JP2022071595A - Proper driving state determination device and proper driving state determination program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、運転適正状態判定装置及び運転適正状態判定プログラムに係り、特に、ドライバの運転適正状態を判定する運転適正状態判定装置及び運転適正状態判定プログラムに関する。 The present invention relates to an operation appropriate state determination device and an operation appropriate state determination program, and more particularly to an operation appropriate state determination device and an operation appropriate state determination program for determining an operation appropriate state of a driver.
従来より、特許文献1には、運転動作に関連付けて視線の時系列データを記憶したデータベースを備え、視線検知部で検知したドライバの視線の動きと、前記データベースに記憶された視線の時系列データとを照合して、ドライバが運転動作に関連付けられた視線の動きを行ったか否かを判定する注意行動検知技術が開示されている。
Conventionally,
特許文献2には、ドライバの視行動情報と車両操作情報とに基づいてドライバの行動特性を求めるとともに、お手本データとの比較結果に応じてドライバの運転技量を評価し、外部環境に対して運転者が楽しい、あるいは不安に感じるといった感情を推定するドライバ感情推定技術が開示されている。
In
特許文献3には、車両挙動及びドライバの操作に関するデータを蓄積してクラスタリングを行い、各クラスタ毎にドライバの運転傾向を推定するモデルをあらかじめ作成しておくことにより、ドライバの現在の運転環境がどのクラスタに最も適合するかを判定し、そのクラスタにおける推定モデルを用いてドライバの現在の運転状況を推定する技術が開示されている。
In
特許文献4には、ドライバが一定時間よそ見をしている場合に、強制自動運転モードに切り替える技術が開示されている。
上記特許文献1では、ドライバの注意行動を検知できても、その後に行われる運転行動の適否や運転行動との関連については何も示されていないので、ドライバ運転行動の評価ができない。
In
上記特許文献2では、現時点のドライバの運転技量を視行動情報と車両操作情報とに基づいて推定することを目的とはしているが、実際には駐車場での駐車行動を想定した技術となっており、それ以外の場面については具体的な言及がない。また、正常運転時を対象としているため、運転技量以外の注意散漫や眠気等の影響は考慮されていない。従って、様々な状態にあるドライバが道路上で行う、前方・後方車両や側方車両が存在する中での加減速、レーンチェンジ等の危険回避のための運転行動にはそのまま適用できない。さらに、自動運転状態から手動運転への切り替えのような状況についても想定外である。
The above-mentioned
上記特許文献3では、車両挙動及びドライバの操作に関するデータのみからドライバの運転傾向を推定しようとしているが、これらのデータではドライバ正常時の運転傾向はわかるものの、ドライバの運転への集中度や意識レベル等が判断可能な入力データが含まれないため、このままではドライバが現時点でどの程度適正に運転を行うことが可能かどうかの判定を行うことはできない。
In the
また、上記特許文献3ではクラスタリングにより決定されるクラスタごとにモデルを作成しているが、このようなクラスタリングが有効でない場合がある。その例として自車の走行車線位置と視線分布との関係を考察すると、複数車線道路の最左車線を走行している場合は、左ミラーを見る必要はほぼないため、運転に必要な周辺情報として左ミラーの情報は有益ではない。特に、一定時間以上の左ミラー視はわき見と同等である。一方、複数車線の中間車線を走行している場合は、左右に隣接する車線を確認することが必要である。これらの場合に単純に視線分布のクラスタリングを行うと、最左車線走行時において一定時間以上の左ミラー視が含まれる場合は、中間車線走行時の左右車線に注意している場合と同一クラスタに分類されるため、運転不適正状態(最左車線走行時)と適正状態(中間車線走行時)とを分離できない。
Further, in
上記特許文献4で、ドライバが一定時間よそ見をしている場合を不安全と判定しているが、どの程度わき見をするとどの程度の危険が生じるのかを定量的に評価できていないため、単純に一定時間以上のよそ見状態を全て手動運転不適正状態と判定してしまっており、きわめて保守的な判定しかできていない。
In
本発明は、上記の事情を鑑みてなされたもので、ドライバの運転適正状態を精度よく判定することができる運転適正状態判定装置及び運転適正状態判定プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an operation appropriate state determination device and an operation appropriate state determination program capable of accurately determining an operation appropriate state of a driver.
上記の目的を達成するために本発明に係る運転適正状態判定装置は、車両のドライバの視線の動きである視行動を表すデータを取得する視行動取得部と、ドライバの運転行動に関する複数の指標の各々について、前記視行動を表すデータと、前記指標とを関連付けたモデルを用いて、前記取得した前記視行動を表すデータから、前記指標の指標値を推定する運転行動推定部と、前記複数の指標の各々について、前記運転行動推定部によって推定された前記指標値に基づいて、前記ドライバの運転適正状態を判定する運転適正状態判定部と、を含んで構成されている。 In order to achieve the above object, the driving suitability determination device according to the present invention has a visual behavior acquisition unit that acquires data representing visual behavior that is the movement of the driver's line of sight of a vehicle, and a plurality of indexes related to the driving behavior of the driver. For each of the above, a driving behavior estimation unit that estimates an index value of the index from the acquired data representing the visual behavior using a model in which the data representing the visual behavior and the index are associated with the index, and the plurality of the above. Each of the indicators is configured to include a driving appropriate state determining unit for determining the driving appropriate state of the driver based on the index value estimated by the driving behavior estimation unit.
