JP3482166B2 - 車両用運転状況監視装置 - Google Patents
車両用運転状況監視装置Info
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Description
転状況を監視し、必要に応じて警告を発する車両用運転
状況監視装置に関する。
基づいて、運転者の応答遅れ時間及び車両位置と走行車
線との偏差量を推定し、該推定した応答遅れ時間及び偏
差量と正常状態における応答遅れ時間及び偏差量とを比
較して、運転者の運転状況(例えば運転者の居眠りや疲
労による運転能力の低下による異常な操舵状態)を判定
するようにした運転状況監視装置が、従来より知られて
いる(特開平5−85221号公報)。
検出したヨーレート及び車速に基づいて車両走行の基準
線を求め、実際の走行軌跡と基準線との偏差を示すパラ
メータを用いて車両運転状況の異常を判定する車両用運
転状況監視装置も知られている(特開平8−24960
0号公報)。
開平5−85221号公報に記載の監視装置では、ステ
アリングの操舵量及び車速に基づいて実際の車両位置と
走行車線(基準となる車両位置)との偏差量を演算して
おり、車両の挙動に直接関連する物理量に基づいて前記
偏差量を演算していないため、例えば車両の特性の変化
(例えばサスペンションやステアリングの特性)等が原
因で前記偏差量に誤差が生じ、運転者の運転状況の判定
精度が低下するという問題があった。
の装置では、車両の挙動に直接関連するヨーレートを用
いて運転状況の判定を行うので、判定精度は向上してい
るが、走行軌跡と基準線との偏差を示すパラメータのみ
に基づいて判定するため、判定精度の面で改善の余地が
残されていた。
あり、従来に比べて車両の挙動をより的確に把握し、正
確な運転状況の判定を行うことができる車両用運転状況
監視装置を提供することを目的とする。
請求項1に記載の発明は、車両の運転者の運転状況を監
視する車両用運転状況監視装置において、前記車両の横
方向運動に関する挙動量を検出する挙動量検出手段と、
前記車両の車速を検出する車速検出手段と、前記挙動量
の変化に基づいて挙動基準を設定する挙動基準設定手段
と、前記挙動量と前記挙動基準とから前記挙動基準を基
準とした修正挙動量を算出し、該修正挙動量及び前記車
速に基づいて前記車両の走行軌跡を算出する走行軌跡算
出手段と、前記走行軌跡に基づいて車両挙動の特徴を示
す複数の車両挙動特徴パラメータを算出する車両挙動特
徴パラメータ算出手段と、前記複数の車両挙動特徴パラ
メータに基づいて、前記運転者の運転状況が適正か否か
を判定する運転状況判定手段とを備えることを特徴とす
る。
する挙動量の変化に基づいて、挙動基準が設定され、前
記挙動量と前記挙動基準とから前記挙動基準を基準とし
た修正挙動量が算出され、該修正挙動量及び車速に基づ
いて車両の走行軌跡が推定され、この走行軌跡に基づい
て車両挙動の特徴を示す複数の車両挙動特徴パラメータ
が算出され、該算出された複数の車両挙動特徴パラメー
タに基づいて、運転者の運転状況が適正か否かが判定さ
れるので、従来に比べて車両の挙動をより的確に把握
し、正確な運転状況の判定を行うことができる。また請
求項2に記載の発明は、車両の運転者の運転状況を監視
する車両用運転状況監視装置において、前記車両の横方
向運動に関する挙動量を検出する挙動量検出手段と、前
記車両の車速を検出する車速検出手段と、前記挙動量の
変化に基づいて挙動基準を設定する挙動基準設定手段
と、前記挙動量、前記挙動基準及び前記車速に基づいて
前記車両の走行軌跡を算出する走行軌跡算出手段と、前
記走行軌跡に基づいて車両挙動の特徴を示す複数の車両
挙動特徴パラメータを算出する車両挙動特徴パラメータ
算出手段と、前記車両が走行している道路の曲率半径と
その変化率とに基づいて、前記道路の形状を判定する道
路形状判定手段と、該道路形状判定手段により前記道路
がほぼ直線状であるか、または挙率半径がほぼ一定の曲
線状であると判定されたとき、前記複数の車両挙動特徴
パラメータに基づいて、前記運転者の運転状況が適正か
否かを判定する運転状況判定手段とを備えることを特徴
とする。この構成によれば、車両の横方向運動に関する
挙動量の変化に基づいて、挙動基準が設定され、前記挙
