JP6199715B2 - 精神負担評価装置、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、乗員が感じる精神負担を評価する精神負担評価装置、及びプログラムに関する。

従来、利用者をモニタリングすることで取得した生体情報に基づいて、利用者の活動状態を推定する装置が知られている（特許文献１参照）。
この特許文献１に記載された装置では、循環器センサ、呼吸器状態センサ、眼状態センサ、体温計、発汗センサで検知した結果を生体情報として取得する。そして、特許文献１に記載された装置では、その取得した生体情報に基づいて、利用者の体調、覚醒状態、緊張状態（精神負担）、疲労状態などを、利用者の活動状態として推定している。

特開２０１１−１３８５３０号公報

ところで、自動車においては、車載情報機器（例えば、ナビゲーション装置）が設けられている。この車載情報機器は、自動車の運転を支援することを目的として自動車に搭載される。

自動車を運転中の運転者にとって、車載情報機器を操作することは精神負担となる可能性があるため、自動車の運転者が感じる精神負担に応じて、自動車の運転中に操作可能な車載情報機器の範囲を規定することなどが好ましい。

これを実現するためには、車載情報機器を操作することによって、自動車を運転中の運転者が感じる精神負担を推定する必要がある。
そして、自動車の運転者が感じる精神負担を推定する装置として、特許文献１に記載された装置を自動車に搭載することが考えられる。

しかしながら、特許文献１に記載された装置を自動車に搭載した場合、当該装置が推定する精神負担の評価結果には、自動車を運転すること自体に起因して運転者が感じる精神負担も含んでしまうという課題があった。つまり、特許文献１に記載された装置を自動車に搭載した場合、車載情報機器を操作することだけに起因した精神負担を推定することは困難であるという課題があった。

そこで、本発明は、車載情報機器を操作することに起因した精神負担を推定可能とすることを目的とする。

上記目的を達成するためになされた本発明は、移動体に搭載され、乗員が受ける精神負担を評価する精神負担評価装置（２０）に関する。
本発明の精神負担評価装置は、生体情報取得手段（２０，Ｓ３１０〜Ｓ３４０）と、記憶制御手段（Ｓ３５０，Ｓ３６０）と、操作期間特定手段（２０，Ｓ１１０〜Ｓ２１０）と、情報抽出手段（２０，Ｓ３７０）と、評価手段（２０，Ｓ３８０〜Ｓ４００）とを備えている。

このうち、生体情報取得手段は、乗員の生体情報を繰り返し取得する。記憶制御手段は、生体情報取得手段で生体情報を取得するごとに、その取得した生体情報を、取得した時刻と対応付けて記憶装置に記憶する。そして、操作期間特定手段が、車載情報機器（４２）を乗員が操作している期間を表す操作期間を特定する。

さらに、情報抽出手段が、記憶装置に記憶された生体情報の中から、操作期間特定手段で特定された操作期間に対応する時刻と対応付けられた生体情報である特定生体情報を抽出する。そして、評価手段が、情報抽出手段で抽出された特定生体情報に基づいて、車載情報機器を操作することによって乗員が受ける精神負担を評価する。

このような精神負担評価装置にて抽出する特定生体情報は、操作期間に乗員から計測した生体情報である。そして、本発明の精神負担評価装置では、特定生体情報に基づいて、乗員が受ける精神負担を評価しているため、その評価結果を、運転中の乗員が車載情報機器を操作することに起因して受ける精神負担とすることができる。

つまり、本発明の精神負担評価装置によれば、運転中の乗員が車載情報機器を操作することだけに起因して受ける精神負担を評価できる。
なお、本発明における評価対象は、精神負担を受けているか否かという択一的な判定結果であっても良いし、定量的な精神負担の量（ストレス量）であっても良い。

特に、後者であれば、評価結果としての精神負担の量に応じて、自動車の運転支援制御における制御内容や車載情報機器に対する操作の許可を、自動車の走行がより安全となる範囲内へと変更でき、この結果、自動車の安全な走行を実現できる。

ところで、人は精神負担を感じると、呼吸が乱れたり、皮膚電気活動が増加したりする。
このため、本発明における生体情報として、呼吸指標や皮膚電気活動指標を用いても良い。

本発明において、生体情報として、呼吸指標や皮膚電気活動指標を用いれば、乗員が受ける精神負担をより確実に評価できる。
なお、ここで言う呼吸指標は、呼吸に関する情報であり、例えば、呼吸数、呼吸速度などを含む。また、ここで言う皮膚電気活動指標は、乗員の皮膚電気活動に関する情報であり、例えば、皮膚コンダクタンスレベルや、皮膚コンダクタンス、皮膚電位水準などを含む。

なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として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ものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

また、本発明は、前述した精神負担評価装置の他、乗員が受ける精神負担を評価するためにコンピュータが実行するプログラム、精神負担評価方法等、種々の形態で実現することができる。

精神負担評価システムの概略構成を示すブロック図である。 車載情報装置の概略構成を示すブロック図である。 操作期間特定処理の処理手順を示すフローチャートである。 評価処理の処理手順を示すフローチャートである。 実施形態における評価結果を示すグラフである。 実施形態における評価結果を示すグラフである。

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
〈精神負担評価システムの構成〉
図１に示す精神負担評価システム１は、自動車に搭載されるものであり、自動車の運転者が感じる精神負担（即ち、ストレス）を評価するシステムである。

この精神負担評価システム１は、生体情報取得部６と、アンプ１２と、撮像装置１４と、音声入力部１６と、計時装置１８と、精神負担評価装置２０とを備えている。
このうち、生体情報取得部６は、呼吸検出センサ８と、皮膚コンダクタンス検出センサ１０とを備えている。

