JP2018005362A

JP2018005362A - 運転支援装置

Info

Publication number: JP2018005362A
Application number: JP2016128369A
Authority: JP
Inventors: 健司鳴海; Kenji Narumi
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2016-06-29
Filing date: 2016-06-29
Publication date: 2018-01-11

Abstract

【課題】運転者の視線の先の意識を把握する判定手段を備えた運転支援装置を提供する。【解決手段】車両８の一部に所定のタイミングで表示をする表示手段である表示部１０と、車両８の運転者９０の生体情報を検知する生体情報検出部２０と、生体情報検出部２０の検出結果に基づいて、運転者９０が表示、又は表示の先に視線の意識が向いているかどうかを判定する判定処理部３２を有する制御部３０と、を有して運転支援装置１を構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、運転支援装置に関し、特に、生体情報を利用して運転者の視線の先の意識を把握する運転支援装置に関する。

従来の技術として、カメラ等を用いて顔画像を撮り、顔画像から視線を検出し、視線の微細な動きを解析して覚醒状態を判定することにより、眠気および注意力低下の早期発見を可能とする運転支援装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この運転支援装置は、カメラ等を用いて顔画像を計測し、視線を検出する手段においては、顔画像から顔の特徴点や基本参照点などを取得し、顔の向きや回転を考慮して顔の特徴点の追跡や瞬きの検出などを経て左右眼球中心の中点を推定する。推定された左右眼球中心の中点からそれの画像面に投影した点を算出し、黒目変位量を計算することで視線を
推定できる。通常、前方を注視するときに、視線の微小な動きは活発で範囲が大きく、情報を正しく獲得できる。一方、眠気が生じたり注意力が低下すると、視線の微小な動きは不活発で範囲が狭く、情報を正しく獲得できなくなる。従って，視線の微小な動きの範囲を解析すれば、眠気および注意力低下を判定でき、早期発見を可能にするとされている。

特開２００７−２９３５８７号公報

しかし、特許文献１の運転支援装置は、視線方向を検出しても、意識して見ているか、漫然と見ているかの切り分けができない。車の自動運転中に運転者へ手動運転を引き渡す場合、顔向きや瞬きから運転への意識を判断するシステム構想が見られるが、考え事をしているにも関わらず前方を意識していると判断されると、運転引き渡しに問題が生じる場合がある。

従って、本発明の目的は、運転者の視線の先の意識を把握する判定手段を備えた運転支援装置を提供することにある。

［１］上記目的を達成するため、車両の一部に所定のタイミングで表示をする表示手段と、前記車両の運転者の生体情報を検知する生体情報検出手段と、前記生体情報検出手段の検出結果に基づいて、前記運転者が前記表示、又は前記表示の先に視線の意識が向いているかどうかを判定する判定処理部を有する制御部と、を有することを特徴とする運転支援装置を提供する。

［２］前記判定処理部は、前記生体情報検出手段の前記検出結果が、前記表示手段による前記表示の前記タイミングと同期しているかどうかに基づいて前記表示の先に視線の意識が向いているかどうかを判定することを特徴とする上記［１］に記載の運転支援装置であってもよい。

［３］また、前記表示は、前記車両のフロントガラスに表示される表示マークであることを特徴とする上記［１］又は［２］に記載の運転支援装置であってもよい。

［４］また、前記表示の先の視線は、前記車両の前方の左右方向（水平方向）であることを特徴とする上記［１］から［３］のいずれか１に記載の運転支援装置であってもよい。

本発明によれば、運転者の視線の先の意識を把握する判定手段を備えた運転支援装置を提供することが可能となる。

図１は、本発明の実施の形態に係る運転支援装置が搭載された車両内部の一例を示す概略図である。図２は、本発明の実施の形態に係る運転支援装置の概略構成を示すブロック構成図である。図３は、本発明の実施の形態に係る運転支援装置の動作を示すフローチャートである。図４（ａ）は、本発明の実施の形態に係る運転支援装置の動作状態を説明するため、車両のフロントガラス下部に表示マークが表示された場合の、運転席後方から車両の前方を見た前方画像の図であり、図４（ｂ）は、車両のフロントガラス下部の他の位置に表示マークが表示された場合の、運転席後方から車両の前方を見た前方画像の図である。図５（ａ）は、表示信号Ｓｄと時間ｔの関係を示す図、図５（ｂ）は、生体信号Ｓｈと時間ｔの関係を示す図、図５（ｃ）は、判定信号Ｓｊと時間ｔの関係を示す図である。図６は、運転者の視線の先を示す、車両の上から運転者を見下ろして、運転者の視線の先を示す図である。

