JP4100294B2 - 自動車運転感覚養成システム - Google Patents

Description

本発明は、車両の運転者の、運転感覚を養成する自動車運転感覚養成システムに関する。

従来における車両の運転感覚に関する装置としては、特開平１１−１４９２７２号公報（特許文献１）に記載されたものが知られる。この装置は、運転感覚の１つである速度感覚を、空間的に移動する光刺激によって短時間に元に戻すものである。例えば、長時間高速道路を運転した後、一般道路を走行する場合に、速度感覚が高速道路の環境に順応するため、一般道路の交通速度を遅く感じてしまうことがあり、このような場合に、高速道路上で受けた刺激と逆の光刺激を与えることにより、従来の速度感覚に戻すことを目的としている。
特開平１１−１４９２７２号公報

特許文献１に開示された従来例は、運転感覚の補正機能は、特に身体機能の低下が著しい高齢の運転者に対して効果があると予想される。これらの感覚補正技術により、よりリスク度が低減する可能性があるものの、根本的な問題、例えば運転に必要な速度感覚や車両感覚の低下、更に自動車運転への意欲低下等の解決には至らず、反対に、今まで以上に運転感覚或いは運転技能の低下を招くと行った問題が生じることが予想される。

更に、高速道路を走行した後、一般道路を走行するような状況以外では、それほど補正効果があるとは考えられない。また、運転に必要な感覚として速度感以外の車両感覚や距離感については言及されていない。

この発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、車両の走行速度、車間距離、狭路通過時の障害物との接近距離などの各種の運転に係る物理量の感覚を向上させることのできる自動車運転感覚養成システムを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、車両走行に関する各種の物理量の実測値と、運転者の感覚とを比較することにより、運転者の運転感覚を養成する自動車運転感覚養成システムにおいて、システムの駆動、停止を制御する駆動制御手段と、車両に取り付けられ、車両走行に関する各種の物理量を求める運転感覚量計測手段と、運転者の感覚による物理量を該運転者が発話した際に、この発話による音声信号を入力する音声入力手段と、前記運転感覚量計測手段にて求められた物理量と、前記音声入力手段にて入力された物理量とを比較し、この比較結果に基づいて、前記運転者の運転感覚を判定する運転感覚判定手段と、前記運転感覚判定手段にて判定された結果を、運転者に提示する判定結果提示手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明に係る自動車運転感覚養成システムでは、各種の運転感覚量計測手段により求められる、運転に必要な感覚に対応した物理量と、運転者自身が感じた物理量との違いがどの程度あるかが、音声等により提示されるので、運転者は、自身の運転感覚と、実際の運転状況とのずれを定量的に認識することができ、運転感覚を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１，図２は、本発明に係る自動車運転感覚養成システムの構成を示すブロック図である。同図に示すように、この自動車運転感覚養成システムは、車両の走行に関する物理量を測定する運転感覚量計測手段として、レーザレーダ等を用いて先行車との間の車間距離を検出する車間距離センサ１と、車両後方に向けて超音波を出射し、車両後方に存在する障害物にて反射した反射波を検出することにより、後方障害物との間の距離を測定する後方用超音波センサ２と、車両側方及び後側方の障害物との距離を測定する側方用超音波センサ３と、自車の走行路上の白線を検出し、自車位置との比較を行うことのできるステレオカメラ式レーンキープ用白線検出システム４と、を備えている。

更に、車両と車両の間で情報を送受信する車車間通信を行う手段としての、無線通信装置９を備えている。

また、図２（ａ）に示すように、車室内のインパネ近傍には、総括的な制御を行う制御装置５と、乗員が発話した音声を電気信号に変換するマイクロフォン（音声入力手段）６と、電気信号を音声等の聴覚を刺激する信号に変換するためのスピーカ（判定結果提示手段）７と、本システムを開始させる際の起動信号を与えるステアリング上に配置された押しボタンスイッチ８を備えている。