動量、前記挙動基準及び車速に基づいて車両の走行軌跡
が推定され、この走行軌跡に基づいて車両挙動の特徴を
示す複数の車両挙動特徴パラメータが算出される。さら
に、車両が走行している道路の曲率半径とその変化率と
に基づいて、その道路がほぼ直線状であるか、または挙
率半径がほぼ一定の曲線状であると判定されたとき、前
記複数の車両挙動特徴パラメータに基づいて、運転者の
運転状況が適正か否かが判定される。道路形状の変化が
大きい場合には、誤判定が発生し易いので、道路形状を
判定して、道路形状が直線状あるいは曲率一定の曲線状
でないときには運転状況判定を行わないようにすること
によ り、誤判定を防止することができる。
応じて適切な対応が図れるように、前記複数の車両挙動
特徴パラメータに基づいて運転状況の異常を段階的に判
定することが望ましい。また前記挙動基準設定手段は、
前記挙動量の変化に基づいて、演算量を少なくするため
に、単回帰直線を求め、これを挙動基準として設定する
ことが望ましく、その場合当該車両が走行している道路
の形状を判定する道路形状判定手段を設け、この道路形
状判定手段により前記道路がほぼ直線状であるか、また
は曲率半径がほぼ一定の曲線状であると判定され、且つ
前記運転状況判定手段により前記運転者の運転状況が適
正でないと判定されたときに、運転者の運転状況が異常
であると判定することが望ましい。
前記走行軌跡の横方向の最大変動幅としての横変位変動
量(LOCWIDTH)、2)所定計測期間(T1)内
に前記挙動基準からの変動量の絶対値が所定変動幅(Δ
h)を越える回数(NP)、3)前記挙動基準に対して
プラス側の最大変動量(LOCWIDTH1)と、マイ
ナス側の最大変動量(LOCWIDTH2)との比率、
及び4)前記挙動基準に対してプラス側に変動している
プラス領域の、車両走行方向の最大長さ(LOCLEN
1)と、前記挙動基準に対してマイナス側に変動してい
るマイナス領域の、車両走行方向の最大長さ(LOCL
EN2)と比率のうちの2つ以上のパラメータとするこ
とが望ましい。
道路の曲率半径を推定し、該推定した曲率半径と、その
変化率とに基づいて道路形状の判定を行うことが望まし
い。また、前記曲率半径は、前記車速及び前記単回帰直
線の回帰係数に応じて推定することが望ましい。
適正か否かを判定するための判定閾値を、車速及び前記
推定した曲率半径に応じて設定することが望ましい。さ
らに前記運転状況判定手段は、前記横変位挙動量の複数
の計測データから、少なくとも平均値を含む統計量を算
出し、該統計量に基づいて前記判定閾値の設定を行うこ
とが望ましい。
参照して説明する。図1は本発明の一実施形態にかかる
車両用運転状況監視装置の構成を示すブロック図であ
り、本装置は内燃エンジンや電動モータ等の原動機で駆
動され、ステアリングを有する車両に搭載されている。
同図において、マイクロコンピュータ1の入力側には、
当該車両のヨーレートYRを検出するヨーレートセンサ
2と、当該車両の走行速度(車速)Vを検出する車速検
出手段としての車速センサ3とが接続されている。ま
た、マイクロコンピュータ1の出力側には、運転者の運
転状況の監視中において必要に応じて警報を発する警報
部21が接続されている。この警報部21は、例えばラ
ンプ、ブザー、音声発生器などで構成される。
1、挙動量演算部12、挙動安定度演算部13、道路形
状判定部14、閾値演算部15、車両挙動特徴抽出部1
6及び警報出力判断部17は、マイクロコンピュータ1
が有する機能をブロックとして示したものである。
び車速センサ3からの入力信号を記憶し、現在から過去
T1秒間(例えば10秒間)のヨーレートデータ及び車
速データをT2秒(例えば5秒)毎に更新して、挙動量
演算部12に出力する。挙動量演算部12は、入力され
たヨーレートYR(図3(a)参照)を時間積分して、
ヨー角YA(同図(b)参照)に変換する演算を行う。
すなわち本実施形態では、当該車両の横方向運動に関す
る挙動量として、ヨー角YAを用いる。演算されたヨー
角YAは、挙動安定度演算部13に入力される。また、
挙動量演算部12は、入力された車速VからT1秒間の
平均車速Vmを算出し、挙動安定度演算部13、道路形
状判定部14及び閾値演算部15に出力する。