（本発明の実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る運転支援装置が搭載された車両内部の一例を示す概略図である。また、図２は、本発明の実施の形態に係る運転支援装置の概略構成を示すブロック構成図である。以下、これらの図に基づいて、本発明の実施の形態の概略について説明する。

本発明の実施の形態に係る運転支援装置１は、車両８の一部に所定のタイミングで表示をする表示手段である表示部１０と、車両８の運転者９０の生体情報を検知する生体情報検出部２０と、生体情報検出部２０の検出結果に基づいて、運転者９０が表示、又は表示の先に視線の意識が向いているかどうかを判定する判定処理部３２を有する制御部３０と、を有して構成されている。

（表示部１０）
表示部１０は、運転者９０の確認したい意識方向を指し示す表示装置であり、車両８の一部に所定のタイミングで光等で表示をする表示手段である。この表示部１０は、ＬＥＤ等によるディスプレイ、ＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）、インジケータ、照明等である。

本発明の実施の形態では、図１に示すように、車両８のフロントガラス８１の下端部８２に、運転者９０の生体の緊張度指標を検出する手段として、光等で表示をする表示部１０を備えている。この表示部１０は、車両８のフロントガラス８１の下端部８２を光の投影部とし、例えば、インストルメントパネル８３に搭載された投影部により、表示１２を行なう。投影部から例えばＬＥＤにより光を照射して、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、表示１２ａ、１２ｂ等を表示する。

表示１２は、運転者９０の生体の緊張度指標を検出できるように、フロントガラス８１内で表示位置を変化させて、例えば、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、表示１２ａ、１２ｂ等を表示する。また、表示１２ａ、１２ｂは、車両内の例えば、センターコンソールやインストルメントパネル、ダッシュボード上等に表示されてもよい。表示１２は、その表示を見たときに生体の緊張度指標となるように、視認者（運転者９０）の例えば心拍数に変化を与える程度の輝度を有して表示されるものとして設定されている。

（生体情報検出部２０）
生体情報検出部は、運転者９０の心拍数、血圧、呼吸、皮膚電位、皮膚電流、皮膚温度等の少なくとも１つの生体情報を検出する。本実施の形態では、運転者の緊張度の変化を見るために、心拍数を使用する。この生体情報検出部は、緊張度推定センサとして機能する。

心拍数を生体情報として検出する方法として、ＲＦ（高周波）送受信ユニット２２で計測した運転者９０の微小な動きにより非接触で心拍数を検出する方式が知られている。運転者９０の胸、脚などの微小変位を測定し、走行振動や体動を取り除いて心拍数を測定することができる。

図１に示すように、車両８は、座席にＲＦ（高周波）送受信ユニット２２を備えている。ＲＦ送受信ユニット２２は、高周波レーダを送信し、運転者９０で反射されたドップラーレーダを受信することにより、心拍数を測定する。

（制御部３０）
制御部３０は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工などを行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）などから構成されるマイクロコンピュータである。ＲＡＭは、例えば、一時的に演算結果等を格納する記憶領域として用いられる。また、ＲＯＭには、例えば、制御部３０が動作するためのプログラムや閾値Ｓｔｈ等が格納されている。また、制御部３０は、信号の入出力処理のためのインターフェース部等を有する。

図２は、本発明の実施の形態に係る運転支援装置の概略構成を示すブロック構成図である。制御部３０は、表示部１０と接続され、表示１２を投影するための表示信号Ｓｄを表示部１０に出力する。

また、制御部３０は、生体情報検出部２０と接続されている。この生体情報検出部２０は、前述のＲＦ送受信ユニット２２から運転者９０の心拍数等の生体情報を取り込み、生体信号Ｓｈとして制御部３０に出力する。

また、制御部３０には、例えば、車両の操舵角を検出する舵角センサ４０、シートベルトの弛み量を検出するシートベルト検知部４１、等が接続され、車両情報量として、舵角センサ信号Ｓａ、シートベルト弛み量信号Ｓｂが入力される。これらの車両情報量は、前述の生体の緊張度指標と組合わせて後述する運転者の視線の先の意識を把握するものとして使用できるが、本実施の形態では、生体情報検出部２０による緊張度指標のみに基づく構成とする。

（本発明の実施の形態に係る運転支援装置１の動作）
図３は、本発明の実施の形態に係る運転支援装置の動作を示すフローチャートである。以下、このフローチャートのステップに従って運転支援装置１の動作を説明する。

