JP4766417B2 - 行動支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、各種装置の使用者の安全を維持・確保する安全装置や、使用者に危険を知らせる警報装置等の、安全を目的とする支援装置に関する。

従来より人間が使用する各種の装置においては、人間に対する危険、或いは人間が行った操作が適正に行われていないとき等に、警報を発し、或いは作動を停止することが行われている。このような安全装置や警報装置においては、例えば使用者の個別の意思とは無関係に推定された絶対的な危険値を基準として、注意、警報、操作介入などの支援を行っている。そのため、使用者と装置との間に意図の不整合が起き、使用者にとってはその装置に対する不信感が生じ、注意や警報の無視、安全装置の解除等を行うこともあるため、本来の機能を充分に達成できず、またこれらの注意、警報、安全装置をそのまま利用すると、使用者にとっては使いにくい装置とならざるを得ない。

この問題に対して、使用者の個人差を考慮して支援開始時点を学習補正する安全装置が、例えば特開平６−８９４００号公報に示されており、ここでは車両の走行中における前方車両との車間距離を適正に保つ技術に関し、この車間距離の警報制御は、運転者によるブレーキ作動の有無と車間距離に基づき、車間距離の警報レベルを学習して補正するものである。しかしながら、運転者は常に正確な車間距離を計りえず、本来はすでにブレーキ操作を行っていなければならないのにも関わらずブレーキ操作をぎりぎりまで行わない人、或いは車間距離が十分あるにも関わらずいつも急ブレーキをかける人等、運転者が危険とみなした車間距離にはばらつきがあるため、単なる利用者のブレーキ操作の学習によって警報を発することは適切でない場合がある。すなわち、使用者の危険認知には不確定性があるため、危険認知の不確定性を考慮していない前記の学習補正では警報提供の一貫性が失われ、本来あるべき適切な警報が発せられないシステムでは、結局は運転者に不信感を与えることが多くなる。
特開平６−８９４００号公報

前記のような車間距離の警報制御装置を含め、従来の支援装置では、前記のように使用者の危険認知における不確定性までを考慮して使用者の安全判定基準値を推定しておらず、使用者が直面する状況を、使用者が現在どのように評価しているかまでは判定しえない。そのため、装置は使用者が現状の危険度を通常よりも過小評価、あるいは、過大評価しているかも区別でない。したがって、従来の装置では、使用者が本来は危険とみなして回避すべき状態を検知することができず、使用者の危険認知の遅れや誤り、回避行動や操作の遅れを適切に予知できない。すなわち、従来の装置では予防安全を目的とする適切な予測制御ができないという問題がある。

また、確実に危険な状態に陥る絶対的な危険値を基準とする支援システムでは、適切な支援開始時点を判定するためには、使用者の反応遅れなど、使用者の行動や操作の特性までを考慮する必要があるのに対してこれに対応することができないという問題もある。

本発明は、かかる技術的背景のもとに提案されたものであり、使用者の危険認知における不確定性を考慮して使用者の安全判定基準値を推定することで、上述した予測制御までを可能とする一貫性のある支援を行うことができるシステムを提供することを主たる目的とする。

本発明による行動支援装置は上記課題を解決するため、周囲の状況から正規化された危険度を算出する危険度測定手段と、使用者の回避行動を検知する回避行動検知手段と、前記危険度測定手段が算出した危険度と前記回避行動検知手段が検知した回避行動とに基づいて、前記危険度に対する回避行動の頻度を計数し、この頻度に基づいて、前記使用者が許容可能とする安全判定基準値を判定する安全判定基準値判定手段と、前記危険度測定手段が算出した現在の危険度と、前記安全判定基準値判定手段により判定された安全判定基準値とに基づいて使用者への支援を実行する支援実行手段とを備えたことを特徴とする。

また、本発明による他の行動支援装置は、上記の行動支援装置において、前記使用者の生体情報を監視する生体情報測定手段と、前記危険度測定手段と前記回避行動検知手段と前記生体情報測定手段で得られた危険度、回避行動及び生体情報の結果を蓄積する情報蓄積手段とを備え、前記安全判定基準値判定手段が前記情報蓄積手段の情報に基づいて前記安全判定基準値を算出することを特徴とする。

また、本発明による他の行動支援装置は、前記行動支援装置において、前記安全判定基準値の算定が、回避行動の頻度と使用者の生態情報とを用いることを特徴とする。

また、本発明による他の行動支援装置は、前記行動支援装置において、前記危険度測定手段で得られた現状の危険度と、前記安全判定基準値判定手段で得られた安全判定基準値とを使用者に表示する表示手段を備えたことを特徴とする。

本発明によると次のような効果を奏することができる。
１．使用者の危険認知における不確定性を考慮して、使用者の安全判定基準値を推定するため、装置の支援方策に一貫性を保つことができる。
２．使用者の安全判定基準値を支援の起点とするため、使用者の反応遅れ時間などの特性を計測せずに支援開始時点を決定することができる。
３．支援開始時点は装置によって自動的に決定されるため、使用者自身が支援開始時点の初期値設定をする必要がない。
４．使用者の安全判定基準値の算定は、使用者による回避行動の有無に関する情報だけでも算定できるため、使用者の心拍数などの生体情報を必ずしも検知する手段を備える必要がない。ただし、これらの手段を用いると、更に適切なシステムとすることができる。
５．使用者の安全判定基準値の算定は、情報蓄積部に蓄積された情報だけで算定できるため、算定には必ずしも機械学習の機構を備える必要がない。
６．使用者の特性に応じた予防安全の予測制御ができ、たとえば、現状の危険度が、装置が推定した使用者の安全判定基準値を超えている場合、装置は使用者が危険回避するであろうと予測することができるようになる。

