JP2017004339A - 車両用運転者支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 運転者の負担が極力無い形で、運転者の覚醒レベルの判定を従来よりも高精度で行うことができる車両用運転者支援装置を提供する。
【解決手段】 制御部１０は、運転者が覚醒レベル低下状態にあると推定した場合に、その時の車両状況において望ましいとされる安全運転操作を運転者に提示するとともに、これを運転者が実行しなかった場合には運転者に対し警告を与える。
【選択図】図１

Description

本発明は、運転者の覚醒レベルを判定する車両用運転者支援装置に関する。

車両には、運転者の覚醒レベルの判定を行うものがある。近年では、こうした運転者の覚醒レベルの判定をより高精度に行うことが求められている。特許文献１及び２は、運転者の顔画像を撮影し、その撮影画像から運転者の覚醒レベルの判定するものである。

特開２０１４−７１５１９号公報 特開２００８−３０５１９０号公報

しかしながら、こうした運転者の顔画像からの覚醒レベルの判定は、あくまでも推定に過ぎない。特許文献２では、その推定精度を向上させる技術を開示しているが、撮影時に運転者に様々な動作を要求するため、運転者にとって煩わしいものとなっている。

本発明の課題は、運転者の負担が極力無い形で、運転者の覚醒レベルの判定を従来よりも高精度で行うことができる車両用運転者支援装置を提供することにある。

課題を解決するための手段および発明の効果

上記課題を解決するために本発明の車両用運転者支援装置は、
車両の運転者が予め定められた覚醒レベル低下状態にあるか否かを推定する覚醒推定手段と、
前記車両に関する予め定められた車両状況を特定する状況特定手段と、
前記状況特定手段により特定される複数種の前記車両状況と、それら車両状況毎に望ましいとされる安全運転操作とを対応付けた対応関係を記憶する記憶部と、
前記覚醒推定手段により前記運転者が前記覚醒レベル低下状態にあると推定された場合に、前記状況特定手段により特定される車両状況において望ましいとされる安全運転操作を、前記対応関係に基づいて決定する課題決定手段と、
決定された前記安全運転操作を前記運転者に提示する課題提示手段と、
提示された前記安全運転操作が実行されたか否かを判定する実行判定手段と、
前記安全運転操作が実行されていないと判定された場合に、前記運転者に対する警告出力を行う運転者警告手段と、
を備えることを特徴とする。

上記構成によれば、運転者の覚醒レベルを推定するだけでなく、覚醒レベルが低いと推定された場合は運転者に対し課題を提示し、その課題が実行された場合は覚醒している、実行されない場合は覚醒していないと判断される。つまり、覚醒レベルが低いと推定された場合に、本当に覚醒しているか否かを課題でもって運転者に問うことができるから、より精度の高い覚醒レベル判定が可能になる。また、覚醒レベルが低いと推定された場合に運転者に提示される課題は、その時の車両状況において安全運転とされる運転操作であるから、覚醒判定のための特別の行動は不要であり、運転者にとって煩わしいものにはならない。

本発明の車両用運転者支援装置の概要を簡易に示したブロック図。 覚醒判定処理の流れを示すフローチャート。 車両状況と安全運転操作との対応関係を示した図。

以下、本発明の一実施例を、図面に基づいて説明する。

本実施例の車両用運転者支援装置１は、図１に示すように、制御部１０に対し、情報取得部４０，５０と、課題提示部２０と、緊急行動実行装置３０と、記憶部６０と、が接続して構成される。

課題提示部２０は、車両の運転席周辺に画面が設けられた画面表示部であり、例えば液晶ディスプレイ等の表示装置２０とすることができる。なお、本実施例の表示装置２０は、音声を出力する音声出力部としての機能も備える。

緊急行動実行装置３０は、運転者に覚醒を促すための予め定められた覚醒行動を提示する誘導出力を行う車内出力部３１と、車外に警告出力を行う車外出力部３２と、を備える。本実施例の車内出力部３１は、上記したディスプレイ２０とする。また、本実施例の車外出力部３２は、ハザードランプ（左右の方向指示灯）とする。

