(57)【要約】運転者の生理学的変数を測定する段階と、少なくとも前記測定された生理学的変数に基づいて運転者の行動パラメータを評価（１、４）する段階と、前記評価された運転者の行動パラメータ（１、４）を運転者に通知（２、３）する段階とを含む、運転者の生理的行動を監視するシステムおよび方法。生理学的変数を測定（１、４）する段階は、運転者の目の動きを測定する段階と、運転者の凝視方向を測定する段階と、運転者の閉瞼量を測定する段階と、運転者の瞬目動作を測定する段階と、運転者の頭部の動きを測定する段階と、運転者の頭部位置を測定する段階と、運転者の頭部の配向を測定する段階と、運転者の可動顔面特徴を測定する段階と、運転者の顔面温度像を測定する段階とを含みうる。
2005517484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者の生理学的行動を監視する方法において：
運転者の生理学的変数を測定する段階と；
少なくとも前記測定された生理学的変数に基づいて運転者の行動パラメータを評価する段階と；
前記評価された運転者の行動パラメータを前記運転者に通知する段階とからなる方法。
【請求項２】
運転者の生理学的行動を監視する方法において、前記生理学的変数を測定する段階は、さらに、運転者の目の動きを測定する段階と；運転者の凝視方向を測定する段階と；運転者の閉瞼量を測定する段階と；運転者の瞬目動作を測定する段階と；運転者の頭部の動きを測定する段階と；運転者の頭部位置を測定する段階と；運転者の頭部の配向を測定する段階と；運転者の可動顔面特徴を測定する段階と；運転者の顔面温度像を測定する段階とによって構成される一群から選択される少なくとも１つの段階を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
運転者の生理学的行動を監視する方法において、前記生理学的変数を測定する段階は、さらに、ハンドル握持力を測定する段階と；ステアリングコラムの動きを測定する段階とによって構成される一群から選択される少なくとも１つの段階を含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
運転者の生理学的行動を監視する方法において、前記運転者の行動パラメータを評価する段階は、
所定の時間にわたる運転者の閉瞼を特徴とする時間加重パラメータを評価する段階と；
所定の時間にわたる運転者の道路外凝視を特徴とする時間加重パラメータを評価する段階と；
所定の時間にわたる運転者の瞬目動作を特徴とする時間加重パラメータを評価する段階と；
所定の時間にわたる運転者の閉瞼を特徴とする時間加重パラメータを評価する段階と；
所定の時間にわたる運転者の頭部の位置を特徴とする時間加重パラメータを評価する段階と；
所定の時間にわたる運転者の頭部の動きを特徴とする時間加重パラメータを評価する段階とによって構成される一群から選択される１つ以上の段階からなる請求項１に記載の方法。
【請求項５】
運転者の生理学的行動を監視する方法において、前記運転者に通知する段階は、運転者に実時間フィードバックを提供する段階と運転者に走行後フィードバックを提供する段階とによって構成される一群から選択される少なくとも１つの段階からなる請求項１に記載の方法。
【請求項６】
運転者の生理学的行動を監視する方法において、前記運転者に通知する段階は、所定の時間にわたる前記パラメータのヒストグラムを提供する段階からなる請求項１に記載の方法。
【請求項７】
運転者の生理学的行動を監視する方法において、前記運転者に通知する段階は、前記パラメータと少なくとも１個の規範値との間における比率比較を提供する段階からなる請求項１に記載の方法。
【請求項８】
運転者の生理学的行動を監視する方法において、さらに、運転者に前記運転者の姿勢がどのように変更されるべきかに関するフィードバック・メッセージを提供する段階を含み、前記メッセージは、前記パラメータに従属する請求項１に記載の方法。
【請求項９】
運転者の生理学的行動を監視する方法において、さらに、前記パラメータが悪化したか否かを決定する段階と前記評価される行動パラメータが悪化した時点を前記運転者に通知する段階とを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
運転者の生理学的行動を監視する方法において、さらに、前記パラメータが安全範囲外になっているか否かを決定する段階と前記評価される行動パラメータが前記安全範囲外になった時点を前記運転者に通知する段階とを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
