JP2020019289A - 運転評価システム、運転評価方法、プログラム、及び媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の旋回時における運転技量を適切に評価できる運転評価システムを提供すること。【解決手段】運転評価システムは、ドライバによる車両の運転技量を評価するものであって、旋回シーンにおける前後加速度及び横加速度の時系列データを含む旋回時データを取得する旋回時データ取得手段と、減速時の前後加速度を正とした場合において、旋回時データのうち前後加速度が最大となる始点Ｒ２から横加速度の絶対値が最大となる終点Ｒ３までの時系列データの軌跡形状と基準軌跡Ｌの形状との比較に基づいて旋回シーンにおける運転技量を評価する旋回シーン評価手段と、を備える。【選択図】図８Ａ

Description

本発明は、ドライバによる車両の運転技量を評価する運転評価システム、運転評価方法、プログラム、及び媒体に関する。

特許文献１には、ドライバによる車両の運転技量をリアルタイムで評価する運転評価システムが示されている。特許文献１の運転評価システムでは、車両の前後加速度と横加速度を合成した合成加速度と車速に基づいて設定される閾値との比較に基づいて、ドライバによる車両の運転技量をリアルタイムで評価する。

特開２０１４−８００８７号公報

ところで車両を旋回させる際、ドライバは、ブレーキペダル、ステアリング、及びアクセルペダル等を複合的に操作する必要がある。すなわち、車両をスムーズに旋回させるためには、ドライバは、適切なタイミング及び強さでブレーキペダルやアクセルペダルを踏み込み、さらに適切なタイミング及び角度でステアリングを操作する必要がある。このためドライバの運転技量は、特に車両の旋回時において大きな差が表れやすい。しかしながら特許文献１の運転評価システムでは、単に前後加速度と横加速度を合成したベクトルと閾値との比較に基づいて運転技量を評価しているため、旋回時の運転技量を適切に評価することが困難である。

本発明は、車両の旋回時における運転技量を適切に評価できる運転評価システム、運転評価方法、プログラム、及び媒体を提供することを目的とする。

（１）本発明に係る運転評価システム（例えば、後述の運転評価システム１）は、ドライバによる車両の運転技量を評価するものであって、旋回シーンにおける前後加速度及び横加速度の時系列データを含む旋回時データを取得する旋回時データ取得手段（例えば、後述の旋回時データ取得手段５１ｂ）と、減速時の前後加速度を正とした場合において、前記旋回時データのうち前後加速度が最大となる始点から横加速度の絶対値が最大となる終点までの時系列データの軌跡の形状に基づいて前記旋回シーンにおける運転技量を評価する旋回シーン評価手段（例えば、後述の旋回シーン評価手段５３）と、を備えることを特徴とする。

（２）この場合、前記旋回シーン評価手段は、前記始点から前記終点までの時系列データの軌跡の形状に基づいて第１評価値を算出する第１評価値算出手段（例えば、後述の基本評価値算出手段５３ａ）と、前後加加速度及び横加加速度を成分とするジャークベクトルの時系列データを前記旋回時データに基づいて算出するとともに、当該ジャークベクトルの最小値に基づいて第２評価値を算出する第２評価値算出手段（例えば、後述の第１減点評価値算出手段５３ｂ）と、前記終点における前後加速度の絶対値に基づいて第３評価値を算出する第３評価値算出手段（例えば、後述の第２減点評価値算出手段５３ｃ）と、前記第１、第２、及び第３評価値を合算することにより前記旋回シーンの運転技量を数値化した総合評価値を算出する総合評価値算出手段（例えば、後述の総合評価値算出手段５３ｄ）と、を備えることが好ましい。

（３）この場合、前記第１評価値算出手段は、前記始点から前記終点までの時系列データの軌跡の形状が所定の基準軌跡の形状に近いほど前記第１評価値を大きな値にし、前記第２評価値算出手段は、前記ジャークベクトルの最小値が０から離れるほど前記第２評価値を小さな値にし、前記第３評価値算出手段は、前記絶対値が０から離れるほど前記第３評価値を小さな値にすることが好ましい。

（４）この場合、前記基準軌跡は、前記始点を長軸及び短軸の何れか一方の軸との交点とし、前記終点を何れか他方の軸との交点とする楕円弧であることが好ましい。

（５）この場合、前記旋回シーンは、前後加速度及び横加速度を成分とする加速度ベクトルの大きさが所定値以上である状態が所定時間にわたり継続しかつ横加速度の絶対値の最大値が所定値以上である区間であることが好ましい。

（６）この場合、前記所定時間は５秒以上でありかつ１５秒以内であることが好ましい。

（７）この場合、前記運転評価システムは、加減速シーンにおける前後加速度及び横加速度の時系列データを含む加減速時データを取得する加減速時データ取得手段（例えば、後述の減速時データ取得手段５１ｃ、加速時データ取得手段５１ｄ）と、前記加減速シーンにおける運転技量を評価する加減速シーン評価手段（例えば、後述の減速シーン評価手段５４、加速シーン評価手段５５）と、をさらに備え、前記加減速シーン評価手段は、前後加速度及び横加速度を成分とする加速度ベクトルの値と前記加減速シーンにおける前記加速度ベクトルの最大値との比、又は前後加加速度及び横加加速度を成分とするジャークベクトルの値と前記加減速シーンにおける前記ジャークベクトルの最大値との比に基づいて前記加減速シーンにおける運転技量を評価することが好ましい。

（８）本発明に係る運転評価方法は、（１）に記載の運転評価システムが実行する方法であって、前記旋回時データ取得手段が、旋回シーンにおける前後加速度及び横加速度の時系列データを含む旋回時データを取得する旋回時データ取得ステップと、前記旋回シーン評価手段が、減速時の前後加速度を正とした場合において、前記旋回時データのうち前後加速度が最大となる始点から横加速度の絶対値が最大となる終点までの時系列データの軌跡の形状に基づいて前記旋回シーンにおける運転技量を評価する旋回シーン評価ステップと、を備えることを特徴とする。

