JP5520069B2 - 運転評価情報表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、運転操作の評価情報を表示してドライバに提示する運転評価情報表示装置に関する。

自動車等の移動体においては、円滑な移動や事故の未然防止、燃費低減等を目的として、ドライバの運転技術や安全状態等を積極的に向上させようとする技術が開発されており、これらの技術に関して各種提案がなされている。

例えば、特許文献１には、運転者の顔画像から運転者の状態を検出して運転の内容を評価する技術が提案されている。また、特許文献２には、車両の運転状況を検出して記録し、記録した運転状況に基いて運転者の安全運転行為を判定する技術が開示されている。

更に、特許文献３には、自車の運転状態データから安全運転の度合いを安全運転度技能指数として演算し、この安全運転度技能指数を運転車集団の記憶データから選択されたデータと相対比較して自車の運転者に通知する技術が提案されている。

特開２０００−２６８２９７号公報 特開２００２−２２５５８６号公報 特開２００９−１５７６８５号公報

しかしながら、特許文献１や特許文献２に開示される従来の技術では、ドライバを安全運転の観点から評価する機能を有しているものの、その評価対象区間は運転開始から運転終了までの走行全体を対象であり、評価結果をドライバが知るのは主として運転終了時である。また、評価結果の出力は、評点やレーダーチャート、記録紙等を用いるか、若しくは記録保存されるのみである。そのため、運転中、ドライバに評価を随時提示することは困難であり、ドライバが評価結果を知って自分の運転の安全度を向上させようと意識できる機会が限られてしまう。

また、特許文献３の技術では、表示方法として安全運転度技能指数をリアルタイムに走行中のドライバに提示することや、指数を元にしたクラス分けを行うが、ドライバに対する提示方法については具体的に明示されておらず、走行中のドライバに対する運転以外の余計な負荷については配慮されていない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、運転中のドライバに余計な負荷をかけることなく、運転操作に対する評価結果をドライバが直感的に理解することが可能となる運転評価情報表示装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明による運転評価情報表示装置は、運転操作の評価情報を表示してドライバに提示する運転評価情報表示装置であって、所定のドライバの運転操作をサンプリングして評価する評価部と、上記評価部で評価した定量的な評価結果を、直近の評価結果を表示する直近評価画像と、所定区間における評価結果の詳細を表示する区間評価画像とを適宜切り替えて表示する表示制御部とを備え、上記直近評価画像を、上記評価結果に応じて形状と表示色と周期とが変化する波の画像として上記区間評価画像より抽象的な形状で表現することを特徴とする。

本発明によれば、運転中のドライバに余計な負荷をかけることなく、運転操作に対する評価結果をドライバが直感的に理解することが可能となる。

運転評価情報表示装置の基本構成図 安全運転度の表現例を示す説明図 評価区間と評価表示の関係を示す説明図 アクセル評価マップの説明図 ブレーキ評価マップの説明図 ハンドル評価マップの説明図 操作アシスト画面の変化を示す説明図 区間評価画面を示す説明図

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
本発明による運転評価情報表示装置は、自動車等の移動体を運転するドライバの操作を評価し、定量的な評価結果を直感的に分かりやすい視覚表現に変換して表示するものである。この視覚表現により、運転中のドライバに余計な負担をかけることなく評価結果を直感的に理解させることが可能となり、ドライバの運転操作をより適切な方向へと誘導してマンマシン一体としての性能を向上させることができる。

例えば、車両の円滑な移動や事故の未然防止を目的とする場合には、ドライバの運転技術や安全状態等を積極的に向上させるように誘導し、予防安全性を向上することが可能となる。また、燃料消費率の低減を目的とする場合には、ドライバをより燃料消費率の少ない運転へと誘導し、燃料消費の効率性を向上することが可能となる。本実施の形態においては、ドライバの運転操作の評価結果を図形の形状や表示色の変化等の抽象表現によってドライバに提示し、安全運転行動へと誘導する例について説明する。

