(57)【要約】【課題】自動運転モードを手動運転モードに切り替える際の車両の安全性を向上させる。【解決手段】記憶部１０は、自動運転中の車両の運転者が当該車両を手動で操作するまでに要する反応時間と、運転者を計測して得られた複数種類の情報を解析して得られる複数の数値との関係を示す猶予時間算出関数を特定するための情報を格納する。外部計測部４は、自動運転中の車両の外部の状況を計測する。運転者情報取得部２は、車両の運転者に関する複数種類の情報を取得する。判定部２１は、外部計測部４が計測した状況に基づいて、車両の制御を運転者に移行する必要があるか否かを判定する。猶予時間算出部２２は、判定部２１によって制御の移行が必要と判定されたときに運転者情報取得部２が取得した複数種類の情報と猶予時間算出関数とに基づいて、車両を自動運転から運転者による手動運転に移行するまでの猶予時間を算出する。【選択図】図２
2018045451.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動運転中の車両の運転者が当該車両を手動で操作するまでに要する反応時間と、前記運転者を計測して得られた複数種類の情報それぞれを解析して得られる複数の数値との関係を示す式としてあらかじめ定められた猶予時間算出関数を特定するための情報を格納する記憶部と、
自動運転中の車両の外部の状況を計測する外部計測部と、
前記車両の運転者に関する前記複数種類の情報を取得する運転者情報取得部と、
前記外部計測部が計測した状況に基づいて、前記車両の制御を前記運転者に移行する必要があるか否かを判定する判定部と、
前記判定部によって制御の移行が必要と判定されたときに前記運転者情報取得部が取得した前記複数種類の情報と前記猶予時間算出関数とに基づいて、前記車両を自動運転から前記運転者による手動運転に移行するまでの猶予時間を算出する猶予時間算出部と、
を備える車両制御装置。
【請求項２】
前記猶予時間算出関数は、前記反応時間をＹ、前記複数種類の情報をそれぞれＸ１，・・・，Ｘｎ（ｎは２以上の自然数）としたとき、
Ｙ＝ｃ１Ｘ１＋ｃ２Ｘ２＋，・・・，ｃｎＸｎ  （ｃ１，・・・，ｃｎは実数）
で表され、
前記記憶部は、前記複数種類の情報の係数であるｃ１，・・・，ｃｎを格納する、
請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記運転者情報取得部は、前記複数種類の情報として、
前記運転者の脳波におけるα波帯域値の割合をＸ１、
前記運転者の単位時間当たりにおける閉眼持続時間をＸ２、
前記運転者の単位時間当たりにおける視線変化頻度をＸ３、
単位時間当たりにおいて前記運転者の視線が所定の範囲内に存在する時間である視認持続時間をＸ４、
単位時間当たりにおける前記運転者の座圧の変化量をＸ５、
前記運転者の単位時間当たりにおける重心位置変化頻度をＸ６
の少なくとも６つの情報を取得する、
請求項２に記載の車両制御装置。
【請求項４】
前記猶予時間算出部が算出した時間が所定の警告通知閾時間を上回る場合、前記運転者に警告する警告部をさらに備える、
請求項１から３のいずれか一項に記載の車両制御装置。
【請求項５】
前記警告部は、前記猶予時間算出部が算出した反応時間が同一であっても、前記複数種類の情報の値に応じて、前記運転者に対して通知する警告を変更する、
請求項４に記載の車両制御装置。
【請求項６】
前記猶予時間算出部が算出した時間が所定の権限移行閾時間を上回る場合、前記車両を停車させる緊急停止部をさらに備える、
請求項１から５のいずれか一項に記載の車両制御装置。
【請求項７】
前記判定部が前記車両の制御の必要性を判定し、かつ前記運転者が前記車両の自動運転制御をオーバーライドして前記車両の操作をした場合に、前記運転者が前記操作をするまでの反応時間を計測する反応時間計測部と、
前記反応時間計測部が計測した反応時間と、前記運転者が前記操作をしたときに前記運転者情報取得部が取得した前記複数種類の情報とに基づいて、前記猶予時間算出関数を特定するための情報を変更する関数変更部と、
