WO2015008420A1 - 運転状態推定装置 - Google Patents

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WO2015008420A1
WO2015008420A1 PCT/JP2014/002998 JP2014002998W WO2015008420A1 WO 2015008420 A1 WO2015008420 A1 WO 2015008420A1 JP 2014002998 W JP2014002998 W JP 2014002998W WO 2015008420 A1 WO2015008420 A1 WO 2015008420A1
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WO
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driving
traveling state
unit
state
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Application number
PCT/JP2014/002998
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English (en)
French (fr)
Inventor
近藤　崇之
Original Assignee
日産自動車株式会社
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/08—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to drivers or passengers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/16—Devices for psychotechnics; Testing reaction times ; Devices for evaluating the psychological state
    • A61B5/18—Devices for psychotechnics; Testing reaction times ; Devices for evaluating the psychological state for vehicle drivers or machine operators
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6887—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient mounted on external non-worn devices, e.g. non-medical devices
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60W2040/0818—Inactivity or incapacity of driver
    • B60W2040/0827—Inactivity or incapacity of driver due to sleepiness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/18—Steering angle

Definitions

  • the present invention relates to a driving state estimation device.
  • the unstable state of driving can be accurately detected regardless of the difference in traffic environment.
  • calculations based on distribution data such as two traveling state distributions and estimation of a driver's driving state, are performed each time the distribution data calculates.
  • distribution data for run state distribution is acquired for every 1st defined cycle beforehand based on run state data. Subsequently, based on the acquired distribution data, a plurality of traveling state distributions having different temporal ranges are updated every second period longer than the first period. Subsequently, the driving state of the driver is estimated based on the updated plurality of traveling state distributions.
  • the distribution data is acquired for each predetermined first period, and the plurality of traveling state distributions are updated for each second period longer than the first period. Therefore, it is possible to reduce the frequency of execution of calculations based on distribution data, such as updating of a plurality of traveling state distributions and estimation of driving states. Thereby, the calculation load of a driving
  • FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a traveling state distribution updating unit 130. It is a flowchart showing driving instability degree determination processing. It is a figure for demonstrating the symbol used for absolute entropy Hp1, Hp2, and relative entropy RHp calculation. It is a figure for explaining steering angle prediction error thetae. It is a figure for demonstrating the range of prediction error division bi.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a vehicle equipped with the driving state estimation device of the present embodiment.
  • the vehicle includes an accelerator pedal opening degree sensor 1, a brake pedal operation amount sensor 2, a steering angle sensor 3, a wheel speed sensor 4, a turn signal detection sensor 5, and a navigation device 6.
  • the vehicle also includes a G sensor 7, a shift sensor 8, a forward vehicle detection device 9, and a controller 100.
  • the accelerator pedal opening degree sensor 1 detects the opening degree of the accelerator pedal. Then, the accelerator pedal opening degree sensor 1 outputs the detected opening degree to the controller 100.
  • the brake pedal operation amount sensor 2 detects the amount of operation of the brake pedal. Then, the brake pedal operation amount sensor 2 outputs the detected operation amount to the controller 100.
  • the steering angle sensor 3 detects a steering angle of a steering wheel (not shown). Then, the steering angle sensor 3 outputs the detected steering angle to the controller 100.
  • the steering angle sensor 3 for example, an angle sensor that detects the rotation angle of the steering column can be employed.
  • the wheel speed sensor 4 detects the number of revolutions of the wheel (hereinafter also referred to as “wheel speed”). Subsequently, the wheel speed sensor 4 calculates the vehicle speed based on the detected wheel speed. Then, the wheel speed sensor 4 outputs each of the detected wheel speed and the calculated vehicle speed to the controller 100.
  • the winker detection sensor 5 detects an operation state (hereinafter also referred to as “winker operation”) of a winker lever (not shown). As the winker operation, for example, there is the presence or absence of the operation. Then, the blinker detection sensor 5 outputs the detected blinker operation to the controller 100.
  • the shift sensor 8 detects an operation state (hereinafter also referred to as "shift operation") of a shift lever (not shown).
  • shift operation for example, there are positions of shift levers such as P, D, R and the like.
  • the shift sensor 8 outputs the detected shift operation to the controller 100.
  • the information presentation apparatus presents an alarm and other information to the driver in accordance with a control signal (described later) output from the controller 100.
  • a presentation method there are sounds and images.
  • a speaker 10 that provides information to the driver by buzzer sound or voice
  • a display unit that provides information to the driver by displaying an image or text can be adopted.
  • a display unit for example, a display monitor of the navigation device 6 may be diverted.
  • the navigation device 6 includes a GPS (Global Positioning System) receiver, a map database, and a display monitor. Then, the navigation device 6 acquires the current position and road information of the vehicle from the GPS receiver and the map database. Subsequently, the navigation device 6 acquires various types of information such as the type of the road on which the vehicle travels and the road width based on the acquired current position of the vehicle and the road information. Subsequently, the navigation device 6 displays the result of the route search and the result of the route guidance on the display monitor based on the acquired information.
  • GPS Global Positioning System
  • the G sensor 7 detects longitudinal acceleration and lateral acceleration generated in the vehicle. Then, the G sensor 7 outputs the detected longitudinal acceleration and lateral acceleration to the controller 100.
  • the forward vehicle detection device 9 detects information (for example, the distance to an obstacle) of another vehicle or other obstacle present ahead of the traveling direction of the vehicle. Then, the forward vehicle detection device 9 outputs the detected information to the controller 100.
  • a laser range finder that emits laser light in the forward direction of travel of the vehicle and detects reflected light can be adopted.
  • the controller 100 includes CPU (central processing unit), and CPU peripheral components such as a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), and an analog to digital (A / D) conversion circuit. Then, the controller 100 (CPU, CPU peripheral components) includes the driving support unit 100A that performs driving instability determination processing.
  • the driving support unit 100A operates the operating state of the driving operator that can be operated by the driver based on the detection results output from the accelerator pedal opening amount sensor 1, the brake pedal operating amount sensor 2 and the like.
  • driving state data including at least one of the vehicle states. Examples of the driver include a steering wheel, an accelerator pedal, and a brake pedal.
  • As the vehicle state there is inter-vehicle information for a preceding vehicle.
  • information on the steering angle output from the steering angle sensor 3 (hereinafter also referred to as “steering angle information”) is adopted as the traveling state data.
  • the driving support unit 100A generates distribution data for a plurality of traveling state distributions (first traveling state distribution (described later), second traveling state distribution (described later)) based on the acquired traveling state data (steering angle information).
  • the steering angle prediction error ⁇ e (described later) is acquired every predetermined first period (for example, 50 milliseconds).
  • the driving support unit 100A sets the time range of each second period (for example, 5 seconds) longer than the first period (for example, 50 milliseconds).
  • a plurality of different traveling state distributions are updated.
  • the driving support unit 100A calculates absolute entropy Hp1 and Hp2 (described later) based on the updated plurality of traveling state distributions (first traveling state distribution, second traveling state distribution). Subsequently, the driving support unit 100A determines the driving state (the driving instability (described later)) of the driver based on the calculated absolute entropy Hp1 and Hp2. Subsequently, the driving support unit 100A causes the driver's driving based on the difference amount (relative entropy RHp (described later)) between the distributions of the plurality of updated traveling state distributions (first traveling state distribution, second traveling state distribution). Estimate the condition (the driving instability).
  • the driving support unit 100A outputs, to the information presenting apparatus, a control signal for causing the driver to present an alarm or other information (hereinafter also referred to as "presentation information") based on the estimated driving state (the driving instability). Do. Thereby, the driving support unit 100A presents presentation information to the driver, and draws the driver's attention about the driving instability (the driving instability).
  • inter-vehicle information (inter-vehicle distance, inter-vehicle time) for the preceding vehicle, acceleration / deceleration information based on the operation of an accelerator pedal or a brake pedal, or the like may be adopted.
  • inter-vehicle information inter-vehicle distance, inter-vehicle time
  • acceleration / deceleration information etc.
  • calculation of the traveling state distribution first traveling state distribution, second traveling state distribution
  • the difference between the distributions (relative entropy RHp)
  • it may be calculated by a known method as described in the publication of International Publication No. WO 2009/013815 (Japanese Patent Application No. 2009-524342).
  • a smartphone, an in-vehicle controller, or a cloud server may be adopted as the controller 100.
  • the vehicle transmits the detection results output from the accelerator pedal opening degree sensor 1 and the brake pedal operation amount sensor 2 to the cloud server.
  • the cloud server executes the driving instability determination processing based on the detection result transmitted by the vehicle, and presents a control signal for causing the driver to present presentation information based on the result of the driving instability determination processing. Send to device. Then, the vehicle presents presentation information to the driver with the information presentation apparatus based on the control signal transmitted by the cloud server.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of a system configuration of the driving state estimation device of the present embodiment.
  • a visual information presentation device and an auditory information presentation device are illustrated as the information presentation device.
  • the display monitor of the navigation apparatus 6 and the speaker 10 are illustrated as an auditory information presentation apparatus.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the driving support unit 100A of the present embodiment.
  • the driving support unit 100A includes a traveling state data acquisition unit 110, a driving state determination unit 120, a traveling state distribution updating unit 130, a driving instability determination unit 140, and an information presenting unit 150.
  • the traveling state data acquisition unit 110 acquires the detection result output from the steering angle sensor 3. Then, the traveling state data acquisition unit 110 sets the acquired detection result as traveling state data.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the driving situation of the vehicle.
  • the driving condition determination unit 120 detects the driving condition of the vehicle (first disturbance driving condition, second disturbance driving condition, third condition based on detection results output from the accelerator pedal opening amount sensor 1 and the brake pedal operation amount sensor 2 etc.
  • the disturbance driving condition, the fourth disturbance driving condition, and the normal driving condition are determined.
  • the driving condition determination unit 120 operates the driving operator that can be operated by the driver, and travels. Detect environment and vehicle condition.
  • the driving state determination unit 120 determines that the driving state of the vehicle is the first disturbance driving state (for the estimation of the driving state, To determine if it is
  • the first disturbance driving condition includes, for example, a driving condition generated by an event such as acceleration / deceleration of a vehicle, operation of a brake pedal (not shown), switch / lever operation or the like.
  • the acceleration / deceleration of the vehicle is detected based on, for example, the accelerator pedal opening degree sensor 1, the brake pedal operation amount sensor 2, and the G sensor 7 (front and rear G).
  • the operation of the brake pedal (not shown) is detected based on, for example, the brake pedal operation amount sensor 2.
  • an audio device not shown
  • the driving state determination unit 120 causes the driving state of the vehicle to be a disturbance with respect to the second disturbance driving state (estimate of the driving state).
  • the second disturbance driving situation for example, sideslip, VDC (Vehicle Dynamics Control) actuation, LDP (Lane Departure Preservation) actuation, and various events (lane change, vehicle turning, vehicle acceleration / deceleration, brake pedal (not shown)
  • VDC operation is detected based on, for example, a flag value of a VDC operation flag representing operation of VDC.
  • the LDP operation is detected based on, for example, a flag value of an LDP operation flag representing an LDP operation.
  • the driving state determination unit 120 causes the driving state of the vehicle to be a disturbance with respect to the third disturbance driving state (estimate of the driving state).
  • the third disturbance driving situation includes, for example, a driving situation occurring at an event such as a lane change, turning of the vehicle, a shift operation, a tunnel entrance, and a wave.
  • the lane change and the turning of the vehicle are detected based on the turn signal detection sensor 5, for example.
  • the gear change operation is detected based on, for example, a clutch sensor (not shown) that detects the operation state of the clutch, and the shift sensor 8.
  • the tunnel entrance is detected based on, for example, a light sensor (not shown) that detects the operating state of a headlight (not shown).
  • the swell is detected based on, for example, the G sensor 7 (horizontal G).
  • the driving state determination unit 120 causes the driving state of the vehicle to be a disturbance with respect to the fourth disturbance driving state (estimate of the driving state).
  • the fourth disturbance driving situation there is, for example, a driving situation occurring at an event such as a road surface joint.
  • the joints of the road surface are detected, for example, based on the wheel speed sensor 4 (change in wheel speed).
  • the driving condition determining unit 120 determines the driving instability. However, it is determined that there is no driving condition that causes disturbance (hereinafter, also referred to as “normal driving condition”).
  • the traveling state distribution updating unit 130 is a distribution data (steering state distribution (first traveling state distribution, second traveling state distribution)) based on the traveling state data (steering angle information) acquired by the traveling state data acquisition unit 110.
  • the angular prediction error ⁇ e) is acquired.
  • the acquisition period of the steering angle prediction error ⁇ e is set to a predetermined first period (for example, 50 milliseconds).
  • the traveling state distribution updating unit 130 updates a plurality of traveling state distributions (first traveling state distribution, second traveling state distribution) having different temporal ranges based on the acquired distribution data (steering angle prediction error ⁇ e). Do.
  • the update period of the first traveling state distribution and the second traveling state distribution is set to a second period (for example, 5 seconds) longer than the first period (for example, 50 milliseconds).
  • the traveling state distribution updating unit 130 acquires distribution data (steering (steering, for example, 2160 seconds) determined in advance.
  • a frequency distribution of the angle prediction error ⁇ e) is taken as a first traveling state distribution.
  • the traveling state distribution updating unit 130 acquires the temporal range (for example, 90 seconds) shorter than the first traveling state distribution (for example, 2160 seconds)
  • the frequency distribution of the distribution data (steering angle prediction error ⁇ e) is taken as a second traveling state distribution. Calculation examples of the first traveling state distribution and the second traveling state distribution will be described later.
  • FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the traveling state distribution updating unit 130 of the present embodiment.
  • the traveling state distribution updating unit 130 includes a distribution data calculating unit 130A, a data temporary storage unit 130B, a first traveling state distribution updating unit 130C, a second traveling state distribution updating unit 130D, and a distribution storage unit 130E. And a distribution selection unit 130F.
  • the distribution data calculation unit 130A calculates distribution data (steering angle prediction error ⁇ e) based on the traveling state data (steering angle information (steering angle ⁇ )) acquired by the traveling state data acquisition unit 110.
  • the steering angle prediction error ⁇ e is calculated every predetermined first period (for example, 50 milliseconds).
  • the data temporary storage unit 130B acquires distribution data (steering angle prediction error ⁇ e) calculated by the distribution data calculation unit 130A. Then, the data temporary storage unit 130B stores the acquired distribution data (steering angle prediction error ⁇ e). The distribution data (steering angle prediction error ⁇ e) is accumulated in the data temporary accumulation unit 130B every first period (for example, 50 milliseconds).
  • temporary data storage unit 130B determines that driving condition determination unit 120 is in any of the first disturbance driving condition, the second disturbance driving condition, the third disturbance driving condition, and the fourth disturbance driving condition. , Temporarily interrupt the accumulation of distribution data (steering angle prediction error ⁇ e) in the data temporary accumulation unit 130B.
  • the temporary data storage unit 130B is in a period during which it is not determined that the first disturbance driving condition, the second disturbance driving condition, the third disturbance driving condition, and the fourth disturbance driving condition are present, that is, the normal driving condition. Only the distribution data (steering angle prediction error ⁇ e) of the period determined to be stored.
  • the driving condition determination unit 120 changes from the driving condition of any of the first disturbance driving condition, the second disturbance driving condition, the third disturbance driving condition, and the fourth disturbance driving condition to the normal driving condition. If it is determined that the change has occurred, the accumulation of the distribution data (steering angle prediction error ⁇ e) in the data temporary accumulation unit 130B is resumed. At that time, the data temporary storage unit 130B discards the distribution data (steering angle prediction error ⁇ e) stored in the data temporary storage unit 130B.
  • the first traveling state distribution updating unit 130C updates the first traveling state distribution based on the distribution data (steering angle prediction error ⁇ e) stored in the data temporary storage unit 130B. Further, of the distribution data (steering angle prediction error ⁇ e) accumulated in the temporary data storage unit 130B, the first traveling state distribution updating unit 130C determines that the driving state determination unit 120 is in the fourth disturbance driving state. The first traveling state distribution is updated with distribution data (steering angle prediction error ⁇ e) up to the previous time (hereinafter, also referred to as “update period change processing”).
  • the first traveling state distribution updating unit 130C determines that the driving state determination unit 120 is in the fourth disturbance driving state, distribution data of a period determined as being in the normal driving state (steering angle prediction error ⁇ e The first driving state distribution is updated based only on.
  • the first traveling state distribution is updated every second period (> first period (50 milliseconds), for example, 5 seconds).
  • the first driving condition distribution updating unit 130C interrupts the update of the first driving condition distribution by the first driving condition distribution updating unit 130C (the following , Also called "update interruption process").
  • the first traveling state distribution updating unit 130C is configured to update the first traveling state distribution updated one cycle earlier in the first traveling state distribution stored in the distribution storage unit 130E. Set as a distribution.
  • the second traveling state distribution updating unit 130D updates the second traveling state distribution based on the distribution data (steering angle prediction error ⁇ e) stored in the data temporary storage unit 130B. Further, of the distribution data (steering angle prediction error ⁇ e) accumulated in data temporary accumulation unit 130B, second traveling state distribution updating unit 130D determines that driving state determination unit 120 is in the fourth disturbance driving state. The second traveling state distribution is updated with the distribution data (steering angle prediction error ⁇ e) up to the previous time (update period change processing).
  • the second driving state distribution updating unit 130D determines that the driving state determination unit 120 is in the fourth disturbance driving state, distribution data of a period determined as being in the normal driving state (steering angle prediction error ⁇ e
  • the second travel state distribution is updated based only on The second traveling state distribution is updated every second period (> first period (50 milliseconds), for example, 5 seconds).
  • the second driving state distribution updating unit 130D interrupts the update of the second driving state distribution by the second driving state distribution updating unit 130D (update Suspension process). Specifically, the second traveling state distribution updating unit 130D performs the second traveling state distribution updated one cycle earlier in the second traveling state distribution stored in the distribution storage unit 130E as the current second traveling state. Set as a distribution.