角YAに基づいて車両の挙動基準となる単回帰直線を求
め(後述する式YAR=a・t+bの定数a,bを求
め)、その単回帰直線を基準として修正ヨー角YAWを
算出し、この修正ヨー角YAW及び平均車速Vmを用い
て、車両の走行軌跡LOC(x(i),y(i))を算
出し、その横方向の(y方向の)最大変動幅LOCWI
DTHを車両挙動の安定度を示す横変位挙動量として算
出する。
…,t(i),…,t(n)において、ヨー角YA
(1),YA(2),…,YA(i),…,YA(n)
というデータが得られたとすると、先ず下記式(1)
(2)により単回帰直線の単回帰係数a及び定数bを算
出し、単回帰直線を求める。
meanはそれぞれ時刻t(i)及びヨー角YA(i)
の平均値である。単回帰直線上のヨー角YAをYARと
すると、 YAR=a・t+b (3) となる(図3(b)参照)。
わち修正ヨー角YAW(=YA−YAR)を算出する
(同図(c)参照)。次いで修正ヨー角YAW及び平均
車速Vmを下記式(4)(5)に適用して、走行軌跡L
OC(x(i),y(i))を求める(図3(d)参
照)。
の最大変動幅LOCWIDTHを車両挙動の安定度を示
す横変位挙動量として閾値演算部15及び警報出力判断
部17に出力する。さらに車両安定度演算部13は、単
回帰係数aを道路形状判定部14に出力するとともに、
走行軌跡LOC(x(i),y(i))を車両挙動特徴
抽出部16に出力する。
単回帰係数aに基づいて道路形状の判定を行う。具体的
には、k番目に入力された平均車速Vm及びk番目に算
出された単回帰係数aをそれぞれVm(k)及びa
(k)とし、下記式(6)に適用して推定曲率半径Rを
算出する。 R=Vm(k)/|a(k)| (6)
単回帰直線の傾きが大きいこと、換言すれば道路の曲が
りが大きいことを示すので、推定曲率半径Rは小さくな
る。一方平均車速Vmが高いほど、推定曲率半径Rは大
きくなる。
変化率RR(k)を算出する。 RR(k)=|R(k)−R(k−1)|/R(k) (7) そして、推定曲率半径R(k)が直線判定閾値RLIM
以上であって、道路がほぼ直線状である判定されると
き、または推定曲率半径R(k)が直線判定閾値RLI
Mより小さく且つ変化率RR(k)が、推定曲率半径R
(k)がほぼ一定であることを判定するための一定曲線
判定閾値RRLIM以下であるとき、警報出力判断部1
7における運転状況の異常判定が許可される。
を単回帰直線で近似するようにしたので、道路形状の変
化が大きい場合には、誤判定が発生し易い。そこで、道
路が曲線状であり、かつその推定曲率半径Rの変化率R
Rが大きいときは、異常判定を禁止することにより、正
確な判定を可能としている。直線判定閾値RLIM及び
一定曲線判定閾値RRLIMは、後述する警報出力判断
部17における判定に誤りが発生しないように実験的に
決定する。
DTHの複数の計測データ、車速Vm及び推定曲率半径
Rに基づいて判定閾値LOCLIMを算出し、警報出力
判断部17に出力する。閾値演算部15における処理の
詳細は、図4及び5を参照して後述する。
Cに基づいて、車両挙動特徴パラメータとしてのピーク
数NP、横方向変動幅比率LW1,LW2、及び縦方向
比率LL1,LL2を算出し、警報出力判断部17に出
力する。車両挙動特徴抽出部16における処理の詳細
は、図6及び7を参照して後述する。なお、本明細書で
は、挙動安定度演算部13で算出される最大変動幅LO
CWIDTHも車両挙動特徴パラメータに含めるものと
する。
4による道路形状の判定の結果、道路がほぼ直線状であ
る判定されるとき、または曲率半径がほぼ一定の曲線状
であると判定されるときに、車両挙動特徴パラメータと
しての、最大変動幅LOCWIDTH,ピーク数NP、
横方向変動幅比率LW1,LW2、及び縦方向比率LL
1,LL2に基づいて、運転状況の異常レベルを段階的
に判定し、その判定結果に応じて、警報を発するように
指令する信号を警報部21に出力する処理を実行する。
警報出力判断部17における処理の詳細は、図8を参照
して後述する。
理の手順を示すフローチャートであり、上述した挙動量
演算部12、挙動安定度演算部13、道路形状判定部1
4、閾値演算部15、車両挙動特徴抽出部16及び警報
出力判断部17の機能は、具体的にはマイクロコンピュ
