JP6205902B2

JP6205902B2 - 漫然状態推定装置

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Publication number: JP6205902B2
Application number: JP2013136661A
Authority: JP
Inventors: 貴博内藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2017-10-04
Anticipated expiration: 2033-06-28
Also published as: JP2015011536A

Description

本発明は、漫然状態推定装置に関する。

従来、車両に標準的に搭載されているセンサ群の情報（車速、加速度、ステア角等）から、ドライバの漫然状態（強い眠気を感じる前の状態であって、注意力が低下した状態）を検出する技術が知られている（特許文献１、２参照）。

特許文献１記載の技術では、ステアの動きにおけるガウス分布から、漫然状態の程度を推定する。また、特許文献２記載の技術では、ファジィ推論により漫然状態の程度を推定する。

特表２００７−５１４４６７号公報特開平７−２９０９９０号公報

漫然状態の程度は、時間の経過とともに徐々に変化する傾向がある。すなわち、ある時点における漫然状態の程度は、過去の状態にも依存し、その時点におけるステアリングの動き方等には必ずしも対応しない場合がある。

特許文献１、２記載の技術は、ある時点におけるステアリングの動き方等のみから漫然状態の程度を推定しようとするものであるから、漫然状態を適切に推定できない場合がある。

本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、漫然状態の程度を適切に推定できる漫然状態推定装置を提供することを目的とする。

本発明の漫然状態推定装置は、車速、及びステア角から成る群から選択される１種以上の検出対象を検出する検出手段と、検出対象の所定期間内における統計値を繰り返し算出する統計値算出手段と、統計値算出手段が算出した統計値が、予め設定された漫然条件に該当するか否かを判断する判断手段と、判断手段の判断結果に応じて増減するパラメータを算出するパラメータ算出手段と、パラメータに基きドライバの漫然状態を推定する推定手段とを備えることを特徴とする。

本発明の漫然状態推定装置は、統計値を繰り返し算出し、その統計値が漫然条件に該当するか否かの判断結果に応じてパラメータを増減させる。このパラメータは、時間の経過とともに変化する、実際の漫然状態の程度を反映している。本発明の漫然状態推定装置は、実際の漫然状態の程度を反映しているパラメータに基き漫然状態の程度を推定するので、漫然状態の程度を適切に推定できる。

漫然状態推定装置１の構成を表すブロック図である。漫然状態推定装置１が実行する処理を表すフローチャートである。パラメータＰと漫然レベルＬとの対応関係を表す説明図である。４Ａは、ドライバにおける実際の漫然状態の程度を主観評価により評価した結果を表すグラフであり、４Ｂは、走行中における車速及びステア角の推移を表すグラフであり、４Ｃは、漫然条件に該当するか否かの判断結果を示すグラフであり、４Ｄは、漫然レベルＬの推移を表すグラフである。パラメータＰと漫然レベルＬとの対応関係を表す説明図である。

本発明の実施形態を図面に基き説明する。
＜第１の実施形態＞
１．漫然状態推定装置１の構成
漫然状態推定装置１の構成を図１に基き説明する。漫然状態推定装置１は、車両に搭載される車載装置である。漫然状態推定装置１は、入力部３、制御部５、メモリ６、及び出力部７を備える。

入力部３には、車両ネットワーク（ＣＡＮ）１００を介して、速度センサ１０１、ステア角センサ１０３、アクセルペダルセンサ１０５、ブレーキペダルセンサ１０７、ナビゲーションシステム１０９からの信号が入力される。

速度センサ１０１は、車両の速度（車速）を検出し、その検出信号を出力する。ステア角センサ１０３は、車両におけるステア角を検出し、その検出信号を出力する。アクセルペダルセンサ１０５は、車両におけるアクセルペダルの踏み込み量を検出し、その検出信号を出力する。ブレーキペダルセンサ１０７は、車両におけるブレーキペダルの踏み込み量を検出し、その検出信号を出力する。ナビゲーションシステム１０９は車両の位置の特定、入力された目的地へのルートの設定等を実行可能な周知の構成である。

制御部５は周知のコンピュータであり、入力部３に入力した信号等に基き、後述する処理を実行し、漫然レベルＬ(漫然状態の程度)を算出する。出力部７は、制御部５が算出した漫然レベルＬを漫然解消装置２０１に出力する。メモリ６は各種データを記憶する。

