JP2016095571A - 車両の運転評価装置、並びに車両の運転評価方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低解像度の安価なカメラで、車両の運転者の意識レベルの低下をより確実に判定できる車両の運転評価装置、並びに車両の運転評価方法を提供する。
【解決手段】カメラ３１が撮像した撮像画像３６に基づいて、解析部３２が、左側視認行動ＡＬと下側視認行動ＡＤとを解析し、判定部３３が総視認行動ＡＴにおける左側視認行動ＡＬ又は下側視認行動ＡＤのどちらか一方の偏りに基づいて、車両１０の運転状態が漫然運転状態か否かを判定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両の運転評価装置、並びに車両の運転評価方法に関し、より詳細には、低解像度の安価なカメラで、車両を運転している運転者の意識レベルの低下をより確実に判定できる車両の運転評価装置、並びに車両の運転評価方法に関する。

車両での高速道路の運転においては、単調な運転状態が続くと運転者の意識レベルが低下して、車両の運転状態が居眠り運転状態あるいは漫然運転状態に陥り易いとされている。なお、漫然運転状態とは、運転者の意識レベルが低下した状態であり、「前をよく見ていなかった」、「ぼうっとしたいた」などの注意が散漫になった運転状態のことをいう。また、この漫然運転状態とは、居眠り運転状態が懸念される状態でもある。

この運転者の意識レベルの低下を検知する装置として、普通乗用車においては、車載カメラで撮影されたドライバ顔画像又は映像に基づいて、安全運転に適さない状態を検知判定するシステムが提案されている。

しかし、この種の普通乗用車における運転者の意識レベルの低下を検知する装置は、画像処理で運転者の顔、頭の動きに加えて、視線方向や開眼度合いなどの動きまで測定する必要があるため、画素数が多い車載カメラを用いていた。そのため、システム導入には高コストとなり、普及を阻害する要因となっている。

トラックやバスなどの大型車両においては、運転者のサイドミラー（車体外後写鏡）の視認行動やメータパネル（計器類）の視認行動は、普通乗用車よりも運転者の動きが大きく、その回数も多くなる。そのため、一台の車載カメラで視線を広角に測定することが難しく、また、実現できても高コストとなる。従って、上記のような視線行動ベースの判定では、大型車両の運転が居眠り運転状態や漫然運転状態に陥っているか否かを判定しようとすると、システムに掛かるコストが高くなると共に、判定ロジックが複雑化する。

これに関して、運転者の顔の向きが変わる視認行動のうちのサイドミラー（車体外後写鏡）の視認行動が低下したときに、漫然運転状態に陥ったと判定する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかし、この装置のように運転者のサイドミラーの視認行動が、意識レベルが覚醒している状態と比較して低減したか否かで判定するだけでは、漫然運転状態になった否かを精度良く判定できない。

運転者の意識レベルが低下して、車両の運転が漫然運転状態になった場合には、運転者のサイドミラーやメータパネルの視認行動のうち、特定の対象のみに視線が偏る傾向がある。そのため、運転者の中には、意識レベルが低下した状態でもサイドミラーの視認行動が顕著に減少しない者もおり、上記の装置では、この状態を判定できない。

特開２０１４−０４８８８５号公報

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その課題は、低解像度の安価なカメラで、車両の運転者の意識レベルの低下をより確実に判定できる車両の運転評価装置、並びに車両の運転評価方法を提供することである。

上記の課題を解決するための本発明の車両の運転評価装置は、車両の運転室の室内に配置されて該運転室に搭乗する運転者の顔を含む撮像範囲の撮像画像を撮像するカメラと、該カメラの取得した該撮像画像を解析する解析部と、該解析部の解析結果に基づいて、該車両の運転状態が漫然運転状態か否かを判定する判定部とを備えた車両の運転評価装置において、前記解析部が、前記撮像画像に基づいて、前記運転者が行った総視認行動のうちで、前記車両の進行方向に向いていた該運転者の顔が該進行方向に見て左側に向き、前記運転室の左外側に配置された車体外後写鏡を視認する左側視認行動、及び、該進行方向に向いていた該運転者の顔が該進行方向に見て該運転室の前方に配置された前方窓よりも下側に向き、該前方窓の下方側に配置された計器類を視認する下側視認行動を少なくとも解析し、前記判定部が、前記総視認行動における前記左側視認行動又は前記下側視認行動のどちらか一方への偏りに基づいて前記車両の運転状態が漫然運転状態になったと判定する構成にしたことを特徴とするものである。

