JP5045374B2 - Operating state determination device - Google Patents
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Description
本発明は、運転状態判定装置及び運転支援装置に関する。 The present invention relates to a driving state determination device and a driving support device.
従来、ドライバの居眠り運転等、運転異常状態を判定することが提案されている。 Conventionally, it has been proposed to determine an abnormal driving state such as a driver's snoozing driving.
特許文献1では、正常運転時のドライバの操舵推定値を算出し、実操舵量と推定値との誤差分布の峻険度に基づいて異常運転を判定する技術が開示されている。 Patent Document 1 discloses a technique for calculating an estimated steering value of a driver during normal driving and determining abnormal driving based on the steepness of an error distribution between the actual steering amount and the estimated value.
特許文献2では、ドライバの応答遅れ時間と偏差量とを、操舵量、車速、車両横方向運動を用いて推定し、正常時の応答遅れ時間と偏差量との比較により、異常状態を判定する技術が開示されている。
In
特許文献3では、車両横運動量や車速から挙動基準や走行軌跡を算出し、挙動基準と走行軌跡との差に基づいて異常運転を判定する技術が開示されている。
しかし、特許文献1〜3の技術は、判定可能な道路形状が限定されてしまう問題がある。具体的には、特許文献1の技術は時々刻々変化する操舵量から操舵推定値を求めており、操舵のパターンは一般に道路形状に依存して大きくなる。例えば、直進、右カーブ、左の緩いカーブ、S字などは、それぞれに応じた操舵パターンがある。よって、操舵推定値の推定精度が道路形状に大きく依存するため、異常判定精度も道路形状に大きく依存する問題がある。 However, the techniques of Patent Documents 1 to 3 have a problem that the road shape that can be determined is limited. Specifically, the technique of Patent Document 1 obtains a steering estimated value from a steering amount that changes from moment to moment, and the steering pattern generally increases depending on the road shape. For example, a straight line, a right curve, a left gentle curve, an S-shape, and the like have a steering pattern corresponding to each. Therefore, since the estimation accuracy of the steering estimation value greatly depends on the road shape, there is a problem that the abnormality determination accuracy also greatly depends on the road shape.
特許文献2及び3の技術は、車両挙動や車速から挙動基準を算出しているが、推定した挙動基準と道路形状との関係は考慮していない。よって、推定した挙動基準と道路形状とが異なる場合、異常判定精度が低下する。例えば、道路形状がS字の場合に挙動基準が直線と算出され、かつ走行軌跡も直線であった場合、本来は異常運転であるが正常運転と判定されてしまう問題がある。また、道路形状が直線の場合に挙動基準がS字と算出され、かつ走行軌跡が直線であった場合、本来は正常運転であるが、異常運転と誤判定されてしまう問題がある。
The techniques of
本発明は、上述した課題を解決するために提案されたものであり、高精度に運転状態を判定することができる運転状態判定装置を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in order to solve the above problems, and an object thereof is to provide an operating condition determining equipment capable of determining an operating condition with high accuracy.
請求項1の発明である運転状態判定装置は、ドライバのハンドル操作による操舵角を検出する操舵角検出手段と、走行中の道路形状として、車両から所定距離の正面位置と前記車両から前記所定距離前方のレーン位置との偏差を検出する道路形状検出手段と、運転開始後所定時間に前記操舵角検出手段により検出された操舵角と、運転開始後所定時間に前記道路形状検出手段により検出された偏差との組のデータを、正常運転時のデータとして記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記組のデータを前記偏差に応じて複数のグループに分け、グループ毎に操舵角の平均値及び操舵角の標準偏差を計算し、前記平均値+前記標準偏差を上限とし前記平均値−前記標準偏差を下限とする範囲を正常操舵領域とすると共に前記正常操舵領域以外の領域を異常操舵領域としたテーブルを、前記ドライバの運転状態を判定するための運転状態判定テーブルとして作成する運転状態判定テーブル作成手段と、運転開始から前記所定時間経過後に前記操舵角検出手段により検出された操舵角、及び運転開始から前記所定時間経過後に前記道路形状検出手段により検出された偏差との組み合わせと、前記運転状態判定テーブル作成手段により作成された運転状態判定テーブルとに基づいて、前記ドライバの運転状態を判定する運転状態判定手段と、を備えている。 Invention in which the operating condition determining apparatus according to claim 1, a steering angle detecting means for detecting a steering angle by steering of the driver, as the road shape of the traveling, the predetermined distance from the vehicle and the front position of a predetermined distance from the vehicle Road shape detection means for detecting a deviation from the lane position ahead, steering angle detected by the steering angle detection means at a predetermined time after the start of driving, and detection by the road shape detection means at a predetermined time after the start of driving The storage means for storing the data of the set with the deviation as data during normal operation, and the data of the set stored in the storage means are divided into a plurality of groups according to the deviation, and the average steering angle for each group A standard deviation of the value and the steering angle is calculated, and a range in which the average value + the standard deviation is an upper limit and the average value−the standard deviation is a lower limit is defined as a normal steering region and the normal steering range. A table area was an abnormal steering area other than the operation state determination table generating means for generating a driving state determination table for determining an operating condition of the driver, the steering angle detecting means after the start of the operation the predetermined time period elapses Based on the combination of the steering angle detected by the vehicle and the deviation detected by the road shape detection means after the predetermined time has elapsed from the start of driving , and the driving condition determination table created by the driving condition determination table creator And driving state determination means for determining the driving state of the driver.