（９）本発明に係るプログラムは、コンピュータ（例えば、後述のＥＣＵ５、スマートフォン）に（８）に記載の運転評価方法の各ステップを実行させることを特徴とする。

（１０）本発明に係る媒体は、（９）に記載のプログラムを記憶することを特徴とする。

（１）一般的に車両の旋回時において、ドライバは、始めにブレーキペダルを踏み込むことによって車両を減速させ、前後加速度が最大となる時期の付近でステアリング操作を開始することによって車両を旋回させ、横加速度の絶対値が最大となる時期の付近でアクセルペダルの踏み込みを開始することによって車両を加速させる。後に図８Ａ及び図８Ｂを参照して説明するように、旋回時における前後加速度及び横加速度の軌跡を２次元平面にプロットすると、運転技量が高いエキスパートドライバと、運転技量が低い一般ドライバとでは、前後加速度が最大となる時期から横加速度が最大となる時期までの軌跡が大きく異なる。そこで本発明の運転評価システムでは、旋回時データ取得手段によって旋回シーンにおける前後加速度及び横加速度の時系列データを含む旋回時データを取得し、旋回シーン評価手段によって旋回時データのうち前後加速度が最大となる始点から横加速度の絶対値が最大となる始点までの時系列データの軌跡の形状に基づいて旋回シーンにおける運転技量を評価する。これにより運転評価システムによれば、車両の旋回時におけるドライバの運転技量を適切に評価できる。

（２）本発明の運転評価システムでは、第１〜第３評価値算出手段によって算出した第１〜第３評価値を合算することにより、旋回シーンの運転技量を数値化した総合評価値を算出する。第１評価値算出手段は、始点から終点までの時系列データの軌跡の形状に基づいて第１評価値を算出する。これにより本発明によれば、旋回時における減速から加速までの間の加速繋がり度を、第１評価値を介して評価できる。第２評価値算出手段は、前後加加速度及び横加加速度を成分とするジャークベクトルの最小値に基づいて第２評価値を算出する。これにより本発明によれば、旋回時における減速安定度を、第２評価値を介して評価できる。また第３評価値算出手段は、横加速度の絶対値が最大となる終点における前後加速度の絶対値に基づいて第３評価値を算出する。これにより本発明によれば、旋回時における横加速度効率度を、第３評価値を介して評価できる。以上より、本発明の運転評価システムによれば、旋回時における加速繋がり度、減速安定度、及び横加速度効率度を数値化し総合的に旋回シーンの運転技量を評価できる。

（３）第１評価値算出手段は、始点から終点までの時系列データの軌跡の形状が所定の基準軌跡の形状に近いほど第１評価値を大きな値にする。これにより旋回時における加速繋がり度が高いほど総合評価値を大きくし、運転技量を適切に評価できる。第２評価値算出手段は、ジャークベクトルの最小値が０から離れるほど第２評価値を小さな値にする。旋回時の減速安定度が低くなるほど、ジャークベクトルの最小値は０から離れる。したがって本発明の運転評価システムによれば、旋回時の減速安定度が低くなるほど総合評価値を小さくし、運転技量を適切に評価できる。また第３評価値算出手段は、終点における前後加速度の絶対値が０から離れるほど第３評価値を小さな値にする。旋回時の横加速度効率度が低くなるほど、終点における前後加速度の絶対値は０から離れる。したがって本発明の運転評価システムによれば、旋回時の横加速度効率度が低くなるほど総合評価値を小さくし、運転技量を適切に評価できる。

（４）後に図８Ａを参照して説明するように、旋回時の加速繋がり度が高いほど、始点から終点までの前後加速度及び横加速度の時系列データの軌跡形状は、始点を長軸及び短軸の何れか一方の軸との交点とし、終点を何れか他方の軸との交点とする楕円弧に近づく。したがって本発明の運転評価システムによれば、基準軌跡の形状を楕円弧状とすることにより、旋回時の運転技量を適切に評価できる。

（５）本発明の運転評価システムでは、前後加速度及び横加速度を成分とする加速度ベクトルの大きさが所定値以上である状態が所定時間にわたり継続しかつ横加速度の絶対値の最大値が所定値以上である区間を旋回シーンと定義し、この区間における旋回時データを用いて旋回シーンにおける運転技量を評価する。本発明によれば、このように旋回シーンを定義することにより、上述のようにドライバがブレーキペダルを踏み込むことによって車両を減速させ、その後ステアリング操作を開始、その後アクセルペダルの踏込を開始するまでの実際の旋回時におけるドライバの運転技量を適切に評価できる。

（６）本発明の運転評価システムでは、ジャークベクトルの大きさが所定値以上である状態の継続時間が５秒未満である場合又は１５秒以上である場合には、旋回シーンから除外する。これにより、例えばレーンチェンジや緩やかなカーブ等の走行時を旋回シーンから除外し、運転技量の評価対象外とすることができる。

（７）車両の旋回を伴わない加減速シーンでは、加減速が安定するほど、加速度ベクトルの値は一定となり、またジャークベクトルの値は０に近づく。そこで本発明の運転評価システムでは、加速度ベクトルの値と加減速シーンにおける加速度ベクトルの最大値との比、又はジャークベクトルの値と加減速シーンにおけるジャークベクトルの最大値との比に基づいて加減速シーンにおける運転技量を評価する。これにより、車両の旋回を伴わない加減速シーンにおけるドライバの運転技量も適切に評価できる。

本発明の一実施形態に係る運転評価システムが搭載された車両の構成を示す図である。 シーン抽出手段によって抽出される評価対象データの一例を示す図である。 旋回時データ取得手段によって取得される旋回時データの一例を示す図である。 運転技量評価手段による各走行シーンの運転技量の評価方法をまとめた図である。 減速シーンにおける前後加速度、横加速度、及びジャークベクトルの値の時系列データの一例を示す図である（ドライバがエキスパートドライバである場合）。 減速シーンにおける前後加速度、横加速度、及びジャークベクトルの値の時系列データの一例を示す図である（ドライバが通常ドライバである場合）。 旋回時データ取得手段によって取得される旋回時データの一例を示す図である。 図６Ａの旋回時データが取得された際の実際の車両Ｖの走行軌跡を道路図上にプロットした図である。 旋回時データに含まれる前後加速度及び横加速度の時系列データ等を示す図である（ドライバがエキスパートドライバである場合）。 旋回時データに含まれる前後加速度及び横加速度の時系列データ等を示す図である（ドライバが通常ドライバである場合）。 図７Ａの旋回時データに含まれる加速度ベクトルを、前後加速度を縦軸とし横加速度を横軸とした２次元平面上にプロットした図である。 図７Ｂの旋回時データに含まれる加速度ベクトルを、前後加速度を縦軸とし横加速度を横軸とした２次元平面上にプロットした図である。 運転評価システムにおいてドライバの運転技量を評価する具体的な手順を示すフローチャートである。 旋回シーンにおける運転技量の評価結果のディスプレイへの表示例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係る運転評価システム１が搭載された車両Ｖの構成を示す図である。