制御装置５は、同図（ｂ）に示すように、システム制御部（駆動制御手段、運転感覚判定手段）３２と、音声認識部３３と、音声合成部３４とを備えており、マイクロフォン６より入力される音声信号、或いは車両より与えられる車両の走行シーンに関する信号をデコード、演算処理、エンコード、データ変換を行い、これらの処理結果をスピーカ７より出力する制御を行う。

ここで、車両の走行シーンに関する信号としては、主として、車両信号、ナビゲーションに関する信号、車内機器信号、及び車内制御機器信号がある。

このうち、車両信号としては、車両の走行速度、ライトの点灯、消灯を示す信号、ブレーキペダル信号、アクセルペダル信号、サイドブレーキ信号が用いられる。

また、ナビゲーションに関する信号としては、走行路の線種、道路幅、道路曲率、事故多発地点のＰＯＩ（point of interest；関心地点）情報、道路渋滞情報、車両走行位置の経度、緯度情報、時刻情報、テレマティクス情報が用いられる。

車内機器信号としては、オーディオ操作信号、ＨＶＡＣ（heating ventilation and air-conditioning）操作信号、ナビ操作信号が用いられる。

車両制御機器信号としては、車間距離、側方障害物、白線と自車位置との距離が用いられる。

システム制御部３２は、車間距離センサ１，後方用超音波センサ２，側方用超音波センサ３，レーンキープ用白線検知システム４等の、各種の運転感覚量測定手段にて測定された物理量と、マイクロフォン６にて入力された物理量とを比較して、この比較結果を運転者に提示すると共に、後述するように、リスク度係数が所定値以下であると判断された場合に、本システムの駆動を許可する制御を行う。

そして、本実施形態では、上記の各走行シーンに関する情報に基づいて、車両側から運転者側に走行シーンに関する問いかけをし、その回答と実際の状態とのずれを指摘することにより、運転者の運転感覚を養成するものである。以下、図２に示すフローチャートを参照しながら、本実施形態に係る運転感覚養成システムの動作について説明する。

まず、ステップＳ１にて、自車の走行速度が３０ｋｍ／ｈ以上であるかどうが判断される。そして、３０ｋｍ／ｈ以上である場合には、ステップＳ２で、道路幅が３ｍ以上であるかどうかが判断される。

次いで、道路幅が３ｍ以上である場合には、ステップＳ３にて、（車速×１０秒）となる距離の範囲で、道路曲率がＲ２３０以上となっているかどうかが判断される。道路曲率がＲ２３０以上であるならば、以下に示す手順で、リスク度係数を求める。

例えば、リスク度係数は、道路混雑度で、空き＝０、混雑＝１とする。また、道路線種で、国道＝０、県道＝１、その他の道路＝２とする。運転開始からの経過時間として、１０〜６０分＝０、１〜１０分と６０〜９０分＝１、９０分以上＝２とする。環境照度として、昼間＝０、夜＝１、薄暮＝２とする。

ステップＳ５では、走行路の道路線種、及び道路混雑度に基づいて、現在の車両走行に関するリスク度係数を求める。そして、ステップＳ６では、この合計のリスク度係数が５以下であるかどうかが判断される。リスク度係数が５以下である場合には、ステップＳ７にて、運転開始からの経過時間に関するリスク度係数を更に加算する。

ステップＳ８では、その加算結果が５以下であるかどうかが判断される。その結果、リスク度係数が５以下である場合には、ステップＳ９にて、環境照度に関するリスク度係数を更に加算する。そして、ステップＳ１０で、リスク度係数が５以下であると判断された場合には、ステップＳ１１にて、車間時間（先行車両に到達するまでの時間）が所定時間以上であるかどうかが判断され、所定時間以上であると判断された場合には、ステップＳ１５で、システムの動作を開始する。

他方、車速が３０ｋｍ／ｈ未満である場合には（ステップＳ１でＮＯ）、ステップＳ１２で、サイドブレーキがオンであるかどうかが判断される。サイドブレーキがオフである場合には、ステップＳ１３にてオーディオ操作中であるかどうかが判断される。

オーディオ操作中でない場合には、ステップＳ１４にて、ナビゲーション操作中であるかどうかが判断される。そして、ナビゲーション操作中でない場合には、ステップＳ１５にて、システムの動作を開始する。