図１に示すように、本実施の形態における運転評価情報表示装置１は、マイクロコンピュータを中心として構成されるコントローラ１ａと、ドライバへの情報を画像表示するディスプレイ１ｂとを備えて構成されている。コントローラ１ａは、その機能部として、図示しない各種センサ類やスイッチ類からの信号に基づいて、車両の運転状態を検出する運転状態検出部２、運転状態とドライバの運転操作とに基づいて、安全運転の度合い（安全運転度）を評価する評価部３、評価部３の評価結果に基づいて、ディスプレイ１ｂに表示する画像信号を生成・制御する表示制御部４を有している。

運転中のドライバの安全運転度を効率よく向上させるには、常にドライバに対して安全運転度の評価結果をフィードバックし、不安全状態であれば速やかに改善を促し、また安全状態であればそれを維持するように働きかけることが望ましい。そのため、ディスプレイ１ｂは、ドライバが運転中に見ることのできるインストルメントパネル付近に設け、運転中、常時表示してドライバに働きかける。

ディスプレイ１ｂへの画像表示は、数値やグラフなどの定量的データではなく図形の形状や表示色の変化等の抽象表現によって安全運転状態を表し、運転中のドライバにとって直感的に分かり易い表現としている。また、車両が停止した場合等、ドライバがディスプレイ１ｂの画像情報に対する受容度が高い条件下では、数値や記号等の具体的に分かり易い表現に切り替える。

本実施の形態においては、図２に示すように、ディスプレイ１ｂの画面に右から左へスクロールする所定周期の波ｗの画像を表示し、安全運転度の評価結果を視覚的に表現する。このディスプレイ１ｂの画面上に表示される波ｗは、その形状、表示色、周期が安全度の高・中・低の３段階の状態を表現するように制御され、安全運転度の評価を直感的に理解し易いようにしている。

安全運転度の評価にあたっては、運転操作の中でも、ドライバがより意識的に行ったと思われる操作を重視して評価する。これにより、提示される情報とドライバの感覚との乖離を低減し、より効果的に安全運転へ誘導することが可能となる。また、安全運転度の評価は、より直近の運転操作の評価を重視する。すなわち、ドライバの意識に残り難い、より過去の操作についての評価は、過去のものほど評価に加味されないようにすることで、評価結果を見たときのドライバの感覚との乖離を低減し、より効果的な安全運転誘導効果を得ることができる。

以下、評価部３による安全運転度の評価処理、表示制御部４による評価結果の表示処理の詳細について説明する。

評価部３による安全運転度の評価は、アクセル、ブレーキ、ハンドルの各操作毎に行う。その際、アクセル、ブレーキの操作データは、ドライバの操作意図を反映するデータを「評価に有効なサンプル」として評価する。本実施の形態では、ペダルを踏み方向に操作しているときのデータを「評価に有効なサンプル」として評価する。また、ハンドルの操作データは、ハンドルを切り増し方向に操作しているときのデータを「評価に有効なサンプル」として評価する。アクセル、ブレーキ、ハンドルの戻り方向の操作（戻し方）は、車両の機構的な特性が大部分を占めており、ドライバの意図的な操作に基づくとは限らない。従って、アクセル、ブレーキ、ハンドルの戻り方向の操作を評価対象とした場合、ドライバの意図外にあるデータが評価対象外となり、評価結果を見たときのドライバの感覚との剥離を生じ、評価に適さないためである。

＜評価区間＞
安全運転度の評価タイミングは、図３に示すように、走行中の所定時点までの直近評価と、走行開始から信号待ち等の車両停止までの区間毎の区間評価と、運転開始から終了までの総合的な全体評価とに分けられる。それぞれの評価結果は、対応する画面表示によってドライバに提示される。

