JP2017187825A - 運転支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転操作する意図の有無をすみやかに判断して、運転操作する意図がないときの運転支援をすみやかに行えるようする。
【解決手段】車内カメラＳ４で撮像された画像に基づいて、運転者の視認行動とは異なる微細な眼球運動となるサッケードの発生頻度が検出される。サッケードの発生頻度が所定のしきい値よりも大きいときは、運転者における運転操作を行う意図が低いと判定されて、第１の運転支援が行われる。ｌ第の運転支援は、自動運転とすることができる。運転操作する意図があると判定されたときは、運転者の運転技量が低いことを前提として、第の２運転支援を行うことができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、運転支援装置に関するものである。

最近の車両では、自動ブレーキや定速走行装置等、運転操作の一部を自動的に行うことによる運転支援を行うものが増加する傾向にあり、運転そのものを完全に自動的に行う自動運転による運転支援も実用化しつつある。

特許文献１には、カーブ走行時での運転支援を、普段通る経路に沿って走行するように行うものが開示されている。特許文献２には、運転者の筋骨格状態から、運転操作を予測するものが開示されている。

特開２０１４−２１８０９８号公報 特開２０１０−１５５５４７号公報

ところで、例えば運転者が漫然としていたり脇見をしている等によって、ある運転操作が要求される状況において、運転者に運転操作を行う意図がない場合がある。このようなときに、必要とされる運転操作を自動的に行うことは、安全運転上好ましいものとなる。

運転者による運転操作の意図を、特許文献２に記載のように筋骨格状態から判定（推定）することが考えられる。しかしながら、この場合は、運転者の脳が運転操作しようと判断してから、実際に筋骨格状態が変化するまでにはかなりの遅れがあり、その分、運転支援に遅れを生じてしまうことになる。

本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、運転操作する意図の有無をすみやかに判断して、運転操作する意図がないときの運転支援をすみやかに行えるようにした運転支援装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、請求項１に記載のように、
運転者の眼を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像された画像に基づいて、運転者の視認行動とは異なる微細な眼球運動となるサッケードの発生頻度を検出する発生頻度検出手段と、
前記発生頻度検出手段により検出されるサッケードの発生頻度に基づいて、運転者における運転操作を行う意図のレベルを判定する操作意図判定手段と、
前記操作意図判定手段によって、運転操作を行う意図が低いと判定されたときに、運転操作に介入して第１の運転支援を行う第１運転支援手段と、
を備えているようにしてある。

上記解決手法によれば、サッケードの発生頻度を利用することにより、運転操作の意図の有無をすみやかに判定することができ、この結果、運転操作の意図がないと判断されたときの運転支援をすみやかに行うことができる。

上記解決手法を前提とした好ましい態様は、請求項２以下に記載のとおりである。すなわち、
前記第１の運転支援が、自動運転とされている、ようにしてある（請求項２対応）。この場合、運転操作の意図がないときに、自動運転を行うことにより、安全運転の上で極めて好ましいものとなる。

前記判定手段によって運転操作を行う意図が高いと判定されたときは、前記第１の運転支援とは異なる第２の運転支援を行う第２運転支援手段をさらに備えている、ようにしてある（請求項３対応）。この場合、運転操作の意図があるときの運転支援もすみやかに行うことができる。

運転者の運転技量を判定する運転技量判定手段をさらに備え、
前記第２の運転支援が、前記運転技量判定手段によって運転技量が低いと判定されたときを条件として実行される、
ようにしてある（請求項４対応）。この場合、運転技量の高い運転者に対して不必要に運転支援を行ってしまって、運転者に対して煩わしさ等を与えてしまう事態を防止する上で好ましいものとなる。

運転者が意図している運転操作の内容を推定する推定手段と、
前記第２の運転支援は、前記推定手段によって推定された運転操作の内容に対応して生じる車両の挙動変化が早くなる方向に車両の感度を向上させる感度向上手段と、
をさらに備えている、
ようにしてある（請求項５対応）。この場合、運転操作の内容に応じた適切な運転支援を行う上で好ましいものとなる。とりわけ、運転技量の低い運転者は、運転操作に遅れが生じる傾向が高いことから、車両感度を向上させることにより運転操作の遅れを補うことができる。

