JP6565408B2 - 車両制御装置及び車両制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両制御装置及び車両制御方法に関する。

従来より、自動運転中の運転者の覚醒度低下を防止する技術として、所定の車速以上で自動運転制御を実行しているときに限定して運転者の運転に対する単調度を判定し、単調度が高い場合に注意喚起を行う技術が知られている（特許文献１）。

特開２０１３−４１５２４公報

しかしながら、特許文献１では、運転者が漫然と運転操作をした場合、すなわち覚醒度が低い状態で運転操作をした場合でも単調度が低いと判定されてしまい、本来行うべき注意喚起を行うことができないおそれがある。

本発明は、上記問題に鑑みて成されたものであり、その目的は、運転者の状態に応じて運転者の覚醒度低下を抑制する車両制御装置を提供することである。

本発明の一態様に係る車両制御装置は、運転者の状態を検出し、検出した運転者の状態に基づいて前記運転者の覚醒度を推定し、推定した運転者の覚醒度に応じて運転者に要求する承認の頻度を変更する。車両制御装置は、異なる運転シーン毎に、運転シーンに応じた自動運転の制御内容に対する承認を運転者に要求し、運転者の覚醒度が第１所定値より低いと推定された場合、承認を要求する運転シーンを、運転者の覚醒度が第１所定値以上である場合と比較して増やすことによって承認を要求する頻度を増やす。

本発明によれば、運転者の状態に応じて運転者に要求する承認頻度を変更することにより運転者の覚醒度低下を抑制することができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る車両制御装置の構成図である。 図２は、本発明の第１実施形態に係る運転者の覚醒度が通常の場合における運転シーンを説明する図である。 図３は、本発明の第１実施形態に係る運転者の覚醒度が低い場合における運転シーンを説明する図である。 図４は、本発明の第１実施形態に係る運転者の覚醒度が高い場合における運転シーンを説明する図である。 図５は、本発明の第１実施形態に係る車両制御装置の動作例を説明するフローチャートである。 図６は、本発明の第２実施形態に係る車両制御装置の構成図である。 図７は、本発明の第２実施形態に係る車両制御装置の動作例を説明するフローチャートである。 図８は、本発明の第３実施形態に係る車両制御装置の構成図である。 図９は、本発明の第３実施形態に係る車両制御装置の動作例を説明するフローチャートである。 図１０は、本発明の第４実施形態に係る車両制御装置の構成図である。 図１１は、本発明の第４実施形態に係る車両制御装置の動作例を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

［第１実施形態］
図１を参照して第１実施形態に係る車両制御装置１について説明する。図１に示すように、車両制御装置１は、ＧＰＳ受信機１０と、ナビゲーション装置１１と、車外情報取得機器１２と、スイッチ１３と、脈波センサ１４と、状態推定部１５と、走行制御部１６と、ステアリングアクチュエータ２０と、アクセルペダルアクチュエータ２１と、ブレーキアクチュエータ２２と、スピーカ２３と、ディスプレイ２４を備える。

ＧＰＳ受信機１０は、人工衛星からの電波を受信することにより、地上における自車両の現在位置を検出する。ＧＰＳ受信機１０は、検出した自車両の現在位置及び現在時刻を走行制御部１６に出力する。

ナビゲーション装置１１は、地図データベースを備え、運転者が予め設定した目的地までの地図上の走行予定経路を算出する。なお、地図データベースは、サーバ上に記憶されていてもよい。地図データベースがサーバ上に記憶されている場合、ナビゲーション装置１１は、通信により随時地図情報を取得することができる。

車外情報取得機器１２は、自車周辺の障害物（他車両、バイク、自転車、歩行者など）の情報を取得する機器であり、例えばカメラやレーザレーダなどである。より詳しくは、車外情報取得機器１２は、自車と障害物との距離や相対角度、相対速度などを検出し、検出した情報を走行制御部１６に出力する。

スイッチ１３（入力手段）は、自動運転操作に関する選択または承認を受け付ける装置であり、運転者が片手で操作できる位置に配置される。

脈波センサ１４（状態検出手段）は、運転者の脈波を測定するセンサである。脈波とは、心臓の拍動に伴う末梢動脈血管の容積変化を表す生体情報である。脈波センサ１４は、アームレストやヘッドレスト、ステアリングホイール等に設けられており、運転者の皮膚表面に対して赤外光を照射し、反射した散乱光の光量に応じた電気信号を状態推定部１５に出力する。