をさらに備える請求項１から６のいずれか一項に記載の車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制御装置に関し、特に、自動運転中の車両を運転者による手動運転に移行する際の車両制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種センサからの情報に基づいて車両の速度や操舵角を制御して自律走行を行う技術が提案されている。これらの技術の中には、車両が自律的に走行する自動運転モードと運転者による手動走行を行う手動運転モードとを切り替える際に、運転モードの切り替えを、警告表示や音声、シートやステアリングの振動などにより運転者に報知するものも存在する（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１６１１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の技術では、自動運転モードを手動運転モードに切り替えるべきタイミングが近づいたとき、運転者に報知することが行われる。その後、運転者が自動運転モードを手動運転モードに切り替えるための切り替えスイッチを操作したか否かに基づいて、運転者の覚醒度及び手動運転に移行できるか否かを判定する。
【０００５】
しかしながら、自動運転モードを手動運転モードに切り替える際に運転手が特定の操作をするか否かを判定するだけでは、運転者の覚醒度を精度よく判定できるとは必ずしも言えない。運転者の覚醒状態が不確かなまま車両の制御権限を運転者に移行することは安全上好ましいとも言えない。このように、自動運転モードを手動運転モードに切り替える際の車両の安全性確保には改善の余地があると考えられる。
【０００６】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、自動運転モードを手動運転モードに切り替える際の車両の安全性を向上させる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様は、車両制御装置である。この装置は、自動運転中の車両の運転者が当該車両を手動で操作するまでに要する反応時間と、前記運転者を計測して得られた複数種類の情報それぞれを解析して得られる複数の数値との関係を示す式としてあらかじめ定められた猶予時間算出関数を特定するための情報を格納する記憶部と、自動運転中の車両の外部の状況を計測する外部計測部と、前記車両の運転者に関する前記複数種類の情報を取得する運転者情報取得部と、前記外部計測部が計測した状況に基づいて、前記車両の制御を前記運転者に移行する必要があるか否かを判定する判定部と、前記判定部によって制御の移行が必要と判定されたときに前記運転者情報取得部が取得した前記複数種類の情報と前記猶予時間算出関数とに基づいて、前記車両を自動運転から前記運転者による手動運転に移行するまでの猶予時間を算出する猶予時間算出部と、を備える。
【０００８】
前記猶予時間算出関数は、前記反応時間をＹ、前記複数種類の情報をそれぞれＸ１，・・・，Ｘｎ（ｎは２以上の自然数）としたとき、Ｙ＝ｃ１Ｘ１＋ｃ２Ｘ２＋，・・・，ｃｎＸｎ  （ｃ１，・・・，ｃｎは実数）で表されてもよく、前記記憶部は、前記複数種類の情報の係数であるｃ１，・・・，ｃｎを格納してもよい。
【０００９】
前記運転者情報取得部は、前記複数種類の情報として、前記運転者の脳波におけるα波帯域値の割合をＸ１、前記運転者の単位時間当たりにおける閉眼持続時間をＸ２、前記運転者の単位時間当たりにおける視線変化頻度をＸ３、単位時間当たりにおいて前記運転者の視線が所定の範囲内に存在する時間である視認持続時間をＸ４、単位時間当たりにおける前記運転者の座圧の変化量をＸ５、前記運転者の単位時間当たりにおける重心位置変化頻度をＸ６の少なくとも６つの情報を取得してもよい。
【００１０】
前記車両制御装置は、前記猶予時間算出部が算出した時間が所定の警告通知閾時間を上回る場合、前記運転者に警告する警告部をさらに備えてもよい。
【００１１】
前記警告部は、前記猶予時間算出部が算出した反応時間が同一であっても、前記複数種類の情報の値に応じて、前記運転者に対して通知する警告を変更してもよい。
【００１２】
前記車両制御装置は、前記猶予時間算出部が算出した時間が所定の権限移行閾時間を上回る場合、前記車両を停車させる緊急停止部をさらに備えてもよい。
【００１３】
