JP2018073235A - 運転評価モデル生成装置、運転評価モデル生成方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】運転経験や生活地域などによる感覚の違いを考慮した運転評価モデルを生成する。【解決手段】運転評価モデル生成装置は、移動体が走行する場所の画像情報を記憶する第１記憶部と、画像情報に対して判定者が評価した運転に関する評価情報を、当該判定者のプロフィールに関連付けて記憶する第２記憶部とを備える。そして、生成部は、画像情報及び評価情報に基づいて運転評価モデルを生成する。ここで、生成部は、一の評価条件に対応する運転評価モデルを生成する際、当該一の評価条件に該当する場合の画像情報及び評価情報に加えて、当該一の評価条件に該当しない場合の画像情報及び評価情報を用いて前記運転評価モデルを生成する。【選択図】図３

Description

本発明は、運転に関する評価を行うモデルを生成する方法に関する。

従来から、複数の車両からデータをサーバ装置に集約し、サーバ装置が機械学習により得た学習結果に関する情報を配信するシステムが知られている。例えば、特許文献１には、各車両の走行時の天候、時間帯などの状況を環境データとして収集し、環境データが示す状況ごとに学習するシステムが開示されている。

特開２０１５−１３３５５２号公報

運転時の状況認識及び状況判断については、運転者の経験等に基づく個人差があり、運転者によって認識や判断が異なる場合がある。この点、特許文献１は、このような個人差については何ら勘案していない。

本発明の解決しようとする課題としては、上記のものが一例として挙げられる。本発明は、運転経験や生活地域などによる感覚の違いを考慮した運転評価モデルを生成することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、運転評価モデル生成装置であって、移動体が走行する場所の画像情報を記憶する第１記憶部と、前記画像情報に対して判定者が評価した運転に関する評価情報を、当該判定者のプロフィールに関連付けて記憶する第２記憶部と、一の評価条件に対応する運転評価モデルを生成する際、当該一の評価条件に該当する場合の画像情報及び評価情報に加えて、当該一の評価条件に該当しない場合の画像情報及び評価情報を用いて前記運転評価モデルを生成する生成部と、を備える。

請求項６に記載の発明は、運転評価モデル生成装置により実行される運転評価モデル生成方法であって、移動体が走行する場所の画像情報を取得する第１取得工程と、前記画像情報に対して判定者が評価した運転に関する評価情報を、当該判定者のプロフィールに関連付けて取得する第２取得工程と、一の評価条件に対応する運転評価モデルを生成する際、当該一の評価条件に該当する場合の画像情報及び評価情報に加えて、当該一の評価条件に該当しない場合の画像情報及び評価情報を用いて前記運転評価モデルを生成する生成工程と、を備える。

請求項７に記載の発明は、コンピュータを備える装置により実行されるプログラムであって、移動体が走行する場所の画像情報を取得する第１取得工程、前記画像情報に対して判定者が評価した運転に関する評価情報を、当該判定者のプロフィールに関連付けて取得する第２取得工程、一の評価条件に対応する運転評価モデルを生成する際、当該一の評価条件に該当する場合の画像情報及び評価情報に加えて、当該一の評価条件に該当しない場合の画像情報及び評価情報を用いて前記運転評価モデルを生成する生成工程、を前記コンピュータに実行させる。

本発明の実施例に係る学習システムの構成を示す。 教師データ管理部の記憶データの例を示す。 学習処理の第１実施例のフローチャートである。 学習処理の第２実施例のフローチャートである。

本発明の１つの好適な実施形態では、運転評価モデル生成装置は、移動体が走行する場所の画像情報を記憶する第１記憶部と、前記画像情報に対して判定者が評価した運転に関する評価情報を、当該判定者のプロフィールに関連付けて記憶する第２記憶部と、一の評価条件に対応する運転評価モデルを生成する際、当該一の評価条件に該当する場合の画像情報及び評価情報に加えて、当該一の評価条件に該当しない場合の画像情報及び評価情報を用いて前記運転評価モデルを生成する生成部と、を備える。