運転評価システム１は、車両Ｖの進行方向に沿った前後加速度を検出する前後加速度センサ２と、車両Ｖの車幅方向に沿った横加速度を検出する横加速度センサ３と、これら加速度センサ２，３の検出信号に基づいてドライバによる車両Ｖの運転技量を評価するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）５と、このＥＣＵ５による運転技量の評価結果をドライバ等が視認可能な態様で表示するディスプレイ６と、を備える。

前後加速度センサ２は、車両Ｖの車体に取り付けられ、車両Ｖの進行方向に沿った前後加速度を検出し、検出値に応じた信号をＥＣＵ５へ送信する。前後加速度センサ２には、例えば、１軸の加速度センサであって、その検出軸が進行方向と平行になるように車体に取り付けられたものが用いられる。なお以下では、前後加速度センサ２の検出値は、車両Ｖの減速時には正となり、車両Ｖの加速時には負となる場合について説明するが、本発明はこれに限らない。

横加速度センサ３は、車両Ｖの車体に取り付けられ、進行方向に対し垂直な車幅方向に沿った横加速度を検出し、検出値に応じた信号をＥＣＵ５へ送信する。横加速度センサ３には、例えば、１軸の加速度センサであって、その検出軸が車幅方向と平行になるように車体に取り付けられたものが用いられる。なお以下では、横加速度センサ３の検出値は、車両Ｖの左旋回時には正となり、車両Ｖの右旋回時には負となる場合について説明するが、本発明はこれに限らない。

ＥＣＵ５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、データバス、及び入出力インターフェース等によって構成される車載コンピュータである。ＥＣＵ５は、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵにおいて各種演算処理を実行することにより、以下で説明するデータ取得手段５１及び運転技量評価手段５２として機能する。

データ取得手段５１は、車両Ｖの走行中に前後加速度センサ２及び横加速度センサ３から送信される検出信号を用いることにより、走行中の前後加速度及び横加速度の時系列データを生成する。より具体的には、データ取得手段５１は、フィルタ５１ｆと、シーン抽出手段５１ａと、旋回時データ取得手段５１ｂと、減速時データ取得手段５１ｃと、加速時データ取得手段５１ｄと、を備え、これらを用いることによって時系列データを生成する。

フィルタ５１ｆは、前後加速度センサ２の検出値及び横加速度センサ３の検出値に高周波数のノイズを除去するためのフィルタ処理を施し、得られたフィルタ値をシーン抽出手段５１ａに送信する。ここでフィルタ処理には、具体的には、例えば加重移動平均処理が用いられる。なお以下では、フィルタ５１ｆを経て得られる前後加速度センサ２の検出値のフィルタ値をＸＧと表記し、フィルタ５１ｆを経て得られる横加速度センサ３の検出値のフィルタ値をＹＧと表記する。

シーン抽出手段５１ａは、車両Ｖの走行中にフィルタ５１ｆを介して前後加速度センサ２及び横加速度センサ３から得られる前後加速度及び横加速度の時系列データの中から、運転評価システム１において評価対象とする時系列データを評価対象データとして抽出する。より具体的には、シーン抽出手段５１ａは、前後加速度の値ＸＧと横加速度の値ＹＧとを用いることによって、下記式（１）に従って前後加速度及び横加速度を成分とする加速度ベクトルの値ＶＧを各時刻で算出し、この加速度ベクトルの値ＶＧを用いることによって評価対象データを抽出する。
ＶＧ＝（ＸＧ^２＋ＹＧ^２）^１／２ （１）

図２は、シーン抽出手段５１ａによって抽出される評価対象データの一例を示す図である。なお図２には、前後加速度の値ＸＧ及び横加速度の値ＹＧの絶対値ＡＢＳ（ＹＧ）を示す。なお加速度ベクトルの値ＶＧは、前後加速度の値ＸＧとほぼ重複するため、図２では図示を省略する。

シーン抽出手段５１ａは、前後加速度センサ２及び横加速度センサ３から送信される前後加速度及び横加速度の時系列データから、下記の３つの条件（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を全て満たす時系列データを評価対象データとして抽出る。シーン抽出手段５１ａでは、以下のような条件を満たす時系列データを評価対象データとして生成することにより、前後加速度センサ２及び横加速度センサ３から送信される多くのデータの中から、運転技量の評価に値するデータのみを抽出することができる。
（ａ）加速度ベクトルの値ＶＧが所定の第１抽出閾値（例えば、０．６［ｍ／ｓ^２］）以上であること。
（ｂ）評価対象データの長さを表すデータ収録時間が５秒以上でありかつ１５秒以内であること。
（ｃ）加速度ベクトルの値ＶＧの平均値ＡＶＥ（ＶＧ）が所定の第２抽出閾値（例えば、１［ｍ／ｓ^２］）以上であること。

データ取得手段５１では、シーン抽出手段５１ａによって抽出した評価対象データを、旋回シーンと、減速シーンと、加速シーンと、の３種類に分け、シーン毎に時系列データを生成する。

旋回時データ取得手段５１ｂは、シーン抽出手段５１ａによって抽出された評価対象データの中から所定の条件を満たすものを、旋回シーンにおける前後加速度及び横加速度の時系列データを含む旋回時データとして取得する。

図３は、旋回時データ取得手段５１ｂによって取得される旋回時データの一例を示す図である。旋回時データ取得手段５１ｂは、シーン抽出手段５１ａによって抽出された評価対象データに含まれる横加速度の値ＹＧの絶対値ＡＢＳ（ＹＧ）の最大値ＭＡＸ（ＡＢＳ（ＹＧ））を算出し、この最大値ＭＡＸ（ＡＢＳ（ＹＧ））が所定の旋回判定閾値（例えば、１［ｍ／ｓ^２］）以上である場合には、この評価対象データを旋回時データとして取得する。