前記車両制御装置は、前記判定部が前記車両の制御の必要性を判定し、かつ前記運転者が前記車両の自動運転制御をオーバーライドして前記車両の操作をした場合に、前記運転者が前記操作をするまでの反応時間を計測する反応時間計測部と、前記反応時間計測部が計測した反応時間と、前記運転者が前記操作をしたときに前記運転者情報取得部が取得した前記複数種類の情報とに基づいて、前記猶予時間算出関数を特定するための情報を変更する関数変更部と、をさらに備えてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、自動運転モードを手動運転モードに切り替える際の車両の安全性を向上させる技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態に係る車両制御装置を搭載した車両及びその運転者を模式的に示す図である。
【図２】実施の形態に係る車両制御装置の機能構成を模式的に示す図である。
【図３】実施の形態に係る権限移行処理データベースのデータ構造を模式的に示す図である。
【図４】実施の形態に係る車両制御装置が実行する車両制御処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図５】実施の形態の変形例に係る車両制御装置が実行する車両制御処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜実施の形態の前提となる技術＞
近年、車両の自動運転技術が急速に発達してきており、高速道路を走行する等の一定の条件下では、運転者が操作をすることなく自動で車両を走行させることが現実のものとなってきている。しかしながら、完全な車両の自動運転を実現するまでに至っているとは言えず、車両が自動運転中であっても運転者は不測の事態に備えて周囲を観察することが要求されるのが現状である。
【００１７】
すなわち、自動運転中の車両と他の物体との距離が突然短くなったり、自動運転システムが走行レーンを見失ったりすることによって自動運転が機能しなくなるような場合に、運転者は備える必要がある。前者は、例えば前方に突然他の車両が割り込んでくるような場合が挙げられる。後者は、例えば降雪等の理由で道路上の車線区画線（いわゆる「白線」）を自動運転システムが検知できなくなるような場合が挙げられる。
【００１８】
自動運転中に不測の事態が発生した場合、運転手は自動運転システムによる車両制御に介入し、手動でハンドルを操作したりブレーキペダルを踏んだりすることにより、走行の安全を確保することが求められる。運転者は、自動運転制御をいわば上書き（オーバーライド）することが求められる。運転者は、実際に自動運転制御をオーバーライドするまでには至らない場合であっても、そのための事前準備ないし予備動作は常にすることが求められる。
【００１９】
ところが、車両が自動運転で走行しているときには、基本的に運転者は手持ちぶさたとなる。例えば自動運転での移動が長時間にわたるようなときは、運転者は意識レベルが低下する事態が生じることも否定できない。
【００２０】
＜実施の形態の概要＞
実施の形態に係る車両制御装置１は、上述のような自動運転による走行が可能な車両Ｖに搭載されることを前提としている。
図１は、実施の形態に係る車両制御装置１を搭載した車両Ｖ及びその運転者Ｄを模式的に示す図である。車両Ｖは、車両としての基本装備の他、車両制御装置１、脳波計測部２ａ、座圧計測部２ｂ、重心位置計測部２ｃ、運転者撮像部２ｄ、前方計測部４ａ、後方計測部４ｂ、及び側方計測部４ｃを備える。
【００２１】
車両制御装置１は、車両Ｖが自動運転中に、運転者Ｄに関する情報を取得する。ここで「運転者Ｄに関する情報」とは、運転者Ｄを直接又は間接的に計測することで得られる情報である。運転者Ｄを直接計測して得られる情報とは、運転者Ｄの生体信号である。生体信号とは、運転者Ｄの生命活動に基づいて発生される信号であり、例えば運転者Ｄの筋電位、脳波、脈拍、心拍数、心電位、呼吸数、血流量、血液の酸素濃度、座圧等が挙げられる。
【００２２】
また、運転者Ｄを間接的に計測して得られる情報とは、例えば運転者Ｄを撮影した映像を解析して得られる情報である。具体的には、運転者Ｄの頭部の動き、視線の動き、視線方向、瞳孔の開度、目の開度等が挙げられる。
【００２３】