  • the distribution storage unit 130E acquires the first traveling state distribution and the second traveling state distribution updated by the first traveling state distribution updating unit 130C and the second traveling state distribution updating unit 130D. Then, the distribution storage unit 130E stores the acquired first traveling state distribution and the acquired second traveling state distribution.
  • the distribution selection unit 130F is configured such that the driving condition (the first disturbance driving condition, the second disturbance driving condition, the third disturbance driving) in which the driving condition determination unit 120 disturbs the estimation of the driving condition (determination of the driving instability).
  • Running condition distribution (first running condition distribution, second running condition distribution) updated by the first running condition distribution updating unit 130C and the second running condition distribution updating unit 130D when it is determined that the situation is the fourth disturbance driving condition).
  • distribution selecting unit 130F determines that the driving condition of the vehicle is the first disturbance driving condition, the second disturbance driving condition, the third disturbance driving condition, and the fourth disturbance. Determine which of the driving conditions applies.
  • the first traveling state distribution updating unit 130C updates the second traveling state distribution updated by the second traveling state distribution updating unit 130D. It substitutes with the 1st driving state distribution (Hereafter, it is also called "reset processing").
  • the first traveling condition distribution and the second traveling condition distribution updated by the first traveling condition distribution updating unit 130C and the second traveling condition distribution updating unit 130D are Distribution data (steering angle prediction error ⁇ e) when it is determined that the traveling state distribution is any of the first disturbance driving state, the second disturbance driving state, the third disturbance driving state, and the fourth disturbance driving state Are replaced with a first traveling state distribution and a second traveling state distribution not including (in the following, also referred to as “restoring processing”).
  • the distribution selecting unit 130F is configured to update the first traveling state distribution and the second traveling state distribution updated at least two cycles or more among the first traveling state distribution and the second traveling state distribution stored in the distribution storage unit 130E.
  • the driving instability determination unit 140 determines whether the first traveling condition distribution and the second traveling condition distribution updated by the traveling condition distribution updating unit 130 (if replaced, the first traveling condition distribution after replacement, the second traveling condition distribution)
  • the driver's driving state (driving instability) is estimated based on
  • the information presenting unit 150 is a process of presenting presentation information to the driver based on the driver's driving state (driving instability) estimated by the driving instability determination unit 140 (hereinafter also referred to as “information presenting processing” )I do.
  • the information presentation unit 150 outputs, to the information presentation apparatus, presentation information, that is, a control signal for causing the driver to present information such as an alarm presented to the driver.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the driving instability determination process.
  • the driving support unit 100A (the driving state data acquisition unit 110, the driving state determination unit 120) acquires vehicle information.
  • the vehicle information includes, for example, traveling state data (steering angle information) and information on the operating state of the driver.
  • the driving support unit 100A (driving condition determination unit 120) acquires traffic environment information.
  • traffic environment information for example, there is information of traveling environment.
  • the process proceeds to step S103, and the driving support unit 100A (the driving condition determination unit 120) determines the driving condition of the vehicle (the first one based on the vehicle information acquired in step S101 and the traffic environment information acquired in step S102).
  • the disturbance operation condition, the second disturbance operation condition, the third disturbance operation condition, the fourth disturbance operation condition, and the normal operation condition are determined.
  • the driving support unit 100A (driving condition determination unit 120) operates the driving operator, the traveling environment, or Detect vehicle condition.
  • the driving support unit 100A determines whether the driving condition of the vehicle is the first disturbance driving condition or the second disturbance driving based on the detected operation state of the driving operator, the traveling environment, or the vehicle state. It is determined which of the situation, the third disturbance driving situation, the fourth disturbance driving situation, and the normal driving situation.
  • the traveling state distribution updating unit 130 calculates a steering angle prediction error ⁇ e based on the traveling state data (steering angle information) acquired in step S101.
  • FIG. 7 shows special symbols used to calculate absolute entropy Hp1 and Hp2 and relative entropy RHp, and names of the special symbols.
  • the steering angle smooth value ⁇ n-tilde is a steering angle ⁇ in which the influence of quantization noise is reduced.
  • the estimated value ⁇ n-hat of the steering angle is a value obtained by estimating the steering angle ⁇ at the sampling time point on the assumption that the steering wheel is operated smoothly.
  • the steering angle estimated value ⁇ n-hat is obtained by performing second-order Taylor expansion on the steering angle smooth value ⁇ n-tilde as shown in the following (Expression 1).
  • tn is a sampling time of the steering angle ⁇ n.
  • the steering angle smooth value ⁇ n -tilde is calculated from the following (Expression 2) as an average value of three adjacent steering angles ⁇ n in order to reduce the influence of quantization noise.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the steering angle prediction error ⁇ e.
  • the steering angle prediction error ⁇ e at the sampling time point is, as shown in FIG. 8, as a difference between the steering angle estimated value ⁇ n-hat at the sampling time point and the actual steering angle ⁇ n when assuming that the steering wheel is operated smoothly. It can be calculated from the following (Equation 4).
  • the steering angle prediction error ⁇ e is calculated only for the minimum time interval at which a human can intermittently operate in manual operation, that is, the steering angle ⁇ n every 150 milliseconds.
  • the sampling interval Ts of the steering angle ⁇ is, for example, 50 milliseconds.
  • three steering angle smooth values ⁇ n-tilde are calculated from the above (formula 2) using three adjacent steering angles ⁇ n at an interval of 150 milliseconds.
  • the three steering angle smooth values ⁇ n -tilde are expressed by the following (Expression 5).
  • an estimated value ⁇ n-hat of the steering angle is calculated from the above (formula 1) using the calculated three steering angle smooth values ⁇ n-tilde.
  • the estimated value ⁇ n -hat is expressed by the following (Expression 6).
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the range of the prediction error class bi.
  • the process proceeds to step S105, and the driving support unit 100A (data temporary storage unit 130B) stores the steering angle prediction error ⁇ e calculated in step S104 in the data temporary storage unit 130B.
  • the range of the prediction error class bi is set based on the ⁇ value used for calculation of the steering entropy, as shown in FIG.
  • the ⁇ value for example, the steering angle prediction error ⁇ e within a fixed time based on time series data of the steering angle ⁇ , that is, the steering angle estimated value ⁇ n-hat when assuming that the steering wheel is operated smoothly
  • the difference between the steering angle ⁇ n and the steering angle ⁇ n is calculated, and the distribution (variation) of the steering angle prediction error ⁇ e is measured to calculate the 90 percent tile value (the range of the distribution including 90% of the steering angle prediction error ⁇ e).
  • the ⁇ value is set such that 90% of the steering angle prediction error ⁇ e is included in the section [ ⁇ , ⁇ ].
  • the prediction error class b1 is less than 5 ⁇
  • the prediction error class b2 is -5 ⁇ or more and less than -2.5 ⁇
  • the prediction error class b3 is -2.5 ⁇ or more and less than - ⁇ .
  • the segment b4 is greater than or equal to - ⁇ and less than -0.5 ⁇
  • the prediction error segment b5 is greater than or equal to -0.5 ⁇ and less than 0.5 ⁇ .
  • the prediction error class b6 is 0.5 ⁇ or more and less than ⁇
  • the prediction error class b7 is ⁇ or more and less than 2.5 ⁇
  • the prediction error class b8 is 2.5 ⁇ or more and less than 5 ⁇ .
  • b9 is 5 ⁇ or more.
  • Driving support unit 100A discards all the data stored in data temporary storage unit 130B at the start of the driving instability determination process, and data temporary storage unit 130B stores the data.
  • the driving support unit 100A (data temporary storage unit 130B) is in one of the first disturbance driving condition, the second disturbance driving condition, the third disturbance driving condition, and the fourth disturbance driving condition. If it is determined that the steering angle prediction error ⁇ e calculated in step S104 is not stored in the data temporary storage unit 130B.
  • the driving support unit 100A (data temporary storage unit 130B) does not determine in step S103 that the first disturbance driving condition, the second disturbance driving condition, the third disturbance driving condition, and the fourth disturbance driving condition are present. Only distribution data (steering angle prediction error ⁇ e) of a period, that is, a period determined to be in a normal driving condition, is accumulated.
  • step S106 the driving support unit 100A (the data temporary storage unit 130B, the first traveling state distribution updating unit 130C, and the second traveling state distribution updating unit 130D) starts the driving instability determination process.
  • a predetermined set time for example, 5 seconds
  • the driving support unit 100A (the data temporary storage unit 130B, the first traveling state distribution updating unit 130C, and the second traveling state distribution updating unit 130D) has elapsed since the start of the driving instability determination process. It is determined whether a timer value T of a timer (not shown) that counts time is equal to or greater than a set time (for example, 5 seconds).
  • driving support unit 100A determines that timer value T is equal to or longer than a set time (for example, 5 seconds) If (Yes), the process proceeds to step S107.
  • the driving support unit 100A determines that the timer value T is less than the set time (for example, 5 seconds) If it has (No), the process proceeds to step S101.
  • the driving support unit 100A repeatedly executes the flow of steps S101 to S106 until the set time (for example, 5 seconds) elapses from the start of the driving instability determination processing. That is, the driving support unit 100A does not execute the flow after step S107 until the set time (for example, 5 seconds) elapses.
  • the driving support unit 100A executes steps S107 to S117, which will be described later, that is, updates the first traveling state distribution, the second traveling state distribution, and the like every second period (for example, 5 seconds).
  • the driving support unit 100A executes the flow of steps S101 to S106 in a predetermined first cycle (for example, every 50 milliseconds).
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the start point of the second period.
  • the driving support unit 100A (the data temporary storage unit 130B, the first traveling state distribution updating unit 130C, and the second traveling state distribution updating unit 130D) performs the first disturbance driving state, 2)
  • the timer value T is set to zero.
  • the driving support unit 100A (the data temporary storage unit 130B, the first traveling state distribution updating unit 130C, and the second traveling state distribution updating unit 130D) receives the first disturbance driving state, the second disturbance driving state, and the third disturbance driving.
  • the first traveling state distribution updated by the first traveling state distribution updating unit 130C and the second traveling state distribution updating unit 130D when changing from the driving condition of any of the condition or the fourth disturbance driving condition to the normal driving condition 2 Cancel the suspension of the update of the traveling state distribution, and change that point in time to the start point of the second cycle (for example, 5 seconds) (hereinafter also referred to as “resume processing”).
  • the timer value T is determined to be the set time (for example, 5 seconds) or more is shown in the present embodiment, other configurations can be adopted.
  • the data temporary storage unit 130B has stored a predetermined number of distribution data (steering angle prediction error ⁇ e) set in advance.
  • the driving support unit 100A (the data temporary storage unit 130B, the first traveling state distribution updating unit 130C, the second traveling state distribution updating unit 130D) has a second data storage unit 130B (for example, 5 seconds). )
  • the driving support unit 100A (the data temporary storage unit 130B, the first traveling state distribution updating unit 130C, and the second traveling state distribution updating unit 130D) has the data temporary storage unit 130B for the second period (for example, 5 seconds). If it is determined that the distribution data (steering angle prediction error ⁇ e) is accumulated (Yes), the process proceeds to step S107. On the other hand, the driving support unit 100A (data temporary storage unit 130B, first travel state distribution update unit 130C, second travel state distribution update unit 130D) has the data temporary storage unit 130B for the second cycle (for example, 5 seconds). If it is determined that the distribution data (steering angle prediction error ⁇ e) is not stored (No), the process proceeds to step S101.
  • the driving support unit 100A (first traveling state distribution updating unit 130C) stores the updated first traveling state distribution in the distribution storage unit 130E.
  • Nall that is, the total value of the number of samples N1 to N9 for each section is one of the first disturbance operation condition, the second disturbance operation condition, the third disturbance operation condition and the fourth disturbance operation condition in step S103. If it is determined that the number is smaller than 100. Accordingly, when the driving support unit 100A (the first traveling state distribution updating unit 130C) determines that the driving state is in the fourth disturbance driving state in step S103, it determines that the driving state is in the normal driving state in step S103.
  • the driving support unit 100A (first driving condition distribution updating unit 130C) interrupts updating of the first driving condition distribution. That is, the driving support unit 100A (the first traveling state distribution updating unit 130C) performs the first traveling state distribution updated one cycle earlier in the first traveling state distribution stored in the distribution storage unit 130E.
  • a running state distribution is assumed (update interruption processing).
  • the second traveling state distribution is updated based on N9)).
  • Nall that is, the total value of the number of samples N1 to N9 for each section is any one of the first disturbance operation condition, the second disturbance operation condition, the third disturbance operation condition, and the fourth disturbance operation condition in step S103. If it is determined that the number is smaller than 100.
  • the driving support unit 100A the first driving state distribution updating unit 130C determines that the driving state is in the fourth disturbance driving state in step S103, it is determined that the driving state is in the normal driving state
  • the driving support unit 100A (the second driving condition distribution updating unit 130D) interrupts updating of the second driving condition distribution. That is, the driving support unit 100A (the second traveling state distribution updating unit 130D) is configured to set the second traveling state distribution updated one cycle earlier in the second traveling state distribution stored in the distribution storage unit 130E. 2. Set as a running state distribution (update interruption process).
  • step S109 the driving support unit 100A (distribution selecting unit 130F) determines that the driving condition of the vehicle is the first disturbance driving condition, the second disturbance driving condition, and the third disturbance based on the determination result of step S103. It is determined which of the driving condition, the fourth disturbance driving condition, and the normal driving condition corresponds to. Then, when it is determined that the driving support unit 100A (distribution selection unit 130F) corresponds to the second disturbance driving situation, the process proceeds to step S111. On the other hand, when it is determined that the driving support unit 100A (distribution selection unit 130F) corresponds to the third disturbance driving situation, the process proceeds to step S112. On the other hand, when it is determined that the driving support unit 100A (distribution selection unit 130F) corresponds to any of the first disturbance driving condition, the fourth disturbance driving condition, and the normal driving condition, the process proceeds to step S110.
  • step S110 the driving support unit 100A (distribution selection unit 130F) does not perform the reset process and the restore process, and does not replace the first traveling state distribution and the second traveling state distribution updated in steps S107 and S108. It transfers to step S113.
  • step S111 the driving support unit 100A (distribution selection unit 130F) performs reset processing, and then proceeds to step S113.
  • the driving support unit 100A (distribution selection unit 130F) replaces the second traveling state distribution updated in step S108 with the first traveling state distribution updated in step S107.
  • step S112 the driving support unit 100A (distribution selection unit 130F) performs the restore process, and then proceeds to step S113.
  • any of the first traveling state distribution and the second traveling state distribution updated in steps S107 and S108 is either the first disturbance driving state, the second disturbance driving state, the third disturbance driving state, or the fourth disturbance driving state.
  • the first traveling state distribution and the second traveling state distribution that do not include the distribution data (steering angle prediction error ⁇ e) when it is determined that there is a heel are replaced.
  • the driving support unit 100A (the distribution selecting unit 130F) updates the first traveling state distribution and the second traveling state distribution stored in the distribution storage unit 130E at least two cycles before the first.
  • the driving support unit 100A (distribution selecting unit 130F) determines whether any of the gear change operation and the wave is generated based on the operation state of the driving operator, the traveling environment, and the vehicle state.
  • the driving support unit 100A (distribution selection unit 130F) determines that either the shift operation or the waviness is occurring
  • the first traveling state distribution updated in step S107 is updated two cycles earlier.
  • the second running state distribution updated in step S108 is replaced with the second running state distribution updated two cycles earlier.
  • the driving support unit 100A (the distribution selecting unit 130F) determines that neither a gear change operation nor a surge has occurred
  • the first traveling state distribution updated in step S107 is updated three cycles earlier. While making it 1 driving state distribution, the 2nd driving state distribution updated by step S108 is replaced with the 2nd driving state distribution updated 3 cycles earlier.
  • the process proceeds to step S113, and the driving assistance unit 100A (the driving instability determination unit 140) replaces the first traveling state distribution and the second traveling state distribution (when replaced, when replaced in step S107 and S108).
  • the absolute entropy Hp1 and Hp2 are calculated based on the later first traveling state distribution, the second traveling state distribution).
  • the traveling state distribution updating unit 130 calculates the absolute entropy Hp1 from the following (Expression 9) based on the first traveling state distribution updated in step S107.
  • the traveling state distribution updating unit 130 calculates an absolute entropy Hp2 from the following (Expression 10) based on the second traveling state distribution updated in step S108.
  • the steepness of the first traveling state distribution and the second traveling state increases as the absolute entropy Hp1 and Hp2 decrease, and steering angle prediction
  • the distribution of the error ⁇ e falls within a certain range. That is, it indicates that the driving operation is performed smoothly and the driving is in a stable state.
  • the absolute entropy Hp1 and Hp2 increase, the steepness of the distribution of the steering angle prediction error ⁇ e decreases, and the distribution of the steering angle prediction error ⁇ e disperses. That is, it indicates that the driving operation is not performed smoothly and the driving is in an unstable state.
  • step S114 the driving support unit 100A (engine roughness determination unit 140), R 3 - by the steering entropy method, step S107, first running state distribution and the second running state distribution updated in S108 (When replaced, the difference amount (relative entropy RHp) between the distributions of the first traveling state distribution after replacement, the second traveling state distribution) is calculated.
  • the driving support unit 100A (driving instability determination unit 140) calculates the relative entropy RHp from the following (formula 11) Do.
  • step S115 the driving support unit 100A (the driving instability determination unit 140) estimates the driving state of the driver based on the absolute entropy Hp1 and Hp2 calculated in step S113 (the driving is unstable). Determine if it is in a state). Specifically, the driving support unit 100A (the driving instability determining unit 140) determines whether the difference (Hp2-Hp1) between the absolute entropy Hp1 and Hp2 calculated in step S113 is larger than a predetermined determination threshold. judge.
  • the driving support unit 100A determines that the difference (Hp2-Hp1) between the absolute entropy Hp1 and Hp2 is larger than the determination threshold, the driving is in the unstable state. judge. On the other hand, when it is determined that the difference (Hp2-Hp1) between the absolute entropy Hp1 and Hp2 is equal to or less than the determination threshold, the driving support unit 100A (the driving instability determination unit 140) determines that the driving is stable. Do.
