JP2015186957A - 相互作用状態判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の乗員とステアリングホイールとの相互作用状態の判定精度の向上を図りうる装置を提供する。【解決手段】本発明の装置１は、ステアリングホイール２をその周方向について区画する複数の区画領域Ｒ１〜Ｒ１２のそれぞれに配置されている一対の導電体１１と、一対の導電体１１のそれぞれに接触している物体の電気抵抗値を計測する抵抗計１２と、算出機構１６とを備えている。算出機構１６により、運転者が接触していると判定された一対の区画領域が隣接していることを要件として、運転者がステアリングホイール２の当該一対の区画領域の中間箇所に接触している状態であると判定される。【選択図】 図１

Description

本発明は、車両の運転者とステアリングホイールとの相互作用状態を判定するための装置に関する。

車両の運転者の生理データの検出結果に基づいて精神状態を評価し、当該評価結果を適応的に設定される閾値とともにこの運転者に提供する手法が提案されている（特許文献１参照）。車両のハンドル（ステアリングホイール）の左右部分のそれぞれに設けられている一対の電極の導通状態が検出されることにより、このハンドルを握っている運転者の心拍数が生理データとして検出されている。運転者によるハンドルの握りの強さを検出するため、ハンドルリムにその全周にわたり複数の圧力センサを配置することが提案されている（特許文献２参照）。

特開２００４−０２４７０４号公報 特開平１１−２８６２６４号公報

しかし、運転者がハンドルを握った箇所にセンサが設置されていない場合、ハンドルの握り状態が検出されえないため、この運転者の精神状態等の諸状態の推測精度が低下する可能性がある。

そこで、本発明は、車両の乗員とステアリングホイールとの相互作用状態の判定精度の向上を図りうる装置を提供することを解決課題とする。

本発明の第１態様の相互作用状態判定装置は、車両の運転者とステアリングホイールとの相互作用状態を判定するための装置であって、前記ステアリングホイールをその周方向について区画する複数の区画領域のそれぞれに配置されている一対の導電体と、前記一対の導電体のそれぞれに接触している物体の電気抵抗値を計測する抵抗計と、前記抵抗計による計測結果に基づき、前記複数の区画領域のうち前記運転者が接触している区画領域を判定するとともに、前記運転者が接触していると判定された一対の区画領域が隣接していることを要件として、前記運転者が前記ステアリングホイールの前記一対の区画領域の中間箇所に接触している状態であると判定するように構成されている算出機構と、を備えていることを特徴とする。

本発明の第１態様の相互作用状態判定装置によれば、車両のステアリングホイールを周方向に区画する複数の区画領域のうち、運転者が触っている（または握っている）区画領域、ひいては運転者によりステアリングホイールに対する接触態様が確実に判定される。運転者が隣接する一対の区画領域でステアリングホイールを同時に触っていると判定された場合、運転者が当該一対の区画領域の中間箇所に接触していると判定される。

これにより、運転者によるステアリングホイールの接触箇所の判定パターンの数が区画領域の数を超えることになるため、この運転者とステアリングホイールとの相互作用状態の判定精度の向上が図られる。

前記相互作用状態判定装置において、前記ステアリングホイールがその周方向に延在する中空部を有する基材を備え、前記導電体が前記基材の表面に断続的に露出するように前記基材に縫い込まれている導電線材により構成され、前記導電線材と前記抵抗計とを接続する導線が前記基材の中空部を通るように配線されていることが好ましい。

前記相互作用状態判定装置において、前記導電線材が、前記ステアリングホイールの周方向に沿って前記基材に縫いこまれていることが好ましい。

前記相互作用状態判定装置において、前記複数の区画領域に対応する複数の筒状体が前記ステアリングホイールの周方向に連接されることにより前記基材が構成され、前記複数の筒状体のそれぞれに相互独立して前記導電線材が縫いこまれていることが好ましい。

前記相互作用状態判定装置において、前記複数の区画領域が、前記ステアリングホイールをその周方向に１２分割するように区画されていることが好ましい。

本発明の第２態様の相互作用状態判定装置は、車両の運転者とステアリングホイールとの相互作用状態を判定するための装置であって、前記ステアリングホイールをその周方向について区画する複数の区画領域のそれぞれに配置されている一対の導電体と、前記一対の導電体のそれぞれに接触している物体の電気抵抗値を計測する抵抗計と、前記ステアリングホイールの回転態様を測定するための回転センサと、前記抵抗計による計測結果に基づき、前記複数の区画領域のうち前記運転者が接触している区画領域を判定するとともに、当該判定結果に加えて前記回転センサによる測定結果に基づき、前記運転者による前記ステアリングホイールの相互作用状態を判定するように構成されている算出機構と、を備えていることを特徴とする。