以下、本装置による運転感覚の問いかけについて、具体的に説明する。

まず、運転者は、図１に示すステアリングに設けられた押しボタンスイッチ８を押す。これに続いて、運転者は、現在或いは少し前の事象で、運転に関する感覚に対応した物理量を発話する。

運転感覚と物理量との関係としては、自車両感覚は、極接近した障害物までの距離等、距離感は、高速道路上での先行車両との車間距離や目視可能な交差点までの距離等、速度感は、高速道路上等での車速や、先行車両及び後側方車両との相対車速等である。

例えば、「車速１００キロ」、「前車との車間２００メートル」、「すれ違い間隔２０センチメートル」等、運転に必要な感覚の自車両感覚、距離感、速度感に対応した物理量を発話する。

システム制御部３２では、音声認識処理が作動し、マイクロフォン６より入力される運転者の発話内容が演算可能なデータに変換される。

このとき、既に、システム制御部３２には、運転感覚として必要な車両信号である車速等が入力されており、更に走行補助装置として車載されている車間距離センサ１より得られる先行車との間の車間距離や相対速度、超音波センサ２，３より得られる後方、側方に存在する障害物までの距離、レーンキープに用いられる白線を検知するレーンキープ用白線検出システム４より得られる白線間の自車位置、車車間通信を行う無線通信装置５によって先行車両及び後側方から車速信号を取得し演算される相対車速等が入力されている。

そして、運転者が発話した内容と、押しボタンスイッチ８の入力時、或いはそれより少し前の時点における、前記計測された物理量を比較し、その結果をシステム制御部３２で適切な文章に仕上げられて、音声合成部３４にて運転者に判定結果として提示する。

例えば、上記の発話内容に対し、「現在の車速は１０２キロで、速度感覚はほぼ一致しています」、「前車との車間距離は約７０メートルです。距離感覚の差は１３０メートルす」、「さきほどまでのすれ違いで最も接近したのは６０センチメートルです。感覚との差は４０センチメートルです。」などのように提示される。

上記の例にあるように、音声入力と比較評価するデータ間の時間差が気になる場合は、実際の時間、例えば「午前１１時３１分頃にすれちがった・・・」と提示してもよい。

このようにして、本実施形態に係る自動車運転感覚養成システムでは、現在の車両におけるリスク度係数を算出し、リスク度が低いと判断された場合に、車両走行に関する物理用の問いかけを行い、運転者が認識している物理量と、実際に測定されている物理量との隔たりを提示することができるので、運転者の運転感覚を適正な値に近づけることができる。

また、運転者が思いついた内容を、そのまま言葉として発話した内容がシステムへ入力される構成となっているので、運転者は運転中であっても、それ以外の行動に余計な資源を使わずに済む。更に、発話回答として要求される内容が、運転に必要な感覚に対応する物理量であるので、運転への注意や意識が自然と向けられるようになる。

更に、一般的に学習意欲が高いといわれる高齢の運転者では、自身の能力が目に見えてわかるシステムとしたため、運転が楽しみになり、運転に対する意欲の向上が見込める。

また、リスク度係数が所定値以下である場合にのみ、システムが動作するようにしているので、運転者はある程度余裕のある状態で、発話回答することができ、運転に支障をきたすことがない状況で、運転感覚を養成することができる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る自動車運転感覚養成システムについて説明する。図４、図５は、第２の実施形態に係る運転感覚養成システムの構成を示すブロック図であり、図４は、車両全体の配置構成、図５は、インパネ近傍の配置構成を示している。本実施形態では、前述した第１の実施形態と比較して、図４に示すカーナビゲーションシステム１１を備えている点、及び図５に示す制御装置５に、車両速度信号に加え、操舵角信号、燃料不足等を警告するワーニング信号、ウインカー信号、ヘッドライト信号、及びワイパー信号が入力される点、及び制御装置９が、結果保存・通信手段（判定結果保存手段、転送手段）３５を備えている点で相違している。その他の構成は、図１，図２に示したものと同様であるので、その構成説明を省略する。