ータ1のCPUにおける図2の処理により実現される。
レートYR及び車速VをT2秒毎に取り込み、次いでヨ
ーレートYRを時間積分することによりヨー角YAを算
出する(ステップS12)。次いでヨー角YAの時系列
データ、すなわち時刻t(i)と対応するヨー角YA
(i)とを前記式(1)(2)に適用して単回帰直線、
すなわち単回帰係数a及び定数bを求める(ステップS
13)。
W(=YA−YAR)を算出し、次いで平均車速Vm及
び修正ヨー角YAWを前記式(4)(5)に適用して、
走行軌跡LOC(x(i),y(i))及びその最大変
動幅LOCWIDTHを算出する(ステップS15)。
続くステップS16では、前記式(6)(7)を用いて
道路の推定曲率半径R及びその変化率RRを算出する。
に基づいて道路形状がほぼ直線状であるか、または推定
曲率半径Rがほぼ一定の曲線状であるか否か、具体的に
は、推定曲率半径Rが直線判定閾値RLIM以上である
か、または推定曲率半径R<RLIMであって変化率R
Rが一定曲線判定閾値RRLIM以下であるか否かを判
別する(ステップS17)。その答が否定(NO)であ
るとき、すなわち道路形状が直線状あるいは曲率一定の
曲線状でないときは、誤判定を避けるため、直ちに処理
を終了する。
線状であるときは、ステップS20の警報出力判断処理
で参照される判定閾値LOCLIMを算出するLOCL
IM算出処理(ステップS18)、車両挙動特徴パラメ
ータを算出する車両挙動特徴抽出処理(ステップS1
9)、及び警報を発するか否かの判断を行う警報出力判
断処理(ステップS20)を実行する。
IM算出処理のフローチャートであり、この処理は、所
定走行状態(直線状の道路を、所定車速(例えば100
km/h)で走行している状態)における閾値を基準閾
値LOCLIM0とし、これを平均車速Vm及び推定曲
率半径Rに応じて補正するとともに、基準閾値LOCL
IM0を、最大変動幅LOCWIDTHの複数の計測デ
ータの平均値LOCWIDTHm及び標準偏差LOCW
IDTHσに応じて修正するようにしたものである。な
お、平均値及び標準偏差の算出に用いる最大変動幅LO
CWIDTHの計測データは、メモリに格納しておく。
び推定曲率半径Rを取り込み、次いで、後述するステッ
プS37で参照する基準閾値LOCLIM0の修正が完
了したか否かを判別する(ステップS32)。最初は、
この答は否定(NO)となるので、最大変動幅LOCW
IDTHの計測データが所定数N個(例えば20個)以
上となったか否かを判別する(ステップS33)。最初
はこの答が否定(NO)となるので、直ちにステップS
36に進む。
ると、N個の最大変動幅データの平均値LOCWIDT
Hm及び標準偏差LOCWIDTHσを算出し(ステッ
プS34)、次いで下記式(8)により基準閾値LOC
LIM0の修正を行う(ステップS35)。 LOCLIM0=c×(LOCWIDTHm+LOCWIDTHσ)+d (8)
あり、定数cは、例えば0.73にされ、定数dは例え
ば0.2(m)に設定される。
より、基準閾値LOCLIM0の修正が終了すると、ス
テップS32から直ちにステップS36に進む処理に移
行する。ステップS36では、平均車速Vm及び推定曲
率半径Rに応じて図5に示すKLOCマップを検索し、
補正係数KLOCを算出する。KLOCマップは、平均
車速Vmが、所定車速V0(例えば100km/h)
で、道路形状が直線状(R=∞)である場合に対応する
動作点P0において、補正係数KLOC=1.0(無補
正値)とし、平均車速Vmが高くなるほど、また曲率半
径Rが小さくなるほど、補正係数KLOCが増加するよ
うに設定されている。また、推定曲率半径Rが所定曲率
半径R1より小さいとき、または平均車速Vmが所定車
速V2より高いとき若しくは所定車速V1より低いとき
は、運転状況の判定を行わないようにする。
補正係数KLOCを適用して、判定閾値LOCLIMを
算出する。 LOCLIM=KLOC×LOCLIM0 (9) ここで、LOCLIM0は、図5に示した動作点P0に
対応する基準閾値であり、ステップS35における修正
が実行されるまでは、所定初期値(例えば0.5m)に
設定され、修正実行後はその修正された値が適用され
る。
平均車速Vm及び推定曲率半径Rとに応じて設定される