運転支援装置１の動作がスタートすると、制御部３０は表示信号Ｓｄにより、表示部に表示を行なう（Ｓｔｅｐ１）。制御部３０は、表示信号Ｓｄを表示部１０に所定のタイミングで出力する。表示部１０は、例えば、図１に示すように、フロントガラス８１の下端部８２に表示１２を投影する。ここで、図４（ａ）に示すように、運転者９０の視線の先の意識を把握するために、表示１２ａを表示する。この表示１２ａは、例えば、運転者９０の視線の先として、道路中央に対応した位置に表示（投影）されるものである。

図５（ａ）は、表示信号Ｓｄと時間ｔの関係を示す図である。例えば、図５（ａ）に示すように、所定のタイミングとして、時間ｔ１からＴ_０の期間だけ表示信号Ｓｄを出力して、表示１２ａの表示（投影）を行なう。

次に、制御部３０は、生体信号Ｓｈから判定信号Ｓｊを生成する（Ｓｔｅｐ２）。ここで、図５（ｂ）は、生体信号Ｓｈと時間ｔの関係を示す図であり、図５（ｃ）は、判定信号Ｓｊと時間ｔの関係を示す図である。

図５（ｂ）に示すように、制御部３０は、閾値Ｓｔｈにより、生体信号Ｓｈから判定信号Ｓｊを生成する。すなわち、閾値Ｓｔｈと生体信号Ｓｈを比較器により比較する。図５（ｃ）に示すように、例えば、閾値Ｓｔｈ以上の場合はＨｉの判定信号Ｓｊ、閾値Ｓｔｈより小さい場合はＬｏの判定信号Ｓｊを生成する。

図５（ａ）のタイミングで表示１２ａが所定期間Ｔ_０だけ表示（投影）され、これを見た運転者９０の生体信号Ｓｈ（心拍数）は、緊張度の変化により、例えば、図５（ｂ）のａの曲線で示すように変化する。すなわち、表示（投影）開始のｔ１から生体信号Ｓｈは変化して時間ｔ２で閾値Ｓｔｈに達する。さらに、生体信号Ｓｈはある一定値まで上昇した後に、時間ｔ３で閾値Ｓｔｈ以下になって減少する。

表示１２ａに対応した運転者９０の視線の先の意識が低い場合は、図５（ｂ）に示すように、例えば、ｂの曲線で示すように、閾値Ｓｔｈを超えることがなく、生体信号Ｓｈは生成されない。

なお、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、表示信号Ｓｄは、必要に応じて必要回数繰り返すことができ、次の表示信号Ｓｄを時間ｔ４〜ｔ５で出力することにより、生体信号Ｓｈに基づく時間ｔ５〜ｔ６の判定信号Ｓｊ、・・・・・・を得ることができる。

制御部３０は、判定信号Ｓｊは表示信号Ｓｄと同期しているかどうかを判断する（Ｓｔｅｐ３）。図５（ａ）と図５（ｃ）を比較すると、表示１２ａの表示（投影）開始時間ｔ１に対応した時間はＴ_１だけ遅延した時間ｔ２である。表示１２ａの表示（投影）を認識して心拍数が変化する生体反応には、ある一定の反応時間が必要である。遅延時間Ｔ_１がこの一定の反応時間に相当すると判断される場合は、制御部３０は、判定信号Ｓｊは表示信号Ｓｄと同期していると判断することができる。判定信号Ｓｊは表示信号Ｓｄと同期していると判断する場合はＳｔｅｐ４へ進み（Ｓｔｅｐ３：Ｙｅｓ）、同期していないと判断する場合はＳｔｅｐ５へ進む（Ｓｔｅｐ３：Ｎｏ）。

制御部３０は、表示１２ａに対応した視線の先に意識があると判定することができる（Ｓｔｅｐ４）。運転者９０は、図４（ａ）で示したように、表示１２ａに対応した視線１３ａの先に意識があると判定できる。例えば、道路中央に意識があるかどうかを把握するには、表示部１０は、表示１２ａの位置に表示（投影）を行ない、判定信号Ｓｊと表示信号Ｓｄが同期しているかどうかを判定すればよいことになる。

一方、制御部３０は、表示１２ａに対応した視線の先に意識がないと判定することができる（Ｓｔｅｐ５）。運転者９０は、図４（ａ）で示したように、表示１２ａに対応した視線１３ａの先に意識がないと判定できる。このような判定は、例えば、車両の安全運転のために使用することができる。

