JP2015033457A

JP2015033457A - Driving state estimation device and driving state estimation method

Info

Publication number: JP2015033457A
Application number: JP2013165340A
Authority: JP
Inventors: 清水　俊行; Toshiyuki Shimizu; 俊行清水; 上野　裕史; Yasushi Ueno; 裕史上野
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2013-08-08
Filing date: 2013-08-08
Publication date: 2015-02-19

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a driving state estimation device capable of estimating various driving state changes of a driver, and a driving state estimation method.SOLUTION: A driving load estimation unit 15 estimates a work load OP quantitatively indicating a driving operation load of a driver on the basis of driving operation information in the case where the driver operates a manipulator, and traveling state information of a present vehicle. A driver physiological state estimation unit 14 estimates a psychological burden DP quantitatively indicating a psychological burden of the driver on the basis of a physiological state of the driver. A driving state estimation unit 16 then estimates a driving state of the driver by comparing a change pattern of the work load OP within a fixed time with a change pattern of the psychological burden DP within the fixed time.

Description

本発明は、運転者の運転状態を推定する運転状態推定装置及び運転状態推定方法に関する。 The present invention relates to a driving state estimation device and a driving state estimation method for estimating a driving state of a driver.

従来の運転支援装置としては、例えば特許文献１に記載の技術がある。この技術は、運転者の運転に対する生体状態を検出し、警告などの報知や車両の動作の制御を行うようにしたものである。ここでは、生体センサで検出した運転者の生理信号に基づいて、運転者の運転状態が覚醒状態であるかを判定している。 As a conventional driving support apparatus, there is a technique described in Patent Document 1, for example. This technology detects a biological state of a driver's driving, and performs a notification such as a warning and a control of a vehicle operation. Here, based on the driver's physiological signal detected by the biosensor, it is determined whether the driver's driving state is an awakening state.

特開２００７−２０３９１３号公報JP 2007-203913 A

しかしながら、運転者の運転状態としては、覚醒状態だけでなく、漫然状態や覚醒低下状態、過覚醒状態といった状態がある。ところが、上記特許文献１に記載の技術にあっては、運転者の運転状態として覚醒状態のみを推定するものであり、上記のような運転者の多様な運転状態を推定することはできない。
そこで、本発明は、運転者の多様な運転状態を推定することができる運転状態推定装置及び運転状態推定方法を提供することを課題としている。 However, the driving state of the driver includes not only an awake state, but also a state such as a sloppy state, a reduced arousal state, and an over-wake state. However, in the technique described in Patent Document 1, only the awakening state is estimated as the driving state of the driver, and various driving states of the driver as described above cannot be estimated.
Then, this invention makes it a subject to provide the driving | running state estimation apparatus and driving | running state estimation method which can estimate a driver | operator's various driving | running state.

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、車両情報検出部で、運転者が操作子を操作したときの運転操作情報及び自車両の走行状態情報のうち少なくとも１つを検出し、生体情報検出部で、運転者の生体情報を検出する。また、運転操作負荷推定部で、車両情報検出部で検出した情報に基づいて運転者の運転操作負荷を定量的に推定し、心理負担推定部で、生体情報検出部で検出した情報に基づいて運転者の心理負担を定量的に推定する。そして、運転状態推定部で、運転操作負荷の一定時間内における変化パターンである運転操作負荷パターンと、心理負担の上記一定時間内の変化パターンである心理負担パターンとを比較し、運転者の運転状態を推定する。 In order to solve the above-described problem, according to one aspect of the present invention, the vehicle information detection unit detects at least one of driving operation information and driving state information of the host vehicle when the driver operates the operation element, The biological information detection unit detects the driver's biological information. Further, the driving operation load estimation unit quantitatively estimates the driving operation load of the driver based on the information detected by the vehicle information detection unit, and the psychological burden estimation unit based on the information detected by the biological information detection unit. Estimate the driver's psychological burden quantitatively. Then, the driving state estimation unit compares the driving operation load pattern, which is a change pattern of the driving operation load within a certain period of time, with the psychological burden pattern, which is the change pattern of the psychological burden within the certain time period, so that the driver's driving Estimate the state.

本発明によれば、運転に関わる運転操作負荷と、その負荷を受ける運転者の心理負担とをそれぞれ定量的に推定し、両者の一定時間内における変化パターンを比較する。そのため、運転操作負荷がかかっているときに、運転者が心理負担として正しく反応しているかどうかなど、その組み合わせパターンによって多様な運転状態を推定することができる。 According to the present invention, the driving operation load related to driving and the psychological burden of the driver who receives the load are quantitatively estimated, and the change patterns within a certain time are compared. Therefore, various driving states can be estimated by the combination pattern, such as whether the driver is reacting correctly as a psychological burden when driving operation load is applied.

本実施形態に係る運転状態推定装置の構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the structure of the driving | running state estimation apparatus which concerns on this embodiment. 運転状態推定の概念を示す図である。It is a figure which shows the concept of driving | running state estimation. 第１の実施形態の運転状態推定処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the driving | running state estimation process procedure of 1st Embodiment. 状態推定パターンを示す図である。It is a figure which shows a state estimation pattern. 第２の実施形態の運転状態推定処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the driving | running state estimation process procedure of 2nd Embodiment. 正規化の説明図である。It is explanatory drawing of normalization. 乖離値の説明図である。It is explanatory drawing of a deviation value.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（第１の実施の形態）
（構成）
図１は、本実施形態に係る運転状態推定装置の構成を示す概念図である。
図中、符号１が運転者の運転状態を推定する運転状態推定装置である。この運転状態推定装置１は、推定した運転者の運転状態を警報装置２、情報制御装置３及び運転支援装置４に入力する。これにより、運転者の運転状態に応じた警報出力や運転支援制御等を行う。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
(Constitution)
FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a configuration of an operation state estimation apparatus according to the present embodiment.
In the figure, reference numeral 1 denotes a driving state estimation device that estimates the driving state of the driver. The driving state estimation device 1 inputs the estimated driving state of the driver to the alarm device 2, the information control device 3, and the driving support device 4. As a result, alarm output or driving support control according to the driving state of the driver is performed.

運転状態推定装置１は、ステアリング型心電計１１と、ステアリング型発汗計１２と、シート型心電計１３とを備える。また、運転状態推定装置１は、この他にドライバ生理状態推定部１４と、運転負荷推定部１５と、運転状態推定部１６とを備える。
ステアリング型心電計１１は、ステアリングホイールのグリップ部に取り付けた電極を有し、運転者が当該電極に当接するようにステアリングホイールを把持しているとき、運転者の身体電位を検出する。そして、ステアリング型心電計１１は、検出した運転者の身体電位に基づいて、運転者の心拍数ＨＲ１を計測する。計測した心拍数ＨＲ１はドライバ生理状態推定部１４に出力する。 The driving state estimation device 1 includes a steering type electrocardiograph 11, a steering type sweat meter 12, and a seat type electrocardiograph 13. In addition, the driving state estimation device 1 includes a driver physiological state estimation unit 14, a driving load estimation unit 15, and a driving state estimation unit 16.
The steering type electrocardiograph 11 has an electrode attached to a grip portion of the steering wheel, and detects the body potential of the driver when the driver is holding the steering wheel so as to contact the electrode. The steering type electrocardiograph 11 measures the driver's heart rate HR1 based on the detected body potential of the driver. The measured heart rate HR1 is output to the driver physiological state estimation unit 14.