上記の運転評価モデル生成装置は、移動体が走行する場所の画像情報を記憶する第１記憶部と、画像情報に対して判定者が評価した運転に関する評価情報を、当該判定者のプロフィールに関連付けて記憶する第２記憶部とを備える。そして、生成部は、一の評価条件に対応する運転評価モデルを生成する際、当該一の評価条件に該当する場合の画像情報及び評価情報に加えて、当該一の評価条件に該当しない場合の画像情報及び評価情報を用いて前記運転評価モデルを生成する。これにより、評価条件に該当しない状況においても適切な挙動を示す汎用的な運転評価モデルを生成することが可能となる。

上記の運転評価モデル生成装置の一態様では、前記一の評価条件は、地域に関する情報を含み、前記生成部は、一の地域に対応する運転評価モデルを生成する際、当該一の地域において得られた画像情報及び評価情報に加えて、当該一の地域とは異なる地域、より好適には当該一の地域と反対の地域で得られた画像情報及び評価情報を用いて前記運転評価モデルを生成する。この態様では、評価条件が示す地域以外の地域においても適切な挙動を示す運転評価モデルを生成することができる。

上記の運転評価モデル生成装置の他の一態様では、前記一の評価条件は、前記移動体の環境に関する情報を含み、前記生成部は、一の環境に対応する運転評価モデルを生成する際、当該一の環境において得られた画像情報及び評価情報に加えて、当該一の環境とは異なる環境、より好適には当該一の環境と反対の環境において得られた画像情報及び評価情報を用いて前記運転評価モデルを生成する。この態様では、評価条件が示す環境以外の環境においても適切な挙動を示す運転評価モデルを生成することができる。

本発明の他の好適な実施形態では、運転評価モデル生成装置により実行される運転評価モデル生成方法は、移動体が走行する場所の画像情報を取得する第１取得工程と、前記画像情報に対して判定者が評価した運転に関する評価情報を、当該判定者のプロフィールに関連付けて取得する第２取得工程と、一の評価条件に対応する運転評価モデルを生成する際、当該一の評価条件に該当する場合の画像情報及び評価情報に加えて、当該一の評価条件に該当しない場合の画像情報及び評価情報を用いて運転評価モデルを生成する生成工程と、を備える。この方法によっても、評価条件に該当しない状況においても適切な挙動を示す汎用的な運転評価モデルを生成することが可能となる。

本発明の他の好適な実施形態では、コンピュータを備える装置により実行されるプログラムは、移動体が走行する場所の画像情報を取得する第１取得工程、前記画像情報に対して判定者が評価した運転に関する評価情報を、当該判定者のプロフィールに関連付けて取得する第２取得工程、一の評価条件に対応する運転評価モデルを生成する際、当該一の評価条件に該当する場合の画像情報及び評価情報に加えて、当該一の評価条件に該当しない場合の画像情報及び評価情報を用いて運転評価モデルを生成する生成工程、を前記コンピュータに実行させる。このプログラムをコンピュータで実行することにより、上記の運転評価モデル生成装置を実現することができる。このプログラムは、記憶媒体に記憶して取り扱うことができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。
［システム構成］
図１は、本発明の運転評価モデル生成装置の一実施例である学習システムの構成を示す。学習システム１０は、例えばサーバ装置など、コンピュータを備える装置により実現される。図示のように、学習システム１０は、画像データ蓄積部１１と、教師データ管理部１２と、学習データ制御部１３と、機械学習部１４と、運転評価モデルデータベース（以下、「データベース」を「ＤＢ」と表記する。）と、を備える。

画像データ蓄積部１１には、車両のカメラから撮影された画像データが蓄積される。典型的な例では、画像データは、車両の走行中に車載カメラにより撮影され、インターネットを介した無線通信などにより、サーバとして構成される学習システム１０へ供給される。画像データは、車両の走行している環境、具体的には、車両前方の道路とその周辺を含む画像となっている。画像データは、その識別情報である画像データＩＤに対応付けて画像データ蓄積部１１に保存されている。

教師データ管理部１２は、画像データが示す走行環境について、判定者が教師として運転に関する評価を行った結果を記憶する。図２は、教師データ管理部１２の記憶データの例を示す。教師データ管理部１２には、複数の教師データが記憶される。１つの記憶データは、画像データＩＤと、プロフィールと、環境情報と、判定値とにより構成される。教師データ管理部１２に記憶された教師データは、後述の機械学習部１４による学習に使用される。なお、教師データは、例えば実際に走行している車両又はその車両に搭載されたカーナビゲーション装置などから送信されたプローブデータから生成することができる。また、アンケート方式により、画像データを判定者に見せて運転に関する評価をしてもらうと同時にその判定者のプロフィールやそのときの環境情報を取得して教師データを生成しても良い。