情報取得部４０は、自車両に関する予め定められた車両状況を特定するための所定の車両状況情報を取得する。本実施例の情報取得部４０は、現在位置検出装置４１と、障害物検出装置４２と、カーナビゲーション装置４３と、通信装置４４と、周辺画像撮影装置４５と、車速検出部４６と、操舵角検出部４７と、を備える。

現在位置検出装置４１は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信機、地磁気センサ、自車両の角速度を検出するジャイロスコープ、自車両の走行距離を検出する距離センサ等から構成され、これらセンサの検出信号に基づいて自車両の現在位置を検出する。

障害物検出装置４２は、例えば自車両のフロントバンパーやリアバンパーの中央や両端側に設けられ、自車両周辺に位置する障害物との接近レベルを検知する。本実施例の障害物検出装置４２は、自車両周辺に検知波を送信し、その検知波が障害物に当たって形成された反射波を距離情報として受信する。なお、障害物検出装置４２は、例えば、超音波センサやレーダーレーザセンサ、マイクロ波センサ、ミリ波センサ等とすることができる。

カーナビゲーション装置４３は ナビ制御部４３Ａと、地図データ記憶部４３Ｂと、等を備えた周知のものである。地図データ記憶部４３Ｂには地図データが記憶されている。その地図データは、表示用の地図画像データと、リンク情報やノード情報等を含む道路網データとを有する。リンク情報は、各道路を構成する所定の区間情報であって、位置座標、距離、所要時間、道幅、車線数、車線幅、制限速度等から構成される。また、ノード情報は、交差点（分岐路）等を規定する情報であって、位置座標、右左折車線数、接続先道路リンク等から構成される。ナビ制御部４３Ａは、例えば、現在位置検出装置４１で検出された自車両の現在位置の周辺の地図画像データを地図データ記憶部４３Ｂから読み出し、読み出した地図画像データで示される地図画像をディスプレイ２０に表示する。また、ナビ制御部４３Ａは、例えば、乗員により目的地が設定された場合に、地図データに基づいて目的地までの最適経路を探索し、その最適経路に沿って走行するようにディスプレイ２０で案内する。

通信装置４４は、例えば道路に沿って設けられた送信機から出力される光ビーコン、あるいは電波ビーコンによって、又はＦＭ多重放送によって、ＶＩＣＳ（登録商標）（Vehicle Information and Communication System：道路交通情報通信システム）センタから渋滞情報等の交通情報を受信する受信機である。

周辺画像撮影装置４５は、自車両周辺を撮影するカメラである。本実施例では自車両の全周囲が撮影できるよう、自車両の前後左右にそれぞれカメラ４５が配置されている。制御部１０は、それらカメラ４５の撮影画像を取得するとその撮影画像に対しパターンマッチング等の周知の画像解析を行って、自車両周辺の障害物を検出する。

車速検出部４６は、周知のレゾルバあるいはロータリエンコーダ等の回転検出部を含み、車両の速度（車速）を検出する周知の車速センサである。

操舵角検出部４７は、周知のレゾルバあるいはロータリエンコーダ等の回転検出部を含み、ハンドル（ステアリング）の操舵角を検出する周知の操舵角センサである。

情報取得部５０は、自車両を運転する運転者の覚醒レベルを推定するための所定の覚醒判断情報を取得する。本実施例の情報取得部５０は、覚醒判断情報として運転者の顔画像を撮像して取得するよう車室内に設けられたカメラである。

制御部１０は、運転者状態判定部（図中のドライバ状態判定部）１１と、周辺状況判定部１２と、運転者操作判定部（図中のドライバ操作判定部）１３と、安全運転操作推定部１４と、表示判定部１５と、緊急行動判定部１６と、を有して構成されるＥＣＵである。制御部１０は、以下で示す覚醒判定処理を実行する。

