JP2018151900A - 運転状態判定装置、運転状態判定方法及び運転状態判定のためのプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、脇見運転による車両の接触等を防止するために運転者の視線方向を検出する技術が知られているが、さらに、運転者の視線方向の検出結果の妥当性を検証する技術も提案されている(特許文献1参照)。
また、居眠り運転を効果的に防止する技術も提案されている(特許文献2参照)。
[一実施形態]
(構成)
図1は、この発明の一実施形態に係る運転状態判定装置2を備えた車両1の全体構成を示す図である。運転状態判定装置2は、乗用車等の車両1に搭載される。運転状態判定装置2の構成については後述する。車両1は、例えば、自動車、バス、トラック及び電車等のうちの何れかであっても、これら以外の運転者(以下、ドライバとも称する)が乗る乗り物であってもよい。
アクセルペダルセンサ8は、アクセルペダルの操作量を検出する。アクセルペダルセンサ8は、検出結果を運転状態判定装置2及び自動運転制御装置14へ出力する。
ブレーキペダルセンサ9は、ブレーキペダルの操作量を検出する。ブレーキペダルセンサ9は、検出結果を運転状態判定装置2及び自動運転制御装置14へ出力する。
GPS受信機10は、車両1の現在位置情報を受信する。GPS受信機10は、現在位置情報をナビゲーション装置13及び自動運転制御装置14へ出力する。
ジャイロセンサ11は、車両1の挙動を検出する。ジャイロセンサ11は、検出結果をナビゲーション装置13及び自動運転制御装置14へ出力する。
車速センサ12は、車両1の速度を検出する。車速センサ12は、検出結果をナビゲーション装置13及び自動運転制御装置14へ出力する。
ナビゲーション装置13は、経路情報を運転状態判定装置2及び自動運転制御装置14へ出力する。
ナビゲーション装置13は、車両走行状態を運転状態判定装置2及び自動運転制御装置14へ出力する。
道路環境に関する情報のいくつかの例について説明する。
道路環境に関する情報は、現在位置から目的地までに通過する道路の種別の情報を含んでいてもよい。道路の種別は、例えば、人の通行が制限されている道路又は人の通行が制限されていない道路などに分けられる。人の通行が制限されている道路は、例えば、高速道路である。高速道路は、自動車専用道路ということもできる。人の通行が制限されていない道路は、例えば、一般道路である。
道路環境に関する情報は、現在位置から目的地までに通過する道路上の設置物の位置情報を含んでいてもよい。設置物は、例えば、標識であるが、これ以外に道路に設置されている物であってもよい。
道路環境に関する情報は、現在位置から目的地までに通過する道路近傍の建造物の位置情報を含んでいてもよい。
なお、経路情報は、道路環境に関する情報として、上述の例以外の情報を含んでいてもよい。
第2の道路は、例えば、第1の道路よりも運転者が車両1の運転に集中力及び注意力などを要する道路環境の道路である。なお、第2の道路は上述のように第1の道路とは道路環境の異なる道路であればよく、この例に限られるものではない。
一例では、第1の道路は高速道路であり、第2の道路は一般道路である。高速道路では、通常、人の飛び出しは起こり得ない。他方、一般道路では、人の飛び出しが起こり得る。さらに、高速道路は、一般道路よりも長い直線区間を有する道路である。そのため、一般道路は、運転モードによらず、高速道路よりも運転者が車両1の運転に集中力及び注意力などを要する。
自動運転制御装置14は、運転モードが自動運転モードである場合に車両1の走行を自動制御する。
自動運転制御装置14は、各種情報又は各種指示(制御信号含む)に基づき運転モードを自動運転モードに設定して車両1の走行を自動制御したり、運転モードを自動運転モードから手動運転モードに切り替えて車両1の走行の自動制御を停止したりする。手動運転モードに切り替えられると、つまり自動制御が停止されると手動運転が可能になる。例えば、ナビゲーション装置13は、運転者からの自動運転モードの指示入力を受け取り、自動運転制御装置14へ自動運転モードを指示し、自動運転制御装置14が運転モードを自動運転モードに設定し、車両1の走行を自動制御する。また、ナビゲーション装置13は、記憶している地図情報に対応する自動運転区間の設定情報を受け取り、GPS受信機10からの現在位置情報に基づき車両1が自動運転区間に入ったことが検出されると、自動運転モードを指示し、自動運転制御装置14が運転モードを自動運転モードに設定し、車両1の走行を自動制御する。