本発明に係る運転状態判定装置は、操舵量と道路形状とに基づいてドライバの運転状態を判定することにより、高精度に運転状態を判定することができる。 The driving state determination device according to the present invention can determine the driving state with high accuracy by determining the driving state of the driver based on the steering amount and the road shape.
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係る運転支援装置の構成を示すブロック図である。運転支援装置は、車両(以下「自車」という。)に搭載されたものであり、車両前方の道路を撮像する前方カメラ1と、走行路面のレーンを認識するレーン認識部2と、偏差を演算する偏差演算部3と、操舵角を検出する操舵角センサ4と、現在の操舵が異常であるか否かを判定する異常状態判定部5と、警報音を発生するブザー6とを備えている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the driving support apparatus according to the first embodiment of the present invention. The driving support device is mounted on a vehicle (hereinafter referred to as “own vehicle”), and includes a front camera 1 that images a road ahead of the vehicle, a
前方カメラ1は、車両前方の道路画像を生成する。レーン認識部2は、前方カメラ1で生成された道路画像に基づいて道路のレーン位置を認識する。
The front camera 1 generates a road image in front of the vehicle. The
具体的には、レーン認識部2は、最初に、道路画像からレーンマーキング候補点を抽出する。ここでは、レーンマーキング部分が路面よりも輝度が高いことを利用した二値化、エッジ抽出、レーンマーキングの形状を考慮したテンプレートマッチング、スポークフィルタ等の方法が行われる。次に、レーン認識部2は、抽出したレーンマーキング候補点から最も確からしいレーン位置を推定する。すなわち、レーン認識部2は、5つのパラメータで構成されるパラメータ空間を小領域に分割し、各々の領域を所定の式に基づきカメラ撮像面上に投影する。そして、レーン認識部2は、撮像面上に投影された領域内のレーンマーキング候補点の総和を計算する。この総和が最大になるときの上記5つのパラメータの各々の値を求める。
Specifically, the
なお、レーン認識部2は、「レーン検出におけるロバスト性向上の検討」、高橋ら、電子情報通信学会技術研究報告vol.98,No.334(1998)に記載されている技術を用いているが、その他のレーン認識技術を用いてもよいのは勿論である。
The
偏差演算部3は、前方カメラ1で生成された道路画像と、レーン認識部2で認識されたレーン位置とに基づいて、自車の前方の距離L[m]における自車の将来位置及び目標コース位置との偏差εを演算する。
Based on the road image generated by the front camera 1 and the lane position recognized by the
図2は、自車の将来位置及び目標コース位置との関係を示す図である。自車の将来位置は、自車から距離Lだけ離れた正面位置である。目標コース位置は、レーン認識部2で認識されたレーンの中心位置である。なお、Lはドライバが通常注視している距離であり、本実施形態ではL=100[m]である。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the future position of the vehicle and the target course position. The future position of the host vehicle is a front position that is a distance L from the host vehicle. The target course position is the center position of the lane recognized by the
また、偏差εは、図2に示すように、自車の走行する道路形状が直線に対してどの程度曲がっているかを表しており、道路形状が直線であればゼロの値になり、道路形状の曲率が大きくなるほど大きな値になる。 Further, as shown in FIG. 2, the deviation ε represents how much the road shape on which the vehicle travels is bent with respect to a straight line. If the road shape is a straight line, the deviation ε is zero. The larger the curvature, the larger the value.
