JP2017526037A - 運転者の注意力欠如を音響ステージによって警告する自動車両用検出システム - Google Patents

Abstract

自動車両（２）の運転者の注意力欠如の検出システム（１）は、運転者の座席（３）に対して移動仮想音源（２０）から発する音を擬似的に生成するために少なくとも２つのスピーカ（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）を制御するように構成されたステレオ音発生装置（１４）を備え、その音響ステージ発生装置は、検出された注意力（警戒）レベルが閾値を下回る場合に移動仮想源から発するステレオ音パターンを送出できるように構成される。【選択図】図１

Description

本発明は自動車両の保安システム、より詳細には、車両の運転者の注意力が落ちた状態での運転に関連したリスクを制限するためのシステムを対象とする。

運転者の注意力低下の検出システムはすでに存在する。そうしたシステムは、運転者によるハンドルの微小運動の監視、運転者の表情の視覚表現の画像解析、運転者の身体、より具体的には頭の支点を監視する座席内のセンサなどに関係したものであり得る。

注意力低下が検出された場合には、ダッシュボードレベルの視覚表示、ハンドルもしくは座席レベルでの振動の形での触覚的警告、またはベルのような音響信号などの警告が運転者向けに用意されている。そのため、たとえば欧州特許出願第１３１２４９９号では、車両が車線を外れようとしていることを検出システムが検出すると、システムは３つレベルの警告、すなわち、視覚レベルの警告、聴覚レベルの警告、そして座席またはハンドルの振動レベルの警告を発する。

すでに存在するその他の警報システムでは、たとえば運転者が集中力を欠いた状態にあることを、音響信号とともに小さなコーヒーカップを示すなどして「一休みしましょう」というタイプのメッセージを表示することによって警告する。欧州特許出願第２０４２３９８号は、車両が車線を外れたことや、運転者が車線変更に際して不適切な行為を行ったことを監視システムが検出した場合に音響信号または光学信号を発することを提案している。

これらの実施形態で提案されている警告の方法では、意識状態が低下した運転者がもはやダッシュボードに注意しなくなっている場合には運転者が気づかないおそれや、または聞こえているベルがどのような警報と関連したものであったか運転者が思い出せない場合には運転者を余計に混乱させるおそれがある。警告は、たとえば運転者をマイクロスリープから不意に目覚めさせることにもつながり得る振動の場合など、進路を変える結果となるおそれさえある突然の動作を引き起こす可能性もある。

欧州特許出願第１３１２４９９号 欧州特許出願第２０４２３９８号

本発明は、運転者にその注意力欠如を効率よく気づかせるように運転者と相互に働きかける検出システムを提案することを目的とする。

そこで、本発明は、自動車両の運転者の注意力欠如の検出システムであって、運転者の注意力が注意力閾値を上回っているかどうかを評価することができる第１の監視ユニットを備える検出システムを提案する。検出システムは少なくとも２つの別個のスピーカを備え、運転者の注意力が注意力閾値未満になった場合に運転者の座席に対して移動仮想音源からのステレオ音を擬似的に生成するためにその少なくとも２つのスピーカを制御するように構成された音響ステージ発生装置をさらに備える。

音響ステージ発生装置は、運転者の注意力レベルが注意力閾値を下回るたびに移動仮想音源を擬似的に生成するように構成することができる。

検出システムは、車両の進路および／または周辺環境に関係する少なくとも１つのタイプの危険を特定するように構成された少なくとも１つの第２の監視ユニットを備えることができる。音響ステージ発生装置は、監視ユニットが進路に関係する危険を注意力欠如と同時に検出した場合にのみ移動仮想音源を擬似的に生成するように構成することができる。第１および第２の監視ユニットは、同一の制御ユニットのもとにあってそれぞれが別個のものであっても、混じり合っていてもよい。第２の監視ユニットは、車両の進路および／または周辺環境に関係する少なくとも１つの所定のタイプの危険を特定するように構成することができ、音響ステージ発生装置は、注意力レベルが単独で検出されたか、所定のタイプの危険と同時に検出されたかによって動きまたは音響が異なる移動仮想音源を擬似的に生成するように構成することができる。

