JP7210929B2 - 運転意識推定装置 - Google Patents

Description

本発明は、運転意識推定装置に関する。

運転意識推定装置に関する技術として、特許文献１に記載された装置が知られている。特許文献１に記載された運転意識推定装置では、車両の運転者の運転者画像及び車両の周囲の走行環境に基づいて、運転者の運転意識に関する運転構え度を推定する。走行環境に基づいて、運転者に求められる運転構え度に対する指標である走行環境要求度を推定する。運転構え度と走行環境要求度との比較結果に基づいて、運転者へ注意喚起を実行する。

特開２０１７－１９９２７９号公報

上記の運転意識推定装置では、運転構え度が運転者の反応から推定されるが、運転構え度の推定に必要なファクターとしては、運転者の反応以外にも、運転者の覚醒度等が用いられる。この場合において、運転の安全性を運転構え度の推定に一層考慮し、運転の安全性を向上し得る運転意識推定装置が望まれる。

本発明は、運転の安全性を向上することができる運転意識推定装置を提供することを課題とする。

本発明の一態様に係る運転意識推定装置は、車両の運転者の反応時間又は視野の広さと、運転者の脇見時間及び覚醒度の少なくとも何れかと、に基づいて、運転者の運転意識に関する運転構え度を推定する運転構え度推定部を備え、運転構え度推定部が推定する運転構え度に反応時間又は視野の広さが与える影響は、当該運転構え度に脇見時間及び覚醒度の少なくとも何れかが与える影響よりも大きい。

運転者の反応時間又は視野の広さは、運転者の脇見時間及び覚醒度よりも運転の安全性に寄与することが見出される。そこで、本発明の一態様に係る運転意識推定装置では、運転構え度に反応時間又は視野の広さが与える影響を、脇見時間及び覚醒度の少なくとも何れかが与える影響よりも大きくしている。これにより、運転の安全性を十分に考慮して運転構え度を推定することができ、運転の安全性を向上することが可能となる。

本発明の一態様に係る運転意識推定装置では、運転構え度推定部は、運転者が車両を手動運転で運転している場合には、視野の広さと、脇見時間及び覚醒度の少なくとも何れかと、に基づいて、運転構え度を推定してもよい。運転者の反応を適切に判定することが難しい手動運転時には、運転者の視野の広さに基づくことで、運転構え度を適切に推定することが可能となる。

本発明によれば、運転の安全性を向上することができる運転意識推定装置を提供することが可能となる。

第１実施形態に係る運転意識推定装置を示すブロック図である。 （ａ）は第１テーブルを示す図である。（ｂ）は第２テーブルを示す図である。 運転構え度を推定する処理の例を示すフローチャートである。 タスクディマンドの判定の一例を説明する表である。 推奨運転構え度を設定する処理を示すフローチャートである。 （ａ）はＨＭＩの表示部に表示される画像の第１例を示す図である。（ｂ）はＨＭＩの表示部に表示される画像の第２例を示す図である。（ｃ）はＨＭＩの表示部に表示される画像の第３例を示す図である。（ｄ）はＨＭＩの表示部に表示される画像の第４例を示す図である。 （ａ）は、運転構え度を推定する処理の他の例を示すフローチャートである。（ｂ）は第３テーブルを示す図である。 （ａ）は、運転構え度を推定する処理の更に他の例を示すフローチャートである。（ｂ）は第４テーブルを示す図である。 第２実施形態に係る運転意識推定装置を示すブロック図である。 視野の広さを説明する図である。 視野の広さを認識する処理を示すフローチャートである。 （ａ）は第５テーブルを示す図である。（ｂ）は第６テーブルを示す図である。 第３実施形態に係る運転意識推定装置を示すブロック図である。 推奨運転構え度を設定する処理を示すフローチャートである。 ＨＭＩの表示部に表示される画像の例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。

［第１実施形態］
図１に示されるように、第１実施形態に係る運転意識推定装置１００は、自車両（車両）の運転者（以下、単に「運転者」ともいう）の運転意識に関する運転構え度の推定を行う装置である。なお、運転構え度については後述する。運転意識推定装置１００は、自車両の自動運転を実行する自動運転システムの一部を構成していてもよい。

運転意識推定装置１００は、装置を統括的に管理するＥＣＵ[Electronic Control Unit]１０を備える。ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ[Central Processing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]等を有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ１０では、例えば、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＲＡＭにロードされたプログラムをＣＰＵで実行することにより各種の機能を実現する。ＥＣＵ１０は、複数の電子制御ユニットから構成されていてもよい。

ＥＣＵ１０には、ドライバモニタカメラ１、外部センサ２、内部センサ３、ＧＰＳ[Global Positioning System]受信部４、地図データベース５、ＨＭＩ６が接続されている。ＥＣＵ１０は、自動運転ＥＣＵ７と接続されている。

ドライバモニタカメラ１は、自車両のステアリングコラムのカバー上で運転者の正面の位置に設けられ、運転者の頭部を撮像する。ドライバモニタカメラ１は、運転者を複数方向から撮像するため、複数個設けられていてもよい。ドライバモニタカメラ１は、運転者を撮像した運転者画像をＥＣＵ１０へ送信する。