操舵角センサ4は、ドライバのステアリング操作に応じた操舵角σを検出する。異常状態判定部5は、現在の操舵が正常か異常を判定するための判定テーブルを記憶している。
The
図3は、判定テーブルを示す図である。判定テーブルは、正常操舵か異常操舵であるかを示す領域を、偏差演算部3で演算された偏差εと操舵角センサ4で検出された操舵角σとの組み合わせによって定義したものである。
FIG. 3 is a diagram illustrating a determination table. The determination table defines an area indicating normal steering or abnormal steering by a combination of the deviation ε calculated by the
すなわち、異常状態判定部5は、判定テーブルを参照し、偏差演算部3で演算された偏差εと操舵角センサ4で検出された操舵角σとの組み合わせを表す領域が「正常」のときは正常操舵であると判定し、その組み合わせを表す領域が「異常」のときは異常操舵であると判定する。
That is, the abnormal
本実施の形態では、異常状態判定部5は、単位時間当たりの異常操舵が一定時間(例えば1分当たりの異常操舵が10秒以上)に達した場合、異常状態であると判定する。
In the present embodiment, the abnormal
図4(A)は正常運転時、同図(B)は居眠り運転時の偏差εと操舵角σとの関係を示す図である。太線は、正常運転と異常運転の境界を示している。同図に示すように、正常運転時は、偏差ε及び操舵角σの位置はほとんど正常操舵領域にあるが、居眠り運転時はしばしば異常領域に入っている。 FIG. 4A shows the relationship between the deviation ε and the steering angle σ during normal operation, and FIG. The thick line indicates the boundary between normal operation and abnormal operation. As shown in the figure, during normal operation, the position of the deviation ε and the steering angle σ are almost in the normal steering region, but often in the abnormal region during dozing operation.
ブザー6は、異常状態判定部5により異常操舵であると判定されたときにブザー音を出力する。これにより、ドライバに警告が与えられる。
The buzzer 6 outputs a buzzer sound when the abnormal
以上のように、第1の実施形態に係る運転支援装置は、道路形状に応じた偏差εと操舵角θとを用いることにより、正常運転時又は異常運転時における道路形状と操舵との関係を利用することができ、その結果、ドライバが正常運転をしているか異常運転をしているかを高精度に判定することができる。更に、運転支援装置は、ドライバが異常運転していると判定したときには、警報動作を行うことにより、ドライバの異常運転による事故を防止することができる。 As described above, the driving support apparatus according to the first embodiment uses the deviation ε and the steering angle θ according to the road shape, thereby obtaining the relationship between the road shape and steering during normal driving or abnormal driving. As a result, it is possible to determine with high accuracy whether the driver is operating normally or abnormally. Furthermore, when it is determined that the driver is operating abnormally, the driving support device can prevent an accident caused by the abnormal driving of the driver by performing an alarm operation.
[第2の実施形態]
図5は、本発明の第2の実施形態に係る運転支援装置の構成を示すブロック図である。なお、第1の実施形態と同一の部位には同一の符号を付すと共に、その詳細な符号は省略し、主に第1の実施形態と異なる点について説明する。
[Second Embodiment]
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the driving support apparatus according to the second embodiment of the present invention. In addition, while attaching | subjecting the same code | symbol to the site | part same as 1st Embodiment, the detailed code | symbol is abbreviate | omitted and it mainly demonstrates a different point from 1st Embodiment.