また、本発明に係る運転適正状態判定プログラムは、コンピュータを、車両のドライバの視線の動きである視行動を表すデータを取得する視行動取得部、ドライバの運転行動に関する複数の指標の各々について、前記視行動を表すデータと、前記指標とを関連付けたモデルを用いて、前記取得した前記視行動を表すデータから、前記指標の指標値を推定する運転行動推定部、及び前記複数の指標の各々について、前記運転行動推定部によって推定された前記指標値に基づいて、前記ドライバの運転適正状態を判定する運転適正状態判定部として機能させるためのプログラムである。 Further, in the driving suitability determination program according to the present invention, the computer is used for each of a visual behavior acquisition unit that acquires data representing visual behavior, which is the movement of the driver's line of sight, and a plurality of indicators related to the driver's driving behavior. The driving behavior estimation unit that estimates the index value of the index from the acquired data representing the visual behavior using the data representing the visual behavior and the model associated with the index, and each of the plurality of indexes. Is a program for functioning as a driving appropriate state determination unit for determining a driving appropriate state of the driver based on the index value estimated by the driving behavior estimation unit.
本発明によれば、視行動取得部によって、車両のドライバの視線の動きである視行動を表すデータを取得する。運転行動推定部によって、ドライバの運転行動に関する複数の指標の各々について、前記視行動を表すデータと、前記指標とを関連付けたモデルを用いて、前記取得した前記視行動を表すデータから、前記指標の指標値を推定する。そして、運転適正状態判定部によって、前記複数の指標の各々について、前記運転行動推定部によって推定された前記指標値に基づいて、前記ドライバの運転適正状態を判定する。 According to the present invention, the visual behavior acquisition unit acquires data representing visual behavior, which is the movement of the line of sight of the driver of the vehicle. For each of the plurality of indicators related to the driver's driving behavior by the driving behavior estimation unit, the index is obtained from the acquired data representing the visual behavior using a model in which the data representing the visual behavior and the index are associated with each other. Estimate the index value of. Then, the driving appropriate state determination unit determines the driving appropriate state of the driver for each of the plurality of indexes based on the index value estimated by the driving behavior estimation unit.
このように、ドライバの運転行動に関する複数の指標の各々について、前記視行動を表すデータと、前記指標とを関連付けたモデルを用いて、前記取得した前記視行動を表すデータから、前記指標の指標値を推定し、前記複数の指標の各々について、推定された前記指標値に基づいて、前記ドライバの運転適正状態を判定することにより、ドライバの運転適正状態を精度よく判定することができる。 As described above, for each of the plurality of indexes related to the driver's driving behavior, the index of the index is obtained from the acquired data representing the visual behavior by using the model in which the data representing the visual behavior and the index are associated with each other. By estimating the value and determining the driving appropriate state of the driver for each of the plurality of indicators based on the estimated index value, the driving appropriate state of the driver can be accurately determined.
以上説明したように、本発明の運転適正状態判定装置及び運転適正状態判定プログラムによれば、ドライバの運転適正状態を精度よく判定することができる、という効果が得られる。 As described above, according to the operation appropriate state determination device and the operation appropriate state determination program of the present invention, it is possible to obtain the effect that the operation appropriate state of the driver can be accurately determined.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。本実施の形態では、車両に搭載され、かつ、ドライバの運転適正状態を判定する運転適正状態判定装置に本発明を適用した場合を例に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the present embodiment, a case where the present invention is applied to a driving suitability determination device mounted on a vehicle and determining a driving suitability state of a driver will be described as an example.
<運転適正状態判定装置の構成>
図1に示すように、本発明の実施の形態に係る運転適正状態判定装置10は、警告検出部12と、生理量センサ14と、視線計測器16と、操作検出器18と、位置計測器20と、コンピュータ30と、出力部32とを備えている。
<Configuration of operation suitability determination device>
As shown in FIG. 1, the operation appropriate
コンピュータ30は、CPUと、RAMと、後述するモデル学習処理ルーチン及び運転適正状態判定処理ルーチンを実行するためのプログラムや各種データを記憶したROMと、を含むコンピュータで構成することが出来る。コンピュータ30は、機能的には図1に示すように、学習部40、モデル記憶部62、及び運転適正状態判定部70を備えている。
The
