JP6167720B2 - 運転支援装置および運転支援方法 - Google Patents

Description

本発明は、運転支援装置および運転支援方法に関するものである。

従来より、自車両が走行する道路形状を検出し、運転者の運転姿勢が道路形状に適した適正姿勢であるか否かを判定する技術が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００７−３８７０４号公報

しかしながら、従来技術では、運転者の運転姿勢が道路形状に適した適正姿勢であるか否かを判定することができても、運転者の嗜好や癖を考慮して、運転者の運転姿勢が適正姿勢であるか否かを適切に判定することができないという問題があった。

本発明の課題は、運転者の嗜好や癖を考慮して、運転者の運転姿勢が適正姿勢であるか否かを適切に判定することが可能な運転支援装置を提供することである。

本発明は、運転者の身体信号に基づく判定値を時系列に沿って記憶し、該判定値の履歴情報に基づいて運転者に固有の運転姿勢の傾向を推測し、運転者に固有の運転姿勢の傾向に基づいて、運転者の運転姿勢が適正姿勢であるか否かを判定するための適正姿勢範囲を補正し、運転者の運転姿勢に応じた運転者の身体信号が、補正した適正姿勢範囲にあるか否かを判定して、運転者の運転姿勢が適正姿勢であるか否かを判定することで、上記課題を解決する。

本発明によれば、運転者の身体信号に基づく判定値の履歴情報に基づいて、運転者の嗜好・癖などに応じた運転者に固有の運転姿勢の傾向を推測し、運転者に固有の運転姿勢の傾向に合わせて適正姿勢範囲を補正することで、運転者の嗜好・癖を考慮して、運転者の運転姿勢が適正姿勢であるか否かを適切に判定することができる。

本実施形態に係る運転支援装置を示す構成図である。 体圧分布センサーの設置例を示す図である。 体庄分布と運転姿勢との関係を示す図である。 運転者の前後方向の運転姿勢の検出方法を説明するための図である。 運転者の左右方向の運転姿勢の検出方法を説明するための図である。 運転者の運転姿勢の傾向に基づいて適正姿勢範囲を補正する方法を説明するための図である。 車両特性に基づいて適正姿勢範囲を補正する方法を説明するための図である。 自車両の走行環境のうち、自車両の走行速度および道路幅に基づいて適正姿勢範囲を補正する方法を説明するための図である。 自車両の走行環境のうち、運転視界に基づいて適正姿勢範囲を補正する方法を説明するための図である。 自車両の走行環境のうち、運転操作により運転者にかかる筋負荷に基づいて適正姿勢範囲を補正する方法を説明するための図である。 運転者の運転姿勢と適正姿勢との関係を表示する画面例を示す図である。 本実施形態に係る運転支援処理を示すフローチャートである。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本実施形態に係る運転支援装置を示す構成図である。本実施形態に係る運転支援装置１００は、図１に示すように、体圧分布センサー１１０と、制御装置１２０と、記憶装置１３０と、ディスプレイ１４０とを備える。

体圧分布センサー１１０は、運転席のシート内に設けられており、運転者の臀部が接する座面と、運転者の背部が接するシートの背もたれ面に設けられた複数の圧電素子から構成されている。体圧分布センサー１１０を構成する各圧電素子は、運転者の運転姿勢に応じた圧力を電圧信号に変換することで、運転者の体圧分布を検出する。なお、体圧分布センサー１１０により検出された運転者の体圧分布は、制御装置１２０に出力される。

図２は、体圧分布センサー１１０の設置例を示す図である。体圧分布センサー１１０は、複数の圧電素子を被覆材で被覆したシート状に形成されており、運転席２１の着座部２２および背もたれ部２３のシート面の内側に設けられている。本実施形態では、図２に示すように、体圧分布センサー１１０を構成する電圧素子を着座部２２および背もたれ部２３に８点ずつ配設している。これにより、体圧分布センサー１１０は、運転者の運転姿勢に応じた各圧電素子の電圧信号を、運転者の運転姿勢に応じた運転者の身体信号として検出することができる。

制御装置１２０は、運転者の運転姿勢を判定するためのプログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）と、このＲＯＭに格納されたプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、アクセス可能な記憶装置として機能するＲＡＭ（Random Access Memory）とから構成される。なお、動作回路としては、ＣＰＵ（Central Processing Unit）に代えて又はこれとともに、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などを用いることができる。

制御装置１２０は、ＲＯＭに格納されたプログラムをＣＰＵにより実行することにより、自車両の走行環境を検出する走行環境検出機能と、運転者の運転姿勢を検出する運転姿勢検出機能と、運転者の運転姿勢を判定するための適正姿勢範囲を補正する補正機能と、運転者の運転姿勢と適正姿勢との関係を表示する運転姿勢表示機能とを実現する。以下において、制御装置１２０が備える各機能について説明する。

走行環境検出機能は、自車両前方を撮像する車載カメラやナビゲーション装置などの車載機器（不図示）から、自車両の走行環境に関する情報を取得することで、自車両の走行速度、自車両が走行する道路の幅、自車両周囲の運転視界の状況などを含む道路状況と、運転操作により運転者にかかる筋負荷の負荷状況とを、自車両の走行環境として検出する。

たとえば、走行環境検出機能は、ナビゲーション装置から自車両が走行している道路の種別情報を取得し、取得した道路の種別情報に基づいて、自車両の走行速度を、自車両の走行環境として検出する。たとえば、本実施形態において、走行環境検出機能は、自車両が「一般道路」を走行している場合には、自車両の走行速度を「低速」として検出することができる。また、走行環境検出機能は、自車両が「幹線道路」を走行している場合には、自車両の走行速度を「中速」として検出し、自車両が「高速道路」を走行している場合には、自車両の走行速度を「高速」として検出することができる。なお、走行環境検出機能は、図示しない車速センサーから自車両の走行速度を取得する構成としてもよい。