「画像データＩＤ」は、判定者による判定の対象となる画像データの識別情報である。「プロフィール」は、運転評価の機械学習を行う際の教師のプロフィールであり、実際には画像データについての判定を行う判定者のプロフィールを示す。プロフィールは、教師識別子と、性別と、生年と、居住地と、運転歴とを含む。

「教師識別子」は、教師を一意に示す識別情報であり、具体的には判定者のＩＤなどである。「性別」は判定者の性別であり、「生年」は判定者の生まれた年である。なお、生年の代わりに年齢を用いてもよい。「居住地域」は判定者が居住している地域を示し、本例では都市部と郊外に分類されている。「運転歴」は判定者の運転歴であり、本例では運転経験年数を用いている。

「環境情報」は、各画像データが撮影された際の環境を示す情報であり、天候、道路種別、時間帯を含む。「天候」は、画像データの撮影時の天候であり、晴れ、曇り、雨、雪などが使用される。「道路種別」は、画像データに含まれる道路、即ち、撮影の際に車両が走行している道路の種別であり、高速道路、国道、県道、細街路などが使用される。「時間帯」は、画像データの撮影時の時間帯を示す。

「判定値」は、判定者による画像データの評価結果であり、画像データが示す走行環境を判定者が評価した結果である。本例では、判定値は「運転しにくい」と「運転しやすい」の２値が割り当てられているが、運転しやすさを３段階や５段階に分類し、３値や５値の判定値を用いてもよい。

なお、図２に示す例では、教師識別子が「Ｋ１１１６」、「Ｈ１１１７」、「Ｔ１１１０」の３人の判定者がそれぞれ２枚の画像データについて運転しやすさの判定を行った結果が教師データとして記憶されている。

図１に戻り、学習データ制御部１３は、画像データ蓄積部１１に記憶された画像データと、教師データ管理部１２に記憶された教師データに基づいて学習データを生成し、機械学習部１４へ供給する。「学習データ」とは、機械学習部１４に入力されて機械学習に使用されるデータであり、教師データと学習用データとを含む。ここで、「教師データ」とは、教師データ管理部１２に記憶されている判定値であり、「学習用データ」は判定値に対応する画像データである。即ち、学習データは、画像データと、その画像データに対する判定者の判定値とを紐付けたデータである。詳細は後述するが、学習データ制御部１３は、教師データをそのプロフィール又は環境情報の共通性によりグループ化して教師モデルを生成し、教師モデル毎に学習用データを生成して機械学習部１４へ供給する。

機械学習部１４は、学習データ制御部１３から供給された学習データを利用して教師あり学習を行う。そして、機械学習部１３は、学習結果として、画像データが示す走行環境が運転しやすいか否かを判定するためのモデル（以下、「運転評価モデル」と呼ぶ。）を生成する。即ち、運転評価モデルは、教師あり機械学習による得られたパターン識別器であって、例えばニューラルネットワークを適用した学習により得られた学習結果である。

ここで、上述のように学習データ制御部１３は教師モデル毎に学習データを生成して機械学習部１４に供給するので、機械学習部１４は教師モデル毎に学習結果を生成し、運転評価モデルとして運転評価モデルＤＢ１５に記憶する。例えば、ディープラーニングによる学習の場合、運転評価モデルは、ネットワークデータ、教師モデル（教師モデルの作成に用いた教師のプロフィール）、環境データ（学習時に用いられた環境情報のパラメータ）などにより構成される。

上記の構成において、画像データ蓄積部１１は本発明の第１記憶部の一例であり、教師データ管理部１２は本発明の第２記憶部の一例であり、学習データ制御部１３及び機械学習部１４は本発明の生成部の一例である。

［学習処理］
次に、学習システム１０による学習処理について説明する。
（第１実施例）
第１実施例の学習処理では、居住地域に関するプロフィールを指定することにより教師モデルを設定し、その教師モデルに対応する運転評価モデルを作成する。