したがって本実施形態における旋回シーンとは、加速度ベクトルの値ＶＧが第１抽出閾値以上である状態が５秒以上でありかつ１５秒以内にわたり継続し、加速度ベクトルの平均値ＡＶＥ（ＶＧ）が第２抽出閾値以上であり、かつ横加速度の最大値ＭＡＸ（ＡＢＳ（ＹＧ））が旋回判定閾値以上である区間をいう。

減速時データ取得手段５１ｃは、シーン抽出手段５１ａによって抽出された評価対象データから旋回時データを除いたもののうち、所定の条件を満たすものを、減速シーンにおける前後加速度及び横加速度の時系列データを含む減速時データとして取得する。より具体的には、減速時データ取得手段５１ｃは、旋回時データが除かれた評価対象データに含まれる前後加速度の値ＸＧの平均値ＡＶＥ（ＸＧ）を算出し、この平均値ＡＶＥ（ＸＧ）が０［ｍ／ｓ^２］より大きい場合には、この評価対象データを減速時データとして取得する。

したがって本実施形態における減速シーンとは、旋回シーンとは別の走行シーンであり、加速度ベクトルの値ＶＧが第１抽出閾値以上である状態が５秒以上でありかつ１５秒以内にわたり継続し、加速度ベクトルの平均値ＡＶＥ（ＶＧ）が第２抽出閾値以上であり、かつ前後加速度の平均値ＡＶＥ（ＸＧ）が０より大きい区間をいう。

加速時データ取得手段５１ｄは、シーン抽出手段５１ａによって抽出された評価対象データから旋回時データ及び減速時データを除いたものを、加速シーンにおける前後加速度及び横加速度の時系列データを含む加速時データとして取得する。

したがって本実施形態における加速シーンとは、旋回シーンとは別の走行シーンであり、加速度ベクトルの値ＶＧが第１抽出閾値以上である状態が５秒以上でありかつ１５秒以内にわたり継続し、加速度ベクトルの平均値ＡＶＥ（ＶＧ）が第２抽出閾値以上であり、かつ前後加速度の平均値ＡＶＥ（ＸＧ）が０以下である区間をいう。

運転技量評価手段５２は、上記のようにデータ取得手段５１によって取得された評価対象データ（旋回時データ、減速時データ、及び加速時データ）に基づいて、各走行シーンにおける運転技量を評価する。

図４は、運転技量評価手段５２による各走行シーンの運転技量の評価方法をまとめた図である。運転技量評価手段５２は、運転評価値ＰＤによって減速シーンにおける運転技量を評価し、運転評価値ＰＡによって加速シーンにおける運転技量を評価し、運転評価値ＰＴによって旋回シーンにおける運転技量を評価する。図４に示すように、運転技量評価手段５２は、１０点法によって各走行シーンの運転技量を評価する。すなわち、運転技量評価手段５２は、各走行シーンにおける運転技量を、１０以下の正の実数で数値化した運転評価値ＰＤ，ＰＡ，ＰＴによって評価する。なおこれら運転評価値は、その値が大きいほど運転技量の評価が高いことを意味する。より具体的には、運転技量評価手段５２は、旋回シーンにおける運転技量を評価する旋回シーン評価手段５３と、減速シーンにおける運転技量を評価する減速シーン評価手段５４と、加速シーンにおける運転技量を評価する加速シーン評価手段５５と、を備え、これら評価手段５３，５４，５５によって運転評価値ＰＴ，ＰＤ，ＰＡを算出する。以下、各評価手段５３，５４，５５による具体的な評価手順について説明する。

減速シーン評価手段５４は、減速時データ取得手段５１ｃによって取得された減速時データに基づいて、この減速時データによって特定される減速シーンにおけるドライバの運転技量を数値化した運転評価値ＰＤを、１０点法の下で算出する。より具体的には、減速シーン評価手段５４は、減速時データによって得られる加減速ベクトルの値ＶＧの時系列データ、又は下記式（２）に示すジャークベクトルの値ＶＪの時系列データを用いることによって減速シーンの運転評価値ＰＤを算出する。ここでジャークベクトルとは、前後加加速度及び横加加速度を成分とするベクトルである。ジャークベクトルの値ＶＪの時系列データは、減速時データに含まれる前後加速度の値ＸＧ及び横加速度の値ＹＧにそれぞれ時間微分を施すことによって前後加加速度の演算値ＸＪ及び横加加速度の演算値ＹＪを算出し、これら演算値ＸＪ，ＹＪを用いた下記式（２）によって算出することができる。
ＶＪ＝（ＸＪ^２＋ＹＪ^２）^１／２ （２）

図５Ａ及び図５Ｂは、それぞれ減速シーンにおける前後加速度の値ＸＧ、横加速度の値ＹＧ、及びジャークベクトルの値ＶＪの時系列データの一例を示す図である。より具体的には図５Ａは、ドライバがエキスパートドライバである場合の時系列データの一例を示し、図５Ｂは、ドライバが通常ドライバである場合における時系列データの一例を示す。

車速を所定の速度から目標とする速度まで、目標とする時間の間に減速する減速シーンにおいて、一般的には、ブレーキペダルの踏込量は一定であることが好ましい。エキスパートドライバは、車両の減速中にブレーキペダルの踏込量を大きく変動させることなく、目標とする時間の間に目標とする速度へ狙い通りに減速させることができることから、図５Ａに示すように、減速シーンでは、前後加速度の値ＸＧや加速度ベクトルの値ＶＧは一定となる時間が長い。このため、ジャークベクトルの値ＶＪは、図５Ａに示すように減速開始時において凸状となるが、その後０の付近で一定となる。

これに対し通常ドライバは、目標とする時間の間に狙い通りに減速させることができず、減速終期においてブレーキペダルを踏み足す場合がある。このため図５Ｂに示すように、減速シーンで前後加速度の値ＸＧが一定となる時間は、エキスパートドライバによるそれと比べれば短い。このため、ジャークベクトルの値ＶＪは、図５Ｂに示すように０から離れて推移する。

以上のことから、減速シーンにおけるドライバの運転技量は、減速時データによって得られる加速度ベクトルの値ＶＧ又はジャークベクトルの値ＶＪを用いて評価することが適切であるといえる。