この覚醒判定処理について説明する。

制御部１０の運転者状態判定部１１は、情報取得部５０から運転者に関する予め定められた覚醒判断情報を取得し、取得した覚醒判断情報に基づいて運転者が予め定められた覚醒レベル低下状態にあるか否かを推定する（覚醒推定手段）。本実施例の運転者状態判定部１１は、覚醒判断情報として、情報取得部５０が撮影する運転者の顔画像を取得し、取得した顔画像に基づいて、運転者の覚醒レベルを判定する。具体的にいえば、運転者状態判定部１１は、運転者の顔画像から予め基準画像を取得しておき、この基準画像上の特徴点と、運転中に逐次撮影される画像上の特徴点との変化量を比較した結果に基づいて、運転者の状態を判定する。さらにいえば、運転者状態判定部１１は、運転者の顔画像から顔の輪郭、目、瞳孔、鼻等の位置を逐次認識して、当該運転者の視線方向、顔の向き、頭の位置等を認識するとともに、認識された運転者の視線方向、顔の向き、頭の位置を、予め記憶している基準画像（車両前方を向いた通常状態の運転者の顔画像データ）の視線方向、顔の向き、頭の位置と比較する形で、運転者が上記覚醒レベル低下状態にあるか否かを判定する。なお、覚醒レベルの判定については、上記の特許文献１及び２にも記載されている周知技術であるから、ここでの説明を省略する。上記文献以外の手法による覚醒レベルの判定であっても当然よい。

制御部１０の周辺状況判定部１２は、自車両に関する予め定められた車両状況情報を情報取得部４０から取得し、取得した車両状況情報に基づいて、車両に関する予め定められた車両状況を特定する（状況特定手段）。本実施例では、車両状況情報として、各情報取得部４１〜４７から予め定められた車両状況を示す情報を取得し、取得した状況から現在の車両状況を特定する。車両状況情報としては、例えば現在位置検出装置４１の検出結果（即ち自車両の現在位置情報）、障害物検出装置４２の検出結果（即ち障害物情報）、カーナビゲーション装置４３からの情報（例えば現在位置周辺の道路情報や案内中の経路情報等）、通信装置４４が取得した通信情報（渋滞情報や交通情報等）、周辺画像撮影装置４５の撮影画像や障害物検出結果、車速検出部４６の検出結果（即ち車速）、操舵角検出部４７の検出結果（即ちハンドル操舵角）等を取得し、これらに基づいて車両状況を特定する。

なお、本実施例の車両状況は、車両が走行している道路の種別と、その道路での自車両の走行状況と、に基づいて決定されるシーンとされている。周辺状況判定部１２は、それらシーンのどのシーンに該当するかを判定する。

制御部１０の安全運転操作推定部１４は、周辺状況判定部１２から入力を受け、周辺状況判定部１２が特定した車両状況において望ましいとされる安全運転操作を、記憶部６０の記憶内容に基づいて決定する（課題決定手段）。本実施例では、記憶部６０に、周辺状況判定部１２で特定される複数種の車両状況と、それら車両状況毎に望ましいとされる安全運転操作とを対応付けた対応関係を記憶している（図３参照）。さらにいえば、特定される車両状況が複数ある場合に、どの安全運転操作を提示するかを制御部１０が判断できるように、各車両状況に対し優先度が定められている。特定された車両状況が複数種ある場合には、それらの中から優先度の最も高い車両状況を選択し、それに対応する安全運転操作を運転者に対し実行すべき操作課題として、課題提示部２０に提示させる。

制御部１０の表示判定部１５は、運転者状態判定部１１と安全運転操作推定部１４とから入力を受け、安全運転操作推定部１４が決定した安全運転操作を、運転者に対し実行すべき操作課題として、課題提示部２０に提示させるか否かを判定する。表示判定部１５は、運転者状態判定部１１において運転者が予め定められた覚醒レベル低下状態（覚低状態ともいう）にあると推定された場合と覚醒状態が判定できなかった場合に、安全運転操作推定部１４が決定した安全運転操作を課題提示部２０に提示させる（課題提示手段）。本実施例の課題提示部２０は、画面表示部と音声出力部との双方の機能を有するものであるから、安全運転操作推定部１４が決定した安全運転操作は、画面表示と音声出力とにより、運転者に提示される。例えば、高速道路上で自車両と前方車両との車間距離が所定距離以上で適切な車両状況においては、「現在の車間距離を１０秒間保持してください」という画面表示と音声案内とが課題提示部２０から出力される。

