JP2017027180A - Vehicle control device and vehicle control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両制御装置及び車両制御方法に関する。 The present invention relates to a vehicle control device and a vehicle control method.
従来より、自動運転中の運転者の覚醒度低下を防止する技術として、所定の車速以上で自動運転制御を実行しているときに限定して運転者の運転に対する単調度を判定し、単調度が高い場合に注意喚起を行う技術が知られている(特許文献1)。 Conventionally, as a technology for preventing the driver's arousal level from being lowered during automatic driving, the monotonicity for the driver's driving is determined only when the automatic driving control is executed at a predetermined vehicle speed or higher. There is known a technique for calling attention when the value is high (Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1では、運転者が漫然と運転操作をした場合、すなわち覚醒度が低い状態で運転操作をした場合でも単調度が低いと判定されてしまい、本来行うべき注意喚起を行うことができないおそれがある。
However, in
本発明は、上記問題に鑑みて成されたものであり、その目的は、運転者の状態に応じて運転者の覚醒度低下を抑制する車両制御装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle control device that suppresses a decrease in the driver's arousal level according to the state of the driver.
本発明の一態様に係る車両制御装置は、運転者の状態を検出し、検出した運転者の状態に基づいて前記運転者の覚醒度を推定し、推定した運転者の覚醒度に応じて運転者に要求する承認の頻度を変更する。 A vehicle control device according to an aspect of the present invention detects a driver's state, estimates the driver's arousal level based on the detected driver's state, and drives according to the estimated driver's arousal level. Change the frequency of approvals required by the user.
本発明によれば、運転者の状態に応じて運転者に要求する承認頻度を変更することにより運転者の覚醒度低下を抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a driver | operator's alertness fall can be suppressed by changing the approval frequency requested | required of a driver | operator according to a driver | operator's state.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same portions are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[第1実施形態]
図1を参照して第1実施形態に係る車両制御装置1について説明する。図1に示すように、車両制御装置1は、GPS受信機10と、ナビゲーション装置11と、車外情報取得機器12と、スイッチ13と、脈波センサ14と、状態推定部15と、走行制御部16と、ステアリングアクチュエータ20と、アクセルペダルアクチュエータ21と、ブレーキアクチュエータ22と、スピーカ23と、ディスプレイ24を備える。
[First Embodiment]
A
GPS受信機10は、人工衛星からの電波を受信することにより、地上における自車両の現在位置を検出する。GPS受信機10は、検出した自車両の現在位置及び現在時刻を走行制御部16に出力する。
The
ナビゲーション装置11は、地図データベースを備え、運転者が予め設定した目的地までの地図上の走行予定経路を算出する。なお、地図データベースは、サーバ上に記憶されていてもよい。地図データベースがサーバ上に記憶されている場合、ナビゲーション装置11は、通信により随時地図情報を取得することができる。
The
車外情報取得機器12は、自車周辺の障害物(他車両、バイク、自転車、歩行者など)の情報を取得する機器であり、例えばカメラやレーザレーダなどである。より詳しくは、車外情報取得機器12は、自車と障害物との距離や相対角度、相対速度などを検出し、検出した情報を走行制御部16に出力する。
The out-of-vehicle
スイッチ13(入力手段)は、自動運転操作に関する選択または承認を受け付ける装置であり、運転者が片手で操作できる位置に配置される。 The switch 13 (input means) is a device that accepts selection or approval regarding the automatic driving operation, and is arranged at a position where the driver can operate with one hand.
脈波センサ14(状態検出手段)は、運転者の脈波を測定するセンサである。脈波とは、心臓の拍動に伴う末梢動脈血管の容積変化を表す生体情報である。脈波センサ14は、アームレストやヘッドレスト、ステアリングホイール等に設けられており、運転者の皮膚表面に対して赤外光を照射し、反射した散乱光の光量に応じた電気信号を状態推定部15に出力する。
The pulse wave sensor 14 (state detection means) is a sensor that measures a driver's pulse wave. The pulse wave is biological information representing the volume change of the peripheral arterial blood vessels accompanying the heartbeat. The
状態推定部15(覚醒度推定手段)は、脈波センサ14から取得した電気信号から運転者の覚醒度を推定する。より詳しくは、状態推定部15は、予め決められた2つの閾値A(第2所定値)及び閾値B(第1所定値)を用いて、運転者の覚醒度を3つの段階に分ける。閾値Aと閾値Bは、閾値A>閾値Bなる関係を有する。状態推定部15は、推定した覚醒度が閾値Aより大きい場合、運転者の覚醒度は高いと推定する。また、状態推定部15は、推定した覚醒度が閾値A以下、かつ閾値B以上の場合、運転者の覚醒度は通常と推定する。また、状態推定部15は、推定した覚醒度が閾値Bより小さい場合、運転者の覚醒度は低いと推定する。そして、状態推定部15は、推定した運転者の覚醒度を走行制御部16に出力する。
The state estimation unit 15 (wakefulness estimation means) estimates the driver's alertness from the electrical signal acquired from the
走行制御部16(承認頻度変更手段)は、車外情報取得機器12から取得した情報を用いて各種アクチュエータを制御し、走行予定経路に沿って自車両を自動走行させる。また、走行制御部16は、後述するように、運転者に要求する選択または承認の頻度を変更する。
The travel control unit 16 (approval frequency changing means) controls various actuators using information acquired from the vehicle exterior
スピーカ23(通知手段)は、音声で各種情報を案内する装置である。ディスプレイ24(呈示手段)は、運転者に各種情報を呈示する装置である。 The speaker 23 (notification means) is a device that guides various information by voice. The display 24 (presentation means) is a device that presents various information to the driver.
