JP5127645B2 - 車載機器の制御装置及び制御方法 - Google Patents
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Description
特許文献1に開示された自動制御システムは、車載機器の設定を変更する前に、ドライバにその変更後の設定を報知して、ドライバが設定変更を承認する操作を行った場合に、その設定変更を実行する。
また、特許文献2に開示された車載機器の自動制御装置は、車載機器の制御を実行するかどうかを判断するための制御実行判断情報を取得し、制御判断情報が問い掛け条件を満たす場合には、運転者に対してその制御を実行するか否かを問い掛け、運転者がその制御の実行を肯定していると判断した場合にその制御を実行する。一方、係る自動制御装置は、制御実行判断情報が自動実行条件を満たす場合、問い掛けをすることなくその制御を実行する。さらに係る自動制御装置は、運転者の操作に応じて、問い掛け条件及び自動実行条件を学習し、それら条件を適宜修正する。
しかしながら、上記の何れの特許文献に記載の自動制御装置も、提案する操作の順序を考慮していなかった。そのため、これらの自動制御装置が複数の操作を提案または自動実行する場合、例え提案された操作自体がドライバにとって好ましいものであっても、その操作の提案順序あるいは実行順序が不適切なためにドライバに不快感を感じさせるおそれがあった。
本発明に係る制御装置は、複数の操作間の実行順序に関する遷移確率を用いることにより、少なくとも一つの車載機器に対する複数の推薦操作の提案順序を適切に決定することができる。そして係る制御装置は、その提案順序にしたがって複数の操作を実行するので、ドライバの車載機器に対する操作負荷を軽減することができるとともに、不適切な操作順序によりドライバが不快感を感じることを防止できる。
本発明に係る制御装置は、複数の操作が同時に実行される確率を参照することにより、ドライバが特定の状況において常に実行する少なくとも一つの車載機器に対する複数の操作を、一つの操作の組としてドライバに提示できる。またドライバは、その一つの操作の組みに対して承認操作を行うだけで、その操作の組みに含まれる全ての操作が実行される。そのため、係る制御装置は、ドライバの車載機器に対する操作負荷を軽減することができる。
本発明に係る制御方法は、複数の操作間の実行順序に関する遷移確率を用いることにより、少なくとも一つの車載機器に対する複数の推薦操作の提案順序を適切に決定することができる。そして係る制御方法は、その提案順序にしたがって複数の操作を実行するので、ドライバの車載機器に対する操作負荷を軽減することができるとともに、不適切な操作順序によりドライバが不快感を感じることを防止できる。
本発明に係る制御方法は、複数の操作が同時に実行される確率を参照することにより、ドライバが特定の状況において常に実行する少なくとも一つの車載機器に対する複数の操作を、一つの操作の組としてドライバに提示できる。またドライバは、その一つの操作の組みに対して承認操作を行うだけで、その操作の組みに含まれる全ての操作が実行される。そのため、係る制御方法は、ドライバの車載機器に対する操作負荷を軽減することができる。
本発明の実施形態に係る車載機器の制御装置は、車両そのものに関する情報、あるいは車両の周囲の状況に関する情報に基づいて、適切と考えられる車載機器の設定を自動的に決定し、その設定にするための操作をドライバに提示する。そして、ドライバがその操作を承認すると、係る制御装置は車載機器をその設定にしたがって自動制御する。そしてこの制御装置は、複数の操作を提案する際、ドライバが過去に行った操作の順序を参照して操作の実行順序を学習した、操作間の遷移確率を表す確率モデルを使用して、複数の操作を、適切な順序にしたがって提案する。またこの制御装置は、ドライバが特定の状況において常に同時に実行する複数の操作を、一つにまとめて提案する。
各CPTでは、各列は、左側から順に、トンネルの長さが所定距離以上であること(True)、トンネルの長さが所定距離未満であること(False)に対応する。また各欄の値は、縦方向において、上から順に、そのアクチュエータノードに対応する操作が実行される(True)確率と、その操作が実行されない(False)確率を示す。例えば、アクチュエータノード302において、トンネルの長さが所定距離以上である場合において、ヘッドライトを点灯する操作が行われる条件付確率は、CPT312より90%であることが分かる。
ただし、何れのシーンアクチュエータモデルについても、入力パラメータには、ドライバが行おうとする操作に関連性が高いものが選択される。