外部センサ２は、自車両の周辺環境を検出する検出機器である。外部センサ２は、カメラ及びレーダセンサを含む。カメラは、例えば、自車両のフロントガラスの裏側に設けられ、自車両の前方を撮像する。カメラは、自車両の背面及び側面に設けられていてもよい。カメラは、自車両周囲の撮像情報をＥＣＵ１０へ送信する。カメラは、単眼カメラであってもよく、ステレオカメラであってもよい。ステレオカメラは、両眼視差を再現するように配置された二つの撮像部を有している。

レーダセンサは、電波（例えばミリ波）又は光を利用して自車両の周辺の障害物を検出する検出機器である。レーダセンサには、例えば、ミリ波レーダー又はライダー［LIDAR：Light Detection and Ranging］が含まれる。レーダセンサは、電波又は光を自車両の周辺に送信し、障害物で反射された電波又は光を受信することで障害物を検出する。レーダセンサは、検出した障害物情報をＥＣＵ１０へ送信する。障害物には、ガードレール、建物等の固定物の他、歩行者、自転車、他車両等が含まれる。

内部センサ３は、自車両の車両状態を検出する検出機器である。内部センサ３は、車速センサ、加速度センサ、及びヨーレートセンサを含む。車速センサは、自車両の速度を検出する検出器である。車速センサとしては、例えば、自車両の車輪又は車輪と一体に回転するドライブシャフト等に対して設けられ、車輪の回転速度を検出する車輪速センサが用いられる。車速センサは、検出した車速情報（車輪速情報）をＥＣＵ１０に送信する。

加速度センサは、自車両の加速度を検出する検出器である。加速度センサは、例えば、自車両の前後方向の加速度を検出する前後加速度センサと、自車両の横加速度を検出する横加速度センサとを含んでいる。加速度センサは、例えば、自車両の加速度情報をＥＣＵ１０に送信する。ヨーレートセンサは、自車両の重心の鉛直軸周りのヨーレート（回転角速度）を検出する検出器である。ヨーレートセンサとしては、例えばジャイロセンサを用いることができる。ヨーレートセンサは、検出した自車両のヨーレート情報をＥＣＵ１０へ送信する。

ＧＰＳ受信部４は、３個以上のＧＰＳ衛星から信号を受信することにより、自車両の位置（例えば自車両の緯度及び経度）を測定する。ＧＰＳ受信部４は、測定した自車両の位置情報をＥＣＵ１０へ送信する。なお、運転意識推定装置１００は、ＧＰＳに代えて、外部センサ２の検出結果と地図情報を用いたＳＬＡＭ［Simultaneous Localization and Mapping］技術により自車両の位置情報を取得してもよい。

地図データベース５は、地図情報を記憶するデータベースである。地図データベース５は、例えば、自車両に搭載されたＨＤＤ［Hard Disk Drive］内に形成されている。地図情報には、道路の位置情報、道路形状の情報（例えばカーブ、直線部の種別、カーブの曲率等）、道路の幅情報、道路の高さ情報、交差点、合流地点及び分岐地点の位置情報、及び建物の位置情報等が含まれる。地図情報には、案内板、標識等の道路上の設置物に関する位置情報が含まれていてもよい。なお、地図データベース５は、自車両と通信可能な管理センター等の施設のコンピュータに記憶されていてもよい。

ＨＭＩ６は、運転意識推定装置１００と運転者との間で情報の入出力を行うためのインターフェイスである。ＨＭＩ６は、例えば、自車両の表示部（ディスプレイ）及びスピーカを備えている。ＨＭＩ６は、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じて、ディスプレイの画像出力及びスピーカからの音声出力を行う。ＨＭＩ６は、ＨＵＤ［Head Up Display］を備えていてもよい。

自動運転ＥＣＵ７は、自車両に搭載され、自車両の自動運転を実行するための電子制御ユニットである。自動運転とは、運転者が運転操作をすることなく、自動で自車両を走行させる車両制御である。ＳＡＥ［Society of Automotive Engineers］Ｊ３０１６には、自動運転の度合いに応じて自動運転レベル０～自動運転レベル４が定められている。自動運転ＥＣＵ７は、ＧＰＳ受信部４の自車両の位置情報、地図データベース５の地図情報、後述する自車両の走行環境及び車両状態に基づいて、予め設定された目的ルートに沿った走行計画を生成する。ここでの目的ルートは、ナビゲーションシステムによって設定される。自動運転ＥＣＵ７は、走行計画に沿って自動運転を実行する。自動運転ＥＣＵ７は、自車両のアクチュエータ（エンジンアクチュエータ、操舵アクチュエータ、ブレーキアクチュエータ等）に制御信号を送信することで自動運転を実行する。自動運転ＥＣＵ７は、周知の手法により走行計画を生成すると共に自動運転を実行する。自動運転ＥＣＵ７は、先行車に追従させる走行制御を行い、先行車に対して追従走行を行うように自車両を自動運転させてもよい。