運転者の生理学的行動を監視する方法において、さらに、自動車に配置される自動車状態検出手段によって得られる自動車状態データを評価する段階と、前記自動車に配置される環境検出手段によって得られる環境データを評価する段階と、前記自動車状態データおよび前記環境データの少なくとも一方の機能における安全範囲を判断する段階とを含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
運転者の生理学的行動を監視する方法において、前記自動車状態検出手段は、ステアリングコラム検出手段と；自動車速度検出手段と；ギヤシフト検出手段と；ブレーキ検出手段と；スロットル・ペダル検出手段と；クラッチ検出手段と；車輪速度検出手段とによって構成される一群から選択される検出手段からなる請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
運転者の生理学的行動を監視する方法において、前記環境検出手段は、明るさ検出手段と；道路状態検出手段と；自動車位置検出手段と；近接検出手段と；車線位置検出手段とによって構成される一群から選択される検出手段からなる請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
運転者の生理学的行動を監視する方法において、前記運転者に通知する段階は、ヒューマンマシンインタフェースを介して情報データを出力する段階からなる請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
運転者の生理学的行動を監視する方法において、前記情報データを出力する段階は、視覚情報データを画面表示装置上において出力する段階と；視覚情報データをヘッドアップ表示装置上において出力する段階と；音声情報を音声出力装置において出力する段階とによって構成される一群から選択される少なくとも１つの段階からなる請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転者の安全確保を容易にするシステムおよび方法に関し、特に眠気と注意散漫と同様の有害条件とが運転者の能力に及ぼす影響に対する対応策に関する。
【背景技術】
【０００２】
全ての種類の自動車の運転者は、眠気と注意散漫とが自身の自動車制御能力に及ぼす影響に気づかないことがよくある。人間は、概して、特に運転者として、自身の作業遂行能力を適正に判断することができない。一般に、運転者は、自身の能力を実際より高く感じている。基本的に良好な運転技術を有する人物でも、自動車を運転するときに常に一貫して能力を発揮できるわけではない。さらにまた、走行中に運転のためのタスクの実行に関して運転者にごくわずかな要求しか課せられないときがよくある。その結果として、運転者は、運転のためのタスクにあまり注意を払わなくなる心理状態に陥ってしまう。当然ながら、運転者の不注意は、車両衝突事故、特に自動車衝突事故を招く主な原因となる。米国高速道路交通安全事業団（ＮＨＴＳＡ）が１年間に牽引撤去された自動車による２５０万件を超える衝突事故に関して行なった研究によれば、運転者の不注意が、衝突事故の推定２５〜５６パーセントを引き起こした主たる衝突原因となっている。この研究において、不注意は、視覚的な注意散漫と精神的な注意散漫（上の空で見ている）と眠気との３つの構成要素を有するものとして定義された。不注意によって引き起こされる一般的な種類の衝突事故は、後側の衝突、交差点での衝突、車線変更または合流時の衝突、分岐点での衝突、単独車両衝突事故および低速度制限道路で起こる衝突である。
【０００３】
運転者が眠気を催すことは、周知の現象である。少なくとも１つの調査から、調査対象の運転者の５７パーセントが前年に運転中に眠気を催したことがあり、２３パーセントが実際に居眠り運転をしたことがあることがわかった。疲労が運転者の作業遂行能力と注意深さと判断力を鈍らせることは周知である。眠気によって引き起こされる衝突は、深刻な交通安全問題であり、全体の２３パーセントもの衝突事故に疲労が関係していると推定された。
【０００４】
技術的観点から、自動車内において用いられうる自動車電話、ナビゲーション援助装置、インターネットおよびその他の種類の電子サービスを使用することができる新しい情報システムおよび機能が持続的かつ急速に増加している。自動車電話の使用が運転者に及ぼす影響は、自動車電話が幅広く用いられていることから、最も世間の注目を浴びてきたが、ナビゲーション援助装置およびＩＴサービスの売上げも急速に増加している。自動車電話だけで米国では１年間に３００〜１０００人の事故死を引き起こしたと推定されており、この数は２００４年には年間４０００人に達すると予測される。電話を手に持って使用すること、標識を読むこと、飲食、他の搭乗者とのやりとり、物を仔細に眺めることおよび車内の装置を操作すること等の注意散漫要因は、運転者の注意を過剰に引き付け、以って安全を脅かすことにもなりかねない。これらの新しい種類のサービスおよび活動が運転環境においてより一般的になってきても安全運転が脅かされないことが特に重要である。
【０００５】