呼吸検出センサ８は、呼吸データを取得する周知のセンサである。ここで言う呼吸データは、呼吸の状態を表す指標であり、例えば、運転者の体温の推移や、運転者の胸郭または腹の変動量の推移を含む。また、ここで言う呼吸は、胸式呼吸であっても良いし、腹式呼吸であっても良い。

本実施形態における呼吸検出センサ８は、例えば、サーモグラフィーを備え、呼吸に伴う体温の推移を呼吸データとして検出する装置でも良い。また、本実施形態における呼吸検出センサ８は、探査波を照射しその反射波を受信した結果に従って、胸郭または腹の変動量の推移を呼吸データとして検出するセンサでも良い。すなわち、呼吸検出センサ８は、呼吸データを取得可能なセンサであれば、どのようなものでも良いが、運転者に非接触で呼吸データを取得可能なセンサであることが好ましい。

皮膚コンダクタンス検出センサ１０は、皮膚コンダクタンスデータを取得する周知のセンサである。ここで言う皮膚コンダクタンスデータは、皮膚電気活動の状態を表す指標であり、例えば、電気信号の推移である。

本実施形態における皮膚コンダクタンス検出センサ１０は、例えば、自動車のステアリングホールに埋設された一対の電極を備えた周知のセンサである。この皮膚コンダクタンス検出センサ１０は、その一対の電極で計測した電気抵抗の推移を皮膚コンダクタンスデータとして検出しても良いし、その一対の電極間における電位差を皮膚コンダクタンスデータとして検出しても良い。

なお、このような皮膚コンダクタンス検出センサ１０においては、一対の電極は、ステアリングホイールにおいて運転者が把持する位置に埋設されていることが好ましい。
アンプ１２は、入力信号を増幅して出力する周知のアンプである。このアンプ１２は、呼吸検出センサ８及び皮膚コンダクタンス検出センサ１０からの信号を増幅する。なお、呼吸検出センサ８及び皮膚コンダクタンス検出センサ１０からアンプ１２への信号の入力、及びアンプ１２から精神負担評価装置２０への信号の入力は、有線の通信線を介して行われても良いし、無線によって行われても良い。

撮像装置１４は、画像を撮像する周知の装置である。この撮像装置１４は、少なくとも、車室内に配置された車載情報機器４２（詳しくは後述）を運転者が操作する様子が撮像されるように、車室内に配置されている。

音声入力部１６は、音を電気信号に変換して精神負担評価装置２０に入力する装置（いわゆるマイクロホン）である。
計時装置１８は、時刻を計測する周知の装置である。
〈接続装置の構成〉
精神負担評価システム１には、音声出力装置４０と、車載情報機器４２と、無線装置５０とが接続されている。

音声出力装置４０は、精神負担評価装置２０からの制御指令に従って音声を出力する周知の装置（いわゆるスピーカ）である。
車載情報機器４２は、少なくとも、目的地までの経路を案内するナビゲーション機能を実現する周知の装置である。本実施形態における車載情報機器４２は、運転者が上肢にて操作可能ように、自動車のダッシュボード上やダッシュボードの外表面に埋設して配置されている。

この車載情報機器４２は、図２に示すように、画像出力装置７０と、操作装置７１と、第１通信インターフェイス７２と、第２通信インターフェイス７３と、ラジオ受信装置７４と、現在位置検出装置７５と、地図情報記憶装置７６とを備えている。

このうち、画像出力装置７０は、各種画像を表示する周知の表示装置（いわゆる液晶ディスプレイなど）である。
操作装置７１は、情報の入力を受け付ける機構であり、操作パネル７１０と操作具７１１とを有している。操作パネル７１０は、画像出力装置７０と一体に形成された周知のタッチパネルである。操作具７１１は、画像出力装置７０の周囲に配置されたボタンである。

第１通信インターフェイス７２は、精神負担評価装置２０や車載制御装置との間で情報通信を実行する。ここで言う車載制御装置とは、自動車に搭載された車載機器を制御する制御装置であって、精神負担評価装置２０とは異なる車載機器（例えば、クルーズコントロールシステムやカーエアコンなど）を制御する制御装置である。

第２通信インターフェイス７３は、携帯情報端末との間で通信を実行する。ラジオ受信装置７４は、ラジオ放送局からの電波を受信する。
現在位置検出装置７５は、自車両の現在位置及び進行方向の方位を検出する周知の装置である。この現在位置検出装置７５には、ＧＰＳ衛星からの信号を受信するＧＰＳ受信機と、ジャイロセンサと、地磁気センサとが少なくとも接続されている。そして、現在位置検出装置７５は、ＧＰＳ受信機と、ジャイロセンサと、地磁気センサからの信号に従って、現在位置及び進行方向の方位を検出する。

地図情報記憶装置７６は、書き換え可能な不揮発性の記憶装置であり、例えば、ハードディスクドライブや、フラッシュメモリによって構成されている。この地図情報記憶部７６には、少なくとも、地図データが記憶されている。地図データは、ノードデータ、リンクデータ、コストデータ、道路データ、地形データ、マークデータ、交差点データ、施設のデータ、案内用の音声データ、音声認識データ等の各種データを備えている。

このような車載情報機器４２は、ナビゲーション機能を構成する機能の一部として、電話番号による目的地検索機能や、地図スクロール機能を備えている。さらに、車載情報機器４２は、ナビゲーション機能とは別の機能として、ラジオ選局機能やカーエアコン制御機能、オーディオ機能を備えている。