制御部１０の運転者操作判定部１３は、予め定められた運転操作の有無を検出する。運転操作の有無の検出は、本実施例では、情報取得部４０から取得する車両状況情報と同じであり、車両状況情報に基づいて車両状況の変更や継続を特定する形で、該当する運転操作の有無を検出する。なお、運転操作の有無を検出するために専用の検出部を設けてもよいし、あるいは本実施例の情報取得部４０とは異なる検出部や取得部を用いてもよい。

制御部１０の緊急行動判定部１６は、運転者操作判定部１３と安全運転操作推定部１４とから入力を受け、提示された操作課題である安全運転操作が実行されたか否かを判定する（実行判定手段）。そして、緊急行動判定部１６は、安全運転操作が実行されていないと判定した場合には、緊急行動実行装置３０に対し、予め定められた緊急行動を実行させる。本実施例においては、緊急行動実行装置３０をなす車内出力部３１から、運転者に覚醒を促すための予め定められた覚醒行動を提示する。例えば、車内出力部３１をなすディスプレイ２０に「減速して路肩に一時停車してください。」等の覚醒行動を提示させる。また、緊急行動実行装置３０をなす車外出力部３２から、車外に警告出力を行う（車外警告手段）。例えば、車外出力部３２をなすハザードランプ（左右の方向指示灯）に点滅を実行させる。

なお、緊急行動実行装置３０は、自車両を減速させるための減速制御を実行するものでもよい。例えば、緊急行動実行装置３０は、自車両のブレーキ装置としてもよく、ブレーキアクチュエータを動作させて制動力を発生させてもよい。これにより、自車両は減速を開始し、最終的に停止することとなる。また、緊急行動実行装置３０は、自車両のアクセル装置としてもよく、加速操作を制限することにより自車両を減速させ、最終的に停止させるようにしてもよい。

以上、本発明の一実施例を説明したが、これはあくまでも例示にすぎず、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、追加及び省略等の種々の変更が可能である。

以下、本発明の他の実施例や変形例について説明する。ただし、上記実施例と同じ部分については同じ符号を付することで、説明を省略する。なお、上記実施例と下記実施例ないし変形例は、技術的な矛盾を生じない範囲において適宜組み合わせて実施できる。

上記実施例において、制御部１０における各ブロック１１〜１６での一連の処理は、ソフトウェアにより制御部１０のＣＰＵが実行するようにしてもよい。

この場合、図２に示すように、まずはＳ１にて、制御部１０のＣＰＵが、情報取得部５０から運転者に関する予め定められた覚醒判断情報を取得し、Ｓ２にて、取得した覚醒判断情報に基づいて運転者が予め定められた覚醒レベル低下状態（覚低状態ともいう）にあるか否かを推定する（覚醒推定手段）。覚醒レベル低下状態にないと推定された場合、即ち覚醒していると推定された場合、本処理は終了となる。

運転者が覚醒レベル低下状態にあると推定された場合や覚醒レベルが不明な場合、制御部１０のＣＰＵは、Ｓ３にて、自車両に関する予め定められた車両状況情報を情報取得部４０から取得し、取得した車両状況情報に基づいて、車両に関する予め定められた車両状況を特定する（状況特定手段）。

そして、制御部１０のＣＰＵは、Ｓ４にて、特定した車両状況において望ましいとされる安全運転操作を、記憶部６０に記憶されている上記対応関係（車両状況と安全運転操作との対応関係）に基づいて決定し（課題決定手段）、Ｓ５にて、決定された安全運転操作を、課題提示部２０を用いて運転者に提示する（課題提示手段）。