また、走行環境検出機能は、ナビゲーション装置から自車両が走行している道路の種別情報を取得し、取得した道路の種別情報に基づいて、自車両が走行している道路の幅を、自車両の走行環境として検出する。たとえば、本実施形態において、走行環境検出機能は、自車両が「駐車場」を走行している場合には、道路の幅を一番「狭い」ものとして検出し、自車両が「狭路」を走行している場合には、道路の幅を次に「狭い」ものとして検出することができる。また、走行環境検出機能は、自車両が「幹線道路」を走行している場合には、道路の幅を一番「広い」ものとして検出し、自車両が「幹線道路」を走行している場合には、道路の幅を次に「広い」ものとして検出することができる。なお、走行環境検出機能は、ナビゲーション装置から実際の道路の幅を取得する構成としてもよい。

さらに、走行環境検出機能は、たとえば、昼夜に関する情報と天候情報とを、ナビゲーション装置、照度センサー、雨滴センサーなどの車載機器から取得することで、自車両周囲の運転視界の状況を、自車両の走行環境として検出する。たとえば、本実施形態において、走行環境検出機能は、夜間かつ雨天である場合には自車両周囲の視界を一番「悪い」と検出し、夜間かつ晴天の場合には自車両周囲の運転視界を次に「悪い」と検出することができる。また、走行環境検出機能は、昼間かつ晴天の場合には車両周囲の運転視界を一番「良い」と検出し、昼間かつ晴天の場合には車両周囲の運転視界を次に「良い」と検出することができる。

加えて、走行環境検出機能は、運転操作により運転者にかかる筋負荷を、自車両の走行環境として検出する。たとえば、本実施形態において、走行環境検出機能は、ステアリング操作による運転者の筋負荷、ペダル操作による運転者の筋負荷、さらに、運転操作により運転者の体幹にかかる筋負荷を、自車両の走行環境として検出することができる。なお、運転者の筋負荷を検出する方法は、特に限定されないが、たとえば、逆動力学により、運転者の運転姿勢に基づいて運転者の筋肉や腱などにかかる負荷（筋負荷）を算出することが可能であり、走行環境検出機能は、たとえば、後述する運転姿勢検出機能により検出された運転者の運転姿勢に基づいて、運転者の運転姿勢に応じた筋負荷を検出することができる。

制御装置１２０の運転姿勢検出機能は、体圧分布センサー１１０により検出された運転者の体圧分布に基づいて、運転者の運転姿勢を検出する。ここで、図３は、体圧分布と運転姿勢との関係を示す図である。本実施形態において、運転姿勢検出機能は、図３に示すように、運転者の前後方向の運転姿勢を前傾、中位、後傾の中から特定するとともに、運転者の左右方向における運転姿勢を左傾、中位、右傾の中から特定することで、運転者の運転姿勢を、図３に示す９種類の運転姿勢の中から検出する。以下に、図４および図５を参照して、運転者の運転姿勢の検出方法について説明する。なお、図４は、運転者の前後方向の運転姿勢を検出する方法を説明するための図であり、図５は、運転者の左右方向の運転姿勢の検出方法を説明するための図である。

具体的には、運転姿勢検出機能は、まず、図４に示すように、運転者の臀部の体圧分布と、運転者の背部の体圧分布とに基づいて、運転者の前後方向の運転姿勢を判定するための判定値を算出する。図４に示す判定値は、運転者の前後方向の運転姿勢を判定するための判定値であり、この判定値の値が高いほど、運転者の運転姿勢は前傾姿勢であると判定することができ、この判定値が低いほど、運転者の運転姿勢は後傾姿勢であると判定することができる。

たとえば、運転者の運転姿勢が後傾姿勢となるほど、運転者の臀部の重心位置は前方に移動する。そのため、運転姿勢検出機能は、運転者の臀部の体圧分布に基づいて、運転者の臀部の重心位置を算出し、運転者の臀部の重心位置が前方に移動しているほど、運転者の運転姿勢が後傾姿勢と判定されるように、前後方向の運転姿勢に対応する判定値を大きくする。

また、運転者の運転姿勢が前傾姿勢となるほど、運転者の背部の重心位置は下方に移動する。そのため、運転姿勢検出機能は、運転者の背部の体圧分布に基づいて、運転者の背部の重心位置を算出し、運転者の背部の重心位置が下方に移動するほど、運転者の運転姿勢が前傾姿勢と判定されるように、前後方向の運転姿勢に対応する判定値を小さくする。さらに、運転者の運転姿勢が前傾姿勢となるほど、運転者の背部の荷重は小さくなる。そこで、運転姿勢検出機能は、運転者の背部の荷重が小さいほど、運転者の運転姿勢が前傾姿勢と判定されるように、前後方向の運転姿勢に対応する判定値を小さくする。なお、運転姿勢検出機能は、運転者の背部の重心位置および運転者の背部の荷重の両方を用いて、前後方向の運転姿勢に対応する判定値を算出してもよいし、運転者の背部の重心位置および運転者の背部の荷重のうち一方を用いて、前後方向の運転姿勢に対応する判定値を算出してもよい。

そして、運転姿勢検出機能は、図４に示すように、前後方向の運転姿勢に対応する判定値が適正姿勢範囲にあるか否かを判断し、前後方向の運転姿勢に対応する判定値が適正姿勢範囲にある場合には、運転者の前後方向の運転姿勢を「中位」として検出する。また、運転姿勢検出機能は、前後方向の運転姿勢に対応する判定値が適正姿勢範囲よりも大きい後傾姿勢範囲にある場合には、運転者の前後方向の運転姿勢を「後傾」として検出する。さらに、運転姿勢検出機能は、前後方向の運転姿勢に対応する判定値が適正姿勢範囲よりも小さい前傾姿勢範囲にある場合には、運転者の前後方向の運転姿勢を「前傾」として検出する。

