JP2019023831A - 車両のドライバ異常判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ドライバが正常状態であるか異常状態であるかを、高精度に判定し得るドライバ異常判定装置を提供する。【解決手段】 ドライバ異常判定装置は、車両のドライバの運転行動に基づいて暫定的なドライバ異常を判定する第１判定手段４と、前記第１判定手段により暫定的なドライバ異常が判定された場合に、音情報呈示手段８と視覚情報呈示手段９を制御して、音情報及び視覚情報を呈示させる情報呈示制御手段５と、呈示情報の呈示に応じたドライバの運転行動に基づいて最終的なドライバ異常を判定する第２判定手段７とを備える。音情報呈示手段８からの音情報は、視覚情報呈示手段９からの視覚情報よりも、呈示時間間隔設定手段６によって設定された呈示時間間隔だけ先行して呈示される。【選択図】 図１

Description

本発明は、車両のドライバ異常判定装置に関するものである。

自動車等の車両においては、ドライバの意識状態を判定して、判定されたドライバの意識状態に応じて、運転支援を行うものがある。例えば、自動運転中の車両において、ドライバが異常状態（運転困難な状態又は運転不能な状態）にあると判定されたときには、車両を自動運転によって路肩で止める緊急避難を行う等、状況に応じた運転支援が実行される。

例えば、特許文献１（特開２０１５−１８５０８８）には、前方交通環境に必要な安全確認行動の有無から、ドライバの状況認識の有無を判定し、状況認識無しと判定されたときには、手動運転への切り替え中止する技術が提案されている。

特開２０１５−１８５０８８

ところで、このような運転支援のためのドライバ異常判定においては、ドライバの行動が偶々ドライバ異常を示すようなものであったために、ドライバが正常な状態にあるにも関わらず、ドライバ異常の誤判定がなされ、不適切な緊急避難運転が自動的に実行されてしまうことがある。このような誤判定を避けるため、より的確にドライバ異常を判定できるドライバ異常判定装置が求められていた。

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、ドライバが正常状態であるか異常状態であるかを、高精度に判定し得るドライバ異常判定装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明にあっては、次のような解決方法を採択している。すなわち、請求項１に記載のように、車両のドライバの運転行動に基づいて暫定的なドライバ異常を判定する第１判定手段と、前記第１判定手段により暫定的なドライバ異常が判定された場合に呈示情報を呈示する情報呈示制御手段と、前記呈示情報の呈示に応じたドライバの運転行動に基づいて最終的なドライバ異常を判定する第２判定手段とを備え、前記情報呈示制御手段は、先行して呈示される第１の情報刺激と、前記第１の情報刺激情報の呈示後に呈示時間間隔をおいて提示される第２の情報刺激を、順次呈示するようにしている。

上記解決手法によれば、情報呈示制御手段による情報呈示は、第１と第２の情報刺激を順次呈示することにより実行されるので、第１の情報刺激により喚起される第１の受動的な認識処理と、最初の情報刺激（第１の情報刺激）から時間間隔をおいて開始される能動的な認識処理の間に、第２の情報刺激によって喚起される第２の受動的な認識処理がなされる。したがって、第１の受動的な認識処理の終了後から能動的な認識処理の開始までの間の空白が、第２の受動的な認識処理によって埋められるので、情報呈示制御手段による情報呈示に対して、ドライバからその状態（異常又は正常）を適切に反映した反応を得ることができる。よって、第２判定手段による的確な異常判定を行うことが可能となる。

上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項２以下に記載の通りである。すなわち、前記第１の情報刺激は、音情報であり、前記第２の情報刺激は、視覚情報である（請求項２対応）。この場合、主として視覚を用いながら運転をしているドライバにとって認識のための負担が小さな音情報が、第１の情報刺激として呈示されるので、第１の情報刺激の呈示後に速やかに第１の受動的な認識処理を喚起できる。したがって、第１の情報刺激の呈示直後に認識の空白（認識が十分に提起されない時間）が生じることはないので、第２判定手段による的確な異常判定を行うことができる。

