JP5142736B2 - 車両搭載機器の制御装置及び制御方法 - Google Patents
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Description
係る構成を有することにより、本発明に係る制御装置は、車両搭載機器の何れかに関する操作を行った場合、その操作に関連してドライバが行う操作を推定して提示する。そして、ドライバが承認操作を行うだけで、制御装置はその提示された操作を実行するので、ドライバの車両搭載機器に対する操作負荷を軽減することができる。
係る構成を有することにより、本発明に係る制御方法は、車両搭載機器の何れかに関する操作を行った場合、その操作に関連してドライバが行う操作を推定して提示する。そして、ドライバが承認操作を行うだけで、制御方法はその提示された操作を実行するので、ドライバの車両搭載機器に対する操作負荷を軽減することができる。
また、上記各部に付した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
本発明の実施形態に係る車両搭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両搭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、制御装置は、車両搭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、提示された操作に対するドライバの応答に基づいて、その提示された操作に関連して、ドライバが操作する可能性のある車両搭載機器の別の設定項目に関する操作を自動的に決定する。制御装置は、その操作を再度ドライバに提示し、ドライバによる承認操作だけでその提示された操作にしたがって車両搭載機器を制御することにより、ドライバの操作負荷の軽減を図る。
ここで、推薦操作決定部23は、複数の確率モデルを用いて推薦操作を決定する。第1の確率モデルは、制御装置2が各センサ機器から取得した情報に基づいて、直接的に各車両搭載機器に対して行うべき操作を決定する常時提案モデルである。第2の確率モデルは、制御装置2が各センサ機器から取得した情報が特定の条件を満たす場合に、関連する操作を一括で推薦する通常提案モデルである。第3の確率モデルは、推薦操作の実行あるいはドライバが直接車両搭載機器を操作したことに対応して関連する推薦操作を決定する回答モデルである。推薦操作決定部23は、通常提案モードが起動されると、通常提案モデルに基づいて決定された推薦操作を提示する。一方、通常提案モードが起動されていない場合、推薦操作決定部23は、常時提案モデルまたは回答モデルに基づいて決定された推薦操作のうち、最も適切と考えられる操作を1ないし複数選択し、ドライバに常時提示する。
各CPTでは、横方向において、左側から順に、雨滴が検知されたこと(True)、検知されないこと(False)に対応する。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202において、雨滴が検知された場合において、ワイパーをONする操作が行われる条件付確率は、CPT212より90%であることが分かる。
推薦操作決定部23は、それら確率モデルを用いて、取得した情報に関連する車両搭載機器の所定の操作を行う確率を求める。推薦操作決定部23は、得られた確率を、対応する操作を示す操作識別番号と関連付けて記憶部21に記憶する。
図3に、通常提案モデルとして使用される確率モデルの一例を示す。図3に示した確率モデル300は、一つのセンサノード301と、一つの提案ノード302と、二つのアクチュエータノード303及び304とを有する3層構成のベイジアンネットワークである。センサノード301には、何れかのセンサにより取得された情報(確率モデル300では、雨滴センサ11による雨滴の検知結果)が観測事象として入力される。そしてセンサノード301は、観測事象において観測され得る値が生じる確率(確率モデル300では、雨滴が検知される(True)確率と雨滴が検知されない(False)確率)を出力する。提案ノード302は、センサノード301から出力された確率を入力として、その確率モデルに関連付けられた通常提案モード(本実施形態では、「雨モード」)をドライバに提案する確率を出力する。そして、各アクチュエータノード303及び304は、提案ノード302から出力された確率を入力として、それぞれ、所定の車両搭載機器に対して所定の操作を実行する確率(本実施形態では、それぞれ、ワイパーをONにする確率、パワーウインドウを閉める確率)を出力する。
提案ノード302には、入力された確率に対してドライバに雨モードを提案する条件付確率を規定したCPT312が関連付けられる。そして、提案ノード302は、CPT312を参照して、雨滴が検知された場合と検知されない場合のそれぞれについて雨モードを提案する条件付確率を求めることにより、雨モードが起動される確率を出力する。