区間評価においては、評価に有効なサンプリングのうち、より直近のものほど重く評価し、過去に遡るほど評価への影響を小さくする加重評価を行う。その際、一定のサンプル数よりも過去の操作については評価に加味せず、前回車両が停止した時点より以前のサンプルについても評価に加味しない。例えば、図３に示すように、車両停止から走行を開始するとき、停止前のサンプルデータをリセットし、高速道路等の長時間無停止走行のスパンでは、過去の操作についての評価をキャンセルする評価忘却を行う。

尚、走行中の直近評価は、その時点までの途中評価の評価結果としてドライバに提示される。

一方、全体評価においては、運転開始からの評価に有効なサンプルを全て均等に扱う。但し、後述するように、運転中に特に不安全だと認められるデータを観測した場合には、その観測回数をペナルティ数として記憶し、最終評価（全体評価）の際に、その回数に応じて評価を低くする減点処理を行う。

直近評価、区間評価、全体評価の評価結果は、それぞれ、操作アシスト画面、区間評価画面、総合評価画面としてディスプレイ１ｂに表示される。操作アシスト画面は、走行中の評価結果を波ｗの画像によって表現し、車両が停止すると、停止中に自動的に区間評価画面に切り替わる。また、運転終了時には、総合評価画面に切り替わって最終的に全体を評価した総合評価画面に切り替わる。

＜評価値の算出＞
評価に有効なサンプルを観測した場合、以下の（Ｅｖ１）〜（Ｅｖ３）に説明するように、アクセル操作、ブレーキ操作、ハンドル操作のそれぞれについて評価値を算出する。更に、以下の（Ｅｖ４）に説明するように、アクセル操作、ブレーキ操作、ハンドル操作のそれぞれの評価結果に基づいて、アクセル操作、ブレーキ操作、ハンドル操作に共通する評価値を算出する。その際、安全度の評価は、一般的に言われるような急操作（急ハンドル、急ブレーキ、急ハンドル）を不安全操作状態であるとして、その逆に、滑らかな操作が安全であるとの評価軸を基本とする。

（Ｅｖ１）アクセル評価
アクセル操作についての安全度は、アクセル開度とアクセル開速度とを入力として、所定の周期（例えば、３００ｍｓ周期）で入力値をサンプリングして評価を行う。具体的には、アクセル開度の入力値とアクセル開速度の入力値とを、図４に示すようなアクセル評価マップにプロットし、０から１００の値の評点に換算する。図４においては、評点のマップ値を１０刻みの１０段階で示しており、アクセル開速度が大きいとき（アクセルペダルを速く踏んだとき）や、アクセル開度が大きいとき（アクセルペダルを大きく踏んだとき）に、点数が低くなるように設定されている。

アクセル評価評点は、アクセル開速度が正であるとき（アクセル踏込み時）のみ有効とみなし、それ以外は無効として破棄する。これは、アクセルの踏み込み方をアクセルの安全度評価の主眼としているためである。すなわち、アクセルの操作データのうち、ドライバの操作意図を反映するデータを評価に有効なサンプルとして評価する。そして、有効なサンプリングでの評点を、最大１００サンプリング分だけ過去にさかのぼって平均し、得られた平均値を「アクセルポイント」としてアクセル操作の評価値とする。これにより、過去３０秒のサンプリングに基づく評点といった所定時間に基づく評価に対して、ドライバの意図外にあるデータが評価対象外となり、評価結果をみたときのドライバの感覚との剥離が抑制できる。

（Ｅｖ２）ブレーキ評価
ブレーキ操作についての安全度は、ブレーキ圧と車速とを入力として、所定の周期（例えば、３００ｍｓ周期）で入力値をサンプリングして評価を行う。具体的には、ブレーキ圧の入力値と車速の入力値とを、図５に示すようなブレーキ評価マップにプロットし、０から１００の値の評点に換算する。図５においては、評点のマップ値を１０刻みの１０段階で示しており、ブレーキ圧が高いとき（ブレーキペダルを強く踏んだとき）や停止間際の極低速及び高車速域で評価が厳しくなる（評点の点数が低くなる）ように設定されている。