また、上記の課題を解決するための本発明の車両の運転評価方法は、車両の運転室の室内に配置されたカメラで、該運転室に搭乗する運転者の顔を含む撮像範囲の撮像画像を撮像し、該撮像画像を解析して、該車両の運転状態が漫然運転状態か否かを判定する車両の運転評価方法であって、前記撮像画像に基づいて、前記運転者が行った総視認行動のうちで、該運転者の顔が前記車両の進行方向に見て左側に向き、前記運転室の左外側に配置された車体外後写鏡を視認する左側視認行動、及び、該運転者の顔が該車両の進行方向に見て該運転室の前方に配置された前方窓よりも下側に向き、該前方窓の下方側に配置された計器類を視認する下側視認行動を少なくとも解析し、前記総視認行動が前記左側視認行動又は前記下側視認行動のどちらか一方に偏ったときに、前記車両の運転状態が漫然運転状態になったと判定することを特徴とする方法である。

本発明の車両の運転評価装置、並びに車両の運転評価方法によれば、車両に搭乗した運転者の視認行動による運転者の顔向きを判定可能な安価なカメラで撮像した撮像画像を解析する。そして、運転者の意識レベルが低下したときに視認行動のバランスが崩れて一つの視認行動に偏ることを利用して、運転者の総視認行動における左側視認行動又は下側視認行動のどちらか一方への偏りに基づいて車両の運転状態が漫然運転状態になったことを判定する。これにより、低解像度の安価なカメラで、車両の運転者の意識レベルの低下をより確実に判定できる。

特に本発明は、普通乗用車と比較して、車幅が広くて車線逸脱までの余裕がない、及び一定速度で安定に走行したいことから視認行動の頻度が高い大型車両に好適である。

本発明の車両の運転評価装置を例示する説明図である。 図１の運転室の内部を車両の進行方向に見た説明図である。 図１のカメラで撮像された撮像画像の正面図であり、図３（ａ）は運転者の進行方向視認行動を示しており、図３（ｂ）は運転者の左側視認行動を示しており、図３（ｃ）は運転者の下側視認行動を示している。 図１の運転者の意識低下レベルと運転者の総視認回数の平均との関係を例示したグラフである。 図１の運転者の意識低下レベルと下側視認割合の占める構成比との関係を例示したグラフである。 本発明の車両の運転評価方法を例示するフローチャートである。

以下、本発明の車両の運転評価装置、並び車両の運転評価方法について説明する。図１は、本発明の実施形態の運転評価装置３０の構成を例示している。この運転評価装置３０は、車両１０の運転室１２の内部に配置されたカメラ３１の撮像した撮像画像を解析して、運転者Ｄ１の意識が低下して車両１０の運転状態が漫然運転状態になっていることを判定する装置である。

図１に示す車両１０には、シャーシ１１の前方側に運転室（キャブ）１２が配置され、シャーシ１１の後方側にボディ１３が配置されている。

運転室１２の内部には、運転者Ｄ１が搭乗する運転席１４と、運転者Ｄ１が操作するハンドル１５、アクセルペダル１６、及びシフトレバー１７などの操作機器とが配置されている。

また、図２に示すように、車両１０を進行方向に見たときの運転室１２の前方には、フロントガラス（前方窓）２０が配置されている。加えて、そのフロントガラス２０の下方には、メータパネル（計器類）２１が配置され、フロントガラス２０の上部側には、ルームミラー（室内後写鏡）２２が配置されている。更に、運転室１２の右外側には、右側サイドミラー（右側車体外後写鏡）２３が配置され、運転室１２の左外側には、左側サイドミラー（左側車体該後写鏡）２４、サイドアンダーミラー２５、及びアンダーミラー２６が配置されている。

なお、このミラーの配置は一例であり、これに限定されない。例えば、右外側にアンダーミラーを設けてもよい。

車両１０の運転状態を判定する運転評価装置３０は、運転室１２のメータパネル２１の上部に配置されたカメラ３１と、カメラ３１に接続された解析部３２と、解析部３２に接続された判定部３３と、判定部３３に接続された警報器３４とを備えている。カメラ３１は、運転室１２に搭乗した運転者Ｄ１の顔を含む撮像範囲３５の撮像画像３６を撮像している。

