場合に、当該処理候補区間を処理対象から除外する。
信号処理部165は、運転負荷判定部160からの判定結果の情報に基づき、処理候補区間の運転負荷が運転負荷範囲内であると判定すると、この処理候補区間を処理対象区間に設定する。これにより、信号処理部165は、記憶装置16に記憶された走行データのうち処理対象区間に対応する運転操作量の情報を読み出す。そして、読み出した運転操作量の情報に基づき、各操作量の乱れ量である操作状態量を算出する。例えば、各操作量の変動量(例えば、平均値との差分)を算出し、この分布の分散値又は標準偏差値を操作状態量として算出する。また、例えば、公知のステアリングエントロピー法の理論を用いて、操舵角、アクセル変位量、ブレーキ変位量の不安定度を操作状態量として算出する。
信号処理部165は、算出した操作状態量の情報を、時刻情報(例えば、操作状態量の算出に用いた運転操作量の取得時間帯の情報)に対応付けて記憶装置16に記憶する。これにより、記憶装置16には、図4に示すように、操作状態量と時刻情報とを含む操作状態量データ320が記憶される。
本実施形態において、信号処理部165は、記憶装置16に記憶された、走行データ300のうち、同じ処理対象区間の過去の運転操作量を用いて、操作状態量の基準となる基準操作状態量を算出する。更に、少なくとも今回の処理候補区間に対応する運転操作量を用いて、現在の操作状態量である現操作状態量を算出する。
また、信号処理部165は、記憶装置16に記憶された、同じ処理対象区間の運転操作量の情報が、予め設定された長期間分以上になったと判定すると、この運転操作量の情報群を、予め設定された区分期間ごとに複数の情報群に区分する。更に、区分した各情報群ごとに操作状態量を算出する。この場合に、最新の運転操作量を含む期間幅の操作状態量が現操作状態量に相当し、最新の運転操作量を含まない過去の運転操作量のみを含む各期間幅の操作状態量が基準操作状態量に相当する。なお、この処理については、実行するか否かをユーザが任意に設定できるようにしてもよい。また、この場合の操作状態量は、散布度とすることが望ましい。
送信部170は、信号処理部165から取得した基準操作状態量及び現操作状態量の情報(以下、操作状態量データと称す)を通信機15を介して情報端末20に送信する。以下、この送信処理を行う処理モードを通常送信モードと称す。
また、本実施形態では、送信部170は、通常送信モードとは別に、記憶装置16に記憶された操作状態量が予め設定された期間分以上になったと判定すると、過去の操作状態量の時系列分布の変化幅を算出する。更に、送信部170は、その変化幅に対して、現操作状態量が予め設定された逸脱上限値以上に逸脱しているか否かを判定する。そして、逸脱上限値以上であると判定した場合に、操作状態量データを、情報端末20に送信する処理モードを備える。以下、この処理モードを、変化時送信モードと称す。これら送信処理モードは、ユーザが任意に設定することが可能である。
なお、本実施形態の車両用運転状態監視装置10は、イグニッションがOFFとなってからも動作を行う。従って、本実施形態では、イグニッションOFF後も、車両用運転状態監視装置10にバッテリ(不図示)から電源を供給する。
次に、図5に基づき、情報端末側処理装置22の機能構成を説明する。
図5は、情報端末側処理装置22の機能構成の一例を示すブロック図である。
図5に示すように、情報端末側処理装置22の機能構成部は、受信部205と、受信情報記憶部210と、表示設定部215と、表示用情報加工部220と、情報表示部225と、を備える。
受信部205は、車両用運転状態監視装置10から送信された操作状態量データを、通信機21を介して受信する。受信部205は、受信した操作状態量データを受信情報記憶部210に記憶する。
受信情報記憶部210は、受信部205から取得した操作状態量データを記憶装置24に記憶する。本実施の形態において、受信情報記憶部210は、予め設定された期間分(例えば、3年分)の操作状態量データを保持し、新規のデータを記憶する際に、古い操作状態量データから順に消去するようになっている。
表示設定部215は、不図示の入力装置を介したユーザからの指示入力に応じて、操作状態量データを表示する際の表示パラメータを設定する。具体的に、本実施形態では、表示パラメータとして、操作状態量の時系列変化の期間と、フィルタの有無とを設定することが可能である。
表示用情報加工部220は、設定された表示パラメータに従って、記憶装置24から設定された時系列変化の期間に対応する操作状態量を読み出す。そして、読み出した操作状態量を加工して、横軸を時間、縦軸を操作状態量としたグラフを生成する。このとき、フィルタ有が設定されている場合は、時系列変化のグラフに対してローパスフィルタをかける加工を行う(例えば、移動平均処理を行う)。表示用情報加工部220は、表示用データを、情報表示部225に出力する。
情報表示部225は、表示用情報加工部220から取得した表示用データに基づき、画像表示信号を生成し、生成した画像表示信号を表示装置23に出力する。これにより、表示装置23には、操作状態量の時系列変化のグラフが表示される。
(運転状態監視用データ送信処理)
次に、図6に基づき、運転状態監視コントローラ14の機能構成部において行われる運転状態監視用データ送信処理の処理手順を説明する。
図6は、運転状態監視用データ送信処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
運転状態監視コントローラ14において、専用のプログラムが実行されると、図6に示すように、まず、ステップS100に移行する。
ステップS100では、ナビゲーション装置11、操作量検出器12及び車両状態検出器13において、走行データの測定を開始して、ステップS102に移行する。
ステップS102では、走行開始・終了検出部140において、予め設定されたサンプリング間隔で取得したイグニッションスイッチ130からの信号に基づき、イグニッションがONになったか否かを判定する。そして、イグニッションがONになったと判定した場合(Yes)は、ステップS104に移行し、イグニッションがONになっていないと判定した場合(No)は、イグニッションがONになるまで判定処理を繰り返す。
ステップS104に移行した場合は、走行開始・終了検出部140において、走行開始状態を検出し、この検出結果である走行開始検出情報と、共通のサンプリング間隔でナビゲーション装置11から取得した時刻情報とを走行データ記憶部135に出力する。その後、ステップS106に移行する。