カーナビゲーションシステム１１は、自車両の現在地の緯度経度や方位、道路曲率や勾配、ＶＩＣＳ等の渋滞情報等を取得し、且つ提供する。

結果保存・通信手段３５は、システム制御部３２で演算処理された判定結果を、記録、圧縮、保存、転送する処理行うものであり、例えば記録メディア、メディアドライブ、Ｉ／Ｏと携帯電話から成る。

次に、第２の実施形態に係る運転感覚養成システムの動作について説明する。本システムの動作を開始するための条件は、図３に示したフローチャートと略同一の手順であるが、リスク度係数を決定するための条件として、走行速度、道路幅、道路曲率、交差点までの距離、道路種と混雑度、運転開始からの経過時間、周囲の照度、車間距離の各データの他に、走行速度の変化が極端に大きい、加速度が大きい、現在走行している道路の走行経験がない、ウインカー動作で且つ操舵が検出されることによる右折、左折中、雨天、ワーニング点灯中の条件が含まれる。

これらの条件が検出された場合には、リスク度とは関係無く、本システムは動作されず、従って、システム側からの質問は、出力されない。

そして、図３に示した各条件により、システムの動作開始が可能となる条件が満たされ、且つ上述の条件が成立しない場合、即ち、走行速度が大きく変化せず、加速度が大きくなく、経験のない走行路でなく、右折、左折中でなく、雨天でなく、且つワーニングランプが点灯していない場合には、システムの動作が可能となる。

ここで、上述した第１の実施形態では、リスク度係数が所定値以下であると判断された場合には、押しボタンスイッチ８を押した後、運転者がシステムに向かって、発話するという手順で、運転感覚の確認を行うように動作したが、本実施形態では、リスク度係数が所定値以下となり、且つ上記の各条件が成立しない場合には、運転者にある程度の余裕があるものと判断し、システム側から能動的に車両に関する質問を発する。

例えば、「ポーン、現在の車速は？」、「ポーン、先行車両との車間は？」、「ポーン、さきほどすれ違った左側障害物との距離は？」、「ポーン、いまの道路勾配は上り？下り？」等のように、「ポーン」という開始音を伴って質問事項がスピーカ７より発話される。

そして、運転者は、質問された内容に対して、思ったままに発話する。例えば、現在の車速の問いかけに対して「８０キロ」、車間距離の問いかけに対して「１００メートル」、障害物との間の距離の問いかけに対して「２０センチ」、道路勾配の問いかけに対して「登り勾配」等、簡潔な言葉で回答する。

システム制御部３２では、質問した内容と、運転者による回答を比較し、第１の実施形態と同様に、その比較結果を運転者に通知する。これにより、運転者は、自身が感じ取っている物理量と、実際の物理量との格差を認識することができ、運転感覚を向上させることができる。

比較判定された結果は、判定結果を記録、圧縮、保存、転送するための、結果保存・通信手段３５により、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）やメモリスティック、ＳＤカード等の各種記録メディアに保存される。保存された判定結果は、一般的に普及しているＰＣ等で利用できるデータ形式とする。

そして、運転者が、音声で「履歴」と発話入力すると、保存されていた判定結果履歴は、システム制御部３２に読み出され、統計処理され、運転感覚の改善向上レベルを音声等で提示する。

例えば、「車速の誤差は、この３ヶ月間で１０キロ以内になりました」、「前方車両との距離感覚は、誤差が５メートル以内になり、非常に正確になってきました」、「すれ違い時、７０センチより近くに接近した履歴はありません」といったような内容が提示される。

これらの各データをより一層わかりやすく提示するために、車両に配置されたナビゲーション等のモニターにグラフ等で視覚的に表示することも可能である。

また、保存されたデータは、記録メディアでの取り出し以外に、携帯電話やＩＲＤＡ等の赤外線通信、その他の通信手段を用いて、車両外部に転送し、運転感覚の能力改善履歴や運転の癖等、運転行動解析等に活用することができる。運転の癖を判断する方法としては、あまり改善されない感覚、例えば車線の左に寄って走行する、停車時前方車両との間隔を空けすぎている、等の感覚が挙げられる。