前記推定手段が、前記撮像手段で取得された画像における運転者の眼の情報に基づいて推定を行う、ようにしてある（請求項６対応）。この場合、サッケードの発生頻度を取得するために用いる撮像手段を有効に利用して、意図している運転操作の内容を推定することができる。

前記推定手段が、運転者の注視点の横方向移動量に基づいて操舵意図を推定する、ようにしてある（請求項７対応）。この場合、操舵する意図を推定するための具体的な手法が提供される。

前記推定手段が、運転者の両眼の輻輳角の変化量に基づいて加速または減速の意図を推定する、ようにしてある（請求項８対応）。この場合、加速あるいは減速する意図を推定するための具体的な手法が提供される。

前記運転技量判定手段によって運転技量が低いと判定されたときは、運転者の運転技量を報知する報知手段をさらに有している、ようにしてある（請求項９対応）。この場合、運転技量の向上を図る上で好ましいものとなる。

本発明によれば、運転操作する意図がないときに、運転支援をすみやかに開始することができる。

本発明の制御系統例を示す図。 サッケードの発生頻度と運転操作開始の意図との関係を示す特性図。 本発明の制御例を示すフローチャート。 図３の続きを示すフローチャート。

図１は、車両（自車両）に搭載された制御系統の一例を示すものである。図中、Ｕは、マイクロコンピュータを利用して構成されたコントローラ（制御ユニット）である。この制御ユニットＵは、ベテランドライバによる種々の走行状況に応じた運転操作（お手本の運転操作）がデータベースＤ１として有する。このデータベースＤ１は、お手本となる例えばステアリング操作、アクセル操作、ブレーキ操作、そのときに車両に発生する加減速Ｇ（加速度）等について、種々の走行状況に対応させて記憶されている。なお、データベースＤ１は、実際には、コントローラＵの外部に設けられたハードディスクやフラッシュメモリ等の大容量の記憶手段に記憶されている。

コントローラＵには、種々のセンサあるいは機器類Ｓ１〜Ｓ５からの信号が入力される。Ｓ１は、車両に作用する前後Ｇ（前後加速度）を検出するＧセンサである。Ｓ２は、ステアリングハンドルの操作量を検出する舵角センサである。Ｓ３は、ナビゲーション装置であり、自車両の現在位置と地図情報を取得するものとなっている。Ｓ４は、車内カメラであり、実施形態ではステレオ式のデジタルカメラによって構成されて、運転者の両目を撮像して、取得された画像に基づいて、後述するサッケードの発生頻度や運転操作する意図の内容の推定のために用いられる。Ｓ５は、車外カメラであり、自車両前方を撮像して、取得された画像に基づいて、前方の道路状況や前方の他車両の状況等を判断するためのものとなっている他、ナビゲーション装置Ｓ３の地図情報と照合（マッチング）して自車両の現在位置を精度よく把握するためにも用いられるようになっている。なお、ナビゲーション装置Ｓ３の地図情報は、自動運転を行うために必要な要件を満足するものとなっている。

コントローラＵは、自動運転あるいは一部の運転操作を自動的に行うために、スロットルアクチュエータＳ１１、パワーステアリング装置Ｓ１２、ブレーキ装置Ｓ１３を制御する。なお、コントローラＵによる制御内容については後述する。

次に、脳が運転操作しようと意識した時点から、実際に運転操作に至るまでについて説明する。まず、運転者が運転操作しようと意識すると、脳の視覚野での情報をもとに、認知に始まって、この後に脳の青斑核が運動準備を指示し、その後、大脳皮質が運動指示を行うことによって筋活動が生じて、最終的に運転操作となる。したがって、筋活動の状況に基づいて運転操作の意図を判定する場合は、視覚野での認知から筋活動までには、青斑核から大脳皮質までの信号経路と、大脳皮質から筋までの信号経路とを経ることとなって、かなりの遅れを生じることになる。