一実施形態によれば、音響ステージ発生装置は、少なくとも２つの異なる音響ステージを２つの異なるタイプの危険と関連づけるように構成される。

一実施形態によれば、音響ステージ発生装置は、注意力が閾値未満である場合に検出される危険がどのようなものであっても同一パターンのステレオ音を選択するように構成することができる。さらに別の実施形態によれば、音響ステージ発生装置は、注意力閾値を過ぎた時点で直ちに第１のタイプの音響ステージを送出し、その後、運転者が低注意力状態を脱する前に危険が特定された場合には音響ステージのタイプを変更するようにできる。

好ましくは、音響ステージ発生装置は、少なくとも１つの運転席右側のスピーカと１つの左側のスピーカを含め、異なる少なくとも３つのスピーカに接続され、その少なくとも３つのスピーカのうちの少なくとも２つはさらに車両の進行方向に沿って間隔をあけられる。

本発明による検出システムは、運転者の姿勢または態度センサであって、第１の監視ユニットに接続されたセンサを備えることができる。

本発明による検出システムは、運転者の操縦動作を定量化できるセンサであって、第１の監視ユニットに接続されたセンサを備えることができる。

本発明による検出システムは、望ましい進路群に対する車両の進路の適合度を定量化できるセンサであって、第１の監視ユニットに接続されたセンサを備えることができる。

望ましい進路群に対する車両の進路の適合度を定量化できるセンサは、有利には、車両の進路および／または周辺環境に関係する少なくとも１つのタイプの危険を第１の監視ユニットによって適用されるものとは異なる基準に従って特定するように構成された第２の監視ユニットにも接続することができる。そのため、このセンサは、運転者の低注意力状態の検出と、車両の進路を早期に変更しなければ車両を具体的に脅かす危険の検出とを同時に果たすことができる。

有利な一実施形態によれば、音響ステージ発生装置は、運転者の注意力が注意力閾値未満になった場合には運転者を取り囲む水平面内を旋回する仮想音源を擬似的に生成するように構成される。

スピーカは、少なくとも２つのスピーカを互いが少なくとも１５センチメートルの距離となるように車内に設置することでステレオ効果が得られるようにすることが好ましい。好ましくは、システムは少なくとも４つのスピーカを備え、そのうちの２つは、一方を運転席の右側、他方を左側にして、運転者の前方または運転者のレベルに配置され、さらに２つのスピーカは一方を運転席の右側、他方を左側にして、最初の２つのスピーカに対して車両の後方にオフセットされる。好ましくは、音響ステージ発生装置は、少なくとも１つの運転席右側のスピーカと１つの左側のスピーカを含め、異なる少なくとも３つのスピーカに接続されるように構成され、その少なくとも３つのスピーカのうちの少なくとも２つはさらに車両の進行方向に沿って間隔をあけられる。そうすることにより、運転者の右側または左側、運転者の前方または後方に位置する仮想音源を擬似的に生成することや、仮想音源の前方から後方への移動を擬似的に表現することが可能となる。仮想音源は、移動式ではあっても、その動きは連続運動または連続運動の反復で、運転者が直感的に位置を突き止めることができるようなものであって、音源の解釈の難しさに気詰まりを覚えさせるようなものでないことが好ましい。

本発明のその他の目的、特徴および利点は、何ら限定的でない例としてのみ示し、添付の図面を参照して行う以下の説明を読むことによって明らかとなろう。

本発明による検出システムが装備された自動車両の図である。 本発明による別の検出システムが装備された別の自動車両の図である。

図１に示すように、運転者４が収まる場所となる座席３を備える車両２に検出システム１が装備される。図示した例では、運転者４は、座席３に着くと運転者の態度の監視カメラ７の視野角の中に入り、車両のハンドル８を操作し、車両の座席３内に仕込まれた運動センサ６に作用を及ぼす。センサ６およびカメラ７、またはより一般的には、運転者の姿勢監視、挙動監視または生理学的監視のために適合された少なくとも１つのセンサは運転者挙動監視モジュール１１ｂに接続され、そこから運転者の注意力レベルに関する第１の推定結果が送出される。