本発明は、予測制御までを可能とする一貫性のある支援を行うことができるシステムとするため、使用者が許容可能とする危険度の基準値を推定する危険度測定手段と、該推定された基準値に応じて使用者を支援する支援実行手段とを備えたものである。

本発明は図１に示すような各種機能部の作用によって実施することができ、図１の機能ブロック図を、車椅子の安全支援に適用した例に基づいて、最初にその全体概要を説明する。なお、各機能部はそれぞれ各機能を行う手段ということもできる。車椅子の安全支援においては、危険度測定部１は車両状態や周囲の状況などから現状の危険度を算出する。回避行動検知部２は乗り手の回避行動を検知する。生体情報測定部３は乗り手の生体情報を監視する。情報蓄積部４は現状の危険度と回避行動の有無と生体情報を記録する。基準値判定部５は情報蓄積部４に記録された情報を用いて乗り手の安全判定基準値を判定する。支援内容判定部６は必要に応じて、推定された乗り手の前記安全判定基準値に基づき、乗り手に注意、警告、強制停止のいずれかを選択し、支援実行部７がそれを実行する。

上記各機能部の作用を更に説明すると、例えば車椅子の衝突防止支援において、危険度測定部１は車椅子の速度とレーダやカメラによって壁と車椅子との距離を測定する。回避行動検知部２は車椅子の速度を測定し乗り手の減速行為を検知する。生体情報測定部３は乗り手の心拍や血圧を測定する。情報蓄積部４は回避行動検知部２が減速行為を検知した場合、あるいは、生体情報測定部３によって監視された心拍数などの値が急変した場合に、危険度測定部１によって測定された距離と、回避行動検知部２によって測定された車速と、生体情報測定部３によって測定された心拍数と血圧とを記録する。このときに例外処理として、測定された距離が十分に長い場合や距離が測定されなかった場合、あるいは、車速が十分に微小である場合は記録しないようにすることもできる。基準値判定部５は情報蓄積部４の情報から、例えば図２に示すような減速行為の度数分布を作成する。

図２の縦軸は回避行動の頻度、横軸は車速と距離から算定された危険度である。危険度は、たとえば、車速をＶ[m/s]、距離をＬ[m]、人の最短反応時間をα[s]（α<１）で表し１−(Ｌ／((１+α)Ｖ))で正規化して与える。頻度が最も高い値、図２ではＲ１を乗り手の安全判定基準値とする。支援内容判定部６は運転者が最も危険を受け入れた状態、図２ではＲ３を算定し、その値を警報提供の開始時点とする。また、Ｒ１とＲ３の中間点、即ち図２ではＲ２を注意や情報提供の開始時点、Ｒ３と絶対的危険値１の中間点、即ち図２ではＲ４を強制停止の操作介入時点とする。支援実行部７は上記のような支援内容判定部の結果にしたがい支援を実行する。

本発明を流れ作業の安全支援に用いた例を説明する。この場合は、危険度測定部１は流れ作業員や流れ作業支援装置の状態や周囲の状況から現状の危険度を算出する。回避行動検知部２は作業員の回避行動や作業一時停止などの作業中断行動を検知する。生体情報測定部３は作業員の生体情報を監視する。情報蓄積部４は現状の危険度と回避行動の有無と生体情報を記録する。基準値判定部５は情報蓄積部４に記録された情報を用いて作業員の安全判定基準値を判定する。支援内容判定部６は必要に応じて、推定された作業員の安全判定基準値に基づき注意、警告、強制停止のいずれかを選択し、支援実行部７がそれを実行する。

本発明は上記のような実施例に限らず、同様の手法を現在実施されている注意、警報、操作介入などを行う各種の装置に有効に適用することができる。

本発明の機能ブロック図である。 本発明の行動支援装置の作動説明図である。

符号の説明

１ 危険度測定部
２ 回避行動検知部
３ 生体情報測定部
４ 情報蓄積部
５ 基準値判定部
６ 支援内容判断部
７ 支援実行部

Claims (3)

1. 周囲の状況から正規化された危険度を算出する危険度測定手段と、
   使用者の回避行動を検知する回避行動検知手段と、
   前記危険度測定手段が算出した危険度と前記回避行動検知手段が検知した回避行動とに基づいて、前記危険度に対する回避行動の頻度を計数し、この頻度に基づいて、前記使用者が許容可能とする安全判定基準値を判定する安全判定基準値判定手段と、
   前記危険度測定手段が算出した現在の危険度と、前記安全判定基準値判定手段により判定された安全判定基準値とに基づいて使用者への支援を実行する支援実行手段とを備えたことを特徴とする行動支援装置。
2. 前記使用者の生体情報を監視する生体情報測定手段と、
   前記危険度測定手段と前記回避行動検知手段と前記生体情報測定手段で得られた危険度、回避行動及び生体情報の結果を蓄積する情報蓄積手段とを備え、前記安全判定基準値判定手段が前記情報蓄積手段の情報に基づいて前記安全判定基準値を算出することを特徴とする請求項１に記載された行動支援装置。
3. 前記危険度測定手段で得られた現状の危険度と、前記安全判定基準値判定手段で得られた安全判定基準値とを使用者に表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項２記載の行動支援装置。