以上の一連の動作フローにより、運転支援装置１の動作は終了する。

なお、図５（ａ）〜（ｃ）に示したように、上記の動作フローを複数回だけ繰り返して行なう構成とすることができる。１回の判定では、表示１２ａに対応した視線の先に意識があるかないかの判定が十分でない可能性がある。このため、上記示した動作フローを複数回だけ繰り返して判定を行なうことにより、精度のよい判定を行なうことができる。

（車両の前方の左右方向（水平方向）に対する運転者の視線の先の意識判断）
図４（ａ）、（ｂ）に示したように、表示部１０は、車両８の、例えば、フロントガラス下部に表示１２を投影する構成とされている。これは、車両の運転時において、車両の前方の上下方向よりも、左右方向（水平方向）の安全確認が重要で、その確認頻度も高いことによる。運転時には、道路の曲り、対向車、歩行者等に対する左右方向（水平方向）の確認が必要だからである。

図４（ａ）で示したように、表示１２ａに対応した運転者９０の視線の先の意識を判断した。その判断後に、次の表示信号Ｓｄにより、車両の前方の別の左右方向（水平方向）の位置に表示１２ｂを表示する。同様の動作フローにより、運転者９０は、図４（ｂ）で示したように、表示１２ｂに対応した視線１３ｂの先に意識があるかどうかを判定できる。

図６は、運転者の視線の先を示す、車両の上から運転者を見下ろして、運転者の視線の先を示す図である。車両の前方の左右方向（水平方向）に対する運転者の視線の先の意識判断を表示１２を左右方向（水平方向）に、例えば、表示１２ａ、表示１２ｂと切り替えることで、その視線の先１３ａ、１３ｂを意識しているかどうかを判定することができる。これにより、例えば、運転者９０の視線１３ｂの先の道路右側部に意識があるかどうかを把握することができ、対向車、歩行者に注意しているかどうか等を把握することができる。

（本発明の実施の形態の効果）
本実施の形態に係る運転支援装置１は以下のような効果を有する。
（１）本発明の実施の形態に係る運転支援装置１は、車両８の一部に所定のタイミングで表示をする表示手段である表示部１０と、車両８の運転者９０の生体情報を検知する生体情報検出部２０と、生体情報検出部２０の検出結果に基づいて、運転者９０が表示、又は表示の先に視線の意識が向いているかどうかを判定する判定処理部３２を有する制御部３０と、を有して構成される。これにより、運転者９０の生体の緊張度指標を検出して、これに基づいて運転者の視線の先の意識を把握することができる。
（２）視線の先に意識があるかどうかを把握することにより、運転者の視線だけでなく、意識の方向や意識の脇見検知もできるようになり、ヒューマンエラーの低減、車両の安全に貢献することができるようになる。
（３）本実施の形態では、特に、車両の前方の左右方向（水平方向）に対する運転者の視線の先の意識判断が効果的にできる。車両の運転では、信号機の確認等を除いて、多くが車両の前方の左右方向（水平方向）の確認を必要とされる。図４（ａ）等で示したように、表示部を、例えば、車両８のフロントガラス８１の下端部８２に設けることにより、車両の前方の左右方向（水平方向）における運転者の視線の先の意識を把握することができる。

以上、本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…運転支援装置
８…車両
１０…表示部
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ…表示
１３ａ、１３ｂ…視線
２０…生体情報検出部
２２…ＲＦ送受信ユニット
３０…制御部
３２…判定処理部
４０…舵角センサ
４１…シートベルト検知部
８１…フロントガラス
８２…下端部
８３…インストルメントパネル
９０…運転者
Ｓａ…舵角センサ信号
Ｓｂ…量信号
Ｓｄ…表示信号
Ｓｈ…生体信号
Ｓｊ…判定信号
Ｓｔｈ…閾値
Ｔ_０…所定期間
Ｔ_１…遅延時間

Claims

車両の一部に所定のタイミングで表示をする表示手段と、
前記車両の運転者の生体情報を検知する生体情報検出手段と、
前記生体情報検出手段の検出結果に基づいて、前記運転者が前記表示、又は前記表示の先に視線の意識が向いているかどうかを判定する判定処理部を有する制御部と、
を有することを特徴とする運転支援装置。
前記判定処理部は、前記生体情報検出手段の前記検出結果が、前記表示手段による前記表示の前記タイミングと同期しているかどうかに基づいて前記表示の先に視線の意識が向いているかどうかを判定することを特徴とする請求項１に記載の運転支援装置。
前記表示は、前記車両のフロントガラスに表示される表示マークであることを特徴とする請求項１又は２に記載の運転支援装置。
前記表示の先の視線は、前記車両の前方の左右方向（水平方向）であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の運転支援装置。