ここで言う電話番号による目的地検索機能とは、操作パネル７１０に表示されたテンキーボタンを介して入力された電話番号に従って、目的地を検索する周知の機能である。なお、入力された電話番号に関する情報は、経路探索時の目的地探索のための情報として利用される他、車載情報機器４２や車載情報機器４２に接続された携帯電話を介して電話をかける際の相手先の電話番号を特定する情報として利用される。

地図スクロール機能は、目的地までの経路を案内することを目的として、地図情報記憶装置７６に記憶された地図画像の一部が画像出力装置７０上に表示されている場合に、操作装置７１を介した操作に従って地図画像をスクロールさせる周知の機能である。

ラジオ選局機能とは、操作装置７１を介して受け付けた操作に従って、受信するラジオ電波の周波数を選局する機能であり、この機能によって選局された周波数の電波を受信して、受信した電波に対応する音声が音声出力装置４０を介して出力される。

無線装置５０は、データセンタ５２との間で無線による情報通信を実行する装置である。そのデータセンタ５２は、ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＣＰＵ，記憶装置を少なくとも有した周知のコンピュータを中心に構成され、さらに、無線装置５０と間で無線による情報通信を実行する無線通信装置を備えている。このデータセンタ５２には、詳しくは後述する評価基準が格納される。

〈精神負担評価装置〉
精神負担評価装置２０は、ＲＯＭ２２と、ＲＡＭ２４と、ＣＰＵ２６とを少なくとも有した周知のコンピュータを中心に構成された電子制御装置である。

このうち、ＲＯＭ２２は、電源が切断されても記憶内容を保持する必要がある処理プログラムやデータを格納する。ＲＡＭ２４は、処理プログラムやデータを一時的に格納する。ＣＰＵ２６は、ＲＯＭ２２やＲＡＭ２４に記憶された処理プログラムに従って各種処理を実行する。

ＲＯＭ２２には、呼吸検出センサ８にて検出した呼吸データ、及び皮膚コンダクタンス検出センサ１０にて検出した皮膚コンダクタンスデータに基づいて、精神負担評価装置２０が評価処理を実行するための処理プログラムが格納されている。評価処理とは、車載情報機器４２を操作することにより運転者が感じる精神負担を評価する処理である。

さらに、ＲＯＭ２２には、評価処理を実行する精神負担評価装置２０が参照する評価基準が格納されている。ここで言う評価基準とは、車載情報装置を操作することにより運転者が精神負担を感じている状態での評価指標として規定されたものである。この評価基準は、予め実験によって算出された固定値であっても良いし、他の自動車に搭載された精神負担評価システム１で導出された評価指標に基づいて、順次更新されても良い。

後者の場合、評価基準は、データセンタ５２にて導出されて更新されることが好ましい。この場合、精神負担評価装置２０は、規定間隔ごとに、無線装置５０を介してデータセンタ５２から評価基準を受信して評価基準を更新しても良い。

なお、評価指標とは、車載情報機器４２を操作することにより運転者が感じる精神負担を評価するための指標である。この評価指標は、呼吸検出センサ８にて検出した呼吸データ、及び皮膚コンダクタンス検出センサ１０にて検出した皮膚コンダクタンスデータを数値処理することで求められる。

また、ＲＯＭ２２には、操作情報や音声入力部１６を介して入力された音声に基づいて、精神負担評価装置２０が操作期間特定処理を実行するための処理プログラムが格納されている。操作期間特定処理とは、車載情報機器４２を運転者が操作している期間を表す操作期間を特定する処理である。
〈操作期間特定処理〉
次に、操作期間特定処理について説明する。

この操作期間特定処理は、イグニッションスイッチがオンされると起動される処理であり、起動されると、イグニッションスイッチがオフされるまでの期間中、精神負担評価装置２０が繰り返し実行する。

この操作期間特定処理は、起動されると、図３に示すように、まず、車載情報機器４２に対する操作内容を表す操作情報を取得する（Ｓ１１０）。このＳ１１０にて取得する操作情報とは、車載情報機器４２からの信号であっても良いし、撮像装置１４にて撮像した画像を画像解析した結果であっても良い。

ここで言う画像解析とは、運転者が車載情報機器４２を操作している状況及び操作の内容を認識する周知の処理である。ここで言う画像解析には、例えば、周知のテンプレートマッチングにより運転者の手を認識し、その認識した手の位置に従って、車載情報機器４２に対する操作内容を認識することを含む。

続いて、Ｓ１１０にて取得した操作情報に基づいて、車載情報機器４２における一つの機能を実現することを目的とした操作が開始された直後であるか否かを判定する（Ｓ１２０）。このＳ１２０では、機能受付開始ボタンが押下されたことを、操作情報が表していれば、操作が開始された直後であるものと判定すれば良い。ここで言う機能受付開始ボタンとは、車載情報機器４２における一つの機能の実現に必要な情報の受け付けを開始するために操作パネル７１０に表示されるボタンである。この機能受付開始ボタンは、例えば、車載情報機器４２におけるナビゲーション機能を実現する場合であれば、目的地の設定の受付を開始する目的地設定開始ボタンである。

そして、Ｓ１２０での判定の結果、車載情報機器４２における操作が開始された直後であれば（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、現在の時刻を操作開始時刻として計時装置１８から取得して、ＲＡＭ２４に記憶する（Ｓ１３０）。その後、Ｓ１６０へと移行する。

