JP2019114083A - 運転状態判定装置及び運転状態判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者の視認行動の誤検知を抑制する。【解決手段】運転者が車両の進行方向に対して所定方向を視認する視認行動の回数に基づいて、漫然運転状態か否かを判定する制御装置１０は、運転者の顔向き状態を取得する状態取得部３２と、状態取得部３２によって取得された顔向き状態に基づいて、所定方向における顔向き変化時の角速度を取得する角速度取得部３３と、角速度取得部３３によって取得された角速度が閾値を超えない場合には、所定方向における顔向き変化を視認行動としてカウントし、角速度が閾値を超えない場合には、所定方向における顔向き変化を視認行動としてカウントしないカウント部３４とを備える。【選択図】図１

Description

本開示は、運転状態判定装置及び運転状態判定方法に関する。

トラック等の車両においては、単調な運転状態が続いた場合に、運転者の意識レベルが低下して、いわゆる漫然運転状態に陥る懸念がある。これに対して、運転状態が漫然運転状態であるか否かを判定し、漫然運転状態であると判定した場合には警報を発する装置が提案されている（特許文献１参照）。

上記の装置は、運転者が進行方向に対して所定方向（例えば、ヨー方向やピッチ方向）へ顔を向ける視認行動の回数に基づいて、漫然運転状態であるか否かを判定している。そして、視認行動の回数は、運転者の顔向き角の大きさ（顔向き変化量）が所定値を超えるとカウントされる。

特開２０１６−９５５７１号公報

しかし、視認行動の回数を顔向き角の大きさに応じてカウントする場合には、車両の走行状況によっては誤検知が発生する恐れがある。例えば、車両のカーブ時や車両の車線変更時には、運転者は偶発的にヨー方向へ顔をゆっくりと動かして走行先を見ているに過ぎないのに、安全確認のための意図的な視認行動として誤検知される恐れがある。

そこで、本開示はこれらの点に鑑みてなされたものであり、運転者の視認行動の誤検知を抑制することを目的とする。

本開示の第１の態様においては、運転者が車両の進行方向に対して所定方向を視認する視認行動の回数に基づいて、漫然運転状態か否かを判定する運転状態判定装置であって、前記運転者の顔向き状態を取得する状態取得部と、前記状態取得部によって取得された前記顔向き状態に基づいて、前記所定方向における顔向き変化時の角速度を取得する角速度取得部と、前記角速度取得部によって取得された前記角速度が閾値を超える場合には、前記所定方向における顔向き変化を前記視認行動としてカウントし、前記角速度が前記閾値を超えない場合には、前記所定方向における顔向き変化を前記視認行動としてカウントしないカウント部と、を備える、運転状態判定装置を提供する。

また、前記角速度取得部は、前記運転者が前記所定方向において顔を往復動して視認する際の往方向の角速度である往角速度と復方向の角速度である復角速度とを取得し、前記カウント部は、前記往角速度及び前記復角速度がそれぞれ対応する閾値を超える場合に、前記視認行動としてカウントすることとしてもよい。

また、前記カウント部は、前記往角速度が第１閾値を超えると判定してから所定時間内に、前記復角速度が第２閾値を超えると判定すると、前記視認行動としてカウントすることとしてもよい。

また、前記カウント部は、前の視認行動としてカウントしてから所定時間経過後に、前記往角速度及び前記復角速度が前記第１閾値及び前記第２閾値を超えると判定すると、次の視認行動としてカウントすることとしてもよい。

本開示の第２の態様においては、運転者が車両の進行方向に対して所定方向を視認する視認行動の回数に基づいて、漫然運転状態か否かを判定する運転状態判定方法であって、前記運転者の顔向き状態を取得するステップと、取得された前記顔向き状態に基づいて、前記所定方向における顔向き変化時の角速度を取得するステップと、取得された前記角速度が閾値を超える場合には、前記所定方向における顔向き変化を前記視認行動としてカウントし、前記角速度が前記閾値を超えない場合には、前記所定方向における顔向き変化を前記視認行動としてカウントしないステップと、を有する、運転状態判定方法を提供する。

本開示によれば、運転者の視認行動の誤検知を抑制できるという効果を奏する。

車両１の構成の一例を示すブロック図である。 運転者の顔向き方向と視認行動との関係を説明するための模式図である。 顔向き角と角速度の関係を説明するための模式図である。 運転状態判定処理の流れを説明するためのフローチャートである。