自動運転ＥＣＵ７は、自動運転の実行中において、例えばオーバーライド操作が行なわれた場合、自動運転の実行を解除して手動運転に移行する（つまり、自車両の運転を自動運転から手動運転へ切り替える）。オーバーライド操作とは、自車両の運転を自動運転から手動運転に移行するための、運転者による介入操作である。自動運転ＥＣＵ７は、自車両のアクチュエータへの制御指令値を徐々に減らしてゼロにすることで手動運転に移行する。なお、手動運転には、運転者の運転を支援する周知の運転支援制御が実行されている場合も含まれる。

次に、ＥＣＵ１０の機能的構成について説明する。なお、以下に説明するＥＣＵ１０の機能の一部は、自車両と通信可能な管理センター等の施設のコンピュータ及び／又は自動運転ＥＣＵ７において実行される態様であってもよい。ＥＣＵ１０は、自動運転ＥＣＵ７と一体であってもよい。

ＥＣＵ１０は、運転者画像取得部１１、走行環境認識部１２、車両状態認識部１３、反応時間認識部１４、脇見時間認識部１５、覚醒度認識部１６、運転構え度推定部１７、ＴＯＲ（Take over time）時間認識部１８、タスクディマンド判定部１９、及び、推奨運転構え度設定部２０を含む。

運転者画像取得部１１は、ドライバモニタカメラ１から運転者画像を取得する。運転者画像取得部１１は、ドライバモニタカメラ１が複数のカメラを有する場合には、各カメラの運転者画像を関連付けて取得する。

走行環境認識部１２は、自車両の周囲の走行環境を認識する。走行環境認識部１２は、外部センサ２の検出結果、ＧＰＳ受信部４の位置情報、地図データベース５の地図情報、及び自動運転ＥＣＵ７の自動運転に関する情報に基づいて、走行環境を認識する。走行環境認識部１２は、周知の手法により自車両の周囲の走行環境を認識する。走行環境には、自車両の周囲の障害物の状況及び道路状況が含まれる。なお、走行環境認識部１２は、必ずしも自動運転ＥＣＵ７の情報を用いる必要はなく、外部センサ２の検出結果のみを利用してもよい。

走行環境認識部１２は、外部センサ２の検出結果に基づいて、自車両の周囲の障害物の状況を認識する。自車両の周囲の障害物の状況には、自車両に対する障害物の位置、自車両に対する障害物の相対速度、自車両に対する障害物の移動方向等が含まれる。走行環境認識部１２は、外部センサ２のカメラによる自車両前方の撮像画像に基づいて、周知の手法により白線認識を行なってもよい。走行環境認識部１２は、周知の手法により、自車両の前方に割り込む割込み車両、制動中の先行車、自車両を側方から追い抜く追い抜き車両等を認識することができる。

走行環境認識部１２は、外部センサ２の検出結果に基づいて、道路状況として自車両の前方の道路形状（カーブ、交差点、合流区間等）を認識する。走行環境認識部１２は、周知の手法により、各道路形状における走行台数を認識してもよい。なお、走行環境認識部１２は、自車両の位置情報と地図情報から自車両の前方の道路形状を認識してもよく、自車両の位置情報と地図情報から道路上の設置物を認識してもよい。

車両状態認識部１３は、内部センサ３の検出結果に基づいて、走行中の自車両の車両状態を認識する。車両状態には、自車両の車速、自車両の加速度、自車両のヨーレートが含まれる。具体的に、車両状態認識部１３は、車速センサの車速情報に基づいて、自車両の車速を認識する。車両状態認識部１３は、加速度センサの加速度情報に基づいて、自車両の加速度（前後加速度及び横加速度）を認識する。車両状態認識部１３は、ヨーレートセンサのヨーレート情報に基づいて、自車両のヨーレートを認識する。

反応時間認識部１４は、運転者の反応時間（反応遅れ）を認識する。反応時間は、周辺視反応時間及び車両挙動反応時間を含む。反応時間認識部１４は、視認対象が運転者から見えるタイミングから運転者が視認対象を視認するまでの反応時間を、周辺視反応時間として認識する。反応時間認識部１４は、視認対象が運転者から見えるタイミングから運転者が視認対象に対する車両挙動を実行するまでの反応時間を、車両挙動反応時間として認識する。反応時間の認識手法は特に限定されず、周知の種々の手法を採用できる。

視認対象は、走行環境認識部１２の認識した走行環境から検出できる。視認対象には、周辺車両、道路形状、道路上の設置物のうち少なくとも一つが含まれる。運転者の視線は、運転者画像取得部１１の取得した運転者画像から検出できる。運転者の視線は、周知の手法により運転者画像から運転者の眼球及び眼球の動きを検出することで検出できる。車両挙動は、車両状態認識部１３で認識した自車両の状態から検出できる。

脇見時間認識部１５は、例えば運転者画像取得部１１の取得した運転者画像に基づいて、運転者の脇見が連続する時間である脇見時間を認識する。脇見時間の認識手法は特に限定されず、周知の種々の手法を採用できる。

覚醒度認識部１６は、運転者画像取得部１１の取得した運転者画像に基づいて、運転者の毎分の閉眼率、眼の開眼の状況、まばたきの頻度、又は、眼球運動等から運転者の覚醒度を認識する。覚醒度認識部１６は、車両状態認識部１３の認識した自車両の状態に基づいて、運転者の覚醒度を認識してもよい。覚醒度とは、運転者が睡眠不足等により意識が朦朧とした状態ではなく覚醒していることを示す度合いである。覚醒度の認識手法は特に限定されず、周知の種々の手法を採用できる。