CPT312では、横方向において、左側から順に、雨滴が検知されたこと(True)、検知されないこと(False)に対応する。縦方向において、上から順に、雨モードが起動される(True)確率と、雨モードが起動されない(False)確率を示す。例えば、雨滴が検知がされた場合、雨モードが起動される条件付確率は、CPT312より90%であることが分かる。
そして、各アクチュエータノードで算出された、所定の操作を実行する確率が所定の閾値Th2(例えば、Th2=0.7)以上の場合、推薦操作決定部23は、そのアクチュエータノードに対応する所定の操作を推薦する操作として選択する。ただし、既にその操作が実行されている場合には、推薦操作決定部23は、その操作を選択しない。例えば、既にパワーウィンドウが閉じている場合、アクチュエータノード304においてパワーウィンドウを閉じる操作を行う確率が閾値Th2以上であっても、パワーウィンドウを閉じる操作は、推薦されない。
雨モードを起動する提案に対して、ドライバが承認操作又は拒否操作を実行すると、推薦操作決定部23は、モード起動フラグFを、雨モードが提案されていないことを示す値(例えば、0)に再設定する。また、上記の一定期間の間、YESボタンスイッチ161もNOボタンスイッチ162も押下されない場合も、推薦操作決定部23は、モード起動フラグFを、雨モードが提案されていないことを示す値に再設定する。
なお、第1の回答モデル及び第2の回答モデルも、上記の例に限られない。
まず、制御装置2は、CAN10を通じて各センサ機器から車両の現在位置、車速など、車両に関するセンサ情報及び雨滴の有無、内気温など、車両周囲のセンサ情報を取得する(ステップS101)。次に、制御装置2は、モード起動フラグを参照して、通常提案モデルに基づいて推薦された通常提案モードの何れかが提示中か否か判定する(ステップS102)。何れの通常提案モードも提示されていない場合、制御装置2の推薦操作決定部23は、各通常提案モデルに基づいて、通常提案として推薦されるべき操作があるか否かを決定する。そして推薦操作決定部23は、推薦される操作が存在する場合には、その通常提案モデルに対応する通常提案モードを実行する確率P0を求める(ステップS103)。なお、推薦操作決定部23は、上記のように、通常提案モデルに含まれるアクチュエータノードの出力として、そのノードに関連付けられた操作を実行する確率を求め、その確率が所定の閾値Th2以上であれば、その操作を推薦されるべき操作とする。そして、推薦操作決定部23は、通常提案モードを提示するか否かを判定する(ステップS104)。通常提案として推薦されるべき操作が有り、かつ確率P0が所定の閾値Th1以上の場合、推薦操作決定部23は、ディスプレイ15を介して通常提案モードを提示する(ステップS105)。そして推薦操作決定部23は、モード起動フラグを通常提案モードが提示中であることを示す値に設定する。
図7(a)に、通常提案モードが提示されているときのディスプレイ15の画面の一例を示す。この場合、図7(a)に示すように、ディスプレイ15の画面701には、推薦された通常提案モードを実行するか否かを尋ねる文言のみが表示される。なお、ディスプレイ15は、その通常提案モードの実行により、自動実行される操作の内容をさらに表示してもよい。
推薦操作決定部23は、提示されている推薦操作のうち、何れかの操作について、簡易入力インターフェース16を介して承認操作が行われたか否か判定する(ステップS109)。何れかの推薦操作が承認された場合、制御部25は、その推薦操作を自動実行する(ステップS110)。すなわち、制御部25は、簡易入力インターフェース16を通じて選択承認された推薦操作を特定し、その推薦操作に対応する操作識別番号を推薦操作決定部23から取得する。そして制御部25は、参照テーブルを参照して、操作識別番号に基づいて操作すべき車両搭載機器、その設定項目及び目標設定値を特定する。制御部25は、特定された車両搭載機器に対して、特定された設定項目の値が目標設定値になるように、通信部22及びCAN10を介して制御信号を送信することにより、特定された車両搭載機器を制御する。さらに、推薦操作決定部23は、上記の第2の回答モデルに基づいて、実行された操作に関連する操作を実行する確率を計算し、その確率を対応する操作を示す操作識別番号に関連付けて記憶部21に記憶する(ステップS111)。
Pi = Cs・Psi + Cn・Pni + Cr・Pri + Ca・Pai (1)