また、判定結果の提示方法としては、更に、状況に応じた優先度を設定し、運転者の発話内容が優先度の低い内容の場合は、最も優先度の高い内容を追加し、さりげない言い回しとする。例えば、高速道路上で非常に空いている道路環境下では、運転者が「車間２００メートル」と発話入力すると、システム側では、空いている高速道路で最も優先度の高い項目は“車速”とプログラムされているので、「先行車との車間距離は約１２０メートルです。追突を避けるには車速を８２キロ以下にするとよいでしょう」との判定結果の提示が行われる。

また、狭い道路を通過したときに、ハンドルを戻す操作タイミングが早すぎて、障害物にぶつかる可能性が出そうな場合においては、運転者が「１０センチ」と発話すると、システムは「３０秒ほど前にすれ違ったときは、左側の障害物まで３０センチ程度ありました。内輪差がありますので、障害物を越えてすぐのハンドル操作はご注意ください」といったように、問題になりそうな状況が予測できた時には、その内容を追加して判定結果を提示する。

状況に応じた優先度は、システム制御部３２及びナビゲーションシステム１１を活用して、ルックアップテーブル等の、参照表とすることができる。参照表としては、例えば、横軸を状況として、道路種別、道路幅、道路勾配、道路混雑度（渋滞状況）、照度環境（昼、夜、薄暮、太陽直視など）、車速、走行補助装置の稼動状況などを配置し、縦軸には車間距離などの運転感覚に対応した物理量をとり、それらをマトリックス状にまとめて優先順位付けしたものを用いることができる。

また、システム側からの問いかけのタイミングとしては、以下のような例を挙げることができる。

例えば、速度感覚についての問いかけを行う場合には、高速道路から一般道路へ降りた場合に、上記のリスク度係数の条件を満たした場合に、なるべく早いタイミングで、システム側から速度の問いかけを行う。これにより、高速走行に順応してしまった速度感覚を正しい方向へ戻すことができる。また、一般道路から高速道路に進入した際に、低速から高速への速度順応を考慮して、高速走行開始から１０分間経過した後に、システム側から速度についての問いかけを行うことにより、高速道路による速度感覚の状況変化を理解することができ、速度変化についての感覚を養成することができる。

また、距離感覚についての問いかけを行う場合には、先行車との間の車間距離は、自車の走行速度や道路幅、道路線種により感じ方が相違する。従って、これらが変化したことを検出して、変化状態がある程度の距離（例えば、１ｋｍ）、及び時間（例えば、２分以上）継続する場合で、前方車両がある決まった車間距離内に存在する場合（例えば、１００ｍ）には、システム側から車間距離を問いかける。

また、車間感覚についての問いかけを行う場合には、高齢の運転者の場合には、昼と夜で車両感覚が大きくずれるとの報告がある。従って、走行を開始してから、横方向の障害物との距離が基準距離（例えば、５０ｃｍ）となった場合には、上記のリスク度係数の条件が満たされた場合には、なるべく早いタイミングで、システム側から、車両の横方向の距離感覚を問いかけるようにすれば良い。

このようにして、第２の実施形態に係る自動車運転感覚養成システムでは、上述した第１の実施形態の効果に加え、運転者は、システム側から能動的に質問されることで、運転者が自発的に発話する場合と比較して、運転中の覚醒状態を活性化し、且つ覚醒状態を維持することができる。特に、向学心の強い高齢の運転者の場合には、システム側より質問されることが楽しみとなり、車両の運転自体に楽しみを感じるようになる。

また、運転感覚に対応した物理量、及びシステム稼動の時間的頻度に偏りが生じにくいので、運転への注意喚起とリフレッシュ効果も継続的に行うことができる。

更に、経時的な運転感覚の変化を記録、保存、転送可能な構成としたので、運転感覚の改善レベルの経時変化を認識することができると共に、長期にわたり改善されない項目がその運転者の癖であるものとして、その特性を提示することにより、運転者に自身の癖を認識させることができ、運転時のリスク度を軽減させることができる。