ドライバカメラ15は、例えば、ダッシュボード上のような運転者の正面となる位置に設置されている。ドライバカメラ15は、運転者を監視するセンサの一例である。ドライバカメラ15は、車両1の運転開始に応答して起動し、運転者の顔を含む所定の範囲を連続的に撮影する。ドライバカメラ15は、撮影した画像(以下、運転者画像データという)を運転状態判定装置2へ出力する。運転者画像データは、運転者の状態を検出するために用いられる監視データの一例である。運転者の状態は、例えば、運転者の前方注視、眠気、睡眠、脇見、服の着脱、電話操作、窓側・肘掛けへの寄り掛かり、同乗者やペットによる運転妨害、病気の発症、後ろ向き、突っ伏し、飲食、喫煙、めまい、異常行動、カーナビゲーション・オーディオ操作、眼鏡・サングラスの着脱、写真撮影及び視覚的認知などの指標のうちの少なくとも何れか1つの指標を含む。視覚的認知については、運転者が対象を視覚的にどの程度認知したかの指標である。運転者の状態は、ここに例示する指標以外の指標を含んでいてもよい。
上述の運転状態判定装置2の構成について説明する。
運転状態判定装置2は、車両の状態及び運転者の状態に関する情報を取得し、車両の状態及び運転者の状態を検出し、車両の状態及び運転者の状態に基づき運転適否を判定し、判定結果に応じた信号を出力する。なお、運転状態判定装置2は、上述の運転者の状態に基づいて運転者の運転集中度を推定し、運転集中度に基づき運転者が車両1の運転に適した状態か否かを判定するようにしてもよい。運転集中度は、運転者が車両1の運転に適した度合いである。運転集中度が高くなるにつれ、運転者は、より車両1の運転に適した状態になる。逆に、運転集中度が低くなるにつれ、運転者は、より車両1の運転に適さない状態になる。
運転状態判定装置2は、入出力インタフェースユニット21と、記憶ユニット22と、制御ユニット23とを備える。
記憶ユニット22は、例えば、SSD(Solid State Drive)やHDD(Hard Disk Drive)等の随時書き込み及び読み出しが可能な不揮発性メモリである。記憶ユニット22は、監視データ記憶部221と、車外画像データ記憶部222とを備える。
車外画像データ記憶部222は、制御ユニット23が車外カメラ6から取得する車外画像データを記憶する。
制御ユニット23は、プロセッサ231と、メモリ232とを備える。
プロセッサ231は、例えば、コンピュータを構成するCPU(Central Processing Unit)である。プロセッサ231が備える各部の構成については後述する。なお、図2には1つのプロセッサ231を示しているが、制御ユニット23は、1つ以上のプロセッサを備えていてもよい。
メモリ232は、不揮発性メモリ又はRAM(Random-Access Memory)である。メモリ232は、プロセッサ231が備える各部の処理をプロセッサ231に機能させるプログラムを備える。プログラムは、プロセッサ231を動作させる命令ということもできる。プログラムは、記憶ユニット22に記憶されており、記憶ユニット22からメモリ232に読み出される。メモリ232のプログラムは、プロセッサ231によって読み出される。一実施形態は、プログラムによって実現されてもよい。
プロセッサ231は、監視データ取得部2311と、車外画像データ取得部2312と、車両情報取得部2313、経路情報取得部2314と、現在位置情報取得部2315と、情報検出部2316と、信号出力部2318とを備える。なお、各部は、1つ以上のプロセッサに分散されていてもよい。
車外画像データ取得部2312は、入出力インタフェースユニット21を介して、車外カメラ6から車外画像データを取得する。車外画像データ取得部2312は、車外画像データを車外画像データ記憶部222に記憶させる。
現在位置情報取得部2315は、入出力インタフェースユニット21を介して、GPS受信機10から現在位置情報を取得する。現在位置情報取得部2315は、現在位置情報を情報検出部2316へ出力する。
情報検出部2316は、車両の状態及び運転者の状態に関する情報を運転状態判定部2317へ出力する。
運転状態判定部2317は、運転集中度と基準とを比較する。運転状態判定部2317が複数の指標それぞれについての運転集中度を推定する場合、複数の指標それぞれについての運転集中度を基準と比較してもよい。情報検出部2316は、比較結果を信号出力部2318へ出力する。なお、基準は、任意に変更可能であってもよい。
例えば、信号出力部2318は、自動運転制御装置14へ運転適否の判定結果に応じた信号を出力する。自動運転制御装置14は、運転適否の判定結果に応じた信号に基づき運転を制御してもよい。運転適否の判定結果に応じた信号の出力、及び判定結果に応じた信号に基づく運転制御については後に詳しく説明する。