一方、Ｓ１２０での判定の結果、車載情報機器４２における操作が開始された直後でなければ（Ｓ１２０：ＮＯ）、Ｓ１４０へと移行する。そのＳ１４０では、Ｓ１１０にて取得した操作情報に基づいて、車載情報機器４２における一つの機能の実現を目的とした操作が終了した直後であるか否かを判定する（Ｓ１４０）。このＳ１４０では、機能開始ボタンが押下されたことを操作情報が表していれば、操作が終了した直後であるものと判定すれば良い。ここで言う機能開始ボタンとは、車載情報機器４２における一つの機能の実現を目的とした情報の受け付けを終了し、当該機能の実現を開始するために操作パネル７１０に表示されるボタンである。この機能開始ボタンは、例えば、ナビゲーション機能を実現する場合であれば、目的地までのナビゲーション（経路案内）を開始する案内開始ボタンである。

このＳ１４０での判定の結果、車載情報機器４２における操作が終了した直後であれば（Ｓ１４０：ＹＥＳ）、現在の時刻を操作終了時刻として計時装置１８から取得して、ＲＡＭ２４に記憶する（Ｓ１５０）。その後、Ｓ１６０へと移行する。

一方、Ｓ１４０での判定の結果、車載情報機器４２における操作が終了した直後でなければ（Ｓ１４０：ＮＯ）、Ｓ１５０を実行することなく、Ｓ１６０へと移行する。すなわち、Ｓ１１０で取得した操作情報によって表される操作内容が、操作を開始する前であることを表している場合や、操作を終了し機能を実現中であることを表している場合には、操作開始時刻及び操作終了時刻を取得することなく、Ｓ１６０へと移行する。また、操作情報によって表される操作内容が、機能を実現するための操作を実施中であることを表している場合には、操作が終了されるまで操作期間特定処理が繰り返される。

そして、Ｓ１６０では、音声入力部１６を介して音声信号を取得する。続いて、Ｓ１６０にて取得した音声信号に基づいて、運転者が発声を開始した直後であるか否かを判定する（Ｓ１７０）。本実施形態のＳ１７０では、例えば、音声信号の信号レベルが予め規定された閾値未満から閾値以上へと切り替わると、運転者が発声を開始した直後であるものと判定すれば良い。

このＳ１７０での判定の結果、運転者が発声を開始した直後であれば（Ｓ１７０：ＹＥＳ）、現在の時刻を発声開始時刻として計時装置１８から取得して、ＲＡＭ２４に記憶する（Ｓ１８０）。その後、Ｓ２１０へと移行する。

一方、Ｓ１７０での判定の結果、運転者が発声を開始した直後でなければ（Ｓ１７０：ＮＯ）、Ｓ１９０へと移行する。そのＳ１９０では、運転者が発声を終了した直後であるか否かを判定する。本実施形態のＳ１９０では、例えば、音声信号の信号レベルが予め規定された閾値以上から閾値未満へと切り替わると、運転者が発声を終了した直後であるものと判定すれば良い。

そして、Ｓ１９０での判定の結果、運転者が発声を終了した直後であれば（Ｓ１９０：ＹＥＳ）、現在の時刻を発声終了時刻として計時装置１８から取得して、ＲＡＭ２４に記憶する（Ｓ２００）。その後、Ｓ２１０へと移行する。

一方、Ｓ１９０での判定の結果、運転者が発声を終了した直後でなければ（Ｓ１９０：ＮＯ）、Ｓ２００を実行することなく、Ｓ２１０へと移行する。すなわち、Ｓ１６０で取得した音声データによって表される状況が、発話を開始する前や発話を終了した後であることを表している場合には、発声開始時刻及び発声終了時刻を取得することなく、Ｓ２１０へと移行する。また、音声データによって表される状況が、発話を継続中であることを表している場合には、発声が終了するまで操作期間特定処理が繰り返される。

そして、Ｓ２１０では、操作期間を特定する。このＳ２１０においては、ＲＡＭ２４に記憶された一対の操作開始時刻から操作終了時刻までの期間を操作期間として特定する。さらに、Ｓ２１０においては、その特定した操作期間の中に、発声開始時刻及び発声終了時刻のうちの少なくとも一方が含まれていれば、その一対の発声開始時刻から発声終了時刻終了までの期間（即ち、発話期間）を特定する。そして、その特定した発話期間を、先に特定した操作期間から除外した期間を、新たな操作期間として特定する。

そして、操作期間特定処理は、イグニッションスイッチがオフされるまでの期間中、繰り返し実行され、イグニッションスイッチがオフされると終了する。
つまり、本実施形態の操作期間特定処理では、車載情報機器４２における特定の機能を実現するための一連の操作を開始した操作開始時刻を取得する。さらに、操作期間特定処理では、操作開始時刻に操作が開始された車載情報機器４２における特定の機能を実現するための一連の操作を終了した操作終了時刻を取得する。そして、操作期間特定処理では、取得した操作開始時刻から操作終了時刻までの期間を操作期間として特定する。

さらに、操作期間特定処理では、乗員が発話を開始した時刻から発話を終了した時刻までの期間を表す発話期間を特定し、その特定した発話期間が操作期間に含まれている場合、操作期間から発話期間を除外した期間を、新たな操作期間として特定する。
〈評価処理〉
次に、精神負担評価装置２０が実行する評価処理について説明する。

この評価処理は、イグニッションスイッチがオンされると起動される処理であり、起動されると、イグニッションスイッチがオフされるまでの期間中、繰り返し実行される。
この評価処理は、起動されると、図４に示すように、まず、呼吸検出センサ８から呼吸データを取得する（Ｓ３１０）。続いて、皮膚コンダクタンス検出センサ１０から皮膚コンダクタンスデータを取得する（Ｓ３２０）。