運転者の作業負荷は、これらの新しい機能および技術の利用に基づいて増大する。本明細書においては、「作業負荷」は、人物の多忙さの度合いと必要なタスクを行なうために要求される労力の大きさとを指すものと理解されたい。運転者が多数のことを行なわなければならず、高い作業負荷に直面している場合は、同時に行なわなければならないことが多いという点において、高い注意要求量が運転者に課せられる。運転者は、しばしば自動車の運転制御に関係がなく、したがって厳密に言えば運転状況とは無関係の事柄に注意を向ける。これらの事柄は、しばしば二次タスクと呼ばれており、運転者の注意を運転のための一次タスクからそらさせる潜在的な注意散漫要因である。二次タスクは、運転者がそれによって運転という一次制御タスクに十分な注意を払えなくなるほど注意を引き付けられる場合に、注意散漫要因（視覚的、聴覚的、認知的および生体力学的注意散漫要因）となる。その結果として、車線維持および速度制御等の運転作業の遂行および最終的には安全が脅かされる。
【０００６】
運転のためのタスクと二次タスクとは、図１において線図に示されるように一部の二次タスクが運転に関連あるという意味において重複する。運転のためのタスクと二次タスクとがこうした関係にあることから、２つの問題が生じる。第１に、「運転状況と無関係」な二次タスク情報とそうでないものとを線引きすることが困難になり得；第２に、運転に関連ある一定の二次タスク、たとえば道路標識を見ることまたは走行経路を選定することもまた、図１においてグラフに示されるように、安全を脅かしうる。
【０００７】
運転者は、注意散漫が運転のためのタスクに及ぼす影響に気づかないことがよくあることも理解されなければならない。さらにまた、運転者は、自身が疲労によって機能を損なわれて重度の覚醒喪失または抑制できない睡眠発作を起こす点まで来たということを確実に判断することができない。本明細書に記載の注意管理システムは、眠気を催す状況、注意をそらさせる状況および／または高作業負荷状況において運転者を補助することにより、安全を高めることを意図している。
【発明の開示】
【０００８】
本明細書に開示の注意管理システムおよび方法の目的は、眠気を催す状況、注意をそらさせる状況および／または高作業負荷状況において運転者を補助することにより安全を高めることにある。眠気管理装置と、注意散漫管理装置と、前側衝突および車線変更警告システムの注意散漫適応管理装置と、運転者の目視行動から観察または推測される運転要求量推定に基づいて少なくとも部分的に制御される作業負荷管理装置とを含むことを特徴としうる多数の注意管理システムの機能仕様を提供する。また、これらの運転者注意管理タスクを行なうために適切に用いられうるハードウェアシステムを説明する。さらに、ヒューマンマシンインタラクション（ＨＭＩ）に基づく即時眠気および注意散漫管理装置の開発のための「プラットフォーム」と、連続的および走行後注意フィードバック・システムの説明とを開示する。ＨＭＩ手法の目的は、切迫事故警告と注意フィードバックとの両方を用いて好ましい行動の変化を起こさせることによって運転者の不注意を是正することにある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
少なくとも１つの実施例において、本発明は、それに基づいて本発明の機能が達成されうる例示的なハードウェアを含む、自動車における注意管理概念の実施を可能にするシステムおよび方法を提供する。本明細書において、運転者は視覚的に得られるどのような支援を必要とし、かつ支持を得るためにはそれをどのように概念化するべきかと；運転者の目視行動の実時間認識をどのように適用すれば、運転上の過失を減らし、かつ事故を防ぐことができるかと；商業的な実施可能性はどうかとを含むいくつかの基本的な疑問および目標を取り上げる。機能的な説明は、眠気管理装置と；注意散漫管理装置と；前側衝突および車線変更警告装置の注意散漫適応管理装置と；作業負荷管理装置との例に関して行なわれる。目視行動からの運転要求量の推定を実施するシステムおよび方法も含まれる。
【００１０】
これらのシステムおよび方法の１つ以上をいわゆる注意管理システムを構成するものとして個別的および集合的に説明する。これらのシステムの考えられる１つの構成要素および本明細書に記載のいくつかの発明の１つの構成要素は、これらのシステムおよび方法をデモンストレーションおよび試験用に実施するのに用いられうる注意支援デモンストレータである。目視行動からの運転要求量推定の例も本明細書において説明される。
【００１１】
１つの実施例において、注意管理システムは、（１）検出、（２）演算、（３）ＨＭＩおよび（４）電源用のハードウェアを含む。ユニットまたは機能モジュールは、例として図２に示されるように構成され（相互に関連づけられ）うるとともに、自動車およびトラック等の車両における実施に適する。
【００１２】