警告検出部12は、ドライバに対して発報される警告を検出する。例えば、手動運転において、前方の急な渋滞、事故発生等の危険に対して発報される警報を検出する。また、自動運転時において、同様の危険に対して自動運転が困難になり、自動運転状態から手動運転への切り替えが必要となって自動運転システムから発報される、手動切り替え要請(TOR:Take Over Request)を検出する。
The
生理量センサ14は、ドライバの心拍数、心拍変動(RRI)、LF/HF(心拍変動の低周波パワースペクトル/高周波パワースペクトルの比)、及び皮膚コンダクタンス(発汗状態の指標)を計測する。
The
視線計測器16は、ドライバの頭部位置・顔向き方向と視線方向を計測する。
The line-of-
操作検出器18は、ドライバのステアリング操作、アクセル操作、及びブレーキ操作を検出する。
The
位置計測器20は、自車両位置及び周辺の他車両位置を計測する。
The
学習部40は、警告時に取得された運転行動に関する複数の指標と、警告直前に取得された視行動を表すデータ及び生理量との組み合わせを収集し、収集結果に基づいて、複数の指標の各々についての運転行動予測モデルを学習する。
The
図2に示すように、学習部40は、生理量取得部42、生理量データベース44、視行動取得部46、視行動データベース48、入力データ整理部50、運転行動取得部52、運転行動データベース54、車線判定部56、モデル切替情報データベース58、及びモデル学習部60を備えている。なお、生理量取得部42、生理量データベース44、視行動取得部46、視行動データベース48、入力データ整理部50、及び運転行動取得部52、運転行動データベース54が、学習データ収集部の一例である。
As shown in FIG. 2, the
生理量取得部42は、生理量センサ14から、警告が検出された直前のドライバの生理量を取得する。具体的には、生理量取得部42は、生理量センサ14から、警告検出部12によって警告が検出された直前のドライバの生理量(ドライバの心拍数、心拍変動(RRI)、LF/HF(心拍変動の低周波パワースペクトル/高周波パワースペクトルの比)、及び皮膚コンダクタンス(発汗状態の指標))の時系列データを取得し、生理量データベース44に蓄積する。生理量データベース44は、直近の一定時間における各生理量の平均値を出力する。
The physiological
視行動取得部46は、視線計測器16から、警告が検出された直前のドライバの視線の動きである視行動を表すデータを取得する。具体的には、視行動取得部46は、視線計測器16から、警告検出部12によって警告が検出された直前のドライバの頭部位置・顔向き方向と視線方向の時系列データを、視行動データベース48に蓄積する。視行動データベース48は、ドライバの視野を複数の領域に区切った各視野領域(図3)と、ドライバの頭部位置・顔向き方向と視線方向の時系列データとに基づいて、直近一定時間内に各視野領域を注視した時間の割合を示す注視時間率を算出し出力する。
The visual
図3(A)では、視線方向に関する複数の視野領域が、正面領域、ルームミラー領域、左ミラー領域、右ミラー領域、及びインストルメントパネル・HMI画面領域である例を示している。また、図3(B)では、顔向きに関する複数の視野領域が、正面領域、及びインストルメントパネル・HMI画面領域である例を示している。 FIG. 3A shows an example in which a plurality of visual field regions related to the line-of-sight direction are a front region, a rearview mirror region, a left mirror region, a right mirror region, and an instrument panel / HMI screen region. Further, FIG. 3B shows an example in which the plurality of visual field regions relating to the face orientation are the front region and the instrument panel / HMI screen region.
なお、視行動データベース48が、注視時間率を算出し出力する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、ドライバ視線が注視している視野領域である注視領域の系列を出力するようにしてもよい。例えば、直近一定時間内にドライバ視線が注視した視野領域の系列を求め出力する。
The case where the
入力データ整理部50は、生理量データベース44の出力及び視行動データベース48の出力を一つのベクトルにまとめ、モデル学習部60に出力する(図4参照)。
The input
運転行動取得部52は、操作検出器18から、警告時に取得されたドライバのステアリング操作、アクセル操作、ブレーキ操作、車両走行軌跡、及び周辺他車両位置を取得する。具体的には、運転行動取得部52は、操作検出器18から、警告検出部12によって警告が検出された時刻前後の、ステアリング操作、アクセル操作、ブレーキ操作、車両走行軌跡、及び周辺他車両位置の時系列データを、運転行動データベース54に蓄積する。
The driving
運転行動データベース54は、蓄積されたデータに基づいて、運転行動に関する複数の指標を算出し出力する。具体的には、運転行動データベース54は、運転行動に関する複数の指標として、ドライバ反応時間、最大操舵速度、最大操舵角、及び車両軌跡逸脱量を算出し出力する。
The driving
ここで、ドライバ反応時間は、警報やTORの発報時点から、ドライバが危険回避のための運転操作を開始するまでの時間である。手動運転時における危険回避のための運転操作の有無は、発報直前までの運転行動からの変化(例えば急にブレーキを踏む、あるいは短時間に一定舵角以上のステアリング操作を行うといった行動)から判断できる。 Here, the driver reaction time is the time from the time when the alarm or TOR is issued until the driver starts the driving operation for avoiding danger. Whether or not there is a driving operation to avoid danger during manual driving depends on the change from the driving behavior until just before the alarm (for example, suddenly stepping on the brake or steering operation above a certain steering angle in a short time). I can judge.
車両軌跡逸脱量は、警報やTORの発報時点直後から一定時間内の車両軌跡(図5)をDTW(Dynamic Time Warping)の手法(非特許文献1、2を参照)を用いて道路進行方向に伸縮処理して基準軌跡との車速の違いによる軌跡差を可能な限り吸収した後に、道路横方向に残存する逸脱または不足量を評価した値である(図6)。
The amount of vehicle locus deviation is determined by using a DTW (Dynamic Time Warping) method (see
図5では、車両の道路進行方向位置と道路横方向位置とで示される車両位置の時系列である車両軌跡の2つの例を示している。図6では、車両軌跡と基準軌跡とを道路進行方向に伸縮処理して、道路横方向に残存する逸脱または不足量(図6の灰色部分)の平均値(逸脱または不足量をデータ点数で平均化した値)を評価する2つの例を示している。 FIG. 5 shows two examples of a vehicle locus which is a time series of vehicle positions indicated by a vehicle traveling direction position and a road lateral position. In FIG. 6, the vehicle locus and the reference locus are expanded and contracted in the road traveling direction, and the average value (deviation or shortage amount) of the deviation or shortage amount (gray portion in FIG. 6) remaining in the lateral direction of the road is averaged by the number of data points. Two examples of evaluating the converted value) are shown.