運転構え度推定部１７は、反応時間認識部１４の認識した反応時間、脇見時間認識部１５の認識した脇見時間、及び、覚醒度認識部１６の認識した覚醒度に基づいて、運転構え度を推定する。運転構え度とは、運転者の運転意識の高さに応じた度合いである。運転意識とは、運転者が車を操縦する時の、認知、予測、判断、操作を含む心的活動の総称である。

運転構え度とは、運転者の運転に対する準備のレベルである。運転構え度は、「Readiness」とも称される。運転者の運転意識及び自車両の走行環境に対する備えの度合いが高いほど、運転構え度の値が大きくなる。ここでの運転構え度は、一例として、値の小さい方から大きい方の順に、Ｌｏｗ（低い）、Ｍｅｄｉｕｍ Ｌｏｗ（やや低い）、Ｍｅｄｉｕｍ（普通）、Ｍｅｄｉｕｍ Ｈｉｇｈ（やや高い）、及び、Ｈｉｇｈ（高い）の５段階に分けられている。運転構え度の表現の仕方は特に限定されず、数値であってもよいし、複数の段階に分けられていてもよい。

運転構え度推定部１７は、第１テーブルＴ１（図２（ａ）参照）及び第２テーブルＴ２（図２（ｂ）参照）を参照して、運転構え度を推定する。第１テーブルＴ１は、反応時間が、予め定められた反応閾値（閾値）よりも小さい場合のテーブルである。第２テーブルＴ２は、反応時間が反応閾値以上の場合のテーブルである。第１テーブルＴ１及び第２テーブルＴ２は、予め定められ、例えばＥＣＵ１０の記憶部（ＲＯＭ又はＲＡＭ）に記憶されている。

第１テーブルＴ１及び第２テーブルＴ２の運転構え度は、覚醒度に関して、予め定められた覚醒度閾値よりも高い場合には「高」とされ、低い場合には「低」とされている。第１テーブルＴ１及び第２テーブルＴ２の運転構え度は、脇見時間に関して、予め定められた第１脇見閾値よりも大きい場合には「大」、第２脇見閾値（＜第１脇見閾値）以下の場合には「小」、及び、第１脇見閾値以下で第２脇見閾値よりも大きい場合には「中」とされている。第２テーブルＴ２では、覚醒度が「低」で脇見時間が「大」のときの運転構え度は、運転構え度が極めて低く、該当する度合いが存在しないとして「×（N/A）」とされている。

図３に示されるように、運転構え度推定部１７には、覚醒度認識部１６で認識した覚醒度が入力される（ステップＳ１）。運転構え度推定部１７には、脇見時間認識部１５で認識した脇見時間が入力される（ステップＳ２）。運転構え度推定部１７には、反応時間認識部１４で認識した反応時間が入力される（ステップＳ２）。

運転構え度推定部１７は、反応時間が反応閾値よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ４）。上記ステップＳ４でＹＥＳの場合には、第１テーブルＴ１を参照し、脇見時間及び覚醒度に応じた第１度合を運転構え度として推定する（ステップＳ５）。上記ステップＳ４でＮＯの場合には、第２テーブルＴ２を参照し、脇見時間及び覚醒度に応じた第２度合を運転構え度として推定する（ステップＳ６）。

第１テーブルＴ１及び第２テーブルＴ２に示されるように、脇見時間及び覚醒度が変化しても、反応時間が閾値よりも小さい（反応が早い）場合には運転構え度はＭｅｄｉｕｍ以上となり、反応時間が閾値以上（反応が遅い）場合には運転構え度はＭｅｄｉｕｍ未満となる。脇見時間が１段階変化すると、同じ覚醒度で且つ同じ反応時間のときには、運転構え度は変化しないか、もしくは１段階変化する。覚醒度が変化すると、同じ脇見時間で且つ同じ反応時間のときには、運転構え度は変化しないか、もしくは１段階変化する。一方、反応時間が変化すると（第１テーブルＴ１と第２テーブルＴ２とを比較すると）、同じ脇見時間で且つ同じ覚醒度のときには、運転構え度は２段階以上変換する。すなわち、運転構え度推定部１７が推定する運転構え度に反応時間が与える影響（寄与度）は、当該運転構え度に脇見時間及び覚醒度の少なくとも何れかが与える影響（寄与度）よりも大きい。

ＴＯＲ時間認識部１８は、自車両の運転が自動運転から手動運転へ切り替わるまでに要される時間であるＴＯＲ時間を認識する。ＴＯＲ時間は、予め定められた固定値である。ＴＯＲ時間は、例えばＥＣＵ１０の記憶部に記憶されている。ＴＯＲ時間は、自車両の車両状態に応じて変化する可変値であってもよい。

タスクディマンド判定部１９は、タスクディマンドが高いか低いかを判定する。タスクディマンドは、自車両の運転が自動運転から手動運転へ切り替わった後に必要な能力である。タスクディマンド判定部１９は、走行環境認識部１２で認識した走行環境、及び、車両状態認識部１３で認識した自車両の状態に基づいて、タスクディマンドを判定する。