この車両１０においては、運転者Ｄ１が運転席１４に着座して、ハンドル１５などの操作機器を操作して車両１０を運転する際に、フロントガラス２０を介して車両１０の進行方向を視認している。そして、運転者Ｄ１は、安全確認のための視認行動として、メータパネル２１を視認する下側視認行動ＡＤと、ルームミラー２２を介して車両１０の後方を視認する後方視認行動と、右側サイドミラー２３を介して車両１０の右側後方を視認する右側視認行動と、左側サイドミラー２４などを介して車両１０の左側後方を視認する左側視認行動ＡＬと、を行っている。

本発明の運転評価装置３０においては、解析部３２が、カメラ３１の撮像した撮像画像３６に基づいて、運転者Ｄ１が行った総視認行動ＡＴのうちで、図３（ａ）に示す車両１０の進行方向に向いていた運転者Ｄ１の顔が、図３（ｂ）に示す左側に向き、左側サイドミラー２４を視認する左側視認行動ＡＬ、及び、図３（ａ）に示す進行方向に向いていた運転者Ｄ１の顔が、図３（ｃ）に示すメータパネル２１を視認する下側視認行動ＡＤを解析するように構成されている。また、判定部３３が、総視認行動ＡＴにおける左側視認行動ＡＬ又は下側視認行動ＡＤのどちらか一方への偏りに基づいて車両１０の運転状態が漫然運転状態になったと判定するように構成されている。

カメラ３１の解像度は、撮像画像３６に基づいて解析部３２が運転者Ｄ１の顔の向きが変化した状態を解析できる低い解像度であればよい。従って、このカメラ３１は、運転者Ｄ１の視線方向や開眼度合いまでを精度良く撮像する高解像度のカメラと比較すると安価となる。特に、この実施形態のように大型車両に適用する場合には、普通乗用車と比較して運転者Ｄ１の視認行動の動きが大きく、且つその回数も多くなる。そのため、広角あるいは複数のカメラが必要となる。よって、解像度の低いカメラ３１を用いることは、よりコストの低減に有利となる。

総視認行動ＡＴは、安全確認のための行動であり、左側視認行動ＡL、及び下側視認行動ＡＤを含む視認行動である。なお、この総視認行動ＡＴには、進行方向視認行動、右側視認行動、及び後方視認行動などを含めてもよい。但し、この実施形態のように解析部３２における解析作業を単純化するには、視認行動のうちの左側視認行動ＡL、及び下側視認行動ＡＤに限定することが好ましい。また、カメラ３１の解像度を低くすることで、視線方向を変えるだけで確認でき、運転者Ｄ１の顔の向きの角度が小さい右側視認行動や後方視認行動は解析できない場合がある。

次に、運転評価装置３０により実行されている車両１０の運転評価方法について説明する。まず、カメラ３１が運転室１２に搭乗した運転者Ｄ１の顔を含む撮像範囲３５の撮像画像３６を撮像する。

次いで、その撮像画像３６を解析部３２が解析する。このときに、解析部３２は、図３（ｂ）に示す左側視認行動ＡＬと、図３（ｃ）に示す下側視認行動ＡＤを解析する。特に、この実施形態のような大型車両の場合には、左側サイドミラー２４、サイドアンダーミラー２５、及びアンダーミラー２６が運転席１４から遠くの位置に配置されているため、普通乗用車と比較して運転者Ｄ１の顔の向きが大きく変化する。また、メータパネル２１も運転者Ｄ１が視線のみではなく顔を下に向けないと視認できない位置に配置されている。特に、普通乗用車と比較して運転席１４の地面からの高さも高いため、運転者Ｄ１の顔の向きが大きく変化する。