運転者Ｄの意識がはっきりしており覚醒度が高いときは、そうでないときよりも、自動運転中の車両Ｖを運転者Ｄによる手動運転に移行する必要が生じた際に運転者Ｄが対応に要する時間は短いと考えられる。一般に、運転者Ｄの覚醒度の違いは、上述した運転者Ｄに関する情報にも反映される。例えば、運転者Ｄが眠っているときは、覚醒しているときと比べて、運転者Ｄの脳波に含まれるα波の割合は高い。
【００２４】
そこで実施の形態に係る車両制御装置１は、自動運転中の車両Ｖを運転者Ｄによる手動運転に移行する必要が生じた際に、取得した運転者Ｄに関する情報に基づいて、移行に要する時間を算出する。より具体的には、車両制御装置１は、自動運転中の車両の運転者Ｄに関する複数種類の情報を入力としたときに、運転者Ｄその車両を手動で操作するまでに要する反応時間を出力する関係式をあらかじめ記憶している。車両制御装置１は自動運転中の車両Ｖを運転者Ｄによる手動運転に移行する必要が生じた際に、取得した運転者Ｄに関する情報をその関係式に当てはめて求めた反応時間から、移行に要する時間を推定する。
【００２５】
運転者Ｄに関する複数種類の情報取得を実現するために、車両制御装置１は、脳波計測部２ａ、座圧計測部２ｂ、重心位置計測部２ｃ、及び運転者撮像部２ｄを備えている。脳波計測部２ａ、座圧計測部２ｂ、重心位置計測部２ｃ、及び運転者撮像部２ｄは、車両Ｖの運転者Ｄに関する複数種類の情報を取得するための運転者情報取得部２として機能する。具体的には、脳波計測部２ａは運転者Ｄの頭部に取り付けられ、運転者Ｄの脳波を取得する。また座圧計測部２ｂ及び座圧計測部２ｂは車両Ｖの運転席の座面に取り付けられ、それぞれ運転者Ｄの座圧及び重心位置を取得する。
【００２６】
運転者撮像部２ｄはＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の既知の固体撮像素子であり、車両Ｖの運転者Ｄの映像を撮像する。運転者撮像部２ｄが撮像した映像は、運転者Ｄが閉眼しているか否かの判定、及び運転者Ｄの視線方向の特定に用いられる。
【００２７】
車両Ｖは自動運転による走行が可能な車両である。このため車両Ｖは、自動運転中の車両Ｖの外部の状況を計測する外部計測部４を備える。具体的には、前方計測部４ａは、車両Ｖの前方の状況を計測する。また後方計測部４ｂは、車両Ｖの後方の状況を計測する。側方計測部４ｃは、車両Ｖの側方の状況を計測する。前方計測部４ａ、後方計測部４ｂ、及び後方計測部４ｂはいずれも、レーザーレーダ、可視光カメラ、及び赤外光カメラの少なくともいずれかひとつによって実現される。
【００２８】
このように、実施の形態に係る車両制御装置１は、自動運転から手動運転に移行するタイミングにおける運転者Ｄに関する複数種類の情報から運転者Ｄの反応時間を推定するため、その推定精度を高めることができる。結果として、自動運転モードを手動運転モードに切り替える際の猶予時間の推定精度が高くなるので、移行時の車両Ｖの安全性を向上させることができる。特に、推定された反応時間が長いような場合には、運転者Ｄの意識は低下している蓋然性が高い。そのような場合、車両制御装置１は警報を鳴らすとともに車両Ｖを路側帯や待避所等に誘導して停車させることで、車両Ｖの安全性を確保することができる。
以下、実施の形態に係る車両制御装置１についてより詳細に説明する。
【００２９】
＜車両制御装置１の機能構成＞
図２は、実施の形態に係る車両制御装置１の機能構成を模式的に示す図である。車両制御装置１は、運転者情報取得部２、外部計測部４、記憶部１０、及び制御部２０を備える。
【００３０】
記憶部１０はＨＤＤ（Hard Disc Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）等の大容量記憶装置、及びＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の不揮発性メモリであり、実施の形態に係る車両制御装置１を実現するための各種プログラム及びデータの格納部、及び制御部２０の作業メモリとして機能する。
【００３１】
記憶部１０は、自動運転中の車両の運転者がその車両を手動で操作するまでに要する反応時間と、運転者を計測して得られた複数種類の情報それぞれを解析して得られる複数の数値との関係を示す式としてあらかじめ定められた猶予時間算出関数を特定するための情報も格納している。なお、猶予時間算出関数の詳細は後述する。
【００３２】