車両２には、車両が走行する道路１６および時として道路周辺にある障害物を監視することができるカメラ９がさらに装備される。車両は、たとえば装備車両の後方から異常に近づいて来る車両や、車両２の前方に位置する障害物など、車両に近接する障害物を検出可能にする１つまたは複数のレーダ１０をさらに装備することができる。ここではハンドル８には、運転者によって与えられるハンドルの角度変化を計測できる少なくとも１つのセンサが装備されている。ハンドル８のセンサおよびカメラ９、またはより一般的には、運転者の少なくとも１つの運転方法の少なくとも１つの監視センサは運転者の運転動作の監視モジュール１１ａに接続される。この監視モジュール１１ａは、運転者が車両と互いに働きかける様子、たとえば、進路に影響しないハンドルの微小動作、ならびに／または進路の規則性および／もしくは道路の標示線と進路との一致などを監視する。運転者の注意力レベルを評価するための運転者の生理学的監視方法も挙動監視方法も知られている。

モジュール１１ａおよびモジュール１１ｂは第１の監視ユニット１１の一部をなしており、その第１の監視ユニット１１は、モジュール１１ａおよび１１ｂの解析結果に応じて運転者の推定注意力レベルを表す「警戒」変数を送出する。モジュール１１ａおよび１１ｂは、生理学センサの変数と運転動作センサの変数とを独立して処理するか、または監視ユニット１１で一緒に再解析した中間変数を与えることができる。この変数は、運転者の注意力レベルが不十分になった時点で閾値を超える。「警戒」変数はブール型であるか、または運転者の限界注意力レベルを表す閾値を割り当てることができる連続変数であることができる。

第１の監視ユニット１１は電子制御ユニット１５の一部をなし、その電子制御ユニット１５は音響ステージ１４発生装置をさらに備える。

音響ステージ発生装置１４は、運転者４の注意力状態を表す「警戒」変数を受け取る。

車両は、ここでは４つである複数のスピーカ５ａ、５ｂ、５ｃおよび５ｄを備え、それらは、好ましくは、少なくとも３つのスピーカが水平なＸＹ面内に２つずつ間隔をあけられて、そのＸＹ面内を車両に対して様々な方向に移動する仮想源を擬似的に生成できるように分配される。これらのスピーカは複数の機能を持つことができ、たとえば、ラジオ、オーディオプレーヤ、および／またはスマートフォン用ハンズフリーヘッドセットにつないで、車両の車内音響システムの通常の音声出力機能を持つことができる。スピーカの数が２つを超える場合には、スピーカは運転者に対して異なる高さに分配することも可能であり、鉛直のＺ軸に対しても移動仮想源の擬似的な生成も可能になる。

一般に、またこの先の説明に関連して、「警戒」変数は運転者の注意力が下がると減少するが、運転者の注意力が低下する場合に「警戒」変数が増大するようにした同等の実施形態もまた当然のことながら可能である。「警戒」変数はブール変数であることもできる。

そこで、運転者４の注意力レベルが一定の閾値を下回ると、音響ステージ発生装置１４は、時間に応じて変化する音響信号指令ｃｏｎｓ１、ｃｏｎｓ２、ｃｏｎｓ３、ｃｏｎｓ４をそれぞれ４つのスピーカ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄに送って、注意力欠如の警告であることに運転者が容易に判別できるような音響ステージパターンが作り出されるようにする。４つの指令ｃｏｎｓ１、ｃｏｎｓ２、ｃｏｎｓ３、ｃｏｎｓ４によって規定される時間パターンは、ステレオ音を発生させるように、さらに仮想音源が運転者に対して動いているという幻想を運転者に抱かせるように、その位相および／または強さが異なる。それにより、運転者は、音響ステージをバックグラウンドの雑音とは明らかに異なる、また固定された点源によるその他の音響メッセージとも明らかに異なる、さらにはステレオによる、しかし動きのない音楽の音源のバックグラウンド音楽とも異なることを認識する。

ステレオ音とは、ある与えられた場所にある者、この場合は運転席３に座っている者にとって、必ずしもスピーカの１つの位置に対応するわけではない空間内の一点にある仮想音源２０に発するものであるように思われる音をいい、その音源は、スピーカ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄのそれぞれから発せられる各音響パターンの間、および各音響パターンの音量の間の位相差を音響ステージ発生装置１４がコントロールすることで空間内を移動することができる。音響ステージとは、ここではステレオ音の仮想音源の移動を伴うステレオ音の送出をいう。そのため、図１に示すように、仮想音源２０は運転者の周りを旋回する、たとえば運転者の周りをＸＹ水平面内で旋回することができる。