次に、サッケード（マイクロサッケードあるいはサッカージと称されることもある）について説明する。サッケードは、基本的に、視認行動（運転者の視認行動）とは異なる微細な眼球運動であるということが知られている。そして、このサッケードは、青斑核の活動と密接に関連していることになる。

図２には、横軸にサッケードの発生頻度（単位時間あたりのサッケードの発生時間）、縦軸に操作開始の意図のレベルを示している。図２から明かなように、サッケードの発生頻度が低いほど、操作開始（運転操作）の意図が高いことになる。つまり、サッケードの発生頻度に基づいて、運転操作する意図の有無を判断することができる。実施形態では、サッケードの発生頻度についてのしきい値ＭＳＢを設定して、サッケードの発生頻度が、しきい値ＭＳＢ以下であれば運転操作の意図有りと判定し、しきい値ＭＳＢよりも大きければ運転操作の意図無しと判定するようにしてある。そして、サッケードは、大脳皮質という経路を介することなく、青斑核の活動に応じて直接的に生じるため、すみやかに運転操作の有無を判定することが可能となる。

次に、コントローラＵによる制御例について、図３、図４のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、以下の説明でＱはステップを示す。まず、図３のＱ１においてデータ入力された後、Ｑ２において、運転者による実際の運転操作に基づく車両の加減速度Ｇｅと操舵量（操舵角）Ｙｅとが取得される。この後、Ｑ３において、現在の自車両の走行状況に応じたお手本となる車両の加減速度Ｇｄと操舵量ＹｄとがデータベースＤ１から読み込まれる。

Ｑ３の後、Ｑ４において、実際の運転操作とお手本の運転操作との偏差が大きいか否かが判別される。具体的には、前記ＧｅとＧｄとの偏差の絶対値が所定のしきい値以上のとき、あるいは前記ＹｅとＹｄとの偏差の絶対値が所定のしきい値以上のときに、実際の運転操作とお手本の運転操作との偏差が大きいと判断される。

上記Ｑ４の判別でＮＯのときは、運転支援は不要であるとして、Ｑ１に戻る。Ｑ４の判別でＹＥＳのときは、好ましくない運転操作が行われているときある。このときは、Ｑ５において、Ｑ４の判別でＹＥＳと判断された時点から短い所定時間だけ、視線の時系列データが収集される。この後Ｑ６において、サッケードが発生していたときの時間が判定される。

Ｑ６の後、Ｑ７において、サッケードの発生頻度が小さいか否か（図２のしきい値ＭＳＢ以下であるか否か）が判別される。なお、サッケードの発生頻度は、Ｑ６で判定されたサッケードの発生時間を、Ｑ５での計測時間で除した値とされる。

上記Ｑ７の判別でＮＯのとき、つまりサッケードの発生頻度が大きくて、運転操作の意図が無いと判断されたときは、Ｑ８において、運転支援を行うことがあらかじめ報知される（音声あるいは画面表示での報知）。この後、Ｑ９において、運転支援が実行される。Ｑ９での運転支援は、実施形態では、自動運転を行うこととしてある。すなわち、アクセル操作（車速操作）、ブレーキ操作（加減速操作）、ステアリング操作などが、全て自動的に行われる。これにより、例えばカーブに進入される前に、運転操作する意図がないと判断された場合は、カーブ走行に必要な運転操作が自動的に行われることになる。このＱ９における運転支援が、第１の運転支援となる。

前記Ｑ７の判別でＹＥＳのとき、つまり運転操作する意図が有ると判定されたときは、図４のＱ１１に移行される。Ｑ１１では、自車両の運転者の運転技量（運転スキル）が高いか否かが判別される。このＱ１１の運転技量の判定は、自車両の運転者による実際のステアリング操作、アクセル操作、ブレーキ操作について個々にお手本の操作と比較した結果を総合して行われる。このＱ１１の判別でＹＥＳのとき、つまり運転技量が高いときは、運転支援の必要なしとして、Ｑ１に戻る。

