JP5157845B2 - 視認支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の夜間走行時にドライバーの視認支援を行う視認支援装置に関するものである。

従来の視認支援装置としては、例えば特許文献１に記載されているように、表示器による車両周囲データの表示領域が最大でハイビーム領域しか含まないように制限された夜間視認システムが知られている。
特表２００６−５１０５４３号公報

一般にドライバーの視認能力には個人差がある。しかし、上記従来技術のように表示器による車両周囲データの表示領域を一律に設定すると、ドライバーによっては自身の視認能力について錯覚を起こす虞がある。

本発明の目的は、車両の夜間走行時に、ドライバーが自身の視認能力について錯覚を起こすことを抑制できる視認支援装置を提供することである。

本発明は、車両の夜間走行時にドライバーの視認支援を行う視認支援装置において、車両の夜間走行時に車両の前方を撮像する暗視用撮像手段と、暗視用撮像手段により取得された車両の前方の撮像画像を表示する画像表示手段と、昼間におけるドライバーの運転状況に基づいてドライバーの視認に関する能力を推定する推定手段と、推定手段により推定されたドライバーの視認に関する能力に基づいて、画像表示手段による撮像画像の表示領域を決定する表示制御手段とを備え、表示制御手段は、ドライバーの視認に関する能力が高い場合には、ドライバーの視認に関する能力が低い場合に比べて、画像表示手段による撮像画像の表示領域を車両に対して遠くまで設定することを特徴とするものである。

このような本発明の視認支援装置においては、暗視用撮像手段により車両の前方が撮像され、その撮像画像が画像表示手段に表示される。このとき、昼間におけるドライバーの運転状況に基づいてドライバーの視認に関する能力を推定し、その視認に関する能力に基づいて、画像表示手段による撮像画像の表示領域を決定する。例えば、ドライバーの視認に関する能力が高い場合は、画像表示手段による撮像画像の表示領域を車両に対して遠くまで設定し、ドライバーの視認に関する能力が低い場合は、画像表示手段による撮像画像の表示領域を車両に対して近くに設定する。これにより、車両の夜間走行時に、ドライバーが自身の視認能力について錯覚を起こすことが抑制される。

好ましくは、ドライバーの視認に関する能力は、ドライバーが視覚により対象物を認知するための認知能力と、ドライバーが視覚により対象物を認知してから反応行動をとるための反応能力とを含む。

例えば信号機が青から赤に切り替わる場合、ドライバーは、視覚により信号機の切り替わりを認知し、アクセルペダルを離したりブレーキペダルを踏むといった反応行動をとる。従って、ドライバーの視認に関する能力として認知能力及び反応能力を推定することが好適である。

このとき、ドライバーに振動を付与する振動発生手段を更に備え、推定手段は、昼間におけるドライバーの運転状況と振動発生手段によりドライバーに振動を付与した時のドライバーの反応結果とに基づいて、認知能力及び反応能力を個別に推定し、表示制御手段は、推定手段により推定された認知能力が高い場合には、認知能力が低い場合に比べて、画像表示手段による撮像画像の表示領域を車両に対して遠くまで設定することが好ましい。

触覚による認知時間は、視覚による認知時間に比べて十分短く、実質的にゼロに近似することができる。この場合には、ドライバーに対して振動を付与することで、ドライバーの反応能力を推定することができる。また、ドライバーの反応能力が分かれば、昼間におけるドライバーの運転状況に基づいて、ドライバーの視覚による認知能力を求めることができる。そして、ドライバーの認知能力に基づいて、画像表示手段による撮像画像の表示領域を決定することにより、ドライバーが自身の視認能力について錯覚を起こすことが一層確実に抑制される。

本発明によれば、車両の夜間走行時に、ドライバーが自身の視認能力について錯覚を起こすことを抑制できる。これにより、夜間において視認支援を有効利用して快適な運転を行うことが可能となる。