第2の実施形態に係る運転支援装置は、図1に示した第1の実施形態の構成に、正常操舵蓄積部7が追加されたものである。正常操舵蓄積部7は、運転開始後5分間における偏差εと操舵角σとの組のデータを正常運転時のデータとして蓄積する。居眠り運転をするのは、運転開始から5分間経過後であることが多いからである。なお、データ蓄積時間は、運転開始後「5分間」に限定されず、他の時間であってもよいのは勿論である。
The driving assistance apparatus according to the second embodiment is obtained by adding a normal
一方、異常状態判定部5は、運転開始直後は、図3に示した判定テーブルを記憶してなく、また運転開始5分間は正常状態と判定する。そして、異常状態判定部5は、運転開始5分間に正常操舵蓄積部7に蓄積されたデータを用いて判定テーブルを作成し、運転開始5分間経過後、この判定テーブルを用いて正常運転であるか異常運転であるかを判定する。判定テーブルの作成方法は次の通りである。
On the other hand, the abnormal
異常状態判定部5は、正常操舵蓄積部7に蓄積されたデータを偏差εの値に応じてn組に分ける(例えばn=5)。次に、異常状態判定部5は、それぞれの組の操舵角σの平均σmと標準偏差σsとを演算し、σm±3・σsに含まれる領域を正常操舵領域とし、それ以外の領域を異常操舵領域とする。なお、正常操舵領域はσm±3・σsに限定されず、平均σm及び標準偏差σsを用いて設定されるその他の領域であってもよい。
The abnormal
図6は、正常操舵蓄積部7に蓄積されたデータを偏差εの値に応じて5組に分けた状態示す図である。なお、図6の右端及び左端の組は除外され、他の5つの組において正常操舵の領域を示す上限及び下限が設定されている。
FIG. 6 is a diagram showing a state in which the data accumulated in the normal
以上のように、第2の実施形態に係る運転支援装置は、運転開始後に蓄積された偏差εと操舵角σとの組のデータを用いて判定テーブルを作成し、この判定テーブルに基づいて正常運転又は異常運転をしているかを判定するので、個々のドライバの運転特性に応じて、高精度に正常運転又は異常運転を判定することができる。 As described above, the driving support apparatus according to the second embodiment creates a determination table using a set of data of the deviation ε and the steering angle σ accumulated after the start of driving, and based on this determination table, normal operation is performed. Since it is determined whether the operation or the abnormal operation is performed, the normal operation or the abnormal operation can be determined with high accuracy according to the operation characteristics of each driver.
なお、第2の実施形態では、異常状態判定部5は平均と標準偏差とに基づいて正常操舵領域を求めたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、異常状態判定部5は、正常操舵蓄積部7に蓄積されたデータを混合正規分布で表し、得られた混合正規分布の一定値以上の領域を正常操舵領域とし、一定値未満の領域を異常操舵領域とすることもできる。
In the second embodiment, the abnormal
[第3の実施形態]
図7は、本発明の第3の実施形態に係る運転支援装置の構成を示すブロック図である。なお、第1の実施形態と同一の部位には同一の符号を付すと共に、その詳細な符号は省略し、主に第1の実施形態と異なる点について説明する。
[Third Embodiment]
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the driving support apparatus according to the third embodiment of the present invention. In addition, while attaching | subjecting the same code | symbol to the site | part same as 1st Embodiment, the detailed code | symbol is abbreviate | omitted and it mainly demonstrates a different point from 1st Embodiment.
第3の実施形態に係る運転支援装置は、ドライバが通常注視している距離Lを自動的に設定するものであり、図1に示した第1の実施形態の構成に、顔カメラ8及び視線検出部9が追加されたものである。 The driving support apparatus according to the third embodiment automatically sets the distance L that the driver is normally gazing at. The configuration of the first embodiment shown in FIG. A detection unit 9 is added.
顔カメラ8は、ドライバの顔を撮像し、顔画像を生成する。視線検出部9は、顔カメラ8で生成された顔画像に基づいて、ドライバの視線を検出する。具体的には、視線検出部9は、1フレーム毎に、顔画像から左目領域を切り出し、目の特徴点として目頭及び瞳孔の中心位置を抽出する。そして、視線検出部9は、これらの特徴点から、目の向きを表す値として、顔に対する相対的な目の位置(目の左右の向きと上下の向き)を演算する。なお、視線検出部9は、本実施形態では、「自動車運転中のドライバの視線検出」、坂口ら、電子情報通信学会技術研究報告PRU、vol.95,No.44(1995)に記載されている技術を用いているが、その他の視線検出技術を用いてもよいのは勿論である。
The
偏差演算部3は、視線検出部9で検出されたドライバの視線を用いて、ドライバが注視している点と自車の位置との距離を算出し、その値を上述した距離Lとする。そして、偏差演算部3は、この距離Lを用いて偏差εを演算する。
The
以上のように、第3の実施形態に係る運転支援装置は、ドライバが注視している点までの距離をLとして設定することにより、ドライバが実際に注視している点と操舵状態とを考慮して運転状態を判定するので、高精度に運転状態を判定して、警報動作等の運転支援を行うことができる。 As described above, the driving support device according to the third embodiment sets the distance to the point at which the driver is gazing as L, and thus considers the point at which the driver is actually gazing and the steering state. Since the driving state is determined, the driving state can be determined with high accuracy, and driving support such as an alarm operation can be performed.