漫然解消装置２０１は、車両に搭載された周知の構成を有するコンピュータであり、漫然状態推定装置１から入力した漫然レベルＬに応じて、スピードメータ２０３、オーディオシステム２０５、エアコン２０７、及びディスプレイ２０９に対し、所定の処理を実行する。詳しくは後述する。

なお、車速、及びステア角は検出対象の一実施形態である。また、速度センサ１０１、及びステア角センサ１０３は検出手段の一実施形態である。また、制御部５は、統計値算出手段、判断手段、パラメータ算出手段、及び推定手段の一実施形態である。

２．漫然状態推定装置１が実行する処理
漫然状態推定装置１（特に制御部５）が実行する処理を説明する。
（１）車速及びステア角の記憶処理
漫然状態推定装置１は、速度センサ１０１を用いて、５００ｍｓｅｃごとに繰り返し、その時点での車速を検出する。検出した車速は、検出した時刻とともに、メモリ６に記憶する。メモリ６に記憶された車速は、記憶した時点から２０分間経過するまで保持され、２０分間が経過すると消去される。よって、メモリ６には、過去２０分間において、５００ｍｓｅｃごとに繰り返し検出された車速が順次記憶される。

また、漫然状態推定装置１は、ステア角センサ１０３を用いて、５００ｍｓｅｃごとに繰り返し、その時点でのステア角を検出する。検出したステア角は、検出した時刻とともに、メモリ６に記憶する。メモリ６に記憶されたステア角は、記憶した時点から２０分間経過するまで保持され、２０分間が経過すると消去される。よって、メモリ６には、過去２０分間において、５００ｍｓｅｃごとに繰り返し検出されたステア角が順次記憶される。

また、漫然状態推定装置１は、車速及びステア角の場合と同様に、アクセルペダルセンサ１０５及びブレーキペダルセンサ１０７を用いて、アクセルペダルの踏み込み量及びブレーキペダルの踏み込み量を検出し、メモリ６に記憶する。
（２）漫然レベルＬの算出処理
漫然状態推定装置１は、５００ｍｓｅｃごとに、図２のフローチャートで示す処理を繰り返し実行する。ステップ１では、メモリ６に記憶されている車速及びステア角についての統計値を算出する。この統計値とは、以下のＴ_１〜Ｔ_２０である。

Ｔ_１：過去１０秒間における車速の平均値
Ｔ_２：過去２．５分間における車速の平均値
Ｔ_３：過去５分間における車速の平均値
Ｔ_４：過去１０分間における車速の平均値
Ｔ_５：過去２０分間における車速の平均値
Ｔ_６：過去１０秒間における単位時間あたりの車速の変化率
Ｔ_７：過去２．５分間における単位時間あたりの車速の変化率
Ｔ_８：過去５分間における単位時間あたりの車速の変化率
Ｔ_９：過去１０分間における単位時間あたりの車速の変化率
Ｔ_１０：過去２０分間における単位時間あたりの車速の変化率
Ｔ_１１：過去１０秒間におけるステア角の平均値
Ｔ_１２：過去２．５分間におけるステア角の平均値
Ｔ_１３：過去５分間におけるステア角の平均値
Ｔ_１４：過去１０分間におけるステア角の平均値
Ｔ_１５：過去２０分間におけるステア角の平均値
Ｔ_１６：過去１０秒間における単位時間あたりのステア角の変化率
Ｔ_１７：過去２．５分間における単位時間あたりのステア角の変化率
Ｔ_１８：過去５分間における単位時間あたりのステア角の変化率
Ｔ_１９：過去１０分間における単位時間あたりのステア角の変化率
Ｔ_２０：過去２０分間における単位時間あたりのステア角の変化率
ここで、過去Ｘ秒間（分間）における車速（又はステア角）の単位時間あたりの変化率とは、以下の（式１）で定義される値である。

（式１）において、ｖ_ｉ+１とは、過去Ｘ秒間（分間）の期間において、（ｉ+１）番目に記憶された車速（又はステア角）の値でありｖ_ｉとは、過去Ｘ秒間（分間）の期間において、ｉ番目に記憶された車速（又はステア角）の値であり、Δｔは、車速（又はステア角）を記憶する周期であり、ｎは、過去Ｘ秒間（分間）の期間内に記憶されている車速（又はステア角）の個数である。