以下、本発明に係わる視認支援装置の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明に係わる視認支援装置の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。同図において、本実施形態の視認支援装置１は、車両に搭載された赤外線暗視（ナイトビュー）装置である。

視認支援装置１は、赤外線投光器２と、赤外線カメラ３と、モニタ４と、インフラ情報受信機５と、アクセルセンサ６と、ブレーキセンサ７と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）８とを備えている。

赤外線投光器２は、車両の夜間走行時に車両の前方に近赤外線を投光する機器である。赤外線カメラ３は、車両の夜間走行時に車両の前方を撮像し、車両前方の撮像画像を近赤外線映像として取得するカメラである。モニタ４は、赤外線カメラ３で取得した車両前方の撮像画像を投影する表示器であり、例えばヘッドアップディスプレイやナビゲーションのディスプレイとして構成されている。

インフラ情報受信機５は、道路に設置されたインフラ装置（例えば光ビーコン）から送信される信号情報や規制情報等のインフラ情報を受信する機器である。アクセルセンサ６は、アクセル開度を検出するセンサである。ブレーキセンサ７は、ブレーキのＯＮ／ＯＦＦを検出するセンサである。

ＥＣＵ８は、ＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ、入出力回路等により構成されている。ＥＣＵ８は、認知・反応能力推定部９と、画像表示制御部１０とを有している。

認知・反応能力推定部９は、インフラ情報受信機５で受信されたインフラ情報とアクセルセンサ６またはブレーキセンサ７の検出信号とに基づいて、車両のドライバーの認知・反応能力を推定する。

認知・反応能力とは、視覚による認知能力と反応能力とを含んだ能力のことである。視覚による認知能力は、ドライバーが視覚により対象物を認知するための能力である。反応能力は、ドライバーが視覚により対象物を認知してから判断や操作といった反応行動をとるための能力である。

認知・反応能力推定部９は、信号機や一時停止標識による車両の停止時に、アクセル開度がＯＦＦとなるタイミングまたはブレーキがＯＮとなるタイミングを測定し、その分布特性を予め記憶された基準分布特性（平均的な分布特性）と比較することにより、ドライバーの認知・反応能力を推定する。認知・反応能力を推定する一例を図２に示す。

図２に示すものでは、信号機が青から赤に切り替わるタイミングで、認知・反応能力を推定する。ここで、信号機はサイクルに対するタイミングで条件が異なるので、完全に赤信号に変化したタイミングで認知・反応能力を推定するのが効果的である。

従って、信号機が黄から赤に変化したタイミングからアクセル開度がＯＦＦとなるタイミングまでの時間を、視覚による認知・反応時間Ｔ_ｖａとして測定する。アクセル開度がＯＦＦとなるタイミングが遅くなる程、認知・反応時間Ｔ_ｖａが長くなり、認知・反応能力が低いと推定される。このとき、例えばアクセル開度ＯＦＦタイミングの分布特性Ｐを基準分布特性Ｑと比較し、アクセル開度ＯＦＦタイミングの分布特性Ｐが基準分布特性Ｑよりも遅れているときには、認知・反応能力が低いと推定し、アクセル開度ＯＦＦタイミングの分布特性Ｐが基準分布特性Ｑよりも早いときには、認知・反応能力が高いと推定する。

ここで、認知・反応能力が高いか低いかは、上記のように予め決められた平均的な値から判断することができる。ただし、認知・反応能力は道路環境や天気等による要因にも影響されるので、例えばテレマティクスサービス（G-BOOK等）を活用し、認知・反応時間Ｔ_ｖａをセンターに送信し、センターにおいて統計処理を行って認知・反応能力を個々に判断することにより、認知・反応能力の判断精度を向上させることができる。さらに、例えば同じ道路及び同じ天気の時における複数のドライバーのデータの平均値から、認知・反応能力を判断することもできる。

画像表示制御部１０は、赤外線カメラ３で取得した車両前方の撮像画像（近赤外線映像）を入力して所定の画像処理を行い、その画像処理された近赤外線映像をモニタ４に投影（表示）させる。