ステアリング型発汗計１２は、ステアリングホイールのグリップ部に取り付けた、例えば半導体式のセンサであり、運転者が当該センサに当接するようにステアリングホイールを把持しているとき、運転者の掌の汗の量を計測する。そして、ステアリング型発汗計１２は、計測した汗の量を発汗量ＳＣＬとしてドライバ生理状態推定部１４に出力する。
シート型心電計１３は、運転席シートに取り付けた電極を有し、非接触で運転者の身体電位を検出する。そして、ステアリング型心電計１１は、検出した運転者の身体電位に基づいて、運転者の心拍数ＨＲ２を計測する。計測した心拍数ＨＲ２はドライバ生理状態推定部１４に出力する。
ドライバ生理状態推定部１４は、心拍数ＨＲ１，ＨＲ２、及び発汗量ＳＣＬといった生理信号を入力し、これらに基づいて運転者の心理負担を定量的に推定する。以下、これを、単に心理負担ＤＰという。 The steering-type sweat meter 12 is, for example, a semiconductor sensor attached to the grip portion of the steering wheel. Measure the amount. Then, the steering sweat meter 12 outputs the measured amount of sweat to the driver physiological state estimating unit 14 as the sweat amount SCL.
The seat-type electrocardiograph 13 has electrodes attached to the driver's seat and detects the driver's body potential in a non-contact manner. The steering type electrocardiograph 11 measures the heart rate HR2 of the driver based on the detected body potential of the driver. The measured heart rate HR2 is output to the driver physiological state estimation unit 14.
The driver physiological state estimator 14 receives physiological signals such as heart rate HR1, HR2 and perspiration SCL, and quantitatively estimates the driver's psychological burden based on these physiological signals. Hereinafter, this is simply referred to as psychological burden DP.

先ず、ドライバ生理状態推定部１４は、ステアリング型心電計１１で計測した心拍数ＨＲ１とシート型心電計１３で計測した心拍数ＨＲ２とのうち、何れか一方を心理負担ＤＰの推定に用いる心拍数ＨＲとして選択する。ここでは、運転者がステアリングホイールを把持しており、ステアリング型心電計１１で心拍数ＨＲ１を計測可能である場合には、その心拍数ＨＲ１を心拍数ＨＲとして選択する。一方、運転者がステアリングホイールを把持しておらず、ステアリング型心電計１１で心拍数ＨＲ１を計測不可能である場合には、シート型心電計１３で計測した心拍数ＨＲ２を心拍数ＨＲとして選択する。
次に、ドライバ生理状態推定部１４は、次式をもとに心理負担ＤＰを計算し、これを運転状態推定部１６に出力する。
ＤＰ＝（ｄ₁×ＨＲ＋ｄ₂×ＳＣＬ） ………（１）
ここで、ｄ₁，ｄ₂は重み係数である。これら重み係数は、オフラインで予め求めておき、データを格納しておく。 First, the driver physiological state estimation unit 14 uses one of the heart rate HR1 measured by the steering type electrocardiograph 11 and the heart rate HR2 measured by the seat type electrocardiograph 13 for estimating the psychological burden DP. Select as heart rate HR. Here, when the driver holds the steering wheel and the heart rate HR1 can be measured by the steering type electrocardiograph 11, the heart rate HR1 is selected as the heart rate HR. On the other hand, when the driver does not hold the steering wheel and the heart rate HR1 cannot be measured by the steering type electrocardiograph 11, the heart rate HR2 measured by the seat type electrocardiograph 13 is used as the heart rate HR. Choose as.
Next, the driver physiological state estimation unit 14 calculates the psychological burden DP based on the following expression, and outputs this to the driving state estimation unit 16.
DP = (d ₁ × HR + d ₂ × SCL) (1)
Here, d ₁ and d ₂ are weighting factors. These weighting factors are obtained in advance offline and data is stored.

また、運転負荷推定部１５は、ＣＡＮ／ＢＵＳ２１から、運転者の運転操作負荷に関係する車両信号を入力する。ここで、車両信号とは、運転者が操作子を操作したときの運転操作情報である操舵角θ、アクセルペダル操作量Ｐａ及びブレーキペダル操作量Ｐｂや、自車両の走行状態情報である車速Ｖ、横加速度Ｇｙ及び前後加速度Ｇｔである。
そして、運転負荷推定部１５は、これら車両信号に基づいて運転者の運転操作負荷を定量的に推定する。以下、これを、単に作業負荷ＯＰという。そして、これを運転状態推定部１６に出力する。
ＯＰ＝（ｃ₁×Ｖ＋ｃ₂×θ＋ｃ₃×Ｇｙ＋ｃ₄×Ｇｔ＋ｃ₅×Ｐａ＋ｃ₆×Ｐｂ）
………（２）
ここで、ｃ₁，ｃ₂，ｃ₃，ｃ₄，ｃ₅，ｃ₆は重み係数であり、シーンごとの主観的負担感と合わせ最小二乗法により最適化を行い求めておく。これら重み係数は、オフラインで予め求めておき、データを格納しておく。 Moreover, the driving load estimation part 15 inputs the vehicle signal relevant to a driver | operator's driving operation load from CAN / BUS21. Here, the vehicle signal is the steering angle θ, which is the driving operation information when the driver operates the operating element, the accelerator pedal operation amount Pa, the brake pedal operation amount Pb, and the vehicle speed V which is the traveling state information of the host vehicle. , Lateral acceleration Gy and longitudinal acceleration Gt.
Then, the driving load estimation unit 15 quantitatively estimates the driving operation load of the driver based on these vehicle signals. Hereinafter, this is simply referred to as a work load OP. And this is output to the driving | running state estimation part 16. FIG.
OP = (c ₁ × V + c ₂ × θ + c ₃ × Gy + c ₄ × Gt + c ₅ × Pa + c ₆ × Pb)
……… (2)
Here, c ₁ , c ₂ , c ₃ , c ₄ , c ₅ , and c ₆ are weighting factors, which are obtained by optimization by the least square method in combination with the subjective burden of each scene. These weighting factors are obtained in advance offline and data is stored.

運転状態推定部１６は、後述する運転状態推定処理を実行し、運転者の運転状態を推定する。ここでは、ドライバ生理状態推定部１４で推定した心理負担ＤＰの変化パターンと、運転負荷推定部１５で推定した作業負荷ＯＰの変化パターンとを比較し、運転者の運転状態を推定する。
運転状態推定部１６は、図２に示すように、作業負荷ＯＰと心理負担ＤＰとを比較処理し、その結果をもとに運転状態を判定する。本実施形態では、運転状態として、通常状態、漫然状態、漫然解消状態、過覚醒状態、抑制状態、覚醒低下（低覚醒）状態、覚醒努力状態を検出するものとする。 The driving state estimation unit 16 performs a driving state estimation process described later, and estimates the driving state of the driver. Here, the change pattern of the psychological burden DP estimated by the driver physiological state estimation unit 14 is compared with the change pattern of the work load OP estimated by the driving load estimation unit 15 to estimate the driving state of the driver.
As shown in FIG. 2, the driving state estimation unit 16 compares the work load OP and the psychological burden DP, and determines the driving state based on the result. In the present embodiment, the normal state, the sloppy state, the sloppy state, the over-wake state, the suppression state, the wakefulness (low wakefulness) state, and the wakefulness effort state are detected as the driving state.

図３は、運転状態推定部１６で実行する運転状態推定処理手順を示すフローチャートである。
先ずステップＳ１で、運転状態推定部１６は、ドライバ生理状態推定部１４で推定した作業負荷ＯＰと心理負担ＤＰとを読み込み、ステップＳ２に移行する。
ステップＳ２では、運転状態推定部１６は、前記ステップＳ１で読み込んだ作業負荷ＯＰと心理負担ＤＰとの一定時間の相関係数ｃｏｅｆを演算し、ステップＳ３に移行する。 FIG. 3 is a flowchart showing a driving state estimation processing procedure executed by the driving state estimation unit 16.
First, in step S1, the driving state estimation unit 16 reads the work load OP and the psychological burden DP estimated by the driver physiological state estimation unit 14, and proceeds to step S2.
In step S2, the driving state estimation unit 16 calculates a correlation coefficient coef of the work load OP read in step S1 and the psychological burden DP for a certain period of time, and the process proceeds to step S3.