  • step S116 the driving support unit 100A (the driving instability determination unit 140) estimates the driving state of the driver based on the relative entropy RHp calculated in step S114 (the driving is unstable). Determine if there is). Specifically, the driving support unit 100A (the driving instability determination unit 140) determines whether or not the relative entropy RHp calculated in step S114 is larger than a predetermined determination threshold. Then, when the driving support unit 100A (the driving instability determination unit 140) determines that the relative entropy RHp is larger than the determination threshold, the driving support unit 100A determines that the driving is in the unstable state. On the other hand, when it is determined that the relative entropy RHp is equal to or less than the determination threshold, the driving support unit 100A (the driving instability determination unit 140) determines that the driving is in a stable state.
  • step S117 the driving support unit 100A (information presenting unit 150) presents the driver with presentation information based on the driving state estimated (determined) in steps S115 and S116 (information presenting processing) I do.
  • driving support unit 100A determines whether or not the state determined to be unstable in both steps S115 and S116 has continued for a predetermined set time (for example, 5 seconds) or more. judge. Then, when the driving support unit 100A (the information presenting unit 150) determines that the state determined to be the unstable state in both steps S115 and S116 has continued for the set time (for example, 5 seconds) or more, the information presenting process I do.
  • the driving support unit 100A determines that the state determined to be unstable in both steps S115 and S116 does not continue for more than the set time (for example, 5 seconds)
  • FIG. 16 An example of the information presentation process is shown in FIG. In this example, a warning is displayed and a warning is presented by voice such as "Pee !!
  • processing for presenting presentation information is performed when it is determined that the state determined to be unstable continues for a set time (for example, 5 seconds) or more.
  • Other configurations may also be employed.
  • FIG. 16 a configuration may be adopted in which a presentation is performed at multiple presentation levels using a level gauge, and auditory information corresponding to each presentation level is presented. In this case, the presentation level of the level gauge is increased as the operation instability increases.
  • eight presentation levels are shown, and the display on the left side indicates a state in which the presentation level is high (state in which the driving instability is high).
  • the driving support unit 100A executes the driving instability determination processing while the vehicle is traveling. Then, the driving support unit 100A (the driving condition data acquisition unit 110, the driving condition determination unit 120) acquires the driving condition data (steering angle information), the vehicle information, and the traffic environment information (steps S101 and S102 in FIG. 6). Subsequently, based on the vehicle information and the traffic environment information acquired by the driving support unit 100A (the driving condition determination unit 120), the driving condition of the vehicle (first disturbance driving condition, second disturbance driving condition, third disturbance driving condition, A fourth disturbance driving situation, a normal driving situation) is determined (step S103 in FIG. 6). Subsequently, the traveling state distribution updating unit 130 (distribution data calculating unit 130A) calculates distribution data (steering angle prediction error ⁇ e) based on the acquired traveling state data (steering angle information) (step S104).
  • the driving support unit 100A (the data temporary storage unit 130B, the first traveling state distribution updating unit 130C, and the second traveling state distribution updating unit 130D) starts the driving instability determination process, for example, a set time (for example, It is determined that 5 seconds has elapsed ("Yes" in step S106 in FIG. 6).
  • the driving support unit 100A (first traveling state distribution updating unit 130C)
  • the first traveling state distribution and the second traveling state distribution are updated (steps S107 and S108 in FIG. 6).
  • 64-bit real numbers double type
  • the driving support unit 100A (distribution selecting unit 130F) determines that the driving condition of the vehicle corresponds to the normal driving condition based on the determination result of step S103 (steps S109 and S110 of FIG. 6).
  • the driving support unit 100A calculates absolute entropy Hp1 and Hp2 based on the updated first traveling state distribution and the second traveling state distribution (step S113 in FIG. 6).
  • the absolute entropy Hp1 and Hp2 as shown in (Equation 9) (Equation 10), log calculation with relatively high operation load is performed.
  • the driving support unit 100A calculates the difference amount (relative entropy RHp) between the distribution of the first traveling state distribution and the distribution of the second traveling state distribution updated by the R3-steering entropy method. It calculates (step S114 of FIG. 6). In the calculation of the relative entropy RHp, as shown in (Expression 11), log calculation with relatively high operation load is performed. Subsequently, the driving support unit 100A (the driving instability determination unit 140) estimates the driving state of the driver based on the calculated absolute entropy Hp1 and Hp2 (whether the driving state of the driver is in the unstable state or not). (Step S115 in FIG. 6).
  • the driving support unit 100A (the driving instability determination unit 140) estimates the driving state of the driver based on the calculated relative entropy RHp (whether the driving state of the driver is in the unstable state or not). Determination) (step S116 of FIG. 6). Subsequently, the driving support unit 100A (the information presenting unit 150) performs a process of presenting presentation information to the driver based on the estimated driving state (step S117 in FIG. 6). Thus, the driving support unit 100A calculates the first traveling state distribution, the second traveling state distribution, the absolute entropy Hp1 and Hp2, and the relative entropy RHp every second period (for example, 5 seconds).
  • the driving support unit 100A performs the first cycle in which the first traveling state distribution and the distribution data (the steering angle prediction error ⁇ e) for the second traveling state distribution are predetermined based on the steering angle information. Acquire every (for example, 50 milliseconds). Then, based on the acquired distribution data (steering angle prediction error ⁇ e), the driving support unit 100A performs the first traveling state every second period (for example, 5 seconds) longer than the first period (for example, 50 milliseconds) Update the distribution and the second driving state distribution.
  • the first traveling state distribution and the distribution data (the steering angle prediction error ⁇ e) for the second traveling state distribution are predetermined based on the steering angle information. Acquire every (for example, 50 milliseconds). Then, based on the acquired distribution data (steering angle prediction error ⁇ e), the driving support unit 100A performs the first traveling state every second period (for example, 5 seconds) longer than the first period (for example, 50 milliseconds) Update the distribution and the second driving state distribution.
  • FIG. 17 is a diagram showing an operation of a vehicle equipped with the driving state estimation device of the present embodiment.
  • FIG. 17 shows the operation in the case where the first period is 50 milliseconds and the second period is 2.5 seconds.
  • RHpnew indicates the first traveling state distribution etc. in a cycle (second cycle. 2.5 seconds) longer than the cycle (first cycle. 50 milliseconds) for acquiring distribution data (steering angle prediction error ⁇ e). Is calculated, that is, the relative entropy of the present embodiment.
  • RHpold is also referred to as “before improvement” when the period for acquiring distribution data (steering angle prediction error ⁇ e) and the period for calculating the first traveling state distribution etc.
  • the relative entropy RHpnew of the present embodiment overlaps with the relative entropy RHold before modification every 2.5 seconds. Further, as shown in FIG. 17B, during the trip of the vehicle, the relative entropy RHpnew of the present embodiment substantially overlaps the relative entropy RHold before the improvement, and it is considered that there is no problem in practical use.
  • the driving condition of the vehicle is the first disturbance driving condition, that is, the first driving condition distribution and the second driving condition distribution. It is determined that the driving condition is not updated (step S103 in FIG. 6).
  • the driving support unit 100A data temporary storage unit 130B
  • the driving support unit 100A repeats the flow of the steps S101 to S106
  • the driving support unit 100A (the data temporary storage unit 130B, the first traveling state distribution updating unit 130C, the second traveling state distribution updating unit 130D) It is assumed that it is determined that the set time (for example, 5 seconds) has elapsed since the start of the driving instability determination process ("Yes" in step S106 of FIG. 6). Then, the driving support unit 100A (the first traveling state distribution updating unit 130C, the second traveling state distribution updating unit 130D) determines that the update of the first traveling state distribution and the second traveling state distribution is interrupted (step 6 in FIG. 6). S107, S108).
  • the first traveling state distribution updated one cycle before is made the current first traveling state distribution, and one period
  • the previously updated second traveling state distribution is taken as the current second traveling state distribution (update interruption processing).
  • the present embodiment when it is determined that the driving support unit 100A is in the first disturbance driving state, the first driving state is updated one cycle earlier without using the updated traveling state data (steering angle information).
  • the distribution and the second traveling state distribution are set as the current first traveling state distribution and the second traveling state distribution (steps S107 and S108 in FIG. 6).
  • the present embodiment can prevent erroneous detection as being in the unstable state in the determination of the degree of instability of the driving (determination of the unstable state of the driving). Also, assume that the vehicle has finished accelerating.
  • the driving support unit 100A determines that the driving condition of the vehicle is the second disturbance driving condition, that is, the driving condition in which the reset process is performed. (Step S103 in FIG. 6). Then, after steps S104 to S108, the driving support unit 100A determines that the driving condition of the vehicle corresponds to the second disturbance driving condition based on the determination result of step S103 (step S109 in FIG. 6).
  • the driving support unit 100A (distribution selection unit 130F) replaces the second traveling state distribution updated in step S108 with the first traveling state distribution updated in step S107 (reset processing; step S111 in FIG. 6).
  • the driving supporting unit 100A when it is determined that the driving support unit 100A is in the second disturbance driving state, the driving supporting unit 100A performs a reset process to replace the second driving state distribution with the first driving state distribution (step S111 in FIG. 6).
  • the present embodiment can prevent erroneous detection as being in the unstable state in the determination of the degree of instability of the driving (determination of the unstable state of the driving).
  • the driving support unit 100A determines that the driving condition of the vehicle is the third disturbance driving condition, that is, the driving condition in which the restore process is performed. (Step S103 in FIG. 6). Then, after steps S104 to S108, the driving support unit 100A (distribution selecting unit 130F) determines that the driving condition of the vehicle corresponds to the third disturbance driving condition (step S109 in FIG. 6).
  • the driving assistance unit 100A selects the first traveling state distribution updated two cycles earlier in the first traveling state distribution and the second traveling state distribution stored in the distribution storage unit 130E. While making it the present 1st traveling state distribution, let the 2nd traveling state distribution updated 2 cycles ago be the present 2nd traveling state distribution (Step S112 of Drawing 6).
  • the first traveling state distribution updated two cycles earlier is made the current first traveling state distribution.
  • the second traveling state distribution updated two cycles earlier is taken as the current second traveling state distribution (step S112 in FIG. 6).
  • the present embodiment can prevent erroneous detection as being in the unstable state in the determination of the degree of instability of the driving (determination of the unstable state of the driving).
  • the driving support unit 100A determines that the driving condition of the vehicle is the third disturbance driving condition, that is, the driving condition in which the restore process is performed. (Step S103 in FIG. 6). Then, after steps S104 to S108, the driving support unit 100A (distribution selecting unit 130F) determines that the driving condition of the vehicle corresponds to the third disturbance driving condition (step S109 in FIG. 6). Subsequently, the driving assistance unit 100A (distribution selecting unit 130F) selects the first traveling state distribution updated three cycles earlier in the first traveling state distribution and the second traveling state distribution stored in the distribution storage unit 130E.
  • the 2nd traveling state distribution updated three cycles ago be the present 2nd traveling state distribution (Step S112 of FIG. 6).
  • the first driving state distribution updated three cycles earlier is the current first driving state distribution.
  • the second traveling state distribution updated three cycles earlier is taken as the current second traveling state distribution (step S112 in FIG. 6).
  • the present embodiment can prevent erroneous detection as being in the unstable state in the determination of the degree of instability of the driving (determination of the unstable state of the driving).
  • the driving support unit 100A determines that the driving condition of the vehicle is the fourth disturbance driving condition, that is, the driving condition in which the update cycle change processing is performed. It determines (step S103 of FIG. 6). Subsequently, the driving support unit 100A (data temporary storage unit 130B) interrupts the storage of the calculated distribution data (steering angle prediction error ⁇ e) in the data temporary storage unit 130B (step S105 in FIG. 6).
  • a set time for example, 5 seconds
  • the steering angle prediction error ⁇ e (during a period in which it is determined that the driving support unit 100A (data temporary storage unit 130B) is in the normal driving condition, that is, a period in which the fourth disturbance driving condition is not determined.
  • the driving support unit 100A when determining the fourth disturbance driving situation, does not determine that the period is determined to be the normal driving situation, that is, the fourth disturbance driving situation.
  • the traveling state data acquisition unit 110 of FIG. 3 and step S101 of FIG. 6 constitute a traveling state data acquisition unit.
  • the traveling state distribution updating unit 130 of FIG. 3, the distribution data calculating unit 130A of FIG. 5, and step S104 of FIG. 6 constitute a distribution data acquiring unit.
  • the driving instability determination unit 140 of FIG. 3 and steps S114 and S116 of FIG. 6 constitute a driving condition estimation unit.
  • the traveling state distribution updating unit 130 of FIG. 3 and the data temporary storage unit 130B of FIG. 5 constitute a data temporary storage unit.
  • the driving condition determination unit 120 of FIG. 3 and step S103 of FIG. 6 constitute a driving condition determination unit. Furthermore, the traveling state distribution updating unit 130 of FIG. 3, the distribution storage unit 130E of FIG. 5, and steps S107 and S108 of FIG. 6 constitute a distribution storage unit.
  • the present embodiment has the following effects.
  • the driving support unit 100A predetermines distribution data (steering angle prediction error ⁇ e) for traveling state distribution (first traveling state distribution, second traveling state distribution) based on the traveling state data (steering angle information) Acquisition is performed every first cycle (for example, 50 milliseconds). Subsequently, based on the acquired distribution data (steering angle prediction error ⁇ e), the driving support unit 100A performs a plurality of traveling states every second period (for example, 5 seconds) longer than the first period (for example, 50 milliseconds) The distribution (first traveling state distribution, second traveling state distribution) is updated.
  • the driving support unit 100A estimates the driving state of the driver based on the updated plurality of traveling state distributions (first traveling state distribution, second traveling state distribution).
  • the distribution data (steering angle prediction error ⁇ e) is obtained every first predetermined cycle (for example, 50 milliseconds), and the second data is longer than the first cycle (for example, 50 milliseconds).
  • a plurality of traveling state distributions (for example, first traveling state distribution, second traveling state distribution) are updated every cycle (for example, 5 seconds). Therefore, it is possible to reduce the execution frequency of calculation based on distribution data (steering angle prediction error ⁇ e), such as updating of a plurality of traveling state distributions (first traveling state distribution, second traveling state distribution) and estimation of driving state. Thereby, the calculation load of a driving
  • the driving support unit 100A includes the data temporary storage unit 130B that stores the acquired distribution data (steering angle prediction error ⁇ e). Then, the driving support unit 100A generates each traveling state distribution (first traveling state distribution) with the distribution data (steering angle prediction error ⁇ e) for the second period (for example, 5 seconds) accumulated in the data temporary accumulation unit 130B. Update the second driving state distribution). With such a configuration, each traveling state distribution (first traveling state distribution, second traveling state distribution) is updated with distribution data (steering angle prediction error ⁇ e) for the second period (for example, 5 seconds). Therefore, the traveling state distribution (first traveling state distribution, second traveling state distribution) can be updated more accurately.
  • each driving state The distribution (first traveling state distribution, second traveling state distribution) is updated.
  • the driving support unit 100A acquires, as distribution data, the difference between the estimated steering angle value and the actual steering angle (steering angle prediction error ⁇ e) on the assumption that the steering wheel is operated smoothly. With such a configuration, it is possible to estimate the driving state related to the driver's steering operation.
  • the driving support unit 100A causes the driving condition (first disturbance driving condition, second disturbance driving condition, third disturbance driving condition, fourth disturbance) to be a disturbance with respect to the estimation of the driving condition (the driving instability). If it is determined that the vehicle is in the driving state, the driving state distribution (first driving state distribution, second driving state distribution) updated by the driving support unit 100A is changed.
  • the traveling state distribution (first traveling state distribution, second traveling state distribution) can be updated more appropriately.
  • the driving support unit 100A generates a disturbance (the first disturbance driving condition, the second disturbance driving condition, the third disturbance driving condition, the fourth disturbance) that is a disturbance with respect to the estimation of the driving condition (the driving instability). If it is determined that the vehicle is in the driving condition, the update interruption process, the restore process, and the reset process are performed based on the determined driving condition (first disturbance driving condition, second disturbance driving condition, third disturbance driving condition, fourth disturbance driving condition) At least one of update cycle change processing and resume processing is executed. With such a configuration, updating is performed when an operating condition (first disturbance operating condition, second disturbance operating condition, third disturbance operating condition, fourth disturbance operating condition) that causes disturbance with respect to the estimation of the operating condition is generated. At least one of interruption processing, restoration processing, reset processing, update cycle change processing, and resume processing can be executed. As a result, based on the executed processing, the traveling state distribution (first traveling state distribution, second traveling state distribution) can be updated more appropriately.
  • the driving support unit 100A includes the distribution accumulation unit 130E that accumulates the traveling state distribution (first traveling state distribution, second traveling state distribution). Then, the driving support unit 100A performs, as the restoration process, the traveling state distribution at least two cycles or more in the traveling state distribution (first traveling state distribution, second traveling state distribution) accumulated by the distribution storage unit 130E ((1) The first traveling state distribution and the second traveling state distribution are defined as the updated traveling state distribution (first traveling state distribution and second traveling state distribution). With such a configuration, restoration processing can be performed relatively easily. (9) The driving support unit 100A performs, as restoration processing, the traveling state distribution (first traveling state distribution, second) at least two cycles before based on the driving state (lane change, left / right turn of vehicle, tunnel entrance, and sway).
  • Running state distribution (first running state distribution, second running state distribution) is selected from the running state distribution), and the selected running state distribution (first running state distribution, second running state distribution) is updated after running.
  • State distribution (first traveling state distribution, second traveling state distribution) is used. With such a configuration, restore processing can be performed more appropriately.
  • the driving support unit 100A determines the driving situation based on at least one of the operation state of the driving operator operable by the driver, the traveling environment, and the vehicle state. Such a configuration makes it possible to more appropriately determine the driving situation.
  • FIG. 18 is a diagram showing the configuration of a vehicle equipped with the driving state estimation device of the present embodiment. Specifically, as shown in FIG. 18, the vehicle includes the yaw rate sensor 11. The yaw rate sensor 11 detects a yaw rate of the vehicle. Subsequently, the yaw rate sensor 11 outputs the detected yaw rate to the controller 100.