また、車両走行時における種々の状況下で、優先度の高い運転感覚のデータを、リスクの少ない状態で、且つ都合の良いタイミングで質問することができるため、自発的に話しかける方式と比較して、内容及び時間的頻度に偏りが生じ難いという利点がある。

更に、比較判断結果の後に補足的に優先度の高い運転感覚のデータを追加して提示するようにしたため、追加提示された内容に対して気分を悪くすることなく、自然にその運転状況下の優先度を学ぶことができる。

また、判定結果として提示する項目が絞り込まれているので、システム制御部３２における処理速度が速くなるといったメリットもある。

本構成のシステムは、高齢の運転者に限ることなく、初心者や女性、一般のドライバーにも有効である。

運転者の運転感覚を養成する点で極めて有用である。

本発明の第１の実施形態に係る運転感覚養成システムの、車両全体に設けられる各構成要素を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る運転感覚養成システムの、インパネ近傍に設けられる各構成要素を示すブロック図である。 第１の実施形態に係る運転者感覚養成システムを駆動させるまでの処理を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る運転感覚養成システムの、車両全体に設けられる各構成要素を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る運転感覚養成システムの、インパネ近傍に設けられる各構成要素を示すブロック図である。

符号の説明

１ 車間距離センサ
２ 後方用超音波センサ
３ 側方用超音波センサ
４ レーンキープ用白線検出システム
５ 無線通信装置
６ マイクロフォン
７ スピーカ
８ 押しボタンスイッチ
９ 制御装置
１１ ナビゲーションシステム
３２ システム制御部
３３ 音声認識部
３４ 音声合成部
３５ 結果保存・通信手段

Claims (6)

1. 車両走行に関する各種の物理量の実測値と、運転者の感覚とを比較することにより、運転者の運転感覚を養成する自動車運転感覚養成システムにおいて、
   システムの駆動、停止を制御する駆動制御手段と、
   車両に取り付けられ、車両走行に関する各種の物理量を求める運転感覚量計測手段と、
   運転者の感覚による物理量を該運転者が発話した際に、この発話による音声信号を入力する音声入力手段と、
   前記運転感覚量計測手段にて求められた物理量と、前記音声入力手段にて入力された物理量とを比較し、この比較結果に基づいて、前記運転者の運転感覚を判定する運転感覚判定手段と、
   前記運転感覚判定手段にて判定された結果を、運転者に提示する判定結果提示手段と、
   を備えたことを特徴とする自動車運転感覚養成システム。
2. 前記駆動制御手段は、前記運転感覚量計測手段にて得られる車両走行に関する物理量、或いは、他の車載機器より得られる車両走行に関する物理量に基づき、運転者に余裕があるか否かを示すリスク度係数を算出し、該リスク度係数が所定値以下であると判断された場合にのみ、システムを駆動させることを特徴とする請求項１に記載の自動車運転感覚養成システム。
3. 前記駆動制御手段は、前記リスク度係数が所定値以下であると判断された場合には、前記運転者に対して、車両走行に関する物理量についての問いかけを出力する制御を行うことを特徴とする請求項２に記載の自動車運転感覚養成システム。
4. 前記運転感覚判定手段にて判定されたデータを記憶保存する判定結果保存手段を備え、前記運転感覚判定手段は、前記判定結果保存手段に記憶される過去のデータに基づいて、運転者感覚の傾向を判断し、この傾向を示すデータを運転者に提示することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の自動車運転感覚養成システム。
5. 前記判定結果保存手段による判定結果のデータを転送する転送手段を備えたことを特徴とする請求項４に記載の自動車運転感覚養成システム。
6. 前記運転感覚判定手段は、前記運転感覚量計測手段にて得られる車両走行に関する物理量、或いは、他の車載機器より得られる車両走行に関する物理量に基づき、現在の車両走行状況に応じた運転感覚に関する物理量の優先順位を設定し、
   運転感覚に関する判定結果として得られる物理量と、前記優先順位の高い物理量とを対比し、これらの結果が一致しない場合は、前記判定結果に、前記優先順位の高い物理量を加えて運転者に提示することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の自動車運転感覚養成システム。
   

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