ブレーキ評価の評点は、アクセル評価の評点と同様に、ブレーキ圧が正であるとき（ブレーキＯＮ時）のみ有効とみなし、それ以外は無効として破棄する。これは、ブレーキ使用時のみをブレーキの安全度評価の主眼としているためである。そして、有効なサンプリングでの評点を、最大１００サンプリング分だけ過去にさかのぼって平均し、得られた平均値を「ブレーキポイント」としてブレーキ操作の評価値とする。

（Ｅｖ３）ハンドル評価
ハンドル操作についての安全度評価は、ハンドル角速度と車速とを入力とし、所定の周期（例えば、３００ｍｓ周期）で入力値をサンプリングして評価を行う。具体的には、ハンドル角速度の入力値と車速の入力値とを、図６に示すようなハンドル評価マップにプロットし、０から１００の値の評点に換算する。図６においては、評点のマップ値を１０刻みの１０段階で示しており、ハンドル角速度が大きいとき（ハンドルを速く切ったとき）や高車速域で評価が厳しくなる（評点の点数が低くなる）ように設定されている。

ハンドル評価の評点は、アクセル評価の評点と同様に、ハンドル角速度の絶対値が所定値以上（例えば５ｄｅｇ／ｓ以上）、且つ切増し方向に操作しているときのみ有効とみなし、それ以外は無効として破棄する。これは、ドライバが右左折等のためにハンドルを切り込んでいるときのみをハンドル操作の安全度評価の主眼としているためである。そして、有効なサンプリングでの評点を、最大１００サンプリング分だけ過去にさかのぼって平均し、得られた平均値を「ハンドルポイント」としてハンドル操作の評価値とする。

（Ｅｖ４）アクセル・ブレーキ・ハンドル共通評価
アクセルポイント、ブレーキポイント、ハンドルポイントは、それぞれ、車両停止毎に初期化され、発進から新たに計算が開始される。予め行う試験走行にて図４から図６の評価マップを用いた結果、アクセルポイント、ブレーキポイント、ハンドルポイントが、想定される不安全な運転操作で６０程度の値となり、安全な運転操作で９５程度の値となる場合には、アクセルポイント、ブレーキポイント、ハンドルポイントの値６０から９５までを、０点から１００点までの値域の「安全運転指数」に線形変換する。

また、アクセル操作、ブレーキ操作、ハンドル操作の各評価マップ上で３０以下の領域にあたる操作が検出された場合、運転操作が特に不適切な状態であるとして、その回数を「ペナルティ数」として記憶し、現在の評点から減点する。尚、アクセル・ブレーキ・ハンドルの各ペナルティ数は、システム内に保持されるが、車両停止毎にクリアし、発進から新たに計算を開始しても良い。

＜評価結果の表示＞
表示制御部４は、評価部３による安全運転度の評価結果に基づいて、操作アシスト画面、区間評価画面、総合評価画面の画像データを生成し、ディスプレイ１ｂに表示する。これらの画面は、切り替える前の画像と切り替えた後の画像をオーバーラップさせる、或いは一度フェードアウトの後にフェードインする等して切り替えられる。

＜操作アシスト画面＞
操作アシスト画面は、前述の図２で説明した波ｗの画像を変化させるものであり、以下の条件による３段階の安全度に応じて波の形状・表示色・スクロール速度をリアルタイムで変化させる。本実施の形態においては、１００ｍｓｅｃ毎に画像を変化させ、波ｗを画面上でスクロールさせる。波ｗの形状・表示色については、アクセル評価・ブレーキ評価・ハンドル評価の周期に合わせて、３００ｍｓｅｃ毎に変化させる。この波ｗの表示切り替えに際しては、安全度が低い状態を表現する場合（以下に示すように、赤色の波に切り替える場合）は切り替え時間を短くし、安全度が高い状態を表現する場合（以下に示すように、緑色の波に切り替える場合）には切り替え時間を長くする。