第２判定手段は、第２の情報刺激の呈示後のドライバの運転行動に基づいて最終的なドライバ異常を判定するものであり、前記呈示時間間隔は、ドライバの運転状況に応じて長さが設定される（請求項３対応）。この場合、情報呈示にドライバの運転状況が適切に反映されるので、第２の判定手段による高精度の異常判定（誤判定の防止）が可能となる。

前記呈示時間間隔は、ドライバの運転難易度が大きいほど、長く設定されるにしている（請求項４対応）。この場合、車両の周辺環境が運転困難な状況（例えば繁華街での運転、悪天候での運転）であったり、ドライバに運転を難しくする事情（会話時、体調不良時）がある等、ドライバの運転難易度が大きく、第２の情報刺激に対するドライバの反応が遅れると考えられるときには、呈示時間間隔を長くして、ドライバによる呈示情報に対する反応のために十分な余裕が確保されるので、第２判定手段による高精度の異常判定（誤判定の防止）が可能となる。

前記呈示時間間隔は、所定範囲内に設定される（請求項５対応）。この場合、第１と第２の情報刺激の時間間隔が大きすぎて、第１と第２の情報刺激の間に認知の空白時間が生じてしまうことが防止されるので、的確な異常判定を行うことができる。

前記第１判定手段は、視認行動に伴う運転行動に基づいて暫定的なドライバ異常を判定するものであり、車両の自動運転時にドライバ異常の判定を行う（請求項６対応）。この場合、ドライバの注意が散漫になりがちな自動運転時においても、情報呈示制御手段によってドライバに対する確実な注意喚起を行われるので、適切な自動運転を行うことができる。

本発明によれば、情報呈示制御手段による刺激によって喚起される受動的な認識処理から能動的な認識処理に至る認識の過程に、認識処理の空白期間が生じないようにできるので、ドライバからその状態（異常又は正常）を適切に反映した反応が得られ、的確な異常判定を行うことができる。

本発明の制御系の一例を示すブロック構成図。 ドライバの状況認識レベルとルームミラー視認回数の関係についての実験結果を示すグラフ。 ドライバの状況認識レベルとドライバの視認範囲の関係を示すグラフであり、ドライバの状況認識レベルが小さい場合の実験結果を示す図。 ドライバの状況認識レベルとドライバの視認範囲の関係を示すグラフであり、ドライバの状況認識レベルが大きい場合の実験結果を示す図。 注意リソースの配分の時間変化を示す図であり、音情報が表示情報に先立って呈示された場合を示す。 注意リソースの配分の時間変化を示す図であり、音情報と表示情報が同時に呈示された場合を示す。 注意リソースの配分の時間変化を示す図であり、表示情報が音情報に先立って呈示された場合を示す。 本発明における異常判定制御の一例の制御手順を示すフローチャート。 本発明における呈示時間間隔設定処理の一例の制御手順を示すフローチャート。

以下、添付図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。

図１には、本発明のドライバ異常判定装置を備えた車両（例えば自動車）の制御系の一例をブロック構成図で示している。図示されるように、制御系は、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）Ｕを備えている。コントローラＵには、ドライバ状態検出手段１、ドライバ応答検出手段３、運転環境検出手段２からの信号が入力される。

ドライバ状態検出手段１は、車両のドライバの運転行動（例えばドライバの視線、ステアリング操作等）を検出する装置であり、例えば、ドライバの様子を撮影可能な車内カメラや、ステアリング機構そのもの等から構成されている。

運転環境検出手段２は、ドライバの運転環境（例えばドライバにどの程度の運転負荷がかかっているか）を検出する手段であり、例えば、車両周辺の状況（交通環境等）を検出するカメラや、車室内環境を検出する検出装置（例えば車室内温度を検出する温度計）、道路環境についての情報を提供する装置（例えば地図情報を提供する装置）等から構成されている。また、ドライバの運転環境は、ドライバ状態検出手段１により検出されるドライバ状態（例えばドライバが会話中である等）によっても判定され得る。

ドライバ応答検出手段３は、ドライバ異常の判定時におけるドライバからの応答を検出する手段であり、例えば、ハザードスイッチやパドルシフト（パドルスイッチ）から構成されている。