ステップS106では、走行データ記憶部135において、走行開始・終了検出部140からの走行開始検出情報と時刻情報とを、同じ時刻に検出された他の検出情報に対応付けて記憶する。その後、ステップS108に移行する。これにより、走行データの記憶処理が開始され、以降は、走行データ記憶部135において、予め設定されたサンプリング間隔で走行データを順次取得し、取得した走行データを記憶装置16に記憶する。なお、このような記憶タイミングとした場合に、走行開始・終了検出部140の処理によって生じる遅延は、例えば、バッファ等によって吸収する。
ステップS108では、走行開始・終了検出部140において、イグニッションスイッチ130からの信号に基づき、イグニッションがOFFになったか否かを判定する。そして、イグニッションがOFFになったと判定した場合(Yes)は、ステップS110に移行し、イグニッションがOFFになっていないと判定した場合(No)は、イグニッションがOFFになるまで判定処理を繰り返す。
ステップS110に移行した場合は、走行開始・終了検出部140において、走行終了状態を検出し、この検出結果である走行終了検出情報と、ナビゲーション装置11から取得した時刻情報とを走行データ記憶部135に出力する。その後、ステップS112に移行する。
ステップS112では、走行データ記憶部135において、走行開始・終了検出部140からの走行終了検出情報と時刻情報とを、同じ時刻に検出された他の検出情報に対応付けて記憶する。更に、走行区間判定部145に、走行終了が検出されたことを通知して、ステップS114に移行する。これにより、走行データの記憶処理が終了する。
ステップS114では、走行区間判定部145において、走行区間判定処理を実行して、ステップS116に移行する。
ステップS116では、走行履歴記憶部150において、走行区間判定部145の判定結果に基づき、自車両Aの走行した実走行区間は、処理候補区間か否かを判定する。そして、処理候補区間であると判定した場合(Yes)は、ステップS118に移行し、処理候補区間では無いと判定した場合(No)は、一連の処理を終了する。
ステップS118に移行した場合は、走行履歴記憶部150において、処理候補区間に対応する位置情報に基づき走行軌跡を算出する。そして、走行軌跡から走行道路を特定し、特定した道路の情報に基づき、記憶装置16に記憶された走行履歴データ310を更新する。その後、ステップS120に移行する。
ステップS120では、走行履歴記憶部150において、ステップS118の更新結果に基づき、処理候補区間の走行回数を、走行頻度判定部155に出力して、ステップS122に移行する。
ステップS122では、走行頻度判定部155において、処理候補区間の走行回数が、予め設定された安定下限回数以上か否かを判定する。そして、安定下限回数以上であると判定した場合(Yes)は、判定結果の情報を運転負荷判定部160に出力して、ステップS124に移行する。一方、安定下限回数以上では無いと判定した場合(No)は、判定結果の情報を運転負荷判定部160に出力して、一連の処理を終了する。
ステップS124に移行した場合は、運転負荷判定部160において、運転負荷判定処理を実行して、ステップS126に移行する。
ステップS126では、信号処理部165において、処理候補区間の運転負荷が、予め設定した運転負荷範囲内であるか否かを判定する。そして、運転負荷範囲内であると判定した場合(Yes)は、ステップS128に移行し、運転負荷範囲内では無いと判定した場合(No)は、一連の処理を終了する。
ステップS128に移行した場合は、信号処理部165において、走行回数が安定下限回数以上でかつ運転負荷が運転負荷範囲内と判定された処理候補区間を、処理対象区間に設定して、ステップS130に移行する。
ステップS130では、信号処理部165において、記憶装置16に記憶された走行データ300のうち、処理対象区間に対応する運転操作量情報を読み出して、ステップS132に移行する。ここで、本実施形態では、設定した処理対象区間に対応する過去の予め設定した期間の過去の運転操作量情報と、少なくとも最新の運転操作量情報を含む予め設定した期間以降の運転操作量情報とを読み出す。
ステップS132では、信号処理部165において、ステップS130で読み出した運転操作量情報に基づき操作状態量を算出して、ステップS134に移行する。
本実施形態では、予め設定された時期よりも過去の運転操作量を用いて、基準操作状態量を算出し、最新の運転操作量を含む予め設定された時期以降の運転操作量を用いて、現操作状態量を算出する。また、記憶装置16に記憶された、処理対象区間に対する運転操作量の情報が、予め設定された長期間分以上になったと判定すると、運転操作量の情報群を、予め設定された区分期間ごとに複数の情報群に区分する。更に、区分した各情報群ごとに操作状態量を算出する。
なお、本実施形態では、信号処理部165は、操作状態量として、散布度及び公知のステアリングエントロピー法を用いた各操作量に対応するエントロピー値を算出することができる。散布度とエントロピー値とのどちらの操作状態量を算出するのかは、ユーザが任意に設定することができる。
ステップS134では、信号処理部165において、ステップS132の算出結果を、記憶装置16に記憶して、ステップS136に移行する。本実施形態では、算出結果として、操作状態量に加えて、散布度やエントロピーを算出する過程で算出した操作量の測定値と平均値との差分値や、予測誤差値等も記憶する。
ステップS136では、送信部170において、通常送信モードが設定されている場合は、ステップS134で算出した操作状態量と当該操作状態量の算出に用いた操作量の時間帯の情報とを含む操作状態量データを、通信機15を介して情報端末20に送信する。一方、変化時送信モードが設定されている場合は、まず、記憶装置16に記憶された操作状態量が予め設定された期間分以上になったか否かを判定する。期間分以上になったと判定した場合は、次に、記憶装置16から過去の操作状態量を読み出し、読み出した操作状態量の時系列変化の変化幅を算出する。更に、変化幅が予め設定された逸脱上限値以上か否かを判定する。そして、現操作状態量が逸脱上限値以上であると判定した場合に、ステップS132で算出した操作状態量と当該操作状態量の算出に用いた操作量の時間帯の情報とを含む操作状態量データを、通信機15を介して情報端末20に送信する。その後、一連の処理を終了する。
なお、記憶装置16に、過去の操作状態量が予め設定された期間分以上記憶されていない場合、本実施形態では、通常送信モードに移行して、ステップS132で算出した、操作状態量と当該操作状態量の算出に用いた操作量の時間帯の情報とを含む操作状態量データを、通信機15を介して情報端末20に送信する。
(走行区間判定処理)
次に、図7に基づき、ステップS114で行われる走行区間判定処理の処理手順を説明する。
図7は、走行区間判定処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