＜車両の構成＞
本開示に係る運転状態判定装置が搭載された車両の構成について、図１を参照しながら説明する。

図１は、車両１の構成の一例を示すブロック図である。車両１は、一例としてトラックである。車両１は、図１に示すように、撮像装置４と、警報装置８と、制御装置１０とを有する。

撮像装置４は、車両１の運転席（トラックのキャブ）に設けられており、例えばＣＣＤカメラを含む。撮像装置４は、運転席に座っている運転者を前方から撮像して、撮像画像を生成する。例えば、撮像装置４は、車両１の走行中に運転者の顔を撮像して、運転者の顔向き角を特定できる撮像画像を生成する。撮像装置４は、生成した撮像画像を制御装置１０へ出力する。

警報装置８は、運転者の運転状態が漫然運転状態である場合に、運転者に対して警報を行う装置である。警報装置８は、制御装置１０によって漫然運転状態であると判定されると、警報を行う。警報装置８は、例えば、アラーム等の音を鳴らすスピーカ、警告画面を表示する表示部、振動を発生する振動発生部を含む。なお、警報装置８は、音、表示及び振動の少なくとも２つを組み合わせて、警報を行ってもよい。

制御装置１０は、撮像装置４及び警報装置８の動作を制御する。また、制御装置１０は、本実施形態では、運転者の運転状態が漫然運転状態であるか否かを判定する運転状態判定装置として機能する。漫然運転状態とは、例えば高速道路等での単調な運転状態が続いて、運転者の意識レベルが低下した状態をいう。具体的には、前をよく見ていない状態、ぼうっとしている状態などの注意が散漫になった運転状態をいう。漫然運転状態は、居眠り運転状態が懸念される状態でもある。

制御装置１０は、運転者が車両１の進行方向に対して所定方向（例えば、車両１の進行方向に対してヨー方向やピッチ方向）を視認する視認行動の回数に基づいて、漫然運転状態であるか否かを判定する。例えば、制御装置１０は、所定時間内に視認行動の回数が所定値を超えていると漫然運転状態ではないと判定し、視認行動の回数が所定値以下であると漫然運転状態であると判定する。

視認行動は、運転者が所定方向へ顔を向けて安全確認をするための行動である。運転者は、通常、フロントガラスを介して車両１の進行方向を見ているが、安全確認のための視認行動として、例えば以下のように行動しうる。具体的には、運転者は、車両１のメータパネルを視認する下側視認行動、右側サイドミラーを介して車両１の右側後方を視認する右側視認行動、左側サイドミラーを介して車両１の左側後方を視認する左側視認行動を行っている。トラックやバスなどの大型車両における運転者のサイドミラーやメータパネルの視認行動は、普通乗用車よりも動きが大きく、回数も多いことが知られている。

図２は、運転者の顔向き方向と視認行動との関係を説明するための模式図である。運転者Ｄは、車両１の進行方向に対するピッチ方向（図２（ａ））と、進行方向に対するヨー方向（図２（ｂ））とに顔を向けて、視認を行う。具体的には、運転者Ｄは、ピッチ方向の下側（図２（ａ）に示す−側）に顔を向けることで下側視認行動を行い、ヨー方向の左側（図２（ｂ）に示す−側）に顔を向けることで左側視認行動を行い、ヨー方向の右側（＋側）に顔を向けることで右側視認行動を行う。

ところで、視認行動は、顔を所定方向へ向けた際の顔向き角の大きさに応じて検知されうる。例えば、運転者が進行方向からピッチ方向の下側へ顔を向けた場合には、顔向き角が所定値よりも大きいと、下側視認行動としてカウントされる。
しかし、視認行動を顔向き角の大きさに応じてカウントする場合には、車両１の走行状況によっては誤検知が発生する恐れがある。例えば、車両１のカーブ時や車両１の車線変更時には、運転者は偶発的にヨー方向へ顔をゆっくりと動かして走行先を見ているに過ぎないのに、安全確認のための左側視認行動又は右側視認行動として誤検知される恐れがある。