なお、上記のようなデータは実環境では危険を伴うため、なかなか収集できないが、ドライビングシミュレータ上の模擬環境であれば、ドライバの状態と運転行動とを危険を伴わずに容易に収集可能である。 Since the above data is dangerous in the actual environment, it is difficult to collect it, but in the simulated environment on the driving simulator, the driver's state and driving behavior can be easily collected without danger. ..
[非特許文献1]D. J. Berndt et al., “Using Dynamic Time Warping to Find Patterns in Time Series”, AAAI Technical Report WS-94-03 (1994), pp. 359-370, AAAI. [Non-Patent Document 1] D. J. Berndt et al., “Using Dynamic Time Warping to Find Patterns in Time Series”, AAAI Technical Report WS-94-03 (1994), pp. 359-370, AAAI.
[非特許文献2]豊田他,“データストリームにおける効率的なパターン検出”,情報処理学会研究報告 Vol.2012-DBS-154 No.9(2012),情報処理学会. [Non-Patent Document 2] Toyoda et al., "Efficient Pattern Detection in Data Streams", IPSJ Research Report Vol. 2012-DBS-154 No. 9 (2012), Information Processing Society of Japan.
以上のように、警告時に取得された複数の指標の各々の指標値と、警告直前に取得された視行動を表すデータ及び生理量との組み合わせが収集される。 As described above, the combination of the index value of each of the plurality of indexes acquired at the time of warning, the data representing the visual behavior acquired immediately before the warning, and the physiological amount is collected.
車線判定部56は、警告が検出されたときの自車両位置に基づいて自車両の走行車線位置を判定し、判定結果を、モデル切替情報データベース58に蓄積する。具体的には、車線判定部56は、警告が検出されたときに位置計測器20によって取得された自車両位置に基づいて、複数の車線のうちの最も左の車線である最左車線、複数の車線のうちの最も右の車線である最右車線、複数の車線のうちの最左車線及び最右車線ではない中間車線、及び片側一車線である単車線の何れかを、自車両の走行車線位置として判定する。
The
モデル学習部60は、複数の指標の各々に対し、入力データ整理部50の出力と、運転行動データベース54によって出力された当該指標の指標値との組み合わせに基づいて、当該指標についての運転行動予測モデルを学習する。ここで、運転行動予測モデルは、走行車線位置毎に、入力データ整理部50から出力されるベクトルと、何れかの指標とを関連付けたものである。
The
具体的には、図4に示すように、運転行動予測モデルは、車線判定部56によって判定された自車両の走行車線情報、及び運転行動データベース54が算出するどの指標(反応時間、最大操舵速度、最大操舵角、車両軌跡逸脱量)をモデル出力用の教師信号として選択するかに対応し、入出力信号の組み合わせごとに用意される。
Specifically, as shown in FIG. 4, the driving behavior prediction model includes the driving lane information of the own vehicle determined by the
各運転行動予測モデルは、対応する自車両の走行車線位置について、入力ベクトルデータ、及び教師信号として選択した、警報やTORの発報時点直後のドライバ運転行動の指標値(反応時間、最大操舵速度、最大操舵角、車両軌跡逸脱量のいずれか)とを関連付け、統計的または機械学習的手法を用いてモデルパラメータが決定される。各運転行動予測モデルは、入力ベクトルが与えられた場合の各運転行動指標の予測値を出力する。最も単純なモデルの例は、各注視領域の注視割合を説明変数、運転行動の指標値を目的変数とする重回帰モデルである。 Each driving behavior prediction model is an index value (reaction time, maximum steering speed) of the driver driving behavior immediately after the alarm or TOR is issued, which is selected as input vector data and a teacher signal for the driving lane position of the corresponding own vehicle. , Maximum steering angle, or vehicle trajectory deviation), and model parameters are determined using statistical or machine learning techniques. Each driving behavior prediction model outputs the predicted value of each driving behavior index when an input vector is given. An example of the simplest model is a multiple regression model in which the gaze ratio of each gaze area is an explanatory variable and the index value of driving behavior is an objective variable.