ステップS114において、走行区間判定処理が開始されると、図7に示すように、まず、ステップS200に移行する。
ステップS200では、走行区間判定部145において、走行データ記憶部135からの走行終了状態の検出通知に応じて、記憶装置16に記憶された走行データのうち、走行開始及び走行終了を検出時の位置情報を読み出して、ステップS202に移行する。
ステップS202では、走行区間判定部145において、ステップS200で読み出した位置情報が、予め設定された基準保管場所の位置情報を含むか否かを判定する。そして、基準保管場所の位置情報を含むと判定した場合(Yes)は、ステップS204に移行し、基準保管場所の位置情報を含まないと判定した場合(No)は、ステップS214に移行する。
ステップS204に移行した場合は、走行区間判定部145において、記憶装置16から、走行開始状態を検出時から走行終了状態を検出時までの位置情報を読み出して、ステップS206に移行する。
ステップS206では、走行区間判定部145において、ステップS204で読み出した位置情報と、予め設定された基準保管場所の位置情報とに基づき、走行基点から各位置の距離を算出して、ステップS208に移行する。
ステップS208では、走行区間判定部145において、自車両Aの実走行区間が走行基点から予め設定された距離範囲内か否かを判定する。そして、距離範囲内であると判定した場合(Yes)は、ステップS210に移行し、距離範囲内では無いと判定した場合(No)は、ステップS212に移行する。
ステップS210に移行した場合は、走行区間判定部145において、自車両Aの実走行区間を処理候補区間として設定し、一連の処理を終了して元の処理に復帰する。
一方、ステップS212に移行した場合は、走行区間判定部145において、自車両Aの実走行区間のうち、予め設定された距離範囲内の走行区間を、処理候補区間として設定し、一連の処理を終了して元の処理に復帰する。
また、ステップS202において、基準保管場所の位置を含まないと判定されステップS214に移行した場合は、自車両Aの実走行区間を処理対象外と設定し、一連の処理を終了して元の処理に復帰する。
(運転負荷判定処理)
次に、図8に基づき、ステップS124で行われる運転負荷判定処理の処理手順を説明する。
図8は、運転負荷判定処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
ステップS124において、運転負荷判定処理が開始されると、図8に示すように、まず、ステップS300に移行する。
ステップS300では、運転負荷判定部160において、記憶装置16から処理候補区間に対応する車輪回転速度情報を読み出して、ステップS302に移行する。
ステップS302では、運転負荷判定部160において、ステップS300で読み出した処理候補区間に対応する各車輪回転速度情報から自車両Aの走行速度Vを算出して、ステップS304に移行する。
ステップS304では、運転負荷判定部160において、走行速度Vから速度変動量を算出して、ステップS306に移行する。
ステップS306では、運転負荷判定部160において、ステップS304で算出した速度変動量が、予め設定された許容速度変動範囲内か否かを判定する。そして、許容速度変動範囲内であると判定した場合(Yes)は、ステップS308に移行し、許容速度変動範囲内では無いと判定した場合(No)は、ステップS316に移行する。
ステップS308に移行した場合は、運転負荷判定部160において、記憶装置16から処理候補区間に対応する運転操作量(操舵角、アクセル変位量、ブレーキ変位量)の情報を読み出して、ステップS310に移行する。
ステップS310では、運転負荷判定部160において、運転操作量(操舵角、アクセル変位量、ブレーキ変位量)の変動量をそれぞれ算出して、ステップS312に移行する。
ステップS312では、運転負荷判定部160において、ステップS310で算出した各変動量が予め設定された各変動量に対応する許容変動範囲内か否かを判定する。そして、各変動量が許容変動範囲内であると判定した場合(Yes)は、ステップS314に移行し、いずれか1つでも許容変動範囲内では無いと判定した場合(No)は、ステップS316に移行する。
ステップS314に移行した場合は、運転負荷判定部160において、処理候補区間の運転負荷が予め設定した運転負荷範囲内である判定結果を示す情報を信号処理部165に出力する。その後、一連の処理を終了して元の処理に復帰する。
一方、ステップS316に移行した場合は、運転負荷判定部160において、処理候補区間の運転負荷が予め設定した運転負荷範囲外である判定結果を示す情報を信号処理部165に出力する。その後、一連の処理を終了して元の処理に復帰する。
(操作状態量情報表示処理)
次に、図9に基づき、情報端末側処理装置22の機能構成部において行われる操作状態量情報表示処理の処理手順を説明する。
図9は、操作状態量表示処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
情報端末側処理装置22において、専用のプログラムが実行されると、図9に示すように、まず、ステップS400に移行する。
ステップS400では、受信部205において、通信機21を介して車両用運転状態監視装置10から送信された操作状態量データを受信したか否かを判定する。そして、操作状態量データを受信したと判定した場合(Yes)は、ステップS400に移行し、受信していないと判定した場合(No)は、受信するまで判定処理を繰り返す。
ステップS402に移行した場合は、受信情報記憶部210において、受信部205で受信した操作状態量データを記憶装置24に記憶して、ステップS404に移行する。
ステップS404では、表示設定部215において、不図示の入力装置を介した監視者からの指示入力に応じて、表示パラメータを設定して、ステップS406に移行する。なお、表示パラメータは、入力装置を介した指示入力によって設定する構成に限らず、例えば、予め設定されたものを記憶装置24から読み出して設定することも可能である。
ステップS406では、表示用情報加工部220において、設定された表示パラメータに従って、記憶装置24から操作状態量データを読み出す。そして、読み出した操作状態量データを加工して表示用データを生成し、生成した表示用データを情報表示部225に出力して、ステップS408に移行する。
ステップS408では、情報表示部225において、表示用情報加工部220から取得した表示用データに基づき、画像表示信号を生成する。そして、生成した画像表示信号を表示装置23に出力して、一連の処理を終了する。これにより、表示装置23には、表示用データに対応する画像が表示される。
(動作)