コントローラＵには、制御プログラムとして、第１判定手段４と、情報呈示制御手段５と、呈示時間間隔設定手段６と、第２判定手段７が備えられている。第１判定手段４は、ドライバ状態検出手段１により検出されドライバ状態の検出データに基づいて、ドライバ異常発生の可能性（ドライバ異常候補）について、暫定的な（仮の）判定を行う手段である。具体的には、例えばドライバの視線の動き（ドライバが周囲の状況についてどの程度の頻度及び範囲で確認作業をしているか）に基づいて、ドライバが適切な状況認識をできているかについて、所定の周期で繰り返して判定する。

図２から図４には、ドライバの視線の動き（具体的には、ルームミラー視認回数）により、第１判定手段が状況認識レベルを判定し得ることの根拠となる実験結果を示す。図２には、ドライバの状況認識レベルとルームミラーを視認する回数の関係についての実験結果をグラフで示す。図２のグラフから分かるように、状況認識レベルが高い（状況認識レベルの数値が大きい）ほど、５分間の運転中におけるルームミラー視認回数が多くなっている。これは、状況認識レベルが高いほど、ドライバの余裕が大きいため、ドライバは正面から目を離すことが可能となり、この結果、ドライバの視認範囲が広くなり、ドライバ正面から離れた位置のルームミラーの視認回数が増加するものと考えられる。

図３及び図４には、ドライバの状況認識レベルと視認範囲の広がりの関係についての実験結果を示している。各図において、ドライバによる視認位置データがドットで示されており、ドライバの視認範囲は、これらの視認位置データが分布する範囲として、破線で示されている。図３に示されるように、ドライバの状況認識レベルが小さなときには、ドライバの視認範囲Ａ１は、ドライバの正面の小さな範囲にとどまっており、ルームミラー１０は視認されていない（ルームミラー１０上に視認位置を示すドットはない）。これに対して、図４に示されるように、ドライバの状況認識レベルが大きなときには、ドライバの視認範囲Ａ２は、ルームミラー１０上の視認位置を含むドライバの正面から外れた位置まで広がっており、ルームミラー１０の視認回数（ルームミラー１０上のドットで示される）が増加していることが分かる。

情報呈示制御手段５は、音情報呈示手段８と視覚情報呈示手段９を制御して、それぞれから音情報と視覚情報を発生させる。ここで、音情報呈示手段８は、ドライバに対して音声による情報刺激（例えば効果音）を提供する手段で、例えば車室内に設けられたスピーカから構成されている。また、視覚情報呈示手段９は、ドライバが視覚的に確認し得る情報刺激（例えば画像表示）を提供する手段で、例えば液晶表示画面やヘッドアップディスプレイ等の各種表示装置から構成される。

音情報呈示手段８からの音情報は、視覚情報呈示手段９からの表示情報よりも、呈示時間間隔設定手段６により設定された呈示時間間隔だけ先行して呈示される。詳しくは後述するように、音情報の呈示を視覚情報の呈示よりもわずかに先行させることにより、ドライバの情報刺激に対する認識の程度を高めることができ、第２判定手段７による誤判定（ドライバが実際には状況認識をできているにも関わらず、状況認識できていないと判定してしまうこと）を適切に防止できるようになっている。なお、呈示時間間隔設定手段６による呈示時間間隔の設定の詳細も後述する。

第２判定手段７は、第１判定手段４によってドライバ異常候補発生の判定がなされたときに、最終的なドライバ異常発生の判定を行う手段であり、ドライバに対して積極的に提示された情報刺激（音情報及び視覚情報）に対するドライバの運転行動（反応や応答）に基づいて、ドライバ異常が本当に発生しているか（ドライバが運転困難又は運転不能な状態となっているか）を判断する。

詳しく説明すると、ドライバは、第１の情報刺激である音情報により、情報の存在に気づき、さらに、第２の情報刺激である視覚情報により、具体的な運転行動を理解する。これにより、第２判定手段７は、ドライバ状態検出手段１により検出されるドライバの反応（例えば、情報刺激に気が付いた様子）や、ドライバ応答検出手段３により検出されるドライバの応答（例えば、視覚情報として呈示された指示にしたがってハザードスイッチやパドルスイッチの操作を適切に行ったか）に基づいて、ドライバに本当に異常が発生しているかの判定を行う。