推薦操作決定部23は、複数の推薦操作が選択された場合、それら推薦操作を表す識別情報を提案順序決定部24及び同時提案操作決定部25へ渡す。
一方、推薦操作決定部23は、一つの推薦操作のみが選択された場合、その推薦操作を表す識別情報を制御部27へ渡す。
このマルコフ連鎖表400より、時点(t-1)における操作がajであったとき、時点tにおける操作がaiであるマルコフ確率mp(ait,ajt-1)は、次式で表される。
mp(ait,ajt-1|sk) = m(ait,ajt-1|sk)/Σim(ait,ajt-1|sk) (1)
例えば、マルコフ連鎖表400において、時点(t-1)における操作がa3であったとき、時点tにおける操作がa1であるマルコフ確率mp(a1t,a3t-1|sk)は、行404を参照することにより、0.66(=2/(2+1+0+0))であることが分かる。同様に、マルコフ連鎖表400において、時点(t-1)における操作がa1であったとき、時点tにおける操作がa2であるマルコフ確率mp(a2t,a1t-1|sk)は、行403を参照することにより、0.25(=1/(1+1+2+0))であることが分かる。
図5(a)及び(b)から明らかなように、a1→a2→a3の順序に対する尤度が最大となる。そこで、提案順序決定部24は、推薦操作の提案順序を、a1→a2→a3と決定する。
提案順序決定部24は、複数の推薦操作の提案順序を決定すると、その順序を表す情報を制御部27へ渡す。なお、提案順序を表す情報は、例えば、推薦操作の識別情報を要素とし、その識別情報を提案順序に従って並べた1次元のベクトルとすることができる。
特定の環境条件において、ドライバは2以上の操作を一連の操作として常に実行することがある。例えば、環境条件がトンネルの出入口から所定範囲内(例えば、500m以内)であり、車両がそのトンネルの出入口に接近中である場合、あるドライバは、ヘッドライトを点灯し、空調装置4を内気循環モードに設定する。このような場合、それら一連の操作を一括して提案することにより、ドライバは、個々の操作ごとに提案された推薦操作を承認する操作をしなくて済むので、ドライバの操作負荷を軽減できる。
j(ai,aj|sk) = {m(ait,ajt-1|sk) + m(ajt,ait-1|sk)}/n(sk) (2)
ここでskは、特定の環境条件を表す。また、m(ait,ajt-1|sk)は、環境条件skが満たされたときに、時点(t-1)において操作aj(j=1,...,r)が実行された後に時点tにおいて操作ai(i=1,...,r)が実行された遷移回数である。同様に、m(ajt,ait-1|sk)は、環境条件skが満たされたときに、時点(t-1)において操作ai(i=1,...,r)が実行された後に時点tにおいて操作aj(j=1,...,r)が実行された遷移回数である。また、n(sk)は、環境条件skの出現回数である。
j(as+at,au|sk) = j(as,au|sk) × j(at,au|sk) (3)
なお、3個以上の操作を同時提案操作とする可能性をより高くしたい場合、同時提案操作決定部25は、上記の(3)式の代わりに、以下に示す式の何れかを用いてもよい。
j(as+at,au|sk) = max(j(as,au|sk),j(at,au|sk))
j(as+at,au|sk) = min(j(as,au|sk),j(at,au|sk))
j(as+at,au|sk) = (j(as,au|sk),j(at,au|sk))/2
ここで関数max(x,y)は、変数x,yのうちの最大値を出力する関数である。また関数min(x,y)は、変数x,yのうちの最小値を出力する関数である。
次に同時提案操作決定部25は、上記の(3)式などに基づいて、推薦操作の組(ai *,aj *)と他の推薦操作との同時実行確率を算出する(ステップS105)。それとともに、同時提案操作決定部25は、同時提案操作となった推薦操作の組(ai *,aj *)に対応する同時実行確率j(ai *,aj *|sk)を0にする。その後、同時提案操作決定部25は、制御をステップS102に戻し、ステップS103において同時実行確率の最大値j*が所定の閾値Thc以下となるまで、ステップS102〜S105の処理を繰り返す。