なお、状態推定部15及び走行制御部16は例えばCPU、ROM、RAMおよびそれらを接続するデータバスと入出力インターフェースから構成されるコンピュータであり、ROMに格納されたプログラムに従い、CPUが所定の処理を行う。
The
以上の構成を備える車両制御装置1が、自動運転の操作に関して運転者に要求する選択または承認について図2〜図4を参照して説明する。まず図2を参照して、運転者の覚醒度が通常の場合における選択または承認の要求について説明する。
The selection or approval which the
図2に示すように、運転シーンが交差点に差し掛かる場合、走行制御部16は、スピーカ23を用いて自動運転に関する選択または承認を運転者に要求する。例えば、走行制御部16は、「次の交差点右折です。右折しますか?」と音声案内する。運転者がスイッチ13を押した場合(承認した場合)、走行制御部16は自動運転を継続する。次に、交差点の信号灯が赤から青に変化した場合、走行制御部16は、「青信号です。発進しますか?」と音声案内する。運転者がスイッチ13を押した場合、走行制御部16は自動運転を継続する。次に、交差点で対向車が存在しない場合、走行制御部16は、「進入可能です。進入しますか?」と音声案内する。なお、運転者に選択または承認を求めたが、運転者がスイッチ13を押さなかった場合、走行制御部16は、自動運転を中止したり、自動運転から手動運転に切り替えたりすることができる。また、スピーカ23を用いた音声案内ではなく、ディスプレイ24に「次の交差点右折です。右折しますか?」と映像で表示してもよく、音声案内と映像案内を同時に行ってもよい。
As shown in FIG. 2, when the driving scene approaches an intersection, the traveling
次に、図3を参照して、運転者の覚醒度が低い場合における選択または承認の要求について説明する。 Next, with reference to FIG. 3, the selection or approval request when the driver's arousal level is low will be described.
図3に示すように、運転者の覚醒度が低い場合、走行制御部16は、覚醒度が通常の場合と比較して運転者に要求する選択または承認の頻度を増やす。具合的に、走行制御部16は、図2に示す例と比較して右折レーンに差し掛かった場合に「右折レーンです。右折しますか?」と音声案内する。さらに、走行制御部16は、横断歩道に差し掛かった場合に、「進入可能です。進入しますか?」と音声案内する。このように運転者の覚醒度が低い場合、走行制御部16は、運転者に要求する選択または承認の頻度を増やす。これにより、運転者は自動運転に集中することになる。すなわち、走行制御部16は、運転者の覚醒度低下を抑制しつつ、覚醒度を上昇させることができる。
As shown in FIG. 3, when the driver's arousal level is low, the traveling
次に、図4を参照して、運転者の覚醒度が高い場合における選択または承認の要求について説明する。 Next, with reference to FIG. 4, the request | requirement of selection or approval in case a driver | operator's arousal level is high is demonstrated.