モデル学習部60は、自車両の走行車線位置(最左側車線、中間車線、最右側車線、単車線)に基づいて使用する運転行動予測モデルを切り替え、当該走行車線位置に対応した各運転行動予測モデルに、入力データ整理部50のベクトルを入力し、当該ベクトルと各指標の指標値とを関連付けるように学習する。
The
走行車線位置及び指標の組み合わせ毎に学習された運転行動予測モデルのモデルパラメータが、モデル記憶部62に格納される。
The model parameters of the driving behavior prediction model learned for each combination of the traveling lane position and the index are stored in the
運転適正状態判定部70は、警告時に、当該警告直前に取得された視行動を表すデータ及び生理量に基づいて、ドライバの運転適正状態を判定する。
At the time of warning, the driving appropriate
図7に示すように、運転適正状態判定部70は、生理量取得部72、生理量データベース74、視行動取得部76、視行動データベース78、入力データ整理部80、車線判定部82、モデル切替情報データベース84、適正状態レベル算出部86、及び最終適正状態レベル決定部88を備えている。なお、視行動取得部76及び視行動データベース78は、視行動取得部の一例である。適正状態レベル算出部86及び最終適正状態レベル決定部88は、運転行動推定部及び運転適正状態判定部の一例である。
As shown in FIG. 7, the driving appropriate
生理量取得部72は、生理量取得部42と同様に、生理量センサ14から、警告検出部12によって警告が検出された直前のドライバの生理量(ドライバの心拍数、心拍変動(RRI)、LF/HF(心拍変動の低周波パワースペクトル/高周波パワースペクトルの比)、及び皮膚コンダクタンス(発汗状態の指標))の時系列データを取得し、生理量データベース74に蓄積する。生理量データベース74は、生理量データベース44と同様に、直近の一定時間における各生理量の平均値を出力する。
Similar to the physiological
視行動取得部76は、視行動取得部46と同様に、視線計測器16から、警告検出部12によって警告が検出された直前のドライバの頭部位置・顔向き方向と視線方向の時系列データを、視行動データベース78に蓄積する。視行動データベース78は、視行動データベース48と同様に、ドライバの視野を複数の領域に区切った各視野領域に対し、ドライバの頭部位置・顔向き方向と視線方向の時系列データに基づいて、直近一定時間内に各視野領域を注視した時間の割合を示す注視時間率を算出し出力する。
Similar to the visual
入力データ整理部80は、入力データ整理部50と同様に、生理量データベース74の出力及び視行動データベース78の出力を一つのベクトルにまとめ、適正状態レベル算出部86に出力する。
Similar to the input
以上のように、警告直前に取得された視行動を表すデータ及び生理量が、適正状態レベル算出部86に入力される。
As described above, the data representing the visual behavior and the physiological amount acquired immediately before the warning are input to the appropriate state
車線判定部82は、車線判定部56と同様に、警告が検出されたときに位置計測器20によって取得された自車両位置に基づいて、複数の車線のうちの最も左の車線である最左車線、複数の車線のうちの最も右の車線である最右車線、複数の車線のうちの最左車線及び最右車線ではない中間車線、及び片側一車線である単車線の何れかを、自車両の走行車線位置として判定し、判定結果を、モデル切替情報データベース84に蓄積する。
Similar to the
適正状態レベル算出部86は、ドライバの運転行動に関する複数の指標の各々について、車線判定部82によって判定された走行車線位置に対応する当該指標の運転行動予測モデルを用いて、取得した視行動を表すデータ及び生理量から、当該指標の指標値を推定する。
The appropriate state
具体的には、図8に示すように、自車両の走行車線位置に基づいて各指標の運転行動予測モデルを選択し、選択された各指標の運転行動予測モデルを用いて、入力データ整理部80によって生成されたベクトルを入力として、運転行動予測モデルに対応する指標の予測値(反応時間、最大操舵速度、最大操舵角、車両軌跡逸脱量のいずれか)をそれぞれ出力する。 Specifically, as shown in FIG. 8, the driving behavior prediction model of each index is selected based on the driving lane position of the own vehicle, and the input data organizing unit is used by using the driving behavior prediction model of each selected index. Using the vector generated by 80 as an input, the predicted value (any of the reaction time, the maximum steering speed, the maximum steering angle, and the vehicle trajectory deviation amount) of the index corresponding to the driving behavior prediction model is output.
また、適正状態レベル算出部86は、複数の指標の各々についての、当該指標の運転行動予測モデルを用いて推定された当該指標の指標値に基づいて、ドライバの適正状態レベルを算出する。
Further, the appropriate state
具体的には、適正状態レベル算出部86は、各指標の運転行動予測モデルの出力である指標の予測値を入力として、各運転行動予測モデルごとに、その時点のドライバの適正状態レベルを連続値または離散値として算出する。例えば、図9に示すように、ドライバの適正状態レベルを連続値とし、モデル出力の値が大きいほど適正状態レベルが低く算出し、あるいは、モデル出力の値が大きいほど適正状態レベルが高く算出する。このとき、適正状態レベルが0~1の範囲となるように飽和処理により、適正状態レベルを算出する。飽和処理の上限及び下限は、運転行動予測モデル学習時の教師データの値の範囲から決定すればよい。
Specifically, the appropriate state
最終適正状態レベル決定部88は、上記図8に示すように、算出された適正状態レベルの値の最低値(最も低い適正状態レベルを選択)、平均値、又は中央値を選択することにより、最終的な適正状態レベルを決定する。適正状態レベルが離散値の場合には、多数決又は最頻値を選択することにより、最終的な適正状態レベルを決定してもよい。最低値を採用する場合は最も安全側の推定値となり、平均値、中央値、多数決、最頻値を採用する場合は平均的な推定値となる。
As shown in FIG. 8, the final appropriate state
このように、複数の運転行動の指標に対応する各運転行動予測モデルを用いた適正状態レベル出力を比較評価して最終的な適正状態レベルを決定することにより、ドライバの個人差や体調等に依存する運転行動の違いを吸収し、常に適切な適正状態レベルを推定することが可能になる。 In this way, by comparing and evaluating the appropriate state level output using each driving behavior prediction model corresponding to multiple driving behavior indicators and determining the final appropriate state level, individual differences and physical condition of the driver can be determined. It is possible to absorb the difference in driving behavior that depends on it and always estimate an appropriate appropriate state level.