図3は、情報検出部2316の構成を示すブロック図である。情報検出部2316は、一例として、局所情報検出部23161と、大局情報検出部23162と、運転者情報検出部23163とを備える。
このように、情報検出部2316は、例えば、局所的な情報及び大局的な情報を組み合わせることで、様々な運転者の状態を検出することができる。
例えば、情報検出部2316は、車両1の走行情報に基づき車両の進行方向を検出し、車両の進行方向を基準として運転者の視線方向及び視線角を検出することができる。
情報検出部2316は、経路情報及び現在位置情報を参照して、車両1の近傍に位置する対象を抽出する。対象は、上述のように、例えば、標識などの設置物及び建造物などであるが、運転者が視覚的に認識する可能性のあるものであれば特に限定されない。情報検出部2316は、車両1が対象の近傍を通過するタイミングと略同タイミングで撮影された運転者画像データから運転者の視線及び顔の向きを検出する。情報検出部2316は、運転者の視線及び顔の向きの少なくとも何れか一方と対象の位置情報とを用いて、視覚的認知を検出する。
なお、情報検出部2316は、車両1の前後左右の何れの近傍に位置している対象を用いてもよい。情報検出部2316は、車両1の前側よりも、左側又は右側の近傍に位置している対象を用いた方が好ましい。対象が車両1の前側に位置していれば、運転者の視線及び顔はそれほど動かない。これに対して、対象が車両1の左側又は右側の近傍に位置していれば、運転者の視線及び顔は、左側又は右側へ動く。そのため、情報検出部2316は、視覚的認知を適切に検出することができる。
次に、以上のように構成されている自動運転制御装置14の動作を説明する。
図6は、運転状態判定装置による手動運転モード適否判定から信号出力までの流れの一例を示すフローチャート。
監視データ取得部2311、車両情報取得部2313、及び情報検出部2316は、操舵方向と視線方向に関する情報を取得する。運転状態判定部2317は、操舵方向と視線方向の関係に基づき手動運転モードの適否を判定する。例えば、運転状態判定部2317は、操舵方向と視線方向の差分(差分角)が基準角より大きい場合(ステップS1311、YES)、手動運転モードが不適切であると判定する(ステップS1312)。例えば、操舵方向と視線方向が所定量以上ずれている場合に、脇見運転の可能性が高いと判定し、手動運転モードが不適切であると判定することができる。操舵方向が右で視線方向が左という具合に、操舵方向と視線方向がちぐはぐな場合には、手動運転モードが不適切であると判定することができる。
監視データ取得部2311、車両情報取得部2313、及び情報検出部2316は、操舵方向と視線方向に関する情報を取得する。例えば、操舵方向と視線方向とに関する情報は、時間変化に対応する操舵方向と視線方向を示す情報である。つまり、操舵方向と視線方向とに関する情報から、操舵方向と視線方向の差分が基準角より大きく且つその状態が基準時間より長いか否かを判定することができる。
監視データ取得部2311、車両情報取得部2313、及び情報検出部2316は、操舵方向、視線方向、及び車速に関する情報を取得する。運転状態判定部2317は、操舵方向と視線方向と車両の車速の関係に基づき手動運転モードの適否を判定する。例えば、運転状態判定部2317は、車速に関する情報から車両1が走行中であることを検出し(ステップS1331、YES)、操舵方向と視線方向の差分が基準角より大きく(ステップS1332、YES)、車速が基準速度より速い場合に(ステップS1333、YES)、手動運転モードが不適切であると判定する(ステップS1334)。つまり、車両の車速が所定速度より速く(例えば1〜10km程度で徐行している状態ではなく)、操舵方向と視線方向が所定量以上ずれている場合に、手動運転モードが不適切であると判定する。
監視データ取得部2311、車両情報取得部2313、及び情報検出部2316は、運転状態判定装置2から物体検出に関する情報、及び物体認知に関する情報を取得する。運転状態判定部2317は、取得された情報に基づき、運転者が視覚的認知する可能性のある物体又は運転者が視覚的認知する可能性があり且つ車両1が接触する可能性のある物体が検出され(ステップS1341、YES)、その物体が未認知の場合(ステップS1342、YES)、手動運転モードが不適切であると判定する(ステップS1343)。
運転者が視覚的認知する可能性のある物体、又は運転者が視覚的認知する可能性があり且つ車両1が接触する可能性のある物体としては、道路上の落下物、標識、又はガードレール等がある。車両1の走行状態から、道路上の落下物、標識、又はガードレール等に接触する可能性があるか否かを判定することができる。