状態推定部１５（覚醒度推定手段）は、脈波センサ１４から取得した電気信号から運転者の覚醒度を推定する。より詳しくは、状態推定部１５は、予め決められた２つの閾値Ａ（第２所定値）及び閾値Ｂ（第１所定値）を用いて、運転者の覚醒度を３つの段階に分ける。閾値Ａと閾値Ｂは、閾値Ａ＞閾値Ｂなる関係を有する。状態推定部１５は、推定した覚醒度が閾値Ａより大きい場合、運転者の覚醒度は高いと推定する。また、状態推定部１５は、推定した覚醒度が閾値Ａ以下、かつ閾値Ｂ以上の場合、運転者の覚醒度は通常と推定する。また、状態推定部１５は、推定した覚醒度が閾値Ｂより小さい場合、運転者の覚醒度は低いと推定する。そして、状態推定部１５は、推定した運転者の覚醒度を走行制御部１６に出力する。

走行制御部１６（承認頻度変更手段）は、車外情報取得機器１２から取得した情報を用いて各種アクチュエータを制御し、走行予定経路に沿って自車両を自動走行させる。また、走行制御部１６は、後述するように、運転者に要求する選択または承認の頻度を変更する。

スピーカ２３（通知手段）は、音声で各種情報を案内する装置である。ディスプレイ２４（呈示手段）は、運転者に各種情報を呈示する装置である。

なお、状態推定部１５及び走行制御部１６は例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを接続するデータバスと入出力インターフェースから構成されるコンピュータであり、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵが所定の処理を行う。

以上の構成を備える車両制御装置１が、自動運転の操作に関して運転者に要求する選択または承認について図２〜図４を参照して説明する。まず図２を参照して、運転者の覚醒度が通常の場合における選択または承認の要求について説明する。

図２に示すように、運転シーンが交差点に差し掛かる場合、走行制御部１６は、スピーカ２３を用いて自動運転に関する選択または承認を運転者に要求する。例えば、走行制御部１６は、「次の交差点右折です。右折しますか？」と音声案内する。運転者がスイッチ１３を押した場合（承認した場合）、走行制御部１６は自動運転を継続する。次に、交差点の信号灯が赤から青に変化した場合、走行制御部１６は、「青信号です。発進しますか？」と音声案内する。運転者がスイッチ１３を押した場合、走行制御部１６は自動運転を継続する。次に、交差点で対向車が存在しない場合、走行制御部１６は、「進入可能です。進入しますか？」と音声案内する。なお、運転者に選択または承認を求めたが、運転者がスイッチ１３を押さなかった場合、走行制御部１６は、自動運転を中止したり、自動運転から手動運転に切り替えたりすることができる。また、スピーカ２３を用いた音声案内ではなく、ディスプレイ２４に「次の交差点右折です。右折しますか？」と映像で表示してもよく、音声案内と映像案内を同時に行ってもよい。

次に、図３を参照して、運転者の覚醒度が低い場合における選択または承認の要求について説明する。

図３に示すように、運転者の覚醒度が低い場合、走行制御部１６は、覚醒度が通常の場合と比較して運転者に要求する選択または承認の頻度を増やす。具合的に、走行制御部１６は、図２に示す例と比較して右折レーンに差し掛かった場合に「右折レーンです。右折しますか？」と音声案内する。さらに、走行制御部１６は、横断歩道に差し掛かった場合に、「進入可能です。進入しますか？」と音声案内する。このように運転者の覚醒度が低い場合、走行制御部１６は、運転者に要求する選択または承認の頻度を増やす。これにより、運転者は自動運転に集中することになる。すなわち、走行制御部１６は、運転者の覚醒度低下を抑制しつつ、覚醒度を上昇させることができる。

次に、図４を参照して、運転者の覚醒度が高い場合における選択または承認の要求について説明する。

図４に示すように、運転者の覚醒度が高い場合、走行制御部１６は、覚醒度が通常の場合と比較して運転者に要求する選択または承認の頻度を減らす。具合的に、走行制御部１６は、図２に示す例と比較して「次の交差点右折です。右折しますか？」とだけ音声案内する。このように運転者の覚醒度が高い場合、走行制御部１６は、運転者に要求する選択または承認の頻度を減らす。覚醒度が高いということは、運転者は自動運転に集中しているということである。このような場合にまで覚醒度が通常の場合と同じように選択または承認を要求すると、運転者は煩わしく感じる。したがって、覚醒度が高い場合、走行制御部１６は、運転者に要求する選択または承認の頻度を減らす。これにより、運転者は煩わしさを感じることなく自動運転に集中できる。