シーイングマシーンズ社（SeeingMachines）から入手可能であり、かつ自動車に取り付けられるようにされうるような目視行動検出装置が用いられる。この種のシステムは、（１）ステレオカメラヘッドと、（２）パーソナルコンピュータ（ＰＣ）と、（３）適切な運転用ソフトウェアとを含みうる。スマートアイ（SMARTEYE）の商標の下に製造および販売されている目視行動検出装置等も任意で用いられうる。
【００１３】
自動車性能信号は、ＣＡＮバスから取得されうる。さらにまた、ハンドル角度検出装置と車線追跡用ハードウェアおよびソフトウェアとが用いられうる。注記ボックスおよびビデオ記録用ハードウェアが用いられる。車載パーソナルコンピュータまたは同様の能力を有する演算装置が用いられる。これに代わる方法として、かつ特に試験と実施とを容易にするために、例として「ディレクター（Director）」および「シミュリンク（Simulink）」等のソフトウェアを実行するラップトップコンピュータが用いられうる。さらにまた、ｘＰＣを配設し、かつ使用することができる。ハードウェアの観点から、ＬＥＤ制御用ハードウェアが用いられる。音声ＨＭＩ（警告音、記録メッセージ）は、前記演算装置を介して得られる。ユーザ入力用のタッチスクリーンも用いられうる。これらの実施例のいくつかは、製品開発に適するとともに、システムの試験を容易にするが、商品化される場合には、いくつかの構成要素が直接自動車に組み込まれることを理解されたい。
【００１４】
座席振動機構または同様の運転者警報装置が含まれうる。好適な実施例においては、ＬＥＤ  ＨＵＤ（ヘッドアップ表示装置）が用いられる。ＬＥＤ制御装置によって制御されるＬＥＤアレイ（表示装置）も用いられうる。システム全体の電源は、搭載車両から分岐接続されうる。
【００１５】
眠気管理装置は、２つの構成で実施されうる。第１の例において、前記管理装置は、完全にＰＣを基本とする。すなわち、いかなる外部ハードウェアまたは外部通信機能も必要とされない。この実施例は、シナリオを基本とする。すなわち、眠気症状の発現が、実時間ではなしに、実ＰＥＲＣＬＯＳ（走査パターン、視線固定の回数および長さ、サッケード潜在性等を考慮する分析）データに基づいて追跡される。このハードウェア機能は、ＬＥＤを基本とする装置またはＨＵＤ等の視覚表示または座席振動等の物理的刺激等の刺激により運転者を刺激する。また他の実施例においては、ＨＭＩハードウェアおよびシミュリンク（Simulink）通信が実施される。
【００１６】
いくつかの眠気管理対策を実施する上での基礎となりうるとともに、試験を行なう上での基礎となりうる「プラットフォーム」が望ましい。このような実施のためのプラットフォームの一例が、図３において略図に示されている。
【００１７】
図３の例は、ディレクター・プログラムを示すと見なされうる。このような構成を異なるＨＭＩ構成要素に関して容易に変更して、たとえば（１）運転者に対する連続的情報ストリーミングと、（２）注意警告と、（３）切迫危険警報と、（４）運転者応答試験と、（５）走行後要約情報と、（６）オペレータ入力設定メニューとを提供することができる。
【００１８】
本発明の１つの実施例において、運転者に対する注意警告が提供される。運転者は、複数の形態の警告間において選択を行なうことができるが、警告を完全に動作不能にすることはできない。例として、ビープ音に続いて、「＜眠気原因の自動挿入＞、『休憩しましょう』」といったような任意の音声メッセージの警告が運転者に対して発せられうる。これに代わるものとして、アイコンが、個別的に、または可聴警告とともに、または印刷形態の警告と一緒に運転者に表示されうる。
【００１９】
例示的なアイコン警告は、（ａ）大幅な閉瞼の検出と、（ｂ）ハンドル操作のふらつきの検出と、（ｃ）車線維持のふらつきの検出と、（ｄ）運転者の眠気の検出とに関して、図４（ａ）〜（ｄ）に示されている。検出された運転者の状態によって、これらのアイコンの１個以上が同時に表示されうる。
【００２０】
また他の実施例においては、マイクロホンが含まれて、運転者は、電話応答機およびその他のカスタマイズ可能な音声再生装置と全く同じように独自の警告を録音または供給することができるようになっている。
【００２１】
さらに他の実施例においては、運転者物理的刺激警告が適用される。好ましくは、運転者は、設定メニューで複数の種類の警告間において選択を行なうことができるが、少なくとも１つの実施例では、オペレータがこの物理的警告を完全に動作不能にすることが防がれている。このような物理的刺激の一例は、座席振動である。
【００２２】
また他の形態においては、点滅する「ＨＵＤ」ＬＥＤが用いられて、この場合も単独で、または本明細書に記載のその他の種類の警告とともに、運転者を鋭く刺激しうる。好適な実施例において、最大３つの前記種類の警告が作動時に同時に提示されることを可能にする機能が運転者に提供される。
【００２３】