ところで、運転技量の評価値は、高速運転時であるか低速運転時であるかによらず、ドライバの運転技量によってできるだけ一意的に定まるものであることが好ましい。これに対し加速度ベクトルの値ＶＧやジャークベクトルの値ＶＪは、同じドライバであっても、高速運転時であるか低速運転時であるかによって変化する場合がある。例えば高速運転時では低速運転時よりも加速度ベクトルの値ＶＧやジャークベクトルの値ＶＪの変動が大きくなる傾向がある。そこで減速シーン評価手段５４は、加速度ベクトルの値ＶＧと減速時データの収録時間にわたる加速度ベクトルの値の最大値ＭＡＸ（ＶＧ）との比、又はジャークベクトルの値ＶＪと減速時データの収録時間にわたるジャークベクトルの値の最大値ＭＡＸ（ＶＪ）との比に基づいて運転評価値ＰＤを算出する。以下では、加速度ベクトルの比を用いた評価手順と、ジャークベクトルの比を用いた評価手順について、順に説明する。

加速度ベクトルの比を用いて評価する場合、減速シーン評価手段５４は、減速時データの収録時間をＮ点（Ｎは、２以上の整数）に分割し、各時刻における加速度ベクトルの値ＶＧ（ｉ）（ｉは、１〜Ｎの整数）を取得し、さらに減速時データの収録時間にわたる加速度ベクトルの値ＶＧの最大値ＭＡＸ（ＶＧ）を算出する。また減速シーン評価手段５４は、各時刻における加速度ベクトルの値ＶＧ（ｉ）と最大値ＭＡＸ（ＶＧ）との比（ＶＧ（ｉ）／ＭＡＸ（ＶＧ））を算出し、さらにこれら比の平均値（ＶＧ（１）＋ＶＧ（２）＋…＋ＶＧ（Ｎ））／ＭＡＸ（ＶＧ）／Ｎを算出する。以上のようにして算出された平均値は、加速度ベクトルの値ＶＧの変動が小さくなるほど値１に近づき、加速度ベクトルの値ＶＧの変動が大きくなるほど値０に近づくなる傾向がある。そこで減速シーン評価手段５４は、この平均値に値１０を乗算したものを運転評価値ＰＤとする。これにより、１０点法によって運転評価値ＰＤを算出することができる。

またジャークベクトルの比を用いて評価する場合、減速シーン評価手段５４は、減速時データの収録時間をＭ点（Ｍは、２以上の整数）に分割し、各時刻におけるジャークベクトルの値ＶＧ（ｊ）（ｊは、１〜Ｍの整数）を取得し、さらに減速時データの収録時間にわたるジャークベクトルの値ＶＪの最大値ＭＡＸ（ＶＪ）を算出する。また減速シーン評価手段５４は、各時刻におけるジャークベクトルの値ＶＪ（ｊ）と最大値ＭＡＸ（ＶＪ）との比（ＶＪ（ｊ）／ＭＡＸ（ＶＪ））を算出し、さらにこれら比の平均値（ＶＪ（１）＋ＶＪ（２）＋…＋ＶＪ（Ｍ））／ＭＡＸ（ＶＪ）／Ｍを算出する。以上のようにして算出された平均値は、各時刻におけるジャークベクトルの値ＶＪ（ｊ）が０に近づくほど０に近づき、各時刻におけるジャークベクトルの値ＶＪ（ｊ）が値０から離れて大きく変動するほど０より大きくなる傾向がある。そこで減速シーン評価手段５４は、以上のようにして算出した平均値に所定の規格化処理を施すことによって、減速シーンの運転評価値ＰＤを算出する。ここで規格化処理とは、上記平均値が０に近づくほど運転評価値ＰＤが最高点である１０に近づき、平均値が大きくなるほど小さくなるように平均値を運転評価値ＰＤに変換する処理をいう。また以上のようにして、減速シーン評価手段５４によって算出された運転評価値ＰＤは、ディスプレイ６に表示され、ドライバが確認することが可能となっている。

加速シーン評価手段５５は、加速時データ取得手段５１ｄによって取得された加速時データに基づいて、この加速時データによって特定される加速シーンにおけるドライバの運転技量を数値化した運転評価値ＰＡを、１０点法の下で算出する。なお加速シーンは、減速シーンと、前後加速度の値の符号が逆になる点において異なり、基本的には減速シーンと同様に加速度ベクトルの値ＶＧ又はジャークベクトルの値ＶＪを用いることによって、１０点法の下で運転評価値ＰＡを算出することが可能である。したがって以下では、加速シーン評価手段５５において、運転評価値ＰＡを算出する具体的な手順については説明を省略する。また以上のようにして、加速シーン評価手段５５によって算出された運転評価値ＰＡは、ディスプレイ６に表示され、ドライバが確認することが可能となっている。

旋回シーン評価手段５３は、旋回時データ取得手段５１ｂによって取得された旋回時データに基づいて、この旋回時データによって特定される旋回シーンにおけるドライバの運転技量を数値化した運転評価値ＰＴを、１０点法の下で算出する。

図６Ａは、旋回時データ取得手段５１ｂによって取得される旋回時データの一例を示す図である。図６Ｂは、図６Ａの旋回時データが取得された際の実際の車両Ｖの走行軌跡を道路図上にプロットした図である。なお図６Ａには、旋回時データに含まれる前後加速度の値ＸＧ及び横加速度の値ＹＧの時系列データの他、これら値ＸＧ，ＹＧを用いて算出される加速度ベクトルの値ＶＧ及びジャークベクトルの値ＶＪの時系列データを示す。

図６Ａに示すように、一般的に車両の旋回時において、ドライバは、時刻ｔ０〜ｔ１の付近までの間でブレーキペダルを踏み込むことによって車両Ｖを減速させ、前後加速度が最大となる時刻ｔ１の付近からステアリング操作を開始することによって車両Ｖを旋回させ、その後横加速度の絶対値が最大となる時刻ｔ２の付近でアクセルペダルの踏み込みを開始することによって車両Ｖを加速させる。図６Ｂには、時刻ｔ１における車両Ｖの位置を白丸Ｑ１で示し、時刻ｔ２における車両Ｖの位置を白丸Ｑ２で示す。