  • the driving support unit 100A calculates absolute entropy Hp1 and Hp2 and relative entropy RHp using the yaw rate detected by the yaw rate sensor 11 instead of the steering angle prediction error ⁇ e (steps S105 to S114 in FIG. 6). (Effect of this variation) (1) The driving support unit 100A acquires the yaw rate of the vehicle as distribution data. Such a configuration makes it possible to estimate the driving state of the driver in the lateral driving.
  • FIG. 19 is a diagram showing the configuration of a vehicle equipped with the driving state estimation device of the present embodiment.
  • the vehicle includes the front camera 12.
  • the front camera 12 captures an image of the road ahead of the vehicle.
  • the front camera 12 outputs the captured image to the controller 100.
  • the driving support unit 100A calculates the lateral position in the lane of the vehicle from the image captured by the front camera 12, and uses the calculated lateral position in the lane to obtain absolute entropy Hp1 and Hp2. And calculate the relative entropy RHp.
  • the driving support unit 100A acquires the lateral position of the vehicle in the lane as the distribution data. Such a configuration makes it possible to estimate the driving state of the driver in the lateral driving.
  • Japanese Patent Application 2013-150726 filed on July 19, 2013
  • the present application claims priority form a part of the present disclosure by reference.
  • Driving condition data acquisition unit (driving condition data acquisition unit) 120 driving condition judgment unit (driving condition judgment unit) 130 Running state distribution updating unit (distribution data acquisition unit, running state distribution updating unit, temporary data storage unit, distribution storage unit) 130A Distribution Data Calculation Unit (Distribution Data Acquisition Unit) 130B Data Temporary Storage Unit (Data Temporary Storage Unit) 130C 1st driving state distribution updating part (driving state distribution updating part) 130D Second traveling state distribution updating unit (traveling state distribution updating unit) 130E Distribution Accumulator (Distribution Accumulator) 140 Driving instability determination unit (driving condition estimation unit) Step S101 (traveling state data acquisition unit) Step S103 (Driving condition determination unit) Step S104 (distribution data acquisition unit) Steps S107 and S108 (travel state distribution updating unit, distribution storage unit) Steps S114 and S116 (operating condition estimation unit)

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Abstract

　運転支援部は、走行状態データ（操舵角情報）に基づき走行状態分布（第１走行状態分布、第２走行状態分布）用の分布データ（操舵角予測誤差（θe））を予め定めた第１周期（例えば、５０ミリ秒）毎に取得する。続いて、運転支援部は、取得した分布データ（操舵角予測誤差（θe））に基づき第１周期（例えば、５０ミリ秒）よりも長い第２周期（例えば、５秒）毎に複数の走行状態分布（第１走行状態分布、第２走行状態分布）を更新する。続いて、運転支援部は、更新した複数の走行状態分布（第１走行状態分布、第２走行状態分布）に基づき運転者の運転状態を推定する。

Description

運転状態推定装置
　本発明は、運転状態推定装置に関する。
　従来、運転状態推定装置としては、例えば、特許文献１に記載の技術がある。
　特許文献１に記載の技術では、ステアリングホイールの操舵角に基づき、操舵操作が滑らかに行われたと仮定した場合の操舵角推定値と実際の操舵角との差（以下、「分布データ」とも呼ぶ）を算出する。続いて、算出した分布データに基づき、普段の操舵特性に対応する相対的に時間的範囲の長い走行状態分布と、現在の操舵特性に対応する相対的に時間的範囲の短い走行状態分布とを更新する。そして、更新した２つの走行状態分布の分布間の相違量に基づき運転者の運転状態を推定する。これにより、特許文献１に記載の技術では、交通環境の違いによらず、運転の不安定状態を精度よく検出可能となっている。
　ここで、特許文献１に記載の技術では、２つの走行状態分布や運転者の運転状態の推定等、分布データに基づく演算を分布データが算出するたびに実行していた。
特開２００９－９４９５号公報
　しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、２つの走行状態分布や運転者の運転状態の推定等、分布データに基づく演算を分布データが算出するたびに実行していた。それゆえ、運転状態推定装置の演算負荷が増大する可能性があった。そのため、スマートフォン、廉価な車載コントローラ等、演算能力が比較的低い機器で運転状態推定装置を実現することが困難であった。
　本発明は、上記のような点に着目したもので、運転状態推定装置の演算負荷を低減可能とすることを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明の一態様では、走行状態データに基づき走行状態分布用の分布データを予め定めた第１周期毎に取得する。続いて、取得した分布データに基づき第１周期よりも長い第２周期毎に時間的範囲の異なる複数の走行状態分布を更新する。続いて、更新した複数の走行状態分布に基づき運転者の運転状態を推定する。
　本発明の一態様によれば、予め定めた第１周期毎に分布データを取得するとともに、第１周期よりも長い第２周期毎に複数の走行状態分布を更新する。それゆえ、複数の走行状態分布の更新や運転状態の推定等、分布データに基づく演算の実行頻度を低減できる。これにより、運転状態推定装置の演算負荷を低減できる。
運転状態推定装置を搭載した車両の構成を表す図である。 運転状態推定装置のシステム構成例を表すブロック図である。 運転支援部１００Ａの構成を表すブロック図である。 車両の運転状況を説明するための図である。 走行状態分布更新部１３０の構成を表すブロック図である。 運転不安定度判定処理を表すフローチャートである。 絶対エントロピーＨp1、Ｈp2、相対エントロピーＲＨp算出に用いる記号を説明するための図である。 操舵角予測誤差θeを説明するための図である。 予測誤差区分ｂｉの範囲を説明するための図である。 第２周期の開始点を説明するための図である。 第１走行状態分布および第２走行状態分布の更新方法を説明するための図である。 第１走行状態分布および第２走行状態分布の更新方法を説明するための図である。 第１走行状態分布および第２走行状態分布の特性を説明するための図である。 相対エントロピーＲＨpを説明するための図である。 情報呈示オン例を説明するための図である。 情報呈示オン例を説明するための図である。 運転状態推定装置を搭載した車両の動作を表す図である。 運転状態推定装置を搭載した車両の構成を表す図である。 運転状態推定装置を搭載した車両の構成を表す図である。
　まず、本発明に係る実施形態について図面を参照しつつ説明する。
（構成）
　図１は、本実施形態の運転状態推定装置を搭載した車両の構成を表す図である。
　図１に示すように、車両は、アクセルペダル開度量センサ１、ブレーキペダル操作量センサ２、操舵角センサ３、車輪速センサ４、ウインカ検出センサ５、およびナビゲーション装置６を備える。また、車両は、Ｇセンサ７、シフトセンサ８、前方車両検出装置９、およびコントローラ１００を備える。
　アクセルペダル開度量センサ１は、アクセルペダルの開度量を検出する。そして、アクセルペダル開度量センサ１は、検出した開度量をコントローラ１００に出力する。
　ブレーキペダル操作量センサ２は、ブレーキペダルの操作量を検出する。そして、ブレーキペダル操作量センサ２は、検出した操作量をコントローラ１００に出力する。
　操舵角センサ３は、ステアリングホイール（不図示）の操舵角を検出する。そして、操舵角センサ３は、検出した操舵角をコントローラ１００に出力する。操舵角センサ３としては、例えば、ステアリングコラムの回転角を検出する角度センサを採用できる。
　車輪速センサ４は、車輪の回転数（以下、「車輪速」とも呼ぶ）を検出する。続いて、車輪速センサ４は、検出した車輪速に基づいて車速を算出する。そして、車輪速センサ４は、検出した車輪速および算出した車速のそれぞれをコントローラ１００に出力する。
　ウインカ検出センサ５は、ウインカレバー（不図示）の操作状態（以下、「ウインカ操作」とも呼ぶ）を検出する。ウインカ操作としては、例えば、操作の有無がある。そして、ウインカ検出センサ５は、検出したウインカ操作をコントローラ１００に出力する。
　シフトセンサ８は、シフトレバー（不図示）の操作状態（以下、「シフト操作」とも呼ぶ）を検出する。シフト操作としては、例えば、Ｐ、Ｄ、Ｒ等のシフトレバーの位置がある。そして、シフトセンサ８は、検出したシフト操作をコントローラ１００に出力する。
　情報呈示装置は、コントローラ１００が出力した制御信号（後述）に従って、警報その他の情報を運転者に呈示する。呈示方法としては、音声や画像がある。情報呈示装置としては、例えば、ブザー音や音声により運転者への情報提供を行うスピーカ１０、および画像やテキストの表示により運転者への情報提供を行う表示ユニットを採用できる。表示ユニットとしては、例えば、ナビゲーション装置６の表示モニタを流用してもよい。
　ナビゲーション装置６は、ＧＰＳ(Global Positioning System)受信機、地図データベース、および表示モニタを備える。そして、ナビゲーション装置６は、ＧＰＳ受信機および地図データベースから車両の現在位置および道路情報を取得する。続いて、ナビゲーション装置６は、取得した車両の現在位置および道路情報に基づいて車両が走行する道路の種別や道路幅員等の各種情報を取得する。続いて、ナビゲーション装置６は、取得した情報に基づいて経路探索の結果および経路案内の結果等を表示モニタに表示する。
　Ｇセンサ７は、車両に発生した前後加速度および横加速度を検出する。そして、Ｇセンサ７は、検出した前後加速度および横加速度をコントローラ１００に出力する。
　前方車両検出装置９は、車両の進行方向前方に存在する他の車両その他の障害物の情報（例えば、障害物までの距離）を検出する。そして、前方車両検出装置９は、検出した情報をコントローラ１００に出力する。前方車両検出装置９としては、例えば、車両の進行方向前方にレーザー光を出射して反射光を検出するレーザ距離計を採用できる。
　コントローラ１００は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、並びにＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)およびＡ/Ｄ(Analog to Digital)変換回路等のＣＰＵ周辺部品を備える。そして、コントローラ１００（ＣＰＵ、ＣＰＵ周辺部品）は、運転不安定度判定処理を行う運転支援部１００Ａを備える。運転不安定度判定処理では、運転支援部１００Ａは、アクセルペダル開度量センサ１、およびブレーキペダル操作量センサ２等が出力した検出結果に基づいて、運転者が操作可能な運転操作子の操作状態、および車両状態の少なくとも一方を含む走行状態データを取得する。運転操作子としては、例えば、ステアリングホイール、アクセルペダル、およびブレーキペダルがある。車両状態としては、前方車両に対する車間情報がある。本実施形態では、走行状態データとして、操舵角センサ３が出力した操舵角の情報（以下、「操舵角情報」とも呼ぶ）を採用する。
　続いて、運転支援部１００Ａは、取得した走行状態データ（操舵角情報）に基づき複数の走行状態分布（第１走行状態分布（後述）、第２走行状態分布（後述））用の分布データ（操舵角予測誤差θe（後述））を予め定めた第１周期（例えば、５０ミリ秒）毎に取得する。続いて、運転支援部１００Ａは、取得した分布データ（操舵角予測誤差θe）に基づき第１周期（例えば、５０ミリ秒）よりも長い第２周期（例えば、５秒）毎に時間的範囲の異なる複数の走行状態分布（第１走行状態分布、第２走行状態分布）を更新する。
　続いて、運転支援部１００Ａは、更新した複数の走行状態分布（第１走行状態分布、第２走行状態分布）に基づいて絶対エントロピーＨp1、Ｈp2（後述）を算出する。続いて、続いて、運転支援部１００Ａは、算出した絶対エントロピーＨp1、Ｈp2に基づいて運転者の運転状態（運転の不安定度（後述））を判定する。続いて、運転支援部１００Ａは、更新した複数の走行状態分布（第１走行状態分布、第２走行状態分布）の分布間の相違量（相対エントロピーＲＨp（後述））に基づいて運転者の運転状態（運転の不安定度）を推定する。そして、運転支援部１００Ａは、推定した運転状態（運転の不安定度）に基づいて警報その他の情報（以下、「呈示情報」とも呼ぶ）を運転者に呈示させる制御信号を情報呈示装置に出力する。これにより、運転支援部１００Ａは、運転者に呈示情報を呈示し、運転の不安定度（運転の不安定状態）について運転者の注意を喚起する。
　なお、走行状態データとしては、前方車両に対する車間情報（車間距離、車間時間）や、アクセルペダルやブレーキペダルの操作に基づく加減速情報等を採用してもよい。車間情報（車間距離、車間時間）や、加減速情報等を採用する場合、走行状態分布（第１走行状態分布、第２走行状態分布）および分布間の相違量（相対エントロピーＲＨp）の算出は、例えば、国際公開番号ＷＯ２００９／０１３８１５（特願２００９－５２４３４２号）の公報等に記載しているような公知の方法によって算出すればよい。
　コントローラ１００としては、例えば、スマートフォンや、車載コントローラ、クラウドサーバを採用してもよい。クラウドサーバを採用する場合、車両が、アクセルペダル開度量センサ１、およびブレーキペダル操作量センサ２等が出力した検出結果をクラウドサーバに送信する。これにより、クラウドサーバが、車両が送信した検出結果に基づいて運転不安定度判定処理を実行し、運転不安定度判定処理の結果に基づいて呈示情報を運転者に呈示させる制御信号を情報呈示装置に送信する。そして、車両が、クラウドサーバが送信した制御信号に基づいて情報呈示装置で運転者に呈示情報を呈示する。
　図２は、本実施形態の運転状態推定装置のシステム構成例を表すブロック図である。
　図２に示すように、本実施形態では、情報呈示装置として、視覚情報呈示装置、および聴覚情報呈示装置を例示している。また、視覚情報呈示装置としては、ナビゲーション装置６の表示モニタ、聴覚情報呈示装置としては、スピーカ１０を例示している。
　図３は、本実施形態の運転支援部１００Ａの構成を表すブロック図である。