以上詳述したようにこの発明の一実施形態では、自動運転制御装置14は、手動運転モードの実行中における操舵方向と視線方向の関係に基づき手動運転モードの適否を判定することができる。例えば、手動運転モードの実行中における操舵方向と視線方向の関係から運転者の注意力に欠けた状態を手動運転モードが不適切な状態であるとして、運転適否を精度良く判定することができる。例えば操舵方向と視線方向とが対応していない状態、右方向に操舵しているのに左方向に視線を送っているちぐはぐな状態、又は操舵方向と視線方向との差分が基準値より大きい場合には、脇見運転等の可能性が高く、このような状態を手動運転モードが不適切な状態であると判定することができる。例えば、手動運転モードが不適切な状態であると判定された場合には、手動運転モードが不適切であることを示す判定結果に応じた信号を出力することができ、この信号に基づき手動運転モードを自動運転モードへ切り替えることも可能となり、運転者の不注意による車両の接触等の発生を減らして安全性の向上を図ることもできる。
以下、いくつかの他の実施形態について説明する。
前記第一実施形態で説明した自動運転モードの不適切判定以外に、車両1が取得可能な様々な情報のうちの1つ以上の情報から、手動運転モードが不適切か否か判定するようにしてもよい。様々な情報としては、操舵方向、視線方向、車速、物体検知、物体認知、集中度、及び道路環境がある。
(付記1)
車両の操舵方向及び前記車両の運転者の視線方向に関する情報を取得し、
手動運転モードの実行中における前記操舵方向と前記視線方向の関係に基づき前記手動運転モードの適否を判定し、
前記手動運転モードの不適切の判定に基づき前記手動運転モードを自動運転モードへ切り替えるように構成されているプロセッサと、
前記プロセッサを動作させる命令を記憶するメモリと、
を備える運転状態判定装置。
少なくとも1つのプロセッサを用いて、
車両の操舵方向及び前記車両の運転者の視線方向に関する情報を取得し、
手動運転モードの実行中における前記操舵方向と前記視線方向の関係に基づき前記手動運転モードの適否を判定し、
前記手動運転モードの不適切の判定に基づき前記手動運転モードを自動運転モードへ切り替える、運転状態判定方法。
Claims (10)
- 車両の操舵方向及び前記車両の運転者の視線方向に関する情報を取得する情報取得部と、
手動運転モードの実行中における前記操舵方向と前記視線方向の関係に基づき前記手動運転モードの適否を判定する運転状態判定部と、
判定結果に応じた信号を出力する信号出力部と、
を備える運転状態判定装置。 - 前記運転状態判定部は、前記操舵方向と前記視線方向の差分が基準角より大きい場合に前記手動運転モードが不適切であると判定する請求項1に記載の運転状態判定装置。
- 前記運転状態判定部は、前記操舵方向と前記視線方向の差分が基準角より大きい時間が基準時間より長い場合に前記手動運転モードが不適切であると判定する請求項1に記載の運転状態判定装置。
- 前記運転状態判定部は、前記操舵方向と前記視線方向と前記車両の車速の関係に基づき前記手動運転モードの適否を判定する請求項1に記載の運転状態判定装置。
- 前記運転状態判定部は、前記操舵方向と前記視線方向の差分が基準角より大きく前記車速が基準速度より速い場合に前記手動運転モードが不適切であると判定する請求項4に記載の運転状態判定装置。
- 前記情報取得部は、物体の検知に関する情報及び前記運転者による前記物体の認知に関する情報を取得し、
前記運転状態判定部は、前記物体が検知され且つ前記物体が未認知の場合に前記手動運転モードが不適切であると判定する請求項1から5の何れか1項に記載の運転状態判定装置。 - 前記信号出力部は、前記手動運転モードの不適切の判定に基づき前記手動運転モードを自動運転モードへ切り替えるための制御信号を出力する請求項1から6の何れか1項に記載の運転状態判定装置。
- 前記信号出力部は、前記手動運転モードの不適切の判定に基づき自動運転モードを実行して前記車両を減速又は停止させるための制御信号を出力する請求項1から6の何れか1項に記載の運転状態判定装置。
- 車両の操舵方向及び前記車両の運転者の視線方向に関する情報を取得する情報取得過程と、
手動運転モードの実行中における前記操舵方向と前記視線方向の関係に基づき前記手動運転モードの適否を判定する運転状態判定過程と、
判定結果に応じた信号を出力する信号出力過程と、
を備える運転状態判定方法。 - 請求項1から8の何れか1項に記載の運転状態判定装置が備える各部としてコンピュータを機能させる運転状態判定のためのプログラム。
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