制御部２０は、車両ＶのＥＣＵ（Electronic Control Unit）等のプロセッサである。制御部２０は、記憶部１０に格納されているプログラムを実行することにより、判定部２１、猶予時間算出部２２、警告部２３、緊急停止部２４、反応時間計測部２５、及び関数変更部２６として機能する。
【００３３】
運転者情報取得部２は、自動運転中の車両Ｖの運転者Ｄに関する複数種類の情報を取得する。外部計測部４は、自動運転中における車両Ｖの外部の状況を計測する。判定部２１は、外部計測部４が計測した状況に基づいて、車両Ｖの制御を運転者Ｄに移行する必要があるか否かを判定する。
【００３４】
猶予時間算出部２２は、判定部２１によって制御の移行が必要と判定されたときに運転者情報取得部２が取得した複数種類の情報と猶予時間算出関数とに基づいて、車両Ｖを自動運転から運転者Ｄによる手動運転に移行するまでの猶予時間を算出する。具体的には、猶予時間算出部２２は、猶予時間算出関数から算出された運転者Ｄの反応時間を猶予時間として算出する。
【００３５】
警告部２３は、猶予時間算出部２２が算出した時間が所定の警告通知閾時間を上回る場合、運転者Ｄに警告する。ここで「所定の警告通知閾時間」とは、警告部２３が車両Ｖの運転者Ｄに警告を通知するか否かを決定するために参照する基準閾時間である。また緊急停止部２４は、猶予時間算出部２２が算出した時間が所定の権限移行閾時間を上回る場合、車両Ｖを停車させる。ここで「所定の権限移行閾時間」とは、緊急停止部２４が車両Ｖを緊急停止するか否かを決定するために参照する基準閾時間である。
【００３６】
図３は、実施の形態に係る権限移行処理データベースのデータ構造を模式的に示す図である。権限移行処理データベースは、推定反応時間と権限移行の可否、及び権限移行時に車両制御装置１が取るべきアクションとを対応づけて格納するデータベースである。権限移行処理データベースは記憶部１０に格納されており、警告部２３及び緊急停止部２４によって参照される。
【００３７】
例えば猶予時間算出部２２が算出した時間が８秒である場合、運転者Ｄが車両Ｖを操作できるようになるまで８秒の時間を要することを意味する。仮に、車両Ｖが時速８０ｋｍで自動走行している場合、車両Ｖは８秒間でおよそ１８０ｍ移動することになる。したがって、猶予時間算出部２２は運転者Ｄに警告を通知し、自動運転から手動運転に移行するタイミングであることの気づきを与えることが望ましい。
【００３８】
図３に示す権限移行処理データベースの例では、推定反応時間が４秒〜１０秒の場合、警告を通知後に自動運転から手動運転へと権限が移行されることが定められている。そのため警告部２３は、猶予時間算出部２２が算出した推定反応時間が４秒〜１０秒に含まれる場合、運転者Ｄに警告を通知する。
【００３９】
また図３に示すように、権限移行処理データベースには、推定反応時間が１０秒以上である場合、自動運転から手動運転への権限の移行が禁止されることが定められている。猶予時間算出部２２が算出した推定反応時間が１０秒以上である場合、警告部２３は運転者Ｄに警告を通知するとともに緊急停止部２４は車両Ｖを安全な場所に移動して緊急停車する。これにより、車両Ｖの走行の安全性を高めることができる。
【００４０】
＜猶予時間算出関数＞
続いて、猶予時間算出関数についてより詳細に説明する。
実施の形態に係る猶予時間算出部２２が推定時間の算出に用いる猶予時間算出関数は、運転者Ｄの反応時間をＹ、運転者Ｄに関する複数種類の情報をそれぞれＸ１，・・・，Ｘｎ（ｎは２以上の自然数）としたとき、以下の式（１）で表される。
Ｙ＝ｃ１Ｘ１＋ｃ２Ｘ２＋，・・・，ｃｎＸｎ    （１）
ここでｃ１，・・・，ｃｎは実数である。式（１）は、複数種類の情報を説明変数とし、反応時間を目的変数とする重回帰式といえる。記憶部１０には、式（１）において複数種類の情報の係数となるｃ１，・・・，ｃｎが格納されている。
【００４１】
複数種類の情報の一例は以下のとおりである。すなわち、
（１）運転者Ｄの脳波におけるα波帯域値の割合であるＸ１、
（２）運転者Ｄの単位時間当たりにおける閉眼持続時間であるＸ２、
（３）運転者Ｄの単位時間当たりにおける視線変化頻度であるＸ３、
（４）単位時間当たりにおいて運転者Ｄの視線が所定の範囲内に存在する時間を示す視認持続時間Ｘ４、
（５）単位時間当たりにおける運転者Ｄの座圧の変化量であるＸ５、