図３は、第１実施例による学習処理のフローチャートである。この処理は、主として図１に示す学習システム１０の学習データ制御部１３及び機械学習部１４により実行される。なお、学習システム１０がサーバなどのコンピュータ装置により構成される場合、学習処理はそのコンピュータ装置が予め用意されたプログラムを実行することにより実現される。

まず、学習データ制御部１３は、教師データ管理部１２に記憶されている教師データから、居住地域に関するプロフィールの共通性により教師をグループ化して教師モデルを作成する（ステップＳ１１）。図２の例では、プロフィールとして、性別、生年、居住地域、運転歴が記憶されている。学習データ制御部１３は、これらのうち、居住地域に関するプロフィールが共通する判定者によりグループを作成する。例えば、学習データ制御部１３は、都市部に居住する判定者の教師データにより「都市部居住者」というグループを作成し、これを教師モデルとする。

次に、学習データ制御部１３は、ステップＳ１１で作成した教師モデルに属する教師データから、その居住地域、及び、その居住地域と異なる又は反対の地域の画像データと判定値を取得する（ステップＳ１２）。上記の例では、教師モデル「都市部居住者」が作成されているので、学習データ制御部１３は、学習データとして使用する画像データ及び判定値として、教師モデル「都市部居住者」の居住地域である都市部において撮影された画像データのみならず、それと異なる又は反対の地域である「郊外」で撮影された画像データ及び判定値をも取得する。いま、図２の例において、画像データＩＤ「１０７」及び「１０９」の画像が都市部で撮影された画像データであり、画像データＩＤ「１０８」及び「１１０」の画像が郊外で撮影された画像データであるものと仮定する。この場合、学習データ制御部１３は、教師モデル「都市部居住者」について、都市部居住者である２名の判定者（教師識別子＝Ｌ１１１６及びＨ１１１７）の教師データであって、都市部で撮影された画像データ（画像データＩＤ＝「１０７」、「１０９」）とその判定値のみならず、郊外で撮影された画像データ（画像データＩＤ＝「１０８」、「１１０」）とその判定値をも取得する。

そして、学習データ制御部１３は、取得した画像データと判定値を、その教師モデルの学習データとして保存する（ステップＳ１３）。こうして、ステップＳ１１で作成された教師モデルについて使用する学習データが用意される。

こうして作成された学習データは機械学習部１４に供給され、機械学習部１４は学習データを用いて機械学習を実行する（ステップＳ１４）。そして、機械学習部１４は、機械学習により得られた学習結果を保存する（ステップＳ１５）。具体的に、機械学習により得られた学習結果は、ステップＳ１１で作成された教師モデルに対応する運転評価モデルとなる。即ち、上記の例では、学習結果として教師モデル「都市部居住者」の運転評価モデルが得られる。そして、機械学習部１４は、この運転評価モデルを運転評価モデルＤＢ１５に保存する。

なお、ステップＳ１３で、教師モデルに属する教師（判定者）について画像データと判定値を取得して学習データを生成する際に、同じ教師モデルに属する判定者から異なる判定値が得られる場合がある。例えば、教師モデル「都市部居住者」に属する判定者による同一の画像データに対する判定値が「運転しやすい」と「運転しにくい」に割れるケースが考えられる。この場合、得られた画像データと判定値は、そのままでは、学習データとして画像データと判定値を一対一で入力する機械学習処理に利用することができない。よって、学習データ制御部１３は、以下の方法で同一の画像データに対応する判定値を１つに統一する。

学習データ制御部１３は、基本的に多数決により判定値を１つに決定する。即ち、学習データ制御部１３は、同一の画像データに対する判定値の出現回数をそれぞれカウントし、最も出現回数の多い判定値をその画像データに対する判定値として採用する。上記の例では、教師モデル「都市部居住者」に属する判定者による、同一の画像に対する判定値「運転しにくい」と「運転しやすい」の数をそれぞれカウントし、多い方の判定値をその画像データの判定値として採用する。

なお、上記の多数決方式に信頼性の判断を加えて、同一の画像データに対する判定値を１つに決定してもよい。具体的には、異なる判定値の出現回数に大差がない場合には、精度が不十分となる可能性があるので、その画像データ及びそれに対する判定値を学習データとして採用しないこととしてもよい。