[第4の実施形態]
図8は、本発明の第4の実施形態に係る運転支援装置の構成を示すブロック図である。なお、第1の実施形態と同一の部位には同一の符号を付すと共に、その詳細な符号は省略し、主に第1の実施形態と異なる点について説明する。
[Fourth Embodiment]
FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the driving support apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. In addition, while attaching | subjecting the same code | symbol to the site | part same as 1st Embodiment, the detailed code | symbol is abbreviate | omitted and it mainly demonstrates a different point from 1st Embodiment.
第4の実施形態に係る運転支援装置は、図1に示した第1の実施形態の構成に、後方カメラ1A、蓄積部10、車速センサ11、ヨー角センサ12が追加されたものである。なお、後方カメラ1Aは、車両の後方を撮像するように、前方カメラ1が配置されたものである。
The driving support apparatus according to the fourth embodiment is obtained by adding a rear camera 1A, a
蓄積部10は、レーン認識部2の認識結果を蓄積する。車速センサ11は、自車の速度である車速を検出する。ヨー角センサ12は、自車のヨー軸周りの回転角であるヨー角を検出する。
The
レーン認識部2は、後方カメラ1Aで生成された道路画像に基づいて、車両後方のレーン位置を認識する。蓄積部10は、後方カメラ1Aで生成された道路画像及びレーン認識部2の認識結果を蓄積する。
The
偏差演算部3は、車速センサ11で検出された車速とヨー角センサ12で検出されたヨー角とに基づいて、現在位置Nより距離(L+L1)走行前の車両位置Pを算出する。但し、L1は、車両の進行方向側の先端から、後方カメラ1Aにより認識されるレーン位置までの距離である。
Based on the vehicle speed detected by the
図9は、現在位置N及びそれより距離(L+L1)走行前の車両位置Pを示す図である。次に、偏差演算部3は、車両位置Pより距離L前方の位置Aを算出し、更に現在のレーン中心位置Bを算出し、位置AとBの距離の偏差εを演算する。
FIG. 9 is a diagram showing the current position N and the vehicle position P before traveling a distance (L + L1) therefrom. Next, the
以上のように、第4の実施形態に係る運転支援装置は、自車後方の道路形状と操舵量とに基づいて運転状態を判定し、警報動作等の運転支援を行うことができる。 As described above, the driving support apparatus according to the fourth embodiment can determine the driving state based on the road shape behind the host vehicle and the steering amount, and can perform driving support such as an alarm operation.
なお、Lは、第1の実施形態のように予め設定された距離であるが、第2の実施形態のようにドライバが注視している前方距離を用いてもよい。 Note that L is a preset distance as in the first embodiment, but a forward distance that the driver is gazing at may be used as in the second embodiment.
[第5の実施形態]
図10は、本発明の第5の実施形態に係る運転支援装置の構成を示すブロック図である。なお、第1の実施形態と同一の部位には同一の符号を付すと共に、その詳細な符号は省略し、主に第1の実施形態と異なる点について説明する。
[Fifth Embodiment]
FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the driving support apparatus according to the fifth embodiment of the present invention. In addition, while attaching | subjecting the same code | symbol to the site | part same as 1st Embodiment, the detailed code | symbol is abbreviate | omitted and it mainly demonstrates a different point from 1st Embodiment.
第5の実施形態に係る運転支援装置は、図1に示した第1の実施形態の前方カメラ1及びレーン認識部2の代わりに、GPSセンサ21及び地図データベース22を備えている。
The driving support apparatus according to the fifth embodiment includes a
GPSセンサ21は、自車の緯度及び経度を検出する。地図データベース22は、GPSセンサ21で検出された緯度及び経度に基づいて、自車周辺の道路形状を表す地図データを出力する。
The
偏差演算部3は、GPSセンサ21で検出された緯度及び経度と、地図データベース22により得られた地図データと、に基づいて、現在走行中の道路の曲線半径Rを算出する。
Based on the latitude and longitude detected by the
図11は、曲線半径R及び偏差εを示す図である。次に、偏差演算部3は、距離L走行時の回転角度をθとすると、
FIG. 11 is a diagram showing the curve radius R and the deviation ε. Next, the
なお、回転角度θは、図示しないヨー角センサからの検出結果を用いるとよい。また、Lは、第1の実施形態のように予め設定された距離であるが、第2の実施形態のようにドライバが注視している前方距離を用いてもよい。 As the rotation angle θ, a detection result from a yaw angle sensor (not shown) may be used. Further, L is a preset distance as in the first embodiment, but a forward distance that the driver is gazing at as in the second embodiment may be used.