次に、図５のフローチャートを参照して、第１実施形態に係る車両制御装置１の一動作例について説明する。このフローチャートは、イグニッションスイッチがオンされたときに開始し、所定周期で繰り返し実行する。

ステップＳ１０１において、走行制御部１６は、自車両の位置や周辺情報に基づいて各種アクチュエータを制御し、自車両を自動走行させる。

ステップＳ１０２において、走行制御部１６は、運転者に選択または承認を要求するシーンに接近したか否かを判断する。運転者に選択または承認を要求するシーンとは、例えば図２〜図４で説明したように交差点である。

ステップＳ１０３において、走行制御部１６は、スピーカ２３を用いて選択または承認を要求する旨を音声で案内する。

ステップＳ１０４において、状態推定部１５は、運転者の脈波信号を取得したか否かを判断する。状態推定部１５が運転者の脈波信号を取得した場合（ステップＳ１０４でＹｅｓ）、処理がステップＳ１０５に進む。一方、状態推定部１５が運転者の脈波信号を取得していない場合（ステップＳ１０４でＮｏ）、処理がステップＳ１０３に戻る。

ステップＳ１０５において、状態推定部１５は、取得した運転者の脈波信号に基づいて、運転者の覚醒度を推定する。

ステップＳ１０６において、ステップＳ１０５で推定された覚醒度が閾値Ａより大きい場合（ステップＳ１０６でＹｅｓ）、処理がステップＳ１０７に進む。一方、ステップＳ１０５で推定された覚醒度が閾値Ａ以下の場合（ステップＳ１０６でＮｏ）、処理がステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０７において、走行制御部１６は、運転者の覚醒度が高いため運転者に要求する選択または承認の頻度を減らす。

ステップＳ１０８において、ステップＳ１０５で推定された覚醒度が閾値Ａ以下かつ閾値Ｂ以上の場合（ステップＳ１０８でＹｅｓ）、処理がステップＳ１０９に進む。一方、ステップＳ１０５で推定された覚醒度が閾値Ｂより小さい場合（ステップＳ１０８でＮｏ）、処理がステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１０９において、走行制御部１６は、運転者の覚醒度が通常のため運転者に要求する選択または承認の頻度を維持する。

ステップＳ１１０において、走行制御部１６は、運転者の覚醒度が低いため運転者に要求する選択または承認の頻度を増やす。

以上説明したように、第１実施形態に係る車両制御装置１によれば、以下の作用効果が得られる。

車両制御装置１は、自動運転の操作に関して運転者に要求する選択または承認の頻度を運転者の覚醒度に応じて変更する。これにより、車両制御装置１は、運転者の覚醒度低下を抑制することができる。

また、車両制御装置１は、運転者の覚醒度が低い場合、運転者に要求する選択または承認の頻度を増やす。これにより、車両制御装置１は、運転者を自動運転に集中させることができる。すなわち、車両制御装置１は、運転者の覚醒度低下を抑制しつつ、覚醒度を上昇させることができる。

また、車両制御装置１は、運転者の覚醒度が高い場合、運転者に要求する選択または承認の頻度を減らす。運転者の覚醒度が高い場合、運転者は自動運転に集中している状態であるため、選択または承認の頻度を減らすことにより、運転者は煩わしさを感じることなく自動運転に集中できる。

また、車両制御装置１は、脈波センサ１４を備える。これにより、車両制御装置１は、運転者の脈波信号から運転者の覚醒度を精度よく検出できる。

また、スイッチ１３は、運転者が片手で操作できる位置に設置される。これにより、運転者は、選択または承認の操作を容易に行うことができる。

また、車両制御装置１は、スピーカ２３を用いた音声案内や、ディスプレイ２４を用いた映像案内で運転者に選択または承認を要求する。これにより運転者は、要求された操作を行うタイミングを容易に把握できる。

[第２実施形態]
次に、図６を参照して、本発明の第２実施形態に係る車両制御装置２の構成について説明する。第２実施形態が、第１実施形態と異なる点は、車両制御装置２が脈波センサ１４の代わりに皮膚電位センサ１７を備える点である。第１実施形態と重複する構成については符号を引用してその説明は省略することとし、以下、相違点を中心に説明する。