　図３に示すように、運転支援部１００Ａは、走行状態データ取得部１１０、運転状況判定部１２０、走行状態分布更新部１３０、運転不安定度判定部１４０、および情報呈示部１５０を備える。
　走行状態データ取得部１１０は、操舵角センサ３が出力した検出結果を取得する。そして、走行状態データ取得部１１０は、取得した検出結果を走行状態データとする。
　図４は、車両の運転状況を説明するための図である。
　運転状況判定部１２０は、アクセルペダル開度量センサ１、およびブレーキペダル操作量センサ２等が出力した検出結果に基づいて、車両の運転状況（第１外乱運転状況、第２外乱運転状況、第３外乱運転状況、第４外乱運転状況、通常運転状況（後述））を判定する。具体的には、運転状況判定部１２０は、アクセルペダル開度量センサ１、およびブレーキペダル操作量センサ２等が出力した検出結果に基づいて、運転者が操作可能な運転操作子の操作状態、走行環境、および車両状態を検出する。続いて、運転状況判定部１２０は、検出した運転操作子の操作状態、走行環境、および車両状態に基づいて、車両の運転状況が第１外乱運転状況（運転状態の推定に対して、外乱となる運転状況）にあるかを判定する。第１外乱運転状況としては、例えば、車両の加減速、ブレーキペダル（不図示）の操作、スイッチ・レバー操作等のイベントで発生する運転状況がある。
　車両の加減速は、例えば、アクセルペダル開度量センサ１、ブレーキペダル操作量センサ２、Ｇセンサ７（前後Ｇ）に基づき検出する。ブレーキペダル（不図示）の操作は、例えば、ブレーキペダル操作量センサ２に基づき検出する。スイッチ・レバー操作は、例えば、ワイパー（不図示）の作動状態を検出するワイパーセンサ（不図示）、ライト（不図示）の作動状態を検出するライトセンサ（不図示）、オーディオ装置（不図示）の操作状態を検出するオーディオセンサ（不図示）に基づき検出する。
　また、運転状況判定部１２０は、検出した運転操作子の操作状態、走行環境、および車両状態に基づいて、車両の運転状況が第２外乱運転状況（運転状態の推定に対して、外乱となる運転状況）にあるかを判定する。第２外乱運転状況としては、例えば、横滑り、ＶＤＣ(Vehicle Dynamics Control)作動、ＬＤＰ(Lane Departure Preservation)作動、および各種事象（車線変更、車両の右左折、車両の加減速、ブレーキペダル（不図示）の操作、変速操作、スイッチ・レバー操作、トンネル出入口、うねり、路面のジョイント）が設定時間継続等のイベントで発生する運転状況がある。ここで、ＶＤＣ作動は、例えば、ＶＤＣの作動を表すＶＤＣ作動フラグのフラグ値に基づき検出する。ＬＤＰ作動は、例えば、ＬＤＰの作動を表すＬＤＰ作動フラグのフラグ値に基づき検出する。
　また、運転状況判定部１２０は、検出した運転操作子の操作状態、走行環境、および車両状態に基づいて、車両の運転状況が第３外乱運転状況（運転状態の推定に対して、外乱となる運転状況）にあるかを判定する。第３外乱運転状況としては、例えば、車線変更、車両の右左折、変速操作、トンネル出入口、およびうねり等のイベントで発生する運転状況がある。車線変更、車両の右左折は、例えば、ウインカ検出センサ５に基づき検出する。変速操作は、例えば、クラッチの操作状態を検出するクラッチセンサ（不図示）、シフトセンサ８に基づき検出する。トンネル出入口は、例えば、ヘッドライト（不図示）の作動状態を検出するライトセンサ（不図示）に基づき検出する。うねりは、例えば、Ｇセンサ７（横Ｇ）に基づき検出する。さらに、運転状況判定部１２０は、検出した運転操作子の操作状態、走行環境、および車両状態に基づいて、車両の運転状況が第４外乱運転状況（運転状態の推定に対して、外乱となる運転状況）にあるかを判定する。第４外乱運転状況としては、例えば、路面のジョイント等のイベントで発生する運転状況がある。路面のジョイントは、例えば、車輪速センサ４（車輪速変化）に基づき検出する。
　一方、運転状況判定部１２０は、第１外乱運転状況、第２外乱運転状況、第３外乱運転状況、第４外乱運転状況のいずれでもないと判定した場合には、運転の不安定度の判定に対して外乱となる運転状況にない（以下、「通常運転状況」とも呼ぶ）と判定する。
　走行状態分布更新部１３０は、走行状態データ取得部１１０が取得した走行状態データ（操舵角情報）に基づいて走行状態分布（第１走行状態分布、第２走行状態分布）用の分布データ（操舵角予測誤差θe）を取得する。操舵角予測誤差θeの取得周期は、予め定めた第１周期（例えば、５０ミリ秒）とする。続いて、走行状態分布更新部１３０は、取得した分布データ（操舵角予測誤差θe）に基づいて時間的範囲の異なる複数の走行状態分布（第１走行状態分布、第２走行状態分布）を更新する。第１走行状態分布および第２走行状態分布の更新周期は、第１周期（例えば、５０ミリ秒）よりも長い第２周期（例えば、５秒）とする。具体的には、走行状態分布更新部１３０は、取得した分布データ（操舵角予測誤差θe）に基づき、予め定めた相対的に長い時間的範囲（例えば、２１６０秒）で取得した分布データ（操舵角予測誤差θe）の度数分布を第１走行状態分布とする。
　また、走行状態分布更新部１３０は、取得した分布データ（操舵角予測誤差θe）に基づき、第１走行状態分布（例えば、２１６０秒）よりも短い時間的範囲（例えば、９０秒）で取得した分布データ（操舵角予測誤差θe）の度数分布を第２走行状態分布とする。第１走行状態分布および第２走行状態分布の算出例については、後述する。
　図５は、本実施形態の走行状態分布更新部１３０の構成を表すブロック図である。
　図５に示すように、走行状態分布更新部１３０は、分布データ算出部１３０Ａ、データ一時蓄積部１３０Ｂ、第１走行状態分布更新部１３０Ｃ、第２走行状態分布更新部１３０Ｄ、分布蓄積部１３０Ｅ、および分布選択部１３０Ｆを備える。
　分布データ算出部１３０Ａは、走行状態データ取得部１１０が取得した走行状態データ（操舵角情報（操舵角θ））に基づき分布データ（操舵角予測誤差θe）を算出する。操舵角予測誤差θeは、予め定めた第１周期（例えば、５０ミリ秒）毎に算出する。
　データ一時蓄積部１３０Ｂは、分布データ算出部１３０Ａが算出した分布データ（操舵角予測誤差θe）を取得する。そして、データ一時蓄積部１３０Ｂは、取得した分布データ（操舵角予測誤差θe）を蓄積する。分布データ（操舵角予測誤差θe）は、第１周期（例えば、５０ミリ秒）毎にデータ一時蓄積部１３０Ｂに蓄積する。
　なお、データ一時蓄積部１３０Ｂは、運転状況判定部１２０が第１外乱運転状況、第２外乱運転状況、第３外乱運転状況、および第４外乱運転状況のいずれかの運転状況にあると判定すると、分布データ（操舵角予測誤差θe）のデータ一時蓄積部１３０Ｂへの蓄積を中断する。これにより、データ一時蓄積部１３０Ｂは、第１外乱運転状況、第２外乱運転状況、第３外乱運転状況、および第４外乱運転状況にあると判定していない期間、つまり、通常運転状況にあると判定している期間の分布データ（操舵角予測誤差θe）のみを蓄積する。また、データ一時蓄積部１３０Ｂは、運転状況判定部１２０が第１外乱運転状況、第２外乱運転状況、第３外乱運転状況、および第４外乱運転状況のいずれかの運転状況から通常運転状況に変化したと判定すると、分布データ（操舵角予測誤差θe）のデータ一時蓄積部１３０Ｂへの蓄積を再開する。その際、データ一時蓄積部１３０Ｂは、データ一時蓄積部１３０Ｂが蓄積している分布データ（操舵角予測誤差θe）を破棄する。
　第１走行状態分布更新部１３０Ｃは、データ一時蓄積部１３０Ｂが蓄積している分布データ（操舵角予測誤差θe）に基づいて第１走行状態分布を更新する。また、第１走行状態分布更新部１３０Ｃは、データ一時蓄積部１３０Ｂが蓄積している分布データ（操舵角予測誤差θe）のうち、運転状況判定部１２０が第４外乱運転状況にあると判定する前までの分布データ（操舵角予測誤差θe）で第１走行状態分布を更新する（以下、「更新周期変更処理」とも呼ぶ）。これにより、第１走行状態分布更新部１３０Ｃは、運転状況判定部１２０が第４外乱運転状態にあると判定すると、通常運転状況にあると判定している期間の分布データ（操舵角予測誤差θe）のみに基づいて第１走行状態分布を更新する。第１走行状態分布は、第２周期（＞第１周期（５０ミリ秒）。例えば、５秒）毎に更新する。
　なお、第１走行状態分布更新部１３０Ｃは、運転状況判定部１２０が第１外乱運転状況にあると判定すると、第１走行状態分布更新部１３０Ｃによる第１走行状態分布の更新を中断する（以下、「更新中断処理」とも呼ぶ）。具体的には、第１走行状態分布更新部１３０Ｃは、分布蓄積部１３０Ｅが蓄積している第１走行状態分布のうち、１周期前に更新した第１走行状態分布を現在の第１走行状態分布として設定する。
　第２走行状態分布更新部１３０Ｄは、データ一時蓄積部１３０Ｂが蓄積している分布データ（操舵角予測誤差θe）に基づいて第２走行状態分布を更新する。また、第２走行状態分布更新部１３０Ｄは、データ一時蓄積部１３０Ｂが蓄積している分布データ（操舵角予測誤差θe）のうち、運転状況判定部１２０が第４外乱運転状況にあると判定する前までの分布データ（操舵角予測誤差θe）で第２走行状態分布を更新する（更新周期変更処理）。これにより、第２走行状態分布更新部１３０Ｄは、運転状況判定部１２０が第４外乱運転状態にあると判定すると、通常運転状況にあると判定している期間の分布データ（操舵角予測誤差θe）のみに基づいて第２走行状態分布を更新する。第２走行状態分布は、第２周期（＞第１周期（５０ミリ秒）。例えば、５秒）毎に更新する。
　なお、第２走行状態分布更新部１３０Ｄは、運転状況判定部１２０が第１外乱運転状況にあると判定すると、第２走行状態分布更新部１３０Ｄによる第２走行状態分布の更新を中断する（更新中断処理）。具体的には、第２走行状態分布更新部１３０Ｄは、分布蓄積部１３０Ｅが蓄積している第２走行状態分布のうち、１周期前に更新した第２走行状態分布を現在の第２走行状態分布として設定する。
　分布蓄積部１３０Ｅは、第１走行状態分布更新部１３０Ｃおよび第２走行状態分布更新部１３０Ｄが更新した第１走行状態分布および第２走行状態分布を取得する。そして、分布蓄積部１３０Ｅは、取得した第１走行状態分布および第２走行状態分布を蓄積する。
　分布選択部１３０Ｆは、運転状況判定部１２０が運転状態の推定（運転の不安定度の判定）に対して外乱となる運転状況（第１外乱運転状況、第２外乱運転状況、第３外乱運転状況、第４外乱運転状況）にあると判定すると、第１走行状態分布更新部１３０Ｃおよび第２走行状態分布更新部１３０Ｄが更新する走行状態分布（第１走行状態分布、第２走行状態分布）を変更する。具体的には、分布選択部１３０Ｆは、運転状況判定部１２０の判定結果に基づいて、車両の運転状況が第１外乱運転状況、第２外乱運転状況、第３外乱運転状況、および第４外乱運転状況のいずれに該当するのかを判定する。そして、分布選択部１３０Ｆは、第２外乱運転状況に該当すると判定した場合には、第２走行状態分布更新部１３０Ｄが更新した第２走行状態分布を、第１走行状態分布更新部１３０Ｃが更新した第１走行状態分布で置き換える（以下、「リセット処理」とも呼ぶ）。
　一方、分布選択部１３０Ｆは、第３外乱運転状況に該当すると判定した場合には、第１走行状態分布更新部１３０Ｃおよび第２走行状態分布更新部１３０Ｄが更新した第１走行状態分布および第２走行状態分布を、第１外乱運転状況、第２外乱運転状況、第３外乱運転状況、および第４外乱運転状況のいずれかにあると判定しているときの分布データ（操舵角予測誤差θe）を含まない第１走行状態分布および第２走行状態分布で置き換える（以下、「リストア処理」とも呼ぶ）。具体的には、分布選択部１３０Ｆは、分布蓄積部１３０Ｅが記憶している第１走行状態分布および第２走行状態分布のうち、少なくとも２周期以上前に更新した第１走行状態分布および第２走行状態分布で置き換える。一方、分布選択部１３０Ｆは、第１外乱運転状況および第４外乱運転状況のいずれかに該当すると判定した場合には、リセット処理およびリストア処理を行わず、第１走行状態分布および第２走行状態分布の置き換えを行わない。
　運転不安定度判定部１４０は、走行状態分布更新部１３０が更新した第１走行状態分布および第２走行状態分布（置き換えた場合には、置き換え後の第１走行状態分布、第２走行状態分布）に基づいて運転者の運転状態（運転の不安定度）を推定する。
　情報呈示部１５０は、運転不安定度判定部１４０が推定した運転者の運転状態（運転の不安定度）に基づいて運転者に呈示情報を呈示する処理（以下、「情報呈示処理」とも呼ぶ）を行う。情報呈示処理では、情報呈示部１５０は、呈示情報、つまり、運転者に呈示する警報その他の情報を運転者に呈示させる制御信号を情報呈示装置に出力する。
（運転不安定度判定処理）
　次に、運転支援部１００Ａが実行する運転不安定度判定処理について説明する。運転不安定度判定処理は、予め定めた制御周期毎に実施する。
　図６は、運転不安定度判定処理を表すフローチャートである。
　図６に示すように、まず、ステップＳ１０１では、運転支援部１００Ａ（走行状態データ取得部１１０、運転状況判定部１２０）は、車両情報を取得する。車両情報としては、例えば、走行状態データ（操舵角情報）、および運転操作子の操作状態の情報がある。
　続いてステップＳ１０２に移行して、運転支援部１００Ａ（運転状況判定部１２０）は、交通環境情報を取得する。交通環境情報としては、例えば、走行環境の情報がある。
　続いてステップＳ１０３に移行して、運転支援部１００Ａ（運転状況判定部１２０）は、ステップＳ１０１で取得した車両情報、およびステップＳ１０２で取得した交通環境情報に基づいて、車両の運転状況（第１外乱運転状況、第２外乱運転状況、第３外乱運転状況、第４外乱運転状況、および通常運転状況）を判定する。具体的には、運転支援部１００Ａ（運転状況判定部１２０）は、ステップＳ１０１で取得した車両情報、およびステップＳ１０２で取得した交通環境情報に基づいて、運転操作子の操作状態、走行環境、または車両状態を検出する。続いて、運転支援部１００Ａ（運転状況判定部１２０）は、検出した運転操作子の操作状態、走行環境、または車両状態に基づいて、車両の運転状況が第１外乱運転状況、第２外乱運転状況、第３外乱運転状況、第４外乱運転状況、および通常運転状況のいずれの状況にあるか判定する。
　続いてステップＳ１０４に移行して、走行状態分布更新部１３０（分布データ算出部１３０Ａ）は、ステップＳ１０１で取得した走行状態データ（操舵角情報）に基づいて操舵角予測誤差θeを算出する。ここで、図７に、絶対エントロピーＨp1、Ｈp2、相対エントロピーＲＨpを算出するために用いる特殊記号および当該特殊記号の名称を示す。操舵角円滑値θn-tildeは、量子化ノイズの影響を低減した操舵角θである。また、操舵角の推定値θn-hatは、ステアリングホイールを滑らかに操作したと仮定してサンプリング時点における操舵角θを推定した値である。操舵角推定値θn-hatは、以下の（式１）に示すように、操舵角円滑値θn-tildeに対して二次のテイラー展開を施して得る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　（式１）において、ｔnは操舵角θnのサンプリング時刻である。
　操舵角円滑値θn-tildeは、量子化ノイズの影響を低減するために、３個の隣接した操舵角θnの平均値として以下の（式２）から算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　（式２）において、ｌは、操舵角円滑値θn-tildeの算出時間間隔を１５０ミリ秒、すなわち、手動操作において人間が断続的に操作可能な最小時間間隔とした場合に、１５０ミリ秒内に含まれる操舵角θnのサンプル数を表す。
　操舵角θnのサンプリング間隔をＴsとすると、サンプル数ｌは、以下の（式３）で表する。
　　　ｌ＝round（０．１５／Ｔs）　・・・（式３）
　（式３）において、ｋ＝１、２、３の値をとり、（ｋ＊１）により１５０ミリ秒間隔の操舵角とそれに隣接する合計３個の操舵角θnに基づいて、円滑値θn-tildeを求めることができる。したがって、このような円滑値θn-tildeに基づいて算出する推定値θn-hatは、実質的に１５０ミリ秒間隔で得た操舵角θにより算出したことになる。
　図８は、操舵角予測誤差θeを説明するための図である。
　サンプリング時点における操舵角予測誤差θeは、図８に示すように、ステアリングホイールを滑らかに操作したと仮定した場合のサンプリング時点における操舵角推定値θn-hatと実際の操舵角θnとの差として、以下の（式４）から算出できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　ただし、操舵角予測誤差θeは、手動操作において人間が断続的に操作可能な最小時間間隔、すなわち、１５０ミリ秒毎の操舵角θnに対してのみ算出するものとする。
　以下に、操舵角予測誤差θeの具体的な算出方法を説明する。なお、操舵角θのサンプリング間隔Ｔsは、例えば、５０ミリ秒とする。まず、１５０ミリ秒間隔の隣接する３個の操舵角θnを用いて、上記（式２）から３個の操舵角円滑値θn-tildeを算出する。３個の操舵角円滑値θn-tildeは、以下の（式５）で表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　次に、算出した３個の操舵角円滑値θn-tildeを用いて、上記（式１）から操舵角の推定値θn-hatを算出する。推定値θn-hatは、以下の（式６）で表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　そして、算出した操舵角推定値θn-hatと実際の操舵角θnとを用いて、上記（式４）から操舵角予測誤差θeを算出する。
　図９は、予測誤差区分ｂｉの範囲を説明するための図である。