ステップＳ３では、運転状態推定部１６は、前記ステップＳ２で演算した相関係数ｃｏｅｆが予め設定した相関係数閾値ＴＨｃｏｅｆよりも大きいか否かを判定する。ここで、相関係数閾値ＴＨｃｏｅｆは、作業負荷ＯＰと心理負担ＤＰとが正の相関があるか否かを判定するための閾値であり、例えば０．８に設定する。
そして、ｃｏｅｆ＞ＴＨｃｏｅｆであると判定した場合には、作業負荷ＯＰと心理負担ＤＰとが同期して増加減少している状態であると判断して、ステップＳ４に移行する。ステップＳ４では、運転状態推定部１６は、運転者の運転状態が通常状態であると判断して、運転状態推定処理を終了する。 In step S3, the driving state estimation unit 16 determines whether or not the correlation coefficient coef calculated in step S2 is larger than a preset correlation coefficient threshold THcoef. Here, the correlation coefficient threshold value THcoef is a threshold value for determining whether or not the work load OP and the psychological burden DP have a positive correlation, and is set to 0.8, for example.
If it is determined that coef> THcoef, it is determined that the work load OP and the psychological burden DP are increasing and decreasing in synchronization, and the process proceeds to step S4. In step S4, the driving state estimation unit 16 determines that the driving state of the driver is the normal state, and ends the driving state estimation process.

一方、前記ステップＳ３でｃｏｅｆ≦ＴＨｃｏｅｆであると判定した場合には、作業負荷ＯＰと心理負担ＤＰとが同期していない状態であると推定して、ステップＳ５に移行する。ステップＳ５では、運転状態推定部１６は、運転者の運転状態が非通常状態であると判断し、ステップＳ６に移行する。そして、以降の処理では、運転者の運転状態が、非通常状態のうち漫然状態、漫然解消状態、過覚醒状態、抑制状態、覚醒低下状態、覚醒努力状態の何れの状態であるかを推定する。 On the other hand, if it is determined in step S3 that coef ≦ THcoef, it is estimated that the work load OP and the psychological burden DP are not synchronized, and the process proceeds to step S5. In step S5, the driving state estimation unit 16 determines that the driving state of the driver is an abnormal state, and proceeds to step S6. In the subsequent processing, it is estimated whether the driving state of the driver is in a non-normal state such as a sloppy state, a sloppy state, a hyper-arousal state, a suppression state, a wakefulness reduction state, or a wakefulness effort state. .

ステップＳ６では、運転状態推定部１６は、作業負荷ＯＰの一定時間の変化量である増加率ｓ１、及び心理負担ＤＰの一定時間の変化量である増加率ｓ２を演算し、ステップＳ７に移行する。
ステップＳ７では、運転状態推定部１６は、作業負荷ＯＰの増加率ｓ１が予め設定した閾値ＴＨ１よりも大きいか否かを判定する。ここでは、作業負荷ＯＰが増加傾向にあるか否かを判定する。そして、ｓ１＞ＴＨ１であると判定した場合にはステップＳ８に移行し、ｓ１≦ＴＨ１、即ち作業負荷ＯＰが減少傾向にあるか変化無し（変化が少ない）である場合には、後述するステップＳ１５に移行する。 In step S6, the driving state estimation unit 16 calculates an increase rate s1 that is a change amount of the work load OP for a certain period of time and an increase rate s2 that is a change amount of the psychological burden DP for a certain period of time, and then proceeds to step S7. .
In step S7, the driving state estimation unit 16 determines whether or not the increase rate s1 of the work load OP is larger than a preset threshold value TH1. Here, it is determined whether or not the work load OP tends to increase. When it is determined that s1> TH1, the process proceeds to step S8. When s1 ≦ TH1, that is, when the work load OP is in a decreasing tendency or not changed (change is small), step S15 described later is performed. Migrate to

ステップＳ８では、運転状態推定部１６は、心理負担ＤＰの増加率ｓ２が０以上で、且つ予め設定した閾値ＴＨ２よりも小さいか否かを判定する。ここでは、心理負担ＤＰが変化無し、又は変化が少ない状態であるか否かを判定する。そして、０≦ｓ２＜ＴＨ２であると判定した場合には、心理負担ＤＰが変化無し、又は変化が少ない状態であると判断してステップＳ９に移行する。一方、このステップＳ８で、０≦ｓ２＜ＴＨ２でないと判定した場合には、作業負荷ＯＰが増加傾向にあり、心理負担ＤＰが減少傾向にあると判断して、後述するステップＳ１２に移行する。 In step S8, the driving state estimation unit 16 determines whether or not the increase rate s2 of the psychological burden DP is 0 or more and is smaller than a preset threshold value TH2. Here, it is determined whether or not the psychological burden DP is in a state of no change or little change. When it is determined that 0 ≦ s2 <TH2, it is determined that the psychological burden DP is not changed or the change is small, and the process proceeds to step S9. On the other hand, when it is determined in this step S8 that 0 ≦ s2 <TH2, it is determined that the workload OP is increasing and the psychological burden DP is decreasing, and the process proceeds to step S12 described later.

ステップＳ９では、運転状態推定部１６は、運転者の運転状態が漫然状態であると推定する。また、このステップＳ９では、例えば警報装置２を作動し、運転者に対して警報を発する処理を行う。
次にステップＳ１０では、運転状態推定部１６は、心理負担ＤＰの増加率ｓ２が予め設定した閾値ＴＨ３よりも大きいか否かを判定する。ここでは、漫然状態であると推定した直後に心理負担ＤＰが増加傾向となったか否かを判定する。そして、ｓ２≦ＴＨ３であると判定した場合には、運転者の運転状態が漫然状態のままであると判断して前記ステップＳ９に移行し、ｓ２＞ＴＨ３であると判定した場合にはステップＳ１１に移行する。 In step S9, the driving state estimation unit 16 estimates that the driving state of the driver is a random state. In step S9, for example, the alarm device 2 is operated to perform a process of issuing an alarm to the driver.
Next, in step S10, the driving state estimation unit 16 determines whether or not the increase rate s2 of the psychological burden DP is greater than a preset threshold value TH3. Here, it is determined whether or not the psychological burden DP tends to increase immediately after it is estimated that the state is indiscriminate. If it is determined that s2 ≦ TH3, it is determined that the driving state of the driver remains undisturbed, and the process proceeds to step S9. If it is determined that s2> TH3, step S11 is performed. Migrate to

ステップＳ１１では、運転状態推定部１６は、運転者の運転状態が漫然解消状態であると推定して、運転状態推定処理を終了する。
また、ステップＳ１２では、運転状態推定部１６は、運転者の運転状態が覚醒低下状態であると推定する。また、このステップＳ１２では、例えば警報装置２を作動し、運転者に対して警報を発する処理を行う。
次にステップＳ１３では、運転状態推定部１６は、心理負担ＤＰの増加率ｓ２が予め設定した閾値ＴＨ４よりも大きいか否かを判定する。ここでは、覚醒低下状態であると推定した直後に心理負担ＤＰが増加傾向となったか否かを判定する。そして、ｓ２≦ＴＨ４であると判定した場合には、運転者の運転状態が覚醒低下状態のままであると判断して前記ステップＳ１２に移行し、ｓ２＞ＴＨ４であると判定した場合にはステップＳ１４に移行する。 In step S <b> 11, the driving state estimation unit 16 estimates that the driving state of the driver is in a loosely resolved state, and ends the driving state estimation process.
Moreover, in step S12, the driving state estimation part 16 estimates that a driver | operator's driving state is a wakefulness fall state. Moreover, in this step S12, for example, the alarm device 2 is operated to perform a process of issuing an alarm to the driver.
Next, in step S13, the driving state estimation unit 16 determines whether or not the increase rate s2 of the psychological burden DP is greater than a preset threshold value TH4. Here, it is determined whether or not the psychological burden DP tends to increase immediately after it is estimated that the state of arousal is reduced. If it is determined that s2 ≦ TH4, it is determined that the driving state of the driver remains in the wakefulness lowered state, and the process proceeds to step S12. If it is determined that s2> TH4, the step is performed. The process proceeds to S14.

ステップＳ１４では、運転状態推定部１６は、運転者の運転状態が覚醒努力状態であると推定して、運転状態推定処理を終了する。
また、ステップＳ１５では、運転状態推定部１６は、心理負担ＤＰの増加率ｓ２が予め設定した閾値ＴＨ５よりも大きいか否かを判定する。ここでは、心理負担ＤＰが増加傾向にあるか否かを判定する。そして、ｓ２＞ＴＨ５であると判定した場合には、心理負担ＤＰが増加傾向にあると判断してステップＳ１６に移行する。一方、ｓ２≦ＴＨ５であると判定した場合には、作業負荷ＯＰの変化が無く、心理負担ＤＰが減少傾向にあると判断して前記ステップＳ１２に移行する。 In step S14, the driving state estimation unit 16 estimates that the driving state of the driver is an awakening effort state, and ends the driving state estimation process.
In step S15, the driving state estimation unit 16 determines whether the increase rate s2 of the psychological burden DP is greater than a preset threshold value TH5. Here, it is determined whether or not the psychological burden DP is increasing. If it is determined that s2> TH5, it is determined that the psychological burden DP is increasing, and the process proceeds to step S16. On the other hand, when it is determined that s2 ≦ TH5, it is determined that there is no change in the work load OP and the psychological burden DP is decreasing, and the process proceeds to step S12.