また、Ｔ_１〜Ｔ_２０における「過去Ｘ秒間（分間）」とは、本ステップ１を実行するタイミングからＸ秒間（分間）遡ったタイミングを始点とし、本ステップ１を実行するタイミングを終了点とする期間である。

ステップ２では、統計値Ｔ_１〜Ｔ_２０が、それぞれ、予め設定された数値範囲に属するか否かを判断する。上記の数値範囲は、統計値Ｔ_１〜Ｔ_２０のそれぞれについて、個別に設定されている。すなわち、統計値Ｔ_１用の数値範囲と、統計値Ｔ_２用の数値範囲と、統計値Ｔ_３用の数値範囲と・・・がそれぞれ個別に設定されている。

上記の数値範囲は、対応する統計値がその数値範囲内にあれば、漫然度の程度が増加しやすく、統計値がその数値範囲外であれば、漫然度の程度が減少しやすいという数値範囲である。

上記の数値範囲は、例えば、以下のようにして決めることができる。車両の走行中、ドライバ自らが、ドライバの漫然度の程度を、０〜５段階で主観評価する。ここで、「０」は漫然度の程度が最も低く、「５」は漫然度の程度が最も高いことを意味する。図４Ａに示すように、漫然度の主観評価は、定期的に繰り返し行う。

また、図４Ｂに示すように、車両の走行中、車速とステア角を継続的に測定し、その車速及びステア角から、統計値Ｔ_１〜Ｔ_２０を周期的に繰り返し算出する。
そして、ドライバによる漫然度の程度の主観評価の推移と、統計値Ｔ_１〜Ｔ_２０の算出結果とを対比することで、上述した数値範囲（統計値がその数値範囲内にあれば、漫然度の程度が増加しやすく、統計値がその数値範囲外であれば、漫然度の程度が減少しやすいという数値範囲）を決めることができる。

本ステップ２では、統計値Ｔ_１〜Ｔ_２０の全てが、対応する数値範囲に属する場合は、漫然条件に該当すると判断し、ステップ３に進む。一方、統計値Ｔ_１〜Ｔ_２０のうちの一つでも、対応する数値範囲に属さない場合は、漫然条件に該当しないと判断し、ステップ４に進む。

ステップ３では、所定のパラメータＰにΔＰを加算する。また、ステップ４では、パラメータＰからΔＰを減算する。なお、ΔＰは正の固定値である。パラメータＰは、前記ステップ２における判断結果に応じ、ステップ３、ステップ４にて増減するスカラー量である。本ステップ３の処理を最初に実行するときは、パラメータＰの初期値Ｐ_０を用いることができる。

なお、ΔＰを加算する処理は、パラメータＰを一方の方向に変化させることの一実施形態であり、ΔＰを減算する処理は、パラメータＰを前記一方とは反対方向に変化させることの一実施形態である。

ステップ５では、パラメータＰの値が負であるか否かを判断する。負の値である場合はステップ６に進み、パラメータＰの値を０とする。一方、パラメータＰの値が０以上である場合は、ステップ７に進み、パラメータＰがＰ_ｍａｘ以上であるか否かを判断する。ここで、Ｐ_ｍａｘは予め設定された正の固定値である。パラメータＰがＰ_ｍａｘ以上である場合はステップ８に進み、Ｐ_ｍａｘ未満である場合はステップ９に進む。

ステップ８では、パラメータＰの値を１とする。また、ステップ９では、パラメータＰの値をＰ／Ｐ_ｍａｘとする。なお、本ステップ９の処理は、パラメータＰの値を０〜１の範囲内に規格化する処理である。

ステップ１０では、前記ステップ６、ステップ８、ステップ９のいずれかで決定されたパラメータＰから、漫然レベルＬを算出する。すなわち、漫然状態推定装置１は、図３に示す、パラメータＰと漫然レベルＬとの対応表を備えており、その対応表にパラメータＰを入力することで、漫然レベルＬを算出する。