旋回シーン評価手段５３は、図６Ａの時刻ｔ１近傍においてステアリングの操作を開始する際における加速度の安定度を示す減速安定度と、図６Ａの時刻ｔ２近傍において旋回を終了し加速に移行する際における加速度の安定度を示す横加速度効率度と、これら時刻ｔ１から時刻ｔ２の間において実現される前後方向から横方向への加速度の繋がりの安定度を示す加速繋がり度と、を総合的に評価することによって、運転評価値ＰＴを算出する（図４参照）。

より具体的には、旋回シーン評価手段５３は、加速繋がり度を、１０以下の正の実数で数値化した基本評価値ＰＴｂを算出する基本評価値算出手段５３ａと、減速安定度を、０を最大値とし約−１を最小値とした負の実数で数値化した第１減点評価値ＰＴｄ１を算出する第１減点評価値算出手段５３ｂと、横加速度効率度を、０を最大値とし約−１を最小値とした負の実数で数値化した第２減点評価値ＰＴｄ２を算出する第２減点評価値算出手段５３ｃと、これら評価値ＰＴｂ，ＰＴｄ１，ＰＴｄ２を合算することによって旋回シーンにおけるドライバの運転技量を１０以下の正の実数で数値化した運転評価値ＰＴを算出する総合評価値算出手段５３ｄと、を備える。以上のようにして、旋回シーン評価手段５３によって算出された運転評価値ＰＴ、並びにこの運転評価値ＰＴを構成する各評価値ＰＴｂ、ＰＴｄ１，ＰＴｄ２は、ディスプレイ６に表示され、ドライバが確認することが可能となっている。

図４に示すように、旋回シーン評価手段５３は、加速繋がり度を１０点法の下で評価し、減速安定度及び横加速度効率度を減点法の下で評価する。また基本評価値ＰＴｂが取り得る値は約０〜１０であり、第１減点評価値ＰＴｄ１及び第２減点評価値ＰＴｄ２が取り得る値（約−１〜０）よりも大きい。すなわち旋回シーン評価手段５３は、加速繋がり度、減速安定度、横加速度効率度のうち特に運転技量の巧拙によって差が生じやすい加速繋がり度に対し、減速安定度及び横加速度効率度よりも大きな重みをおいて旋回シーンにおける運転評価値ＰＴを算出する。以下、各評価値算出手段５３ａ，５３ｂ，５３ｃにおいて評価値ＰＴｂ，ＰＴｄ１，ＰＴｄ２を算出する具体的な手順について説明する。

始めに基本評価値算出手段５３ａにおいて基本評価値ＰＴｂを算出する手順について、図７Ａ及び図７Ｂ並びに図８Ａ及び図８Ｂを参照しながら説明する。

図７Ａ及び図７Ｂは、旋回時データに含まれる前後加速度の値ＸＧ及び横加速度の値ＹＧの時系列データと、これら値ＸＧ，ＹＧに基づいて算出される加速度ベクトルの値ＶＧ、及びジャークベクトルの値ＶＪの時系列データと、を示す図である。より具体的には、図７Ａは、ドライバがエキスパートドライバである場合の旋回時データの一例を示し、図７Ｂは、ドライバが通常ドライバである場合における旋回時データの一例を示す。

図８Ａ及び図８Ｂは、それぞれ図７Ａ及び図７Ｂの旋回時データに含まれる前後加速度の値ＸＧ及び横加速度の値ＹＧ成分とする加速度ベクトルを、前後加速度を縦軸とし横加速度を横軸とした２次元平面上にプロットした図である。

旋回シーンにおける加速度ベクトルは、図８Ａ及び図８Ｂに示す点Ｒ１→点Ｒ２→点Ｒ３→点Ｒ４の順で推移する。なお図８Ａ及び図８Ｂにおける点Ｒ１、点Ｒ２、点Ｒ３、及び点Ｒ４は、それぞれ図７Ａ及び図７Ｂにおける時刻ｔ１１、時刻ｔ１２、時刻ｔ１３、及び時刻ｔ１４に相当する。すなわち図８Ａ及び図８Ｂにおける点Ｒ２は、旋回シーンで前後加速度の値ＸＧが最大となる時刻ｔ２に相当し、点Ｒ３は、旋回シーンで横加速度の値ＹＧの絶対値ＡＢＳ（ＹＧ）が最大となる時刻ｔ３に相当する。

これら図８Ａ及び図８Ｂに示すように、旋回シーンにおける加速度ベクトルの軌跡の形状は、ドライバの運転技量の巧拙によらず概ね全体的に略三角形状となる。ここで図８Ａと図８Ｂとを比較して明らかなように、ドライバの運転技量の巧拙は、前後加速度の値ＸＧが最大となる点Ｒ２から、横加速度の絶対値ＡＢＳ（ＹＧ）が最大となる点Ｒ３に至るまでの加速度ベクトルの軌跡の形状に現れる。すなわちエキスパートドライバによる加速度ベクトルの点Ｒ２から点Ｒ３に至るまでの軌跡は、原点Ｏから外側へ凸状、より具体的には点Ｒ２を長軸との交点とし点Ｒ３を短軸との交点とする楕円弧Ｌに近い。これに対し図８Ｂにおいて細線の矢印で示すように、通常ドライバによる加速度ベクトルの点Ｒ２から点Ｒ３に至るまでの軌跡は、原点Ｏへ向けて凹状となる。すなわち通常ドライバによる加速度ベクトルの軌跡は、点Ｒ２を長軸との交点とし点Ｒ３を短軸との交点とする楕円弧Ｌから乖離する。以上より、前後加速度が最大となる点Ｒ２から横加速度の絶対値が最大となる点Ｒ３に至るまでの加速度の繋がりの安定度を示す加速繋がり度は、点Ｒ２から点Ｒ３に至るまでの加速度ベクトルの軌跡の形状と楕円弧Ｌの形状との比較によって評価できるといえる。すなわち、点Ｒ２から点Ｒ３に至るまでの加速度ベクトルの軌跡が楕円弧Ｌに近いほど、旋回シーンにおける運転技量が高いといえる。

