JP2014178861A - 異常運転行動検出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】異常運転行動検出装置1では、正常時の運転行動をモデル化することで定義された運転モードz,行動モデルAzを用いて求められるモード確率p(zt |Xt )及び乖離量dz,t を統合した期待値Et を用いて、異常な運転行動の有無を検出する。従って、異常運転行動検出装置1によれば、異常な運転行動の有無を、異常時の運転行動をモデル化した異常時行動モデルを用いることなく検出することができる。
【選択図】図1
Description
<全体構成>
本発明が適用された運転支援システムは、図1に示すように、当該システムを搭載した車両(以下「自車両」という)の走行状態やドライバが自車両を操作したときの操作状態を検出するための各種センサからなる車両センサ群2と、車両センサ群2での検出結果に従って、ドライバの異常な運転行動の有無等を検出する異常運転行動検出装置1と、自車両に搭載されたディスプレイや音響設備からなり、異常運転行動検出装置1での検出結果を、ドライバに対して視覚的(文字,図形,光等)又は聴覚的(音声,警報音等)に情報提供する情報提供装置3を備えている。
異常運転行動検出装置1では、時系列データのモデリング手法の一つである自己回帰隠れマルコフモデル(AR−HMM)を適用した処理を実行するため、まず、AR−HMMで使用するパラメータについて説明する。
異常運転行動検出装置1は、AR−HMMを定義する各種パラメータを記憶する記憶部10と、記憶部10に記憶されたパラメータ及び車両センサ群2から取得した観測値xt に従って異常な運転行動の有無や苦手な運転操作を検出するための処理等を実行する処理実行部20とを備える。
モード確率算出部21では、最初の観測値x1 を取得したときには、モード分布記憶部12に記憶されたモード分布パラメータμz,Σzを用いて、全ての運転モードzについて、観測値x1 が、それぞれの運転モードz={a,b,c,…}から生成された確率p(x1 |z)を求め、これをモード確率p(zt |Xt )の初期値とする。
乖離量算出部22は、前サイクルの観測値xt-1 を記憶する観測値記憶部221と、今サイクルの観測値(実測値)xt が、前サイクルの観測値xt-1 と行動モデルAzを用いて予測した観測値(予測値)からどの程度ずれているのかを表す乖離量(ずれ量)εz,t を運転モードzのそれぞれについて求めるずれ量算出部222と、ずれ量算出部222で算出された乖離量εz,t を、各運転モードzにおいて、その乖離量εz,t を持った観測値xt が生成される確率を利用して正規化した正規化乖離量dz,t を生成する正規化部223を備える。
判定部23では、異常行動判定処理231と、苦手操作検出処理232を実行する。
まず、異常行動判定処理231について説明する。本処理は、車両センサ群2から取得した観測値xt に基づいて、モード確率p(zt |Xt )及び乖離量dz,t が算出される毎に起動する。
期待値Et が閾値に満たない場合は、運転行動の異常は検出されないものとして本処理を終了する。一方、期待値Et が閾値以上である場合は、運転行動の異常が検出されたものとして、その旨を、情報提供装置3を介して報知する処理を実行して(S130)、本処理を終了する。
ここでは、理解を容易にするために、運転モードzがa,bの二つからなり、観測値zt が二つのパラメータで表現されている場合について説明する。
運転モードaの分布から生成された確率をp(x1 |a)、運転モードbの分布から生成された確率をp(x1 |b)で表すものとすると、図5(a)の場合は、p(x1 |a)>p(x1 |b)となり、観測値x1 に対応する隠れ状態(即ち、運転モード)はaである可能性が高いことがわかる。
このとき、t=1の場合と同様に、二つの分布のうちどちらからx2 が生成されたかを考えると、p(x2 |a)<p(x2 |b)となり、観測値x2 に対応する隠れ状態はbである可能性が高いことになる。
以上説明したように、異常運転行動検出装置1では、正常時の運転行動をモデル化することで定義された運転モードz,行動モデルAzを用いて求められるモード確率p(zt |Xt )及び乖離量dz,t を統合した期待値Et を用いて、異常な運転行動の有無を検出している。従って、異常運転行動検出装置1によれば、異常な運転行動の有無を、異常時の運転行動をモデル化した異常時行動モデルを用いることなく検出することができる。しかも、モード確率p(zt |Xt )の算出には、モード遷移確率πが考慮されているため、異常な運転行動の有無を、モード遷移の異常も含めて、ロバストに精度良く検出することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。例えば、一つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分散させたり、複数の構成要素が有する機能を一つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。
Claims (5)
- 自車両の走行状態及びドライバが自車両を操作したときの操作状態の少なくとも一方の状態を表す観測値を繰り返し取得する観測値取得手段(30)と、
前記観測値取得手段が前記観測値を取得する毎に、正常時の運転行動をモデル化することによって定義された複数の運転モードのうち、現時点の運転モードがいずれに該当するかを確率的に表したモード確率を、前記観測値の時系列から求めるモード確率算出手段(21)と、
正常時の運転行動をモデル化することによって前記運転モード毎に定義された行動モデルを用いて過去の観測値から推定値を求め、該推定値に対する前記観測値取得手段で取得された最新の観測値のずれを表した乖離量を求める乖離量算出手段(22)と、
前記モード確率及び前記乖離量から求めた判定値に従って、運転行動の異常を検出する異常検出手段(231)と、
を備えることを特徴とする異常運転行動検出装置。 - 前記運転モードは、ベータ過程自己回帰隠れマルコフモデル(BP−AR−HMM)を利用して設定されたものを使用することを特徴とする請求項1に記載の異常運転行動検出装置。
- 前記異常検出手段は、前記モード確率を重みとして前記乖離量を重み付け加算することで求めた期待値を前記判定値として使用し、該判定値が予め設定された閾値を超える場合に異常ありと判定することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の異常運転行動検出装置。
- 前記乖離量算出手段にて算出された乖離量を、前記運転モード毎に平均したモード別平均乖離量を求め、該モード別平均乖離量が予め設定された閾値を超えた場合に、該運転モードに対応するドライバの操作を苦手操作として検出する苦手操作検出手段(232)を備え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項に記載の異常運転行動検出装置。
- 請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の異常運転行動検出装置を構成する各手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
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