以上のように、第5の実施形態に係る運転支援装置は、道路形状として現在走行中の道路の曲線半径Rと、操舵量として距離L走行時の車両の回転角度と、に基づいて、運転状態を判定し、警報動作等の運転支援を行うことができる。 As described above, the driving support apparatus according to the fifth embodiment drives based on the curve radius R of the road that is currently running as the road shape and the rotation angle of the vehicle during the distance L as the steering amount. The state can be determined, and driving assistance such as alarm operation can be performed.
[第6の実施形態]
第6の実施形態に係る運転支援装置は、特にカーブや右左折時におけるドライバの運転特性を計測し、その個人差や道路状況に応じて、運転支援や警報提示を最適化するものである。
[Sixth Embodiment]
The driving support apparatus according to the sixth embodiment measures the driving characteristics of the driver particularly at the time of a curve or a left / right turn, and optimizes driving support and alarm presentation according to individual differences and road conditions.
図12は、車両がカーブ等の曲率のある道路を走行している状態を示す図である。曲率のある道路を走行するとき、ドライバは自車の将来位置と道路形状の偏差に基づいて、式(1)のように操舵量を決定していることが知られている。(基礎自動車工学、近藤政市、 養賢堂、1965年)。 FIG. 12 is a diagram illustrating a state where the vehicle is traveling on a road having a curvature such as a curve. When traveling on a curved road, it is known that the driver determines the steering amount as shown in Expression (1) based on the future position of the vehicle and the deviation of the road shape. (Basic automotive engineering, Masato Kondo, Yokendo, 1965).
図13は、操舵ゲインと旋回時の速度(以下「旋回速度」という。)との関係を示す図である。図13に示す操舵ゲインと旋回速度との関係は既に知られており(モデル追従型スライディングモード制御による四輪アクティブ操舵車両、平岡ほか、自動車技術会、2003年)、式(2)のように表される。 FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the steering gain and the speed at the time of turning (hereinafter referred to as “turning speed”). The relationship between the steering gain and the turning speed shown in FIG. 13 is already known (four-wheel active steering vehicle with model following type sliding mode control, Hiraoka et al., Automotive Engineering Society, 2003), as shown in Equation (2) expressed.
ここで、Vは旋回速度であり、λはドライバによって異なるパラメータであるドライバ操舵特性である。 Here, V is a turning speed, and λ is a driver steering characteristic which is a parameter that varies depending on the driver.
このように、ドライバは、正常運転時(飲酒・居眠り・脇見運転等をしていない時)は、道路形状と車両速度に基づいて決められる法則にしたがって操舵をしていると考えられる。そこで、第6の実施形態に係る運転支援装置は、ドライバの操舵と道路形状、車両速度の関係を監視し、この法則からはずれた時を異常運転として判定する。 Thus, it is considered that the driver is steering according to the law determined based on the road shape and the vehicle speed during normal driving (when not drinking, sleeping, looking aside). Therefore, the driving support apparatus according to the sixth embodiment monitors the relationship between the driver's steering, the road shape, and the vehicle speed, and determines the time when it deviates from this law as abnormal driving.
図14は、本発明の第6の実施形態に係る運転支援装置の構成を示すブロック図である。運転支援装置は、前後方向の加速度に応じた信号を発生する加速度センサ21と、車速に応じた信号を発生する車速センサ22と、車両前方の道路を撮像する前方カメラ23と、操舵角に応じた信号を発生する操舵角センサ24と、運転支援のための演算を行う演算装置30と、を備えている。
FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of the driving support apparatus according to the sixth embodiment of the present invention. The driving support apparatus includes an
演算装置30は、加速度センサ21からの信号に基づいて前後方向の加速度を検出する加速度検出部31と、車速センサ22からの信号に基づいて速度(車速)を検出する速度検出部32と、前方カメラ23からの画像に基づいて道路形状を検出する道路形状検出部33と、操舵角センサ24からの信号に基づいて操舵量を検出する操舵量検出部34と、を備えている。
The
更に、演算装置30は、車両状態を予測する車両状態予測部35と、操舵特性を計算する操舵特性計算部36と、計算された操舵特性を記憶する操舵特性記憶部37と、を備えている。
Furthermore, the
以上のように構成された運転支援装置は、次のような処理を行うことにより、ドライバ操舵特性を演算する。 The driving support apparatus configured as described above calculates driver steering characteristics by performing the following processing.