そして、Ｓ３１０にて取得した呼吸データに基づいて、単位時間当たりに運転者が呼吸をした回数（以下、単に「呼吸数」と称す、特許請求の範囲における呼吸指標の一例）を導出する（Ｓ３３０）。本実施形態における呼吸数の導出方法は、周知の方法を用いれば良い。このため、ここでの詳しい説明は省略するが、例えば、呼吸データとして表される運転者の体温の推移や、運転者の胸郭または腹の変動量の推移（波形）における単位時間当たりの山の数や谷の数を呼吸数として導出することが考えられる。

続いて、Ｓ３２０にて取得した皮膚コンダクタンスデータに基づいて、皮膚コンダクタンスレベル（Ｓｋｉｎ Ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ Ｌｅｖｅｌ（ＳＣＬ）、特許請求の範囲における皮膚電気活動指標の一例）を導出する（Ｓ３４０）。本実施形態におけるＳＣＬの導出方法は、周知の方法を用いれば良い。このため、ここでの詳しい説明は省略するが、例えば、予め用意したローパスフィタルを通過した、皮膚コンダクタンスデータの信号レベルをＳＣＬとして導出することが考えられる。

さらに、現在の時刻を計時装置１８から取得する（Ｓ３５０）。そして、Ｓ３３０にて算出した呼吸数と、Ｓ３４０にて算出したＳＣＬと、Ｓ３５０にて取得した現在の時刻とを対応付けて、ＲＡＭ２４に格納する（Ｓ３６０）。

続いて、ＲＡＭ２４に格納されている呼吸数及びＳＣＬの中で、操作期間特定処理にて特定された操作期間に対応する時刻と対応付けられた全ての呼吸数及びＳＣＬを取得する（Ｓ３７０）。また、このＳ３７０にて取得される呼吸数及びＳＣＬは、特許請求の範囲における特定生体情報の一例であり、以下では、それぞれ、期間内呼吸数、及び期間内ＳＣＬと称す。

そして、Ｓ３７０にて取得した期間内呼吸数の代表値、及び期間内ＳＣＬの代表値を算出する（Ｓ３８０）。この期間内呼吸数の代表値は、全ての期間内呼吸数を算術平均した結果でも良いし、全ての期間内呼吸数の中央値でも良い。また、期間内ＳＣＬの代表値は、全ての期間内ＳＣＬを算術平均した結果でも良いし、全ての期間内ＳＣＬの中央値でも良い。また、ここで言う代表値は、平均値や中央値に限るものではなく、期間内呼吸数及び期間内ＳＣＬそれぞれを代表する値であれば、その他の値であっても良い。

続いて、Ｓ３８０にて算出された期間内呼吸数の代表値、及び期間内ＳＣＬの代表値に基づいて、評価指標（特許請求の範囲における精神負担度の一例）を算出する（Ｓ３９０）。このＳ３９０では、例えば、期間内呼吸数の代表値と期間内ＳＣＬの代表値との和を、評価指標として算出する。

そして、評価処理では、Ｓ３９０にて導出した評価指標とＲＯＭ２２に格納されている評価基準とを比較照合する（Ｓ４００）。具体的には、Ｓ４００では、評価指標と評価基準との差分を導出し、その差分が大きいほど、強い精神負担を受けているものと評価する。つまり、Ｓ４００では、評価指標と評価基準との差分が規定値以上であれば、自動車の運転中に、車載情報機器４２を操作することに起因した精神負担を運転者が感じているものと評価する。

なお、本実施形態における評価は、精神負担レベルによって表される。この精神負担レベルは、評価指標と評価基準との差分に応じて３段階に設定されている。精神負担レベル１は、精神負担をほとんど受けていないことを意味する。精神負担レベル２は、自動車を運転することに注意が必要なレベルの精神負担を受けていることを意味する。精神負担レベル３は、自動車を運転することが危険なレベルの精神負担を受けていることを意味する。

そして、評価処理では、Ｓ４００での評価の結果、精神負担レベル２または精神負担レベル３であると評価された場合、ユーザ提示処理を実行する（Ｓ４１０）。
このユーザ提示処理では、例えば、評価の結果、精神負担レベル３であれば、車載情報機器４２の操作を全面的に禁止すると共に、その旨を音声出力装置４０から出力する。また、評価の結果、精神負担レベル２であれば、車載情報機器４２の操作のうち、運転中に行うと高い精神負担を受ける操作（以下、「高精神負担操作」と称す）を禁止すると共に、その旨を音声出力装置４０から出力する。

ここで言う高精神負担操作には、例えば、車載情報機器４２における電話番号による目的地検索機能を実現するために、車載情報機器４２が操作装置７１を介して各種情報の入力を受け付ける操作を含んでいても良い。また、高精神負担操作には、例えば、車載情報機器４２におけるラジオ選局機能を実現するために、車載情報機器４２が操作装置７１を介して各種情報の入力を受け付ける操作を含んでいても良い。

なお、Ｓ４００での評価の結果、精神負担レベル１である場合には、Ｓ４１０において、禁止されていた操作の実施を許可するように切り替えても良い。
そして、評価処理は、イグニッションスイッチがオフされるまでの期間中、繰り返し実行され、イグニッションスイッチがオフされると終了する。