図4に示すように、運転者の覚醒度が高い場合、走行制御部16は、覚醒度が通常の場合と比較して運転者に要求する選択または承認の頻度を減らす。具合的に、走行制御部16は、図2に示す例と比較して「次の交差点右折です。右折しますか?」とだけ音声案内する。このように運転者の覚醒度が高い場合、走行制御部16は、運転者に要求する選択または承認の頻度を減らす。覚醒度が高いということは、運転者は自動運転に集中しているということである。このような場合にまで覚醒度が通常の場合と同じように選択または承認を要求すると、運転者は煩わしく感じる。したがって、覚醒度が高い場合、走行制御部16は、運転者に要求する選択または承認の頻度を減らす。これにより、運転者は煩わしさを感じることなく自動運転に集中できる。
As shown in FIG. 4, when the driver's arousal level is high, the traveling
次に、図5のフローチャートを参照して、第1実施形態に係る車両制御装置1の一動作例について説明する。このフローチャートは、イグニッションスイッチがオンされたときに開始し、所定周期で繰り返し実行する。
Next, an operation example of the
ステップS101において、走行制御部16は、自車両の位置や周辺情報に基づいて各種アクチュエータを制御し、自車両を自動走行させる。
In step S101, the
ステップS102において、走行制御部16は、運転者に選択または承認を要求するシーンに接近したか否かを判断する。運転者に選択または承認を要求するシーンとは、例えば図2〜図4で説明したように交差点である。
In step S102, the traveling
ステップS103において、走行制御部16は、スピーカ23を用いて選択または承認を要求する旨を音声で案内する。
In step S <b> 103, the traveling
ステップS104において、状態推定部15は、運転者の脈波信号を取得したか否かを判断する。状態推定部15が運転者の脈波信号を取得した場合(ステップS104でYes)、処理がステップS105に進む。一方、状態推定部15が運転者の脈波信号を取得していない場合(ステップS104でNo)、処理がステップS103に戻る。
In step S104, the
ステップS105において、状態推定部15は、取得した運転者の脈波信号に基づいて、運転者の覚醒度を推定する。
In step S105, the
ステップS106において、ステップS105で推定された覚醒度が閾値Aより大きい場合(ステップS106でYes)、処理がステップS107に進む。一方、ステップS105で推定された覚醒度が閾値A以下の場合(ステップS106でNo)、処理がステップS108に進む。 In step S106, when the arousal level estimated in step S105 is larger than the threshold A (Yes in step S106), the process proceeds to step S107. On the other hand, when the arousal level estimated in step S105 is equal to or less than the threshold A (No in step S106), the process proceeds to step S108.
ステップS107において、走行制御部16は、運転者の覚醒度が高いため運転者に要求する選択または承認の頻度を減らす。
In step S107, the traveling
ステップS108において、ステップS105で推定された覚醒度が閾値A以下かつ閾値B以上の場合(ステップS108でYes)、処理がステップS109に進む。一方、ステップS105で推定された覚醒度が閾値Bより小さい場合(ステップS108でNo)、処理がステップS110に進む。 In step S108, when the arousal level estimated in step S105 is equal to or lower than threshold A and equal to or higher than threshold B (Yes in step S108), the process proceeds to step S109. On the other hand, when the arousal level estimated in step S105 is smaller than the threshold B (No in step S108), the process proceeds to step S110.
ステップS109において、走行制御部16は、運転者の覚醒度が通常のため運転者に要求する選択または承認の頻度を維持する。
In step S109, the traveling
ステップS110において、走行制御部16は、運転者の覚醒度が低いため運転者に要求する選択または承認の頻度を増やす。
In step S110, the traveling
以上説明したように、第1実施形態に係る車両制御装置1によれば、以下の作用効果が得られる。
As described above, according to the
車両制御装置1は、自動運転の操作に関して運転者に要求する選択または承認の頻度を運転者の覚醒度に応じて変更する。これにより、車両制御装置1は、運転者の覚醒度低下を抑制することができる。
The
また、車両制御装置1は、運転者の覚醒度が低い場合、運転者に要求する選択または承認の頻度を増やす。これにより、車両制御装置1は、運転者を自動運転に集中させることができる。すなわち、車両制御装置1は、運転者の覚醒度低下を抑制しつつ、覚醒度を上昇させることができる。
Moreover, the
また、車両制御装置1は、運転者の覚醒度が高い場合、運転者に要求する選択または承認の頻度を減らす。運転者の覚醒度が高い場合、運転者は自動運転に集中している状態であるため、選択または承認の頻度を減らすことにより、運転者は煩わしさを感じることなく自動運転に集中できる。
Moreover, the
また、車両制御装置1は、脈波センサ14を備える。これにより、車両制御装置1は、運転者の脈波信号から運転者の覚醒度を精度よく検出できる。
In addition, the
また、スイッチ13は、運転者が片手で操作できる位置に設置される。これにより、運転者は、選択または承認の操作を容易に行うことができる。
The
また、車両制御装置1は、スピーカ23を用いた音声案内や、ディスプレイ24を用いた映像案内で運転者に選択または承認を要求する。これにより運転者は、要求された操作を行うタイミングを容易に把握できる。
In addition, the
[第2実施形態]
次に、図6を参照して、本発明の第2実施形態に係る車両制御装置2の構成について説明する。第2実施形態が、第1実施形態と異なる点は、車両制御装置2が脈波センサ14の代わりに皮膚電位センサ17を備える点である。第1実施形態と重複する構成については符号を引用してその説明は省略することとし、以下、相違点を中心に説明する。