道路形状検出部33は、前方カメラ23からの画像に対して所定の画像処理を行うことにより、道路形状(特に走行レーンの中心位置)を検出する。
The road
車両状態予測部35は、加速度検出部31で検出された加速度aと、速度検出部32で検出された速度Vと、に基づいて、式(3)に従ってt秒後の車両位置(自車前方の距離)dを算出する。
Based on the acceleration a detected by the
さらに、車両状態予測部35は、道路形状検出部33で検出された走行レーンの中心位置のうちのt秒後の目標位置と、式(3)で求められたt秒後の車両位置と、の偏差εを演算する。なお、偏差εの導出方法はこれに限定されるものではなく、例えば第1の実施形態で説明した導出方法を用いてもよい。
Furthermore, the vehicle
操舵特性計算部36は、速度検出部32で検出された速度V、車両状態予測部35で予測された偏差e、操舵量検出部34で検出された操舵量δを用いて、式(5)に従ってドライバ操舵特性λを演算する。
The steering
なお、式(5)は式(1)及び(2)から導き出されたものである。 Equation (5) is derived from Equations (1) and (2).
操舵特性記憶部37は、操舵特性計算部36により計算された値を逐次記憶し、収束した値をそのドライバに固有のドライバ操舵特性λとして記憶する。ドライバ操舵特性λは、速度に依存しないパラメータである。このため、運転支援装置は、例えば車両が低速で交差点を通過することにより学習したドライバ操舵特性λを、高速カーブでの異常検出に使用することができる。
The steering
[第7の実施形態]
図15は、第7の実施形態に係る運転支援装置の構成を示すブロック図である。上記運転支援装置は、図14に示す構成に、適正操舵量を計算する適正操舵予測部38、操舵が異常であるかを判定する操舵異常判定部39を追加したものである。
[Seventh Embodiment]
FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration of the driving support apparatus according to the seventh embodiment. The above-described driving support device is obtained by adding an appropriate
適正操舵予測部38は、速度検出部32で検出された速度V、車両状態予測部35で予測された偏差e、学習の結果、操舵特性記憶部37に記憶されたドライバ操舵特性λを用いて、式(6)に従って適正操舵量δ*を計算する。
The appropriate
ここで、操舵特性記憶部37に記憶されているドライバ操舵特性λはある分布をもち、このドライバ操舵特性λから求められた適正操舵量δ*もある分布をもつ。
Here, the driver steering characteristic λ stored in the steering
操舵異常判定部39は、操舵量検出部34により検出された操舵量δが適正操舵量δ*の分布(例えば適正操舵量δ*の標準偏差内)に収まっているかを判定し、収まっているときは「正常運転」と判定し、収まっていないときは「異常運転」と判定する。
Steering
以上のように、第7の実施形態に係る運転支援装置は、車両の速度に依存しないドライバ操舵特性λを学習し、そのドライバ操舵特性λに基づいて適正操舵量δ*を演算する。そして、上記運転支援装置は、ドライバの操舵量δがこの適正操舵量δ*の分布に収まっているか否かに基づいて異常運転であるか否かを判定ことにより、ドライバの個々の操舵特性に応じて異常運転か否かを判定することができる。 As described above, the driving support apparatus according to the seventh embodiment learns the driver steering characteristic λ that does not depend on the speed of the vehicle, and calculates the appropriate steering amount δ * based on the driver steering characteristic λ. Then, the driving support device determines whether or not the driver is operating abnormally based on whether or not the steering amount δ of the driver is within the distribution of the appropriate steering amount δ * , thereby determining the individual steering characteristics of the driver. Accordingly, it can be determined whether or not the vehicle is operating abnormally.
また、上記運転支援装置は、車両の速度に依存しないドライバ操舵特性λを使用することにより、走行環境が常に変化するような場合であっても、その影響を受けることなく、異常運転か否かを判定することができる。 In addition, the above-described driving support device uses the driver steering characteristic λ that does not depend on the speed of the vehicle, so that even if the driving environment constantly changes, whether or not it is abnormal driving without being affected by it. Can be determined.