本実施形態の評価処理では、操作期間内に対応する時刻と対応付けられた全ての呼吸数及びＳＣＬを取得し、期間内呼吸数の代表値、及び期間内ＳＣＬの代表値を算出する。そして、評価処理では、期間内呼吸数の代表値と期間内ＳＣＬの代表値との和を、評価指標として算出する。

さらに、本実施形態の評価処理では、評価指標と評価基準との差分が規定値以上であれば、自動車の運転中に、車載情報機器４２を操作することに起因した精神負担を乗員が感じているものと評価する。
〈実証実験〉
次に、発明者らが行った、本発明のメカニズムを実証するための実証実験、及びその実証実験の結果について説明する。

まず、実証実験では、複数の被験者（運転者）について、予め規定した実験内容の実験を実施した。この実証実験の実験内容は、自動車の運転者が２つの課題を同時に遂行することである。そして、２つの課題とは、自動車の運転に関する主課題、及び車載情報機器４２の操作に関する副課題である。

ここでの主課題は、運転者が車両を通常運転する際に保持する車間距離にて、一定速度で走行している先行車両に追従するように自車両を走行させることである。
一方、副課題は、操作無し課題（ｎｏｎ）、手の移動課題（ｈｎｄ）、地図スクロール課題（ｍａｐ）、ラジオ選局課題（ｒａｄ）、電話番号による目的地検索課題（ｔｅｌ）のそれぞれである。

操作無し課題（ｎｏｎ）とは、車載情報機器４２の操作を一切行わないというものである。手の移動課題（ｈｎｄ）とは、車載情報機器４２において規定されている特定の領域へと片方の手を移動させるものである。

地図スクロール課題（ｍａｐ）とは、画像出力装置７０に表示された指示内容に従って、画像出力装置７０に表示された地図をスクロールするものである。ラジオ選局課題（ｒａｄ）とは、画像出力装置７０に表示された指示内容に従って、受信するラジオ電波の周波数を選局するものである。電話番号による目的地検索課題（ｔｅｌ）とは、画像出力装置７０に表示された指示内容に従って入力した電話番号に対応する目的地を設定するものである。

なお、実証実験では、テストコースにて自動車を被験者が運転する際に、主課題と副課題のそれぞれとを実施した。そして、主課題と副課題のそれぞれとを実施している期間中、胸式呼吸による呼吸数、及び腹式呼吸による呼吸数を継続して計測した。さらに、それらの計測した胸式呼吸による呼吸数、及び腹式呼吸による呼吸数と、車載情報機器４２を操作することに起因した精神負担との関係を評価した。

また、実証実験では、主課題と副課題のそれぞれとを実施している期間中に、皮膚コンダクタンスレベル（ＳＣＬ）を継続して計測した。さらに、計測した皮膚コンダクタンスレベル（ＳＣＬ）と、車載情報機器４２を操作することに起因した精神負担との関係を評価した。

ナビ操作種類（即ち、課題）それぞれと、呼吸数との関係（即ち、評価結果）を、図５に示す。また、ナビ操作種類（即ち、課題）それぞれと、皮膚コンダクタンスレベル（ＳＣＬ）との関係（即ち、評価結果）を、図６に示す。

ただし、図５に示す胸式呼吸数ｚＲＲ＿ＲＨは、胸式呼吸の呼吸数の平均値であり、腹式呼吸数ｚＲＲ＿ＲＬは、腹式呼吸の呼吸数の平均値である。さらに、図５に示す胸式呼吸数ｚＲＲ＿ＲＨ、及び腹式呼吸数ｚＲＲ＿ＲＬは、被験者ごとに副課題間で標準化したものである。また、図６に示す皮膚コンダクタンスレベル（ＳＣＬ）は、平均値であり、さらに、被験者ごとに副課題間で標準化している。

そして、図５，図６に示す関係は、各副課題を要因とする一要因分析と、ボンフェローニ（Ｂｏｎｆｅｒｒｏｎｉ）の方法による多重比較の結果である。なお、図５中の十字記号†は、１０％水準で有意であることを表している。また、図５，図６中の記号＊は、５％水準で有意であることを、記号＊＊は、１％水準で有意であることを表している。

そして、図５に示すように、操作無し課題（即ち、主課題だけ）を実施した場合の呼吸数ｚＲＲ＿ＲＨ、及び呼吸数ｚＲＲ＿ＲＬに対して、ラジオ選局課題や、電話番号による目的地検索課題を実施した場合の呼吸数ｚＲＲ＿ＲＨ、及び呼吸数ｚＲＲ＿ＲＬが有意に大きくなっていると言える。

したがって、発明者らは、呼吸数ｚＲＲ＿ＲＨ及び呼吸数ｚＲＲ＿ＲＬが、車載情報機器４２を操作することに起因した精神負担に反応を示すという知見を得ることができた。
しかも、呼吸数ｚＲＲ＿ＲＨ及び呼吸数ｚＲＲ＿ＲＬは、副課題の難易度が高いほど大きくなり、副課題の難易度が高いほど、高い精神負担を運転者が受けていることがわかる。

また、図６に示すように、操作無し課題（即ち、主課題だけ）を実施した場合の皮膚コンダクタンスレベル（ＳＣＬ）に対して、ラジオ選局課題や、電話番号による目的地検索課題を実施した場合の皮膚コンダクタンスレベル（ＳＣＬ）が有意に大きくなっていると言える。

したがって、発明者らは、皮膚コンダクタンスレベル（ＳＣＬ）が、車載情報機器４２を操作することに起因した精神負担に反応を示すという知見を得ることができた。
しかも、皮膚コンダクタンスレベル（ＳＣＬ）は、副課題の難易度が高いほど大きくなり、副課題の難易度が高いほど、高い精神負担を運転者が受けていることがわかる。