（ａ）安全度：高
条件：アクセル・ブレーキ・ハンドルの３項目の「安全運転指数」の平均が９０
点以上、且つ、過去の所定時間（例えば１５秒）にペナルティ数が１以上
の項目がない。
表示：図７（ａ）に示すように、波の形状は、低水位、低波高、長波長で穏やか
な印象を与える表現とし、波の表示色は穏やかな色彩の中性色系の緑とす
る。波のスクロール速度は、長波長の波に合わせて低速とする。

（ｂ）安全度：中
条件：アクセル・ブレーキ・ハンドルの３項目の「安全運転指数」の平均が７０
点以上９０点未満、且つ、過去の所定時間（例えば１５秒）にペナルティ
数が１以上の項目がない。
表示：図７（ｂ）に示すように、波の形状は、中水位、中波高、中波長の形状と
し、波の表示色は落ち着いた色彩の寒色系の青とする。波のスクロール速
度は、中波長の波に合わせて中速とする。

（ｃ）安全度：低
条件：アクセル・ブレーキ・ハンドルの３項目の「安全運転指数」の平均が７０
点未満、且つ、過去の所定時間にペナルティ数が１以上の項目が１つ以上
ある。
表示：図７（ｃ）に示すように、波の形状は、高水位、高波高、短波長で激しい
印象を与える表現とし、波の表示色は鮮やかな色彩の暖色系の赤とする。

波のスクロール速度は、短波長の波に合わせて高速とする。

この操作アシスト画面における波の表示は、以下の（ｅｘ１），（ｅｘ２）に示すような例外条件を有している。

（ｅｘ１）表示以外のＨＭＩ（Human Machine Interface：ヒューマン・マシン・インターフェース）、例えば、音声ＨＭＩ出力で「注意」にあたる発話が出力された場合には、安全度が低いとみなし、一定時間（例えば、５秒間）安全度が低の「ＵＮＳＡＦＥ」表示に切り替える。代表的な注意発話のトリガとなる操作は、「急アクセル／ブレーキ」、「ラフなブレーキ操作」、「急ハンドル」、「ウインカータイミングが悪い（ウインカーＯＮから右左折操舵までの時間が短い）」等である。

（ｅｘ２）音声ＨＭＩ出力で「褒め」にあたる発話が出力された場合には、安全度が高いとみなし、一定時間、安全度が高の「ＳＡＦＥ」表示に切り替える。代表的な褒め発話のトリガとなる操作は、「滑らかなアクセル操作」、「緩やかで一定の減速度での停止」、「右左折時に十分余裕を持ったウインカーの使用」等である。

＜区間評価の表示＞
車両停止時には、操作アシスト画面に代えて、図８に示すような区間評価画面がディスプレイ１ｂに表示される。図８の区間評価画面は、主画面となる表示領域Ｒ１、画面左側の表示領域Ｒ２、画面上部の表示領域Ｒ３を主として構成されている。

表示領域Ｒ１は、「発進加速」、「減速停止」、「右左折」のそれぞれの観点から安全度を評価した結果をランク化して表示する領域である。区間評価のランクは、安全運転指数の値により、Ｓ，Ａ，Ｂ+，Ｂ，Ｂ-，Ｃの６段階のランクに分けられ、ランクＳが最も評価が高く、ランクＣが最も評価が低いことを示している。

この評価ランクは、表示領域Ｒ１に配置したキャラクタモデルＭを併用してドライバに提示される。図示を省略するが、キャラクタモデルＭの表情は、良い評価のときには笑顔等の明るい表情とし、評価が良くないときに、怒る等の険しい表情、若しくは悲しみ等の暗い表情とすることで、ドライバが評価の良し悪しを直感的に把握できるようにする。