[Second Embodiment]
Next, with reference to FIG. 6, the structure of the vehicle control apparatus 2 which concerns on 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. The second embodiment is different from the first embodiment in that the vehicle control device 2 includes a
皮膚電位センサ17(状態検出手段)は、運転者の指先の皮膚電位水準及び皮膚電位反応を測定するセンサである。皮膚電位センサ17は、その測定値を時系列の電気信号として状態推定部15に出力する。
Skin potential sensor 17 (state detection means) is a sensor that measures the skin potential level and skin potential response of the fingertip of the driver. Skin
状態推定部15は、皮膚電位センサ17から取得した電気信号から運転者の覚醒度を推定する。状態推定部15は、推定した運転者の覚醒度を走行制御部16に出力する。
The
次に、図7に示すフローチャートを参照して、第2実施形態に係る車両制御装置2の一動作例について説明する。ただし、ステップS201〜203、ステップS206〜210の動作はそれぞれ、図5のステップS101〜103,ステップS106〜110の動作と同じであるため、詳細な説明を省略し、相違点のみ説明する。 Next, an operation example of the vehicle control device 2 according to the second embodiment will be described with reference to a flowchart shown in FIG. However, since the operations of steps S201 to 203 and steps S206 to 210 are the same as the operations of steps S101 to S103 and steps S106 to 110 of FIG. 5, detailed description will be omitted and only the differences will be described.
ステップS204において、状態推定部15は、運転者の皮膚電位信号を取得したか否かを判断する。状態推定部15が運転者の皮膚電位信号を取得した場合(ステップS204でYes)、処理がステップS205に進む。一方、状態推定部15が運転者の皮膚電位信号を取得していない場合(ステップS204でNo)、処理がステップS203に戻る。
In step S204, the
ステップS205において、状態推定部15は、取得した運転者の皮膚電位信号に基づいて、運転者の覚醒度を推定する。
In step S205, the
以上説明したように、第2実施形態に係る車両制御装置2によれば、以下の作用効果が得られる。 As described above, according to the vehicle control device 2 according to the second embodiment, the following operational effects can be obtained.
車両制御装置2は、皮膚電位信号を用いて運転者の覚醒度を推定し、推定した覚醒度に応じて運転者に要求する選択または承認の頻度を変更する。これにより、車両制御装置1は、運転者の覚醒度低下を抑制することができる。
The vehicle control device 2 estimates the driver's arousal level using the skin potential signal, and changes the selection or approval frequency required of the driver according to the estimated arousal level. Thereby, the
[第3実施形態]
次に、図8を参照して、本発明の第3実施形態に係る車両制御装置3の構成について説明する。第3実施形態が、第1実施形態と異なる点は、車両制御装置3が脈波センサ14の代わりにカメラ18を備える点である。第1実施形態と重複する構成については符号を引用してその説明は省略することとし、以下、相違点を中心に説明する。
[Third embodiment]
Next, with reference to FIG. 8, the structure of the
カメラ18(撮影手段)は、運転者の顔画像を撮影する装置であり、ルームミラー付近やダッシュボード上に設置される。カメラ18は、撮影した画像を状態推定部15に出力する。
The camera 18 (photographing means) is a device that photographs a driver's face image, and is installed in the vicinity of a rearview mirror or on a dashboard. The
状態推定部15は、カメラ18から取得した運転者の顔画像にグレースケール化、エッジ検出、パターンマッチング等の各種画像処理を施しながら瞳孔径やまばたきの回数など運転者の目の動きを監視し、運転者の覚醒度を推定する。
The
次に、図9に示すフローチャートを参照して、第3実施形態に係る車両制御装置2の一動作例について説明する。ただし、ステップS301〜303、ステップS306〜310の動作はそれぞれ、図5のステップS101〜103,ステップS106〜110の動作と同じであるため、詳細な説明を省略し、相違点のみ説明する。 Next, an operation example of the vehicle control device 2 according to the third embodiment will be described with reference to a flowchart shown in FIG. However, since the operations of steps S301 to 303 and steps S306 to 310 are the same as the operations of steps S101 to S103 and steps S106 to 110 of FIG. 5, detailed description will be omitted and only the differences will be described.