なお、適正姿勢範囲は、運転者の運転姿勢の評価値が適正姿勢範囲にある場合に、運転者が腰痛や疲労を生じにくい運転姿勢（適正姿勢）となるように、実験などにより統計的に設定された範囲である。本実施形態では、記憶装置１３０に、このような適正姿勢範囲が記憶されている。なお、記憶装置１３０に記憶されている適正姿勢範囲は、複数の運転者の運転姿勢のデータから統計的に設定された範囲であり、運転者の嗜好・癖などによる、各運転者に固有の運転姿勢の傾向や、自車両の走行環境や、自車両の車両特性に適していない場合がある。そこで、本実施形態では、後述する補正機能により、運転者に固有の運転姿勢の傾向や、自車両の走行環境や、自車両の車両特性に基づいて、適正姿勢範囲の補正が行われる。

また、運転姿勢検出機能は、運転者の前後方向の運転姿勢の検出方法と同様に、運転者の左右方向の運転姿勢を検出する。具体的には、運転姿勢検出機能は、まず、図５に示すように、運転者の臀部の体圧分布と、運転者の背部の体圧分布とに基づいて、運転者の左右方向の運転姿勢を判定するための判定値を算出する。図５に示す判定値は、運転者の左右方向の運転姿勢を判定するための判定値であり、この判定値が高いほど運転者の運転姿勢は左傾姿勢であると判定することができ、この判定値が低いほど運転者の運転姿勢は右傾姿勢であると判定することができる。

たとえば、運転者の運転姿勢が左傾姿勢となるほど、運転者の臀部の重心位置および背部の重心位置は左方向に移動する。そのため、運転姿勢検出機能は、運転者の臀部の体圧分布に基づいて、運転者の臀部の重心位置を算出するとともに、運転者の背部の体圧分布に基づいて、運転者の背部の重心位置を算出する。そして、運転姿勢検出機能は、運転者の臀部の重心位置、および、運転者の背部の重心位置が左方向に移動しているほど、運転者の運転姿勢が左傾姿勢と判定されるように、左右方向の運転姿勢に対応する判定値を大きくする。

また、運転者の運転姿勢が右傾姿勢となるほど、運転者の臀部の重心位置および背部の重心位置は右方向に移動する。そこで、運転姿勢検出機能は、運転者の臀部の重心位置、および、運転者の背部の重心位置が右方向に移動しているほど、運転者の運転姿勢が右傾姿勢と判定されるように、左右方向の運転姿勢に対応する判定値を小さくする。

そして、運転姿勢検出機能は、左右方向の運転姿勢に対応する判定値が適正姿勢範囲にあるか否かを判断し、左右方向の運転姿勢に対応する判定値が適正姿勢範囲にある場合には、運転者の左右方向の運転姿勢を「中位」として検出する。また、運転姿勢検出機能は、左右方向の運転姿勢に対応する判定値が適正姿勢範囲よりも大きい左傾姿勢範囲にある場合には、運転者の左右方向の運転姿勢を「左傾」として検出し、左右方向の運転姿勢に対応する判定値が適正姿勢範囲よりも小さい右傾姿勢範囲にある場合には、運転者の左右方向の運転姿勢を「右傾」として検出する。

そして、運転姿勢検出機能は、運転者の前後方向の運転姿勢の検出結果と、運転者の左右方向の運転姿勢の検出結果とに基づいて、運転者の運転姿勢が、図３に示す９つの運転姿勢のうち、いずれの運転姿勢に該当するかを判定することで、運転者の運転姿勢を検出する。すなわち、運転姿勢検出機能は、運転者の前後方向の運転姿勢が「中位」であり、運転者の左右方向の運転姿勢も「中位」である場合には、運転者の運転姿勢は適正姿勢であると検出し、また、運転者の前後方向の運転姿勢が「前傾」であり、運転者の左右方向の運転姿勢が「中位」である場合には、運転者の運転姿勢は適正姿勢ではなく、図３において「２」で示す前傾姿勢であると検出する。他の運転姿勢についても同様である。

次に、制御装置１２０の補正機能について説明する。補正機能は、運転姿勢検出機能が運転者の運転姿勢を検出する際に用いる適正姿勢範囲を補正する。具体的には、補正機能は、以下の３通りの方法により、適正姿勢範囲の補正を行う。なお、以下においては、前後方向の適正姿勢範囲を補正する構成を例示しているが、左右方向における適正姿勢範囲の補正も同様に行うことができる。

第１に、補正機能は、運転者の運転姿勢の傾向に基づいて、適正姿勢範囲を補正する。ここで、図６は、運転者の運転姿勢の傾向に基づく適正姿勢範囲の補正方法を説明するための図である。本実施形態では、運転姿勢検出機能により、運転者の前後方向の運転姿勢に対する判定値が時系列に沿って繰り返し検出されており、検出された判定値の時系列データが、図６（Ａ）に示すように、判定値の履歴情報として、記憶装置１３０に記憶されている。

補正機能は、たとえば、前後方向の運転姿勢に対する判定値の履歴情報に基づいて、運転者の前後方向における運転姿勢の傾向を推測し、推測した運転姿勢の傾向に基づいて、前後方向における適正姿勢範囲を補正する。たとえば、補正機能は、図６（Ｂ）に示すように、前後方向の運転姿勢に対応する判定値の履歴情報に基づいて、前後方向の運転姿勢に対応する判定値の平均値ｓ２を算出し、算出した平均値ｓ２が適正姿勢範囲の中央値となるように、適正姿勢範囲をシフトさせることで、適正姿勢範囲を補正することができる。