図４は、タスクディマンドの判定の一例を説明する表である。図４に示されるように、タスクディマンド判定部１９は、自車両が先行車に対して追従走行する追従走行時であって、当該先行車との車間時間である前方車間時間を１．０秒以上であることを、タスクディマンド推定要素（ａ）とする。タスクディマンド判定部１９は、自車両がカーブ走行時であって、横加速度が２ｍ／ｓ^２未満であることが予想されることを、タスクディマンド推定要素（ｂ）とする。タスクディマンド判定部１９は、タスクディマンド推定要素（ａ），（ｂ）の両方が当てはまる場合、タスクディマンドを「低」と判定する。タスクディマンド判定部１９は、タスクディマンド推定要素（ａ），（ｂ）の両方が当てはまらない場合、タスクディマンドを「高」と判定する。

推奨運転構え度設定部２０は、ＴＯＲ時間認識部１８で認識したＴＯＲ時間、及び、タスクディマンド判定部１９で判定したタスクディマンドに基づいて、推奨される運転構え度である推奨運転構え度を設定する。

図５に示されるように、推奨運転構え度設定部２０には、ＴＯＲ時間認識部１８で認識したＴＯＲ時間が入力される（ステップＳ１１）。推奨運転構え度設定部２０には、タスクディマンド判定部１９で判定したタスクディマンドが入力される（ステップＳ１２）。推奨運転構え度設定部２０は、ＴＯＲ時間の長さが所定時間よりも短いか否かを判定する（ステップＳ１３）。この所定時間は、予め定められ、例えばＥＣＵ１０の記憶部に記憶されている。

推奨運転構え度設定部２０は、上記ステップＳ１３でＹＥＳの場合、タスクディマンドが高いか否かを判定する（ステップＳ１４）。推奨運転構え度設定部２０は、上記ステップＳ１３でＮＯの場合、タスクディマンドが高いか否かを判定する（ステップＳ１５）。推奨運転構え度設定部２０は、上記ステップＳ１４でＹＥＳの場合、推奨運転構え度をＨｉｇｈと設定する（ステップＳ１６）。推奨運転構え度設定部２０は、上記ステップＳ１４でＮＯの場合、又は、上記ステップＳ１５でＹＥＳの場合、推奨運転構え度をＭｅｄｉｕｍと設定する（ステップＳ１７）。推奨運転構え度設定部２０は、上記ステップＳ１５でＮＯの場合、推奨運転構え度をＬｏｗと設定する（ステップＳ１８）。

図６（ａ）～図６（ｄ）は、ＨＭＩ６の表示部６ａに表示される画像の例を示す各図である。台形状のアイコンは、推奨運転構え度設定部２０で設定された推奨運転構え度の状態を示す。台形状に含まれる三角形状のアイコンは、運転構え度推定部１７で推定された運転構え度の状態を示す。

図６（ａ）に示されるように、運転構え度及び推奨運転構え度が共に低い状態では、台形状のアイコン及び三角形状のアイコンが共に第１色（例えば薄い青色）で表示される。図６（ｂ）に示されるように、運転構え度及び推奨運転構え度が共に低い状態では、台形状のアイコン及び三角形状のアイコンが共に、第１色よりも注意喚起を促す第２色（例えば黄色）で表示される。図６（ｃ）に示されるように、運転構え度及び推奨運転構え度が共に低い状態では、台形状のアイコン及び三角形状のアイコンが共に、第２色よりも注意喚起を促す第３色（例えば赤色）で表示される。

図６（ｄ）に示されるように、運転構え度が低く且つ推奨運転構え度が高い状態では、推奨運転構え度≦運転構え度となるように、それらの状態が表示部６ａに表示される。すなわち、台形状のアイコンが第３色で表示され、三角形状のアイコンが第１色で表示される。これにより、運転者は、運転構え度が上昇するように運転状況に集中する。自車両が自動運転で運転中の場合には、設定車速が低下されて車間時間が長くなり、推奨運転構え度が低下する。自車両が手動運転で運転中の場合には、運転者は、推奨運転構え度が低下するように、車速を下げて車間距離を長くする。

なお、ＨＭＩ６が運転者に対して振動及び匂いの少なくとも一方で刺激を付与可能な場合、運転構え度が低く且つ推奨運転構え度が高い状態ときには、推奨運転構え度≦運転構え度となるように当該刺激を付与してもよい。

以上、運転意識推定装置１００では、運転構え度に反応時間が与える影響を、脇見時間及び覚醒度が与える影響よりも大きくしている。これにより、運転者の反応時間は運転者の脇見時間及び覚醒度よりも運転の安全性に寄与することが見出されることから、運転の安全性を十分に考慮して運転構え度を推定することができる。運転の安全性を向上することが可能となる。

図７（ａ）は、運転構え度推定部１７の推定処理の他の例を示すフローチャートである。図７（ｂ）は、第３テーブルＴ３を示す図である。運転構え度推定部１７は、第１テーブルＴ１及び第２テーブルＴ２に代えて第３テーブルＴ３（図７（ｂ）参照）を参照して、運転構え度を推定してもよい。第３テーブルＴ３は、予め定められ、例えばＥＣＵ１０の記憶部に記憶されている。第３テーブルＴ３は、反応時間が反応閾値以上の場合のテーブルである。