運転者応答機能、すなわち信号に対する反応時間も提供される。この機能に関しては、運転者は、動作可能および動作不能のいずれにすることもできるとともに、設定メニューで複数の形態の警告間において選択を行なうこともできる。
【００２４】
所定の時間後、たとえば警告から５〜８秒後に、運転者応答機能が動作する。例として、ビープ音とともに、図５に示されるように、タッチスクリーン上に示されるボタンの下に「押す」の文字が表示される。運転者が所定の時間内に反応しない場合、またはアルゴリズムに基づく何らかのその他の反応時間にしたがって、警報警告が発せられる。これは、運転者が自動車を停止させるか、または注意を喚起され、かつその事実がシステムにより検出されるか、または運転者がこの機能のスイッチを切るまで続く。
【００２５】
オペレータにカスタマイズ機能を提供するために、ＨＭＩ構成要素を介して選択されうる例示的な選択肢を以下に示す：
【表１】
2005517484.tif 000003
【００２６】
注意散漫管理装置は、例として２つの実施例で実施されうる。第１の実施例において、この注意散漫管理装置は、完全にＰＣを基本としており、いかなる外部ハードウェアまたは通信機能も有さない。前記管理装置は、シナリオを基本とする。すなわち、注意散漫の発現が実時間ではなしに時系列的に示される。ハードウェア機能はシミュレートされる。第２の実施例は、実時間通信の機能を含むハードウェアの実施に基づく。
【００２７】
本発明のまた他の態様は、安全スレッショルドに基づく注意散漫警告である。安全を脅かす注意散漫行動を運転者に通知する警告が提供される。前記において認識されたように、運転者は、注意散漫が自身の運転能力に及ぼす影響に気づかないことがよくある。このため、安全に基づく注意散漫警告の目的は、運転のための制御タスクの実行能力の低下に関するフィードバックを提供することにある。すなわち、注意散漫が検出される（すなわち脇見行動が適切な安全スレッショルドを超え、かつ／または自動車性能が脇見行動時に低下する）場合に、システムは、以下の１つ以上の警報を発する。単純なビープ音等の音またはどの能力の低下が検出されたかを示す能力別音声メッセージが発せられうる。たとえば、脇見行動が脇見安全スレッショルド基準（たとえば、欧州連合は４回の脇見または１回２秒の脇見時間を推奨し、米国自動車協会は、合計１０秒の脇見時間を推奨した）を超えると、「視覚的な注意散漫を検出」または「道路から目をそらしすぎ」というメッセージが発せられうる。二次タスク遂行時の脇見行動時にハンドル操作が基準から逸脱する場合は、「脇見をしているときにハンドル操作が不安定になります」というメッセージが発せられうる。二次タスク遂行時の脇見行動時に車線維持が基準から逸脱する場合は、「脇見をしているときに車線維持が不安定になります」といったようなメッセージが発せられうる。二次タスク遂行時の脇見行動時に大幅な速度低下が検出されると、「脇見をしているときに大幅に速度低下します」といったようなメッセージが発せられうる。多数の原因が検出される場合は、「脇見を検出」といったような一般的なメッセージが発せられうる。二次タスク遂行時の脇見行動時、異なる種類の道路時または異なる要求量レベル時に制御タスクの割り込みが検出されると、それに対応する警告が発せられる。これらの警告の形態には、運転者録音または供給メッセージ、座席の前側部分における座席振動または以下に説明される凝視方向再誘導が含まれうる。
【００２８】
本発明の開示には、図６に示される「凝視方向再誘導」という新しい概念が含まれる。これにおいて、インタフェースは、運転者の注意散漫が検出されると、運転者の目を前方の運転場面（すなわち前面ガラスを通して見える光景）に誘導する。例として、３つのＬＥＤ「線」の１つ以上（左、中央または右）をたどる波状の光が、運転者の凝視が検出された位置によって始動する。波状の光の後に、任意で大きな円が点灯し得、然る後にＬＥＤの中心線が点灯する。これらの各々は、運転者の注意を必要とされる位置により明確に集中させることを目的とする。これらのいくつかのＬＥＤ灯火の正確な配置およびタイミングは重要ではなく、色も重要ではない。実際に、タイミングは、閾下、すなわち前記灯火が意識的に知覚されないほど高速であってもよい。これに代わる方法として、適切な灯火が最初にゆっくりと点滅し、運転者がシステムにより評価されて、是正行動が取られたかどうかが判断されてもよい。是正行動が取られなかった場合には、点滅タイミングと光の強さとが増加されうる。
【００２９】
注意散漫フィードバック用の設定メニューは、以下に示される例示的な論理を有しうる。
【表２】
2005517484.tif 000004
【００３０】