次に、図10〜図12に基づき、本実施形態の車両用運転状態監視システム1の動作を説明する。図10は、表示パラメータで設定された期間の操舵角の操作状態量をフィルタ無しでグラフにした一例を示す図である。図11は、図10のグラフに対してフィルタ処理を施した場合のグラフの一例を示す図である。図12は、図10及び図11のグラフを重ねて表示した図である。ここでは、自車両Aの運転者Bが運転状態の監視対象者であり、情報端末20を、運転者Bの監視者である家族が所持しているものとする。
車両用運転状態監視装置10に電源が供給され、運転状態監視コントローラ14において専用のプログラムが実行されと、運転状態監視用データ送信処理が開始される。
また、ナビゲーション装置11において自車両Aの位置情報と時刻情報との測定が開始され、測定結果が、運転状態監視コントローラ14に入力される。
また、操舵角センサ110によって操舵角の検出が、アクセル変位センサ115によってアクセル変位量の検出が、ブレーキ変位センサ120によってブレーキ変位量の検出がそれぞれ開始される。そして、これら検出結果が、運転状態監視コントローラ14に入力される。
また、車速センサ125によって車輪回転速度の検出が開始され、検出結果が運転状態監視コントローラ14に入力される。また、運転者のイグニッションスイッチ130の操作に応じた信号が運転状態監視コントローラ14に入力される。
このようにして、走行データの測定が開始すると(S100)、走行開始・終了検出部140は、イグニッションスイッチ130からの信号に基づき、イグニッションがONになったか否かを判定する(S102)。ここでは、ONになったと判定されたとする(S102のYes)。これにより、走行開始・終了検出部140は、自車両Aが走行開始状態になったことを検出する。走行開始・終了検出部140は、走行開始検出情報と、ナビゲーション装置11から取得した走行開始状態を検出時の時刻情報とを、走行データ記憶部135に出力する(S104)。
これにより、走行データ記憶部135は、走行開始検出情報及び時刻情報を、該時刻情報と対応する検出時刻の他の走行データと対応付けて記憶装置16に記憶する。そして、走行データ記憶処理を開始し、以降は、走行終了状態が検出されるまで、共通のサンプリング間隔(例えば、Ts)で測定及び検出される位置情報、時刻情報、運転操作量情報及び車輪回転速度情報を順次、記憶装置16に記憶していく(S106)。
一方、走行開始・終了検出部140において、イグニッションスイッチ130からの信号に基づき、イグニッションがOFFになったと判定したとする(S108のYes)。これにより、走行開始・終了検出部140は、自車両Aが走行終了状態になったことを検出する。走行開始・終了検出部140は、走行終了検出情報と、ナビゲーション装置11から取得した走行終了状態を検出時の時刻情報とを、走行データ記憶部135に出力する(S110)。
これにより、走行データ記憶部135は、走行終了検出情報及び時刻情報を、該時刻情報と対応する検出時刻の他の走行データと対応付けて記憶装置16に記憶する。そして、走行データ記憶処理を終了すると共に、自車両Aの走行が終了したことを示す情報を、走行区間判定部145に出力する(S112)。
走行区間判定部145は、自車両Aの走行が終了したことを検知すると、走行区間判定処理を実行する(S114)。走行区間判定処理が実行されると、走行区間判定部145は、記憶装置16から、今回(最新)の走行開始状態検出時の自車両Aの位置情報と、走行終了状態検出時の自車両Aの位置情報とを読み出す。また、走行区間判定部145は、記憶装置16から、自車両Aの基準保管場所(例えば、運転者Bの自宅の駐車場など)の位置情報を読み出す(S200)。そして、読み出した位置情報が基準保管場所の位置情報を含むか否かを判定する(S202)。ここでは、走行開始位置も走行終了位置も双方とも基準保管場所の位置であったとする(S202のYes)。
走行区間判定部145は、次に、記憶装置16から、基準保管場所の位置を判定時の走行開始から終了までの自車両Aの実走行区間に対応する位置情報を読み出す(S204)。走行区間判定部145は、読み出した位置情報と基準保管場所の位置情報とから、実走行区間に対応する各位置と基準保管場所との間の距離を算出する(S206)。更に、算出した距離が、予め設定された距離範囲内か否かを判定する(S208)。ここでは、実走行区間の全てが距離範囲内であったとする(S208のYes)。これにより、走行区間判定部145は、この実走行区間を処理候補区間として設定し、設定情報を走行履歴記憶部150に出力する(S210)。
走行履歴記憶部150は、走行区間判定部145から処理候補区間の設定情報を取得すると、記憶装置16から処理候補区間に対応する位置情報を読み出す。走行履歴記憶部150は、読み出した位置情報に基づき走行軌跡を算出し、算出した走行軌跡と走行地図情報とに基づき、マップマッチングによって、処理候補区間の道路を特定する。そして、特定した道路の走行履歴が、記憶装置16に記憶されているか否かを判定し、記憶されていないと判定すると、該道路の情報と走行回数(1回)の情報とを走行履歴として記憶装置16に記憶する。一方、特定した道路の走行履歴が記憶装置16に記憶されていると判定すると、該当する走行履歴の走行回数を1増加する(S118)。このようにして、走行履歴記憶部150は、走行履歴を更新する。更に、走行履歴記憶部150は、更新後の走行回数の情報を、走行頻度判定部155に出力する(S120)。
走行頻度判定部155は、走行履歴記憶部150から走行回数の情報を取得すると、取得した走行回数と、予め設定された安定下限回数とを比較し、走行回数が安定下限回数以上か否かを判定する(S122)。
この判定処理では、運転者Bが、処理候補区間を、操作状態量の変化が予め設定された誤差範囲内となる運転負荷に安定するのに十分な回数を走行しているか否かを判定する。つまり、運転者の慣れ等による操作状態量の変化が誤差範囲内に納まるまで何度も処理候補区間を走行させることを目的としている。例えば、運転者Bが処理対象区間を初めて走行する場合に運転負荷は最も大きくなり、何度も走行して慣れてくると運転負荷が段々と低下していく。これにより、操作状態量も変化するため、運転能力を正確に判断する際には不適切な要素となる。従って、この要素を取り除く又は小さくする必要がある。
ここでは、十分な回数を走行していることとして(S122のYes)、この判定結果の情報を、運転負荷判定部160に出力する。
運転負荷判定部160は、判定結果の情報から、処理候補区間の走行回数が安定下限回数以上であると判定すると、運転負荷判定処理を実行する(S124)。
運転負荷判定処理が実行されると、運転負荷判定部160は、記憶装置16から処理候補区間に対応する運転操作量の情報及び車輪回転速度情報を読み出す(S300)。