ステップＳ１６では、運転状態推定部１６は、運転者の運転状態が過覚醒状態であると推定する。また、このステップＳ１６では、例えば警報装置２を作動し、運転者に対してリラックス若しくはリフレッシュのための音を発する。
ステップＳ１７では、運転状態推定部１６は、心理負担ＤＰの増加率ｓ２が予め設定した閾値ＴＨ６よりも小さいか否かを判定する。すなわち、過覚醒状態であると推定した直後に心理負担ＤＰが減少傾向となったか否かを判定する。そして、ｓ２≧ＴＨ６であると判定した場合には、運転者の運転状態が過覚醒状態のままであると判断して前記ステップＳ１６に移行し、ｓ２＜ＴＨ６であると判定した場合にはステップＳ１８に移行する。
ステップＳ１８では、運転状態推定部１６は、運転者の運転状態が抑制状態であると推定して、運転状態推定処理を終了する。 In step S16, the driving state estimation unit 16 estimates that the driving state of the driver is an over-awake state. In step S16, for example, the alarm device 2 is activated, and a sound for relaxing or refreshing is emitted to the driver.
In step S17, the driving state estimation unit 16 determines whether or not the increase rate s2 of the psychological burden DP is smaller than a preset threshold value TH6. That is, it is determined whether or not the psychological burden DP tends to decrease immediately after estimating that it is in an over-awake state. If it is determined that s2 ≧ TH6, it is determined that the driving state of the driver remains in the over-awake state, and the process proceeds to step S16. If it is determined that s2 <TH6, step is performed. The process proceeds to S18.
In step S <b> 18, the driving state estimation unit 16 estimates that the driving state of the driver is the suppression state, and ends the driving state estimation process.

（動作）
次に、第１の実施形態の動作について説明する。
運転者が操作子を頻繁に操作しなければならない状況である等、運転者の運転操作負荷が徐々に高くなると、各種車両信号に基づいて推定した作業負荷ＯＰは増加傾向となる。通常、車の運転では、運転操作の負荷が高くなれば、それを受ける運転者側の心理負担も増加し、逆に運転操作の負荷が低くなれば運転者側の心理負担も減少する。つまり、通常状態では、図４（ａ）に示すように、作業負荷ＯＰと心理負担ＤＰとは同期して増加減少することになる。
このとき、運転者の心拍数ＨＲや発汗量ＳＣＬなどの生理信号に基づいて推定した心理負担ＤＰが増加傾向にある場合には、作業負荷ＯＰと心理負担ＤＰとが同期しており、これらの相関係数ｃｏｅｆが閾値ＴＨｃｏｅｆよりも大きくなる（図３のステップＳ３でＹｅｓ）。したがって、この場合には、運転状態推定装置１は、運転者の運転状態が通常状態であると推定する（ステップＳ４）。 (Operation)
Next, the operation of the first embodiment will be described.
When the driver's driving operation load gradually increases, such as when the driver has to frequently operate the operator, the workload OP estimated based on various vehicle signals tends to increase. Usually, in driving a car, if the driving operation load increases, the psychological burden on the driver side that receives it increases, and conversely, if the driving operation load decreases, the psychological burden on the driver side also decreases. That is, in the normal state, as shown in FIG. 4A, the work load OP and the psychological burden DP increase and decrease in synchronization.
At this time, when the psychological burden DP estimated based on physiological signals such as the driver's heart rate HR and the sweating amount SCL tends to increase, the work load OP and the psychological burden DP are synchronized. The correlation coefficient coef becomes larger than the threshold value THcoef (Yes in step S3 in FIG. 3). Therefore, in this case, the driving state estimation device 1 estimates that the driving state of the driver is the normal state (step S4).

この通常状態から、運転者の身体状態が、無意識に運転に必要な情報だけを効率よく選択的に収集して身体的負担を軽減している状態となると、心理負担ＤＰの増加が抑えられ、心理負担ＤＰが安定した状態となる。すなわち、作業負荷ＯＰの変化パターンと心理負担ＤＰの変化パターンは、図４（ｂ）に示すように、作業負荷ＯＰが増加傾向となり、心理負担ＤＰが変化無しとなる。このように、作業負荷ＯＰと心理負担ＤＰとが同期していない場合、作業負荷ＯＰと心理負担ＤＰとの相関係数ｃｏｅｆは閾値ＴＨｃｏｅｆ以下となる（ステップＳ３でＮｏ）。そのため、運転状態推定装置１は、このときの運転者の運転状態が非通常状態であると推定する（ステップＳ５）。 From this normal state, when the physical state of the driver is in a state where the physical burden is reduced by efficiently and selectively collecting only the information necessary for driving unconsciously, the increase in the psychological burden DP is suppressed, The psychological burden DP becomes stable. That is, the change pattern of the workload OP and the change pattern of the psychological burden DP, as shown in FIG. 4B, the work load OP tends to increase and the psychological burden DP does not change. Thus, when the workload OP and the psychological burden DP are not synchronized, the correlation coefficient coef between the workload OP and the psychological burden DP is equal to or less than the threshold value THcoef (No in step S3). Therefore, the driving state estimation device 1 estimates that the driving state of the driver at this time is an abnormal state (step S5).

さらに、運転状態推定装置１は、作業負荷ＯＰが増加傾向であり（ステップＳ７でＹｅｓ）、心理負担ＤＰが変化無しである（ステップＳ８でＹｅｓ）と判定するため、このときの運転者の運転状態を、非通常状態のうちの漫然状態であると推定する（ステップＳ９）。すると、運転状態推定装置１は、運転者に対して注意喚起のための警報を発する。
そして、これにより運転者の注意集中力が向上すると、図４（ｃ）に示すように、心理負担ＤＰが増加傾向に変化する（ステップＳ１０でＹｅｓ）。そのため、運転状態推定装置１は、運転者の運転状態が漫然状態から漫然解消状態に移行したと推定する（ステップＳ１１）。 Further, since the driving state estimation device 1 determines that the workload OP is increasing (Yes in step S7) and the psychological burden DP is not changed (Yes in step S8), the driving state of the driver at this time is determined. It is estimated that the state is a random state among the non-normal states (step S9). Then, the driving state estimation device 1 issues a warning for alerting the driver.
Then, when the driver's attention concentration improves, the psychological burden DP changes to an increasing tendency as shown in FIG. 4C (Yes in step S10). Therefore, the driving state estimation device 1 estimates that the driving state of the driver has shifted from the random state to the random cancellation state (step S11).

その後、例えば渋滞などにより自車両が略停滞した状態となると、運転者の運転操作負荷が低くなるため作業負荷ＯＰが低い値で一定となり、心理負担ＤＰもこれに同期して低い値で一定となる。この通常状態から、運転者が渋滞に対してイライラした状態となると、心理負担ＤＰが増加傾向となる。つまり、作業負荷ＯＰの変化パターンと心理負担ＤＰの変化パターンは、図４（ｄ）に示すように、作業負荷ＯＰが変化無しとなり（ステップＳ７でＮｏ）、心理負担ＤＰが増加傾向となる（ステップＳ１５でＹｅｓ）。
そのため、運転状態推定装置１は、このときの運転者の運転状態は、非通常状態のうちの過覚醒状態であると推定する（ステップＳ１６）。すると、運転状態推定装置１は、運転者に対してリラックスするための音を発する。 After that, for example, when the host vehicle is substantially stagnant due to traffic jams or the like, the driving operation load of the driver is reduced, so the workload OP is constant at a low value, and the psychological burden DP is also constant at a low value in synchronization with this. Become. From this normal state, when the driver becomes frustrated with traffic jams, the psychological burden DP tends to increase. That is, in the change pattern of the workload OP and the change pattern of the psychological burden DP, as shown in FIG. 4D, the workload OP does not change (No in step S7), and the psychological burden DP tends to increase ( Yes in step S15).
Therefore, the driving state estimation device 1 estimates that the driving state of the driver at this time is an excessively awake state among the non-normal states (step S16). Then, the driving | running state estimation apparatus 1 emits the sound for relaxing with respect to a driver | operator.