補正係数KLOCにより補正して算出される判定閾値L
OCLIMを警報出力判断処理(図2、ステップS2
0,図8,ステップS53,S54)における判定に使
用することにより、判定精度を向上させ、不要な警報を
発したりあるいは逆に必要な警報が出力されないといっ
た事態を回避することができる。また、正常運転中に計
測されたN個の最大変動幅LOCWIDTHの平均値L
OCWIDTHm及び標準偏差LOCWIDTHσに応
じて基準閾値LOCLIM0を修正し、修正後の基準閾
値LOCLIM0を用いて判定閾値LOCLIMを算出
するようにしたので、運転者によって変動する正常運転
時の最大変動幅LOCWIDTHに適した判定閾値の設
定を行うことができ、運転状況の判定をより正確に行う
ことが可能となる。
両挙動特徴抽出処理のフローチャートであり、ステップ
S41では、ステップS15で算出した走行軌跡LOC
のデータを取り込み、次いで単回帰直線を基準とした走
行軌跡LOCの横方向変動幅、すなわち図7に示すy座
標y(i)の絶対値が、所定変動幅Δhより大きくなる
変動のピーク数NPを算出する(ステップS42)。ピ
ーク数NPは、1計測期間(例えばT1=10秒)に表
れるピーク数であり、図7(a)に示す例では、NP=
3となる。
(11)により、横方向変動幅比率LW1,LW2を算
出する。 LW1=LOCWIDTH1/LOCWIDTH (10) LW2=LOCWIDTH2/LOCWIDTH (11) ここで、LOCWIDTH1は、図7(b)に示すよう
に、y>0の側の変動量の最大値(以下「プラス側変動
量」という)であり、LOCWIDH2は、y<0の側
の変動量の最大値(以下「マイナス側変動量」という)
である。
(13)により、縦方向比率LL1,LL2を算出す
る。 LL1=LOCLEN1/LOCLEN (12) LL2=LOCLEN2/LOCLEN (13) ここで、LOCLEN1は、図7(c)に示すように、
走行軌跡LOCのy>0である領域(以下「プラス領
域」という)のx方向(車両進行方向)の長さ(以下
「プラス領域長さ」という)であり、LOCLEN12
は、y<0である領域(以下「マイナス領域」という)
のx方向の長さ(以下「マイナス領域長さ」という)で
あり、LOCLENは、(LOCLEN1+LOCLE
N2)である。
域及びマイナス領域が複数ある場合には、それぞれのx
方向の長さLEN1,LEN2,LEN3及びLEN4
を算出し、プラス領域長さの最大値LEN3をLOCL
EN1とし、マイナス領域長さの最大値LEN2をLO
CLEN2として、縦方向比率LL1,LL2の算出を
行う。
報出力判断処理のフローチャートでり、先ずステップS
51では、図2のステップS15で算出した最大変動幅
LOCWIDTH、図4の処理で算出した判定閾値LO
CLIM、並びに図6の処理で算出したピーク数NP、
横方向変動幅比率LW1,LW2及び縦方向比率LL
1,LL2を取り込み、次いで、ピーク数NPが所定数
NP0(例えば3)以上か否かを判別し(ステップS5
2)、NP≧NP0であって計測期間内のピーク数NP
が多いときは、運転状況が異常である可能性が高いと判
定し、警報フラグFALを「2」に設定する(ステップ
S59)。
OCWIDTHと、判定閾値LOCLIMとの比(=L
OCWIDTH/LOCLIM)が、所定値GTH(例
えば2)以上か否かを判別し(ステップS53)、LO
CWIDTH/LOCLIM≧GTHであるときは、運
転状況が異常である可能性が高いと判定し、前記ステッ
プS59に進む。
CLIM<GTHであるときは、最大変動幅LOCWI
DTHが判定閾値LOCLIM以上か否かを判別し(ス
テップS54)、LOCWIDTH<LOCLIMであ
るときは、運転状況は正常と判定して、警報フラグFA
Lを「0」に設定する(ステップS55)。
LOCLIMであるときは、運転状況が異常である可能
性があると判定して、警報フラグFALを「1」に設定
し(ステップS56)、横方向変動幅比率LW1または
LW2が、所定横方向比率LWTH(例えば0.6)以
上か否かを判別する(ステップS57)。そして、LW
1≧LWTHまたはLW2≧LWTHであって、挙動基
準に対して、右または左(プラス側またはマイナス側)