　続いてステップＳ１０５に移行して、運転支援部１００Ａ（データ一時蓄積部１３０Ｂ）は、ステップＳ１０４で算出した操舵角予測誤差θeをデータ一時蓄積部１３０Ｂに蓄積する。具体的には、運転支援部１００Ａ（データ一時蓄積部１３０Ｂ）は、ステップＳ１０４で算出した操舵角予測誤差θeを９個の予測誤差区分ｂｉ（＝ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４、ｂ５、ｂ６、ｂ７、ｂ８、ｂ９）に分類する。
　予測誤差区分ｂｉの範囲は、図９に示すように、ステアリングエントロピーの算出に用いるα値に基づいて設定する。α値としては、例えば、操舵角θの時系列データに基づいて一定時間内の操舵角予測誤差θe、すなわち、ステアリングホイールを滑らかに操作したと仮定した場合の操舵角推定値θn-hatと実際の操舵角θnとの差を求め、操舵角予測誤差θeの分布（ばらつき）を測定して９０パーセントタイル値（操舵角予測誤差θeの９０％が含まれる分布の範囲）を算出したものがある。すなわち、α値は、操舵角予測誤差θeの９０％が区間[－α、α]の中に含まれるように設定する。
　具体的には、予測誤差区分ｂ１は５α未満とし、予測誤差区分ｂ２は－５α以上で且つ－２．５α未満とし、予測誤差区分ｂ３は－２．５α以上で且つ－α未満とし、予測誤差区分ｂ４は－α以上で且つ－０．５α未満とし、予測誤差区分ｂ５は－０．５α以上で且つ０．５α未満とする。また、予測誤差区分ｂ６は０．５α以上で且つα未満とし、予測誤差区分ｂ７はα以上で且つ２．５α未満とし、予測誤差区分ｂ８は２．５α以上で且つ５α未満とし、予測誤差区分ｂ９は５α以上とする。
　続いて、運転支援部１００Ａ（データ一時蓄積部１３０Ｂ）は、分類結果に基づいて区分毎標本数Ｎi（＝Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６、Ｎ７、Ｎ８、Ｎ９）を設定する。具体的には、運転支援部１００Ａ（データ一時蓄積部１３０Ｂ）は、操舵角予測誤差θeを予測誤差区分ｂ１に分類した場合には区分毎標本数Ｎ１に１を加算し、以下同様に、操舵角予測誤差θeを予測誤差区分ｂｊ（ｊは２～９のいずれか）に分類した場合には区分毎標本数Ｎｊに１を加算する。区分毎標本数Ｎｉ（＝Ｎ１～Ｎ９）の初期値は０とする。続いて、運転支援部１００Ａ（データ一時蓄積部１３０Ｂ）は、区分毎標本数Ｎｉ（＝Ｎ１～Ｎ９）をデータ一時蓄積部１３０Ｂに蓄積する。これにより、運転支援部１００Ａ（データ一時蓄積部１３０Ｂ）は、ステップＳ１０４で算出した操舵角予測誤差θeを９個の予測誤差区分ｂｉ（＝ｂ１～ｂ９）に分類し、分類した操舵角予測誤差θeを予測誤差区分ｂｉ（＝ｂ１～ｂ９）毎の度数として蓄積する。
　なお、運転支援部１００Ａ（データ一時蓄積部１３０Ｂ）は、この運転不安定度判定処理の開始時にデータ一時蓄積部１３０Ｂが蓄積しているデータをすべて破棄し、データ一時蓄積部１３０Ｂが蓄積している区分毎標本数Ｎｉ（＝Ｎ１～Ｎ９）を初期化する。また、運転支援部１００Ａ（データ一時蓄積部１３０Ｂ）は、ステップＳ１０３で第１外乱運転状況、第２外乱運転状況、第３外乱運転状況、および第４外乱運転状況のいずれかの運転状況にあると判定すると、ステップＳ１０４で算出した操舵角予測誤差θeのデータ一時蓄積部１３０Ｂへの蓄積を中断する。すなわち、運転支援部１００Ａ（データ一時蓄積部１３０Ｂ）は、操舵角予測誤差θeの分類や、区分毎標本数Ｎi（＝Ｎ１～Ｎ９）の算出・蓄積を中断する。これにより、運転支援部１００Ａ（データ一時蓄積部１３０Ｂ）は、ステップＳ１０３で第１外乱運転状況、第２外乱運転状況、第３外乱運転状況、および第４外乱運転状況にあると判定していない期間、つまり、通常運転状況にあると判定している期間の分布データ（操舵角予測誤差θe）のみを蓄積する。
　また、運転支援部１００Ａ（データ一時蓄積部１３０Ｂ）は、ステップＳ１０３で第１外乱運転状況、第２外乱運転状況、第３外乱運転状況、および第４外乱運転状況のいずれかの運転状況から通常運転状況に変化したと判定すると、ステップＳ１０４で算出した操舵角予測誤差θeのデータ一時蓄積部１３０Ｂへの蓄積を再開する。すなわち、運転支援部１００Ａ（データ一時蓄積部１３０Ｂ）は、操舵角予測誤差θeの分類や、区分毎標本数Ｎi（＝Ｎ１～Ｎ９）の算出・蓄積を再開する。その際、運転支援部１００Ａ（データ一時蓄積部１３０Ｂ）は、データ一時蓄積部１３０Ｂが蓄積しているデータをすべて破棄し、データ一時蓄積部１３０Ｂが蓄積している区分毎標本数Ｎｉ（＝Ｎ１～Ｎ９）を初期化する。
　続いてステップＳ１０６に移行して、運転支援部１００Ａ（データ一時蓄積部１３０Ｂ、第１走行状態分布更新部１３０Ｃ、第２走行状態分布更新部１３０Ｄ）は、この運転不安定度判定処理を開始してから予め定めた設定時間（例えば、５秒）経過したか否かを判定する。具体的には、運転支援部１００Ａ（データ一時蓄積部１３０Ｂ、第１走行状態分布更新部１３０Ｃ、第２走行状態分布更新部１３０Ｄ）は、この運転不安定度判定処理を開始してからの経過時間をカウントするタイマー（不図示）のタイマー値Ｔが設定時間（例えば、５秒）以上であるか否かを判定する。そして、運転支援部１００Ａ（データ一時蓄積部１３０Ｂ、第１走行状態分布更新部１３０Ｃ、第２走行状態分布更新部１３０Ｄ）は、タイマー値Ｔが設定時間（例えば、５秒）以上であると判定した場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ１０７に移行する。
　一方、運転支援部１００Ａ（データ一時蓄積部１３０Ｂ、第１走行状態分布更新部１３０Ｃ、第２走行状態分布更新部１３０Ｄ）は、タイマー値Ｔが設定時間（例えば、５秒）未満であると判定した場合には（Ｎｏ）、ステップＳ１０１に移行する。これにより、運転支援部１００Ａは、この運転不安定度判定処理を開始してから設定時間（例えば、５秒）が経過するまでは、ステップＳ１０１～Ｓ１０６のフローを繰り返し実行する。すなわち、運転支援部１００Ａは、設定時間（例えば、５秒）が経過するまではステップＳ１０７以降のフローは実行しない。したがって、運転支援部１００Ａは、後述するステップＳ１０７～Ｓ１１７、つまり、第１走行状態分布、第２走行状態分布の更新等を第２周期（例えば、５秒）毎に実行する。
　ここで、本実施形態では、運転支援部１００Ａは、ステップＳ１０１～Ｓ１０６のフローを予め定めた第１周期（例えば、５０ミリ秒毎）で実行する。
　図１０は、第２周期の開始点を説明するための図である。
　なお、運転支援部１００Ａ（データ一時蓄積部１３０Ｂ、第１走行状態分布更新部１３０Ｃ、第２走行状態分布更新部１３０Ｄ）は、図１０に示すように、ステップＳ１０３で第１外乱運転状況、第２外乱運転状況、第３外乱運転状況、および第４外乱運転状況のいずれかの運転状況から通常運転状況に変化したと判定するとタイマー値Ｔを０とする。これにより、運転支援部１００Ａ（データ一時蓄積部１３０Ｂ、第１走行状態分布更新部１３０Ｃ、第２走行状態分布更新部１３０Ｄ）は、第１外乱運転状況、第２外乱運転状況、第３外乱運転状況、または第４外乱運転状況のいずれかの運転状況から通常運転状況に変化したときに第１走行状態分布更新部１３０Ｃ、第２走行状態分布更新部１３０Ｄが更新する第１走行状態分布、第２走行状態分布の更新の中断を解除しその時点を第２周期（例えば、５秒）の開始点に変更する（以下、「レジューム処理ともよぶ）。
　また、本実施形態では、タイマー値Ｔが設定時間（例えば、５秒）以上であるか否かを判定する例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、データ一時蓄積部１３０Ｂが予め定めた設定数の分布データ（操舵角予測誤差θe）を蓄積したか否かを判定する。具体的には、運転支援部１００Ａ（データ一時蓄積部１３０Ｂ、第１走行状態分布更新部１３０Ｃ、第２走行状態分布更新部１３０Ｄ）が、データ一時蓄積部１３０Ｂが第２周期（例えば、５秒）分の分布データ（操舵角予測誤差θe）を蓄積したか否かを判定する。第２周期（例えば、５秒）分の分布データ（操舵角予測誤差θe）としては、例えば、１００（＝５秒／５０ミリ秒）個の分布データ（操舵角予測誤差θe）がある。
　そして、運転支援部１００Ａ（データ一時蓄積部１３０Ｂ、第１走行状態分布更新部１３０Ｃ、第２走行状態分布更新部１３０Ｄ）が、データ一時蓄積部１３０Ｂが第２周期（例えば、５秒）分の分布データ（操舵角予測誤差θe）を蓄積したと判定した場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ１０７に移行する。一方、運転支援部１００Ａ（データ一時蓄積部１３０Ｂ、第１走行状態分布更新部１３０Ｃ、第２走行状態分布更新部１３０Ｄ）が、データ一時蓄積部１３０Ｂが第２周期（例えば、５秒）分の分布データ（操舵角予測誤差θe）を蓄積していないと判定した場合には（Ｎｏ）、ステップＳ１０１に移行する。
　図１１、図１２は、第１走行状態分布および第２走行状態分布の更新方法を説明するための図である。
　ステップＳ１０７では、運転支援部１００Ａ（第１走行状態分布更新部１３０Ｃ）は、データ一時蓄積部１３０Ｂが蓄積している操舵角予測誤差θe（区分毎標本数Ｎｉ（＝Ｎ１～Ｎ９））に基づいて第１走行状態分布を更新する。具体的には、運転支援部１００Ａ（第１走行状態分布更新部１３０Ｃ）は、図１１に示すように、データ一時蓄積部１３０Ｂが蓄積している区分毎標本数Ｎｉ（＝Ｎ１～Ｎ９）に基づき、以下の（式７）から各予測誤差区分ｂｉに含まれる操舵角予測誤差θeの度数の全度数に対する確率ｐi（＝ｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４、ｐ５、ｐ６、ｐ７、ｐ８、ｐ９）を求める。そして、運転支援部１００Ａ（第１走行状態分布更新部１３０Ｃ）は、更新した第１走行状態分布を分布蓄積部１３０Ｅに蓄積する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　（式７）において、ｐiは、６４ビット実数（double型）を用いて算出する。また、ｐioldはこの運転不安定度判定処理の前回の実行時に算出したｐiであり、Ｋwindowは第１走行状態分布の更新に用いる標本数（操舵角予測誤差θeの数）、Ｎallは区分毎標本数Ｎｉ（＝Ｎ１～Ｎ９）の合計値である。本実施形態では、（式７）のＫwindowは、４３２０００（＝２１６０秒／５０ミリ秒/回）になる。また、Ｎallは、ステップＳ１０３で運転状況が通常運転状況にあると判定すると、１００（＝５秒／５０ミリ秒/回）になる。なお、Ｎall、つまり、区分毎標本数Ｎ１～Ｎ９の合計値は、ステップＳ１０３で運転状況が第１外乱運転状況、第２外乱運転状況、第３外乱運転状況および第４外乱運転状況のいずれかであると判定すると１００より小さい数になる。これにより、運転支援部１００Ａ（第１走行状態分布更新部１３０Ｃ）は、ステップＳ１０３で運転状況が第４外乱運転状況にあると判定すると、ステップＳ１０３で運転状況が通常運転状況にあると判定している期間の操舵角予測誤差θe（区分毎標本数Ｎｉ（＝Ｎ１～Ｎ９））のみに基づいて第１走行状態分布を更新する（更新周期変更処理）。
　なお、運転支援部１００Ａ（第１走行状態分布更新部１３０Ｃ）は、ステップＳ１０３で運転状況が第１外乱運転状況にあると判定すると、第１走行状態分布の更新を中断する。すなわち、運転支援部１００Ａ（第１走行状態分布更新部１３０Ｃ）は、分布蓄積部１３０Ｅが蓄積している第１走行状態分布のうち、１周期前に更新した第１走行状態分布を現在の第１走行状態分布とする（更新中断処理）。
　続いてステップＳ１０８に移行して、運転支援部１００Ａ（第２走行状態分布更新部１３０Ｄ）は、データ一時蓄積部１３０Ｂが蓄積している操舵角予測誤差θe（区分毎標本数Ｎｉ（＝Ｎ１～Ｎ９））に基づいて第２走行状態分布を更新する。具体的には、運転支援部１００Ａ（第２走行状態分布更新部１３０Ｄ）は、データ一時蓄積部１３０Ｂが蓄積している区分毎標本数Ｎｉ（＝Ｎ１～Ｎ９）に基づき、以下の（式８）から各予測誤差区分ｂｉに含まれる操舵角予測誤差θeの度数の全度数に対する確率ｑi（＝ｑ１、ｑ２、ｑ３、ｑ４、ｑ５、ｑ６、ｑ７、ｑ８、ｑ９）を求める。そして、運転支援部１００Ａ（第２走行状態分布更新部１３０Ｄ）は、算出した第２走行状態分布を分布蓄積部１３０Ｅに蓄積する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　（式８）において、ｑiは、６４ビット実数（double型）を用いて算出する。また、ｑioldはこの運転不安定度判定処理の前回の実行時に算出したｑiであり、Ｋwindowは第２走行状態分布の更新に用いる標本数（操舵角予測誤差θeの数）、Ｎallは区分毎標本数Ｎｉ（＝Ｎ１～Ｎ９）の合計値である。本実施形態では、（式８）のＫwindowは、１８０００（＝９０秒／５０ミリ秒/回）になる。また、Ｎallは、ステップＳ１０３で運転状況が通常運転状況にあると判定すると、１００（＝５秒／５０ミリ秒/回）になる。なお、Ｎall、つまり、区分毎標本数Ｎ１～Ｎ９の合計値は、ステップＳ１０３で運転状況が第１外乱運転状況、第２外乱運転状況、第３外乱運転状況、および第４外乱運転状況のいずれかであると判定すると１００より小さい数になる。これにより、運転支援部１００Ａ（第１走行状態分布更新部１３０Ｃ）は、ステップＳ１０３で運転状況が第４外乱運転状況にあると判定すると、運転状況が通常運転状況にあると判定している期間の操舵角予測誤差θe（区分毎標本数Ｎｉ（＝Ｎ１～Ｎ９））のみに基づいて第２走行状態分布を更新する（更新周期変更処理）。
　これにより、第２走行状態分布は、図１３に示すように、運転が不安定状態にある場合（例えば、ふらつき時）には、第１走行状態分布（通常時）に比べ、中央部付近（予測誤差区分ｂ５付近）が低減し、端部付近（予測誤差区分ｂ１、ｂ９付近）が増大する。
　なお、運転支援部１００Ａ（第２走行状態分布更新部１３０Ｄ）は、ステップＳ１０３で運転状況が第１外乱運転状況にあると判定すると、第２走行状態分布の更新を中断する。すなわち、運転支援部１００Ａ（第２走行状態分布更新部１３０Ｄ）は、分布蓄積部１３０Ｅが蓄積している第２走行状態分布のうち、１周期前に更新した第２走行状態分布を現在の第２走行状態分布として設定する（更新中断処理）。
　続いてステップＳ１０９に移行して、運転支援部１００Ａ（分布選択部１３０Ｆ）は、ステップＳ１０３の判定結果に基づいて、車両の運転状況が第１外乱運転状況、第２外乱運転状況、第３外乱運転状況、第４外乱運転状況、および通常運転状況のいずれに該当するのかを判定する。そして、運転支援部１００Ａ（分布選択部１３０Ｆ）は、第２外乱運転状況に該当すると判定した場合には、ステップＳ１１１に移行する。一方、運転支援部１００Ａ（分布選択部１３０Ｆ）は、第３外乱運転状況に該当すると判定した場合には、ステップＳ１１２に移行する。一方、運転支援部１００Ａ（分布選択部１３０Ｆ）は、第１外乱運転状況、第４外乱運転状況、および通常運転状況のいずれかに該当すると判定した場合には、ステップＳ１１０に移行する。
　ステップＳ１１０では、運転支援部１００Ａ（分布選択部１３０Ｆ）は、リセット処理、リストア処理を行わず、ステップＳ１０７、Ｓ１０８で更新した第１走行状態分布および第２走行状態分布の置き換えを行わずに、ステップＳ１１３に移行する。
　一方、ステップＳ１１１では、運転支援部１００Ａ（分布選択部１３０Ｆ）は、リセット処理を行った後、ステップＳ１１３に移行する。リセット処理では、運転支援部１００Ａ（分布選択部１３０Ｆ）は、ステップＳ１０８で更新した第２走行状態分布を、ステップＳ１０７で更新した第１走行状態分布で置き換える。
　一方、ステップＳ１１２では、運転支援部１００Ａ（分布選択部１３０Ｆ）は、リストア処理を行った後、ステップＳ１１３に移行する。リストア処理では、ステップＳ１０７、Ｓ１０８で更新した第１走行状態分布および第２走行状態分布を、第１外乱運転状況、第２外乱運転状況、第３外乱運転状況、および第４外乱運転状況のいずれかにあると判定しているときの分布データ（操舵角予測誤差θe）を含まない第１走行状態分布および第２走行状態分布で置き換える。
　具体的には、運転支援部１００Ａ（分布選択部１３０Ｆ）は、分布蓄積部１３０Ｅが記憶している第１走行状態分布および第２走行状態分布のうち、少なくとも２周期以上前に更新した第１走行状態分布および第２走行状態分布で置き換える。例えば、運転支援部１００Ａ（分布選択部１３０Ｆ）は、運転操作子の操作状態、走行環境、および車両状態に基づいて、変速操作およびうねりのいずれかが発生しているか否かを判定する。
　そして、運転支援部１００Ａ（分布選択部１３０Ｆ）は、変速操作およびうねりのいずれかが発生していると判定した場合には、ステップＳ１０７で更新した第１走行状態分布を２周期前に更新した第１走行状態分布で置き換えるとともに、ステップＳ１０８で更新した第２走行状態分布を２周期前に更新した第２走行状態分布で置き換える。
　一方、運転支援部１００Ａ（分布選択部１３０Ｆ）は、変速操作およびうねりのいずれも発生していないと判定した場合には、ステップＳ１０７で更新した第１走行状態分布を３周期前に更新した第１走行状態分布とするとともに、ステップＳ１０８で更新した第２走行状態分布を３周期前に更新した第２走行状態分布で置き換える。
　続いてステップＳ１１３に移行して、運転支援部１００Ａ（運転不安定度判定部１４０）は、ステップＳ１０７、Ｓ１０８で更新した第１走行状態分布および第２走行状態分布（置き換えた場合には、置き換え後の第１走行状態分布、第２走行状態分布）に基づいて絶対エントロピーＨp1、Ｈp2を算出する。具体的には、走行状態分布更新部１３０（運転不安定度判定部１４０）は、ステップＳ１０７で更新した第１走行状態分布に基づき、以下の（式９）から絶対エントロピーＨp1を算出する。また、走行状態分布更新部１３０（運転不安定度判定部１４０）は、ステップＳ１０８で更新した第２走行状態分布に基づき、以下の（式１０）から絶対エントロピーＨp2を算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　上記（式９）（式１０）より、絶対エントロピーＨp1、Ｈp2が小さいほど、第１走行状態分布および第２走行状態分（操舵角予測誤差θeの分布）の峻険度が増大し、操舵角予測誤差θeの分布が一定の範囲に収まる。すなわち、運転操作が滑らかに行われ、運転が安定状態にあることを示す。一方、絶対エントロピーＨp1、Ｈp2が大きいほど、操舵角予測誤差θeの分布の峻険度が低減し、操舵角予測誤差θeの分布がばらつく。すなわち、運転操作が滑らかに行われず、運転が不安定状態にあることを示す。