これにより、運転者の心理状態が徐々に安定してくると、図４（ｅ）に示すように、心理負担ＤＰが減少傾向に変化する（ステップＳ１７でＹｅｓ）。そのため、運転状態推定装置１は、運転者の運転状態が過覚醒状態から抑制状態に移行したと推定する（ステップＳ１８）。そして、そのまま運転者の心理状態が安定すると、心理負担ＤＰは作業負荷ＯＰに同期して安定するため（ステップＳ３でＹｅｓ）、運転状態推定装置１は、運転者の運転状態が通常状態であると推定する（ステップＳ４）。 As a result, when the driver's psychological state gradually stabilizes, the psychological burden DP changes to a decreasing tendency as shown in FIG. 4 (e) (Yes in step S17). Therefore, the driving state estimation device 1 estimates that the driving state of the driver has shifted from the over-awake state to the suppressed state (step S18). When the driver's psychological state is stabilized as it is, the psychological burden DP is stabilized in synchronization with the work load OP (Yes in step S3), so that the driving state estimation device 1 is in the normal state of the driver. (Step S4).

この通常状態から、単調な運転により運転者の眠気が高まると、心理負担ＤＰが安定状態よりも減少傾向となる。つまり、運転状態推定装置１は、作業負荷ＯＰが変化無しであり（ステップＳ７でＮｏ）、心理負担ＤＰが減少傾向である（ステップＳ１５でＮｏ）と判定するため、このときの運転者の運転状態を、非通常状態のうちの覚醒低下状態であると推定する（ステップＳ１２）。すると、運転状態推定装置１は、運転者に対して注意喚起のための警報を発する。
そして、これにより運転者が覚醒を始めると、図４（ｇ）に示すように、心理負担ＤＰが増加傾向に変化する（ステップＳ１３でＹｅｓ）。そのため、運転状態推定装置１は、運転者の運転状態が覚醒低下状態から覚醒努力状態に移行した推定する（ステップＳ１４）。 When the driver's drowsiness increases due to monotonous driving from this normal state, the psychological burden DP tends to decrease from the stable state. That is, the driving state estimation device 1 determines that the workload OP is unchanged (No in step S7) and the psychological burden DP is decreasing (No in step S15). The state is estimated to be a state of reduced alertness in the non-normal state (step S12). Then, the driving state estimation device 1 issues a warning for alerting the driver.
Then, when the driver starts to awaken, the psychological burden DP changes to an increasing tendency as shown in FIG. 4G (Yes in step S13). Therefore, the driving state estimation device 1 estimates that the driving state of the driver has shifted from the awakening reduction state to the awakening effort state (step S14).

以上のように、本実施形態では、作業負荷ＯＰの一定時間内の変化パターンと、心理負担ＤＰの一定時間内の変化パターンとを比較することで、運転者の運転状態を推定する。
ここで、作業負荷ＯＰは、ステアリング操作やペダル操作などの運転者の行動量と、車速や前後加速度、横加速度などの車両の状態とに基づいて定量的に求める。また、心理負担ＤＰは、運転者の心拍数や発汗量などの生体状態に基づいて定量的に求める。したがって、運転者の作業負荷の変化に対して心理負担がどのように変化しているか否かを適切に判断することができる。そのため、運転者の多様な運転状態を適切に推定することができる。 As described above, in the present embodiment, the driving state of the driver is estimated by comparing the change pattern of the work load OP within a certain time with the change pattern of the psychological burden DP within a certain time.
Here, the work load OP is quantitatively obtained based on the driver's action amount such as a steering operation and a pedal operation and the vehicle state such as the vehicle speed, the longitudinal acceleration, and the lateral acceleration. The psychological burden DP is quantitatively obtained based on a biological state such as the heart rate and sweating amount of the driver. Therefore, it is possible to appropriately determine whether the psychological burden is changing with respect to the change in the driver's workload. Therefore, various driving states of the driver can be appropriately estimated.

具体的には、作業負荷ＯＰの変化パターンと心理負担ＤＰの変化パターンとが同期しているとき、通常状態であると推定し、作業負荷ＯＰの変化パターンと心理負担ＤＰの変化パターンとが非同期であるとき、非通常状態であると推定する。
また、非通常状態であると推定した場合には、さらに細かく運転状態を推定する。ここでは、作業負荷ＯＰが増加傾向にあり、且つ心理負担ＤＰの変化が無いとき、漫然状態であると推定する。そして、漫然状態であると推定した直後に心理負担ＤＰが増加傾向を示すと、漫然解消状態であると推定する。 Specifically, when the change pattern of the workload OP and the change pattern of the psychological burden DP are synchronized, the normal state is estimated, and the change pattern of the workload OP and the change pattern of the psychological burden DP are asynchronous. When it is, it is estimated that it is in a non-normal state.
Further, when it is estimated that the state is abnormal, the driving state is estimated more finely. Here, when the work load OP tends to increase and there is no change in the psychological burden DP, it is estimated that the state is in a random state. Then, if the psychological burden DP shows an increasing tendency immediately after it is estimated that the state is in a random state, it is estimated that the state is in a random state.

また、非通常状態であると推定したとき、作業負荷ＯＰが減少傾向又は変化無しであり、且つ心理負担ＤＰが安定状態よりも増加傾向にあるとき、過覚醒状態であると推定する。そして、過覚醒状態であると推定した直後に心理負担ＤＰが減少傾向を示すと、抑制状態であると推定する。
さらに、非通常状態であると推定したとき、作業負荷ＯＰが増加傾向又は変化無しであり、且つ心理負担ＤＰが安定状態よりも減少傾向にあるとき、覚醒低下状態であると推定する。そして、覚醒低下状態であると推定した直後に心理負担ＤＰが増加傾向を示すと、覚醒努力状態であると推定する。 Further, when it is estimated that the state is an abnormal state, when the work load OP is not decreasing or changing and the psychological burden DP is increasing more than the stable state, it is estimated that the state is an over-wake state. Then, if the psychological burden DP shows a decreasing tendency immediately after estimating that it is an over-arousal state, it is estimated that the state is a suppressed state.
Further, when it is estimated that the state is an abnormal state, when the work load OP is not increasing or changing, and the psychological burden DP is decreasing more than the stable state, it is estimated that the state is a state of reduced alertness. Then, if the psychological burden DP shows an increasing tendency immediately after estimating that the state is an arousal reduced state, it is estimated that the state is an awakening effort state.

このように、複数の運転状態を適切に推定することができる。
なお、図１において、ステアリング型心電計１１、ステアリング型発汗計１２及びシート型心電計１３が生体情報検出部に対応している。また、ドライバ生理状態推定部１４が心理負担推定部に対応し、運転負荷推定部１５が運転操作負荷推定部に対応し、運転状態推定部１６が運転状態推定部に対応している。さらに、ＣＡＮ／ＢＵＳ２１が車両情報検出部に対応している。 Thus, a plurality of operating states can be estimated appropriately.
In FIG. 1, a steering type electrocardiograph 11, a steering type sweat meter 12, and a sheet type electrocardiograph 13 correspond to a biological information detection unit. In addition, the driver physiological state estimation unit 14 corresponds to the psychological burden estimation unit, the driving load estimation unit 15 corresponds to the driving operation load estimation unit, and the driving state estimation unit 16 corresponds to the driving state estimation unit. Furthermore, CAN / BUS21 corresponds to the vehicle information detection unit.