第３テーブルＴ３の運転構え度は、覚醒度に関して、上記の各テーブルと同様に、「高」と「低」とに分けられている。第３テーブルＴ３の運転構え度は、脇見時間に関して、上記の各テーブルと同様に、「大」と「中」と「小」とに分けられている。第３テーブルＴ３では、覚醒度が「低」で脇見時間が「大」のときの運転構え度は、運転構え度が極めて低く、該当する度合いが存在しないとして「×（N/A）」とされている。

運転構え度推定部１７は、第３テーブルＴ３を用いて運転構え度を推定する場合には、次のように運転構え度を推定してもよい。図７（ａ）に示されるように、まず、反応時間が反応閾値よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ２１）。上記ステップＳ２１でＹＥＳの場合には、運転構え度をＨｉｇｈ（第１度合）と推定する（ステップＳ２２）。上記ステップＳ２１でＮＯの場合には、第３テーブルＴ３を参照し、脇見時間及び覚醒度に応じた度合（第２度合）を運転構え度として推定する（ステップＳ２３）。

その結果、反応時間が閾値よりも小さい（反応が早い）場合には運転構え度はＨｉｇｈとなり、反応時間が閾値以上（反応が遅い）場合には、脇見時間及び覚醒度が変化しても、運転構え度はＭｅｄｉｕｍ Ｌｏｗ以下となる。反応時間が変化すると、運転構え度は２段階以上変換する。脇見時間が１段階変化すると、運転構え度は変化しないか、もしくは１段階変化する。覚醒度が変化すると、運転構え度は変化しないか、もしくは１段階変化する。すなわち、運転構え度推定部１７が推定する運転構え度に反応時間が与える影響は、当該運転構え度に脇見時間及び覚醒度の少なくとも何れかが与える影響よりも大きい。

図８（ａ）は、運転構え度推定部１７の推定処理の更に他の例を示すフローチャートである。図８（ｂ）は、第４テーブルＴ４を示す図である。運転構え度推定部１７は、第１テーブルＴ１及び第２テーブルＴ２に代えて第４テーブルＴ４（図８（ｂ）参照）を参照して、運転構え度を推定してもよい。第４テーブルＴ４は、予め定められ、例えばＥＣＵ１０の記憶部に記憶されている。

第４テーブルＴ４の運転構え度は、覚醒度に関して、上記の各テーブルと同様に、「高」と「低」とに分けられている。第４テーブルＴ４の運転構え度は、脇見時間に関して、上記の各テーブルと同様に、「大」と「中」と「小」とに分けられている。第４テーブルＴ４では、覚醒度が「低」で脇見時間が「大」のときの運転構え度は、運転構え度が極めて低く、該当する度合いが存在しないとして「×（N/A）」とされている。

運転構え度推定部１７は、第４テーブルＴ４を用いて運転構え度を推定する場合には、次のように運転構え度を推定してもよい。図８（ａ）に示されるように、まず、第４テーブルＴ４を参照し、脇見時間及び覚醒度に応じた仮運転構え度を決定する（ステップＳ３１）。反応時間が反応閾値よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ３２）。上記ステップＳ３２でＹＥＳの場合には、仮運転構え度を２段階高めた度合いを運転構え度として推定する（ステップＳ３３）。上記ステップＳ３２でＮＯの場合には、仮運転構え度を運転構え度として推定する（ステップＳ３４）。

その結果、反応時間が閾値よりも小さい（反応が早い）場合には、反応時間が閾値以上（反応が遅い）の場合よりも、運転構え度が２段階変化する。脇見時間が変化すると、運転構え度は１段階変化する。覚醒度が変化すると、運転構え度は１段階変化する。すなわち、運転構え度推定部１７が推定する運転構え度に反応時間が与える影響は、当該運転構え度に脇見時間及び覚醒度の少なくとも何れかが与える影響よりも大きい。

なお、本実施形態では、例えば反応時間を判定するための視認対象が存在せず、反応時間認識部１４で反応時間を認識不能の場合には、運転構え度推定部１７は、脇見時間及び覚醒度のみに基づいて運転構え度を推定してもよい。例えば、反応時間を認識不能の場合には、運転構え度推定部１７は、反応時間によらないテーブル（例えば、図７（ｂ）の第３テーブルＴ３等）を参照して、運転構え度を推定してもよい。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態の説明では、第１実施形態と異なる点を説明し、重複する説明は省略する。

図９に示されるように、第２実施形態に係る運転意識推定装置２００は、運転者が自車両を手動運転で運転している場合に運転構え度を推定する。運転意識推定装置２００は、ＥＣＵ１０の機能的構成として、反応時間認識部１４（図１参照）に代えて視野認識部２１４を備える。

視野認識部２１４は、例えば運転者画像取得部１１の取得した運転者画像に基づいて運転者の視野の広さを認識する。例えば視野認識部２１４は、図１０に示されるように、一定車速（例えば約１００ｋｍ／ｈ）中における運転者の左右の視線移動範囲から視野の広さＨを求めることができる。視野の広さＨの認識手法は特に限定されず、周知の種々の手法を採用できる。