上記Ｑ１１の判別でＮＯのとき、つまり運転技量が低いと判定されたときは、Ｑ１２において、操舵する意図の有無が判定される。この判定は、実施形態では、運転者の両目の視線が交わる焦点（注視点）が、所定量以上横方向（右または左方向）にオフセットされているか否かをみることによって行うようにしてある。すなわち、例えば右カーブを走行しようとしたときには、運転者は、注視点を前方から右方向に移動させるため、この注視点が右方向に所定量以上動いたか否かによって、右方向へ操舵する意図の有無を判定することができる。

Ｑ１２の後、Ｑ１３において、Ｑ１２での判定結果に基づいて舵意図の有無について判別される。このＱ１３の判別でＹＥＳのとき、つまり操舵意図があると判定（推定）されたときは、Ｑ１４において、操舵の感度を向上させる方向に、ステアリングに関する特性が変更される。すなわち、同じように操舵した場合には、車両がよりすみやかに（より大きく）旋回するように車両特性が変更される。具体的には、操舵反力が小さくなるように反力特性を変更したり、同じ操舵量であれば操舵輪の転舵角が大きくなるように転舵比特定が変更される。このように、操舵するという運転者の意図にしたがって、車両側がより敏感に反応するような運転支援となる。

Ｑ１４の後、あるいはＱ１３の判別でＹＥＳのときは、それぞれ、Ｑ１５において、運転者に加速の意図があるか否かが判別される。このＱ１５での判別は、実施形態では、所定時間あたりの輻輳角（両眼の視線が交わる角度）の変化量が減少したか否かをみることによって行われる。すなわち、加速の際には、運転者の前方注視点がより前方へと移動されることから、輻輳角が小さくなる方向になるので、輻輳角の変化量が減少したということは、加速を意図しているものと推定することができる。

Ｑ１５の後は、Ｑ１６において、Ｑ１５での推定結果が加速を意図しているものであるか否かが判別される。このＱ１６の判別でＹＥＳのとき、つまり加速を意図していると推定されているときは、Ｑ１７において、スロットル特性が変更されて、同じアクセル開度であればよりエンジン出力が増大するようにされる（加速方向への車両感度向上）。

Ｑ１７の後、あるいはＱ１６の判別でＮＯのときは、それぞれ、Ｑ１８において、減速を意図しているか否かが推定される。このＱ１８での推定は、Ｑ１５の場合とは逆に、輻輳角が増大しているときに、減速を意図していると推定するようになっている（減速を意図しているときは、注視点がより手前位置へと変更されて輻輳角が増大することに対応）。

Ｑ１８の後は、Ｑ１９において、Ｑ１８での推定結果が減速を意図しているものであるか否かが判別される。このＱ１９の判別でＹＥＳのとき、つまり減速を意図していると推定されているときは、Ｑ２０において、ブレーキディスクとブレーキパッドとの間隔（隙間）が小さくなるように、ブレーキ用の与圧（ごく小さなブレーキ圧）が付与される。これにより、運転者がブレーキペダルを踏み込み操作した際に、すみやかに制動作用が得られることになる（減速への車両感度向上）。上記Ｑ１４、Ｑ１７、Ｑ２０での運転支援が、第２の運転支援となる。

Ｑ２０の後、あるいはＱ１９の判別でＮＯのときは、それぞれ、Ｑ２１において、運転者の実際の運転操作に基づく運転技量が、表示画面等に報知される。この報知によって、運転者は、自分の運転技量として不足する分（欠点）を知得して、運転技量向上に役立つことになる。