　続いてステップＳ１１４に移行して、運転支援部１００Ａ（運転不安定度判定部１４０）は、Ｒ3-ステアリングエントロピー法によって、ステップＳ１０７、Ｓ１０８で更新した第１走行状態分布および第２走行状態分布（置き換えた場合には、置き換え後の第１走行状態分布、第２走行状態分布）の分布間の相違量（相対エントロピーＲＨp）を算出する。具体的には、運転支援部１００Ａ（運転不安定度判定部１４０）は、ステップＳ１０７で算出した確率ｐiおよびステップＳ１０８で算出した確率ｑiに基づき、以下の（式１１）から相対エントロピーＲＨpを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
　図１４は、相対エントロピーＲＨpを説明するための図である。
　上記（式１１）より、相対エントロピーＲＨpが小さいほど、第１走行状態分布の確率ｐi（＝ｐ１～ｐ９）と第２走行状態分布の確率ｑi（＝ｑ１～ｑ９）とのずれが小さくなる。すなわち、図１４に示すように、運転者の現在の運転操作が普段の運転操作と同様に滑らかに行われ、運転が安定状態にあることを示す。一方、相対エントロピーＲＨpが大きいほど、第１走行状態分布の確率ｐi（＝ｐ１～ｐ９）と第２走行状態分布の確率ｑi（＝ｑ１～ｑ９）とのずれが大きくなる。すなわち、運転者の現在の運転操作が普段の運転操作と比べて滑らかに行われず、運転が不安定状態にあることを示す。
　続いてステップＳ１１５に移行して、運転支援部１００Ａ（運転不安定度判定部１４０）は、ステップＳ１１３で算出した絶対エントロピーＨp1、Ｈp2に基づいて運転者の運転状態を推定する（運転が不安定状態にあるか否かを判定する）。具体的には、運転支援部１００Ａ（運転不安定度判定部１４０）は、ステップＳ１１３で算出した絶対エントロピーＨp1、Ｈp2の差（Ｈp2－Ｈp1）が予め定めた判定閾値よりも大きいか否かを判定する。そして、運転支援部１００Ａ（運転不安定度判定部１４０）は、絶対エントロピーＨp1、Ｈp2の差（Ｈp2－Ｈp1）が判定閾値よりも大きいと判定した場合には、運転が不安定状態にあると判定する。一方、運転支援部１００Ａ（運転不安定度判定部１４０）は、絶対エントロピーＨp1、Ｈp2の差（Ｈp2－Ｈp1）が判定閾値以下であると判定した場合には、運転が安定状態にあると判定する。
　続いてステップＳ１１６に移行して、運転支援部１００Ａ（運転不安定度判定部１４０）は、ステップＳ１１４で算出した相対エントロピーＲＨpに基づいて運転者の運転状態を推定する（運転が不安定状態にあるか否かを判定する）。具体的には、運転支援部１００Ａ（運転不安定度判定部１４０）は、ステップＳ１１４で算出した相対エントロピーＲＨpが予め定めた判定閾値よりも大きいか否かを判定する。そして、運転支援部１００Ａ（運転不安定度判定部１４０）は、相対エントロピーＲＨpが判定閾値よりも大きいと判定した場合には、運転が不安定状態にあると判定する。一方、運転支援部１００Ａ（運転不安定度判定部１４０）は、相対エントロピーＲＨpが判定閾値以下であると判定した場合には、運転が安定状態にあると判定する。
　続いてステップＳ１１７に移行して、運転支援部１００Ａ（情報呈示部１５０）は、ステップＳ１１５、Ｓ１１６で推定（判定）した運転状態に基づいて運転者に呈示情報を呈示する処理（情報呈示処理）を行う。具体的には、運転支援部１００Ａ（情報呈示部１５０）は、ステップＳ１１５およびＳ１１６の両方で不安定状態と判定した状態が予め定めた設定時間（例えば、５秒）以上継続したか否かを判定する。そして、運転支援部１００Ａ（情報呈示部１５０）は、ステップＳ１１５およびＳ１１６の両方で不安定状態と判定した状態が設定時間（例えば、５秒）以上継続したと判定した場合には、情報呈示処理を行う。一方、運転支援部１００Ａ（情報呈示部１５０）は、ステップＳ１１５およびＳ１１６の両方で不安定状態と判定した状態が設定時間（例えば、５秒）以上継続していないと判定した場合には、情報呈示処理を行わない。
　情報呈示処理の例を、図１５に示す。この例では、警告表示を行うとともに、「ピー！！そろそろ休憩しませんか。」等と音声で警告の呈示を行う。
　なお、本実施形態では、不安定状態と判定した状態が設定時間（例えば、５秒）以上継続したと判定した場合に、呈示情報を呈示する処理（情報呈示処理）を行う例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、図１６に示すように、レベルゲージによって複数段階の呈示レベルで呈示するとともに、各呈示レベルに対応した聴覚情報を呈示する構成としてもよい。この場合、運転状態として運転の不安定度が高くなるほど、レベルゲージの呈示レベルを高くする。図１６では、８段階の呈示レベルとし、左側の表示ほど呈示レベルが高い状態（運転の不安定度が高い状態）を示している。
（動作その他）
　次に、本実施形態の運転状態推定装置を搭載した車両の動作について説明する。
　車両の走行中、運転支援部１００Ａが、運転不安定度判定処理を実行したとする。すると、運転支援部１００Ａ（走行状態データ取得部１１０、運転状況判定部１２０）が、走行状態データ（操舵角情報）、車両情報および交通環境情報を取得する（図６のステップＳ１０１、Ｓ１０２）。続いて、運転支援部１００Ａ（運転状況判定部１２０）が、取得した車両情報および交通環境情報に基づき、車両の運転状況（第１外乱運転状況、第２外乱運転状況、第３外乱運転状況、第４外乱運転状況、通常運転状況）を判定する（図６のステップＳ１０３）。続いて、走行状態分布更新部１３０（分布データ算出部１３０Ａ）が、取得した走行状態データ（操舵角情）に基づいて分布データ（操舵角予測誤差θe）を算出する（ステップＳ１０４）。
　ここで、運転支援部１００Ａ（運転状況判定部１２０）が、ステップＳ１０３で運転状況が通常運転状況にあると判定したとする。すると、運転支援部１００Ａ（データ一時蓄積部１３０Ｂ）が、算出した分布データ（操舵角予測誤差θe）を９個の予測誤差区分ｂｉ（＝ｂ１～ｂ９）に分類し、分類結果に基づいて区分毎標本数Ｎi（＝Ｎ１～Ｎ９）を設定する（図６のステップＳ１０５）。続いて、運転支援部１００Ａ（データ一時蓄積部１３０Ｂ）が、設定した区分毎標本数Ｎｉ（＝Ｎ１～Ｎ９。分布データ（操舵角予測誤差θe））をデータ一時蓄積部１３０Ｂに蓄積する（図６のステップＳ１０５）。
　続いて、運転支援部１００Ａ（データ一時蓄積部１３０Ｂ、第１走行状態分布更新部１３０Ｃ、第２走行状態分布更新部１３０Ｄ）が、この運転不安定度判定処理を開始してから設定時間（例えば、５秒）経過していないと判定する（図６のステップＳ１０６「Ｎｏ」）。そして、運転支援部１００Ａが、ステップＳ１０１～Ｓ１０６のフローを繰り返し、第１周期（例えば、５０ミリ秒）毎に区分毎標本数Ｎｉ（＝Ｎ１～Ｎ９。分布データ（操舵角予測誤差θe））を算出・蓄積する。
　また、上記ステップＳ１０１～Ｓ１０６のフローを繰り返すうちに、分布データ（操舵角予測誤差θe）の算出・蓄積を１００回実行し、この運転不安定度判定処理を開始してから５秒経過したとする。すると、運転支援部１００Ａ（データ一時蓄積部１３０Ｂ、第１走行状態分布更新部１３０Ｃ、第２走行状態分布更新部１３０Ｄ）が、この運転不安定度判定処理を開始してから設定時間（例えば、５秒）経過したと判定する（図６のステップＳ１０６「Ｙｅｓ」）。続いて、運転支援部１００Ａ（第１走行状態分布更新部１３０Ｃ）が、データ一時蓄積部１３０Ｂが蓄積している操舵角予測誤差θe（区分毎標本数Ｎｉ（＝Ｎ１～Ｎ９））に基づいて第１走行状態分布および第２走行状態分布を更新する（図６のステップＳ１０７、Ｓ１０８）。第１走行状態分布および第２走行状態分布の更新には、６４ビット実数（double型）、つまり、精度が高く比較的演算負荷の高い変数を用いる。続いて、運転支援部１００Ａ（分布選択部１３０Ｆ）が、ステップＳ１０３の判定結果に基づき、車両の運転状況が通常運転状況に該当すると判定する（図６のステップＳ１０９、Ｓ１１０）。続いて、運転支援部１００Ａ（運転不安定度判定部１４０）が、更新した第１走行状態分布および第２走行状態分布に基づいて絶対エントロピーＨp1、Ｈp2を算出する（図６のステップＳ１１３）。絶対エントロピーＨp1、Ｈp2の算出では、（式９）（式１０）に示すように、比較的演算負荷の高いlog計算を行う。
　続いて、運転支援部１００Ａ（運転不安定度判定部１４０）が、Ｒ3-ステアリングエントロピー法によって、更新した第１走行状態分布および第２走行状態分布の分布間の相違量（相対エントロピーＲＨp）を算出する（図６のステップＳ１１４）。相対エントロピーＲＨpの算出では、（式１１）に示すように、比較的演算負荷の高いlog計算を行う。続いて、運転支援部１００Ａ（運転不安定度判定部１４０）が、算出した絶対エントロピーＨp1、Ｈp2に基づき運転者の運転状態を推定する（運転者の運転状態が不安定状態にあるか否かを判定する）（図６のステップＳ１１５）。続いて、運転支援部１００Ａ（運転不安定度判定部１４０）が、算出した相対エントロピーＲＨpに基づいて運転者の運転状態を推定する（運転者の運転状態が不安定状態にあるか否かを判定する）（図６のステップＳ１１６）。続いて、運転支援部１００Ａ（情報呈示部１５０）が、推定した運転状態に基づいて運転者に呈示情報を呈示する処理を行う（図６のステップＳ１１７）。これにより、運転支援部１００Ａが、第２周期（例えば、５秒）毎に第１走行状態分布、第２走行状態分布、絶対エントロピーＨp1、Ｈp2、相対エントロピーＲＨpを算出する。
　このように、本実施形態では、運転支援部１００Ａは、操舵角情報に基づいて第１走行状態分布および第２走行状態分布用の分布データ（操舵角予測誤差θe）を予め定めた第１周期（例えば、５０ミリ秒）毎に取得する。そして、運転支援部１００Ａは、取得した分布データ（操舵角予測誤差θe）に基づいて第１周期（例えば、５０ミリ秒）よりも長い第２周期（例えば、５秒）毎に第１走行状態分布および第２走行状態分布を更新する。それゆえ、第１走行状態分布および第２走行状態分布の更新（６４ビット実数による演算）や、絶対エントロピーＨp1、Ｈp2、相対エントロピーＲＨpの算出（log計算）に基づく演算の実行頻度、つまり、比較的演算負荷の高い演算の実行頻度を低減できる。これにより、運転状態推定装置の演算負荷を低減できる。それゆえ、スマートフォン、廉価な車載コントローラ等、演算能力が比較的低い機器で運転状態推定装置を実現できる。
　図１７は、本実施形態の運転状態推定装置を搭載した車両の動作を表す図である。図１７では、第１周期を５０ミリ秒、第２周期を２．５秒とした場合の動作を表す。図１７において、ＲＨpnewは、分布データ（操舵角予測誤差θe）を取得する周期（第１周期。５０ミリ秒）よりも長い周期（第２周期。２．５秒）で第１走行状態分布等を算出する場合、つまり、本実施形態の相対エントロピーである。また、ＲＨpoldは、分布データ（操舵角予測誤差θe）を取得する周期と第１走行状態分布等を算出する周期とが同じ（５０ミリ秒）である場合（以下、「改良前」とも呼ぶ）の相対エントロピーである。
　図１７（ａ）に示すように、本実施形態の相対エントロピーＲＨpnewは、改良前の相対エントロピーＲＨoldと２．５秒毎に重なる。また、図１７（ｂ）に示すように、車両のトリップ中、本実施形態の相対エントロピーＲＨpnewは、改良前の相対エントロピーＲＨoldとほぼ重なっており、実用上問題がないものと考える。
　一方、車両が、加速を行ったとする。すると、運転支援部１００Ａ（運転状況判定部１２０）が、取得した車両情報および交通環境情報に基づき、車両の運転状況が第１外乱運転状況、つまり、第１走行状態分布および第２走行状態分布の更新を行わない運転状況にあると判定する（図６のステップＳ１０３）。続いて、運転支援部１００Ａ（データ一時蓄積部１３０Ｂ）が、算出した分布データ（操舵角予測誤差θe）のデータ一時蓄積部１３０Ｂへの蓄積を中断する（図６のステップＳ１０５）。すなわち、運転支援部１００Ａ（データ一時蓄積部１３０Ｂ）は、操舵角予測誤差θeの分類や、区分毎標本数Ｎi（＝Ｎ１～Ｎ９）の算出を中断する。
　そして、運転支援部１００Ａが、上記ステップＳ１０１～Ｓ１０６のフローを繰り返すうちに、運転支援部１００Ａ（データ一時蓄積部１３０Ｂ、第１走行状態分布更新部１３０Ｃ、第２走行状態分布更新部１３０Ｄ）が、この運転不安定度判定処理を開始してから設定時間（例えば、５秒）経過したと判定したとする（図６のステップＳ１０６「Ｙｅｓ」）。すると、運転支援部１００Ａ（第１走行状態分布更新部１３０Ｃ、第２走行状態分布更新部１３０Ｄ）が、第１走行状態分布、第２走行状態分布の更新を中断すると判定する（図６のステップＳ１０７、Ｓ１０８）。すなわち、分布蓄積部１３０Ｅが蓄積している第１走行状態分布、第２走行状態分布のうち、１周期前に更新した第１走行状態分布を現在の第１走行状態分布とするとともに、１周期前に更新した第２走行状態分布を現在の第２走行状態分布とする（更新中断処理）。
　このように、本実施形態では、運転支援部１００Ａは、第１外乱運転状況にあると判定すると、更新した走行状態データ（操舵角情報）を用いず、１周期前に更新した第１走行状態分布、第２走行状態分布を現在の第１走行状態分布、第２走行状態分布とする（図６のステップＳ１０７、Ｓ１０８）。これにより、本実施形態は、運転の不安定度の判定（運転の不安定状態の判定）において、不安定状態にあると誤検知することを防止できる。
　また、車両が、加速を終了したとする。すると、運転支援部１００Ａ（運転状況判定部１２０）が、取得した車両情報および交通環境情報に基づき、車両の運転状況が第１外乱運転状況から通常運転状況に変化したと判定する（図６のステップＳ１０３）。続いて、運転支援部１００Ａ（データ一時蓄積部１３０Ｂ）が、データ一時蓄積部１３０Ｂが蓄積しているデータすべてを破棄し、データ一時蓄積部１３０Ｂが蓄積している区分毎標本数Ｎｉ（＝Ｎ１～Ｎ９）を初期化する（図６のステップＳ１０５）。続いて、運転支援部１００Ａは、タイマー値Ｔを０とする（図６のステップＳ１０６）。これにより、運転支援部１００Ａが、車両の運転状況が通常運転状況に変化したときに、第１走行状態分布、第２走行状態分布の更新周期（第２周期）の計測を開始する（レジューム処理）。
　一方、車両が、横滑りを行ったとする。すると、運転支援部１００Ａ（運転状況判定部１２０）が、取得した車両情報および交通環境情報に基づき、車両の運転状況が第２外乱運転状況、つまり、リセット処理を行う運転状況にあると判定する（図６のステップＳ１０３）。そして、ステップＳ１０４～Ｓ１０８を経て、運転支援部１００Ａが、ステップＳ１０３の判定結果に基づき、車両の運転状況が第２外乱運転状況に該当すると判定する（図６のステップＳ１０９）。続いて、運転支援部１００Ａ（分布選択部１３０Ｆ）が、ステップＳ１０８で更新した第２走行状態分布を、ステップＳ１０７で更新した第１走行状態分布で置き換える（リセット処理。図６のステップＳ１１１）。
　このように、本実施形態では、運転支援部１００Ａは、第２外乱運転状況にあると判定すると、リセット処理を行い、第２走行状態分布を第１走行状態分布で置き換える（図６のステップＳ１１１）。これにより、本実施形態は、運転の不安定度の判定（運転の不安定状態の判定）において、不安定状態にあると誤検知することを防止できる。
　一方、運転者が、変速操作を行ったとする。すると、運転支援部１００Ａ（運転状況判定部１２０）が、取得した車両情報および交通環境情報に基づき、車両の運転状況が第３外乱運転状況、つまり、リストア処理を行う運転状況にあると判定する（図６のステップＳ１０３）。そして、ステップＳ１０４～Ｓ１０８を経て、運転支援部１００Ａ（分布選択部１３０Ｆ）が、車両の運転状況が第３外乱運転状況に該当すると判定する（図６のステップＳ１０９）。続いて、運転支援部１００Ａ（分布選択部１３０Ｆ）が、分布蓄積部１３０Ｅが蓄積している第１走行状態分布、第２走行状態分布のうち、２周期前に更新した第１走行状態分布を現在の第１走行状態分布とするとともに、２周期前に更新した第２走行状態分布を現在の第２走行状態分布とする（図６のステップＳ１１２）。
　このように、本実施形態では、運転支援部１００Ａは、変速操作を基に第３外乱運転状況にある判定すると、２周期前に更新した第１走行状態分布を現在の第１走行状態分布とし、２周期前に更新した第２走行状態分布を現在の第２走行状態分布とする（図６のステップＳ１１２）。これにより、本実施形態は、運転の不安定度の判定（運転の不安定状態の判定）において、不安定状態にあると誤検知することを防止できる。
　一方、運転者が、車線変更を行ったとする。すると、運転支援部１００Ａ（運転状況判定部１２０）が、取得した車両情報および交通環境情報に基づき、車両の運転状況が第３外乱運転状況、つまり、リストア処理を行う運転状況にあると判定する（図６のステップＳ１０３）。そして、ステップＳ１０４～Ｓ１０８を経て、運転支援部１００Ａ（分布選択部１３０Ｆ）が、車両の運転状況が第３外乱運転状況に該当すると判定する（図６のステップＳ１０９）。続いて、運転支援部１００Ａ（分布選択部１３０Ｆ）が、分布蓄積部１３０Ｅが蓄積している第１走行状態分布、第２走行状態分布のうち、３周期前に更新した第１走行状態分布を現在の第１走行状態分布とするとともに、３周期前に更新した第２走行状態分布を現在の第２走行状態分布とする（図６のステップＳ１１２）。