<運転適正状態判定装置の作用>
次に、本実施の形態に係る運転適正状態判定装置10の作用について説明する。
<Operation of operation suitability judgment device>
Next, the operation of the operation appropriate
まず、運転適正状態判定装置10を搭載した車両の走行中に、コンピュータ30において、図10に示すモデル学習処理ルーチンが実行される。
First, the model learning processing routine shown in FIG. 10 is executed on the
ステップS100において、警告検出部12によって、ドライバに対して発報された警告を検出したか否かを判定する。警告検出部12によって警告が検出された場合には、ステップS102へ進む。
In step S100, the
ステップS102では、生理量取得部42は、生理量センサ14から、警告が検出された直前のドライバの生理量を取得する。生理量データベース44は、直近の一定時間における各生理量の平均値を出力する。
In step S102, the physiological
次のステップS103では、視行動取得部46は、視線計測器16から、警告が検出された直前のドライバの視線の動きである視行動を表すデータを取得する。視行動データベース48は、ドライバの頭部位置・顔向き方向と視線方向の時系列データに基づいて、直近一定時間内に各視野領域を注視した時間の割合を示す注視時間率を算出し出力する。
In the next step S103, the visual
ステップS104では、入力データ整理部50は、生理量データベース44の出力及び視行動データベース48の出力を一つのベクトルにまとめ、モデル学習部60に出力する。
In step S104, the input
ステップS105では、運転行動取得部52は、操作検出器18から、警告時に取得されたドライバのステアリング操作、アクセル操作、ブレーキ操作、車両走行軌跡、及び周辺他車両位置を取得する。運転行動データベース54は、蓄積されたデータに基づいて、運転行動に関する複数の指標を算出し出力する。
In step S105, the driving
ステップS106では、車線判定部56は、警告が検出されたときの自車両位置に基づいて自車両の走行車線位置を判定し、判定結果を、モデル切替情報データベース58に蓄積する。
In step S106, the
そして、ステップS108において、上記ステップS102~S106で得られたデータが蓄積されたか否かを判定する。 Then, in step S108, it is determined whether or not the data obtained in the above steps S102 to S106 has been accumulated.
次のステップS112では、モデル学習部60は、複数の指標の各々に対し、入力データ整理部50の出力と、運転行動データベース54によって出力された当該指標の指標値との組み合わせに基づいて、当該指標についての運転行動予測モデルを学習し、モデル学習処理ルーチンを終了する。
In the next step S112, the
次に、運転適正状態判定装置10を搭載した車両の走行中に、コンピュータ30において、図11に示す運転適正状態判定処理ルーチンが繰り返し実行される。
Next, the
まず、ステップS120において、警告検出部12によって、ドライバに対して発報された警告を検出したか否かを判定する。警告検出部12によって警告が検出された場合には、ステップS122へ進む。
First, in step S120, the
ステップS122では、生理量取得部72は、生理量センサ14から、警告が検出された直前のドライバの生理量を取得する。生理量データベース74は、直近の一定時間における各生理量の平均値を出力する。
In step S122, the physiological
次のステップS124では、視行動取得部76は、視線計測器16から、警告が検出された直前のドライバの視線の動きである視行動を表すデータを取得する。視行動データベース78は、ドライバの頭部位置・顔向き方向と視線方向の時系列データに基づいて、直近一定時間内に各視野領域を注視した時間の割合を示す注視時間率を算出し出力する。
In the next step S124, the visual
ステップS126では、入力データ整理部80は、生理量データベース74の出力及び視行動データベース78の出力を一つのベクトルにまとめ、適正状態レベル算出部86に出力する。
In step S126, the input
ステップS128では、車線判定部82は、警告が検出されたときの自車両位置に基づいて自車両の走行車線位置を判定し、判定結果を、モデル切替情報データベース84に格納する。
In step S128, the
ステップS130では、適正状態レベル算出部86は、ドライバの運転行動に関する複数の指標の各々について、車線判定部82によって判定された走行車線位置に対応する当該指標の運転行動予測モデルを用いて、取得した視行動を表すデータ及び生理量から、当該指標の指標値を推定する。
In step S130, the appropriate state
ステップS132では、適正状態レベル算出部86は、複数の指標の各々についての、当該指標の運転行動予測モデルを用いて推定された当該指標の指標値に基づいて、ドライバの適正状態レベルを算出する。
In step S132, the appropriate state
ステップS134では、最終適正状態レベル決定部88は、上記図8に示すように、算出された適正状態レベルの値の最低値、平均値、中央値、多数決、又は最頻値を選択することにより、最終的な適正状態レベルを決定し、運転適正状態判定処理ルーチンを終了する。
In step S134, as shown in FIG. 8, the final appropriate state
上記ステップS132は、図12に示す処理ルーチンによって実現される。当該処理ルーチンは、指標毎に実行される。ここでは、適正状態レベルが離散値である場合について説明する。 The step S132 is realized by the processing routine shown in FIG. The processing routine is executed for each index. Here, the case where the appropriate state level is a discrete value will be described.