次いで、その解析部３２の解析に基づいて判定部３３が総視認行動ＡＴにおける左側視認行動ＡＬ又は下側視認行動ＡＤのどちらか一方の偏りに基づいて、車両１０の運転状態が漫然運転状態か否かを判定している。運転者Ｄ１の意識レベルが高い状態で、車両１０が運転されている場合には、総視認行動ＡＴにおける左側視認行動ＡＬ又は下側視認行動ＡＤはどちらかに偏ることなくバランスよく行われている。一方、運転者Ｄ１の意識レベルが低下した状態で、車両１０の運転状態が漫然運転状態の場合には、運転者Ｄ１の視認が興味を惹かれる対象にのみに偏る傾向にある。そのため、総視認行動ＡＴが、左側視認行動ＡＬに偏る、あるいは下側視認行動ＡＤに偏る。判定部３３は、この運転者Ｄ１の意識レベルが低下したときの視認行動の偏りを判定する。

次いで、判定部３３で車両１０の運転状態が漫然運転状態であると判定されると、警報器３４が警報を鳴らして、運転者Ｄ１に警告する。

上記の車両１０の運転評価装置３０、並びに車両１０の運転評価方法によれば、車両１０に搭乗した運転者Ｄ１の視認行動による運転者Ｄ１の顔向きを判定可能な安価なカメラ３１で撮像した撮像画像３６を解析する。そして、運転者Ｄ１の意識レベルが低下したときにバランスが崩れて一つの視認行動に偏ることを利用して、運転者Ｄ１の総視認行動ＡＴにおける左側視認行動ＡＬ及び下側視認行動ＡＤのどちらか一方への偏りに基づいて車両１０の運転状態が漫然運転状態になったことを判定する。

これにより、低解像度の安価なカメラ３１で、車両１０の運転者Ｄ１の意識レベルの低下を確実に判定でき、その状態を運転者Ｄ１に警告することで、車両１０の安全を向上できる。

上記の運転評価装置３０においては、解析部３２が、撮像画像３６に基づいて、単位時間当たりの左側視認行動ＡＬの回数である左側視認回数ＮＬと、単位時間当たりの下側視認行動ＡＤの回数である下側視認回数ＮＤとをカウントする構成が望ましい。

単位時間は、例えば、６０秒以上、１０分以下の時間に設定されている。この単位時間が６０秒よりも短いと後述する判定部３３での判定が煩雑となり、１０分よりも長いと漫然運転状態の発見が遅れる。なお、この単位時間を、例えば、５分に設定し、間に判定時間として３０秒の間隔を設けてもよい。

そして、判定部３３が、左側視認回数ＮＬと下側視認回数ＮＤとを総計した総視認回数ＮＴを算出し、次いで、総視認回数ＮＴに対して左側視認回数ＮＬの割合である左側視認割合ＲＬ、及び下側視認回数ＮＤの割合である下側視認割合ＲＤを算出し、次いで、左側視認割合ＲＬと下側視認割合ＲＤとに基づいて総視認行動ＡＴにおける左側視認行動ＡＬ又は下側視認行動ＡＤのどちらか一方への偏りを判定する構成にすることが望ましい。

図４は、運転者Ｄ１のパターンＡ〜Ｃにおける意識低下レベル（Ｌ０、Ｌ３、Ｌ４）と運転者Ｄ１の総視認回数ＮＴの平均との関係を例示したグラフである。また、図５は、運転者Ｄ１のパターンＡ〜Ｃにおける意識低下レベルと、下側視認割合ＲＤの占める構成比との関係を例示したグラフである。この意識低下レベルＬ０は運転者Ｄ１の意識は覚醒しており、車両１０の運転状態が漫然運転状態に陥っていない状態を示す。意識低下レベルＬ３及び意識低下レベルＬ４は運転者Ｄ１の意識が低下しており、車両１０の運転状態が漫然運転状態に陥っている状態を示し、意識低下レベルＬ４は居眠り運転状態の手前の状態を示す。

図４に示すように、パターンＡの場合には、意識低下レベルが大きくなるに従って総視認回数ＮＴが低減しているが、パターンＢの場合には、意識低下レベルが大きくなっても、総視認回数ＮＴが低減しない。また、パターンＣの場合には、意識低下レベルＬ３と意識低下レベルＬ４とを比較すると、総視認回数ＮＴが増加している。

一方、図５に示すように、パターンＡ〜Ｃの全てのパターンで、下側視認割合ＲＤがゼロ％以上、４０％以下の領域の拡大傾向が見られる。つまり、総視認行動ＡＴのうちの下側視認行動ＡＤの下側視認割合ＲＤが低減し、左側視認行動ＡＬの左側視認割合ＲＬが増加している。