皮膚電位センサ１７（状態検出手段）は、運転者の指先の皮膚電位水準及び皮膚電位反応を測定するセンサである。皮膚電位センサ１７は、その測定値を時系列の電気信号として状態推定部１５に出力する。

状態推定部１５は、皮膚電位センサ１７から取得した電気信号から運転者の覚醒度を推定する。状態推定部１５は、推定した運転者の覚醒度を走行制御部１６に出力する。

次に、図７に示すフローチャートを参照して、第２実施形態に係る車両制御装置２の一動作例について説明する。ただし、ステップＳ２０１〜２０３、ステップＳ２０６〜２１０の動作はそれぞれ、図５のステップＳ１０１〜１０３，ステップＳ１０６〜１１０の動作と同じであるため、詳細な説明を省略し、相違点のみ説明する。

ステップＳ２０４において、状態推定部１５は、運転者の皮膚電位信号を取得したか否かを判断する。状態推定部１５が運転者の皮膚電位信号を取得した場合（ステップＳ２０４でＹｅｓ）、処理がステップＳ２０５に進む。一方、状態推定部１５が運転者の皮膚電位信号を取得していない場合（ステップＳ２０４でＮｏ）、処理がステップＳ２０３に戻る。

ステップＳ２０５において、状態推定部１５は、取得した運転者の皮膚電位信号に基づいて、運転者の覚醒度を推定する。

以上説明したように、第２実施形態に係る車両制御装置２によれば、以下の作用効果が得られる。

車両制御装置２は、皮膚電位信号を用いて運転者の覚醒度を推定し、推定した覚醒度に応じて運転者に要求する選択または承認の頻度を変更する。これにより、車両制御装置１は、運転者の覚醒度低下を抑制することができる。

[第３実施形態]
次に、図８を参照して、本発明の第３実施形態に係る車両制御装置３の構成について説明する。第３実施形態が、第１実施形態と異なる点は、車両制御装置３が脈波センサ１４の代わりにカメラ１８を備える点である。第１実施形態と重複する構成については符号を引用してその説明は省略することとし、以下、相違点を中心に説明する。

カメラ１８（撮影手段）は、運転者の顔画像を撮影する装置であり、ルームミラー付近やダッシュボード上に設置される。カメラ１８は、撮影した画像を状態推定部１５に出力する。

状態推定部１５は、カメラ１８から取得した運転者の顔画像にグレースケール化、エッジ検出、パターンマッチング等の各種画像処理を施しながら瞳孔径やまばたきの回数など運転者の目の動きを監視し、運転者の覚醒度を推定する。

次に、図９に示すフローチャートを参照して、第３実施形態に係る車両制御装置２の一動作例について説明する。ただし、ステップＳ３０１〜３０３、ステップＳ３０６〜３１０の動作はそれぞれ、図５のステップＳ１０１〜１０３，ステップＳ１０６〜１１０の動作と同じであるため、詳細な説明を省略し、相違点のみ説明する。

ステップＳ３０４において、状態推定部１５は、運転者の顔画像を取得したか否かを判断する。状態推定部１５が運転者の顔画像を取得した場合（ステップＳ３０４でＹｅｓ）、処理がステップＳ３０５に進む。一方、状態推定部１５が運転者の顔画像を取得していない場合（ステップＳ３０４でＮｏ）、処理がステップＳ３０３に戻る。

ステップＳ３０５において、状態推定部１５は、取得した運転者の顔画像に基づいて、運転者の覚醒度を推定する。

以上説明したように、第３実施形態に係る車両制御装置３によれば、以下の作用効果が得られる。

車両制御装置３は、顔画像を用いて運転者の覚醒度を推定し、推定した覚醒度に応じて運転者に要求する選択または承認頻度を変更する。これにより、車両制御装置１は、運転者の覚醒度低下を抑制することができる。

[第４実施形態]
次に、図１０を参照して、本発明の第４実施形態に係る車両制御装置４の構成について説明する。第４実施形態が、第１実施形態と異なる点は、車両制御装置４が脈波センサ１４に加え、皮膚電位センサ１７、カメラ１８を備える点である。すなわち、第４実施形態は、第１実施形態に係る脈波センサ１４、第２実施形態に係る皮膚電位センサ１７、及び第３実施形態に係るカメラ１８を組合せた実施形態である。