また、図３において、ステップＳ２〜Ｓ４が通常状態推定部に対応し、ステップＳ２、Ｓ３及びＳ５〜Ｓ１８が非通常状態推定部に対応している。このうち、ステップＳ７〜Ｓ９が漫然状態推定部に対応し、ステップＳ１０及びＳ１１が漫然解消状態推定部に対応している。さらに、ステップＳ７、Ｓ８及びＳ１２が覚醒低下状態推定部に対応し、ステップＳ１３及びＳ１４が覚醒努力状態推定部に対応している。また、ステップＳ７、Ｓ１５及びＳ１６が過覚醒状態推定部に対応し、ステップＳ１７及びＳ１８が抑制状態推定部に対応している。 In FIG. 3, steps S2 to S4 correspond to the normal state estimation unit, and steps S2, S3, and S5 to S18 correspond to the abnormal state estimation unit. Among these, steps S7 to S9 correspond to the random state estimation unit, and steps S10 and S11 correspond to the random state estimation unit. Furthermore, steps S7, S8 and S12 correspond to the arousal reduced state estimation unit, and steps S13 and S14 correspond to the arousal effort state estimation unit. Steps S7, S15, and S16 correspond to the over-wake state estimation unit, and steps S17 and S18 correspond to the suppression state estimation unit.

（効果）
第１の実施形態では、以下の効果が得られる。
（１）運転負荷推定部１５は、運転者が操作子を操作したときの運転操作情報及び自車両の走行状態情報に基づいて、運転者の運転操作負荷を定量的に示した作業負荷ＯＰを推定する。また、ドライバ生理状態推定部１４は、運転者の生体状態に基づいて、運転者の心理負担を定量的に示した心理負担ＤＰを推定する。そして、運転状態推定部１６は、作業負荷ＯＰの一定時間内における変化パターンと、心理負担ＤＰの一定時間内の変化パターンとを比較し、運転者の運転状態を推定する。
このように、運転に関わる作業負荷と、その負荷を受ける運転者の心理負担とをそれぞれ推定し、それらの変化パターンを比較する。したがって、一要因による変化だけでなく、その組み合わせパターンによって複数の運転状態を推定することができる。 (effect)
In the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The driving load estimation unit 15 calculates a work load OP that quantitatively indicates the driving operation load of the driver based on the driving operation information when the driver operates the operating element and the traveling state information of the host vehicle. presume. Further, the driver physiological state estimation unit 14 estimates a psychological burden DP that quantitatively indicates the driver's psychological burden based on the driver's biological state. Then, the driving state estimation unit 16 compares the change pattern of the work load OP within a predetermined time with the change pattern of the psychological burden DP within a predetermined time, and estimates the driving state of the driver.
In this way, the workload relating to driving and the psychological burden of the driver receiving the load are estimated, and their change patterns are compared. Therefore, it is possible to estimate a plurality of driving states not only by a change due to one factor but also by a combination pattern thereof.

（２）運転状態推定部１６は、作業負荷ＯＰの変化パターンと心理負担ＤＰの変化パターンとの傾向が同期しているとき、運転者の運転状態が通常状態であると推定する。また、作業負荷ＯＰの変化パターンと心理負担ＤＰの変化パターンとの傾向が非同期であるとき、運転者の運転状態が非通常状態であると推定する。
このように、外的変化に対する作業負荷の変化に対応して、随時、心理負担もこれに追従して変化している場合には、通常の運転状態であると推定する。一方、作業負荷の変化に対応して心理負担が変化しない場合には、通常の運転状態ではないと推定する。すなわち、作業負荷の変化と心理負担の変化とを比較することで、適切な対応ができているかどうかを判断し、運転状態が通常状態であるか非通常状態であるかを判定することができる。 (2) The driving state estimation unit 16 estimates that the driving state of the driver is the normal state when the trends of the change pattern of the work load OP and the change pattern of the psychological burden DP are synchronized. Further, when the tendency between the change pattern of the workload OP and the change pattern of the psychological burden DP is asynchronous, it is estimated that the driving state of the driver is an abnormal state.
In this way, when the psychological burden changes following the change of the work load with respect to the external change, it is estimated that the driving state is normal. On the other hand, when the psychological burden does not change corresponding to the change in the work load, it is estimated that the driving state is not normal. That is, by comparing the change in workload and the change in psychological burden, it is possible to determine whether an appropriate response has been made and to determine whether the driving state is a normal state or an abnormal state. .

（３）運転状態推定部１６は、作業負荷ＯＰの変化パターンが増加傾向にあり、且つ心理負担ＤＰの変化パターンが変化無しであるとき、運転者の運転状態が漫然状態であると推定する。そして、運転状態推定部１６は、漫然状態であると推定した直後に、心理負担ＤＰの変化パターンが増加傾向を示したとき、運転者の運転状態が漫然解消状態であると推定する。
このように、増加する作業負荷に対応して、運転者が心理状態を変えていない場合を検出することで、漫然とした状態であることが判断できる。また、漫然状態からの心理負担の変化率から、漫然が解消したかどうかを判断することができる。 (3) The driving state estimation unit 16 estimates that the driving state of the driver is a loose state when the change pattern of the work load OP tends to increase and the change pattern of the psychological burden DP is unchanged. Then, the driving state estimation unit 16 estimates that the driving state of the driver is in a loosely resolved state when the change pattern of the psychological burden DP shows an increasing tendency immediately after estimating that it is in a random state.
In this way, it is possible to determine that the driver is in a loose state by detecting the case where the driver does not change the psychological state in response to the increasing workload. Moreover, it can be judged from the rate of change of the psychological burden from the ill-defined state whether the ill-dissolved has been resolved.

（４）運転状態推定部１６は、作業負荷ＯＰの変化パターンが減少傾向又は変化無しであり、且つ心理負担ＤＰの変化パターンが増加傾向にあるとき、運転者の運転状態が過覚醒状態であると推定する。そして、運転状態推定部１６は、過覚醒状態であると推定した直後に、心理負担ＤＰの変化パターンが減少傾向を示したとき、運転者の運転状態が抑制状態であると推定する。
このように、変化の少ない作業負荷に対して、運転者が心理状態を変えている場合を検出することで、運転に関係しない心理負担が増加している状態、即ち過覚醒状態であることが判断できる。また、過覚醒状態からの心理負担の変化率から、過覚醒が抑制されたかどうかを判断することができる。 (4) When the change pattern of the work load OP is decreasing or no change and the change pattern of the psychological burden DP is increasing, the driving state estimation unit 16 is in the over-awake state. Estimated. And immediately after estimating that it is a hyper-arousal state, the driving state estimation part 16 estimates that a driver | operator's driving state is a suppression state, when the change pattern of the psychological burden DP shows a decreasing tendency.
In this way, by detecting the case where the driver is changing the psychological state with respect to the workload with little change, it may be a state where the psychological burden not related to driving increases, that is, an over-wake state. I can judge. Moreover, it can be judged from the change rate of the psychological burden from the over-arousal state whether the over-arousal is suppressed.

（５）運転状態推定部１６は、作業負荷ＯＰの変化パターンが増加傾向又は変化無しであり、且つ心理負担ＤＰの変化パターンが減少傾向にあるとき、運転者の運転状態が覚醒低下状態であると推定する。そして、運転状態推定部１６は、覚醒低下状態であると推定した直後に、心理負担ＤＰの変化パターンが増加傾向を示したとき、運転者の運転状態が覚醒努力状態であると推定する。
このように、作業負荷に対して運転者の心理活動が低下している場合を検出することで、覚醒度が低下しているかどうかが判断できる。また、覚醒低下状態からの心理負担の変化率から、覚醒か低下するのを我慢しようとする覚醒努力をしているかどうかも判断することができる。 (5) When the change pattern of the work load OP is increasing or not changing, and the change pattern of the psychological burden DP is decreasing, the driving state estimation unit 16 is in a state where the driving state of the driver is awakening lowered. Estimated. Then, the driving state estimation unit 16 estimates that the driving state of the driver is the awakening effort state when the change pattern of the psychological burden DP shows an increasing tendency immediately after estimating that the state is the awakening reduction state.
In this way, it is possible to determine whether or not the arousal level is reduced by detecting the case where the driver's psychological activity is reduced with respect to the workload. It can also be determined from the rate of change in psychological burden from the state of reduced arousal whether or not an awakening effort is made to endure awakening or a decline.