従って、運転評価装置３０においては、解析部３２でカウントされた左側視認回数ＮＬと下側視認回数ＮＤとに基づいて算出された左側視認割合ＲＬと下側視認割合ＲＤとから総視認行動ＡＴの偏りを判定できる。

また、上記の運転評価装置３０においては、判定部３３が、車両１０の運転状態が漫然運転状態に陥っていない場合に、車両１０が予め定められた車速以上、且つ単位時間当たりの操舵回数が予め定められた操舵判定値以下で走行しているときに、算出された左側視認割合ＲＬに基づいた左側視認学習値Ｒａと、下側視認割合ＲＤに基づいた下側視認学習値Ｒｂとを設定する構成が望ましい。

なお、車両１０の運転状態が漫然運転状態に陥っていない場合とは、車両１０の走行開始直後が好ましく、例えば、高速道路の走行開始直後がより好ましい。また、車速及び操
舵判定値は、略一定速度の単調な運転状態を判定できればよく、例えば、車速については８０ｋｍ／h以上が好ましい。また、操舵判定値については、予め定められた操舵角を超える操舵入力の回数として設定されて、1回以下が好ましい。また、操舵回数の代わりに操舵角度で判定してもよい。なお、車速は車速センサで取得され、操舵回数は操舵角センサ又はウィンカー操作信号で取得される。

この左側視認学習値Ｒａ及び下側視認学習値Ｒｂは、例えば、図５に示す意識低下レベルＬ０の場合に設定されている。

この運転評価装置３０により実行されている車両１０の運転評価方法について、図６に示すフローチャートを参照しながら説明する。

まず、解析部３２が、カメラ３１が撮像した撮像画像３６に基づいて、単位時間当たりの左側視認行動ＡＬの左側視認回数ＮＬと下側視認行動ＡＤの下側視認回数ＮＤとをカウントするステップＳ１０を行う。

次いで、判定部３３が、左側視認回数ＮＬと下側視認回数ＮＤとを総計して総視認回数ＮＴを算出するステップＳ２０を行う。次いで、判定部３３が、総視認回数ＮＴに対して左側視認回数ＮＬの割合である左側視認割合ＲＬ、及び下側視認回数ＮＤの割合である下側視認割合ＲＤを算出するステップＳ３０を行う。

次いで、判定部３３が、左側視認割合ＲＬが左側視認学習値Ｒａよりも大きいか否かを判定するステップＳ４０を行う。このステップＳ４０で、左側視認割合ＲＬが左側視認学習値Ｒａよりも大きい場合には、ステップＳ６０へと進む。一方、左側視認割合ＲＬが左側視認学習値Ｒａ以下の場合には、下側視認割合ＲＤが下側視認学習値Ｒｂよりも大きいか否かを判定するステップＳ５０を行う。このステップＳ５０で、下側視認割合ＲＤが下側視認学習値Ｒｂよりも大きい場合には、ステップＳ６０へと進む。一方、下側視認割合ＲＤが下側視認学習値Ｒｂ以下の場合には、ステップＳ１０へと戻る。

次いで、ステップＳ４０及びステップＳ５０での判定を受けて、判定部３３が、車両１０の運転状態が漫然運転状態と判定するステップＳ６０を行う。次いで、警報器３４が警報を鳴らして、運転者Ｄ１に漫然運転状態を警告するステップＳ７０を行ってこの運転評価方法は完了する。

上記の運転評価装置３０及び運転評価方法によれば、車両１０の定常的な高速走行を前提に、走行開始直後の意識の覚醒が高い状態での視認割合に基づいた左側視認学習値Ｒａ及び下側視認学習値Ｒｂを基準にして、総視認回数ＮＴの増減ではなく、総視認行動ＡＴが一つの視認行動への偏りに基づいて車両１０の運転状態が漫然運転状態か否かを判定する。これにより、より確実に運転者Ｄ１の意識の低下を判定でき、車両１０の安全を向上できる。

なお、上記の実施形態では、車両１０を大型車両であるトラックを例に説明したが、本発明はこれに限定されずに、乗合自動車であるバスや普通乗用車にも適用できる。但し、特に本発明は、普通乗用車と比較して、車幅が広くて車線逸脱までの余裕がない、及び一定速度で安定に走行したいことから視認行動の頻度が高い大型車両に好適である。