また他の態様において、本発明には、運転者の目視行動から導出される運転要求量推定を用いた作業負荷管理の概念が取り入れられる。一般に、「作業負荷管理」の概念は、情報を類別するとともに、運転者の作業負荷が十分に低くなって情報を受理することに伴う危険が避けられる程度になるまで運転者に対する情報の提示を潜在的に遅らせる優先順位体系である。一体的な車内情報システムのインタフェースは、運転のためのタスクに適正な注意が払われることを保証しうるようにされうる。本明細書において示される注意散漫管理アルゴリズムからの出力は、作業負荷管理装置への入力として用いられうる。
【００３１】
本明細書において開示されるタイプの作業負荷管理装置は、運転要求量の運転要求量視覚活動測度を用いて運転者の作業負荷を正確に測定する。これは、運転者の「視覚的活動性」、すなわち頭部および目の動き（回転）の変動性がどの程度かの測度である。この頭部および目の動きの測度は、２００２年１０月１５日出願の米国仮特許出願第６０／４１８，１７１号により詳細に説明されており、前記出願の開示は、該出願に記載される「視覚活動」アルゴリズムを含めて、特に参照により本明細書に取り入れられる。さらに、運転要求量視覚活動測度は、さらにまた、本明細書に開示の作業負荷管理ＨＭＩにおける新しい機能を可能にする。
【００３２】
作業負荷管理装置の１つの態様は、可聴対話のダイアログまたは情報を一時停止することである。例として、これは、システム始動または自動始動情報（たとえばテキスト・音声変換電子メールおよび重要でないナビゲーション・システム情報）とランダム始動の音声ダイアログ（たとえば着信および発信電話会話）とが、高視覚活動期間中に一時停止されうることを含む。
【００３３】
一例として、運転者に記憶装置から一連の電子メール、たとえば１０件の新しい電子メールが届けられることがあり、これらの電子メールは、テキスト・音声変換システムによって声高く「音読」されることになる。このような音声伝達中に、管理システムにより運転者の高視覚活動期間が検出される。このことに呼応して、システムは、音声伝達を一時停止して、運転者の注意負荷が所定のレベルを超えて増加することを防ぐ。例として、こうしたレベルは、それを超えると運転能力が脅かされる注意負荷に対応する。任意で、管理システムは、高注意負荷状態であることを運転者に通知する役割をも果たしうる信号音等により、こうした中断を運転者に伝える音響確認装置を含みうる。この音声伝達は、注意負荷が十分に低下して、例としてこのような音声情報を運転者が安全に受理することができる状態に対応する所定のレベルになったことをシステムが検出することによって、運転者による始動またはシステムによる始動に基づいて再開されうる。
【００３４】
また他の態様において、連続的および／または走行後注意負荷フィードバックが、前記開示の管理システムにより可能になる。この態様は、一般にフィードバック原理と呼ばれる基本的な人間行動特性にしたがって可能となった。この原理は、一般に、フィードバックは作業遂行能力を高めるという考え方である。このことは、タスク／技術の習得（たとえば安全運転の習得）および労働意欲のいずれに関しても真実である。前記において認識されたように、運転者は、一般に、自身の作業遂行能力を適正に判断することができない。タスク／技術の遂行に関する直接的かつ正確かつ即時的かつ連続的な情報をどの程度得ることができるかは、運転者の作業遂行能力と意欲とを高める上での重要な要素である。注意フィードバックは、運転者が以前は得ることができなかった固有運転フィードバック形式を構成する。この方法は、切迫事故警告というよりむしろ好ましい行動修正および生活習慣の変更の１つである。たとえば、警戒度を増させる主要なメカニズムは、「決定影響」であると考える研究者もいる。決定の影響の概念は、こうした性質の情報（運転者注意負荷および警戒度）は、停車して休憩をとること、コーヒーを飲むこと、アルコールの消費量を減らすこと、またはその他のこうした行動を変更することをするか否かについての運転者の決定に影響を与えるとしている。
【００３５】
よって、注意フィードバックの目的は、複数（多数）の時間枠、たとえば（１）即時（姿勢を変える、または複雑なタスクを中断するといったような短期的な補償行動）；（２）走行中（たとえば停車して少し眠る、自動車電話のスイッチを切る）；（３）毎日（注意負荷が低かった日は睡眠時間を増やす、前部座席からビデオ画面を取り外す）；（４）長期（異なる睡眠習慣または気のそらせ方を採用する）の１つ以上にわたって好ましい行動の変更を促すことにある。このフィードバックは、不注意な行動に関する運転者の自己認識を高めるとともに、より良好な自己管理を可能にする。
【００３６】
２つの主要なフィードバック形式が考えられる。第１は、運転者に実時間注意情報、たとえば運転中に提示される情報を提供する連続的車内フィードバックである。この情報は、本質的に安全を脅かさない方法で伝えられる。この概念は、一種の注意メータ、警戒度メータ（警戒メータ）または安全／非安全運転度メータを提供するものである。第２のフィードバック形式は、一旦運転を停止すると、より詳細な注意情報を運転者に提供する走行後フィードバックである。