視野認識部２１４における処理の一例としては、図１１に示されるように、まず、 運転者の単位時間あたりにおける視線の分布範囲を求める（ステップＳ４１）視線の分布範囲の所定パーセンタイルを包絡する視野角度を求める（ステップＳ４２）。所定パーセンタイルは、短時間の脇見が含まれる影響を除くため、１００％ではなく、７０～９０％である。上記ステップＳ４２で求めた視野角度が、設定角度以上か否かを判定する（ステップＳ４３）。設定角度は、予め定められ、例えばＥＣＵ１０の記憶部に記憶されている。設定角度は、例えば７度又は７度付近の角度である。上記ステップＳ４３でＹＥＳの場合、視野の広さは「広い」と認識する（ステップＳ４４）。上記ステップＳ４３でＮＯの場合、視野の広さは「狭い」と認識する（ステップＳ４５）。

本実施形態の運転構え度推定部１７は、運転者が自車両を手動運転で運転している場合、視野認識部２１４の認識した視野の広さ、脇見時間認識部１５の認識した脇見時間、及び、覚醒度認識部１６の認識した覚醒度に基づいて、運転構え度を推定する。

運転構え度推定部１７は、第５テーブルＴ５（図１２（ａ）参照）及び第６テーブルＴ６（図１２（ｂ）参照）を参照して、運転構え度を推定する。第５テーブルＴ５は、視野の広さが広い場合のテーブルである。第６テーブルＴ６は、視野の広さが狭い場合のテーブルである。第５テーブルＴ５及び第６テーブルＴ６は、予め定められ、例えばＥＣＵ１０の記憶部に記憶されている。

第５テーブルＴ５及び第６テーブルＴ６の運転構え度は、覚醒度に関して、上記の各テーブルと同様に、「高」と「低」とに分けられている。第５テーブルＴ５及び第６テーブルＴ６の運転構え度は、脇見時間に関して、上記の各テーブルと同様に、「大」と「中」と「小」とに分けられている。第６テーブルＴ６では、覚醒度が「低」で脇見時間が「大」のときの運転構え度は、運転構え度が極めて低く、該当する度合いが存在しないとして「×（N/A）」とされている。

運転構え度推定部１７には、覚醒度認識部１６で認識した覚醒度、脇見時間認識部１５で認識した脇見時間、及び、視野認識部２１４で認識した視野の広さが入力される。運転構え度推定部１７は、視野の広さが広い場合には、第５テーブルＴ５を参照し、脇見時間及び覚醒度に応じた第１度合を運転構え度として推定する。視野の広さが狭い場合には、第６テーブルＴ６を参照し、脇見時間及び覚醒度に応じた第２度合を運転構え度として推定する。

第５テーブルＴ５及び第６テーブルＴ６に示されるように、脇見時間及び覚醒度が変化しても、視野の広さが広い場合には運転構え度はＭｅｄｉｕｍ以上となり、視野の広さが狭い場合には運転構え度はＭｅｄｉｕｍ未満となる。脇見時間が１段階変化すると、運転構え度は変化しないか、もしくは１段階変化する。覚醒度が変化すると、運転構え度は変化しないか、もしくは１段階変化する。一方、視野の広さが変化すると（第５テーブルＴ５と第６テーブルＴ６とを比較すると）、運転構え度は２段階以上変換する。すなわち、運転構え度推定部１７が推定する運転構え度に視野の広さが与える影響は、当該運転構え度に脇見時間及び覚醒度の少なくとも何れかが与える影響よりも大きい。

以上、運転意識推定装置２００では、運転構え度推定部１７は、運転者が自車両を手動運転で運転している場合、視野の広さと、脇見時間及び覚醒度の少なくとも何れかと、に基づいて、運転構え度を推定する。運転構え度に視野の広さが与える影響を、脇見時間及び覚醒度が与える影響よりも大きくしている。これにより、運転者の視野の広さは運転者の脇見時間及び覚醒度よりも運転の安全性に寄与することが見出されることから、運転の安全性を十分に考慮して運転構え度を推定することができる。運転の安全性を向上することが可能となる。特に、運転者の反応を適切に判定することが難しい手動運転時には、運転者の視野の広さに基づくことで、運転構え度を適切に推定することが可能となる。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態の説明では、第１実施形態と異なる点を説明し、重複する説明は省略する。

図１３に示されるように、第３実施形態に係る運転意識推定装置３００は、ＥＣＵ１０の機能的構成として、走行ルート設定部３０１を更に備える。走行ルート設定部３０１は、自車両が走行を予定する走行ルートを、例えば自車両の乗員からの操作入力又は周知のナビゲーションシステムから入力された目的ルートに基づいて設定する。

本実施形態の推奨運転構え度設定部２０は、走行ルート設定部３０１で設定した走行ルート上において推奨される推奨運転構え度を設定する。具体的には、推奨運転構え度設定部２０は、走行ルートが分けられて成る各対象区間のそれぞれにおいて、次のように推奨運転構え度を設定する。図１４に示されるように、まず、対象区間の平均車速、平均車間距離及び最小曲率半径を認識する（ステップＳ５１）。例えば平均車速、平均車間距離及び最小曲率半径は、ナビゲーションシステムからの道路情報等から認識することができる。なお、平均車速、平均車間距離及び最小曲率半径の認識手法は特に限定されず、周知の種々の手法を採用できる。