第２に、補正機能は、自車両の車両特性に基づいて、適正姿勢範囲を補正する。本実施形態において、補正機能は、運転者の目線の高さ（アイポイント）、運転者の腰の高さ（ヒップポイント）、および、背もたれ部２３の傾き角度を、自車両の車両特性として取得し、これら車両特性に基づいて、適正姿勢範囲の補正を行う。以下に、図７を参照して、自車両の車両特性に基づく適正姿勢範囲の補正方法について説明する。なお、図７は、自車両の車両特性に基づく適正姿勢範囲の補正方法を説明するための図である。

本実施形態では、図７（Ａ）に示すように、アイポイント、ヒップポイント、および背もたれ部２３の傾き角度のそれぞれに応じた、一般的な運転姿勢の評価値のプロファイルが予め統計的に算出されて、記憶装置１３０に記憶されている。たとえば、図７（Ａ）に示すように、アイポイントに応じた評価値のプロファイルでは、アイポイントが低い車両ほど、運転者の運転姿勢は前傾姿勢となる傾向があるため、前後方向における運転姿勢の判定値は一般的に小さくなり、アイポイントが高い車両ほど、運転者の運転姿勢は後傾姿勢となる傾向があるため、前後方向における運転姿勢の判定値は一般的に大きくなる傾向にある。また、ヒップポイントに応じたプロファイルでは、ヒップポイントが低い車両ほど、運転者の運転姿勢は後傾姿勢となる傾向があるため、前後方向における運転姿勢の判定値は一般的に大きくなり、ヒップポイントが高い車両ほど、運転者の運転姿勢は前傾姿勢となる傾向があるため、前後方向における運転姿勢の判定値は一般的に大きくなる傾向にある。さらに、背もたれ部２３の傾き角度に応じたプロファイルでは、背もたれ部２３の傾き角度が小さい場合には、運転者の運転姿勢は前傾姿勢となる傾向があるため、前後方向における運転姿勢の判定値は一般的に小さくなり、背もたれ部２３の傾き角度が大きい場合には、運転者の運転姿勢が後傾姿勢となる傾向があるため、前後方向における運転姿勢の判定値は一般的に大きくなる傾向にある。

本実施形態において、補正機能は、たとえば、図７（Ａ）に示すように、各車両特性の大きさ（ヒップポイントの高さ、アイポイントの高さ、背もたれ部の傾き角度）の中央値において、各車両特性に応じた評価値が補正前の適正姿勢範囲の中央値ｓ３となるように、補正前の適正姿勢範囲に、各車両特性に応じた評価値のプロファイルを重畳する。そして、補正機能は、制御装置１２０のＲＯＭまたはＲＡＭに記憶されている自車両のアイポイント、自車両のヒップポイント、および現在の背もたれ部２３の傾き角度を取得し、自車両のアイポイントに対応する一般的な運転姿勢の判定値と、自車両のヒップポイントに対応する一般的な運転姿勢の判定値と、現在の背もたれ部２３の傾き角度に対応する一般的な運転姿勢の判定値とをそれぞれ算出する。そして、補正機能は、自車両のアイポイントに対応する判定値と、自車両のヒップポイントに対応する判定値と、現在の背もたれ部２３の傾き角度に対応する判定値のうち、補正前の適正姿勢範囲の中央値ｓ３から最も離れた判定値を最大シフト値ｓ４として求め、適正姿勢範囲の中央値ｓ３が最大シフト値ｓ４となるように適正姿勢範囲をシフトさせることで、適正姿勢範囲の補正を行う。

たとえば、図７（Ａ）に示す例において、自車両のアイポイント、自車両のヒップポイント、および現在の背もたれ部２３の傾き角度がそれぞれｐ１である場合に、補正機能は、自車両のアイポイントに対応する判定値と、自車両のヒップポイントに対応する判定値と、現在の背もたれ部２３の傾き角度に対応する判定値のうち、補正前の適正姿勢範囲の中央値ｓ３から最も離れている現在の背もたれ部２３の傾き角度に対応する判定値ｓ４を最大シフト値ｓ４として算出する。そして、補正機能は、図７（Ｂ）に示すように、最大シフト値ｓ４が適正姿勢範囲の中央値となるように、適正姿勢範囲を判定値の小さい方向（前傾姿勢の方向）にシフトさせる。

第３に、補正機能は、自車両の走行環境に基づいて、適正姿勢範囲を補正する。本実施形態では、走行環境検出機能により、自車両の走行速度、自車両が走行している道路の道幅、および自車両周囲の運転視界を含む道路状況や、運転操作により運転者にかかる筋負荷の状態が、自車両の走行環境として検出されており、補正機能は、これらの走行環境に基づいて、適正姿勢範囲を補正する。なお、補正機能は、自車両の走行環境に基づく適正姿勢範囲の補正を繰り返し実行することで、自車両の走行環境が変化した場合でも、適正姿勢範囲を、自車両の現在の走行環境に適したものとすることができる。

まず、図８を参照して、自車両の走行環境のうち、自車両の走行速度、および、自車両が走行している道路の道幅に基づいて、適正姿勢範囲を補正する方法を説明する。図８は、自車両の走行速度、および、自車両が走行している道路の幅に基づいて、適正姿勢範囲を補正する方法を説明するための図である。

本実施形態では、図８（Ａ）に示すように、車両の走行速度、および、道路幅に応じた、一般的な運転姿勢の判定値のプロファイルが予め統計的に算出されて、記憶装置１３０に記憶されている。なお、車両の走行速度に応じた判定値のプロファイルでは、車両が「一般道路」を走行している場合の判定値を、車両の走行速度が低速である場合の判定値として算出しており、車両が「幹線道路」を走行している場合の判定値を、車両の走行速度が中速である場合の判定値として算出しており、車両が「高速道路」を走行している場合の判定値を車両の走行速度が高速である場合の判定値として算出している。また同様に、車両が走行している道路の幅に応じた評価値のプロファイルでは、車両が「駐車場」を走行している場合の判定値を道路幅が一番「狭い」場合の判定値として算出しており、車両が「狭路」を走行している場合の判定値を道路幅が次に「狭い」場合の判定値として算出している。また、車両が「幹線道路」を走行している場合の判定値を道路幅が一番「広い」場合の判定値として算出しており、車両が「対向車線」を走行している場合の判定値を道路幅が次に「広い」場合の判定値として算出している。