【００３７】
走行後フィードバックを「ファイル」に保存することにより、事故発生率等の結果を尺度とするのではなしに原因行動に主眼を置いた、全車両に基づく安全性フィードバックが可能になる。おそらくは運転者の容認を得るのに貢献する１つの選択肢は、階層システムである。このような階層システムにおいては、運転者は、連続的にデータにアクセスすることができ、車両管理者は、要約データにアクセスすることができ、規制当局は、要約データにアクセスすることを許可されうる。したがって、車両運転者の場合は、本発明は、必ずしも雇用者報告特性に関する運転者の危惧を招くわけではなく、有用なツールとしてさらに喜ばれうる。
【００３８】
注意フィードバックを提供可能にするためには、管理システムを運用可能にしなければならない。不注意は、眠気／障害、注意散漫および高作業負荷要素によって構成されると見なされうる。したがって、図７に示されるように、各種類の不注意を考慮した総合モデルが好ましい。前記図に、運転者の不注意と作業負荷と眠気および注意散漫等の個人的特徴とを選択的に考慮しうる、本発明にしたがって構成される１つのシステムモデルが示されている。
【００３９】
本発明のまた他の態様において、さまざまな情報またはフィードバックを運転者に表示する独特な方法が提供される。連続的注意フィードバックの場合は、図８（ａ）〜（ｃ）に、管理システムによって検出または生成された実時間運転者情報を表示するさまざまな「能動的」図形表示が示されている。一例として、この表示は、眠気と注意散漫と作業負荷との組合せ測度としての注意／不注意のレベル等の「包括的」または合成注意フィードバック値の表示であってもよい。図８（ａ）の場合は、傾向情報を有さずに単純に積み重ねられた灯火が例示されている。図８（ｂ）の場合は、現在レベルのまわりに枠が配置されるとともに、「フェードアウト」の形態をとる傾向情報が提供される「航空機用レーダー形式」の表示が用いられている。図８（ｃ）には、瞬間的な「実時間」情報が伸縮棒（相対的に幅広）として右側に示され、かつ所定の長さの期間に関する総統計値（平均値および中央値等）がより狭幅の棒により左側に示されるヒストグラムが図示されている。このような態様で、傾向情報が示される。図８（ｃ）に図示されている例には、５つの以前の期間が示されている。表示および記憶容量制御論理にしたがって、いかなる個数の以前の期間も表示されうることを理解されたい。
【００４０】
また他の態様において、本発明は、さらにまた、実時間運転者フィードバックを最適な注意レベルの表示との比較形式で提供する。運転者が自身の注意散漫または過負荷の度合いを最適な注意度に対して観察することができる、このような表示の一例となる実施例が、図９に示されている。
【００４１】
さらに他の態様において、本発明は、検出された運転者不注意期間を測定し、かつその状態を通知するのに用いられうる。運転者は、その時に、何が問題だったのかを「尋ねる」こと（たとえばタッチスクリーンに触れること等により）ができるとともに、作業負荷／不注意レベルの増加検出の根拠の説明を受けることができる。このようなフィードバックは、例として、言語メッセージおよび／または図１０に示されるようなグラフの形態で提供されうる。前記図においては、眠気と注意散漫と作業負荷との３つのグラフ表示が右側に示されるとともに、これらの効果を組合せたものが、相対的な運転者注意度が示される左側に表示されている。
【００４２】
前記に説明されたように、前記態様の走行報告は、運転者の学習および行動の改善に極めて有利でありうる。よって、走行後フィードバックを画面表示する本発明の方法を図１１において開示するとともに、例示的に図示する。この図示された例においては、表示画面からのメニュー選択において、走行後フィードバックが選択され、これに関連ある閉瞼率およびハンドル操作の安定性等の測定特性の表示が履歴形式で表示されている。有利な点として、この同じ情報は、当然ながら、後の分析および使用のために記録されうる。
【００４３】
さらにまた、前記に記述された運転者の能力は、前側衝突、後側衝突および車線変更衝突警告（ＦＣＷ、ＲＣＷおよびＬＣＷ）システム等のその他の自動車システムの注意散漫適応にも用いられうる。後側衝突事故は、自動車の衝突事故の約２８パーセントを占める。運転者の不注意が一因となった事故は、これらの事故の６０パーセントを超えるため、衝突警告および回避システムは、衝突事故を減少させ、かつ事故死を防ぐための重要なツールとなる。本発明の注意管理システムの１つの目的は、交通環境において不注意と安全限界事象、たとえば先行車両の急ブレーキと運転者が道路から目をそらせた状態との同時発生を検出することにある。この２つの例を目視行動情報として用いて、前側衝突および車線変更警告を適応させることができる。
【００４４】