（６）ドライバ生理状態推定部１４は、複数の車両信号（運転操作情報、走行状態情報）をそれぞれの重み係数に応じて加算することで、作業負荷ＯＰを算出する。
このように、ステアリング操作やアクセルペダル操作、ブレーキペダル操作などの運転操作情報や、車速や前後加速度、横加速度などの走行状態情報に重みを付けて作業負荷ＯＰを算出する。そのため、運転に関わる作用負荷ＯＰを適切に算出することができる。 (6) The driver physiological state estimation unit 14 calculates the work load OP by adding a plurality of vehicle signals (driving operation information, driving state information) according to the respective weighting factors.
Thus, the workload OP is calculated by weighting the driving operation information such as the steering operation, the accelerator pedal operation, the brake pedal operation, and the traveling state information such as the vehicle speed, the longitudinal acceleration, and the lateral acceleration. Therefore, the operational load OP related to driving can be calculated appropriately.

（７）運転負荷推定部１５は、複数の生体情報をそれぞれの重み係数に応じて加算することで、心理負担ＤＰを算出する。
このように、運転者の生体情報に重みを付けて統合するので、適切に運転者の心理負担ＤＰを算出することができる。
（８）運転者の作業負荷ＯＰを推定すると共に運転者の心理負担ＤＰを推定し、推定した作業負荷ＯＰの変化パターンと、推定した心理負担ＤＰの変化パターンとに基づいて、運転者の運転状態を推定する。
このように、運転に関わる作業負荷とその負荷を受ける運転者の心理負担とを推定して比較するので、一要因による変化だけでなく、その組み合わせパターンによって複数の運転状態を推定することができる。 (7) The driving load estimation unit 15 calculates the psychological burden DP by adding a plurality of pieces of biological information according to the respective weighting factors.
Thus, since the driver's biometric information is weighted and integrated, the driver's psychological burden DP can be calculated appropriately.
(8) Estimating the driver's workload OP and estimating the driver's psychological burden DP, and driving the driver based on the estimated change pattern of the workload OP and the estimated change pattern of the psychological burden DP. Estimate the state.
In this way, since the workload related to driving and the psychological burden of the driver receiving the load are estimated and compared, a plurality of driving states can be estimated not only by changes due to one factor but also by the combination pattern. .

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態は、上述した第１の実施形態において、通常状態と非通常状態との判別に際し、作業負荷ＯＰと心理負担ＤＰとの正規化を行い、両者を比較するようにしたものである。
図５は、運転状態推定部１６で実行する運転状態推定処理手順を示すフローチャートである。この運転状態推定処理は、図３におけるステップＳ２及びＳ３の処理を、ステップＳ２１〜Ｓ２３の処理に置換したことを除いては、図３と同様の処理を行う。したがって、ここでは処理の異なる部分を中心に説明する。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
In the second embodiment, in the first embodiment described above, when the normal state and the non-normal state are discriminated, the workload OP and the psychological burden DP are normalized, and the two are compared. It is.
FIG. 5 is a flowchart showing a driving state estimation processing procedure executed by the driving state estimation unit 16. This operation state estimation process is the same as that in FIG. 3 except that the processes in steps S2 and S3 in FIG. 3 are replaced with the processes in steps S21 to S23. Therefore, here, the description will focus on the different parts of the processing.

ステップＳ２１では、運転状態推定部１６は、前記ステップＳ１で読み込んだ作業負荷ＯＰ及び心理負担ＤＰに対して正規化処理を行う。作業負荷ＯＰの正規化した値は（ＯＰ−μ₁）／σ₁で求まり、心理負担ＤＰの正規化した値は（ＤＰ−μ₂）／σ₂で求まる。ここで、（μ₁，μ₂）は作業負荷ＯＰの平均値と心理負担ＤＰの平均値であり、（σ₁，σ₂）は作業負荷ＯＰの標準偏差と心理負担ＤＰの標準偏差である。
これら平均値（μ₁，μ₂）及び標準偏差（σ₁，σ₂）は、運転開始直後や、高速道路などの単独直線路の走行時など、作業負荷ＯＰ及び心理負担ＤＰが安定しているときの一定時間内の作業負荷ＯＰ及び心理負担ＤＰに基づいて算出しておく。 In step S21, the driving state estimation unit 16 performs a normalization process on the work load OP and the psychological burden DP read in step S1. The normalized value of the workload OP is obtained by (OP−μ ₁ ) / σ ₁ , and the normalized value of the psychological burden DP is obtained by (DP−μ ₂ ) / σ ₂ . Here, (μ ₁ , μ ₂ ) is the average value of the workload OP and the average value of the psychological burden DP, and (σ ₁ , σ ₂ ) is the standard deviation of the workload OP and the standard deviation of the psychological burden DP. .
These average values (μ ₁ , μ ₂ ) and standard deviations (σ ₁ , σ ₂ ) are stable when the work load OP and the psychological burden DP are stable immediately after the start of driving or when traveling on a single straight road such as an expressway. It is calculated on the basis of the work load OP and the psychological burden DP within a certain period of time.

次にステップＳ２２では、運転状態推定部１６は、前記ステップＳ２１で正規化した作業負荷ＯＰ及び心理負担ＤＰに対して、それぞれ一定時刻ごとの平均値ＯＰ（ｔ）、ＤＰ（ｔ）を求める。そして、作業負荷ＯＰと心理負担ＤＰとの乖離値｜ＯＰ（ｔ）−ＤＰ（ｔ）｜を演算し、ステップＳ２３に移行する。
ステップＳ２３では、運転状態推定部１６は、前記ステップＳ２２で演算した乖離値｜ＯＰ（ｔ）−ＤＰ（ｔ）｜が予め設定した閾値ＴＨ以下であるか否かを判定する。そして、｜ＯＰ（ｔ）−ＤＰ（ｔ）｜≦ＴＨである場合には前記ステップＳ４に移行し、｜ＯＰ（ｔ）−ＤＰ（ｔ）｜＞ＴＨである場合には前記ステップＳ５に移行する。 Next, in step S22, the driving state estimation unit 16 obtains average values OP (t) and DP (t) for each fixed time with respect to the work load OP and the psychological burden DP normalized in step S21. Then, a deviation value | OP (t) −DP (t) | between the work load OP and the psychological burden DP is calculated, and the process proceeds to step S23.
In step S23, the driving state estimation unit 16 determines whether or not the deviation value | OP (t) −DP (t) | calculated in step S22 is equal to or less than a preset threshold value TH. If | OP (t) −DP (t) | ≦ TH, the process proceeds to step S4. If | OP (t) −DP (t) |> TH, the process proceeds to step S5. To do.

すなわち、乖離値｜ＯＰ（ｔ）−ＤＰ（ｔ）｜が閾値ＴＨ以下である場合は、運転者の運転状態が通常状態であると推定し、乖離値｜ＯＰ（ｔ）−ＤＰ（ｔ）｜が閾値ＴＨよりも大きい場合には、運転者の運転状態が非通常状態であると推定する。
このように、本実施形態では、通常状態と非通常状態との判別に際し、作業負荷ＯＰと心理負担ＤＰとの正規化を行い、両者を比較する。つまり、作業負荷ＯＰ若しくは心理負担ＤＰの生データが図６（ａ）に示すように推移する場合、先ず、安定域αでのデータをもとに平均値μと標準偏差σとを求めておく。そして、求めた平均値μと標準偏差σとを用いてデータの正規化を行う。その結果、図６（ｂ）に示すように、安定域αの平均値μで０リセットしたデータが得られる。 That is, when the deviation value | OP (t) −DP (t) | is equal to or less than the threshold value TH, it is estimated that the driving state of the driver is the normal state, and the deviation value | OP (t) −DP (t) When | is larger than the threshold value TH, it is estimated that the driving state of the driver is an abnormal state.
Thus, in this embodiment, when distinguishing between the normal state and the non-normal state, the work load OP and the psychological burden DP are normalized, and the two are compared. That is, when the raw data of the work load OP or the psychological burden DP changes as shown in FIG. 6A, first, the average value μ and the standard deviation σ are obtained based on the data in the stable region α. . Then, data normalization is performed using the obtained average value μ and standard deviation σ. As a result, as shown in FIG. 6B, data obtained by resetting to 0 with the average value μ of the stable region α is obtained.