運転負荷判定部160は、読み出した車輪回転速度から走行速度Vを算出し(S302)、算出した速度Vから速度変動量を算出する(S304)。ここでは、速度変動量として、処理対象区間の道路の基準速度に対する変化率を算出する。基準速度は、法廷速度を設定してもよいし、運転者Bの処理対象区間に対する平均速度を設定してもよい。この速度変化率が、予め設定された速度変化率の許容範囲内か否かを判定する(S306)。つまり、信号機での停止や、渋滞による低速運転、不測の事態による急減速など、速度変化率が大きい場合に、運転者の運転負荷や運転操作量が大きく変動するため、操作状態量への影響が大きくなる。従って、速度の変化率が予め設定された許容範囲外である場合(S306のNo)は、処理候補区間を処理対象から除外する。
ここでは、速度の変化率が許容範囲内であったとして(S306のYes)、次に、運転負荷判定部160は、記憶装置16から処理候補区間に対応する運転操作量を読み出す(S308)。本実施形態では、運転操作量として、ステアリングホイールの操舵操作に応じた操舵角、アクセルペダルの踏み込み操作に応じたアクセル変位量、及びブレーキペダルの踏み込み操作量に応じたブレーキ変位量の情報を読み出すことになる。
運転負荷判定部160は、これら運転操作量の各変動量を算出し(S310)、算出した変動量が、予め設定された許容変動範囲内か否かを判定する(S312)。
例えば、路肩に駐車されている他車両を回避する場合など、操舵角が大きく変化する。このような場合は、許容変動範囲外と判定する。また、アクセル変位量についても、停車中のバスの追い越しなどで急な加速をした場合に、アクセル変位量が大きく変化する。このような場合も許容範囲外と判定する。また、急ブレーキをする(ブレーキペダルを強く踏み込む)ことによって、ブレーキ変位量が大きく変化する。このような場合も許容範囲外と判定する。このような許容範囲外となる状況は、運転負荷が大きくなるため、操作状態量への影響が大きくなる。従って、このような突発的な運転負荷が生じた場合に、処理候補区間を処理対象から除外する。
ここでは、運転操作量の変動量が許容変動内であったとする(S312のYes)。これにより、運転負荷判定部160は、処理候補区間の運転負荷が運転負荷範囲内であることを示す判定結果を信号処理部165に出力する(S314)。
信号処理部165は、運転負荷範囲内であると判定された処理候補区間を処理対象区間に設定し(S128)、記憶装置16から、処理対象区間に対応する運転操作量を読み出す(S130)。このとき、予め設定された期間の過去の運転操作量がある場合は、その過去の期間から最新までの運転操作量を読み出す。そして、読み出した過去の運転操作量から、基準操作状態量を算出する。更に、少なくとも最新の運転操作量を含む運転操作量から現操作状態量を算出する(S132)。
操作状態量として、運転操作量の変化量(例えば、平均値又は推定値との差分)の散布度(分散、平均偏差、標準偏差など)を算出してもよいが、ここでは、公知のステアリングエントロピー法の理論を用いた運転操作量のエントロピー値を算出することとする。
以下、ステアリングエントロピー法について簡単に説明する。
ステアリングエントロピー法は、操舵角の時系列データに基づいて、操舵が滑らかに行われたと仮定した場合の推定操舵角と実際の操舵角との差、すなわち操舵誤差を算出する。更に、算出した操舵誤差の度数分布から操舵誤差の90[%]が含まれる分布の範囲(90[%]タイル値)を算出し、これを通常運転時の運転者固有の操舵ばらつき度合を示すα値とする。そして、このα値を用いて、通常の運転操作状態のステアリング舵角エントロピー値(Hp基準値)と、監視状況下のエントロピー値とを算出し、両エントロピー値を相対比較することにより運転操作の不安定度を判定する。本実施形態において、このHp基準値が基準操作状態量に相当し、監視状況下のエントロピー値が現操作状態量に相当する。
ステアリングエントロピー法の理論は、アクセル変位量やブレーキ変位量にも応用が可能であり、同様の手順で、これらのエントロピー値を算出することが可能である。
このエントロピー値は、運転操作の誤差の分布のあいまいさを表すもので、運転操作が滑らかで安定している場合は小さくなり、ガクガクと不安定な場合は大きくなる。エントロピー値は、α値により補正され、運転者の技量や癖により影響を受けない。つまり、エントロピー値は、同一の負荷に対しては、運転者の技量や癖によらず、ほぼ同一の値を示す。従って、同一の負荷においてエントロピー値が変化した場合、運転者の運転能力に何らかの異変があったということが解る。
信号処理部165は、各運転操作量に対応する基準操作状態量としてHp基準値を算出し、現操作状態量として監視状況下のエントロピー値(最新の運転操作量を用いたエントロピー値)を算出する。このとき、信号処理部165は、記憶装置16に、今回の処理対象区間に対応する運転操作量の情報群が、予め設定された長期間分以上記憶されているか否かを判定する。長期間分以上記憶されていると判定した場合は、記憶装置16に記憶された、今回の処理対象区間に対応する運転操作量の情報群を予め設定された区分期間ごとに複数の情報群に区分する。そして、区分した情報群毎に操作状態量を算出する。一方、長期間分以上記憶されていないと判定した場合は、予め設定された時期よりも過去の運転操作量から基準操作状態量を算出し、少なくとも最新の運転操作量を含む予め設定された時期以降の運転操作量から現操作状態量を算出する。
信号処理部165は、算出した基準操作状態量及び現操作状態量と、これらの算出に用いた運転操作量の検出時間帯の情報とを含む操作状態量データを生成する。更に、生成した操作状態量データを記憶装置16に記憶する(S134)と共に、送信部170に出力する。
ここでは、変化時送信モードが設定されているとして、送信部170は、信号処理部165から操作状態量データを取得すると、まず、記憶装置16に、今回の処理対象区間に対応する、予め設定された期間分の過去の操作状態量データが記憶されているか否かを判定する。送信部170は、記憶されていると判定した場合に、過去の操作状態量データを読み出す。そして、読み出した操作状態量のうち基準操作状態量に基づき、基準操状態量の時系列変化の変化幅を算出する。送信部170は、算出した変化幅に対して、今回の操作状態量データに含まれる現操作状態量が予め設定された逸脱上限値以上に逸脱しているか否かを判定する。送信部170は、現操作状態量が逸脱上限値以上に逸脱していると判定すると、今回の操作状態量データを、通信機15を介して、運転者Bの家族が所持する情報端末20に送信する。
一方、送信部170は、現操作状態量の逸脱が逸脱上限値未満であると判定すると、今回の操作状態量データの送信を取りやめる。