これに対して、本実施形態では、安全確認等のために意図的に顔を向ける確認行動（視認行動）は、顔を向ける際の角速度が大きい点に着目している。そして、詳細は後述するが、運転者の所定方向（ヨー方向又はピッチ方向）における顔向き変化時の角速度を求め、求めた角速度が所定の閾値を超える場合には顔向き変化を視認行動としてカウントし、求めた角速度が閾値を超えない場合には顔向き変化を視認行動としてカウントしない。これにより、意図的な確認行動のための顔向き変化と偶発的な顔向けのための顔向き変化を高精度に判定できるので、視認行動の誤検知を抑制できる。

＜制御装置の詳細構成＞
運転状態判定装置である制御装置１０の詳細構成について、図１を参照しながら説明する。制御装置１０は、図１に示すように、記憶部２０と、制御部３０とを有する。

記憶部２０は、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。記憶部２０は、制御部３０が実行するためのプログラムや各種データを記憶する。また、記憶部２０には、運転状態判定処理に用いる閾値等の情報が記憶されている。

制御部３０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）である。制御部３０は、記憶部２０に記憶されたプログラムを実行することにより、運転状態判定処理を制御する。制御部３０は、図１に示すように、状態取得部３２と、角速度取得部３３と、カウント部３４と、運転状態判定部３５と、警報制御部３６とを含む。

状態取得部３２は、運転者の顔向き状態を取得する。状態取得部３２は、撮像装置４が運転者の顔を撮像した撮像画像に基づいて、運転者のヨー方向やピッチ方向での顔向き状態を取得する。具体的には、状態取得部３２は、運転者が進行方向からヨー方向やピッチ方向へ顔を向けた際の角度である顔向き角を取得する。

角速度取得部３３は、運転者が所定方向において顔向きを変化させた際の角速度を取得する。角速度取得部３３は、状態取得部３２によって取得された顔向き状態に基づいて、所定方向における顔向き変化時の角速度を求める。具体的には、角速度取得部３３は、状態取得部３２によって取得された顔向き角に基づいて、ヨー方向やピッチ方向において顔向きを変化させる際の角速度を求める。

角速度取得部３３は、角速度として、運転者が所定方向において顔を往復動して視認する際の往方向の角速度である往角速度と復方向の角速度である復角速度とを取得する。例えば、角速度取得部３３は、進行方向からヨー方向の右側（＋側）へ顔を向ける際の往角速度と、ヨー方向の右側から進行方向へ顔を戻す際の復角速度とを取得する。同様に、角速度取得部３３は、進行方向からヨー方向の左側（−側）へ顔を向ける際の往角速度と、ヨー方向の左側から進行方向へ顔を戻す際の復角速度とを取得する。

図３は、顔向き角と角速度の関係を説明するための模式図である。図３のグラフの横軸が時間であり、縦軸が角度や角度／単位時間である。波形Ｇ１が例えばヨー方向での顔向き角の推移を示し、波形Ｇ２が波形Ｇ１から求まる角速度の推移を示す。図３の＋側及び−側は、図２（ｂ）の＋側及び−側に対応する。図３では、顔向き角が大きい時に角速度も大きくなっているが、顔がゆっくり動く場合には、顔向き角が大きくても角速度（図３の角速度Ｐ５）が小さくなる。

カウント部３４は、ヨー方向やピッチ方向における顔向き変化を視認行動としてカウントするか否かを決定する。まず、カウント部３４は、角速度取得部３３によって取得された角速度が閾値を超えるか否かを判定する。例えば、図３においては、○で囲まれたＰ１〜Ｐ４において、角速度が閾値を超えると判定されているものとする。

カウント部３４は、角速度が閾値を超える場合にはヨー方向やピッチ方向における顔向き変化を視認行動としてカウントし、角速度が閾値を超えない場合には顔向き変化を視認行動としてカウントしない。ここでは、カウント部３４は、角速度として往角速度及び復角速度が閾値を超える場合に、視認行動としてカウントする。なお、往角速度の閾値（第１閾値）と復角速度の閾値（第２閾値）は、それぞれ別々の設定されている。第１閾値及び第２閾値の絶対値は、同じ大きさでもよいし、異なる大きさでもよい。