また、3個以上の推薦操作を同時提案操作とする結果が得られたとき、同時提案操作決定部25は、その同時提案操作にすべきとされた複数の推薦操作のうちの一部の推薦操作のみを含む少なくとも一つの同時提案操作を作成してもよい。例えば、ヘッドライト点灯、内気循環モード、ラジオONの3個の推薦操作が同時提案操作とされたとき、同時提案操作決定部25は、ヘッドライト点灯と内気循環モード、ヘッドライト点灯とラジオON、内気循環モードとラジオONの3通りの推薦操作の組み合わせを、それぞれ同時提案操作としてもよい。あるいは、同時提案操作決定部25は、ヘッドライト点灯と内気循環モードを同時提案操作とし、ラジオONを別個の推薦操作としてもよい。この場合、さらに、新たに作成した同時提案操作に含まるヘッドライト点灯という操作も、同時提案操作とは別個の推薦操作として作成してもよい。これにより、乗員が3個以上の推薦操作が含まれる同時提案操作のうちの一部の推薦操作のみを実行したいときにも、制御装置2は、乗員がその一部の推薦操作を選択して実行することを容易にする。
同時提案操作決定部25は、作成した同時提案操作識別情報を制御部27へ渡す。
そのために、記憶部21には、環境条件skの出現回数n(sk)、ドライバが行った操作aiの回数n(ai,sk)及びその操作aiが行われたときの、その操作aiの推薦確率を算出するシーンアクチュエータモデルの各入力パラメータの値の組み合わせ区分cjに対する出現回数n(cj,sk)が記憶されている。そして学習部26は、環境条件skが満たされている間に操作aiが行われると、環境条件skの出現回数n(sk)、操作aiの回数n(ai,sk)、及び各入力パラメータの値の組み合わせ区分cjに対する出現回数n(cj,sk)をそれぞれ1インクリメントする。
なお、学習部26は、環境条件skが満たされている間にドライバがある操作を行ってから、所定の期間(例えば、1分間)に次の操作を行った場合、それらの操作は連続して行われたと判定する。一方、複数の操作が行われても、それらの操作間の時間間隔が上記の所定の期間よりも空いていれば、学習部26はそれらの操作は連続していないと判定する。
n(sk) = (1-Bs)n(sk)+1
n(ai,sk) = (1-Bf)n(ai,sk)+1
n(cj,sk) = (1-Bc)n(cj,sk)+1
m(ait,ajt-1|sk) = (1-Bm)m(ait,ajt-1|sk)+1
ここで、Bs、Bf、Bc、Bmは、それぞれ忘却係数であり、0≦Bs、Bf、Bc、Bm<1を満たす。これらの忘却係数を大きな値にするほど、学習データに占める過去に蓄積されたデータの比率が軽減され、新たに得られたデータがシーンアクチュエータモデル及び単純マルコフ連鎖表に反映され易くなる。そして各忘却係数Bs、Bf、Bc、Bmを0に設定した場合は、上記の実施形態と同じとなる。これらの忘却係数Bs、Bf、Bc、Bmは、例えば、0.01に設定される。
学習部26は、シーンアクチュエータモデル及び単純マルコフ連鎖表を更新すると、それらを表すデータを記憶部21に記憶する。
そこで、制御部27は、推薦操作決定部23により選択された推薦操作をディスプレイ15を介してドライバに提示する。ただし選択された推薦操作が複数存在する場合、制御部27は、提案順序決定部24により決定された順序に従ってそれら推薦操作をドライバに提示する。さらに制御部27は、同時提案決定部25により同時提案操作とされた複数の推薦操作がある場合、それらの推薦操作を一つの操作の組としてドライバに提示する。
本実施形態では、原則として、推薦操作のうち、提案順序の早いものから順にディスプレイ15の上段、中央、下段の順に表示される。図8(a)に示す画面800では、最も提案順序が早い推薦操作は、ヘッドライトを点灯する操作であり、2番目に提案される推薦操作は、オーディオ装置3のラジオをつける操作であり、3番目に提案される操作は、空調装置4を内気循環モードに設定する操作である。
また、図8(b)に示す画面810では、ヘッドライトを点灯する操作と空調装置4を内気循環モードに設定する操作とが同時提案操作として、同じ枠内に表示されている。そしてその下に、次の提案順序となるオーディオ装置3のラジオをつける操作が提示されている。
さらに、制御部27は、選択された推薦操作を自動実行してもよい。この場合においても、選択された推薦操作が複数存在する場合、制御部27は、提案順序決定部24により決定された順序に従ってそれら推薦操作を自動実行する。そして制御部27は、推薦操作を自動実行する場合、ドライバへ実行された操作を確認させるために、その推薦操作の内容をディスプレイ15に表示したり、スピーカを通じて音声にて報知してもよい。