情報端末20は、受信部205において、操作状態量データを受信すると(S400のYes)、受信した操作状態量データを受信情報記憶部210に出力する。受信情報記憶部210は、受信部205から取得した操作状態量データを記憶装置24に記憶する(S402)。
一方、表示設定部215は、不図示の入力装置を介した監視者からの指示入力に応じて、表示パラメータを設定する(S404)。表示パラメータとしては、例えば、操作状態量の表示期間を設定することができる。表示期間は、例えば、1年、半年、四半期、月、週、日などから所望の期間を選択して設定する。また、表示データのばらつきが運転操作状態の大局的な変化を見る妨げになっているような場合に、フィルタ処理を行う設定をすることができる。フィルタ処理を行う設定をすることで、表示パラメータで設定した表示期間の操作状態量の時系列変化を示すグラフに対してローパスフィルタをかけることができる。
表示用情報加工部220は、表示パラメータが設定されると、記憶装置24から、設定された表示期間に対応する操作状態量データを読み出し、読み出したデータを加工して、操作状態量の時系列変化を示すグラフを表示するための表示用データを生成する。このとき、フィルタを行う設定がされている場合は、グラフにローパスフィルタを施す(例えば、移動平均処理を施す)。表示用情報加工部220は、このようにして生成した表示用データを、情報表示部225に出力する(S406)。
情報表示部225は、表示用情報加工部220から表示用データを取得すると、画像表示信号を生成し、生成した画像表示信号を表示装置23に出力する。
これにより、表示装置23には、例えば、図10に示す操作状態量の時系列変化を示すグラフが表示される。図10は、ステアリングホイールの操作状態量の1年間の時系列変化を示すグラフである。図10のグラフは、フィルタ処理を施していないものとなる。
図10の例では、表示期間の後半において、操作状態量が上昇傾向にある。本実施形態において、操作状態量は、同じ運転環境(運転負荷が一定)の走行データから算出されている。従って、操作状態量が大きくなるということは、運転者の運転能力の低下を意味する。このように、操作状態量の長期的な傾向から、運転者の運転能力の変化度合いを知ることができる。例えば、ここ1年で急激に運転の負荷傾向が変化している場合には、要注意状態として、運転者に働きかける必要があると判断できる。
また、図11は、図10のグラフに対して、フィルタ処理(例えば、移動平均処理)を施したものである。表示期間として比較的長期間を設定した場合に、フィルタ処理を施すことで、操作状態量の大まかな変化を捉えやすくなる。また、図12は、図10のグラフと図11のグラフとを重ねて表示したものである。図12に示す例では、操作状態量の細かい変化と、大まかな変化とを比較することができる。
なお、図11〜図12の例では、ステアリングホイールの操作量(操舵角)についての操作状態量の時系列変化のグラフを例に挙げたが、同様に、アクセルペダル、ブレーキペダルの操作量についての操作状態量の時系列変化のグラフも表示することができる。
ここで、上記説明において、ナビゲーション装置11が、位置検出手段を構成する。操作量検出器12が、運転操作量検出手段を構成する。イグニッションスイッチ130及び走行開始・終了検出部140が、走行開始・終了状態検出手段を構成する。走行データ記憶部135が、走行情報記憶手段を構成する。走行区間判定部145が、走行区間判定手段を構成する。走行履歴記憶部150が、走行履歴記憶手段を構成する。走行頻度判定部155が、走行頻度判定手段を構成する。運転負荷判定部160が、運転負荷判定手段を構成する。信号処理部165が、操作状態量算出手段及び操作状態量記憶手段を構成する。通信機15及び送信部170が、操作状態量送信手段を構成する。車速センサ125が、走行速度検出手段を構成する。受信情報記憶部210が、操作状態量記憶手段を構成する。表示用情報加工部220及び情報表示部225が、情報表示手段を構成する。
(本実施形態の効果)
本実施形態は、次のような効果を奏する。
(1) ナビゲーション装置11が、自車両Aの位置を検出する。操作量検出器12が、自車両Aに搭載された運転装置(ステアリングホイール、アクセルペダル及びブレーキペダル)の運転操作量を検出する。走行開始・終了検出部140が、自車両Aの走行開始状態及び走行終了状態を検出する。走行データ記憶部135が、ナビゲーション装置11で検出した位置情報と、操作量検出器12で検出した運転操作量の情報と、走行開始・終了検出部140で検出した走行開始状態及び前記走行終了状態の検出情報とを、各情報の検出タイミングを合わせて時系列に記憶する。走行区間判定部145が、走行データ記憶部135で記憶された、位置情報と、走行開始状態の検出情報又は走行終了状態の検出情報とに基づき、位置情報に対応する自車両Aの走行区間である実走行区間が、予め設定された基準保管場所の位置を基点にした走行区間であるか否かを判定する。走行履歴記憶部150が、基準保管場所を基点にした走行区間であると判定された実走行区間(処理候補区間)の情報及び当該処理候補区間の走行回数の情報を含む走行履歴を記憶する。走行頻度判定部155が、走行区間判定部145の判定結果に基づき、実走行区間が基準保管場所の位置を基点にした走行区間であると判定すると、前記走行履歴記憶手段に記憶された前記走行履歴に基づき、当該実走行区間である処理候補区間の走行回数が予め設定された安定下限回数以上であるか否かを判定する。運転負荷判定部160が、走行データ記憶部135で記憶された、処理候補区間に対応する運転操作量の情報に基づき、当該処理候補区間における運転操作量に基づく運転負荷が、予め設定された運転負荷範囲内か否かを判定する。信号処理部165が、走行データ記憶部135で記憶された、安定下限回数以上であると判定されかつ運転負荷範囲内と判定された処理候補区間に対応する運転操作量の情報に基づき、当該処理候補区間における運転操作量の乱れ量である操作状態量を算出する。送信部170が、信号処理部165で算出した操作状態量の情報を情報端末20に送信する。
基準保管場所の位置を基点とし、走行回数が予め設定した安定下限回数以上であり、かつ運転負荷が予め設定した運転負荷範囲内である走行区間に対応する運転操作量に基づき操作状態量を算出する。これにより、突発的な運転負荷等の無い安定した走行環境下での運転操作量を用いて操作状態量を算出することができる。従って、この操作状態量から、運転者の運転能力の変化を正確に把握することが可能となる。
(2)信号処理部165が、操作状態量として、走行データ記憶部135で記憶した運転操作量の情報のうち予め設定された時期よりも過去の運転操作量の情報に基づき、操作状態量の基準となる基準操作状態量を算出する。更に、信号処理部165が、走行データ記憶部135で記憶した運転操作量のうち最新の運転操作量を含む予め設定された時期以降の運転操作量に基づき操作状態量の現状量である現操作状態量を算出する。