図３に示す対応表において、漫然レベルＬは１〜５の５段階である。パラメータＰが０．２以下の場合は漫然レベルＬが１であり、パラメータＰが０．２を超えて０．４以下の場合は漫然レベルＬが２であり、パラメータＰが０．２を超えて０．４以下の場合は漫然レベルＬが３であり、パラメータＰが０．４を超えて０．６以下の場合は漫然レベルＬが３であり、パラメータＰが０．６を超えて０．８以下の場合は漫然レベルＬが４であり、パラメータＰが０．８を超える場合は漫然レベルＬが５である。

なお、算出された漫然レベルＬは、漫然解消装置２０１に出力される。漫然解消装置２０１は、漫然レベルＬに応じて、以下の処理を実行する。
漫然レベルＬが１〜２の場合：特に処理を実行しない。

漫然レベルＬが３〜４の場合：スピードメータ２０３の背景色を通常とは異なる色とする。また、オーディオシステム２０５が出力する音声に、所定の警報音を割り込ませる。
漫然レベルＬが５の場合：エアコン２０７によりドライバの顔に風を当てる。また、ディスプレイ２０９に、体操をドライバに奨める表示、及び休憩をドライバに奨める表示を行う。

３．漫然状態推定装置１が奏する効果
ドライバの漫然状態の程度は、通常、時間の経過とともに徐々に変化する。例えば、前記ステップ２において肯定判断される状況においては、漫然状態の程度は、徐々に強くなる。一方、前記ステップ２において否定判断される状況においては、漫然状態の程度は、徐々に弱くなる。

漫然状態推定装置１は、漫然条件に該当するか否かの判断結果に応じて、パラメータＰを徐々に増減させ、そのパラメータＰに基き漫然レベルＬを算出するので、ドライバにおける実際の漫然状態の程度によく対応した漫然レベルＬを算出することができる。その結果、ドライバの漫然状態の程度に応じた適切な対処が可能になる。

図４Ａは、ドライバにおける実際の漫然状態の程度を主観評価により評価した結果を表す。図４Ｂは、走行中における車速及びステア角の推移を表す。図４Ｃは、漫然条件に該当するか否かの判断（前記ステップ２）の判断結果を示す。図４Ｄは、漫然レベルＬの推移を表す。

図４Ａ及び図４Ｄから明らかなように、漫然レベルＬは、ドライバにおける実際の漫然状態の程度とよく一致している。このことから、漫然状態推定装置１が、ドライバにおける実際の漫然状態の程度によく対応した漫然レベルＬを算出できることが裏付けられる。
＜第２の実施形態＞
本実施形態の漫然状態推定装置１の構成及び実行する処理は基本的には前記第１の実施形態と同様である。ただし、本実施形態では、統計値Ｔ_６〜Ｔ_１０を以下のものにする。

Ｔ_６：過去１０秒間における躍度（単位時間あたりの車両の加速度の変化率）
Ｔ_７：過去２．５分間における躍度
Ｔ_８：過去５分間における躍度
Ｔ_９：過去１０分間における躍度
Ｔ_１０：過去２０分間における躍度
本実施形態の漫然状態推定装置１は、前記第１の実施形態と略同様の効果を奏する。
＜第３の実施形態＞
本実施形態の漫然状態推定装置１の構成及び実行する処理は基本的には前記第１の実施形態と同様である。ただし、本実施形態では、統計値として、Ｔ_１〜Ｔ_１０を用いず、Ｔ_１１〜Ｔ_２０を用いる。

本実施形態の漫然状態推定装置１は、前記第１の実施形態と略同様の効果を奏する。また、本実施形態の漫然状態推定装置１は、装置構成を簡略化できる。
＜第４の実施形態＞
本実施形態の漫然状態推定装置１の構成及び実行する処理は基本的には前記第１の実施形態と同様である。ただし、本実施形態では、統計値として、Ｔ_２、Ｔ_７、Ｔ_１２、Ｔ_１７（過去２．５分間の統計値）を用い、Ｔ_１、Ｔ_３〜Ｔ_６、Ｔ_８〜Ｔ_１１、Ｔ_１３〜Ｔ_１６、Ｔ_１８〜Ｔ_２０を用いない。