本発明の第２態様の相互作用状態判定装置によれば、車両のステアリングホイールを周方向に区画する複数の区画領域のうち、運転者が触っている（または握っている）区画領域、ひいては運転者によりステアリングホイールに対する接触態様が確実に判定されうる。運転者によるステアリングホイールの回転態様が測定され、当該回転態様の測定結果と接触箇所の判定結果との組み合わせの数に応じて、運転者とステアリングホイールとの相互作用状態の判定パターンの幅が拡張される。

これにより、運転者とステアリングホイールとの相互作用状態の判定パターンの数が区画領域の数を超えることになるため、車両の乗員とステアリングホイールとの相互作用状態の判定精度の向上が図られる。

本発明の一実施形態としての相互作用状態判定装置の構成説明図。 相互作用状態判定装置の部分的構成説明図。 相互作用状態判定装置の作用説明図。 相互作用状態の変化態様に関する説明図。 相互作用状態の判定結果の出力画像に関する説明図。

（構成）
図１に示されている本発明の一実施形態としての相互作用状態判定装置１は、車両の運転者と、車両の構成部品であるステアリングホイール２との相互作用態様を測定するように構成されている。

相互作用状態判定装置１は、複数対の導電体１１と、抵抗計１２と、増幅器１３と、Ａ／Ｄコンバータ１４と、回転センサ１５と、算出機構１６と、を備えている。抵抗計１２は、一対の導電体１１に接触している物体の電気抵抗値または一対の導電体１１の間の導通状態を計測する。増幅器１３は、抵抗計１２の出力信号を増幅した上でＡ／Ｄコンバータ１４に出力する。回転センサ１５は、たとえば一軸モーションセンサにより構成され、ステアリングホイール２の回転角度、各速度または各加速度などの回転態様を検知する。算出機構１６は、コンピュータ（ＣＰＵおよびメモリを備えている。）により構成され、抵抗計１２からの出力信号（接触信号）と、回転センサ１５からの出力信号（回転信号）とに基づき、後述するように運転者とステアリングホイール２との相互作用状態を判定するように構成されている。

各対の導電体１１は、車両のステアリングホイール２をその周方向に区画する複数の区画領域のそれぞれに配置されている。たとえばステアリングホイール２は１２の区画領域Ｒ１〜Ｒ１２に１２等分に区画されている。区画領域Ｒ１〜Ｒｎの数ｎは８、１０、１６または２７など任意の複数であればよく、区画領域Ｒ１〜Ｒｎの周方向の長さは均等ではなく相違していてもよい（Ｒ２ｍ＋１＞Ｒ２ｍなど）。図２では簡素化のために区画領域Ｒ３およびＲ２のそれぞれにのみ一対の導電体１１が配線されている様子が模式的に示されている。

図２（ａ）に一部が示されているステアリングホイール２は、その周方向に延在する中空部２０を有する基材２２を備えている。基材２２は被覆材（図示略）により被覆されている。基材２２は、複数の区画領域Ｒ１〜Ｒ１２のそれぞれに対応する１２の筒状体２１がステアリングホイール２の周方向に連接されることにより構成されている。各筒状体２１に一対の導電体１１を構成する導電線材または導電糸が、基材２２の周方向に沿って、筒状体２１の表面に断続的に露出するように縫いこまれている。

図２（ｂ）に示されているように、導電線材１１の縫い目部分が筒状体２１の表面よりも距離δだけ深く位置するように筒状体２１に縫いこまれていてもよい。導電線材１１の縫い目の長さおよび間隔、ならびに縫い込み方向はステアリングホイール２の周方向に対して１２°〜３０°の範囲で傾斜しているなど、任意に変更されてもよい。筒状体２１の中央部における縫い目の密度が、当該中央部を挟む両端部における縫い目の密度よりも高くされるなど、縫い目に疎密差があってもよい。

基材２２の内側および外側のそれぞれが硬質部材（高剛性の合成樹脂など）および軟質部材のそれぞれにより構成され、導電線材１１が当該軟質部材に縫い込まれていてもよい。導電線材１１と抵抗計１２とを接続する導線１１０が基材２２の中空部２０を通るように配線されている。