数量化された二次タスクの検出（たとえばボタンを押す動作または目の動きを検出することによる）を統合することは、運転者が潜在的に注意をそらさせる装置またはその他の種類のタスクに手をとられているか否かにしたがって衝突警告スレッショルドを動的に調節することにより、衝突警告システムを大きく向上させる。たとえば、衝突警告システムは、運転者が携帯電話での会話に携わっていることが検出された場合は、早めに警告を発しうる。早期の衝突警告は、遅れた警告または警告皆無の場合に比べて、運転者をより迅速に反応させ、かつより多くの衝突事故を回避するのに役立つ。運転者が運転のためのタスクのある一定の局面に関して不注意であるとき、たとえば前方から目をそらせているときに前側衝突の可能性が検出された場合、または側方を見ていなかったときに車線変時衝突の可能性が検出された場合は、こうした状態の警告が早めに発せられる。研究により、運転者が目をそらせているときに１秒早めに警告を発することは、衝突を回避するのに極めて効果的であることがわかった。
【００４５】
運転者が注意していることが検出された場合は、警告を遅らせることまたは取り消すことさえできる。警告の提示を遅らせることによって、前側衝突および車線変更警告アルゴリズムは、より長い時間をかけて、警告が必要であることをより確実に確かめることができ、以って誤警報が減少する。さらにまた、運転者が道路またはサイドミラーを見ているときに衝突警告を作動させないことを選択する運転者取消しによっても、迷惑な誤警報が解消される。
【００４６】
実施戦略として、第１段階において、このような警告は、「穏やか」であるが、状態が悪化し、かつ衝突がより差し迫ってくるにつれて強さを増しうる。前側衝突警告の場合は、ヘッドアップまたは画面表示警告が最初に表示されるが、後に衝突の状況が深刻化すると鳴らされる可聴警告がさらに加わりうる。このような警告とその制御パラメータ（運転者に対して表示されてもされなくてもよい）との一例が、前側衝突状況に関して図１２に、車線変更衝突状況に関して図１３に示されている。
【００４７】
運転者の特徴に関して前記に説明された検出機能は、特に説明されたもの以外のその他の環境およびその他の目的に用いられうる。これらの検出機能は、さらにまた、その他の車内システムに一体化されて用いられうる。たとえば、受動的安全機能として、運転者／搭乗者の頭部が展開したエアバッグを受けるのに適した位置にないことを検出する「スマート」エアバッグが得られうる。これに呼応して、エアバッグの展開は、検出された頭部位置に対応して修正されうる。
【００４８】
また他の機能において、検出された行動を用いて、運転者を識別するか、または少なくとも認定された運転者がハンドルを握ることを除外して、以って盗難防止を容易にすることができる。頭部および目の検出装置を用いて、自動的にミラーおよび座席位置等を設定することもできる。口唇追跡を用いて、音声認識付属装置を向上させることができる。接近してくるヘッドランプ用のフィルタと運転者用表示装置の表示とを、目の位置および動きに基づいて適応させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】運転者＊＊と運転者の二次タスクとの相互関係を示す線図である。
【図２】検出、演算、ＨＭＩおよび電源用ハードウェアおよび機能モジュールを含む注意管理システムの１つの実施例の流れ図である。
【図３】その上にいくつかの眠気管理対策装置が例示的に実施されうるプラットフォームの線図である。
【図４】運転者に対して行なわれうる警告表示の例を示す図である。
【図５】対話型運転者応答パネルの例を示す図である。
【図６】運転者凝視方向再誘導の実施例の図である。
【図７】運転者の不注意を構成する要素の相互作用を示す線図である。
【図８ａ−ｃ】本発明の教示にしたがって実時間運転者情報を表示するさまざまな「能動的」グラフ表示の図である。
【図９】最適注意レベルの表示に対する比較形式の実時間運転者フィードバックを示す図である。
【図１０】作業負荷／不注意レベルの増加検出の根拠の例示的な説明形式の図である。
【図１１】走行後フィードバックの画面表示の例を示す図である。
【図１２】前側衝突状況警告のヘッドアップまたは画面表示の例を示す図である。
【図１３】車線変更衝突状況に関する警告のヘッドアップまたは画面表示の例を示す図である。
【図１４】運転者の頭部および／または目の動き等の生理学的特徴の測定が行なわれ、また他の段階において、運転者注意散漫または注意負荷レベル等の行動パラメータが評価され、さらにまた他の段階において、運転者に対して前記評価に関するフィードバックが行なわれる、本発明にしたがって実施されるシステムおよび方法の例を示す流れ図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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