図３において、Ｐ１、Ｐ３、Ｐ５の部分が往角速度を示し、Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６の部分が復角速度を示している。すると、カウント部３４は、Ｐ１の往角速度が第１閾値を超え、かつＰ２の復角速度が第２閾値を超えると判断し、ヨー方向の左側への視認行動として１カウントする。また、カウント部３４は、Ｐ３の往角速度が第１閾値を超え、かつＰ４の復角速度が第２閾値を超えると判断し、ヨー方向の右側への視認行動として１カウントする。
上記のように往角速度及び復角速度を用いて視認行動をカウントすることで、安全確認等のための意図的な運転者の顔向き変化と、車両１のカーブ時等の運転者の偶発的な顔向き変化とを判別できるので、意図的な視認行動を適切に検知できる。

また、本実施形態では、視認行動の誤カウントを抑制するために、カウント部３４は以下のような制御を行ってもよい。
カウント部３４は、往角速度が第１閾値を超えると判定してから所定時間内に、復角速度が第２閾値を超えると判定すると、視認行動として１カウントする。一方で、カウント部３４は、往角速度が第１閾値を超えると判定してから所定時間経過後に、復角速度が第２閾値を超えると判定すると、視認行動としてカウントせず、新たな往角速度と見なす。通常、意図的な確認行動の場合には、顔を例えばヨー方向の右側へ向けた後に直ぐに戻す行為を行うため、上記の制御を行うことで意図的な確認行動を適切に判別して１カウントすることで、視認行動の誤カウントを抑制できる。

カウント部３４は、前の視認行動としてカウントしてから所定時間経過後に、往角速度及び復角速度が第１閾値及び第２閾値を超えると判定すると、次の視認行動としてカウントする。一方で、カウント部３４は、前の視認行動としてカウントしてから所定時間経過前に、往角速度及び復角速度が第１閾値及び第２閾値を超えると判定すると、視認行動としてカウントしない。通常、確認行動が０．１（ｓ）等極めて短時間に繰り返されることは無いため、上記の制御を行うことで、視認行動の誤カウントを防止できる。

運転状態判定部３５は、所定時間内の視認行動の回数に基づいて、車両１の運転状態が漫然運転状態か否かを判定する。運転状態判定部３５は、所定時間内にカウント部３４によってカウントされた視認行動の回数（例えば、ヨー方向及びピッチ方向の視認行動の総数）が所定値以下である場合には漫然運転状態であると判定し、視認行動の回数が所定値よりも多い場合には漫然運転状態ではないと判定する。

警報制御部３６は、漫然運転状態である場合に、警報装置８に警報を行わせる。警報制御部３６は、運転状態判定部３５によって漫然運転状態であると判定された場合に、警報装置８に警報を行わせて、運転者に警告する。

なお、上記では、往角速度及び復角速度の両方が閾値よりも大きい場合に、視認行動として１カウントすることとしたが、これに限定されない。

＜運転状態判定処理＞
運転状態判定処理の流れについて、図４を参照しながら説明する。運転状態判定処理は、制御装置１０の制御部３０が記憶部２０に記憶されたプログラムを実行することで実現される。

図４は、運転状態判定処理の流れを説明するためのフローチャートである。図４のフローチャートは、例えば車両１が走行を開始したところから開始される。

まず、状態取得部３２は、撮像装置４の撮像画像から、運転中の運転者の顔向き状態を取得する（ステップＳ１０２）。具体的には、状態取得部３２は、ヨー方向やピッチ方向における運転者の顔向き角を取得する。

次に、角速度取得部３３は、運転者の所定方向における顔向き変化時の角速度を取得する（ステップＳ１０４）。具体的には、角速度取得部３３は、状態取得部３２が取得した顔向き角から、ヨー方向やピッチ方向において顔向き変化時の角速度を求める。

次に、カウント部３４は、角速度取得部３３によって求められた角速度が閾値を超えるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。そして、ステップＳ１０６で角速度が閾値を超えると判定された場合には（Ｙｅｓ）、カウント部３４は、所定方向への視認行動としてカウントする（ステップＳ１０８）。例えば、カウント部３４は、運転者がヨー方向に顔を往復動させる際の往角速度及び復角速度が第１閾値及び第２閾値を超える場合には、視認行動として１カウントしてもよい。

一方で、ステップＳ１０６で角速度が閾値を超えないと判定された場合には（Ｎｏ）、カウント部３４は、視認行動としてカウントしない（ステップＳ１１０）。例えば、カウント部３４は、運転者がヨー方向に顔を往復動させる際の往角速度及び復角速度の少なくとも一方が閾値を超えない場合には、視認行動としてカウントしない。