（作用）
前記構成の相互作用状態判定装置１の作用について説明する。運転者がステアリングホイール２を握ると、当該握り箇所に対応する区画領域Ｒｋ（１≦ｋ≦ｎ）の抵抗計１２による測定値がそれ以前までの値から変化する。運転者によるステアリングホイール２の握り方または握る力の変化に応じて電気抵抗値が変化する。これにより、たとえば図２（ａ）に実線で示されているように、抵抗計１２から算出機構１６に入力される接触信号が時系列的に変化する。

算出機構１６により、たとえば接触信号の変化態様を表わす曲線のうち、図２（ｂ）に破線で示されている、指定変化態様を表わす時間幅Ｔの曲線分Ｐとの合致度が基準値以上になる程度に当該曲線分Ｐに類似する部分（時間幅Ｔ）が検索される。曲線分Ｐの形状は、たとえばステアリングホイール２への作用力の瞬間的な増大（乗員がステアリングホイール２を瞬間的に強く握りしめる動作）に相当する。その結果、当該類似部分が存在する場合、乗員がステアリングホイール２を瞬間的に強く握りしめる動作をした蓋然性が高く、ひいてはこの乗員が高い緊張状態にあったと判定される。

ステアリングホイール２への作用力の瞬間的な減少（乗員がステアリングホイール２から瞬間的に手を離すような動作）など、複数種類の乗員の状態（動作状態など）に応じた複数の曲線分Ｐのそれぞれに対する類似部分が検索されてもよい。ステアリングホイール２の複数の区画領域Ｒ１〜Ｒ１２のそれぞれから得られる接触信号のそれぞれに対して、区画領域Ｒ１〜Ｒ１２ごとに異なる曲線分Ｐとの類似部分が検索されてもよい。

乗員信号の変化態様には、複数の区画領域Ｒ１〜Ｒ１２のそれぞれにおける乗員とステアリングホイール２との相互作用態様の変化態様も含まれる。たとえば、図４に示されている、乗員とステアリングホイール２との相互作用の存在が検知された区画領域の５０［ｍｓ］ごとの変化態様が、接触信号の変化態様として相互作用状態が判定されてもよい。当該区画領域の変化態様が急激であるほど、乗員が慌てて車両を操作しようとした蓋然性が高いことから、この乗員が高い緊張状態であったという状態判定結果が得られてもよい。

算出機構１６により、複数の区画領域Ｒ１〜Ｒ１２のうち、抵抗計１２を通じて基準値以上のレベルの接触信号が得られた区画領域Ｒｋが、運転者により触られている箇所であると判定される。また、隣接する一対の区画領域ＲｋおよびＲｋ＋１（ｋ＝１２の場合はｋ＋１＝１）が運転者により触られていると判定された場合、当該一対の区画領域ＲｋおよびＲｋ＋１の中間領域が運転者により触られている箇所であると判定される。

回転センサ１５から出力された回転信号により、算出機構１６は運転者によるステアリングホイール２の操作態様（相互作用態様）をより具体的に判定することができる。たとえば、ステアリングホイール２の回転角度が０°である状態で区画領域Ｒ３またはＲ４が運転者により触られていると判定された場合、この運転者はステアリングホイール２の右側部分（時計表示で２時〜４時の間）に触っている状態であると判定される。これに対して、ステアリングホイール２の回転角度が時計回りに６０°である状態で区画領域Ｒ３またはＲ４が運転者により触られていると判定された場合、この運転者はステアリングホイール２の右下部分（時計表示で４時〜６時の間）に触っている状態であると判定される。

算出機構１６により、当該相互作用状態の判定結果を表わす画像が、車載の出力装置または車載機器と通信可能に車両に搭載されている携帯情報端末の出力装置に表示される。これにより、たとえば図５に示されているように、ステアリングホイール２を模式的に表現するアイコンＭ０と、運転者がステアリングホイール２に触っている場所を表わすアイコンＭ１と、ステアリングホイール２の回転角度を表わすアイコンＭ２が当該出力装置に出力表示される。

この画像から、たとえば（１）運転者がステアリングホイール２を左手で１０時かつ右手で２時の位置で握りながら時計方向に回し、（２）左手が１時、右手が５時の位置に来たところで右手を離し、（３）右手を１１時の位置に持ち替え、（４）ステアリングホイール２を時計方向にさらに回しながら、左手を離し、（５）左手で１１時の位置でステアリングホイール２を握り直した、という運転者とステアリングホイール２との相互作用状態の変化態様が認識されうる。