ただし、(1)式において、Psiは、操作識別番号i(i=1,2,...,n)に対応する操作について、ステップS114において常時提案モデルに基づいて計算された実行確率を表す。同様に、Pniは、操作識別番号iに対応する操作について、ステップS108において通常提案モードに関連する第1の回答モデルに基づいて計算された実行確率を表す。またPriは、操作識別番号iに対応する操作について、ステップS111において推薦操作に関連する第2の回答モデルに基づいて計算された実行確率を表す。さらにPaiは、操作識別番号iに対応する操作について、ステップS113において車両搭載機器の直接操作に関連する第2の回答モデルに基づいて計算された実行確率を表す。また、Cs、Cn、Cr、Caは、それぞれ重み付け係数であり、例えば、Cs=0.1、Cn=0.4、Cr=0.3、Ca=0.2に設定される。これらの重み付け係数は、ドライバによって行われた操作に関連して求められた実行確率(すなわち、Pni 、Pri 、Pai)が代表値Piに占める割合が、センサ情報に基づいて求められた実行確率(すなわち、Psi)よりも高くなるように設定される。このように重み付け係数を設定することにより、ドライバによって行われた操作に関連する操作を、より提案され易くすることができる。
そして、推薦操作決定部23は、得られた確率の代表値Piが高い方から順に、所定数の操作を推薦操作として選択する。ただし、所定数は1以上であり、推薦操作の選択にドライバの負荷が過剰とならない数に設定される。本実施形態では所定数を3とした。また、同一の設定項目に対して異なる操作を要求するものがある場合(例えば、パワーウインドウを開く操作とパワーウインドウを閉じる操作)、推薦操作決定部23は、それらの操作に対応する確率の高い方のみを選択するようにしてもよい。
本実施形態では、原則として、代表値の大きい方から順に、対応する推薦操作が、ディスプレイ15の中央、上段、下段の順に表示される。図8(a)に示す画面801では、最も大きい代表値に対応する操作は、パワーウインドウを開く操作であり、2番目に大きい代表値に対応する操作は、オーディオ装置3の音量を上げる操作であり、3番目に大きい代表値に対応する操作は、空調装置4をOFFにする操作である。ここで、ステップS115において新たに求められた三つの推薦操作が、それぞれ対応する代表値が大きい方から順にパワーウインドウを閉じる操作、運転支援装置5のレーンキープアシスト機能をONにする操作、空調装置4を内気循環モードに設定する操作であったとする。この場合、新たに求められた全ての推薦操作が、それ以前に提示されていた推薦操作と異なる。そこで、図8(b)の画面802に示すように、新たに求められた推薦操作は、原則に則った配列にしたがってディスプレイ15に表示される。すなわち、対応する代表値の最も大きいパワーウインドウを閉じる操作がディスプレイ15の中央に表示され、次に代表値の大きいレーンキープアシスト機能をONにする操作がディスプレイ15の上段に表示され、3番目に代表値の大きい空調装置4を内気循環モードに設定する操作がディスプレイ15の下段に表示される。
まず、学習部24は、ナビゲーション装置14から車両の位置情報を取得し、ドライバの操作などと関連付けて、上記の操作時位置、回答時位置、通常提案時位置を取得する(ステップS201)。次に、学習部24は、最新の操作時位置と回答時位置の差が所定範囲内に含まれるか否か判定する(ステップS202)。なお、所定範囲は、例えば、500mあるいは1kmなど、車両の周囲の状況が実質的に変化しない範囲とすることができる。
また、学習部24は、学習対象となる回答モデルに、ドライバが行った操作に対応するアクチュエータノードが含まれていない場合、その操作に対応するアクチュエータノードを回答モデルに追加する。例えば、図4に示した確率モデル400が学習対象モデルの場合において、ドライバがヘッドライトをONにする操作を行ったとする。この場合、学習部24は、確率モデル400に、ヘッドライトをONにする操作に関するアクチュエータノードを追加する。なお、新たに追加されたアクチュエータノードに対応するCPTは、全ての条件付確率が等しい値となるように設定される。
あるいは、学習部24は、学習対象となる回答モデルに、ドライバが行った操作に対応するアクチュエータノードが含まれていない場合、その回答モデルの学習を行わないようにしてもよい。
なお、ステップS206及びS207における、各回答モデルの学習は、ステップS204における回答モデルの学習と同様に行われる。すなわち、学習対象となる回答モデルに含まれるアクチュエータノードのうち、ドライバが行った操作に対応するアクチュエータノードに対応するCPTを、ドライバが行った操作が推薦される確率が高くなるように修正する。また、ドライバが行った操作に対応するアクチュエータノードが学習対象となる回答モデルに含まれない場合、学習部24は、上記のように、その回答モデルにドライバが行った操作に対応するアクチュエータノードを追加してもよい。
なお、ステップS209及びS210における、通常提案または常時提案モデルの学習は、ステップS204における回答モデルの学習と同様に行われる。すなわち、学習対象となる確率モデルに含まれるアクチュエータノードのうち、ドライバが行った操作に対応するアクチュエータノードに対応するCPTを、ドライバが行った操作が推薦される確率が高くなるように修正する。また、ドライバが行った操作に対応するアクチュエータノードが学習対象となる通常提案モデルに含まれない場合、学習部24は、上記のように、その通常提案モデルにドライバが行った操作に対応するアクチュエータノードを追加してもよい。