このとき、認知・反応能力推定部９により推定された昼間でのドライバーの認知・反応能力に基づいて、モニタ４による車両前方の近赤外線映像の表示領域（表示輝度）を決定し、その表示領域に応じて車両前方の近赤外線映像をモニタ４に表示させる。具体的には、近赤外線映像に歩行者や自転車等の障害物が写っている場合に、障害物の検出性能を昼間でのドライバーの認知・反応能力に合致させるようにする。つまり、昼間に障害物が見えるときは、ナイトビューにおいても障害物が見えるように近赤外線映像をモニタ４に表示させ、昼間に障害物が見えないときは、ナイトビューにおいても障害物が見えないように近赤外線映像をモニタ４に表示させる。

ナイトビュー等の夜間の視認支援システムにおいて、昼間でのドライバーの認知・反応能力よりも高くなるような視認支援を行うと、車両の前方遠くの近赤外線映像がモニタ４に表示されることになるため、ドライバーが自身の視認能力を錯覚し、自身の視認能力以上に見えるものと勘違いしてしまう。また、夜間走行時に、何らかの条件でシステムが作動しなくなった場合には、ドライバーの実際の視認能力とのギャップが大きくなり、運転に悪影響を与える虞がある。

これに対し本実施形態では、昼間における交通環境に対するドライバーの運転状況から、昼間でのドライバーの認知・反応能力を推定し、その認知・反応能力に基づいて車両前方の撮像画像の表示領域を決定し、その表示領域に応じて車両前方の撮像画像をモニタ４に表示させるようにしたので、ドライバーの視認能力に適合した暗視表示が行われることになる。これにより、ドライバーが錯覚を起こして自身の視認能力を誤って認識することが防止される。その結果、特に高齢者にとって有効な視認支援を実現することが可能となる。

図３は、本発明に係わる視認支援装置の他の実施形態の概略構成を示すブロック図である。図中、上述した実施形態と同一または同等の要素には同じ符号を付し、その説明を省略する。

同図において、本実施形態の視認支援装置１１は、上述した視認支援装置１の構成要素に加え、ドライバーが着座するシートに振動を付与する振動発生器１２を備えている。振動発生器１２は、ドライバーに対して注意喚起を促すことができる程度の大きな振動を与える。

視認支援装置１１のＥＣＵ８は、上記の認知・反応能力推定部９及び画像表示制御部１０に加え、振動制御部１３を有している。振動制御部１３は、振動発生器１２に作動信号を送出して振動を発生させる。

認知・反応能力推定部９は、インフラ情報受信機５で受信されたインフラ情報、アクセルセンサ６またはブレーキセンサ７の検出信号、振動制御部１３からの作動信号に基づいて、車両のドライバーの認知能力及び反応能力を個別に推定する。

振動発生器１２によりシートに大きな振動が与えられると、ドライバーは、その振動を触覚で感じて、アクセルをＯＦＦにしたりブレーキをＯＮにする行動をとると考えられる。ここで、触覚による認知時間は、視覚による認知時間Ｔ_ｖに比べて十分短く、バラツキも小さい。そのため、本実施形態では、触覚による認知時間を近似的に０とみなす。

この場合には、図４に示すように、視覚による認知・反応時間Ｔ_ｖａが、視覚による認知時間Ｔ_ｖと反応時間Ｔ_ａとを加算した値であるのに対し、触覚による認知・反応時間は、単なる反応時間Ｔ_ａとして表されることとなる。

そこで、認知・反応能力推定部９は、アクセルセンサ６またはブレーキセンサ７の検出信号と振動制御部１３からの作動信号とから、ドライバーの反応能力（反応時間Ｔ_ａに相当）を推定する。また、認知・反応能力推定部９は、上述した実施形態と同様にインフラ情報受信機５で受信されたインフラ情報とアクセルセンサ６またはブレーキセンサ７の検出信号とから、昼間でのドライバーの認知・反応能力（視覚による認知・反応時間Ｔ_ｖａに相当）を推定する。そして、認知・反応能力推定部９は、下記式から昼間でのドライバーの認知能力（視覚による認知時間Ｔ_ｖに相当）を求める。
Ｔ_ｖ＝Ｔ_ｖａ−Ｔ_ａ