これにより、基準となる操作状態量と、現状の操作状態量とを比較することができるので、自車両Aの運転者の運転能力の変化を把握しやすくすることが可能となる。
(3)信号処理部165が、当該信号処理部165で算出した操作状態量を記憶装置16に記憶する。送信部170が、記憶装置16に記憶された操作状態量に基づき基準操作状態量の時系列分布の変化幅を算出する。送信部170が、算出した変化幅に対して、現操作状態量が予め設定された逸脱上限値以上に逸脱していると判定すると、基準操作状態量及び現操作状態量を情報端末20に送信する。
操作状態量の変化が大きいときに操作状態量を情報端末20に送信するようにしたので、運転者の運転能力の低下が要注意状態であることを、情報端末の所持者(監視者)に伝えることが可能となる。
(4)信号処理部165が、操作状態量として、運転操作量の散布度を算出する。
これにより、運転者の運転能力と相関のある運転操作量のバラツキ量を監視することができるので、現在の運転の危険度の変化を把握することが可能となる。
(5)操作量検出器12が、自車両Aのステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサ110、自車両Aのアクセルペダルの操作量を検出するアクセル変位センサ115、自車両Aのブレーキペダルの操作量を検出するブレーキ変位センサ120のうち少なくとも1つを備える。
これにより、操作量検出器12において、操舵角、アクセル変位量及びブレーキ変位量のうち少なくとも1つを検出することが可能となる。
(6)車速センサ125が、自車両Aの走行速度(車輪回転速度)を検出する。走行データ記憶部135が、更に、車速センサ125で検出した走行速度の情報を、各情報の検出タイミングに合わせて時系列に記憶する。運転負荷判定部160が、基準保管場所の位置を基点にした走行区間であると判定された実走行区間(処理候補区間)に対応する運転操作量及び走行速度の情報に基づき、運転操作量及び走行速度に基づく運転負荷が、予め設定された運転負荷範囲内か否かを判定する。
運転操作量に基づく運転負荷に加えて、走行速度に基づく運転負荷についても、予め設定した運転負荷範囲内か否かを判定するようにした。これにより、処理候補区間の走行において、安定走行時と比較して走行速度の変化が大きい場合などに運転負荷範囲外であると判定して、処理対象から除外することが可能となる。
(7)基準保管場所の位置を基点とした走行区間は、基準保管場所の位置から予め設定された距離範囲内に存在する道路区間とした。
これにより、距離範囲外の類似の道路形状の道路を除外することができるので、位置情報から、例えば運転者が日常的に走行している自宅近辺の道路等を、より正確に判断することが可能となる。
(8)信号処理部165が、走行データ記憶部135で記憶した処理対象区間に対応する運転操作量の時系列の情報群を、予め設定した期間幅毎に複数の情報群に区分し、区分した各情報群ごとに操作状態量を算出する。送信部170は、区分した各情報群ごとに算出された操作状態量を情報端末20に送信する。
これにより、予め設定された期間幅毎の運転操作量の変化が解るので、長期間における運転スキルや危険度の時系列的な変化を把握しやすくすることが可能となる。
(9)上記(1)〜(8)のいずれか1の車両用運転状態監視装置10と、情報端末20とを通信回線を介して相互にデータ通信可能に備える。情報端末20において、受信情報記憶部210が、車両用運転状態監視装置10から通信回線を介して受信した操作状態量を記憶装置24に記憶する。表示用情報加工部220及び情報表示部225が、記憶装置24に記憶された操作状態量に基づき、予め設定された期間における操作状態量の時系列変化を示す情報を表示する。
これにより、例えば、遠方にいる自車両Aの運転者の家族等(監視者)の所持する情報端末において、運転者Aの操作状態量の時系列変化を表示することができる。従って、監視者は、この表示された操作状態量の時系列変化から、運転者の運転能力の変化を正確に把握することが可能となる。
(変形例)
(1)上記実施形態では、走行終了状態(イグニッションOFF)を検出したことに応じて、記憶装置16に記憶された走行データ300を用いて、各種処理を実行する構成としたが、この構成に限らない。
例えば、過去の走行データを参照して、少なくとも対象区間の走行が終了したときに処理を行う構成としてもよい。但し、走行基点を含む対象区間の走行が終了したか否かを判定するために、対象区間をユーザが直接指定する、または、システムで自動的に判断する必要がある。システムで自動的に判断する場合は、走行基点を含む過去の走行軌跡の分散分布を、走行基点から追っていったときに、分散に変曲点が生じるまでの領域を対象区間として扱う方法などがある。
(2)上記実施形態では、信号処理部165において、生成した操作状態量データをそのまま記憶装置16に記憶する構成としたが、この構成に限らず、操作状態量の演算仮定で算出された値(例えば、α値を求める際の運転操作量の誤差値)なども記憶する構成としてもよい。その場合に、新たに算出した誤差値をそのまま記憶装置16に記憶してもよいし、ヒストグラムの形で記憶してもよい。
(3)上記実施形態では、運転状態監視装置10において、運転操作量の情報を蓄積して、過去の情報を用いて基準操作状態量を算出し、最新の情報を用いて現操作状態量を算出し、これら操作状態量を情報端末20に送信する構成とした。この構成に限らず、運転状態監視装置10において、現操作状態量のみを算出して、現操作状態量だけを情報端末20に送信する構成としてもよい。この場合、情報端末20では、受信した現操作状態量を記憶装置24に蓄積し、蓄積した情報に基づき現操作状態量の時系列変化のグラフを表示する。
また、上記実施形態は、本発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、上記の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。また、上記の説明で用いる図面は、図示の便宜上、部材ないし部分の縦横の縮尺は実際のものとは異なる模式図である。
また、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良、均等物等は本発明に含まれるものである。
A 自車両
1 車両用運転状態監視システム
10 車両用運転状態監視装置
11 ナビゲーション装置
12 操作量検出器
13 車両状態検出器
14 運転状態監視コントローラ
15 通信機
16 記憶装置
20 情報端末
21 通信機
22 情報端末側処理装置
23 表示装置
24 記憶装置