上記の各学習ステップが終了した後、学習部24は、更新された確率モデルを記憶部21に記憶し、学習処理を終了する。学習部24は、ドライバが車両搭載機器を直接操作する度に、上記のステップS201〜S210の処理を繰り返す。
なお、上記のステップS202において、操作時位置と回答時位置の差を判定基準として用いる代わりに、学習部24は、ドライバが車両搭載機器を直接操作したときの時間(操作時)と簡易入力インターフェース16を介して承認操作あるいか拒否操作を行ったときの時間(回答時)の差が所定期間内に含まれるか否かで判定してもよい。そして、操作時と回答時の時間差が所定期間内に含まれる場合、ステップS203へ制御を移行し、その時間差が所定期間に含まれない場合、ステップS208へ制御を移行する。この場合も、上記と同様に、所定期間を、車両の周囲の状況が実質的に変化しない期間、例えば、30秒間あるいは1分間とすることができる。同様に、ステップS203、205及び208においても、操作時と通常提案モードが提示された時(通常提案時)との時間差、あるいは最新の操作時と前回の操作時との時間差が所定期間に含まれるか否かで判定を行ってもよい。さらに、学習部24は、ドライバが行った回答操作の対象となる推薦操作に関する確率の代表値Piを算出するために使用された確率モデルを、学習の対象としてもよい。例えば、上記の(1)式に基づいて確率の代表値Piを算出する際、常時提案モデル及び各回答モデルに基づいて算出された確率Psi、Pni、Pri、Paiのうち、通常提案モードの実行後に推薦する操作を決定するための第1の回答モデルに基づいて算出された確率Pniが最も大きいとする。この場合、学習部24は、ドライバの回答操作は、第1の回答モデルにより推薦された操作に向けられたものと判定する。そこで、操作時位置と回答時位置の差が所定範囲内であれば、学習部24は、その第1の回答モデルを学習する。さらにまた、学習部24は、所定の条件を満たす場合に、複数の確率モデルを学習してもよい。例えば、第1の回答モデルを学習する場合において、操作時位置と前回の操作時位置の差が所定範囲内であれば、学習部24は、ドライバが行った操作に関連する推薦操作を決定するための第2の回答モデルをさらに学習してもよい。
さらに、この制御装置は、常時提案モデルを用いて、常に推薦操作を求めているので、複数の推薦操作を常時提示することができる。そのため、この制御装置は、推薦操作がディスプレイ15に突然提示されることによってドライバが驚くことを防止できる。
あるいは、ディスプレイ15は、所定数(例えば、3個)の推薦操作を表示するものとし、簡易入力インターフェース16は、表示された各推薦操作に対応する選択ボタンを有するものであってもよい(例えば、ディスプレイに表示される推薦操作が3個の場合、選択ボタンの数も3個)。この場合、簡易入力インターフェース16の何れかの選択ボタンを押下すると、その選択ボタンに対応する推薦操作が実行される。さらに、簡易入力インターフェース16は、この選択ボタンの他に、上記の実施形態と同様に拒否操作用のボタンスイッチを有していてもよい。
さらに、ディスプレイ15は、推薦操作に対応する確率の代表値が、ドライバがその推薦操作を実行する確率が高いと考えられる所定値以上(例えば、0.9以上)である場合、目立ち易いようにその推薦操作を大きく、あるいは色を変えて表示してもよい。さらにまた、推薦操作決定部23は、車両搭載機器ごと、あるいは車両搭載機器の組み合わせごとに、推薦操作を決定するようにしてもよい。そして、ディスプレイ15は、各車両搭載機器あるいはその組み合わせごとに、推薦操作を表示してもよい。例えば、ディスプレイ15の一番上には、常に空調装置かボディー制御装置に関する推薦操作が表示され、ディスプレイ15の中段には、常にオーディオ装置に関する推薦操作が表示され、ディスプレイ15の下段には、それら以外の車両搭載機器に関する推薦操作が表示されるようにしてもよい。
さらにまた、車両制御システム1は、簡易入力インターフェース16の代わりに、制御装置2と接続されたマイクロフォンと、制御装置2のマイクロコンピュータ上で動作する音声認識プログラムモジュールを有していてもよい。この場合、ドライバがディスプレイ15に表示されている推薦操作の名称と承認するか拒否するかを発声すると、マイクロフォンでその音声を集音する。そして、その音声を音声認識プログラムモジュールで識別することにより、どの推薦操作について承認または拒否されたことを判定する。
さらに、推薦操作及び通常提案モードを決定するための各確率モデルは、複数のセンサノードを有していてもよい。複数のセンサノードを有することにより、詳細な条件に応じて推薦操作などを決定することができる。