仮想音源とは、車両の各スピーカから出されているのではなく、実際の点源から音が出されているのと等価のものとして運転者に知覚されるために音がそこから出されるべき空間内の点のことをいう。

仮想音源２０の運動方向および運動速度、音の振幅または周波数については、欠如ありと最初に検出された運転者の注意力レベルに応じて変調を加えることができるほか、同一局面の注意力欠如に関して運転者に対して与えられた最初の音響メッセージに対する運転者からの反応が検出されるか否かに応じて変調を加えることもできる。

音響ステージ発生装置１４は、運転者の注意力レベルが一定の閾値を下回れば、その時点で直ちに同じタイプのステレオ音を使用するように構成することなどもできる。それに関連づけられる音は、たとえば運転者の周りを旋回するか、または運転者の近くで旋回もしくは周期的な運動を行う仮想音源２０から発する音などであることができ、それによってその種の警告が車両の動作状態に関するその他の警告と間違われることのないようにする。

図２は本発明による別の検出システムを表している。図２には図１と共通の要素が示されており、同じ要素には同じ符号が与えられている。ここでは電子制御ユニット１５は、カメラ９またはレーダ１０などによって車両の進路および／または周辺環境による車両への切迫した危険を特定するように構成された第２の監視ユニット１２を備えている。

それにより、第２の監視ユニット１２は１つまたは複数の「危険」変数を音響ステージ発生装置１４に向けて送出し、その音響ステージ発生装置１４は運転者４の注意力の状態を表す「警戒」変数も受け取る。監視ユニット１２は、危険の不在を表すか、反対にあらかじめ定義された危険リストに含まれる何らかの危険の存在を表す１つだけのブール変数を送出することができる。別の変形形態では、監視ユニット１２は、危険のタイプ（左方向への進路のずれ、右方向への進路のずれ、後方からの接近車両、車両が近づきつつある前方の障害物など）ごとにブール変数を送出することもできれば、またさらに別の変形形態では、それぞれの変数の値を具体的なタイプの危険と関連づけた整変数を送出することもできる。図２に示した実施形態では、音響ステージ発生装置は、注意力欠如とあわせて危険が検出されるのでない限り、警告ステレオ信号の発生をトリガしない。別の実施形態では、音響ステージ発生装置は、低注意力が検出されただけでも移動仮想源による第１の警告ステレオ信号の発生をトリガし、その後、場合によって、低注意力が車両にとって危険な状況とあわせて検出された場合には、動き方の異なる仮想源などによる別の警告ステレオ信号の発生をトリガする。さらに別の実施形態によれば、音響ステージ発生装置は、低注意力が検出されると直ちに移動仮想源による第１の警告ステレオ信号の発生をトリガし、その後、危険がさらに検出されれば、別の警告ステレオ信号の発生をトリガするが、その別の警告メッセージの性質は検出された危険のタイプによって異なる。危険が運転者の注意力欠如の前またはそれと同時に検出された場合は、送出されるステレオ信号はそのまま危険の存在と関連づけられた信号であることができる。たとえば図２に示した実施形態では、前方から車両に近づく危険が検出されると、音響ステージ発生装置１４はスピーカに指令ｃｏｎｓ１、ｃｏｎｓ２、ｃｏｎｓ３、ｃｏｎｓ４を送ることによって同じように運転者に対して前方から近づく仮想音源２０を擬似的に生成して運転者に危険がどこから迫っているかを知らせる。

カメラ９およびレーダ１０は、道路の標識線に対して進路の適合度を監視するなど、車両の進路および周辺環境を監視するように第２の監視ユニット１２に接続することができる。ユニットは、運転者の正しい注意力を証明する進路領域よりも広い「安全」進路領域の中に車両の進路があるかどうかを検証することができる。監視ユニット１２が解析する周辺環境には、カメラ９またはレーダ１０によって検出されるものなど、車両の前方または後方に検出される障害物または車両を含むことができる。

本発明は説明した実施例だけに限定されるものではなく、多様な変形形態に展開することが可能である。監視ユニット１１、１２、および音響ステージ発生装置１４はそれぞれ独立した実体であることも、同一の電子制御ユニット１５のもとにまとめることもできる。運転者の注意力欠如の検出方法はここで触れたものとは異なっていてよい。車両の進路および周辺環境の障害にかかわる危険の検出態様も違うものであってよい。