（６）運転者Ｄの単位時間当たりにおける重心位置変化頻度であるＸ６、
の６つである。
【００４２】
Ｘ１は、脳波計測部２ａが取得した運転者Ｄの脳波を猶予時間算出部２２が解析することで得ることができる。Ｘ２、Ｘ３及びＸ４は、運転者撮像部２ｄが撮像した運転者Ｄの目を含む領域を猶予時間算出部２２が画像解析することで得ることができる。Ｘ５は、座圧計測部２ｂが取得した運転者Ｄの座圧情報を猶予時間算出部２２が解析することで得ることができる。Ｘ６は、重心位置計測部２ｃが取得した運転者Ｄの重心情報を猶予時間算出部２２が解析することで得ることができる。
【００４３】
複数種類の情報の係数となるｃ１，・・・，ｃｎは、車両Ｖの設計者等（以下、「実験者」と記載する。）による実験によってあらかじめ定められる。具体的には、実験者は、車両Ｖが備える運転者情報取得部２と同様の機能を備えたドライビングシミュレータを用意する。このドライビングシミュレータは、例えば先行車の急ブレーキ、人や動物の飛び出し、突然の降雪やゲリラ豪雨等の天候の急変、ジャンクションにおける合流等、運転者Ｄの操作が要求される種々のイベントを再現できるように構成されている。
【００４４】
実験者は、用意したドライビングシミュレータを複数の被験者に体験させ、被験者の反応時間と上述した複数種類の情報とを計測する。例えばある被験者に先行車の急ブレーキを体験させ、被験者が何らかの操作をするまでに要した反応時間Ｙ１と、上述した６つの情報であるＸ１１〜Ｘ６１を計測する。同様に、複数の被験者それぞれに複数種類のイベントを体験させ、反応時間Ｙｍとそのときの情報の組（Ｘ１ｍ，Ｘ２ｍ，Ｘ３ｍ，Ｘ４ｍ，Ｘ５ｍ，Ｘ６ｍ）とを計測する。ここでｍは計測回数、すなわちデータセットの数である。
【００４５】
反応時間Ｙｍとそのときの情報の組（Ｘ１ｍ，Ｘ２ｍ，Ｘ３ｍ，Ｘ４ｍ，Ｘ５ｍ，Ｘ６ｍ）との関係を書き下すと以下のようになる。
Ｙ１＝ｃ１Ｘ１１＋Ｃ２Ｘ２１＋Ｃ３Ｘ３１＋Ｃ４Ｘ４１＋Ｃ５Ｘ５１＋Ｃ６Ｘ６１
Ｙ２＝ｃ１Ｘ１２＋Ｃ２Ｘ２２＋Ｃ３Ｘ３２＋Ｃ４Ｘ４２＋Ｃ５Ｘ５２＋Ｃ６Ｘ６２
・・・
Ｙｍ＝ｃ１Ｘ１ｍ＋Ｃ２Ｘ２ｍ＋Ｃ３Ｘ３ｍ＋Ｃ４Ｘ４ｍ＋Ｃ５Ｘ５ｍ＋Ｃ６Ｘ６ｍ
これらの式を行列を用いて書き直すと以下の式（２）を得る。
【００４６】
【数１】
2018045451.tif 000003
【００４７】
式（２）において、左辺は被験者の反応時間を並べたベクトルであるため既知である。また右辺第１項は、被験者に関する情報を要素とする行列であるため既知である。右辺第２項は、被験者に関する情報で被験者の反応時間を説明するためのモデルパラメータであり、未知である。
【００４８】
式（２）の左辺をベクトルｙ、右辺第１項を行列Ｘ、右辺第２項をベクトルｃとしたとき、誤差ベクトルｅを以下の式（３）で定義する。
ｅ＝ｙ−Ｘｃ    （３）
【００４９】
ｍがモデルパラメータの数より大きい場合、誤差ベクトルｅの２ノルムであるｅＴｅ（Ｔはベクトル又は行列の転置を意味する。）を最小にするという意味において最適なベクトルｃは最小二乗解ｃｏｐｔとして既知であり、以下の式（４）で得られる。
ｃｏｐｔ＝（ＸＴＸ）−１ＸＴｙ    （４）
ここで「−１」は、逆行列を意味する。
【００５０】
式（４）の右辺は実験によって得ることができるため、実験者は最小二乗誤差解ｃｏｐｔを算出することができる。最小二乗解ｃｏｐｔの要素が、式（１）においてｎ＝６の場合におけるｃ１，・・・，ｃｎに対応する。
【００５１】
このように、実験者はシミュレータを用いて複数の被験者に対してドライビングに関する種々のイベントを体験させることにより、多くの運転者Ｄに適用可能な一般的な猶予時間算出関数を特定することができる。
【００５２】
＜警告の種類の変更＞
次に、運転者Ｄに関する情報の個々の値に応じた警告種類の変更について説明する。
式（１）に示す猶予時間算出関数を用いることにより、猶予時間算出部２２は運転者情報取得部２が取得した情報から運転者Ｄの反応時間を算出する。式（１）から明らかなように、（Ｘ１，・・・，Ｘｎ）の各要素の値が異なる場合であっても、猶予時間算出部２２が算出するＹの値は同じとなることがありうる。
【００５３】
ここで、仮に式（１）に基づいて算出された反応時間Ｙが同一であったとしても、運転者Ｄの脳波におけるα波帯域値の割合であるＸ１が大きい場合は、小さい場合よりも、運転者Ｄの覚醒レベルは低いと考えられる。