110 操舵角センサ
115 アクセル変位センサ
120 ブレーキ変位センサ
125 車速センサ
130 イグニッションスイッチ
135 走行データ記憶部
140 走行開始・終了検出部
145 走行区間判定部
150 走行履歴記憶部
155 走行頻度判定部
160 運転負荷判定部
165 信号処理部
170 送信部
205 受信部
210 受信情報記憶部
215 表示設定部
220 表示用情報加工部
225 情報表示部
300 走行データ
310 走行履歴データ
320 操作状態量データ

Claims (9)

  1. 自装置を搭載した車両の位置を検出する位置検出手段と、
    前記車両に搭載された運転操作装置の操作量を検出する運転操作量検出手段と、
    前記車両の走行開始状態及び走行終了状態を検出する走行開始・終了状態検出手段と、
    前記位置検出手段で検出した前記位置情報と、前記運転操作量検出手段で検出した前記運転操作量の情報と、前記走行開始・終了状態検出手段で検出した前記走行開始状態及び前記走行終了状態の検出情報とを、各情報の検出タイミングを合わせて時系列に記憶する走行情報記憶手段と、
    前記走行情報記憶手段で記憶された、前記位置情報と、前記走行開始状態の検出情報又は前記走行終了状態の検出情報とに基づき、前記位置情報に対応する前記車両の走行区間である実走行区間が、予め設定された基準保管場所の位置を基点にした走行区間であるか否かを判定する走行区間判定手段と、
    前記基準保管場所を基点にした走行区間であると判定された前記実走行区間の情報及び当該実走行区間の走行回数の情報を含む走行履歴を記憶する走行履歴記憶手段と、
    前記走行区間判定手段の判定結果に基づき、前記実走行区間が前記基準保管場所の位置を基点にした走行区間であると判定すると、前記走行履歴記憶手段に記憶された前記走行履歴に基づき、当該実走行区間の走行回数が予め設定された安定下限回数以上であるか否かを判定する走行頻度判定手段と、
    前記走行情報記憶手段で記憶された、前記基準保管場所を基点にした走行区間であると判定された前記実走行区間に対応する前記運転操作量の情報に基づき、当該実走行区間における前記運転操作量に基づく運転負荷が、予め設定された運転負荷範囲内か否かを判定する運転負荷判定手段と、
    前記走行情報記憶手段で記憶された、前記安定下限回数以上であると判定されかつ前記運転負荷範囲内と判定された前記実走行区間に対応する前記運転操作量の情報に基づき、当該実走行区間における前記運転操作量の乱れ量である操作状態量を算出する操作状態量算出手段と、
    前記操作状態量算出手段で算出した前記操作状態量の情報を外部の情報端末に送信する操作状態量送信手段と、を備えることを特徴とする車両用運転状態監視装置。
  2. 前記操作状態量算出手段は、前記操作状態量として、前記走行情報記憶手段で記憶した前記運転操作量の情報のうち予め設定された時期よりも過去の前記運転操作量の情報に基づき、前記操作状態量の基準となる基準操作状態量を算出し、前記走行情報記憶手段で記憶した前記運転操作量のうち最新の運転操作量を含む前記予め設定された時期以降の運転操作量に基づき前記操作状態量の現状量である現操作状態量を算出することを特徴とする請求項1に記載の車両用運転状態監視装置。
  3. 前記操作状態量算出手段で算出した前記操作状態量を記憶する操作状態量記憶手段を備え、
    前記操作状態量送信手段は、前記操作状態量記憶手段に記憶された前記操作状態量に基づき前記基準操作状態量の時系列分布の変化幅を算出し、算出した変化幅に対して、前記現操作状態量が予め設定された逸脱上限値以上に逸脱していると判定すると、前記基準操作状態量及び前記現操作状態量を前記情報端末に送信することを特徴とする請求項2に記載の車両用運転状態監視装置。
  4. 前記操作状態量算出手段は、前記操作状態量として、前記運転操作量の散布度を算出することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の車両用運転状態監視装置。
  5. 前記運転操作量検出手段は、前記車両の操舵装置の操舵角を検出する操舵角センサ、前記車両のアクセルペダルの操作量を検出するアクセル変位センサ、前記車両のブレーキペダルの操作量を検出するブレーキ変位センサのうち少なくとも1つを備えることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の車両用運転状態監視装置。
  6. 前記車両の走行速度を検出する走行速度検出手段を備え、
    前記走行情報記憶手段は、更に、前記走行速度検出手段で検出した前記走行速度の情報を、前記各情報の検出タイミングに合わせて時系列に記憶し、
    前記運転負荷判定手段は、前記基準保管場所の位置を基点にした走行区間であると判定された前記実走行区間に対応する前記運転操作量及び前記走行速度の情報に基づき、前記運転操作量及び前記走行速度に基づく運転負荷が、予め設定された運転負荷範囲内か否かを判定することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の車両用運転状態監視装置。
  7. 前記基準保管場所の位置を基点とした走行区間は、前記基準保管場所の位置から予め設定された距離範囲内に存在する道路区間であることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の車両用運転状態監視装置。
  8. 前記操作状態量算出手段は、前記走行情報記憶手段で記憶した処理対象の前記実走行区間に対応する前記運転操作量の時系列の情報群を、予め設定した期間幅毎に複数の情報群に区分し、区分した各情報群ごとに前記操作状態量を算出し、
    前記操作状態量送信手段は、前記区分した各情報群ごとに算出された前記操作状態量を前記情報端末に送信することを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の車両用運転状態監視装置。
  9. 請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の車両用運転状態監視装置と、情報端末とを通信回線を介して相互にデータ通信可能に備え、
    前記情報端末は、
    前記車両用運転状態監視装置から前記通信回線を介して受信した前記操作状態量を記憶する操作状態量記憶手段と、
    前記操作状態量記憶手段に記憶された前記操作状態量に基づき、予め設定された期間における前記操作状態量の時系列変化を示す情報を表示する情報表示手段と、を備えることを特徴とする車両用運転状態監視システム。
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