のいずれか一方の側へのずれが大きいときは、運転状況
が異常である可能性が高いと判定して前記ステップS5
9に進み、LW1<LWTH且つLW2<LWTHであ
るときは、さらに縦方向比率LL1またはLL2が、所
定縦方向比率LLTH(例えば0.6)以上か否かを判
別する(ステップS58)。その結果、LL1≧LLT
HまたはLL2≧LLTHであって、挙動基準に対して
右または左のいずれか一方の側へずれて走行した距離が
長いときは、運転状況が異常である可能性が高いと判定
して前記ステップS59に進み、LL1<LLTH且つ
LL2<LLTHであるときは、本処理を終了し、警報
フラグFALを「1」に保持する。
タとしての最大変動幅LOCWIDTH,ピーク数N
P,横方向変動幅比率LW1,LW2及び縦方向比率L
L1,LL2に基づいて、運転状況が適正か否かを判定
するようにしたので、従来に比べて車両の挙動をより的
確に把握し、正確な運転状況の判定を行うことができ
る。また、運転状況の異常レベルを2段階に判定するよ
うにした、すなわち異常である可能性がある場合に警報
フラグFALを「1」に設定し、異常である可能性が高
い場合に警報フラグFALを「2」に設定するようにし
たので、後述する警報を発する際によりきめ細かい対応
が可能となる。
ラグFALが「0」であるか否かを判別し、FAL=0
であるときは直ちに本処理を終了する。また、FAL=
1または2であるときは、車線変更を行ったか否かを判
別し(ステップS22)、車線変更を行ったときは、直
ちに本処理を終了し、車線変更を行っていなければ、警
報を発する(ステップS23)。この場合、例えば警報
フラグFAL=2であるときは、FAL=1のときより
警告音を大きくしたり、ランプの点灯とブザー発音とを
両方実行するようといったように、警報の仕方を異常レ
ベルに応じて変更することが望ましい。さらに、当該車
両と先行車両との車間距離DVを検出して、検出した車
間距離DVが閾値DVTHより小さくなったとき警報を
発する車間距離警報装置とともに用いる場合に、警報フ
ラグFAL=2であるときは、その閾値DVTHを長く
する(例えば50mを80mに変更する)ようにした
り、あるいは当該車両から道路上の白線までの距離DW
Lを検出し、その距離DWLが閾値DWLTHより小さ
くなったときに警報を発する車線逸脱警報装置とともに
用いる場合に、警報フラグFAL=2であるときは、そ
の閾値DWLTHを長くする(例えば0.2mを0.4
mに変更する)ようにしてもよい。
行われたか否かの判別は、以下のように行う。すなわ
ち、車線変更が行われた場合には、ヨーレートYRは図
9に示すような変化をすることがわかっているので、ヨ
ーレートYRが一方向(例えば右方向)のピークを示す
時点から他方向(例えば左方向)のピークを示す時点ま
での時間Tと、それらのピーク値の差(ヨーレートの振
幅)Wとを計測する。そして、時間Tが所定時間TT
1,TT2(TT1>TT2)範囲内にあり、且つ振幅
Wが所定値W0より大きいとき、車線変更が行われたと
判定する。所定時間TT1,TT2及び所定値W0は、
実際に車線変更を行ったときのヨーレートYRを計測し
て実験的に設定する。
徴パラメータとして、最大変動幅LOCWIDTH,ピ
ーク数NP,横方向変動幅比率LW1,LW2及び縦方
向比率LL1,LL2を算出し、これらの複数の車両挙
動特徴パラメータに基づいて車両運転状況が適正か否か
を判定するようにしたので、従来に比べてより判定精度
を向上させ、正常であるのに、警報を発して運転者に煩
わしさを感じさせること、あるいは逆に異常な運転を検
出できないことを防止できる。また、複数の車両挙動特
徴パラメータにより異常レベルを段階的に判定するよう
にしたので、異常レベルが低い(FAL=1)ちょっと
したふらつき程度であれば、小さな警告音を発し、異常
レベルが高い(FAL=2)ときは、大きな警告音を発
するといったきめ細かい対応措置をとることが可能とな
る。
挙動量演算部12(図2のステップS11,S12)
が、挙動量検出手段に相当し、挙動安定度演算部13
(図2のステップS13,S14,S15)が、挙動基
準設定手段及び車両挙動特徴パラメータ算出手段の一部
に相当し、車両挙動特徴抽出部16(図2のステップS