また、最も多い出現回数が、他の判定値の出現回数と比較して優位性が認められる程度の差異があることを出現回数の比率で判定し、そのような差異がある場合に限り、最も多い出現回数の判定値を採用することとしてもよい。例えば、最も多い出現回数が全体の７０％以上である、又は、最も多い出現回数が２番目に多い出現回数より１０％以上大きい、などの条件が満たされる場合に、最も多い出現回数の判定値を採用することとしてもよい。

このように、第１実施例では、居住地域に関するプロフィールにより教師モデルを設定して機械学習を行う際に、教師モデルの居住地域で得られた画像データ及びその評価情報のみならず、それと異なる又は反対の地域で得られた画像データ及びその評価情報を学習データとして使用する。これにより、どのような地域を走行する場合においても適切な挙動を示す、汎用的な運転評価モデルを生成することが可能となる。即ち、生成された「都市部居住者」の運転評価モデルは、都市部を走行している場合のみならず、郊外を走行している場合においても適切な挙動を示すようになる。

（第２実施例）
第２実施例の学習処理では、環境情報により教師モデルを設定し、その教師モデルに対応する運転評価モデルを作成する。

図４は、第２実施例による学習処理のフローチャートである。この処理は、主として図１に示す学習システム１０の学習データ制御部１３及び機械学習部１４により実行される。なお、学習システム１０がサーバなどのコンピュータ装置により構成される場合、学習処理はそのコンピュータ装置が予め用意されたプログラムを実行することにより実現される。

まず、学習データ制御部１３は、教師データ管理部１２に記憶されている教師データから、環境情報の共通性により教師をグループ化して教師モデルを作成する（ステップＳ２１）。例えば、学習データ制御部１３は、天候が「雨」である教師データにより「降雨時」というグループを作成し、これを教師モデルとする。

次に、学習データ制御部１３は、ステップＳ２１で作成した教師モデル「降雨時」に属する教師データから、画像データと判定値を取得する（ステップＳ１２）。上記の例では、学習データ制御部１３は、図２に示す教師データのうち、天候が「雨」である教師データについて、画像データと判定値を取得する。

さらに、学習データ制御部１３は、教師モデルの環境と異なる又は反対の環境の画像データと判定値も取得する（ステップＳ２３）。上記の例では、学習データ制御部１３は、教師モデルの環境「雨」と異なる又は反対の環境である「晴れ」及び「曇り」の教師データから画像データと判定値を取得する。

そして、学習データ制御部１３は、取得した画像データと判定値を、その教師モデルの学習データとして保存する（ステップＳ２４）。こうして、ステップＳ２１で作成された教師モデルについて使用する学習データが用意される。

こうして作成された学習データは機械学習部１４に供給され、機械学習部１４は学習データを用いて機械学習を実行する（ステップＳ２５）。そして、機械学習部１４は、機械学習により得られた学習結果を保存する（ステップＳ２６）。具体的に、機械学習により得られた学習結果は、ステップＳ２１で作成された教師モデルに対応する運転評価モデルとなる。即ち、上記の例では、学習結果として教師モデル「降雨時」の運転評価モデルが得られる。そして、機械学習部１４は、この運転評価モデルを運転評価モデルＤＢ１５に保存する。

このように、第２実施例では環境情報である天候「雨」に関する教師モデル「降雨時」についての運転評価モデルを生成する際に、学習データとして、その環境と異なる又は反対の環境である「晴れ」及び「曇り」の画像データと判定値をも利用している。これにより、機械学習部１４が利用する学習データを多様化し、汎用性の高い運転評価モデルを生成することが可能となる。即ち、生成された「降雨時」の運転評価モデルは、降雨時のみならず、晴れや曇りの走行時においても適切な挙動を示すようになる。

なお、環境情報における「異なる環境」としては、天候に関して「晴れ」、「曇り」、「雨」、「雪」、道路種別に関して「高速道路」、「国道」、「県道」、「細街路」、時間帯に関して「朝」、「昼」、「夜」などが挙げられる。また、「反対の環境」としては、天候に関して「晴れ」と「雨」又は「雪」、道路種別に関して「高速道路」又は「国道」と「細街路」、時間帯に関して「朝」又は「昼」と「夜」などが挙げられる。