図12では、yを、運転行動予測モデルの出力とし、y1,・・・,yN-1を判定閾値とし、yN-1<yN-2<・・・<y2<y1とする。 In FIG. 12, y is the output of the driving behavior prediction model, y 1 , ..., Y N-1 is the determination threshold value, and y N-1 <y N-2 << ... <y 2 <y 1 And.
当該指標の運転行動予測モデルの出力yと、判定閾値y1,・・・,yN-1の各々とを比較することにより、適正状態レベルを算出する。例えば、yがy1以上であれば、適正状態レベルを最低の1とする。また、yがyN-1未満であれば、適正状態レベルを最高のNとする。 The appropriate state level is calculated by comparing the output y of the driving behavior prediction model of the index with each of the determination thresholds y 1 , ..., Y N-1 . For example, if y is y 1 or more, the appropriate state level is set to the lowest 1. If y is less than y N-1 , the appropriate state level is set to the highest N.
<実施例>
モデル出力の例として、図13に中間車線を走行中のドライバの反応時間の予測値を示し、上記図13の時刻Aにおける視線・顔向き分布と注視時間率をそれぞれ図14、図15に示し、上記図13の時刻Bにおける視線・顔向き分布と注視時間率をそれぞれ図16、図17に示す。時刻Aでは正面や左右ミラー、後方(ルームミラー)に全て注意を払っており、ドライバは自車周囲の状況をしっかりと把握できていることがわかる。これに対し、時刻Bではドライバはインストルメントパネル・HMIの表示画面に注意を向けており、周辺状況把握がおろそかになっている。このようなドライバの視行動に対応して、上記図13の反応時間予測値はそれぞれ極小値、極大値をとっており、ドライバ状態を反映した出力が得られていることがわかる。
<Example>
As an example of the model output, FIG. 13 shows the predicted value of the reaction time of the driver traveling in the intermediate lane, and FIGS. 14 and 15 show the line-of-sight / face orientation distribution and the gaze time rate at time A in FIG. 13, respectively. 16 and 17, respectively, show the line-of-sight / face orientation distribution and the gaze time rate at time B in FIG. At time A, attention is paid to the front, left and right mirrors, and rear (room mirror), and it can be seen that the driver has a firm grasp of the situation around the vehicle. On the other hand, at time B, the driver pays attention to the display screen of the instrument panel / HMI, and the grasp of the surrounding situation is neglected. Corresponding to such a driver's visual behavior, the reaction time predicted values in FIG. 13 have a minimum value and a maximum value, respectively, and it can be seen that an output reflecting the driver state is obtained.
以上説明したように、本実施の形態に係る運転適正状態判定装置によれば、ドライバの運転行動に関する複数の指標の各々について、視行動を表すデータ及び生理量と、当該指標とを関連付けたモデルを用いて、取得した視行動を表すデータ及び生理量から、当該指標の指標値を推定し、複数の指標の各々について、推定された指標値に基づいて、ドライバの運転適正状態を判定することにより、ドライバの運転適正状態を精度よく判定することができる。 As described above, according to the driving suitability determination device according to the present embodiment, for each of the plurality of indicators related to the driver's driving behavior, a model in which data and physiological quantities representing visual behavior are associated with the index. Estimate the index value of the index from the acquired data representing the visual behavior and the physiological quantity, and determine the driving appropriate state of the driver based on the estimated index value for each of the plurality of indexes. Therefore, the proper operation state of the driver can be accurately determined.
また、ドライバの状態から経験的知識のみに基づいて天下り式に適正状態を判定するのではなく、ドライバの各状態とその際の具体的かつ定量的な運転行動とを関連付けて蓄積したデータに基づいて、ドライバが類似の状態にある場合の過去の運転行動データを複数の指標毎にモデル化し、それらのモデルの総合評価により、ドライバの運転適正状態の判定を行う。このように、ドライバ運転適正状態を、従来よりもより客観的かつ定量的に判定することができる。また、様々な個人差を持つドライバや個々のドライバの日々の体調変化にも対応できる。 In addition, instead of determining the appropriate state from the driver's state based only on empirical knowledge, it is based on the data accumulated by associating each state of the driver with the specific and quantitative driving behavior at that time. Therefore, the past driving behavior data when the driver is in a similar state is modeled for each of a plurality of indexes, and the driver's driving appropriate state is determined by comprehensive evaluation of those models. In this way, the driver operation appropriate state can be determined more objectively and quantitatively than in the conventional case. In addition, it is possible to deal with drivers having various individual differences and daily changes in physical condition of individual drivers.
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and applications are possible without departing from the gist of the present invention.
例えば、ドライバ運転行動データベースが算出する運転行動の指標値には、ブレーキ最大踏力など、上記以外の適切な物理量を追加し、対応する運転行動予測モデルも追加して使用するようにしてもよい。 For example, an appropriate physical quantity other than the above, such as the maximum braking force, may be added to the driving behavior index value calculated by the driver driving behavior database, and the corresponding driving behavior prediction model may also be added and used.
また、最終適正状態レベルを決定する際には、各適正状態レベルの重み付け平均値など、上記以外の適切な評価式を導入して使用してもよい。 Further, when determining the final appropriate state level, an appropriate evaluation formula other than the above, such as a weighted average value of each appropriate state level, may be introduced and used.