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 学習部
25 制御部
Claims (6)
- 車両搭載機器を制御する制御装置であって、
前記車両搭載機器に関して行われた第1の操作に関連する第2の操作を、第1の確率モデルを用いて決定する推薦操作決定部(23)と、
前記第2の操作を乗員に表示し、乗員による前記第2の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、前記第2の操作を承認する回答操作が入力された場合、前記第2の操作を前記車両搭載機器に対して実行する制御部(25)と、
を有し、
前記推薦操作決定部(23)は、車両に関する状態情報を入力とし、前記車両搭載機器に対して行うべき推薦操作を実行する確率を出力とする第2の確率モデルを用いて、該推薦操作を決定し、前記第1の操作は、前記ユーザインターフェース部(15、16)を介して入力された、該推薦操作を承認するか否かを示す操作であることを特徴とする制御装置。 - 車両搭載機器を制御する制御装置であって、
前記車両搭載機器に関して行われた第1の操作に関連する第2の操作を、第1の確率モデルを用いて決定する推薦操作決定部(23)と、
前記第2の操作を乗員に表示し、乗員による前記第2の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、前記第2の操作を承認する回答操作が入力された場合、前記第2の操作を前記車両搭載機器に対して実行する制御部(25)と、
前記車両搭載機器が直接操作された場合、該直接操作と同一の操作が前記第2の操作となる確率が高くなるように、前記第1の確率モデルを修正する学習部(24)と、
を有することを特徴とする制御装置。 - 前記推薦操作決定部(23)は、車両に関する状態情報を入力とし、前記車両搭載機器に対して行うべき推薦操作を実行する確率を出力とする第2の確率モデルを用いて、該推薦操作を決定し、かつ、前記第1の操作は、前記ユーザインターフェース部(15、16)を介して入力された、該推薦操作を承認するか否かを示す操作であり、
前記学習部(24)は、前記車両搭載機器が直接操作されたときの車両の位置と、前記回答操作が入力されたときの車両の位置の差が所定範囲内に含まれる場合、前記第1の確率モデルを修正し、該差が該所定範囲に含まれない場合、前記第2の確率モデルを、前記直接操作と同一の操作が前記推薦操作となる確率が高くなるように修正する、請求項2に記載の制御装置。 - 車両搭載機器を制御する制御方法であって、
車両に関する状態情報を入力とし、前記車両搭載機器に対して行うべき推薦操作を実行する確率を出力とする第2の確率モデルを用いて、該推薦操作を決定するステップと、
ユーザインターフェース部を介して入力された、該推薦操作を承認するか否かを示す操作である第1の操作に関連する第2の操作を、第1の確率モデルを用いて決定するステップと、
前記第2の操作を前記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、
前記ユーザインターフェース部を介して、前記第2の操作を承認する回答操作が入力された場合、前記第2の操作を前記車両搭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。 - 車両搭載機器を制御する制御方法であって、
前記車両搭載機器に関して行われた第1の操作に関連する第2の操作を、第1の確率モデルを用いて決定するステップと、
前記第2の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、
前記ユーザインターフェース部を介して、前記第2の操作を承認する回答操作が入力された場合、前記第2の操作を前記車両搭載機器に対して実行するステップと、
前記車両搭載機器が直接操作された場合、該直接操作と同一の操作が前記第2の操作となる確率が高くなるように、前記第1の確率モデルを修正するステップと、
を有することを特徴とする制御方法。 - 車両に関する状態情報を入力とし、前記車両搭載機器に対して行うべき推薦操作を実行する確率を出力とする第2の確率モデルを用いて、該推薦操作を決定するステップをさらに有し、
前記第1の操作は、前記ユーザインターフェース部(15、16)を介して入力された、該推薦操作を承認するか否かを示す操作であり、
前記修正ステップは、前記車両搭載機器が直接操作されたときの車両の位置と、前記回答操作が入力されたときの車両の位置の差が所定範囲内に含まれる場合、前記第1の確率モデルを修正し、該差が該所定範囲に含まれない場合、前記第2の確率モデルを、前記直接操作と同一の操作が前記推薦操作となる確率が高くなるように修正する、請求項5に記載の制御方法。
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