［変形例］
上記の実施例では、居住地域又は環境情報により教師モデルを設定しているが、居住地域と環境情報の組み合わせ、又は、複数の環境情報の組み合わせにより教師モデルを設定してもよい。例えば、「都市居住者（降雨時）」、「晴れの夜」などの教師モデルを設定してもよい。ここで、教師モデル「都市居住者（降雨時）」については、居住地域が「都市部」である教師データであって、降雨時に都市部で撮影された画像データのみならず、晴れや曇りのときに都市部及び郊外で撮影された画像データが学習データとして用いられる。また、教師モデル「晴れの夜」については、晴れの夜に撮影された画像データのみならず、雨や曇りの朝や夜に撮影された画像データが学習データとして用いられる。

１０ 学習システム
１１ 画像データ蓄積部
１２ 教師データ管理部
１３ 学習データ制御部
１４ 機械学習部
１５ 運転評価モデルデータベース

Claims (8)

1. 移動体が走行する場所の画像情報を記憶する第１記憶部と、
   前記画像情報に対して判定者が評価した運転に関する評価情報を、当該判定者のプロフィールに関連付けて記憶する第２記憶部と、
   一の評価条件に対応する運転評価モデルを生成する際、当該一の評価条件に該当する場合の画像情報及び評価情報に加えて、当該一の評価条件に該当しない場合の画像情報及び評価情報を用いて前記運転評価モデルを生成する生成部と、
   を備える運転評価モデル生成装置。
2. 前記一の評価条件は、地域に関する情報を含み、
   前記生成部は、一の地域に対応する運転評価モデルを生成する際、当該一の地域において得られた画像情報及び評価情報に加えて、当該一の地域とは異なる地域で得られた画像情報及び評価情報を用いて前記運転評価モデルを生成する請求項１に記載の運転評価モデル生成装置。
3. 前記生成部は、一の地域に対応する運転評価モデルを生成する際、当該一の地域において得られた画像情報及び評価情報に加えて、当該一の地域と反対の地域で得られた画像情報及び評価情報を用いて前記運転評価モデルを生成する請求項２に記載の運転評価モデル生成装置。
4. 前記一の評価条件は、前記移動体の環境に関する情報を含み、
   前記生成部は、一の環境に対応する運転評価モデルを生成する際、当該一の環境において得られた画像情報及び評価情報に加えて、当該一の環境とは異なる環境において得られた画像情報及び評価情報を用いて前記運転評価モデルを生成する請求項１に記載の運転評価モデル生成装置。
5. 前記生成部は、一の環境に対応する運転評価モデルを生成する際、当該一の環境において得られた画像情報及び評価情報に加えて、当該一の環境とは反対の環境において得られた画像情報及び評価情報を用いて前記運転評価モデルを生成する請求項４に記載の運転評価モデル生成装置。
6. 運転評価モデル生成装置により実行される運転評価モデル生成方法であって、
   移動体が走行する場所の画像情報を取得する第１取得工程と、
   前記画像情報に対して判定者が評価した運転に関する評価情報を、当該判定者のプロフィールに関連付けて取得する第２取得工程と、
   一の評価条件に対応する運転評価モデルを生成する際、当該一の評価条件に該当する場合の画像情報及び評価情報に加えて、当該一の評価条件に該当しない場合の画像情報及び評価情報を用いて運転評価モデルを生成する生成工程と、
   を備える運転評価モデル生成方法。
7. コンピュータを備える装置により実行されるプログラムであって、
   移動体が走行する場所の画像情報を取得する第１取得工程、
   前記画像情報に対して判定者が評価した運転に関する評価情報を、当該判定者のプロフィールに関連付けて取得する第２取得工程、
   一の評価条件に対応する運転評価モデルを生成する際、当該一の評価条件に該当する場合の画像情報及び評価情報に加えて、当該一の評価条件に該当しない場合の画像情報及び評価情報を用いて運転評価モデルを生成する生成工程、
   を前記コンピュータに実行させるプログラム。
8. 請求項７に記載のプログラムを記憶した記憶媒体。

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