運転者の注意力の監視は、１つまたは複数の生理学的計測のみに基づくものであっても、１つまたは複数の運転態様の計測のみに基づくものであっても、進路の質にのみ基づくものであっても、さらにはそれら検出方法を２つ以上組み合わせた態様で実施するものであってもよい。運転者の注意力レベルの検出態様は、説明したセンサよりも少数のセンサをかかわらせるものであっても、反対に運転者の生理学的状態（心律動）の追加センサまたは運転者の動作（ダッシュボード要素に対する操作の頻度や関与の態様など）の追加センサを使用するものであってもよい。

音響ステージのステレオメッセージは、特に、ある一定の注意力欠如の局面が続く間に最初の注意喚起のステレオ信号を受けて運転者が閾値を上回るまでの注意力の回復をうかがわせる反応を示さない場合に備える意味から、複数の強さレベルで用意することができる。

本発明による検出システムは、運転者がメッセージに気づかない可能性を最小限に抑えることで、さらにまた自動車環境で通常遭遇するバックグラウンドノイズのもとで運転者が容易にメッセージを知覚できるようにすることで、運転者に注意力の欠如を警告することができる。

Claims (10)

1. 自動車両（２）の運転者（４）の注意力（警戒）が注意力閾値を上回っているかどうかを評価することができる第１の監視ユニット（１１）を備える運転者の注意力欠如の検出システム（１）であって、少なくとも２つの別個のスピーカ（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）を備え、前記運転者の注意力が前記注意力閾値を下回った場合に前記運転者の座席（３）に対して移動仮想音源（２０）からのステレオ音を擬似的に生成するために前記少なくとも２つのスピーカ（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）を制御するように構成された音響ステージ発生装置（１４）をさらに備えることを特徴とする検出システム。
2. 前記音響ステージ発生装置が、前記運転者の注意力（警戒）レベルが前記注意力閾値を下回るたびに移動仮想音源を擬似的に生成するように構成された、請求項１に記載の検出システム。
3. 前記車両の進路および／または周囲環境に関係する少なくとも１つの所定のタイプの危険（「危険」）を特定するように構成された少なくとも１つの第２の監視ユニットを備え、前記音響ステージ発生装置（１４）が、注意力レベルが単独で検出されたか、前記所定のタイプの危険と同時に検出されたかによって動きまたは音響が異なる移動仮想音源を擬似的に生成するように構成された、請求項２に記載の検出システム。
4. 前記音響ステージ発生装置（１４）が、少なくとも２つの異なる音響ステージを２つの異なるタイプの危険と関連づけるように構成された、請求項３に記載の検出システム。
5. 前記音響ステージ発生装置（１４）が、少なくとも１つの運転席右側のスピーカと１つの左側のスピーカを含め、互いに異なる少なくとも３つのスピーカ（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）に接続され、前記少なくとも３つのスピーカのうちの少なくとも２つはさらに前記車両の進行方向に沿って間隔をあけられた、請求項４に記載の検出システム。
6. 少なくとも１つの前記運転者の姿勢または態度センサ（６、７）であって、前記第１の監視ユニット（１１）に接続されたセンサを備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の検出システム。
7. 前記運転者の操縦動作を定量化できる少なくとも１つのセンサ（８）であって、前記第１の監視ユニット（１１）に接続されたセンサを備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の検出システム。
8. 望ましい進路群に対する前記車両の進路の適合度を定量化できる少なくとも１つのセンサ（９、１０）であって、前記第１の監視ユニットに接続されたセンサを備える、請求項１から７のいずれか一項に記載の検出システム。
9. 望ましい進路群に対する前記車両の進路の適合度を定量化できる前記少なくとも１つのセンサ（９、１０）が、前記車両の進路および／または周辺環境に関係する少なくとも１つのタイプの危険を前記第１の監視ユニット（１１）によって適用されるものとは異なる基準に従って特定するように構成された第２の監視ユニット（１２）にも接続された、請求項８に記載のシステム。
10. 前記音響ステージ発生装置（１４）が、前記運転者の注意力が前記注意力閾値未満になった場合に前記運転者の前記座席の周りの水平面内を旋回する仮想音源（２０）を擬似的に生成するように構成された、請求項１に記載の検出システム。

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