ステップS304において、状態推定部15は、運転者の顔画像を取得したか否かを判断する。状態推定部15が運転者の顔画像を取得した場合(ステップS304でYes)、処理がステップS305に進む。一方、状態推定部15が運転者の顔画像を取得していない場合(ステップS304でNo)、処理がステップS303に戻る。
In step S304, the
ステップS305において、状態推定部15は、取得した運転者の顔画像に基づいて、運転者の覚醒度を推定する。
In step S305, the
以上説明したように、第3実施形態に係る車両制御装置3によれば、以下の作用効果が得られる。
As described above, according to the
車両制御装置3は、顔画像を用いて運転者の覚醒度を推定し、推定した覚醒度に応じて運転者に要求する選択または承認頻度を変更する。これにより、車両制御装置1は、運転者の覚醒度低下を抑制することができる。
The
[第4実施形態]
次に、図10を参照して、本発明の第4実施形態に係る車両制御装置4の構成について説明する。第4実施形態が、第1実施形態と異なる点は、車両制御装置4が脈波センサ14に加え、皮膚電位センサ17、カメラ18を備える点である。すなわち、第4実施形態は、第1実施形態に係る脈波センサ14、第2実施形態に係る皮膚電位センサ17、及び第3実施形態に係るカメラ18を組合せた実施形態である。
[Fourth embodiment]
Next, with reference to FIG. 10, the structure of the vehicle control apparatus 4 which concerns on 4th Embodiment of this invention is demonstrated. The fourth embodiment differs from the first embodiment in that the vehicle control device 4 includes a
第4実施形態に係る車両制御装置4は、図11に示すステップS404、ステップS405、及びステップS406のように脈波センサ14、皮膚電位センサ17、及びカメラ18から取得した脈波信号、皮膚電位信号、及び顔画像を用いて運転者の覚醒度を推定する。このように車両制御装置4は、3つのセンサを用いることにより精度よく運転者の覚醒度を推定することができる。そして、車両制御装置4は、推定した覚醒度に応じて運転者に要求する選択または承認の頻度を変更する。これにより、車両制御装置4は、運転者の覚醒度低下を抑制することができる。
The vehicle control device 4 according to the fourth embodiment includes the pulse wave signal and skin potential acquired from the
上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。例えば、本実施形態では、脈波センサ14、皮膚電位センサ17、カメラ18を用いて運転者の覚醒度を推定したが、この他に、心電計、体動センサ、脳波計等を用いて運転者の覚醒度を推定するようにしてもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described as described above, it should not be understood that the descriptions and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art. For example, in this embodiment, the driver's arousal level is estimated using the
また、本発明の実施形態では、閾値A及び閾値Bを用いて運転者の覚醒度を高い状態、通常の状態、低い状態に分類したが、分類方法はこれに限られない。例えば、1つの閾値を設定し、運転者の覚醒度を高い状態か低い状態かの2つに分類してもよい。 In the embodiment of the present invention, the driver's arousal level is classified into a high state, a normal state, and a low state using the threshold A and the threshold B, but the classification method is not limited to this. For example, one threshold value may be set, and the driver's arousal level may be classified into two states, a high state and a low state.
10 受信機
11 ナビゲーション装置
12 車外情報取得機器
13 スイッチ
14 脈波センサ
15 状態推定部
16 走行制御部
17 皮膚電位センサ
18 カメラ
20 ステアリングアクチュエータ
21 アクセルペダルアクチュエータ
22 ブレーキアクチュエータ
23 スピーカ
24 ディスプレイ
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記承認を受け付ける入力手段と、
前記運転者の状態を検出する状態検出手段と、
前記状態検出手段によって検出された前記運転者の状態に基づいて前記運転者の覚醒度を推定する覚醒度推定手段と、
前記覚醒度推定手段によって推定された前記運転者の覚醒度に応じて前記通知手段が要求する前記承認の頻度を変更する承認頻度変更手段と
を備えることを特徴とする車両制御装置。 A notification means for requesting the driver to approve automatic driving;
Input means for accepting the approval;
State detecting means for detecting the state of the driver;
Wakefulness estimation means for estimating the driver's wakefulness based on the state of the driver detected by the state detection means;
A vehicle control apparatus comprising: an approval frequency changing unit that changes the approval frequency requested by the notification unit according to the driver's arousal level estimated by the awakening level estimation unit.
検出した前記運転者の状態に基づいて前記運転者の覚醒度を推定し、
推定した前記運転者の覚醒度に応じて前記運転者に要求する承認の頻度を変更することを特徴とする車両制御方法。 Detect driver's condition,
Estimating the driver's arousal level based on the detected state of the driver,
A vehicle control method characterized by changing a frequency of approval requested from the driver according to the estimated driver's arousal level.
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