そこで基本評価値算出手段５３ａは、旋回時データのうち前後加速度の値ＸＧが最大となる点Ｒ２を始点とし、横加速度の値ＹＧの絶対値が最大となる点Ｒ３を終点とし、この始点から終点までの加速度ベクトルの時系列データの軌跡の形状と所定の基準軌跡の形状との比較に基づいて基本評価値ＰＴｂを算出する。ここで基準軌跡は、より具体的には、始点を長軸及び短軸の何れか一方の軸との交点とし、終点を何れか他方の軸との交点とする楕円弧Ｌが採用される。基本評価値算出手段５３ａは、旋回時データから始点及び終点の座標値を取得し、この座標値を用いることによって楕円弧Ｌを表す楕円式を導出するとともに、この楕円式と始点から終点までの加速度ベクトルの軌跡との近さを既知のアルゴリズムに基づいて約０から約１０の間の実数で数値化することによって基本評価値ＰＴｂを算出する。すなわち基本評価値算出手段５３ａは、加速度ベクトルの軌跡が上記楕円式に近いほど基本評価値ＰＴｂを大きな値とする。

次に第１減点評価値算出手段５３ｂにおいて第１減点評価値ＰＴｄ１を算出する手順について説明する。図６Ａに示すように、時刻ｔ１近傍において前後加速度が最大となりステアリングの操作を開始する際には、前後加速度及び横加速度は何れも一定であることが好ましい。すなわち減速安定度は、時刻ｔ１の近傍におけるジャークベクトルの値ＶＪによって評価できるといえる。

そこで第１減点評価値算出手段５３ｂは、旋回時データを用いることによってジャークベクトルの値ＶＪの時系列データを算出するとともに、前後加速度の値ＸＧが最大となる時刻ｔ１の近傍におけるジャークベクトルの値ＶＪの最小値ＭＩＮ（ＶＪ）を算出し、このジャークベクトルの最小値ＭＩＮ（ＶＪ）に基づいて第１減点評価値ＰＴｄ１を算出する。より具体的には、第１減点評価値算出手段５３ｂは、ジャークベクトルの最小値ＭＩＮ（ＶＪ）が０であるときに第１減点評価値ＰＴｄ１が０となり、ジャークベクトルの最小値ＭＩＮ（ＶＪ）が０から離れるほど第１減点評価値ＰＴｄ１が０から離れ小さくなるように、第１減点評価値ＰＴｄ１を算出する。これにより、０を最大値とし約−１を最小値とした負値の第１減点評価値ＰＴｄ１が算出される。

次に第２減点評価値算出手段５３ｃにおいて第２減点評価値ＰＴｄ２を算出する手順について説明する。図６Ａに示すように、時刻ｔ２近傍において横加速度の絶対値ＡＢＳ（ＹＧ）が最大となり加速に移行する際には、前後加速度は０に近いことが好ましい。すなわち横加速度効率度は、時刻ｔ２における前後加速度の絶対値ＡＢＳ（ＸＧ）によって評価できるといえる。

そこで第２減点評価値算出手段５３ｃは、旋回時データを用いることによって横加速度の絶対値ＡＢＳ（ＹＧ）が最大となる終点における前後加速度の絶対値ＡＢＳ（ＸＧ）を算出し、この前後加速度の絶対値ＡＢＳ（ＸＧ）に基づいて第２減点評価値ＰＴｄ２を算出する。より具体的には、第２減点評価値算出手段５３ｃは、前後加速度の絶対値ＡＢＳ（ＸＧ）が０であるときに第２減点評価値ＰＴｄ２が０となり、前後加速度の絶対値ＡＢＳ（ＸＧ）が０から離れるほど第２減点評価値ＰＴｄ２が０から離れ小さくなるように、第２減点評価値ＰＴｄ２を算出する。これにより、０を最大値とし約−１を最小値とした負値の第２減点評価値ＰＴｄ２が算出される。

図９は、運転評価システム１においてドライバの運転技量を評価する具体的な手順を示すフローチャートである。図９に示す処理は、車両Ｖの走行中にリアルタイムで行ってもよいし、車両Ｖの走行後に行ってもよい。

始めにＳ１では、データ取得手段５１は、旋回時データ、減速時データ、及び加速時データを取得する。より具体的には、シーン抽出手段５１ａは、車両Ｖの走行中にフィルタ５１ｆを介して前後加速度センサ２及び横加速度センサ３から得られる前後加速度及び横加速度の時系列データの中から、上記条件（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を満たす時系列データを評価対象データとして抽出する。旋回時データ取得手段５１ｂは、この評価対象データの中から、旋回シーンにおける前後加速度及び横加速度の時系列データを含む旋回時データを取得する。減速時データ取得手段５１ｃは、旋回時データが除かれた評価対象データの中から、減速シーンにおける前後加速度及び横加速度の時系列データを含む減速時データを取得する。また加速時データ取得手段５１ｄは、評価対象データから旋回時データ及び減速時データを除くことにより、加速シーンにおける前後加速度及び横加速度の時系列データを含む加速時データを取得する。

次にＳ２では、旋回シーン評価手段５３は、Ｓ１で取得された旋回時データに基づいて、旋回シーンにおけるドライバの運転技量を数値化した運転評価値ＰＴを算出する。より具体的には、基本評価値算出手段５３ａは、旋回時データのうち前後加速度が最大となる始点から横加速度の絶対値が最大となる終点までの加速度ベクトルの時系列データの軌跡の形状と基準軌跡の形状との比較に基づいて基本評価値ＰＴｂを算出する。第１減点評価値算出手段５３ｂは、旋回時データを用いることによって前後加速度が最大となる時刻の近傍におけるジャークベクトルの最小値を算出し、このジャークベクトルの最小値に基づいて第１減点評価値ＰＴｄ１を算出する。第２減点評価値算出手段５３ｃは、旋回時データを用いることによって横加速度の絶対値が最大となる終点における前後加速度の絶対値を算出し、この前後加速度の絶対値に基づいて第２減点評価値ＰＴｄ２を算出する。また総合評価値算出手段５３ｄは、これら評価値ＰＴｂ，ＰＴｄ１，ＰＴｄ２を合算することによって、運転評価値ＰＴを算出する。

次にＳ３では、減速シーン評価手段５４は、Ｓ１で取得された減速時データに基づいて、減速シーンにおけるドライバの運転技量を数値化した運転評価値ＰＤを算出する。より具体的には、減速シーン評価手段５４は、減速時データの収録時間にわたるジャークベクトルの平均値と最大値とを用いることによって運転評価値ＰＤを算出する。