[第8の実施形態]
図16は、本発明の第8の実施形態に係る運転支援装置の構成を示すブロック図である。上記運転支援装置は、図15に示す構成に、警報装置41、操舵支援装置42を追加したものである。
[Eighth Embodiment]
FIG. 16 is a block diagram showing the configuration of the driving support apparatus according to the eighth embodiment of the present invention. The driving assistance device is obtained by adding an
警報装置41は、操舵異常判定部39により異常運転と判定されたときに、例えば車線逸脱のおそれがある旨の警報音を出力する。これにより、ドライバは、事前に事故が起こりそうなことを知ることができる。
The
また、操舵支援装置42は、操舵異常判定部39の判定処理から、適正操舵量δ*と操舵量δとの差異が分かるので、操舵量δが適正操舵量δ*に近付くように操舵角を制御し、操舵介入を行う。これにより、強制的に危険状態を回避することができる。
Further, since the steering assist
[第9の実施形態]
図17は、第9の実施形態に係る運転支援装置の構成を示すブロック図である。上記運転支援装置は、図15に示す構成から操舵異常判定部39を取り除き、その代わり自動運転装置43を追加したものである。
[Ninth Embodiment]
FIG. 17 is a block diagram illustrating a configuration of the driving support apparatus according to the ninth embodiment. The driving support device is obtained by removing the steering
自動運転装置43は、適正操舵予測部38で計算された適正操舵量δ*になるように操舵を自動制御する。これにより、カーブ形状の道路であっても自動運転が可能になる。
The
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内で設計上の変更をされたものにも適用可能であるのは勿論である。例えば、第1から第5の実施形態の運転支援装置は、異常運転を検出した場合にブザー音を発することにより警報動作を行うが、その代わりに制動制御等の運転介入を行うことも可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that the present invention can also be applied to a design modified within the scope of the claims. For example, the driving support devices of the first to fifth embodiments perform a warning operation by generating a buzzer sound when abnormal driving is detected, but it is also possible to perform driving intervention such as braking control instead. is there.
また、第6〜9の実施形態に係る運転支援装置は、加速度センサ21を介して加速度を検出していたが、この代わりに車速センサ22を介して検出された速度を時間微分して加速度を検出してもよい。
In addition, the driving assistance devices according to the sixth to ninth embodiments detect the acceleration via the
1 前方カメラ
2 レーン認識部
3 偏差演算部
4 操舵角センサ
5 異常状態判定部
6 ブザー
7 正常操舵蓄積部
8 顔カメラ
9 視線検出部
10 蓄積部
11 車速センサ
12 ヨー角センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (1)
走行中の道路形状として、車両から所定距離の正面位置と前記車両から前記所定距離前方のレーン位置との偏差を検出する道路形状検出手段と、
運転開始後所定時間に前記操舵角検出手段により検出された操舵角と、運転開始後所定時間に前記道路形状検出手段により検出された偏差との組のデータを、正常運転時のデータとして記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記組のデータを前記偏差に応じて複数のグループに分け、グループ毎に操舵角の平均値及び操舵角の標準偏差を計算し、前記平均値+前記標準偏差を上限とし前記平均値−前記標準偏差を下限とする範囲を正常操舵領域とすると共に前記正常操舵領域以外の領域を異常操舵領域としたテーブルを、前記ドライバの運転状態を判定するための運転状態判定テーブルとして作成する運転状態判定テーブル作成手段と、
運転開始から前記所定時間経過後に前記操舵角検出手段により検出された操舵角、及び運転開始から前記所定時間経過後に前記道路形状検出手段により検出された偏差との組み合わせと、前記運転状態判定テーブル作成手段により作成された運転状態判定テーブルとに基づいて、前記ドライバの運転状態を判定する運転状態判定手段と、
を備えた運転状態判定装置。 A steering angle detecting means for detecting a steering angle by the driver of the steering wheel operation,
Road shape detection means for detecting a deviation between a front position at a predetermined distance from the vehicle and a lane position ahead of the predetermined distance from the vehicle as a running road shape;
Data of a set of a steering angle detected by the steering angle detection means at a predetermined time after the start of driving and a deviation detected by the road shape detection means at a predetermined time after the start of driving is stored as data during normal driving. Storage means ;
The set of data stored in the storage means is divided into a plurality of groups according to the deviation, an average value of the steering angle and a standard deviation of the steering angle are calculated for each group, and the average value + the standard deviation is an upper limit. A driving state determination table for determining a driving state of the driver using a table in which a range in which the average value minus the standard deviation is a lower limit is a normal steering region and a region other than the normal steering region is an abnormal steering region Operating state determination table creation means to create as,
Steering angle detected by the steering angle detecting means after a lapse of the predetermined time from the start of operation, and a combination of the detected deviation by the road shape detection means after the lapse of the predetermined time from the start of operation, creates the driving state determination table A driving state determination unit that determines the driving state of the driver based on the driving state determination table created by the unit;
An operating state determination device comprising:
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