本実施形態の漫然状態推定装置１は、前記第１の実施形態と略同様の効果を奏する。また、本実施形態の漫然状態推定装置１は、装置構成を簡略化できる。
＜第５の実施形態＞
本実施形態の漫然状態推定装置１の構成及び実行する処理は基本的には前記第１の実施形態と同様である。ただし、本実施形態では、パラメータＰと漫然レベルＬとの対応表が図５に示すものである。すなわち、パラメータＰが０．１以下の場合は漫然レベルＬが１であり、パラメータＰが０．１を超えて０．６以下の場合は漫然レベルＬが２であり、パラメータＰが０．６を超える場合は漫然レベルＬが３である。

漫然解消装置２０１は、漫然レベルＬに応じて、以下の処理を実行する。
漫然レベルＬが１の場合：特に処理を実行しない。
漫然レベルＬが２の場合：スピードメータ２０３の背景色を通常とは異なる色とする。また、オーディオシステム２０５が出力する音声に、所定の警報音を割り込ませる。

漫然レベルＬが３の場合：エアコン２０７によりドライバの顔に風を当てる。また、ディスプレイ２０９に、体操を奨める表示、休憩を奨める表示を行う。
＜第６の実施形態＞
本実施形態の漫然状態推定装置１の構成及び実行する処理は基本的には前記第１の実施形態と同様である。ただし、本実施形態では、統計値Ｔ_１１〜Ｔ_１５を以下のものにする。

Ｔ１１：過去１０秒間におけるステア角躍度（単位時間あたりのステア角の加速度の変化率）
Ｔ１２：過去２．５分間におけるステア角躍度
Ｔ１３：過去５分間におけるステア角躍度
Ｔ１４：過去１０分間におけるステア角躍度
Ｔ１５：過去２０分間におけるステア角躍度
本実施形態の漫然状態推定装置１は、前記第１の実施形態と略同様の効果を奏する。

尚、本発明は前記実施の形態になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
例えば、前記ステップ２においては、複数の統計値のうち、所定の数（必ずしも統計値の全数でなくてもよい）以上の統計値について、予め設定された数値範囲に属すれば肯定判断し、それ以外の場合は否定判断をするようにしてもよい。

また、前記ステップ３におけるΔＰと、前記ステップ４におけるΔＰとは異なる値であってもよい。
また、前記第１〜第６の実施形態に記載された構成の一部又は全部を適宜組み合わせてもよい。

また、アクセルペダルセンサ１０５やブレーキペダルセンサ１０７の検出結果に関する統計値を用いて前記ステップ２の判断を行ってもよい。
また、漫然状態推定装置１は、パラメータＰを漫然解消装置２０１に出力してもよい。そして、漫然解消装置２０１が、パラメータＰに基き漫然レベルＬを算出してもよい。

１…漫然状態推定装置、３…入力部、５…制御部、６…メモリ、７…出力部、１０１…速度センサ、１０３…ステア角センサ、１０５…アクセルペダルセンサ、１０７…ブレーキペダルセンサ、１０９…ナビゲーションシステム、２０１…漫然解消装置、２０３…スピードメータ、２０５…オーディオシステム、２０７…エアコン、２０９…ディスプレイ

Claims

車速、及びステア角から成る群から選択される１種以上の検出対象を検出する検出手段（１０１、１０３）と、
前記検出対象の所定期間内における統計値を繰り返し算出する統計値算出手段（５）であって、長さが異なる複数の前記所定期間のそれぞれにおける前記統計値を算出する統計値算出手段と、
前記統計値算出手段が算出した前記統計値が、予め設定された漫然条件に該当するか否かを判断する判断手段（５）と、
前記判断手段の判断結果に応じて増減するパラメータを算出するパラメータ算出手段（５）と、
前記パラメータに基きドライバの漫然状態を推定する推定手段（５）と、
を備え、
前記統計値は、車速の平均値、ステア角の平均値、単位時間あたりの車速の変化率、単位時間あたりのステア角の変化率、躍度、及びステア角躍度から成る群から選ばれる１種以上であることを特徴とする漫然状態推定装置（１）。
前記漫然条件は、前記統計値が、予め設定された数値範囲に属することであることを特徴とする請求項１に記載の漫然状態推定装置。
前記パラメータ算出手段は、前記統計値が前記漫然条件に該当すると前記判断手段が判断した場合、前記パラメータを一方の方向に変化させ、前記統計値が前記漫然条件に該当しないと前記判断手段が判断した場合、前記パラメータを前記一方とは反対方向に変化させることを特徴とする請求項１又は２に記載の漫然状態推定装置。