車両制御システム1は、車両のイグニッションキーがオンにされると動作を開始する。そして制御装置2は、各センサ機器から、車速、車両の現在位置、車両の進行方向、現在時刻、雨滴の有無、外気温、車間距離など、車両に関する情報、あるいは車両の周囲の状況に関する情報を取得する(ステップS201)。次に制御装置2の推薦操作決定部23は、それら情報に基づいて、特定の環境条件si(k=1,2,...,n)の何れかが満たされるか否か判定する(ステップS202)。なお、環境条件siは、上記のように、推薦操作を提案することがドライバの操作負荷低減に有用と考えられる、車両周囲の状態または車両自体の状態に関する条件であり、少なくとも一つが予め設定される。そして何れの環境条件も満たされない場合、制御装置2は制御をステップS210へ移行する。
何れの車載機器も操作されていない場合、制御装置2の推薦操作決定部23は、推薦操作を選択する(ステップS204)。具体的には、推薦操作決定部23は、環境条件skに関連する少なくとも一つのシーンアクチュエータモデルに、センサ機器から取得された情報のうちの少なくとも一つを入力して所定の操作を実行する確率を求める。そして推薦操作決定部23は、得られた確率が所定の閾値Thpを超える場合、その確率に対応する操作を推薦操作とする。
一方、ステップS205において、推薦操作が2個以上選択されている場合、制御装置2の同時提案操作決定部25は、選択された複数の推薦操作の中から同時提案操作を決定する(ステップS206)。また制御装置2の提案順序決定部24は、選択された複数の推薦操作の提案順序を決定する(ステップS207)。その後、制御装置2の制御部27は、選択された複数の推薦操作をその提案順序に従って自動実行するか、あるいはその提案順序に従ってドライバに提示し、簡易インターフェース16を介したドライバの承認操作後、その推薦操作を実行する(ステップS208)。その後、制御装置2は制御をステップS210へ移行する。
また、ステップS205において推薦操作が一つのみ選択されている場合、制御装置2は、ステップS206及びS207の処理を省略して、ステップS208の処理を実行する。
その後、制御装置2は、車両のイグニッションキーがオフされたか否かを判定する(ステップS210)。車両のイグニッションキーがオフされていない場合、制御装置2は、制御をステップS201へ戻す。そして制御装置2は、車両制御システム1が有する各センサ機器による情報取得間隔(例えば、5秒間隔)で、ステップS201〜S210の処理を繰り返し実行する。
車両のイグニッションキーがオフされた場合、制御装置2は、記憶部21に記憶されている学習データに基づいて、推薦操作の決定、推薦操作の提案順序の決定及び同時提案操作の作成に関する確率モデルなどを更新する(ステップS211)。具体的には、学習部26は、環境条件skの出現回数n(sk)、ドライバが行った操作aiの回数n(ai,sk)及びその操作aiが行われたときの、その操作aiの推薦確率を算出するシーンアクチュエータモデルの各入力パラメータの値の組み合わせ区分cjに対する出現回数n(cj,sk)、確率モデルのCPT及び単純マルコフ連鎖表の各回数m(ait,ajt-1|sk)を更新する。
その後、制御装置2は処理を終了する。
なお、各ステップにおける、制御装置2の各部の処理の詳細は、制御部2の各部の説明において詳述したので、ここではその説明を省略する。
また、上記の実施形態では、提案順序決定部24は、各操作が単純マルコフ連鎖に従うものとして推薦操作の提案順序を決定した。しかし、提案順序決定部24は、2個以上の操作が行われた順序に依存して、その次の操作を決定するようにしてもよい。さらに、提案順序決定部24は、リカレントニューラルネットワークを用いて推薦の操作の提案順序を決定してもよい。
さらに、環境条件の設定範囲も、ドライバによる車載機器の操作に応じて学習してもよい。この場合、制御装置2の学習部26は、所定の操作が行われたときの車両の位置、車速、時刻などの車両に関する情報及び車両周囲の情報を学習データとして蓄積し、その蓄積した学習データを公知の何れかのクラスタリング手法を用いてクラスタリングする。そして学習部26は、その中に含まれる学習データ数が最も多いクラスタについて、それら学習データの全てを含む範囲を、環境条件の設定範囲とすることができる。
さらに、推薦操作決定部23は、特定の環境条件が満たされた場合、シーンアクチュエータモデルのような確率モデルを使用せず、予めその特定の環境条件に関連付けられた1または複数の操作を自動的に推薦するようにしてもよい。
上記のように、本発明の範囲内で様々な修正を行うことが可能である。
2 制御装置
3 オーディオ装置
4 空調装置
5 運転支援装置
6 ボディー制御装置
10 コントロールエリアネットワーク(CAN)
11 雨滴センサ
12 内気温センサ
13 車速センサ