たとえば、図８（Ａ）に示すように、車両の走行速度に応じた評価値のプロファイルでは、一般道路を走行しており、車両の走行速度が低速である場合ほど、運転者の運転姿勢は前傾姿勢となる傾向があるため、前後方向における運転姿勢の判定値は一般的に小さくなり、高速道路などを走行しており、車両の走行速度が高速である場合ほど、運転者の運転姿勢が後傾姿勢となる傾向があるため、前後方向における運転姿勢の判定値は一般的に大きくなる傾向にある。また、図８（Ａ）に示すように、車両が走行する道路の道路幅に応じた評価値のプロファイルでは、駐車場や狭路など道路幅が狭い場合には、運転者の運転姿勢は前傾姿勢となる傾向があるため、前後方向における運転姿勢の判定値は一般的に小さくなり、対向車線や幹線道路など道路幅が広い場合には、運転者の運転姿勢が後傾姿勢となる傾向があるため、前後方向における運転姿勢の判定値は一般的に大きくなる傾向にある。

本実施形態において、補正機能は、たとえば、図８（Ａ）に示すように、車両の走行速度の大きさの中央値において、車両の走行速度に応じた評価値が補正前の適正姿勢範囲の中央値ｓ５となるように、補正前の適正姿勢範囲に、車両の走行速度に応じた評価値のプロファイルを重畳する。また、補正機能は、たとえば、図８（Ａ）に示すように、車両が走行する道路幅の大きさの中央値において、車両が走行する道路幅に応じた評価値が補正前の適正姿勢範囲の中央値ｓ５となるように、補正前の適正姿勢範囲に、車両が走行する道路幅に応じた評価値のプロファイルを重畳する。そして、補正機能は、自車両の現在の走行速度と、自車両が現在走行している道路の幅とを走行環境検出機能から取得し、自車両の現在の走行速度に対応する一般的な運転姿勢の判定値と、自車両が現在走行している道路の幅に対応する一般的な運転姿勢の判定値とをそれぞれ算出する。そして、補正機能は、自車両の現在の走行速度に対応する判定値と、自車両が現在走行している道路の幅に対応する判定値のうち、補正前の適正姿勢範囲の中央値ｓ５から最も離れた判定値を最大シフト値ｓ６として求め、適正姿勢範囲の中央値が最大シフト値ｓ６となるように適正姿勢範囲をシフトさせることで、適正姿勢範囲の補正を行う。

たとえば、図８（Ａ）に示す例において、自車両の現在の走行速度がｐ３であり、自車両が現在走行する道路の幅がｐ２である場合に、補正機能は、自車両の現在の走行速度に対応する判定値と、自車両が現在走行する道路の幅に対応する判定値のうち、補正前の適正姿勢範囲の中央値ｓ５から最も離れた、自車両の現在の走行速度ｐ３に対応する判定値ｓ６を最大シフト値として算出する。そして、補正機能は、図８（Ｂ）に示すように、最大シフト値ｓ６が適正姿勢範囲の中央値となるように、適正姿勢範囲を判定値の大きい方向（後傾姿勢の方向）にシフトさせる。

また、図９に示すように、補正機能は、自車両の走行環境のうち、自車両周囲の運転視界に基づいて、適正姿勢範囲を補正することもできる。図９は、運転視界に基づく適正姿勢範囲の補正方法を説明するための図である。本実施形態では、図９（Ａ）に示すように、運転視界に応じた、一般的な運転姿勢の判定値のプロファイルが予め統計的に算出されて、記憶装置１３０に記憶されている。なお、運転視界に応じた判定値のプロファイルでは、夜間かつ雨天の場合の判定値を運転視界が一番悪い場合の判定値として算出しており、夜間かつ晴天の場合の判定値を運転視界が次に悪い場合の判定値として算出している。また、昼間かつ晴天の場合の判定値を運転視界が一番良い場合の判定値として算出しており、昼間かつ雨天の場合の判定値を運転視界が次に良い場合の判定値として算出している。

たとえば、図９（Ａ）に示すように、運転視界に応じた評価値のプロファイルでは、運転視界が悪い場合ほど、運転者の運転姿勢は前傾姿勢となる傾向があるため、前後方向における運転姿勢の判定値は一般的に小さくなる傾向にある。

本実施形態において、補正機能は、たとえば、図９（Ａ）に示すように、運転視界の大きさの中央値において、車両の走行速度に応じた評価値が補正前の適正姿勢範囲の中央値ｓ７となるように、補正前の適正姿勢範囲に、運転視界に応じた評価値のプロファイルを重畳する。そして、補正機能は、自車両周囲の現在の運転視界を走行環境検出機能から取得し、図９（Ａ）に示すように、自車両の現在の運転視界に対応する一般的な運動姿勢の判定値を算出する。そして、補正機能は、自車両の運転視界に対応する判定値を最大シフト値ｓ８として求め、適正姿勢範囲の中央値が最大シフト値ｓ８となるように適正姿勢範囲をシフトさせることで、適正姿勢範囲の補正を行う。

たとえば、図９（Ａ）に示す例において、自車両周囲の現在の運転視界がｐ４である場合に、補正機能は、自車両の現在の運転視界に対応する判定値ｓ８を最大シフト値として算出する。そして、補正機能は、図９（Ｂ）に示すように、最大シフト値ｓ８が適正姿勢範囲の中央値となるように、適正姿勢範囲を判定値の小さい方向（前傾姿勢の方向）にシフトさせる。