以下の数式に従い、推奨運転構え度の元値を決定する（ステップＳ５２）。
推奨運転構え度の元値＝
α×（平均車速／最小曲率半径）×（１／平均車間距離）

推奨運転構え度の元値が第１所定値ａよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ５３）。上記ステップＳ５３でＮＯの場合、推奨運転構え度の元値が第２所定値ｂよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ５４）。ただし、第１所定値ａ＞第２所定値ｂである。上記ステップＳ５３でＹＥＳの場合、推奨運転構え度をＨｉｇｈとする（ステップＳ５５）。上記ステップＳ５４でＹＥＳの場合、推奨運転構え度をＭｅｄｉｕｍとする（ステップＳ５６）。上記ステップＳ５４でＮＯの場合、推奨運転構え度をＬｏｗとする（ステップＳ５７）。

図１５は、運転意識推定装置３００におけるＨＭＩ６の表示部６ａに表示される画像の例を示す図である。表示部６ａの三角形状のアイコンは、運転構え度推定部１７で推定された運転構え度の状態を示す自車両マークＭ１である。自車両マークＭ１は、運転構え度の状態に応じた色で表示される。例えば、運転構え度がＨｉｇｈの場合、自車両マークＭ１が赤で表示される。運転構え度がＭｅｄｉｕｍの場合、自車両マークＭ１が橙で表示される。運転構え度がＬｏｗの場合、自車両マークＭ１が緑で表示される。自車両マークＭ１は、色に代えて又は加えて大きさで運転構え度を表してもよい。

表示部６ａのラインは、走行ルートＲ及びそれ以外の他ルートＲ０である。走行ルートＲでは、対象区間毎に推奨運転構え度に応じて色分けされている。例えば、推奨運転構え度がＨｉｇｈの場合、走行ルートＲが赤で表示される。推奨運転構え度がＭｅｄｉｕｍの場合、走行ルートＲが橙で表示される。推奨運転構え度がＬｏｗの場合、走行ルートＲが緑で表示される。走行ルートＲは、色に代えて又は加えて太さで推奨運転構え度を表してもよい。他ルートＲ０は、推奨運転構え度に関する情報（ここでは、特定の色）を表示しない。

図１５に示される表示によれば、将来の推奨運転構え度を容易に把握できる。現在の運転構え度とギャップがある場合、運転者は、将来の推奨運転構え度が低くなるように又は将来の推奨運転構え度に合致するように、予め設定車間距離を広める等が可能となる。運転者は、将来の推奨運転構え度に合致するように、自身で集中度を高めて運転構え度を高めることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。

第２実施形態の運転意識推定装置２００及び第３実施形態の運転意識推定装置３００を組み合わせてもよい。上記実施形態では、必ずしも自動運転ＥＣＵ７と接続されている必要はなく、自動運転システムの一部を構成する必要はない。本発明は、自動運転を実行しない車両に対しても適用することができる。

上記実施形態では、予め設定されたテーブルを用いて運転構え度を推定したが、予め設定された演算式を用いて運転構え度を推定してもよい。上記実施形態では、運転者の脇見時間及び覚醒度の双方に基づいて運転構え度を推定したが、脇見時間及び覚醒度の少なくとも何れかに基づいて運転構え度を推定すればよい。覚醒度は、運転者のステアリングホイールのグリップ圧、アームレストへの押圧力、心拍数、筋電の情報及び脳波パターンの少なくとも何れかを内包する指標であってもよい。

１…ドライバモニタカメラ、２…外部センサ、３…内部センサ、４…ＧＰＳ受信部、５…地図データベース、６…ＨＭＩ、７…自動運転ＥＣＵ、１０…ＥＣＵ、１７…運転構え度推定部、１００，２００，３００…運転意識推定装置。

Claims (3)

1. 車両の運転者の反応時間と、前記運転者の脇見時間及び覚醒度の双方と、に基づいて、前記運転者の運転意識に関する運転構え度を推定する運転構え度推定部を備え、
   前記運転構え度推定部が推定する前記運転構え度に前記反応時間が与える影響は、当該運転構え度に前記脇見時間及び前記覚醒度の双方が与える影響よりも大きく、
   前記車両の運転が自動運転から手動運転へ切り替わるまでに要される時間と、前記車両の運転が自動運転から手動運転に切り替わった後に前記運転者に必要な能力であるタスクディマンドとに基づいて、推奨運転構え度を決定し、
   前記運転構え度及び前記推奨運転構え度の両方の状態を、表示部に表示する、運転意識推定装置。
2. 前記運転構え度推定部は、反応時間を認識不能の場合には、前記脇見時間及び前記覚醒度のみに基づいて運転構え度を推定する、請求項１に記載の運転意識推定装置。
3. 前記車両の自動運転を実行する自動運転システムの一部を構成する、請求項１又は２に記載の運転意識推定装置。

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