【００５４】
そこで警告部２３は、猶予時間算出部２２が算出した２Ｄの反応時間が同一であっても、複数種類の情報の値に応じて、運転者Ｄに対して通知する警告を変更する。例えば、Ｘ１の値が所定の値（例えば３０％）よりも小さい場合は、警告部２３は自動運転から手動運転に移行する際にステアリングを震動させることで運転者Ｄに警告する。一方、Ｘ１の値が所定の値（例えば３０％）以上の場合は、警告部２３はステアリングの震動に代えて、あるいはそれに加えて、音声によって警告をする。
【００５５】
このように、猶予時間算出部２２が算出した反応時間のみならず、運転者Ｄに関する情報も直接参照して警告を変更することにより、警告部２３は車両Ｖを自動運転から手動運転に移行することをより効果的に運転者Ｄに伝えることができる。
【００５６】
＜猶予時間算出関数の更新＞
上述したように、猶予時間算出関数のモデルパラメータは、実験者が複数の被験者についてデータを測定することによって予め定められる。このため、猶予時間算出関数のモデルパラメータは、複数の被験者のデータをいわば「平均的」に説明するものといえる。
【００５７】
一方、ひとたび車両Ｖが特定の運転者Ｄの手に渡ると、車両Ｖはその運転者Ｄに運転される頻度が高くなると考えられる。したがって、猶予時間算出関数も、特定の運転者Ｄに特化した設定をすることができれば、反応時間の推定精度を高めることができる。そのため実施の形態に係る車両制御装置１は、運転者Ｄにあわせて猶予時間算出関数のモデルパラメータを更新することができる。以下、猶予時間算出関数のモデルパラメータの更新処理について説明する。
【００５８】
判定部２１は、車両Ｖが自動運転中、外部計測部４が取得した情報に基づいて車両Ｖの制御が必要か否かを判定する。例えば外部計測部４が取得した情報から車両Ｖが他の車両に接近していることを認識した場合、判定部２１は車両Ｖの制動が必要であると判定する。このような場合、通常であれば自動運転システム（不図示）による制御の下、車両Ｖにブレーキがかかる。
【００５９】
ここで車両Ｖが自動運転中に運転者Ｄの覚醒度が高ければ、場合によっては車両Ｖが自動運転による制御に先んじてその制御をオーバーライドすることにより、手動で車両Ｖのブレーキをかけたり、ステアリングを操作したりする場合もありうる。このような場合、判定部２１が制御の必要性を判定してから運転者Ｄが自動運転制御をオーバーライドするまでの時間を計測することで、発生したイベントに対する運転者Ｄの反応時間を計測できる。
【００６０】
そこで反応時間計測部２５は、判定部２１が車両Ｖの制御の必要性を判定し、かつ運転者Ｄが車両Ｖの自動運転制御をオーバーライドして車両Ｖの操作をした場合に、運転者Ｄが操作をするまでの反応時間を計測する。関数変更部２６は、反応時間計測部２５が計測した反応時間と、運転者Ｄがオーバーライド操作をしたときに運転者情報取得部２が取得した複数種類の情報とに基づいて、猶予時間算出関数を特定するための情報である係数（ｃ１，・・・，ｃｎ）を変更する。
【００６１】
なお、記憶部１０は、実験者が初期の係数（ｃ１，・・・，ｃｎ）を決定するために用いた実験データ、すなわち式（２）の左辺に対応するベクトルｙと、右辺第１項に対応する行列Ｘを記憶している。関数変更部２６は、行列Ｘの最終行に運転者情報取得部２が新たに取得した複数種類の情報に対応する（Ｘ１ｍ＋１＋Ｘ２ｍ＋１＋Ｘ３ｍ＋１＋Ｘ４ｍ＋１＋Ｘ５ｍ＋１＋Ｘ６ｍ＋１）を追加して、式（４）の計算を実行する。これにより、特定の運転者Ｄの特性に過剰適合（オーバーフィッティング）することを抑制しつつ、運転者Ｄに固有の特性を猶予時間算出関数に反映することができる。
【００６２】
＜車両制御処理の処理フロー＞
図４は、実施の形態に係る車両制御装置１が実行する車両制御処理の流れを説明するためのフローチャートである。本フローチャートにおける処理は、例えば車両Ｖが運転者Ｄによる手動運転から自動運転に移行したときに開始する。
【００６３】
判定部２１は、車両Ｖを自動運転から運転者Ｄによる手動運転への移行の必要性を判定する（Ｓ２）。移行の必要がない間（Ｓ４のＮｏ）、判定部２１はステップＳ２の必要性判定処理を継続する。移行を必要とする場合（Ｓ４のＹｅｓ）、運転者情報取得部２は運転者Ｄに関する複数種類の情報を取得する（Ｓ６）。
【００６４】