一方、画面左側の表示領域Ｒ２は、安全運転度を総合的に評価した総合点を表示する領域であり、アクセル、ブレーキ、ハンドルの各安全運転指数を平均した点数を表示している。更に、画面上部の表示領域Ｒ３は、注意や褒め等のフレーズを表示する領域であり、音声ＨＭＩ出力との併用等により、ドライバの安全運転のスキル向上を支援する。

＜総合評価の表示＞
例えばドライバがシフトをＰレンジに投入する等を条件として、全体の評価結果を総合評価画面で表示する。例えば、上述の区間評価画面に準じた画面構成により、エンジン始動から運転終了までの運転区間全体を対象とする安全運転の評価ランクと運転安全指数の平均点を表示する。

このように本実施の形態においては、ドライバに対して、安全運転度に係る定量的な評価結果を抽象的な画像表現によって常時ドライバに提示するようにしており、安全運転状態を表す画像表現として、波高、周期、表示色等が変化する波の画像を用いている。これにより、ドライバは自分の運転の良い面と悪い面とをリアルタイムに把握することが可能となり、安全運転スキルの向上効率を高めることができる。しかも、安全運転度に応じて、波の形状や色、スクロール速度等を変化させるため、運転中のドライバに余計な負荷をかけることがなく、直感的な安全運転度の理解が可能となる。

また、評価の対象となる運転操作を、ドライバがより意識的にした操作のみ、例えば、アクセルとブレーキであれば踏み方向の操作データ、ハンドルであれば切りまし方向の操作データを評価対象とすることで、評価結果とドライバ自身が持つ感覚との乖離が生じることを防止することができる。更に、評価の対象となる操作は、現在に近い操作ほど重く評価され、過去に遡るごとに評価重みが軽くなるように評価されるため、ドライバ自身が持つ感覚との乖離が生じ難くなる。

また、車両が停止したときには、それまでリアルタイムで表示していた抽象的な画像表現ではなく、より詳細な評価結果を表示する画面に切り替えることで、走行中に比べて受容度が高い状態のドライバに対して、より具体的な情報の提供が可能となる。この停止中の評価画面では、「加速」「減速」「右左折」等の項目別に評価を提示するため、ドライバが自分の運転のどの部分を改善すべきかを理解することが可能になる。

１ 運転評価情報表示装置
１ａ コントローラ
１ｂ ディスプレイ
２ 運転状態検出部
３ 評価部
４ 表示制御部
ｗ 波（画像）

Claims (5)

1. 運転操作の評価情報を表示してドライバに提示する運転評価情報表示装置であって、
   所定のドライバの運転操作をサンプリングして評価する評価部と、
   上記評価部で評価した定量的な評価結果を、直近の評価結果を表示する直近評価画像と、所定区間における評価結果の詳細を表示する区間評価画像とを適宜切り替えて表示する表示制御部とを備え、
   上記直近評価画像を、上記評価結果に応じて形状と表示色と周期とが変化する波の画像として上記区間評価画像より抽象的な形状で表現することを特徴とする運転評価情報表示装置。
2. 上記波の画像を変化させる時間を、上記評価結果が良い方向に変化したときには相対的に長くし、上記評価結果が悪い方向に変化したときには相対的に短くすることを特徴とする請求項１記載の運転評価情報表示装置。
3. 上記所定のドライバの運転操作を、アクセル、ブレーキ、ハンドルの各操作毎に評価し、各操作の平均値に基づいて上記波の画像を変化させることを特徴とする請求項１又は２記載の運転評価情報表示装置。
4. 上記所定のドライバの運転操作は、アクセル、ブレーキ、ハンドルの戻し方向の操作を含まないことを特徴とする請求項１〜３の何れか一に記載の運転評価情報表示装置。
5. 上記所定のドライバの運転操作を、安全運転に関して評価することを特徴とする請求項１〜４の何れか一に記載の運転評価情報表示装置。

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