19,図6の処理)が、車両挙動特徴パラメータ算出手
段の一部に相当し、警報出力判断部17が運転状況判定
手段に相当する。
ではなく、種々の変形が可能である。例えば、図10に
示すようにウインカスイッチ4の出力をマイクロコンピ
ュータ1に供給するように構成し、当該車両が車線変更
を行ったか否か判定(図2,ステップS22)を、ウイ
ンカスイッチ4の出力の基づいて行うようにしてもよ
い。
定比率LWTH以上という判定条件(図8,ステップS
57)は、下記式(14)のように変形でき、同様に横
方向変動幅比率LW2が所定比率LWTH以上という判
定条件は、下記式(15)のように変形できるので、プ
ラス側変動量LOCWIDTH1と、マイナス側変動量
LOCWIDTH2との比率(LOCWIDTH1/L
OCWIDTH2またLOCWIDTH2/LOCWI
DTH1)が、所定比率LWTHa以上か否かという判
定条件に置き換えてもよい。
定比率LLTH以上という判定条件(図8,ステップS
58)は、下記式(16)(17)のように変形できる
ので、プラス領域長さLOCLEN1と、マイナス領域
長さLOCLEN2との比率が、所定比率LLTHa以
上か否かという判定条件に置き換えてもよい。
定度を示す横方向挙動量として、走行軌跡LOCの最大
変動幅LOCWIDTHを用いたが、これに限るもので
はなく、例えば図3(d)に斜線を付して示す領域の面
積(走行軌跡LOCのほぼ中心を通る直線と、走行軌跡
LOCとで囲まれる領域の面積)を用いてもよい。
判定は、推定曲率半径Rとその変化率RRを用いて行う
ようにしたが、これに限るものでなく、例えば推定曲率
半径の逆数あるいは単回帰係数aの絶対値を道路形状判
定パラメータPRとして用いて行うようにしてもよい。
この場合には、道路の曲がりが大きいほど、道路形状判
定パラメータPRが増加するので、PR値が直線判定閾
値PRLIM以下のとき、道路がほぼ直線状であると判
定し、道路形状判定パラメータPRの変化率RPRが、
一定曲線判定閾値RRLIM以下のとき、曲率半径がほ
ぼ一定の曲線状であると判定する。
OCLIM0の算出に、最大変動幅LOCWIDTHの
平均値LOCWIDTHm及び標準偏差LOCWIDT
Hσを統計量として用いたが、標準偏差に代えて分散を
用いてもよい。また、基準閾値LOCLIM0は、前記
式(8)に代えて下記式(8a)により算出するように
してもよい。LOCLIM0=LOCWIDTHm+
c’×LOCWIDTHσ(8a)ここで、c’は、実
験により例えば1〜2程度の値に設定される定数であ
る。
してヨー角YAの単回帰直線を用いたが、特開平8−2
49600号公報に示されるような基準線を用いるよう
にしてもよい。また、運転者への警告は、運転者の視覚
又は聴覚に訴えるものを使用したが、これに限るもので
はなく、運転者に直接作用する方法、例えばシートを振
動させたり、シートベルトに張力を加えたり、あるいは
特定の香りを車室内に放出したり、空調装置の作動状態
を変更したりするようにしてもよい。これにより、運転
状況の悪化をより確実に運転者に知らせることができ
る。
センサ2によりヨーレートを検出したが、これに代え
て、車輪速センサ及び車速センサの出力、又はステアリ
ングの操舵角を検出する操舵角センサ及び横方向加速度
センサの出力等を用いてヨーレートを算出するようにし
てもよい。またナビゲーションシステムを搭載している
車両の場合には、道路形状を示す情報(曲率半径)は、
車両の現在位置及びナビゲーションシステムの地図情報
から得るようにしてもよい。
両の横方向運動に関する挙動量の変化に基づいて、挙動
基準が設定され、前記挙動量と前記挙動基準とから前記
挙動基準を基準とした修正挙動量が算出され、該修正挙
動量及び車速に基づいて車両の走行軌跡が推定され、こ
の走行軌跡に基づいて車両挙動の特徴を示す複数の車両
挙動特徴パラメータが算出され、該算出された複数の車
両挙動特徴パラメータに基づいて、運転者の運転状況が
適正か否かが判定されるので、従来に比べて車両の挙動
をより的確に把握し、正確な運転状況の判定を行うこと
ができる。また、道路形状の変化が大きい場合には、誤
判定が発生し易いので、道路形状を判定して、道路形状
が直線状あるいは曲率一定の曲線状でないときには運転