したがって、図７に示すように、作業負荷ＯＰと心理負担ＤＰとを、それぞれの基準を揃えて比較できるようになる。そして、作業負荷ＯＰと心理負担ＤＰとの乖離値｜ＯＰ（ｔ）−ＤＰ（ｔ）｜が閾値ＴＨ以下（乖離：小）である場合には、両者が同期しており、運転者の運転状態が通常状態であると推定することができる。一方、作業負荷ＯＰと心理負担ＤＰとの乖離値｜ＯＰ（ｔ）−ＤＰ（ｔ）｜が閾値ＴＨより大きい（乖離：大）である場合には、両者が同期しておらず、運転者の運転状態が非通常状態であると推定することができる。 Therefore, as shown in FIG. 7, it becomes possible to compare the work load OP and the psychological burden DP by aligning the respective standards. When the deviation value | OP (t) −DP (t) | between the work load OP and the psychological burden DP is equal to or less than the threshold value TH (deviation: small), the two are synchronized, and the driver's driving It can be estimated that the state is a normal state. On the other hand, when the deviation value | OP (t) −DP (t) | between the work load OP and the psychological burden DP is larger than the threshold value TH (deviation: large), the two are not synchronized, and the driver It can be estimated that the driving state is an abnormal state.

（効果）
第２の実施形態では、以下の効果が得られる。
（１）運転状態推定部１６は、作業負荷ＯＰと心理負担ＤＰとをそれぞれ正規化する。そして、正規化を行った作業負荷ＯＰと心理負担ＤＰとの一定時刻ごと平均値を比較し、これらの乖離値｜ＯＰ（ｔ）−ＤＰ（ｔ）｜が閾値ＴＨ以下であるか否かに応じて、運転状態が通常状態であるか非通常状態であるかを判定する。
このように、作業負荷ＯＰと心理負担ＤＰの正規化を行い、それぞれの基準を揃えるので、容易且つ適切に作業負荷ＯＰと心理負担ＤＰとの比較を行うことができる。 (effect)
In the second embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The driving state estimation unit 16 normalizes the work load OP and the psychological burden DP. Then, the average values of the normalized work load OP and the psychological burden DP are compared at a certain time, and whether or not these deviation values | OP (t) −DP (t) | In response, it is determined whether the operating state is a normal state or an abnormal state.
In this way, since the workload OP and the psychological burden DP are normalized and the respective standards are aligned, the workload OP and the psychological burden DP can be easily and appropriately compared.

（変形例）
（１）上記実施形態においては、生理信号として心拍数ＨＲと発汗量ＳＣＬとを検出し、これらに基づいて心理負担ＤＰを推定する場合について説明したが、生理信号として運転者の顔の表情や呼吸、体温を検出することもできる。この場合、運転者の顔の表情を検出するためのＣＣＤカメラや、呼吸数、体温を検出するための生体センサを設置する。このとき、ＣＣＤカメラで撮像した画像をもとに運転者の表情判定を行い、例えば運転者の心理状態（非安定状態）を定量的に示した表情判定値を算出する。そして、算出した表情判定値や、生体センサで検出した呼吸数、体温を、それぞれの重み係数に加算することで心理負担ＤＰを算出する。 (Modification)
(1) In the above-described embodiment, the case where the heart rate HR and the perspiration amount SCL are detected as physiological signals and the psychological burden DP is estimated based on these is described. Respiration and body temperature can also be detected. In this case, a CCD camera for detecting the facial expression of the driver and a biosensor for detecting respiratory rate and body temperature are installed. At this time, the driver's facial expression is determined based on the image captured by the CCD camera, and for example, a facial expression determination value that quantitatively indicates the psychological state (unstable state) of the driver is calculated. Then, the psychological burden DP is calculated by adding the calculated facial expression determination value, the respiratory rate detected by the biometric sensor, and the body temperature to the respective weighting factors.

１…運転状態推定装置、２…警報装置、３…情報制御装置、４…運転支援装置、１１…ステアリング型心電計、１２…ステアリング型発汗計、１３…シート型心電計、１４…ドライバ生理状態推定部、１５…運転負荷推定部、１６…運転状態推定部、２１…ＣＡＮ／ＢＵＳ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Driving state estimation device, 2 ... Alarm device, 3 ... Information control device, 4 ... Driving support device, 11 ... Steering type electrocardiograph, 12 ... Steering type sweat meter, 13 ... Seat type electrocardiograph, 14 ... Driver Physiological state estimation part, 15 ... Driving load estimation part, 16 ... Driving state estimation part, 21 ... CAN / BUS

Claims

A vehicle information detection unit that detects at least one of driving operation information and driving state information of the host vehicle when the driver operates the operator;
A biological information detection unit for detecting the biological information of the driver;
Based on the information detected by the vehicle information detection unit, a driving operation load estimation unit that quantitatively estimates the driving operation load of the driver;
Based on the information detected by the biological information detection unit, a psychological burden estimation unit that quantitatively estimates the psychological burden of the driver,
A driving operation load pattern that is a change pattern of the driving operation load estimated by the driving operation load estimation unit within a predetermined time, and a psychological burden pattern that is a change pattern of the psychological load estimated by the psychological load estimation unit within the predetermined time And a driving state estimation unit that estimates the driving state of the driver.

The operating state estimation unit
When the tendency of the driving operation load pattern and the tendency of the psychological burden pattern are synchronized, a normal state estimation unit that estimates that the driving state of the driver is a normal state;
An abnormal state estimation unit that estimates that the driving state of the driver is an abnormal state when the tendency of the driving operation load pattern and the tendency of the psychological burden pattern are asynchronous. Item 2. The driving state estimation device according to Item 1.

The non-normal state estimation unit includes:
When the driving operation load pattern tends to increase and the psychological burden pattern is not changed, a rough state estimation unit that estimates that the driving state of the driver is a random state;
Immediately after estimating that the driver's driving state is in a sloppy state in the sloppy state estimating unit, when the psychological burden pattern shows an increasing tendency, the driver's driving state is presumed to be in a sloppy state. The driving | running state estimation apparatus of Claim 2 provided with a state estimation part.

The non-normal state estimation unit includes:
When the driving operation load pattern is in a decreasing tendency or no change and the psychological burden pattern is in an increasing tendency, the driver's driving state is estimated to be an over-wake state,
Immediately after estimating that the driver's driving state is an over-awake state in the over-wake state estimation unit, the suppression that estimates that the driver's driving state is in a suppressed state when the psychological burden pattern shows a decreasing tendency The driving | running state estimation apparatus of Claim 2 or 3 provided with a state estimation part.

The non-normal state estimation unit includes:
When the driving operation load pattern is not increasing or changing, and the psychological burden pattern is decreasing, the driver's driving state is estimated to be a state of reduced arousal;
Immediately after the driver's driving state is estimated to be an arousal lowered state by the arousal lowered state estimation unit, the driver's driving state is estimated to be an awake effort state when the psychological burden pattern shows an increasing tendency. The driving state estimation apparatus according to any one of claims 2 to 4, further comprising: an awakening effort state estimation unit.

The vehicle information detection unit detects a plurality of information among driving operation information by the driver and traveling state information of the own vehicle,
The driving operation load estimation unit quantitatively calculates a driving operation load of the driver by adding a plurality of pieces of information detected by the vehicle information detection unit according to respective weighting factors. The driving | running state estimation apparatus of any one of Claims 1-5.

The biological information detection unit detects a plurality of biological information of the driver,
The psychological burden estimation unit quantitatively calculates a driver's psychological burden by adding a plurality of pieces of biological information detected by the biological information detection unit according to respective weighting factors. The driving | running state estimation apparatus of any one of claim | item 1 -6.

The driver's driving operation load is quantitatively estimated based on at least one of the driving operation information when the driver operates the operating element and the traveling state information of the own vehicle, and based on the driver's biological information. The driver's psychological burden is quantitatively estimated, the driving operation load pattern that is a change pattern of the estimated driving operation load within a certain period of time, and the psychological burden pattern that is a change pattern of the estimated psychological burden within the above certain period of time And estimating the driving state of the driver.