14 ナビゲーション装置
15 ディスプレイ
16 簡易入力インターフェース
21 記憶部
22 通信部
23 推薦操作決定部
24 提案順序決定部
25 同時提案操作決定部
26 学習部
27 制御部
Claims (7)
- 少なくとも一つの車載機器を制御する制御装置であって、
前記少なくとも一つの車載機器に対する二つの操作について、該二つの操作のうちの一方が実行された後に該二つの操作のうちの他方の操作が実行される遷移確率を記憶した記憶部(21)と、
前記車載機器に関する少なくとも一つの推薦操作を選択する推薦操作決定部(23)と、
前記推薦操作決定部(23)により複数の推薦操作が選択されたとき、該複数の推薦操作の提案順序を、前記遷移確率に従って決定する提案順序決定部(24)と、
前記複数の推薦操作を、前記提案順序決定部(24)により決定された提案順序に従って前記少なくとも一つの車載機器に対して実行する制御部(27)と、
を有することを特徴とする制御装置。 - 前記提案順序決定部(24)は、前記複数の推薦操作を互いに異なる複数の順序に並べ、該複数の順序のそれぞれについて、当該順序に従って連続する二つの推薦操作間の前記遷移確率を、該順序の最初から最後まで乗じた値を当該順序に対する尤度として求め、前記複数の順序のうち、前記尤度が最大となる順序を前記提案順序とする、請求項1に記載の制御装置。
- ドライバが前記車載機器に対して2以上の操作を行ったとき、該操作の順序にしたがって対応する前記遷移確率が高くなるように更新する学習部(26)をさらに有する、請求項1または2に記載の制御装置。
- 少なくとも一つの車載機器を制御する制御装置であって、
前記少なくとも一つの車載機器に関する少なくとも一つの推薦操作を選択する推薦操作決定部(23)と、
前記推薦操作決定部(23)により複数の推薦操作が選択されたとき、該複数の推薦操作のうち、同時に実行すべき少なくとも2以上の推薦操作を、当該2以上の推薦操作が同時に実行される確率を表す同時実行確率に従って決定し、同時提案操作とする同時提案操作決定部(25)と、
前記同時提案操作を乗員に表示し、乗員による前記同時提案操作を承認するか否かを示す回答操作が入力されるユーザインターフェース部(15、16)と、
前記ユーザインターフェース部(15、16)を介して、前記同時提案操作を承認する回答操作が入力された場合、前記同時提案操作に含まれる全ての推薦操作を前記少なくとも一つの車載機器に対して実行する制御部(27)と、
を有することを特徴とする制御装置。 - 前記同時提案操作決定部(25)は、前記推薦操作決定部(23)により推薦された複数の推薦操作のうちの第1の推薦操作が実行された後に該複数の推薦操作のうちの第2の推薦操作が実行される確率を表す第1の遷移確率と、該第2の推薦操作が実行された後に該第1の推薦操作が実行される確率を表す第2の遷移確率との合計を、前記複数の推薦操作が提案されたときに対応する、車両に関する環境条件の出現回数で割ることにより前記同時実行確率を求め、前記同時実行確率が所定の閾値よりも大きいとき、前記第1の推薦操作と前記第2の推薦操作を前記同時提案操作とする、請求項4に記載の制御装置。
- 少なくとも一つの車載機器を制御する制御方法であって、
前記車載機器に関する少なくとも一つの推薦操作を選択するステップと、
複数の推薦操作が選択されたとき、該複数の推薦操作の提案順序を、前記少なくとも一つの車載機器に対する二つの操作について、該二つの操作のうちの一方が実行された後に該二つの操作のうちの他方の操作が実行される遷移確率に従って決定するステップと、
前記複数の推薦操作を、前記提案順序に従って前記少なくとも一つの車載機器に対して実行するステップと、
を有することを特徴とする制御方法。 - 少なくとも一つの車載機器を制御する制御方法であって、
前記少なくとも一つの車載機器に関する少なくとも一つの推薦操作を選択するステップと、
複数の推薦操作が選択されたとき、該複数の推薦操作のうち、同時に実行すべき少なくとも2以上の推薦操作を、当該2以上の推薦操作が同時に実行される確率を表す同時実行確率に従って決定し、同時提案操作とするステップと、
前記同時提案操作をユーザインターフェース部を介して乗員に表示するステップと、
ユーザインターフェース部を介して、前記同時提案操作を承認する回答操作が入力された場合、前記同時提案操作に含まれる全ての推薦操作を前記少なくとも一つの車載機器に対して実行するステップと、
を有することを特徴とする制御方法。
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