　このように、本実施形態では、運転支援部１００Ａは、車線変更を基に第３外乱運転状況にあると判定すると、３周期前に更新した第１走行状態分布を現在の第１走行状態分布とし、３周期前に更新した第２走行状態分布を現在の第２走行状態分布とする（図６のステップＳ１１２）。これにより、本実施形態は、運転の不安定度の判定（運転の不安定状態の判定）において、不安定状態にあると誤検知することを防止できる。
　一方、車両が、路面のジョイントを走行したとする。すると、運転支援部１００Ａ（運転状況判定部１２０）が、取得した車両情報および交通環境情報に基づき、車両の運転状況が第４外乱運転状況、つまり、更新周期変更処理を行う運転状況にあると判定する（図６のステップＳ１０３）。続いて、運転支援部１００Ａ（データ一時蓄積部１３０Ｂ）が、算出した分布データ（操舵角予測誤差θe）のデータ一時蓄積部１３０Ｂへの蓄積を中断する（図６のステップＳ１０５）。すなわち、運転支援部１００Ａ（データ一時蓄積部１３０Ｂ）は、操舵角予測誤差θeの分類や、区分毎標本数Ｎi（＝Ｎ１～Ｎ９）の算出を中断する。これにより、データ一時蓄積部１３０Ｂは、通常運転状況にあると判定している期間の操舵角予測誤差θe（区分毎標本数Ｎｉ（＝Ｎ１～Ｎ９））のみを蓄積する。そして、運転支援部１００Ａが、ステップＳ１０１～Ｓ１０６のフローを繰り返す（図６のステップＳ１０６「Ｎｏ」）。
　また、上記ステップＳ１０１～Ｓ１０６のフローを繰り返すうちに、運転支援部１００Ａ（データ一時蓄積部１３０Ｂ、第１走行状態分布更新部１３０Ｃ、第２走行状態分布更新部１３０Ｄ）が、この運転不安定度判定処理を開始してから設定時間（例えば、５秒）経過したと判定したとする（図６のステップＳ１０６「Ｙｅｓ」）。すると、運転支援部１００Ａ（第１走行状態分布更新部１３０Ｃ）が、データ一時蓄積部１３０Ｂが蓄積している操舵角予測誤差θe（区分毎標本数Ｎｉ（＝Ｎ１～Ｎ９））に基づいて第１走行状態分布および第２走行状態分布を更新する（図６のステップＳ１０７、Ｓ１０８）。これにより、運転支援部１００Ａ（データ一時蓄積部１３０Ｂ）は、通常運転状況にあると判定している期間、つまり、第４外乱運転状況にあると判定していない期間の操舵角予測誤差θe（区分毎標本数Ｎｉ（＝Ｎ１～Ｎ９））に基づいて第１走行状態分布および第２走行状態分布を更新する（更新周期変更処理）。
　このように、本実施形態では、運転支援部１００Ａは、第４外乱運転状況を判定すると、通常運転状況にあると判定している期間、つまり、第４外乱運転状況にあると判定していない期間の操舵角予測誤差θe（区分毎標本数Ｎｉ（＝Ｎ１～Ｎ９））に基づいて第１走行状態分布および第２走行状態分布を更新する（図６のステップＳ１０７、Ｓ１０８）。これにより、本実施形態は、運転の不安定度の判定（運転の不安定状態の判定）において、不安定状態にあると誤検知することを防止できる。
　本実施形態では、図３の走行状態データ取得部１１０、図６のステップＳ１０１が走行状態データ取得部を構成する。以下同様に、図３の走行状態分布更新部１３０、図５の分布データ算出部１３０Ａ、図６のステップＳ１０４が分布データ取得部を構成する。また、図３の走行状態分布更新部１３０、図５の第１走行状態分布更新部１３０Ｃ、第２走行状態分布更新部１３０Ｄ、図６のステップＳ１０７、Ｓ１０８が走行状態分布更新部を構成する。さらに、図３の運転不安定度判定部１４０、図６のステップＳ１１４、Ｓ１１６が運転状態推定部を構成する。さらに、図３の走行状態分布更新部１３０、図５のデータ一時蓄積部１３０Ｂがデータ一時蓄積部を構成する。また、図３の運転状況判定部１２０、図６のステップＳ１０３が運転状況判定部を構成する。さらに、図３の走行状態分布更新部１３０、図５の分布蓄積部１３０Ｅ、図６のステップＳ１０７、Ｓ１０８が分布蓄積部を構成する。
（本実施形態の効果）
　本実施形態は、次のような効果を奏する。
（１）運転支援部１００Ａは、走行状態データ（操舵角情報）に基づき走行状態分布（第１走行状態分布、第２走行状態分布）用の分布データ（操舵角予測誤差θe）を予め定めた第１周期（例えば、５０ミリ秒）毎に取得する。続いて、運転支援部１００Ａは、取得した分布データ（操舵角予測誤差θe）に基づき第１周期（例えば、５０ミリ秒）よりも長い第２周期（例えば、５秒）毎に複数の走行状態分布（第１走行状態分布、第２走行状態分布）を更新する。続いて、運転支援部１００Ａは、更新した複数の走行状態分布（第１走行状態分布、第２走行状態分布）に基づき運転者の運転状態を推定する。
　このような構成により、予め定めた第１周期（例えば、５０ミリ秒）毎に分布データ（操舵角予測誤差θe）を取得するとともに、第１周期（例えば、５０ミリ秒）よりも長い第２周期（例えば、５秒）毎に複数の走行状態分布（例えば、第１走行状態分布、第２走行状態分布）を更新する。それゆえ、複数の走行状態分布（第１走行状態分布、第２走行状態分布）の更新や運転状態の推定等、分布データ（操舵角予測誤差θe）に基づく演算の実行頻度を低減できる。これにより、運転状態推定装置の演算負荷を低減できる。
（２）運転支援部１００Ａは、取得した分布データ（操舵角予測誤差θe）を蓄積するデータ一時蓄積部１３０Ｂを備える。そして、運転支援部１００Ａは、データ一時蓄積部１３０Ｂが蓄積している第２周期（例えば、５秒）分の分布データ（操舵角予測誤差θe）で各走行状態分布（第１走行状態分布、第２走行状態分布）を更新する。
　このような構成により、第２周期（例えば、５秒）分の分布データ（操舵角予測誤差θe）で各走行状態分布（第１走行状態分布、第２走行状態分布）を更新する。それゆえ、走行状態分布（第１走行状態分布、第２走行状態分布）をより精度よく更新できる。
（３）運転支援部１００Ａは、データ一時蓄積部１３０Ｂが第２周期（例えば、５秒）分の分布データ（例えば、１００個の操舵角予測誤差θe）を蓄積したと判定すると、各走行状態分布（第１走行状態分布、第２走行状態分布）を更新する。
　このような構成により、第２周期（例えば、５秒）分の分布データ（操舵角予測誤差θe）に基づいて走行状態分布（第１走行状態分布、第２走行状態分布）を算出できる。
（４）運転支援部１００Ａは、分布データ（操舵角予測誤差θe）を９個の予測誤差区分ｂｉ（＝ｂ１～ｂ９）に分類し、分類した分布データ（操舵角予測誤差θe）を予測誤差区分ｂｉ（＝ｂ１～ｂ９）毎の度数としてデータ一時蓄積部１３０Ｂに蓄積する。
　このような構成により、９個の予測誤差区分ｂｉ（＝ｂ１～ｂ９）毎に分布データ（操舵角予測誤差θe）の度数をデータ一時蓄積部１３０Ｂに蓄積する。それゆえ、９個の予測誤差区分ｂｉ（＝ｂ１～ｂ９）毎の分布データ（操舵角予測誤差θe）の度数に基づいて、各走行状態分布（第１走行状態分布、第２走行状態分布）を更新できる。
（５）運転支援部１００Ａは、分布データとして、ステアリングホイールを滑らかに操作したと仮定した場合の操舵角推定値と実際の操舵角との差（操舵角予測誤差θe）を取得する。
　このような構成により、運転者の操舵操作に関する運転状態を推定できる。
（６）運転支援部１００Ａは、運転状態（運転の不安定度）の推定に対して外乱となる運転状況（第１外乱運転状況、第２外乱運転状況、第３外乱運転状況、第４外乱運転状況）にあると判定すると、運転支援部１００Ａが更新する走行状態分布（第１走行状態分布、第２走行状態分布）を変更する。
　このような構成により、運転状態の推定に対して外乱となる運転状況（第１外乱運転状況、第２外乱運転状況、第３外乱運転状況、第４外乱運転状況）が発生した場合にも、走行状態分布（第１走行状態分布、第２走行状態分布）をより適切に更新できる。
（７）運転支援部１００Ａは、運転状態（運転の不安定度）の推定に対して外乱となる運転状況（第１外乱運転状況、第２外乱運転状況、第３外乱運転状況、第４外乱運転状況）にあると判定すると、判定した運転状況（第１外乱運転状況、第２外乱運転状況、第３外乱運転状況、第４外乱運転状況）に基づき、更新中断処理、リストア処理、リセット処理、更新周期変更処理およびレジューム処理の少なくともいずれか１つの処理を実行する。
　このような構成により、運転状態の推定に対して外乱となる運転状況（第１外乱運転状況、第２外乱運転状況、第３外乱運転状況、第４外乱運転状況）が発生した場合に、更新中断処理、リストア処理、リセット処理、更新周期変更処理およびレジューム処理の少なくともいずれか１つの処理を実行できる。これにより、実行した処理を基に、走行状態分布（第１走行状態分布、第２走行状態分布）をより適切に更新できる。
（８）運転支援部１００Ａは、走行状態分布（第１走行状態分布、第２走行状態分布）を蓄積する分布蓄積部１３０Ｅを備える。そして、運転支援部１００Ａは、リストア処理として、分布蓄積部１３０Ｅが蓄積している走行状態分布（第１走行状態分布、第２走行状態分布）のうち、少なくとも２周期以上前の走行状態分布（第１走行状態分布、第２走行状態分布）を更新後の走行状態分布（第１走行状態分布、第２走行状態分布）とする。
　このような構成により、リストア処理を比較的容易に実行できる。
（９）運転支援部１００Ａは、リストア処理として、運転状況（車線変更、車両の右左折、トンネル出入口、うねり）に基づき、少なくとも２周期以上前の走行状態分布（第１走行状態分布、第２走行状態分布）のうちから走行状態分布（第１走行状態分布、第２走行状態分布）を選択し、選択した走行状態分布（第１走行状態分布、第２走行状態分布）を更新後の走行状態分布（第１走行状態分布、第２走行状態分布）とする。
　このような構成により、リストア処理をより適切に実行できる。
（１０）運転支援部１００Ａは、運転者が操作可能な運転操作子の操作状態、走行環境、および車両状態の少なくともいずれかに基づき運転状況を判定する。
　このような構成により、運転状況をより適切に判定できる。
（変形例１）
　なお、本実施形態では、分布データとして、操舵角予測誤差θeを用いる例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、ヨーレートを用いてもよい。
　図１８は、本実施形態の運転状態推定装置を搭載した車両の構成を表す図である。
　具体的には、図１８に示すように、車両は、ヨーレートセンサ１１を備える。
　ヨーレートセンサ１１は、車両のヨーレートを検出する。続いて、ヨーレートセンサ１１は、検出したヨーレートをコントローラ１００に出力する。
　そして、運転支援部１００Ａは、操舵角予測誤差θeの代わりに、ヨーレートセンサ１１が検出したヨーレートを用いて、絶対エントロピーＨp1、Ｈp2および相対エントロピーＲＨpを算出する（図６のステップＳ１０５～Ｓ１１４）。
（本変形例の効果）
（１）運転支援部１００Ａは、分布データとして、車両のヨーレートを取得する。
　このような構成により、運転者の横方向の運転に関する運転状態を推定できる。
（変形例２）
　また、例えば、分布データとして、車両の車線内横位置を用いてもよい。
　図１９は、本実施形態の運転状態推定装置を搭載した車両の構成を表す図である。
　具体的には、図１９に示すように、車両は、前方カメラ１２を備える。
　前方カメラ１２は、車両の前方の道路の画像を撮影する。続いて、前方カメラ１２は、撮影した画像をコントローラ１００に出力する。
　そして、運転支援部１００Ａは、操舵角予測誤差θeの代わりに、前方カメラ１２が撮影した画像から車両の車線内横位置を算出し、算出した車線内横位置を用いて、絶対エントロピーＨp1、Ｈp2および相対エントロピーＲＨpを算出する。
（本変形例の効果）
（１）運転支援部１００Ａは、分布データとして、車両の車線内横位置を取得する。
　このような構成により、運転者の横方向の運転に関する運転状態を推定できる。
　以上、本願が優先権を主張する日本国特許出願２０１３－１５０７２６（２０１３年７月１９日出願）の全内容は、参照により本開示の一部をなす。
　ここでは、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく各実施形態の改変は当業者にとって自明なことである。
１１０　　走行状態データ取得部（走行状態データ取得部）
１２０　運転状況判定部（運転状況判定部）
１３０　　走行状態分布更新部（分布データ取得部、走行状態分布更新部、データ一時蓄積部、分布蓄積部）
１３０Ａ　分布データ算出部（分布データ取得部）
１３０Ｂ　データ一時蓄積部（データ一時蓄積部）
１３０Ｃ　第１走行状態分布更新部（走行状態分布更新部）
１３０Ｄ　第２走行状態分布更新部（走行状態分布更新部）
１３０Ｅ　分布蓄積部（分布蓄積部）
１４０　運転不安定度判定部（運転状態推定部）
ステップＳ１０１（走行状態データ取得部）
ステップＳ１０３（運転状況判定部）
ステップＳ１０４（分布データ取得部）
ステップＳ１０７、Ｓ１０８（走行状態分布更新部、分布蓄積部）
ステップＳ１１４、Ｓ１１６（運転状態推定部）

Claims (12)

  1. 　運転者が操作可能な運転操作子の操作状態および車両状態の少なくとも一方を含む走行状態データを取得する走行状態データ取得部と、
    　前記走行状態データ取得部が取得した走行状態データに基づき走行状態分布用の分布データを予め定めた第１周期毎に取得する分布データ取得部と、
    　前記分布データ取得部が取得した分布データに基づき前記第１周期よりも長い第２周期毎に時間的範囲の異なる複数の走行状態分布を更新する走行状態分布更新部と、
    　前記走行状態分布更新部が更新した複数の走行状態分布に基づき前記運転者の運転状態を推定する運転状態推定部と、を備えたことを特徴とする運転状態推定装置。
  2. 　前記分布データ取得部が取得した分布データを蓄積するデータ一時蓄積部を備え、
    　前記走行状態分布更新部は、前記データ一時蓄積部が蓄積している前記第２周期分の分布データで各走行状態分布を更新することを特徴とする請求項１に記載の運転状態推定装置。
  3. 　前記走行状態分布更新部は、前記データ一時蓄積部が前記第２周期分の分布データを蓄積したと判定すると、各走行状態分布を更新することを特徴とする請求項２に記載の運転状態推定装置。
  4. 　前記データ一時蓄積部は、前記分布データ取得部が取得した分布データを予め定めた設定数の区分に分類し、分類した分布データを区分毎の度数として蓄積することを特徴とする請求項２または３に記載の運転状態推定装置。
  5. 　前記分布データ取得部は、分布データとして、ステアリングホイールを滑らかに操作したと仮定した場合の操舵角推定値と実際の操舵角との差を取得することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の運転状態推定装置。
  6. 　前記分布データ取得部は、分布データとして、車両のヨーレートを取得することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の運転状態推定装置。
  7. 　前記分布データ取得部は、分布データとして、車両の車線内横位置を取得することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の運転状態推定装置。
  8. 　運転状況を判定する運転状況判定部と、
    　前記運転状況判定部が運転状態の推定に対して外乱となる運転状況にあると判定すると、前記走行状態分布更新部が更新する走行状態分布を変更する設定変更部と、を備えたことを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の運転状態推定装置。
  9. 　前記設定変更部は、前記運転状況判定部が運転状態の推定に対して外乱となる運転状況にあると判定すると、前記運転状況判定部が判定した運転状況に基づき、下記（ａ）～（ｅ）の処理の少なくともいずれか１つの処理を実行することを特徴とする請求項８に記載の運転状態推定装置。
    （ａ）前記走行状態分布更新部による走行状態分布の更新を中断する更新中断処理
    （ｂ）前記走行状態分布更新部が更新した走行状態分布を前記外乱となる運転状況にあると判定しているときの分布データを含まない走行状態分布で置き換えるリストア処理
    （ｃ）前記走行状態分布更新部が更新した走行状態分布のうち、予め定めた相対的に時間範囲の短い第２走行状態分布を、前記第２走行状態分布よりも時間的範囲が長い第１走行状態分布で置き換えるリセット処理
    （ｄ）前記データ一時蓄積部が蓄積している分布データのうち前記外乱となる運転状況にあると判定する前までの分布データで走行状態分布を更新する更新周期変更処理
    （ｅ）前記外乱となる運転状況から前記外乱とならない運転状況に変化したと判定すると前記走行状態分布更新部による走行状態分布の更新の中断を解除しその時点を前記第２周期の開始点に変更するレジューム処理
  10. 　前記走行状態分布更新部が更新した走行状態分布を蓄積する分布蓄積部を備え、
    　前記設定変更部は、前記リストア処理として、前記分布蓄積部が蓄積している走行状態分布のうち、少なくとも２周期以上前の走行状態分布を更新後の走行状態分布とすることを特徴とする請求項９に記載の運転状態推定装置。
  11. 　前記設定変更部は、前記リストア処理として、前記運転状況判定部が判定した運転状況に基づき、少なくとも２周期以上前の走行状態分布のうちから走行状態分布を選択し、選択した走行状態分布を更新後の走行状態分布とする走行状態分布を選択することを特徴とする請求項１０に記載の運転状態推定装置。
  12. 　前記運転状況判定部は、前記運転者が操作可能な運転操作子の操作状態、走行環境、および車両状態の少なくともいずれかに基づき運転状況を判定することを特徴とする請求項８から１１のいずれか１項に記載の運転状態推定装置。
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