その上で制御部１０のＣＰＵは、Ｓ６にて、課題提示部２０により提示された安全運転操作が実行されたか否かを、例えば情報取得部４０から取得する車両状況情報に基づいて判定する（実行判定手段）。Ｓ６にて、安全運転操作が実行されたと判定されれば、本処理は終了となる。他方、Ｓ６にて、安全運転操作が実行されていないと判定された場合、制御部１０のＣＰＵは、Ｓ７にて、緊急行動実行装置３０を用いて、運転者に対する警告出力を行ったり（運転者警告手段）、運転者に覚醒を促すための予め定められた覚醒行動を提示する誘導出力を行ったり（覚醒誘導手段）を備える自車両を減速させるための減速制御を実行したりすることができる（減速手段）。各ステップ（Ｓ１〜Ｓ７）での処理は、先で述べた実施例と同様にして行うことができる。

また、安全運転操作推定部１４や、図２のＳ４にて決定される本実施例の安全運転操作は、運転者が覚醒レベル低下状態にあると推定された場合や覚醒レベルが不明な場合に、特定されている車両状況において望ましいとされる安全運転操作で、かつそのときに実行されていない安全運転操作に決定することができる。これにより、現状でできていない安全運転を運転者に実行させ、車両をより安全な状態に移行させることができる。なお、実行されていない安全運転操作が複数ある場合には、それらの中から優先度の高いものを運転者に提示するようにすればよい。

また、安全運転操作推定部１４や、図２のＳ４にて決定される本実施例の安全運転操作は、運転者が覚醒レベル低下状態にあると推定された場合や覚醒レベルが不明な場合に、特定されている車両状況において望ましいとされる安全運転操作で、かつそのときに全ての安全運転操作が実行されているときには、現在の安全運転操作の状態を所定時間継続させる操作と決定することができる。これにより、車両の安全な運転操作が継続する。なお、実行されている安全運転操作が複数ある場合には、それらの中から優先度の高いものを運転者に提示するようにすればよい。

１ 車両用運転者支援装置
１０ 制御部
１１ 運転者状態判定部
１２ 周辺状況判定部
１３ 運転者操作判定部
１４ 安全運転操作推定部
１５ 表示判定部
１６ 緊急行動判定部
２０ 課題提示部
３０ 緊急行動実行装置
４０ 情報取得部
５０ 情報取得部

Claims (4)

1. 車両の運転者が予め定められた覚醒レベル低下状態にあるか否かを推定する覚醒推定手段と、
   前記車両に関する予め定められた車両状況を特定する状況特定手段と、
   前記状況特定手段により特定される複数種の前記車両状況と、それら車両状況毎に望ましいとされる安全運転操作とを対応付けた対応関係を記憶する記憶部と、
   前記覚醒推定手段により前記運転者が前記覚醒レベル低下状態にあると推定された場合に、前記状況特定手段により特定される車両状況において望ましいとされる安全運転操作を、前記対応関係に基づいて決定する課題決定手段と、
   決定された前記安全運転操作を前記運転者に提示する課題提示手段と、
   提示された前記安全運転操作が実行されたか否かを判定する実行判定手段と、
   前記安全運転操作が実行されていないと判定された場合に、前記運転者に対する警告出力を行う運転者警告手段と、
   を備えることを特徴とする車両用運転者支援装置。
2. 前記実行判定手段により前記安全運転操作が実行されていないと判定された場合に、前記運転者に覚醒を促すための予め定められた覚醒行動を提示する誘導出力を行う覚醒誘導手段を備える請求項１に記載の車両用運転者支援装置。
3. 前記実行判定手段により前記安全運転操作が実行されていないと判定された場合に、車外に警告出力を行う車外警告手段を備える請求項１又は請求項２に記載の車両用運転者支援装置。
4. 前記実行判定手段により前記安全運転操作が実行されていないと判定された場合に、前記車両を減速させるための減速制御を実行する減速手段を備える請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両用運転者支援装置。

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