１０ 車両
１２ 運転室
２０ フロントガラス
２１ メータパネル
２４ 左側サイドミラー
３０ 運転評価装置
３１ カメラ
３２ 解析部
３３ 判定部
ＡＴ 総視認行動
ＡＬ 左側視認行動
ＡＤ 下側視認行動
ＮＴ 総視認回数
ＮＬ 左側視認回数
ＮＤ 下側視認回数
ＲＬ 左側視認割合
ＲＤ 下側視認割合
Ｒａ 左側視認学習値
Ｒｂ 下側視認学習値

Claims (4)

1. 車両の運転室の室内に配置されて該運転室に搭乗する運転者の顔を含む撮像範囲の撮像画像を撮像するカメラと、該カメラの取得した該撮像画像を解析する解析部と、該解析部の解析結果に基づいて、該車両の運転状態が漫然運転状態か否かを判定する判定部とを備えた車両の運転評価装置において、
   前記解析部が、前記撮像画像に基づいて、前記運転者が行った総視認行動のうちで、前記車両の進行方向に向いていた該運転者の顔が該進行方向に見て左側に向き、前記運転室の左外側に配置された車体外後写鏡を視認する左側視認行動、及び、該進行方向に向いていた該運転者の顔が該進行方向に見て該運転室の前方に配置された前方窓よりも下側に向き、該前方窓の下方側に配置された計器類を視認する下側視認行動を少なくとも解析し、
   前記判定部が、前記総視認行動における前記左側視認行動又は前記下側視認行動のどちらか一方への偏りに基づいて前記車両の運転状態が漫然運転状態になったと判定する構成にしたことを特徴とする車両の運転評価装置。
2. 前記解析部が、前記撮像画像に基づいて、単位時間当たりの前記左側視認行動の回数である左側視認回数と、該単位時間当たりの前記下側視認行動の回数である下側視認回数とを数え、
   前記判定部が、前記左側視認回数と前記下側視認回数とを総計した総視認回数を算出し、
   前記総視認回数に対して前記左側視認回数の割合である左側視認割合、及び前記下側視認回数の割合である下側視認割合を算出し、
   前記左側視認割合と前記下側視認割合とに基づいて前記総視認行動の前記左側視認行動又は前記下側視認行動のどちらか一方への偏りを判定する構成にした請求項１に記載の車両の運転評価装置。
3. 前記判定部が、前記車両の運転状態が漫然運転状態に陥っていない場合に、前記車両が予め定められた車速以上、且つ前記単位時間当たりの操舵回数が予め定められた操舵判定値以下で走行しているときに、算出された前記左側視認割合である左側視認学習値と、前記下側視認割合である下側視認学習値とを設定し、
   前記左側視認学習値と前記下側視認学習値とが設定された後に、算出された前記左側視認割合と前記左側視認学習値とを比較すると共に前記下側視認割合と前記下側視認学習値とを比較し、該左側視認割合が該左側視認学習値よりも大きくなったとき前記総視認行動の前記左側視認行動への偏りを判定し、又は該下側視認割合が該下側視認学習値よりも大きくなったときに前記総視認行動の前記下側視認行動への偏りを判定する構成にした請求項２に記載の運転評価装置。
4. 車両の運転室の室内に配置されたカメラで、該運転室に搭乗する運転者の顔を含む撮像範囲の撮像画像を撮像し、該撮像画像を解析して、該車両の運転状態が漫然運転状態か否かを判定する車両の運転評価方法であって、
   前記撮像画像に基づいて、前記運転者が行った総視認行動のうちで、該運転者の顔が前記車両の進行方向に見て左側に向き、前記運転室の左外側に配置された車体外後写鏡を視認する左側視認行動、及び、該運転者の顔が該車両の進行方向に見て該運転室の前方に配置された前方窓よりも下側に向き、該前方窓の下方側に配置された計器類を視認する下側視認行動を少なくとも解析し、
   前記総視認行動が前記左側視認行動又は前記下側視認行動のどちらか一方に偏ったときに、前記車両の運転状態が漫然運転状態になったと判定することを特徴とする車両の運転評価方法。

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