また、1つの装置が、学習部と運転適正状態判定部を備えている場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、学習部と運転適正状態判定部がそれぞれ別装置に含まれるように構成してもよい。 Further, the case where one device includes a learning unit and an operation appropriate state determination unit has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and the learning unit and the operation appropriate state determination unit are included in separate devices. It may be configured to be.
10 運転適正状態判定装置
12 警告検出部
14 生理量センサ
16 視線計測器
18 操作検出器
20 位置計測器
30 コンピュータ
32 出力部
40 学習部
42、72 生理量取得部
44、74 生理量データベース
46、76 視行動取得部
48、78 視行動データベース
50、80 入力データ整理部
52 運転行動取得部
54 運転行動データベース
56、82 車線判定部
58、84 モデル切替情報データベース
60 モデル学習部
62 モデル記憶部
70 運転適正状態判定部
86 適正状態レベル算出部
88 最終適正状態レベル決定部
10 Operational
Claims (11)
ドライバの運転行動に関する複数の指標の各々について、前記視行動を表すデータと、前記指標とを関連付けたモデルを用いて、前記取得した前記視行動を表すデータから、前記指標の指標値を推定する運転行動推定部と、
前記複数の指標の各々について、前記運転行動推定部によって推定された前記指標値に基づいて、前記ドライバの運転適正状態を判定する運転適正状態判定部と、
を含む運転適正状態判定装置。 A visual behavior acquisition unit that acquires data representing visual behavior, which is the movement of the vehicle driver's line of sight,
For each of the plurality of indicators related to the driver's driving behavior, the index value of the index is estimated from the acquired data representing the visual behavior using a model in which the data representing the visual behavior and the index are associated with each other. Driving behavior estimation department and
For each of the plurality of indicators, a driving appropriate state determination unit that determines the driving appropriate state of the driver based on the index value estimated by the driving behavior estimation unit, and a driving appropriate state determination unit.
Operational suitability determination device including.
前記モデルは、前記複数の指標の各々について、前記視行動を表すデータと、前記指標と、前記生理量とを関連付けたものであって、
前記運転行動推定部は、前記複数の指標の各々について、前記モデルを用いて、前記取得した前記視行動を表すデータ及び前記取得した前記生理量から、前記指標の指標値を推定する請求項1~請求項3の何れか1項記載の運転適正状態判定装置。 Further including a physiological amount acquisition unit for acquiring the physiological amount of the driver,
The model is a model in which data representing the visual behavior, the index, and the physiological amount are associated with each of the plurality of indexes.
Claim 1 that the driving behavior estimation unit estimates the index value of the index from the acquired data representing the visual behavior and the acquired physiological amount for each of the plurality of indexes by using the model. The operating suitability determination device according to any one of claims 3.
前記学習データ収集部によって収集された前記組み合わせに基づいて、前記複数の指標の各々についての前記モデルを学習するモデル学習部と、
を更に含む請求項1~請求項4の何れか1項記載の運転適正状態判定装置。 A learning data collection unit that collects a combination of an index value of each of the plurality of indexes acquired at the time of a warning and data representing the visual behavior acquired immediately before the warning.
A model learning unit that learns the model for each of the plurality of indicators based on the combination collected by the learning data collection unit.
The operation appropriate state determination device according to any one of claims 1 to 4, further comprising.
前記モデルは、前記走行車線位置毎に、前記複数の指標の各々について、前記視行動を表すデータと、前記指標とを関連付けたものであって、
前記運転行動推定部は、前記複数の指標の各々について、前記走行車線位置判定部によって判定された前記走行車線位置に対応する前記モデルを用いて、前記取得した前記視行動を表すデータから、前記指標の指標値を推定する請求項1~請求項6の何れか1項記載の運転適正状態判定装置。 Further including a traveling lane position determination unit for determining the traveling lane position of the vehicle.
The model associates the data representing the visual behavior with the index for each of the plurality of indexes for each of the traveling lane positions.
The driving behavior estimation unit uses the model corresponding to the driving lane position determined by the driving lane position determination unit for each of the plurality of indicators, and uses the acquired data representing the visual behavior to obtain the above data. The operation appropriate state determination device according to any one of claims 1 to 6, which estimates the index value of the index.
車両のドライバの視線の動きである視行動を表すデータを取得する視行動取得部、
ドライバの運転行動に関する複数の指標の各々について、前記視行動を表すデータと、前記指標とを関連付けたモデルを用いて、前記取得した前記視行動を表すデータから、前記指標の指標値を推定する運転行動推定部、及び
前記複数の指標の各々について、前記運転行動推定部によって推定された前記指標値に基づいて、前記ドライバの運転適正状態を判定する運転適正状態判定部
として機能させるための運転適正状態判定プログラム。 Computer,
A visual behavior acquisition unit that acquires data representing visual behavior, which is the movement of the vehicle driver's line of sight.
For each of the plurality of indicators related to the driver's driving behavior, the index value of the index is estimated from the acquired data representing the visual behavior using a model in which the data representing the visual behavior and the index are associated with each other. Driving for each of the driving behavior estimation unit and each of the plurality of indicators to function as a driving appropriate state determination unit for determining the driving appropriate state of the driver based on the index value estimated by the driving behavior estimation unit. Proper condition judgment program.
Priority Applications (1)
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JP2020180643A JP2022071595A (en) | 2020-10-28 | 2020-10-28 | Proper driving state determination device and proper driving state determination program |
Applications Claiming Priority (1)
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