次にＳ４では、加速シーン評価手段５５は、Ｓ１で取得された加速時データに基づいて、加速シーンにおけるドライバの運転技量を数値化した運転評価値ＰＡを算出する。より具体的には、加速シーン評価手段５５は、加速時データの収録時間にわたるジャークベクトルの平均値と最大値とを用いることによって運転評価値ＰＡを算出する。

次にＳ５では、ＥＣＵ５は、各評価手段５３，５４，５５によって算出された運転評価値ＰＴ，ＰＤ，ＰＡをディスプレイ６に表示する。ここで旋回シーンにおける運転技量を示す運転評価値ＰＴについては、この評価値ＰＴを構成する評価値ＰＴｂ，ＰＴｄ１，ＰＴｄ２とともに、例えば図１０に示すようにディスプレイ６に表示してもよい。なお図１０には、「減速安定度」の欄には第１減点評価値ＰＴｄ１である“−０．２０”を表示し、「加速繋がり度」の欄には基本評価値ＰＴｂである“８．１５”を表示し、「横加速度効率度」の欄には第２減点評価値ＰＴｄ２である“−０．０４”を表示し、「旋回シーン評価値」の欄には運転評価値ＰＴである“７．９１”を表示した例を示す。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限らない。例えば上記実施形態では、運転評価システム１を、車両Ｖに搭載される前後加速度センサ２、横加速度センサ３、ＥＣＵ５、及びディスプレイ６を組み合わせて構成した場合について説明したが、本発明はこれに限らない。運転評価システムは、前後加速度センサ、横加速度センサ、コンピュータ、及びディスプレイを備えるスマートフォンのような携帯端末によって構成してもよい。

Ｖ…車両
１…運転評価システム
２…前後加速度センサ
３…横加速度センサ
５…ＥＣＵ（コンピュータ）
５１…データ取得手段
５１ｂ…旋回時データ取得手段
５１ｃ…減速時データ取得手段（加減速時データ取得手段）
５１ｄ…加速時データ取得手段（加減速時データ取得手段）
５２…運転技量評価手段
５３…旋回シーン評価手段
５３ａ…基本評価値算出手段（第１評価値算出手段）
５３ｂ…第１減点評価値算出手段（第２評価値算出手段）
５３ｃ…第２減点評価値算出手段（第３評価値算出手段）
５３ｄ…総合評価値算出手段
５４…減速シーン評価手段（加減速シーン評価手段）
５５…加速シーン評価手段（加減速シーン評価手段）
６…ディスプレイ

Claims (10)

1. ドライバによる車両の運転技量を評価する運転評価システムであって、
   旋回シーンにおける前後加速度及び横加速度の時系列データを含む旋回時データを取得する旋回時データ取得手段と、
   減速時の前後加速度を正とした場合において、前記旋回時データのうち前後加速度が最大となる始点から横加速度の絶対値が最大となる終点までの時系列データの軌跡の形状に基づいて前記旋回シーンにおける運転技量を評価する旋回シーン評価手段と、を備えることを特徴とする運転評価システム。
2. 前記旋回シーン評価手段は、
   前記始点から前記終点までの時系列データの軌跡の形状に基づいて第１評価値を算出する第１評価値算出手段と、
   前後加加速度及び横加加速度を成分とするジャークベクトルの時系列データを前記旋回時データに基づいて算出するとともに、当該ジャークベクトルの最小値に基づいて第２評価値を算出する第２評価値算出手段と、
   前記終点における前後加速度の絶対値に基づいて第３評価値を算出する第３評価値算出手段と、
   前記第１、第２、及び第３評価値を合算することにより前記旋回シーンの運転技量を数値化した総合評価値を算出する総合評価値算出手段と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の運転評価システム。
3. 前記第１評価値算出手段は、前記始点から前記終点までの時系列データの軌跡の形状が所定の基準軌跡の形状に近いほど前記第１評価値を大きな値にし、
   前記第２評価値算出手段は、前記ジャークベクトルの最小値が０から離れるほど前記第２評価値を小さな値にし、
   前記第３評価値算出手段は、前記絶対値が０から離れるほど前記第３評価値を小さな値にすることを特徴とする請求項２に記載の運転評価システム。
4. 前記基準軌跡は、前記始点を長軸及び短軸の何れか一方の軸との交点とし、前記終点を何れか他方の軸との交点とする楕円弧であることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の運転評価システム。
5. 前記旋回シーンは、前後加速度及び横加速度を成分とする加速度ベクトルの大きさが所定値以上である状態が所定時間にわたり継続しかつ横加速度の絶対値の最大値が所定値以上である区間であることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の運転評価システム。
6. 前記所定時間は５秒以上でありかつ１５秒以内であることを特徴とする請求項５に記載の運転評価システム。
7. 加減速シーンにおける前後加速度及び横加速度の時系列データを含む加減速時データを取得する加減速時データ取得手段と、
   前記加減速シーンにおける運転技量を評価する加減速シーン評価手段と、をさらに備え、
   前記加減速シーン評価手段は、前後加速度及び横加速度を成分とする加速度ベクトルの値と前記加減速シーンにおける前記加速度ベクトルの最大値との比、又は前後加加速度及び横加加速度を成分とするジャークベクトルの値と前記加減速シーンにおける前記ジャークベクトルの最大値との比に基づいて前記加減速シーンにおける運転技量を評価することを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の運転評価システム。
8. 請求項１に記載の運転評価システムが実行する運転評価方法であって、
   前記旋回時データ取得手段が、旋回シーンにおける前後加速度及び横加速度の時系列データを含む旋回時データを取得する旋回時データ取得ステップと、
   前記旋回シーン評価手段が、減速時の前後加速度を正とした場合において、前記旋回時データのうち前後加速度が最大となる始点から横加速度の絶対値が最大となる終点までの時系列データの軌跡の形状に基づいて前記旋回シーンにおける運転技量を評価する旋回シーン評価ステップと、を備えることを特徴とする運転評価方法。
9. コンピュータに請求項８に記載の運転評価方法の各ステップを実行させるためのプログラム。
10. 請求項９に記載のプログラムを記憶した媒体。

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