さらに、補正機能は、図１０に示すように、走行環境のうち、運転操作により運転者にかかる筋負荷に基づいて、適正姿勢範囲を補正することもできる。図１０は、運転操作により運転者にかかる筋負荷に基づく適正姿勢範囲の補正方法を説明するための図である。本実施形態では、図１０（Ａ）に示すように、ステアリング操作による運転者の筋負荷に応じた一般的な運転姿勢の判定値のプロファイルと、ペダル操作による運転者の筋負荷に応じた一般的な運転姿勢の判定値のプロファイルと、運転操作により運転者の体幹にかかる筋負荷に応じた一般的な運転姿勢の判定値のプロファイルとが予め統計的に算出されて、記憶装置１３０に記憶されている。

たとえば、図１０（Ａ）に示すように、ステアリング操作による運転者の筋負荷に応じた判定値のプロファイル、ペダル操作による運転者の筋負荷に応じた判定値のプロファイル、および、運転操作による運転者の体幹の筋負荷に応じた判定値のプロファイルとはともに、筋負荷が小さいほど運転者の運転姿勢は後傾姿勢となる傾向があるため、前後方向における運転姿勢の判定値は一般的に小さくなり、一方、筋負荷が高くなるほど、運転者の運転姿勢が前傾姿勢となる傾向があるため、前後方向における運転姿勢の判定値は一般的に大きくなる傾向にある。

本実施形態において、補正機能は、たとえば、図１０（Ａ）に示すように、筋負荷の大きさの中央値において、各筋負荷に応じた評価値が適正姿勢範囲の中央値ｓ９となるように、補正前の適正姿勢範囲に、各筋負荷に応じた評価値のプロファイルを重畳する。そして、補正機能は、走行環境検出機能から運転操作による運転者の現在の筋負荷を取得し、図１０（Ａ）に示すように、ステアリング操作による運転者の現在の筋負荷に応じた判定値と、ペダル操作による運転者の現在の筋負荷に応じた判定値と、運転操作による運転者の体幹の現在の筋負荷に応じた判定値とを算出する。そして、補正機能は、ステアリング操作による運転者の現在の筋負荷に応じた判定値と、ペダル操作による運転者の現在の筋負荷に応じた現在の判定値と、運転操作による運転者の体幹の現在の筋負荷に応じた判定値のうち、補正前の適正姿勢範囲の中央値ｓ９から最も離れた判定値を最大シフト値ｓ１０として求め、適正姿勢範囲の中央値が最大シフト値ｓ１０となるように適正姿勢範囲をシフトさせることで、適正姿勢範囲の補正を行う。

たとえば、図１０（Ａ）に示す例において、ステアリング操作による運転者の現在の筋負荷と、運転操作による運転者の体幹の現在の筋負荷とがｐ５であり、ペダル操作による運転者の現在の筋負荷がｐ６である場合に、補正機能は、ステアリング操作による運転者の現在の筋負荷に応じた判定値ｓ１０を最大シフト値として算出する。そして、補正機能は、図１０（Ｂ）に示すように、最大シフト値ｓ１０が適正姿勢範囲の中央値となるように、適正姿勢範囲を判定値の大きい方向（後傾姿勢の方向）にシフトさせる。

以上のように、補正機能は、適正姿勢範囲を補正することができる。なお、補正機能は、自車両の走行環境に基づいて、適正姿勢範囲を補正する場合には、上述した走行環境のうち、いずれか１つの走行環境のみに基づいて適正姿勢範囲を補正する構成としてもよいし、２以上の走行環境に基づいて適正姿勢範囲を補正する構成としてもよし、あるいは、全ての走行環境に基づいて適正姿勢範囲を補正する構成としてもよい。

制御装置１２０の運転姿勢表示機能は、運転姿勢検出機能により検出された運転者の運転姿勢と適正姿勢との関係を、ディスプレイ１４０に備える画面に表示する。ここで、図１１は、運転者の運転姿勢と適正姿勢との関係を表示する画面例を示す図である。運転姿勢表示機能は、運転姿勢検出機能により運転者の運転姿勢が「後傾」と判定された場合には、図１１（Ａ）に示すように、運転者の運転姿勢が後傾姿勢であることをディスプレイ１４０に表示させ、運転者の運転姿勢が「適正姿勢」と判定された場合には、図１１（Ｂ）に示すように、運転者の運転姿勢が適正姿勢であることをディスプレイ１４０に表示させ、運転者の運転姿勢が「前傾」と判定された場合には、図１１（Ｃ）に示すように、運転者の運転姿勢が前傾姿勢であることをディスプレイ１４０に表示させる。また、運転姿勢表示機能は、運転者の左右方向の運転姿勢と適正姿勢との関係をディスプレイ１４０に表示させることができる。

次に、図１２を参照して、本実施形態に係る運転支援処理を説明する。図１２は、本実施形態に係る運転支援処理を示すフローチャートである。なお、本実施形態に係る運転支援処理は、たとえば、イグニッションがオンとなった場合に、制御装置１２０により実行される。

まず、ステップＳ１０１では、運転姿勢検出機能により運転者の運転姿勢の判定値の算出が行われる。具体的には、運転姿勢検出機能は、体圧分布センサー１１０により検出された運転者の体圧分布に基づいて、運転者の臀部および背部の重心位置と、運転者の背部の荷重とを算出する。そして、運転姿勢検出機能は、たとえば、運転者の臀部の重心位置が前方に移動しているほど、運転者の運転姿勢は前傾姿勢であると判断し、運転者の運転姿勢の判定値を高く算出し、あるいは、運転者の背部が下方に移動しているほど、また、運転者の背部の荷重が小さいほど、運転者の運転姿勢は前傾姿勢であると判断し、運転者の運転姿勢の判定値を低く算出する。