以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能である。図４のＱ１４、Ｑ１７、Ｑ２０では、それぞれ、同じ運転操作であればより車両の挙動変化が大きくなる（早くなる）ような車両の感度向上となる運転支援としたが、運転者によっては車両の挙動変化が小さくなる（遅くなる）方向への運転支援とすることもできる（車両の感度低下）。すなわち、運転者による実際の運転操作の特性を把握して、例えばステアリング操作等の各種の運転操作が遅れぎみとなる（運転技量の低い運転者に多く見られる傾向）運転者の場合は、車両の感度向上の運転支援を行うのが好ましいものである。逆に、運転操作が早すぎる傾向にある運転者の場合は、各種の運転操作に伴う車両の感度を低下させる運転支援とするのが好ましい。図３におけるＱ９での運転支援（第１の運転支援）は、一部の運転操作のみついて自動的に運転を行うものであってもよい。また、Ｑ９での運転支援は、例えば、車外カメラＳ５はナビゲーション装置Ｓ３からの地図情報に基づいて、次に要求される運転操作の内容を推定（判定）して、判定されて運転操作に応じた運転支援とすることもできる（例えば、カーブを走行することが推定された場合は、ステアリング操作のみ自動的に行い、前方車両に急接近したときはブレーキ操作のみ自動的に行う等）。図Ｑ９での運転支援は、ナビゲーション装置Ｓ３や車外カメラＳ５によって把握される前方の状況が、運転操作が必要な状態であること（現在の運転状態から、車両状態を変化させる運転操作が必要な状態）を前提として行うことができる。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。

本発明は、運転操作の意図の有無をすみやかに判定して、望ましい運転支援をより早い時期から開始する等の上で好ましいものとなる。

Ｕ：コントローラ
Ｄ１：データベース
Ｓ１：Ｇセンサ
Ｓ２：舵角センサ
Ｓ３：ナビゲーション装置
Ｓ４：車内カメラ
Ｓ５：車外カメラ
Ｓ１１：スロットルアクチュエータ
Ｓ１２：パワーステアリング装置
Ｓ１３：ブレーキ装置

Claims (9)

1. 運転者の眼を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段で撮像された画像に基づいて、運転者の視認行動とは異なる微細な眼球運動となるサッケードの発生頻度を検出する発生頻度検出手段と、
   前記発生頻度検出手段により検出されるサッケードの発生頻度に基づいて、運転者における運転操作を行う意図のレベルを判定する操作意図判定手段と、
   前記操作意図判定手段によって、運転操作を行う意図が低いと判定されたときに、運転操作に介入して第１の運転支援を行う第１運転支援手段と、
   を備えていることを特徴とする運転支援装置。
2. 請求項１において、
   前記第１の運転支援が、自動運転とされている、ことを特徴とする運転支援装置。
3. 請求項１または請求項２において、
   前記判定手段によって運転操作を行う意図が高いと判定されたときは、前記第１の運転支援とは異なる第２の運転支援を行う第２運転支援手段をさらに備えている、
4. 請求項３において、
   運転者の運転技量を判定する運転技量判定手段をさらに備え、
   前記第２の運転支援が、前記運転技量判定手段によって運転技量が低いと判定されたときを条件として実行される、
   ことを特徴とする運転支援装置。
5. 請求項４において、
   運転者が意図している運転操作の内容を推定する推定手段と、
   前記第２の運転支援は、前記推定手段によって推定された運転操作の内容に対応して生じる車両の挙動変化が早くなる方向に車両の感度を向上させる感度向上手段と、
   をさらに備えている、
   ことを特徴とする運転支援装置。
6. 請求項５において、
   前記推定手段が、前記撮像手段で取得された画像における運転者の眼の情報に基づいて推定を行う、ことを特徴とする運転支援装置。
7. 請求項６において、
   前記推定手段が、運転者の注視点の横方向移動量に基づいて操舵意図を推定する、ことを特徴とする運転支援装置。
8. 請求項６において、
   前記推定手段が、運転者の両眼の輻輳角の変化量に基づいて加速または減速の意図を推定する、ことを特徴とする運転支援装置。
9. 請求項４において、
   前記運転技量判定手段によって運転技量が低いと判定されたときは、運転者の運転技量を報知する報知手段をさらに有している、ことを特徴とする運転支援装置。

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