次に、運転状態判定部３５は、所定時間内にカウント部３４によってカウントされた視認行動の回数に基づいて、車両１の運転状態が漫然運転状態か否かを判定する（ステップＳ１１２）。例えば、運転状態判定部３５は、所定時間内の視認行動の回数が所定値以下である場合に、漫然運転状態であると判定する。

そして、ステップＳ１１２で漫然運転状態であると判定された場合には（Ｙｅｓ）、警報制御部３６は、警報装置８に警報を行わせる（ステップＳ１１４）。一方で、ステップＳ１１２で漫然運転状態ではないと判定された場合には（Ｎｏ）、警報装置８による警報は行われずに、上述したステップＳ１０２〜Ｓ１１２の処理が繰り返される。

＜本実施形態における効果＞
上述した実施形態において、制御装置１０は、運転者の所定方向（ヨー方向又はピッチ方向）において顔向き変化時の角速度を求める。そして、制御装置１０は、求めた角速度が閾値を超える場合には所定方向への視認行動としてカウントし、求めた角速度が閾値を超えない場合には所定方向への視認行動としてカウントしない。
運転者がサイドミラーやメータパネル等を視認するために意図的に顔向きを変化する際には、顔向き変化時の角速度が大きい傾向にある。そこで、制御装置１０は、所定方向において顔向き変化時の角速度が閾値を超える場合には視認行動としてカウントし、角速度が閾値を超えない場合には視認行動としてカウントしない。これにより、安全確認等のための意図的な運転者の顔向き変化と、車両１のカーブ時等の運転者の偶発的な顔向き変化とを判別できるので、視認行動の誤検知を抑制できる。

なお、上記では、撮像装置４が運転者の顔を撮像した撮像画像に基づいて、運転者のヨー方向やピッチ方向での顔向き動作を取得することとしたが、これに限定されない。例えば、ジャイロセンサによって、運転者のヨー方向やピッチ方向での顔向き動作を取得してもよい。なお、ジャイロセンサは、運転者の帽子やメガネに取り付けられている。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

４ 撮像装置
１０ 制御装置
３２ 状態取得部
３３ 角速度取得部
３４ カウント部
３５ 運転状態判定部

Claims (5)

1. 運転者が車両の進行方向に対して所定方向を視認する視認行動の回数に基づいて、漫然運転状態か否かを判定する運転状態判定装置であって、
   前記運転者の顔向き状態を取得する状態取得部と、
   前記状態取得部によって取得された前記顔向き状態に基づいて、前記所定方向における顔向き変化時の角速度を取得する角速度取得部と、
   前記角速度取得部によって取得された前記角速度が閾値を超える場合には、前記所定方向における顔向き変化を前記視認行動としてカウントし、前記角速度が前記閾値を超えない場合には、前記所定方向における顔向き変化を前記視認行動としてカウントしないカウント部と、
   を備える、運転状態判定装置。
2. 前記角速度取得部は、前記運転者が前記所定方向において顔を往復動して視認する際の往方向の角速度である往角速度と復方向の角速度である復角速度とを取得し、
   前記カウント部は、前記往角速度及び前記復角速度がそれぞれ対応する閾値を超える場合に、前記視認行動としてカウントする、
   請求項１に記載の運転状態判定装置。
3. 前記カウント部は、前記往角速度が第１閾値を超えると判定してから所定時間内に、前記復角速度が第２閾値を超えると判定すると、前記視認行動としてカウントする、
   請求項２に記載の運転状態判定装置。
4. 前記カウント部は、前の視認行動としてカウントしてから所定時間経過後に、前記往角速度及び前記復角速度が前記第１閾値及び前記第２閾値を超えると判定すると、次の視認行動としてカウントする、
   請求項３に記載の運転状態判定装置。
5. 運転者が車両の進行方向に対して所定方向を視認する視認行動の回数に基づいて、漫然運転状態か否かを判定する運転状態判定方法であって、
   前記運転者の顔向き状態を取得するステップと、
   取得された前記顔向き状態に基づいて、前記所定方向における顔向き変化時の角速度を取得するステップと、
   取得された前記角速度が閾値を超える場合には、前記所定方向における顔向き変化を前記視認行動としてカウントし、前記角速度が前記閾値を超えない場合には、前記所定方向における顔向き変化を前記視認行動としてカウントしないステップと、
   を有する、運転状態判定方法。
   
   

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