次に、図５から図７を用いて、先行する音情報の呈示がドライバの認識程度を高める理由について詳しく説明する。図５から図７には、ドライバへの情報刺激（通知）に対して、ドライバの認識処理における注意リソースの配分がどのようになされるのかを時系列で示している。

図５には、本発明のように、音情報が視覚情報（表示）に先立って提示された場合を示す。図において、音情報に対して受動的に配分された注意リソースが実線で、視覚情報に対して受動的に配分された注意リソースが一点鎖線で、これらの情報刺激に対して能動的に配分された注意リソースが破線で、それぞれ示されている。図示されるように、情報刺激に対しては、まずは受動的な認識処理（何か情報が提示されたことに対する気付き）が喚起され、その後、能動的な認識処理（情報が何であるかを認識する処理）が開始されることになる。

この場合、受動的な注意リソース配分は、情報刺激の呈示後、ごく短時間（１００ｍｓ〜４００ｍｓ）だけ持続する。これに対して、能動的な注意リソース配分は、最初の情報刺激（音情報の呈示）から少し時間が経過した後（４００ｍｓ程度後）から立ち上がり、認識処理が行なわれている間、長時間持続する。

このように、受動的な注意リソース配分がなされる時間は短いため、音情報に対する受動的な注意リソース配分が終了した後、能動的な注意リソース配分が開始するまでに、時間的なギャップが生じる。これに対して、本発明では、音情報の呈示からわずかな呈示時間間隔（１００ｍｓ程度）をおいて、視覚情報が提示されるようになっているので、この時間的なギャップが、ちょうど、視覚情報に対する受動的な注意リソース配分によって埋められることになる。したがって、図に２点鎖線で示す全体としての注意リソース配分（２つの受動的な注意リソース配分と能動的な注意リソース配分を併せたもの）は、認知の空白時間（低下）が生じることがなく、最初の情報刺激の呈示から継続するようにできる。よって、ドライバの認識処理の程度が高められるようになっている。

図６には、音情報が視覚情報（表示）に先立って呈示された場合を示す。この場合、音情報と視覚情報による受動的注意リソース配分は、同じタイミングで喚起されるため、一本の実線で示されている。図示されるように、この場合には、音情報及び視覚情報による受動的注意リソース配分の終了から、能動的注意リソース配分の開始までの間に、認知の空白時間Ｂ１が生じてしまっている。このため、図２のように音情報を先行させた場合ほどは、注意喚起に対するドライバの認識程度を高めることはできない。

図７には、視覚情報（表示）が音情報に先立って提示された場合を示す。この場合、視覚情報による受動的注意リソース配分は、音情報による受動的注意しソース配分よりも先行することにはなる。しかしながら、運転中のドライバは、主として視覚による認識を用いて運転を行っているので、視覚には、運転による大きな認識負担がかかっている。このため、運転中における視覚情報による受動的注意リソース配分（図に一点鎖線で示す）は、運転中でない場合における視覚情報による受動的注意リソース配分（図に三点鎖線で示す）よりも遅れて喚起されることになる。このため、情報刺激の呈示初期において、認識の空白期間Ｂ２が生じてしまう。よって、音情報を先行させた場合ほどには、ドライバの認識の程度を高めることはできない。

呈示時間間隔設定手段６により設定される呈示時間間隔は、ドライバの運転状況（例えば運転の困難度等の運転環境）に応じて、適切な長さに設定される。例えば、運転の困難度が大きい場合等、情報刺激に対するドライバの認識処理に大きな負荷がかかると考えられる場合には、呈示時間間隔を長く設定することにより、ドライバの認識処理に対して余裕を与えるようにする。なお、運転の困難度が大きい場合としては、混雑した交通環境（繁華街等）で運転中である場合や、悪天候の場合、ドライバが会話中である場合等が考えられる。

一方で、呈示時間間隔は、所定時間以下の長さに設定される。すなわち、音情報の呈示による受動的認識処理の終了から能動的認識処理の開始までのギャップが、視覚情報の呈示による受動的認識処理によって適切に埋められるように、呈示時間間隔は、長くなり過ぎないように設定される。