ステップＳ１０２では、補正機能により、図６に示すように、運転者の運転姿勢を判定するための判定値の履歴情報が、記憶装置１３０に記憶されているか否かの判断が行われる。判定値の履歴情報が記憶装置１３０に記憶されている場合には、ステップＳ１０３に進み、一方、判定値の履歴情報が記憶装置１３０に記憶されていない場合には、ステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０３では、判定値の履歴情報が記憶されているため、補正機能により、図６に示すように、判定値の履歴情報に基づいて、適正姿勢範囲の補正が行われる。たとえば、補正機能は、図６に示すように、判定値の履歴情報に基づいて、運転者の運転姿勢の判定値の平均値を算出し、算出した平均値が補正前の適正姿勢範囲の中央値となるように、適正姿勢範囲をシフトさせることで、適正姿勢範囲を補正することができる。

一方、ステップＳ１０２おいて、判定値の履歴情報が記憶されていないと判定された場合には、ステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４では、補正機能により、自車両の車両特性の取得が行われ、ステップＳ１０５において、補正機能により、ステップＳ１０４で取得された自車両の車両特性に基づいて、適正姿勢範囲の補正が行われる。

たとえば、補正機能は、記憶装置１３０に記憶されている、アイポイント、ヒップポイント、および背もたれ部２３の傾き角度のそれぞれに応じた、一般的な運転姿勢の判定値のプロファイルに基づいて、自車両のアイポイント、自車両のヒップポイント、および現在の背もたれ部２３の傾き角度に対応する一般的な運転姿勢の判定値をそれぞれ算出し、図７（Ａ）に示すように、算出した３つの判定値のうち、補正前の適正姿勢範囲の中央値ｓ３から最も離れている判定値ｓ４を最大シフト値として算出する。そして、補正機能は、図７（Ｂ）に示すように、最大シフト値ｓ４が適正姿勢範囲の中央値となるように、適正姿勢範囲を判定値の小さい方向（前傾姿勢の方向）にシフトさせる。

ステップＳ１０６では、走行環境検出機能により、自車両の走行環境の検出が行われる。たとえば、本実施形態において、走行環境検出機能は、自車両の走行速度、自車両が走行する道路の幅、および自車両周囲の運転視界の状況を含む道路状況と、運転操作により運転者にかかる筋負荷の状態とを、自車両の走行環境として検出する。

ステップＳ１０７では、補正機能により、ステップＳ１０６で取得された自車両の走行環境に基づいて、ステップＳ１０３またはステップＳ１０５で補正された適正姿勢範囲の再補正が行われる。具体的には、補正機能は、上述したように、自車両の現在の走行環境に対応する一般的な運転姿勢の判定値を走行環境ごとに算出し、算出した判定値のうち、ステップＳ１０３またはステップＳ１０５で補正された適正姿勢範囲の中央値から最も離れた判定値を最大シフト値として算出し、最大シフト値が適正姿勢範囲の中央値となるように、適正姿勢範囲をシフトさせることで、適正姿勢範囲の補正を行う。

そして、ステップＳ１０８では、運転姿勢検出機能により、ステップＳ１０１で検出された運転者の運転姿勢の判定値と、ステップＳ１０７で補正された適正姿勢範囲とに基づいて、運転者の運転姿勢の検出が行われる。具体的には、運転姿勢検出機能は、図４に示すように、運転者の前後方向の運転姿勢の判定値と、補正後の前後方向の適正姿勢範囲とに基づいて、運転者の前後方向の運転姿勢を検出するとともに、図５に示すように、運転者の左右方向の運転姿勢の判定値と、補正後の左右方向の適正姿勢範囲とに基づいて、運転者の左右方向の運転姿勢を検出する。そして、運転者姿勢検出機能は、運転者の前後方向の運転姿勢の検出結果と、運転者の左右方向の運転姿勢の検出結果とに基づいて、運転者の運転姿勢が、図３に示す９つの運転姿勢のうち、いずれの運転姿勢に該当するかを判定することで、運転者の運転姿勢を検出する。

ステップＳ１０９では、運転姿勢検出機能により、ステップＳ１０１で検出された判定値の記憶が行われる。これにより、今回検出された判定値が、判定値の履歴情報として記憶装置１３０に記憶され、次回処理時に、運転者に固有の運転姿勢の傾向を推測するために用いられることとなる。

そして、ステップＳ１１０では、運転姿勢表示機能により、図１１に示すように、ステップＳ１０８で検出された運転者の運転姿勢と適正姿勢との関係が、ディスプレイ１４０に表示される。これにより、運転者に適正姿勢であるか否かを把握させることができ、運転者の運転姿勢が適正姿勢でない場合には、運転者に適正姿勢を取るように促すことができる。

ステップＳ１１１では、運転姿勢検出機能により、イグニッションがオフであるか否かの判定が行われる。イグニッションがオンである場合には、ステップＳ１０１に戻り、図１２に示す運転支援処理が繰り返し実行される。一方、イグニッションがオフである場合には、図１２に示す運転支援処理を終了する。

以上のように、本実施形態では、運転者の体圧分布から運転者の運転姿勢の判定値を算出し、運転者の運転者の判定値の履歴に基づいて、運転者の嗜好や癖などに応じた運転者の運転姿勢の傾向を推測し、運転者の運転姿勢の傾向に合わせて適正姿勢範囲を補正する。そして、補正した適正姿勢範囲を用いて、運転者の運転姿勢が適正姿勢であるか否かを判断することで、運転者の運転姿勢が適正姿勢であるか否かを、運転者の運転姿勢の嗜好や癖などを考慮して適切に判定することができる。その結果、運転者の運転姿勢が適正姿勢であるか否かを、運転者の嗜好・癖に合わせて、より細やかに判定することができる。