画像表示制御部１０は、認知・反応能力推定部９により推定された昼間でのドライバーの認知能力に基づいて、モニタ４による車両前方の近赤外線映像の表示領域を決定し、その表示領域に応じて車両前方の近赤外線映像をモニタ４に表示させる。

このように本実施形態においては、ドライバーの認知能力及び反応能力をそれぞれ推定し、ドライバーの認知能力に基づいて車両前方の近赤外線映像の表示領域を決定するので、きめ細かな視認支援を行うことができる。これにより、ドライバーが錯覚を起こして自身の視認能力を誤って認識することを一層防止できる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、インフラより送信される信号情報から、青信号から赤信号への切り替わりを検知するものとしたが、信号の切り替わりを前方カメラ等により検知しても良い。また、上記実施形態では、青信号から赤信号に切り替わるときに、ドライバーの認知・反応能力を推定するようにしたが、これ以外にも、例えば車両が一時停止標識で停止するときに、インフラから送信される規制情報や前方カメラの撮像画像等に基づいて、認知・反応能力の推定を行っても良い。

本発明に係わる視認支援装置の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。 図１に示した認知・反応能力推定部により認知・反応能力を推定する方法の一例を示す概念図である。 本発明に係わる視認支援装置の他の実施形態の概略構成を示すブロック図である。 視覚による認知・反応能力と触覚による認知・反応能力との比較を示す表である。

符号の説明

１…視認支援装置、２…赤外線投光器（暗視用撮像手段）、３…赤外線カメラ（暗視用撮像手段）、４…モニタ（画像表示手段）、５…インフラ情報受信機、６…アクセルセンサ、７…ブレーキセンサ、８…ＥＣＵ、９…認知・反応能力推定部（推定手段）、１０…画像表示制御部（表示制御手段）、１１…視認支援装置、１２…振動発生器（振動発生手段）、１３…振動制御部（振動発生手段）。

Claims (3)

1. 車両の夜間走行時にドライバーの視認支援を行う視認支援装置において、
   前記車両の夜間走行時に前記車両の前方を撮像する暗視用撮像手段と、
   前記暗視用撮像手段により取得された前記車両の前方の撮像画像を表示する画像表示手段と、
   昼間におけるドライバーの運転状況に基づいてドライバーの視認に関する能力を推定する推定手段と、
   前記推定手段により推定された前記ドライバーの視認に関する能力に基づいて、前記画像表示手段による前記撮像画像の表示領域を決定する表示制御手段とを備え、
   前記表示制御手段は、前記ドライバーの視認に関する能力が高い場合には、前記ドライバーの視認に関する能力が低い場合に比べて、前記画像表示手段による前記撮像画像の表示領域を前記車両に対して遠くまで設定することを特徴とする視認支援装置。
2. 前記ドライバーの視認に関する能力は、ドライバーが視覚により対象物を認知するための認知能力と、ドライバーが視覚により対象物を認知してから反応行動をとるための反応能力とを含むことを特徴とする請求項１記載の視認支援装置。
3. ドライバーに振動を付与する振動発生手段を更に備え、
   前記推定手段は、前記昼間におけるドライバーの運転状況と前記振動発生手段によりドライバーに振動を付与した時のドライバーの反応結果とに基づいて、前記認知能力及び前記反応能力を個別に推定し、
   前記表示制御手段は、前記推定手段により推定された前記認知能力が高い場合には、前記認知能力が低い場合に比べて、前記画像表示手段による前記撮像画像の表示領域を前記車両に対して遠くまで設定することを特徴とする請求項２記載の視認支援装置。

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