第４実施形態に係る車両制御装置４は、図１１に示すステップＳ４０４、ステップＳ４０５、及びステップＳ４０６のように脈波センサ１４、皮膚電位センサ１７、及びカメラ１８から取得した脈波信号、皮膚電位信号、及び顔画像を用いて運転者の覚醒度を推定する。このように車両制御装置４は、３つのセンサを用いることにより精度よく運転者の覚醒度を推定することができる。そして、車両制御装置４は、推定した覚醒度に応じて運転者に要求する選択または承認の頻度を変更する。これにより、車両制御装置４は、運転者の覚醒度低下を抑制することができる。

上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。例えば、本実施形態では、脈波センサ１４、皮膚電位センサ１７、カメラ１８を用いて運転者の覚醒度を推定したが、この他に、心電計、体動センサ、脳波計等を用いて運転者の覚醒度を推定するようにしてもよい。

また、本発明の実施形態では、閾値Ａ及び閾値Ｂを用いて運転者の覚醒度を高い状態、通常の状態、低い状態に分類したが、分類方法はこれに限られない。例えば、１つの閾値を設定し、運転者の覚醒度を高い状態か低い状態かの２つに分類してもよい。

１０ 受信機
１１ ナビゲーション装置
１２ 車外情報取得機器
１３ スイッチ
１４ 脈波センサ
１５ 状態推定部
１６ 走行制御部
１７ 皮膚電位センサ
１８ カメラ
２０ ステアリングアクチュエータ
２１ アクセルペダルアクチュエータ
２２ ブレーキアクチュエータ
２３ スピーカ
２４ ディスプレイ

Claims (9)

1. 自動運転に関する承認を運転者に要求する通知手段と、
   前記承認を受け付ける入力手段と、
   前記運転者の状態を検出する状態検出手段と、
   前記状態検出手段によって検出された前記運転者の状態に基づいて前記運転者の覚醒度を推定する覚醒度推定手段と、
   前記覚醒度推定手段によって推定された前記運転者の覚醒度に応じて前記通知手段が要求する前記承認の頻度を変更する承認頻度変更手段と
   を備え、
   前記通知手段は、異なる運転シーン毎に、運転シーンに応じた自動運転の制御内容に対する承認を運転者に要求し、
   前記承認頻度変更手段は、前記覚醒度推定手段によって前記運転者の覚醒度が第１所定値より低いと推定された場合、前記承認を要求する運転シーンを、前記運転者の覚醒度が前記第１所定値以上である場合と比較して増やすことによって前記承認を要求する頻度を増やす
   ことを特徴とする車両制御装置。
2. 前記承認頻度変更手段は、前記覚醒度推定手段によって前記運転者の覚醒度が第２所定値より大きいと推定された場合、前記承認を要求する運転シーンを、前記運転者の覚醒度が前記第２所定値以下である場合と比較して減らすことによって前記承認を要求する頻度を減らすことを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記状態検出手段は、脈波センサであることを特徴とする請求項１または２に記載の車両制御装置。
4. 前記状態検出手段は、皮膚電位センサであることを特徴とする請求項１または２に記載の車両制御装置。
5. 前記状態検出手段は、前記運転者の顔画像を撮影する撮影手段であることを特徴とする請求項１または２に記載の車両制御装置。
6. 前記状態検出手段は、脈波センサ、皮膚電位センサ、及び前記運転者の顔画像を撮影する撮影手段のうち少なくとも２つ以上の組合せから構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の車両制御装置。
7. 前記入力手段は、前記運転者が片手で操作できる位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両制御装置。
8. 前記自動運転に関する承認を呈示する呈示手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両制御装置。
9. 運転者の状態を検出する第１ステップと、
   検出した前記運転者の状態に基づいて前記運転者の覚醒度を推定する第２ステップと、
   異なる運転シーン毎に、運転シーンに応じた自動運転の制御内容に対する承認を運転者に要求する第３ステップとを含み、
   前記第２ステップで前記運転者の覚醒度が第１所定値より低いと推定された場合、前記第３ステップにおいて、前記承認を要求する運転シーンを、前記運転者の覚醒度が前記第１所定値以上である場合と比較して増やすことによって前記承認を要求する頻度を増やす
   ことを特徴とする車両制御方法。

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