状況判定を行わないようにすることにより、誤判定を防
止することができる。また、運転状況が適正か否かを判
定するための判定閾値を、車速及び道路の曲率半径に応
じて設定することにより、判定精度を向上させることが
できる。さらに、走行軌跡の横方向の最大変動幅として
の横変位挙動量の複数の計測データから少なくとも平均
値を含む統計量を算出し、運転状況が適正か否かを判定
するための判定閾値を前記統計量に基づいて設定するこ
とにより、運転者によって変動する正常運転時の横変位
挙動量に適した判定閾値の設定を行うことができ、運転
状況の判定をより正確に行うことが可能となる。
視装置の構成を示すブロック図である。
のフローチャートである。
るパラメータの推移の一例を示す図である。
M)を算出する処理のフローチャートである。
を算出する処理のフローチャートである。
ある。
チャートである。
る。
ある。
算出手段、車両挙動特徴パラメータ算出手段) 16 車両挙動特徴抽出部(車両挙動特徴パラメータ算
出手段) 17 警報出力判断部(運転状況判定手段) 21 警報部
Claims (5)
- 【請求項1】 車両の運転者の運転状況を監視する車両
用運転状況監視装置において、 前記車両の横方向運動に関する挙動量を検出する挙動量
検出手段と、 前記車両の車速を検出する車速検出手段と、 前記挙動量の変化に基づいて挙動基準を設定する挙動基
準設定手段と、 前記挙動量と前記挙動基準とから前記挙動基準を基準と
した修正挙動量を算出し、該修正挙動量及び前記車速に
基づいて前記車両の走行軌跡を算出する走行軌跡算出手
段と、 前記走行軌跡に基づいて車両挙動の特徴を示す複数の車
両挙動特徴パラメータを算出する車両挙動特徴パラメー
タ算出手段と、 前記複数の車両挙動特徴パラメータに基づいて、前記運
転者の運転状況が適正か否かを判定する運転状況判定手
段とを備えることを特徴とする車両用運転状況監視装
置。 - 【請求項2】 車両の運転者の運転状況を監視する車両
用運転状況監視装置において、 前記車両の横方向運動に関する挙動量を検出する挙動量
検出手段と、 前記車両の車速を検出する車速検出手段と、 前記挙動量の変化に基づいて挙動基準を設定する挙動基
準設定手段と、 前記挙動量、前記挙動基準及び前記車速に基づいて前記
車両の走行軌跡を算出する走行軌跡算出手段と、 前記走行軌跡に基づいて車両挙動の特徴を示す複数の車
両挙動特徴パラメータを算出する車両挙動特徴パラメー
タ算出手段と、 前記車両が走行している道路の曲率半径とその変化率と
に基づいて、前記道路の形状を判定する道路形状判定手
段と、 該道路形状判定手段により前記道路がほぼ直線状である
か、または挙率半径がほぼ一定の曲線状であると判定さ
れたとき、前記複数の車両挙動特徴パラメータに基づい
て、前記運転者の運転状況が適正か否かを判定する運転
状況判定手段とを備えることを特徴とする車両用運転状
況監視装置。 - 【請求項3】 前記複数の車両挙動特徴パラメータは、
前記走行軌跡の横方向の最大変動幅としての横変位変動
量、所定計測期間内に前記挙動基準からの変動量の絶対
値が所定変動幅を越える回数、前記挙動基準に対してプ
ラス側の最大変動量と、マイナス側の最大変動量との比
率、及び前記挙動基準に対してプラス側に変動している
領域の、車両走行方向の最大長さと、前記挙動基準に対
してマイナス側に変動している領域の、車両走行方向の
最大長さと比率のうちの2つ以上であることを特徴とす
る請求項1または2に記載の車両用運転状況監視装置。 - 【請求項4】 前記運転状況判定手段は、運転状況が適
正か否かを判定するための判定閾値を、前記車速及び前
記曲率半径に応じて設定することを特徴とする請求項2
に記載の車両用運転状況監視装置。 - 【請求項5】 車両挙動特徴パラメータ算出手段は、前
記走行軌跡の横方向の最大変動幅としての横変位挙動量
を算出し、前記運転状況判定手段は、前記横変位挙動量
の複数の計測データから少なくとも平均値を含む統計量
を算出し、運転状況が適正か否かを判定するための判定
閾値を前記統計量に基づいて設定することを特徴とする
請求項1または2に記載の車両用運転状況監視装置。
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