なお、副課題の難易度は、ＨＭＩを介した車載情報機器４２の操作の回数が多いほど高くなる。つまり、課題の難易度は、高いものから順に、電話番号による目的地検索課題（ｔｅｌ）、ラジオ選局課題（ｒａｄ）、地図スクロール課題（ｍａｐ）、手の移動課題（ｈａｄ）、操作無し課題（ｎｏｎ）である。
［実施形態の効果］
以上説明したように、本実施形態の評価処理にて抽出する期間内呼吸数、及び期間内ＳＣＬは、操作期間に乗員から計測した情報である。そして、本実施形態の精神負担評価装置２０では、期間内呼吸数及び期間内ＳＣＬに基づいて、乗員が受ける精神負担を評価している。

このため、精神負担評価装置２０によれば、運転中の乗員が車載情報機器を操作することに起因して受ける精神負担を精度良く評価できる。
しかも、本発明の発明者らは、人が感じる精神負担が大きいほど、呼吸数が増加し、皮膚コンダクタンスレベルが増加するという知見を得た。

そして、本実施形態の評価処理では、上記の知見に基づき、精神負担度を導出するための生体情報として、呼吸数及び皮膚コンダクタンスレベル（ＳＣＬ）を用いている。
さらに、精神負担評価装置２０では、操作期間特定処理において、操作開始時刻から操作終了時刻までの期間を操作期間として求めている。しかも、人が発声すると呼吸が乱れることから、精神負担評価装置２０においては、操作期間から発声期間を除外している。

このため、精神負担評価装置２０においては、運転中の乗員が車載情報機器４２を操作することに起因した精神負担が表出する期間内呼吸数、及び期間内ＳＣＬを抽出することができる。

これらの結果、精神負担評価装置２０によれば、運転者が受ける精神負担をより確実に評価できる。
なお、精神負担評価装置２０では、運転者が受ける精神負担の大きさに応じて、車載情報機器４２に対する操作のうち、高精神負担操作の実施を禁止している。

このため、精神負担評価装置２０によれば、移動体の運転支援制御における制御内容を、運転者が受ける精神負担量に応じたより安全な制御内容へと変更でき、移動体の安全な走行を実現できる。
［その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。

例えば、上記実施形態の評価処理におけるＳ３９０では、期間内呼吸数の代表値と期間内ＳＣＬの代表値との和を評価指標として算出しているが、評価指標の算出方法は、これに限るものではない。評価処理のＳ３９０においては、期間内呼吸数の代表値と期間内ＳＣＬの代表値との積を評価指標として算出しても良い。

さらに、評価処理のＳ３９０においては、期間内呼吸数の代表値と期間内ＳＣＬの代表値とを重み付き演算した結果を評価指標として算出しても良い。ここで言う重み付き演算とは、重み付き加算や、重み付きの乗算を含む。

さらに言えば、評価指標は、期間内呼吸数の代表値そのものであっても良いし、期間内ＳＣＬの代表値そのものであっても良いし、操作期間内に取得したその他の生体情報であっても良い。

また、上記実施形態では、車載情報機器４２が精神負担評価装置２０に直接接続されていたが、車載情報機器４２の接続方法はこれに限るものではなく、例えば、周知の車載ネットワークを介して接続されていても良い。ここで言う車載ネットワークでは、例えば、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）プロトコルによる通信が実施されても良い。この場合、車載情報機器４２と精神負担評価装置２０との間における操作情報の通信は、ＣＡＮ通信装置を介して実施される。

ところで、上記実施形態では、評価指標を導出するために用いる呼吸指標として、単位時間当たりの呼吸数を用いていたが、本発明において、評価指標を導出するために用いる呼吸指標は、これに限るものではない。例えば、評価指標を導出するために用いる呼吸指標は、呼吸速度や呼吸の深さなどでも良い。すなわち、呼吸指標は、呼吸に関する情報であり、評価指標を導出するための指標の一つであれば、どのようなものでも良い。

また、上記実施形態では、評価指標を導出するために用いる皮膚電気活動指標として、皮膚コンダクタンスレベルを用いていたが、本発明において、評価指標を導出するために用いる皮膚電気活動指標は、これに限るものではない。例えば、評価指標を導出するために用いる皮膚電気活動指標は、皮膚コンダクタンスそのものでも良いし、皮膚電位水準でも良い。すなわち、皮膚電気活動指標は、皮膚電気活動に関する情報であり、評価指標を導出するための指標の一つであれば、どのようなものでも良い。

また、上記実施形態の精神負担評価装置２０では、精神負担を評価する対象人物を運転者としていたが、精神負担評価装置２０において、精神負担を評価する対象人物は、これに限るものではなく、例えば、自動車の乗員であれば、誰であっても良い。

また、上記実施形態の精神負担評価システム１は、自動車に搭載されていたが、精神負担評価システム１を搭載する対象は、自動車に限るものではなく、例えば、電車や、航空機、船舶などの移動体であっても良い。

なお、上記実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略した態様も本発明の実施形態である。また、上記実施形態と変形例とを適宜組み合わせて構成される態様も本発明の実施形態である。また、特許請求の範囲に記載した文言によって特定される発明の本質を逸脱しない限度において考え得るあらゆる態様も本発明の実施形態である。