次に図８及び図９のフローチャートにしたがって、本発明における制御の一例を説明する。図８には、本発明の異常判定制御の制御フローを示す。

異常判定制御においては、まず、ステップＳ１において、ドライバ状態についての情報を取得し、続くステップＳ２において、ドライバ状態に基づいて、第１判定手段による暫定的なドライバ異常の判定を実行する。

続くステップＳ３においては、第１判定手段によってドライバ状態が正常（暫定的なドライバ異常ではない）であると判定された否かの判断がなされ、正常である場合には、そのまま処理を終了する。一方、ドライバ状態が正常でないと判定された場合には、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４においては、呈示時間間隔設定処理が実行され、呈示時間間隔が設定される。続くステップＳ５及びＳ６においては、設定された呈示時間間隔をおいて、音情報の呈示及び視覚情報の呈示が順次実行される。続くステップＳ７においては、視覚情報の呈示から所定時間経過後に、第２判定手段による最終的なドライバ異常の判定が実行される。

続くステップＳ８では、第２判定手段によってドライバ異常の判定がなされたかの判断がなされ、ドライバ異常無しの場合には、そのまま処理を終了する。一方、ドライバ異常ありの場合には、ステップＳ９に進み、適切な運転支援制御（例えば緊急避難処置）を実行する。例えば、車両の安全確保のため、自動運転で路肩に車両を停車させる。

図９には、呈示時間間隔設定手段６により実行される呈示時間間隔設定処理の制御フローの一例を示す。呈示時間間隔設定処理においては、まずステップＳ１１において、運転困難度に関する情報を取得し、続くステップＳ１２においては、取得された情報に基づいて運転困難度を判定（算出）する。

ステップＳ１３においては、運転困難度に基づいて提示時間間隔を決定（算出）し、ステップＳ１４において、呈示時間間隔の設定値を更新して処理を終了する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲において適宜の変更が可能である。例えば、図６の呈示時間間隔設定処理において、運転困難度に基づいて呈示時間間隔を決定したのは一例であり、呈示時間間隔は、運転困難度以外にも、様々な運転環境に基づいて設定され得るものである。

本発明は、車両の自動運転中の運転支援に際してドライバ異常を判定するために利用できる。

Ｕ コントローラ
１ ドライバ状態検出手段
２ 運転環境検出手段
３ ドライバ応答検出手段
４ 第１判定手段
５ 情報呈示制御手段
６ 呈示時間間隔設定手段
７ 第２判定手段
８ 音情報呈示手段
９ 視覚情報呈示手段
１０ ルームミラー
Ａ１、Ａ２ ドライバの視認範囲

Claims (6)

1. 車両のドライバの運転行動に基づいて暫定的なドライバ異常を判定する第１判定手段と、
   前記第１判定手段により暫定的なドライバ異常が判定された場合に呈示情報を呈示する情報呈示制御手段と、
   前記呈示情報の呈示に応じたドライバの運転行動に基づいて最終的なドライバ異常を判定する第２判定手段とを備え、
   前記情報呈示制御手段は、先行して呈示される第１の情報刺激と、前記第１の情報刺激の呈示後に呈示時間間隔をおいて提示される第２の情報刺激を、順次呈示する車両のドライバ異常判定装置。
2. 請求項１に記載の車両のドライバ異常判定装置において、
   前記第１の情報刺激は、音情報であり、前記第２の情報刺激は、視覚情報である車両のドライバ異常判定装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のドライバ異常判定装置において、
   第２判定手段は、第２の情報刺激の呈示後のドライバの運転行動に基づいて最終的なドライバ異常を判定するものであり、
   前記呈示時間間隔は、ドライバの運転状況に応じて長さが設定される車両のドライバ異常判定装置。
4. 請求項３に記載の車両のドライバ異常判定装置において
   前記呈示時間間隔は、ドライバの運転難易度が大きいほど、長く設定される車両のドライバ異常判定装置。
5. 請求項３又は請求項４に記載の車両のドライバ異常判定装置において、
   前記呈示時間間隔は、所定範囲内に設定される車両のドライバ異常判定装置。
6. 請求項１から請求項５に記載の車両のドライバ異常判定装置において、
   前記第１判定手段は、視認行動に伴う運転行動に基づいて暫定的なドライバ異常を判定するものであり、
   車両の自動運転時にドライバ異常の判定を行う車両のドライバ異常判定装置。

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