そのほか、運転者が右手で１１時の位置でステアリングホイール２を握っている状態から、必要なだけステアリングホイール２を回転させる一方、左手を１０時の位置でステアリングホイール２に沿って滑らせた（運転者がステアリングホイール２を「引っぱり型」で回転させた）という運転者とステアリングホイール２との相互作用状態の変化態様が認識されうる。運転者が左手で７時の位置でステアリングホイール２を握っている状態から、必要なだけステアリングホイール２を回転させる一方、右手を２時の位置でステアリングホイール２に沿って滑らせた（運転者がステアリングホイール２を「しぼりあげ型」で回転させた）という運転者とステアリングホイール２との相互作用状態の変化態様が認識されうる。

（効果）
前記構成の相互作用状態判定装置１によれば、運転者が隣接する一対の区画領域ＲｋおよびＲｋ＋１でステアリングホイール２を同時に触っていると判定された場合、運転者が当該一対の区画領域ＲｋおよびＲｋ＋１の中間領域であると判定される。たとえば、前記実施形態においてｋ＝１である場合、運転者がステアリングホイール２の時刻表示で０時３０分〜１時３０分の間の箇所に触っている状態であると判定される。これにより、運転者によるステアリングホイール２の接触箇所の判定パターンの数（＝２４）が区画領域の数（＝１２）を超えることになるため、この運転者とステアリングホイール２との相互作用状態の判定精度の向上が図られる。

さらに、運転者によるステアリングホイール２の回転態様の測定結果と接触箇所の判定結果との組み合わせの数に応じて、運転者とステアリングホイール２との相互作用状態の判定パターンの幅が拡張される。これにより、運転者とステアリングホイール２との相互作用状態の判定パターンの数（たとえば１５°刻みで回転角度が検出される場合、２４×２４＝５７６）が区画領域の数（＝１２）を超えることになるため、車両の乗員とステアリングホイールとの相互作用状態の判定精度の向上が図られる。

１‥、１１‥導電体（導電線材）、１２‥抵抗計、１３‥増幅器、１４‥Ａ／Ｄコンバータ、１５‥回転センサ、１６‥算出機構、２‥ステアリングホイール、２０‥中空部、２１‥筒状体、２２‥基材。

Claims (6)

1. 車両の運転者とステアリングホイールとの相互作用状態を判定するための装置であって、
   前記ステアリングホイールをその周方向について区画する複数の区画領域のそれぞれに配置されている一対の導電体と、
   前記一対の導電体のそれぞれに接触している物体の電気抵抗値を計測する抵抗計と、
   前記抵抗計による計測結果に基づき、前記複数の区画領域のうち前記運転者が接触している区画領域を判定するとともに、前記運転者が接触していると判定された一対の区画領域が隣接していることを要件として、前記運転者が前記ステアリングホイールの前記一対の区画領域の中間箇所に接触している状態であると判定するように構成されている算出機構と、を備えていることを特徴とする相互作用状態判定装置。
2. 請求項１記載の相互作用状態判定装置において、
   前記ステアリングホイールがその周方向に延在する中空部を有する基材を備え、前記導電体が前記基材の表面に断続的に露出するように前記基材に縫い込まれている導電線材により構成され、前記導電線材と前記抵抗計とを接続する導線が前記基材の中空部を通るように配線されていることを特徴とする相互作用状態判定装置。
3. 請求項２記載の相互作用状態判定装置において、
   前記導電線材が、前記ステアリングホイールの周方向に沿って前記基材に縫いこまれていることを特徴とする相互作用状態判定装置。
4. 請求項２または３記載の相互作用状態判定装置において、
   前記複数の区画領域に対応する複数の筒状体が前記ステアリングホイールの周方向に連接されることにより前記基材が構成され、前記複数の筒状体のそれぞれに相互独立して前記導電線材が縫いこまれていることを特徴とする相互作用状態判定装置。
5. 請求項１〜４のうちいずれか１つに記載の相互作用状態判定装置において、
   前記複数の区画領域が、前記ステアリングホイールをその周方向に１２分割するように区画されていることを特徴とする相互作用状態判定装置。
6. 車両の運転者とステアリングホイールとの相互作用状態を判定するための装置であって、
   前記ステアリングホイールをその周方向について区画する複数の区画領域のそれぞれに配置されている一対の導電体と、
   前記一対の導電体のそれぞれに接触している物体の電気抵抗値を計測する抵抗計と、
   前記ステアリングホイールの回転態様を測定するための回転センサと、
   前記抵抗計による計測結果に基づき、前記複数の区画領域のうち前記運転者が接触している区画領域を判定するとともに、当該判定結果に加えて前記回転センサによる測定結果に基づき、前記運転者による前記ステアリングホイールの相互作用状態を判定するように構成されている算出機構と、を備えていることを特徴とする相互作用状態判定装置。