１…精神負担評価システム ６…生体情報取得部 ８…呼吸検出センサ １０…皮膚コンダクタンス検出センサ １２…アンプ １４…撮像装置 １６…音声入力部 １８…計時装置 ２０…精神負担評価装置 ２２…ＲＯＭ ２４…ＲＡＭ ２６…ＣＰＵ ４０…音声出力装置 ４２…車載情報機器 ５０…無線装置 ５２…データセンタ ７０…画像出力装置 ７１…操作装置 ７２…第１通信インターフェイス ７３…第２通信インターフェイス ７４…ラジオ受信装置 ７５…現在位置検出装置 ７１０…操作パネル ７１１…操作具

Claims (8)

1. 移動体に搭載され、乗員が受ける精神負担を評価する精神負担評価装置（２０）であって、
   前記乗員の生体情報を繰り返し取得する生体情報取得手段（２０，Ｓ３１０〜Ｓ３４０）と、
   前記生体情報取得手段で生体情報を取得するごとに、その取得した生体情報を、取得した時刻と対応付けて記憶装置に記憶する記憶制御手段（２０，Ｓ３５０，Ｓ３６０）と、
   車載情報機器（４２）を乗員が操作している期間を表す操作期間を特定する操作期間特定手段（２０，Ｓ１１０〜Ｓ２１０）と、
   前記記憶装置に記憶された生体情報の中から、前記操作期間特定手段で特定された操作期間に対応する時刻と対応付けられた生体情報である特定生体情報を抽出する情報抽出手段（２０，Ｓ３７０）と、
   前記情報抽出手段で抽出された特定生体情報に基づいて、前記車載情報機器を操作することによって乗員が受ける精神負担を評価する評価手段（２０，Ｓ３８０〜Ｓ４００）とを備え、
   前記生体情報取得手段は、
   前記乗員の呼吸数、及び前記乗員の皮膚コンダクタンスレベルを前記生体情報として取得し、
   前記評価手段は、
   前記呼吸数と前記皮膚コンダクタンスレベルとを対応付けた精神負担度を導出し、その導出した精神負担度を、前記車載情報機器を操作することによって乗員が受けている精神的な負担の大きさを表す指標として予め規定された評価基準に照合した結果に基づいて、前記精神負担を評価することを特徴とする精神負担評価装置。
2. 前記生体情報取得手段は、
   前記乗員の呼吸に関する情報である呼吸指標を前記生体情報として取得する
   ことを特徴とする請求項１に記載の精神負担評価装置。
3. 前記生体情報取得手段は、
   前記乗員の皮膚電気活動に関する皮膚電気活動指標を前記生体情報として取得する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の精神負担評価装置。
4. 前記評価手段は、
   前記呼吸数と前記皮膚コンダクタンスレベルとの和を、前記精神負担度として導出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の精神負担評価装置。
5. 前記評価手段は、
   前記呼吸数と前記皮膚コンダクタンスレベルとの積を、前記精神負担度として導出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の精神負担評価装置。
6. 前記操作期間特定手段は、
   前記車載情報機器における特定の機能を実現するための一連の操作を開始した操作開始時刻を取得する開始時刻取得手段（２０，Ｓ１１０〜Ｓ１４０）と、
   前記開始時刻取得手段で取得した操作開始時刻に操作が開始された前記車載情報機器における特定の機能を実現するための一連の操作を終了した操作終了時刻を取得する終了時刻取得手段（２０，Ｓ１１０〜Ｓ１２０，Ｓ１５０，Ｓ１６０）と
   を備え、
   前記開始時刻取得手段で取得した操作開始時刻から、前記終了時刻取得手段で取得した操作終了時刻までの期間を、前記操作期間として特定する
   ことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の精神負担評価装置。
7. 前記乗員が発話を開始した時刻から発話を終了した時刻までの期間を表す発話期間を特定する発話期間特定手段（２０，Ｓ１６０〜Ｓ２１０）を備え、
   前記操作期間特定手段は、
   前記発話期間特定手段で特定した発話期間が前記操作期間に含まれている場合、前記操作期間から前記発話期間を除外した期間を、前記操作期間として新たに特定する
   ことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の精神負担評価装置。
8. 移動体に搭載されるコンピュータ（２０）が実行するプログラムであって、
   乗員の生体情報を繰り返し取得する生体情報取得手順（Ｓ３１０〜Ｓ３４０）と、
   前記生体情報取得手順で生体情報を取得するごとに、その取得した生体情報を、取得した時刻と対応付けて記憶装置に記憶する記憶制御手順（Ｓ３５０，Ｓ３６０）と、
   車載情報機器（４２）を乗員が操作している期間を表す操作期間を特定する操作期間特定手順（Ｓ１１０〜Ｓ２１０）と、
   前記記憶装置に記憶された生体情報の中から、前記操作期間特定手順で特定された操作期間に対応する時刻と対応付けられた生体情報である特定生体情報を抽出する情報抽出手順（Ｓ３７０）と、
   前記情報抽出手順で抽出された特定生体情報に基づいて、前記車載情報機器を操作することによって乗員が受ける精神負担を評価する評価手順（Ｓ３８０〜Ｓ４００）とを
   前記コンピュータに実行させ、
   前記生体情報取得手順は、
   前記乗員の呼吸数、及び前記乗員の皮膚コンダクタンスレベルを前記生体情報として取得し、
   前記評価手順は、
   前記呼吸数と前記皮膚コンダクタンスレベルとを対応付けた精神負担度を導出し、その導出した精神負担度を、前記車載情報機器を操作することによって乗員が受けている精神的な負担の大きさを表す指標として予め規定された評価基準に照合した結果に基づいて、前記精神負担を評価することを特徴とするプログラム。