さらに、本実施形態では、自車両の走行環境に基づいて適正姿勢範囲をさらに補正することで、自車両の走行環境に適した適正姿勢範囲とすることができ、これにより、運転者の運転姿勢が適正姿勢であるか否かを、運転者の運転姿勢の傾向と、自車両の走行環境とを考慮してより適切に判定することができる。

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

たとえば、上述した実施形態では、判定値の履歴情報が記憶されていない場合に、自車両の車両特性に基づいて適正姿勢範囲を補正する構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、判定値の履歴情報に基づいて適正姿勢範囲を補正した後に、自車両の車両特性に基づいて適正姿勢範囲を再補正する構成としてもよい。これにより、運転者の運転姿勢が適正姿勢であるか否かを、運転者の運転姿勢の傾向と、自車両の車両特性とを考慮してより適切に判定することができる。

また、上述した実施形態では、適正姿勢範囲をシフトさせることで、適正姿勢範囲を補正する構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、適正姿勢範囲の大きさを変更することで、適正姿勢範囲の補正を行う構成とすることができる。

さらに、上述した実施形態では、判定値の履歴情報に基づいて適正姿勢範囲を補正する際に、判定値の平均値を算出し、算出した平均値が適正姿勢範囲の中央値となるように、適正姿勢範囲をシフトさせることで、適正姿勢範囲を補正する構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、判定値の履歴情報に基づいて、判定値の標準偏差を求め、判定値の標準偏差の範囲を、適正姿勢範囲とすることで、適正姿勢範囲を補正する構成としてもよい。

加えて、上述した実施形態では、運転者の体圧分布に基づいて運転者の運転姿勢の判定値を算出し、算出した運転者の運転姿勢の判定値が適正姿勢範囲にあるか否かを判定することで、運転者の運転姿勢が適正姿勢であるか否かを判定する構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、運転者の体圧分布に基づいて運転者の臀部および背部の重心位置を算出し、算出した運転者の臀部および背部の重心位置が、運転者の臀部および背部に対応する適正姿勢範囲にあるか否かを判定することで、運転者の運転姿勢が適正姿勢であるか否かを判定する構成としてもよい。

また、上述した実施形態では、車両の走行速度、車両が走行している道路幅に基づいて、適正姿勢範囲を補正する構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、車両が走行する道路種別に基づいて、適正姿勢範囲を補正する構成としてもよい。

さらに、上述した実施形態では、体圧センサー１１０により検出した運転者の体圧分布に基づいて、運転者の運転姿勢を検出する構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、カメラで撮像した運転者の運転姿勢の画像信号に基づいて、運転者の運転姿勢を検出する構成としてもよい。

また、本実施形態では、ディスプレイ１４０を備え、図１１に示すように、運転者の運転姿勢と適正姿勢との関係を、ディスプレイ１４０の画面に表示する構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、運転者の運転姿勢と適正姿勢との関係を、スピーカーにより音声で出力する構成としてもよい。

なお、上述した実施形態の体圧分布センサー１１０は本発明の検出手段に、制御装置１２０は本発明の算出手段、補正手段、判定手段、および車両特性取得手段に、記憶装置１３０は本発明の記憶手段に、それぞれ対応する。

１００…運転支援装置
１１０…体圧分布センサー
１２０…制御装置
１３０…記憶装置
１４０…ディスプレイ

Claims (6)

1. 運転者の運転姿勢に応じた前記運転者の身体信号を検出する身体信号検出手段と、
   前記運転者の身体信号に基づいて、前記運転者の運転姿勢を判定するための判定値を算出する算出手段と、
   前記算出手段により算出された判定値を時系列に沿って記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶された前記判定値の履歴情報の平均値を算出することで、前記運転者に固有の運転姿勢の傾向を推測し、推測した前記運転者に固有の運転姿勢の傾向に基づいて、前記平均値が、前記運転者の運転姿勢が適正姿勢であるか否かを判定するための適正姿勢範囲の中央値となるように、前記適正姿勢範囲をシフトさせて、前記適正姿勢範囲を補正する補正手段と、
   前記算出手段により算出された前記判定値が、前記補正手段により補正された前記適正姿勢範囲に含まれるか否かを判定することで、前記運転者の運転姿勢が適正姿勢であるか否かを判定する判定手段と、を備えることを特徴とする運転支援装置。
2. 請求項１に記載の運転支援装置であって、
   自車両の走行環境を検出する走行環境検出手段をさらに備え、
   前記補正手段は、前記判定値の履歴情報に基づく補正とともに、前記自車両の走行環境に基づいて、前記適正姿勢範囲を補正することを特徴とする運転支援装置。
3. 請求項２に記載の運転支援装置であって、
   前記自車両の走行環境は、自車両の走行速度、自車両が走行する道路の幅、自車両周囲の運転視界の状況、および自車両が走行する道路の種別のうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする運転支援装置。
4. 請求項２または３に記載の運転支援装置であって、
   前記自車両の走行環境は、運転操作による前記運転者の筋負荷の状態を含むことを特徴とする運転支援装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の運転支援装置であって、
   自車両の車両特性を取得する車両特性取得手段をさらに備え、
   前記補正手段は、前記判定値の履歴情報に基づく補正とともに、前記自車両の車両特性に基づいて、前記適正姿勢範囲を補正することを特徴とする運転支援装置。
6. 運転者の運転姿勢に応じた前記運転者の身体信号を検出し、前記運転者の身体信号に基づく判定値が所定の適正姿勢範囲にあるか否かを判定することで、前記運転者の運転姿勢が適正姿勢であるか否かを判定する運転支援方法において、
   前記判定値の履歴情報の平均値を算出することで、前記運転者の運転姿勢の傾向を推測し、推測した前記運転者の運転姿勢の傾向に基づいて、前記平均値が、前記適正姿勢範囲の中央値となるように、前記適正姿勢範囲をシフトさせて、前記適正姿勢範囲を補正することを特徴とする運転支援方法。

Images