猶予時間算出部２２は、運転者情報取得部２が取得した情報に基づいて猶予時間算出関数を用いることにより、車両Ｖの制御の移行猶予時間Ｔを算出する（Ｓ８）。猶予時間算出部２２が算出した移行猶予時間Ｔが所定の警告通知閾時間Ｔ１を上回り（Ｓ１０のＮｏ）、かつ権限移行閾時間Ｔ２も上回る場合（Ｓ１２のＮｏ）、緊急停止部２４は、車両Ｖを安全な場所に誘導して停車する（Ｓ１４）。
【００６５】
猶予時間算出部２２が算出した移行猶予時間Ｔが所定の警告通知閾時間Ｔ１を上回り（Ｓ１０のＮｏ）、かつ権限移行閾時間Ｔ２以下の場合（Ｓ１２のＹｅｓ）、警告部２３は車両Ｖの運転者Ｄに車両Ｖの制御権限が移行する旨の警告を通知する（Ｓ１６）。
【００６６】
猶予時間算出部２２が算出した移行猶予時間Ｔが所定の警告通知閾時間Ｔ１以下か（Ｓ１０のＹｅｓ）、あるいは警告部２３が車両Ｖの運転者Ｄに車両Ｖの制御権限が移行する旨の警告を通知すると、車両Ｖの制御権限は運転者Ｄによる手動運転に移行される（Ｓ１８）。
【００６７】
以上説明したように、実施の形態に係る車両制御装置１によれば、自動運転モードを手動運転モードに切り替える際の車両Ｖの安全性を向上させることができる。
特に、実施の形態に係る車両制御装置１は、運転者Ｄを計測して得られる複数種類の情報を用いて運転者Ｄの反応時間を推定するため、その推定制度を高めることができる。
【００６８】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００６９】
＜変形例＞
上記では、猶予時間算出部２２が算出時間に基づいて車両Ｖの制御権限を自動から手動に移行する際の警告通知の有無や、緊急停車の必要性を判定する場合について説明した。これに代えて、車両制御装置１は、運転者情報取得部２が取得した運転者Ｄに関する複数種類の情報を直接用いることで、車両Ｖの制御権限を自動から手動に移行する際の警告通知の有無や、緊急停車の必要性を判定してもよい。以下変形例として、このような場合を説明する。
【００７０】
図５は、実施の形態の変形例に係る車両制御装置１が実行する車両制御処理の流れを説明するためのフローチャートである。本フローチャートにおける処理は、例えば車両Ｖが運転者Ｄによる手動運転から自動運転に移行したときに開始する。
【００７１】
判定部２１は、自動運転から手動運転への移行の必要性を判定する（Ｓ２０）。移行の必要がない間（Ｓ２２のＮｏ）、判定部２１はステップＳ２の必要性判定処理を継続する。移行を必要とする場合（Ｓ２２のＹｅｓ）、判定部２１は脳波計測部２ａが取得した運転者Ｄの脳波データを解析し、脳波α帯域値の割合Ａを算出する（Ｓ２４）。
【００７２】
脳波α帯域値の割合Ａが所定の閾値ＡＴを上回る場合（Ｓ２６のＮｏ）、警告部２３は運転者Ｄに居眠り警報を通知する（Ｓ２８）。脳波α帯域値の割合Ａが所定の閾値ＡＴ以下の場合（Ｓ２６のＹｅｓ）、判定部２１は運転者撮像部２ｄが取得した映像を解析し、運転者Ｄの開眼の持続時間Ｂを算出する（Ｓ３０）。
【００７３】
持続時間Ｂが所定の閾値ＢＴを上回る場合（Ｓ３２のＮｏ）、警告部２３は運転者Ｄに居眠り警報を通知する（Ｓ２８）。持続時間Ｂが所定の閾値ＢＴ以上の場合（Ｓ３２のＹｅｓ）、判定部２１は運転者撮像部２ｄが取得した映像を解析し、運転者Ｄの単位時間当たりの視線変化の頻度Ｎを算出する（Ｓ３４）。
【００７４】
頻度Ｎが所定の閾値ＮＴ以下の場合（Ｓ３６のＹｅｓ）、判定部２１は運転者撮像部２ｄが取得した映像を解析し、運転者Ｄの視線が同一方向を向いている時間である視線持続時間Ｓを算出する（Ｓ３８）。視線持続時間Ｓが所定の閾値ＳＴを上回る場合（Ｓ４０のＹｅｓ）、判定部２１は座圧計測部２ｂが取得した運転者Ｄの座圧データを解析して、運転者Ｄの座圧の変化量Ｚを算出する（Ｓ４２）。
【００７５】
変化量Ｚが所定の閾値ＺＴ以下の場合（Ｓ４４のＹｅｓ）、判定部２１は重心位置計測部２ｃが取得した運転者Ｄの重心位置データを解析し、運転者Ｄの重心位置変化頻度Ｇを算出する（Ｓ４６）。重心位置変化頻度Ｇが所定の閾値ＧＴ以下の場合（Ｓ４８のＹｅｓ）、判定部２１は車両Ｖの制御権限を運転者Ｄに移行することを禁止するとともに、緊急停止部２４は車両Ｖの車両制御に介入して車両Ｖを停車する（Ｓ５０）。
【００７６】
頻度Ｎが所定の閾値ＮＴを上回るか（Ｓ３６のＮｏ）、視線持続時間Ｓが所定の閾値ＳＴ以下か、（Ｓ４０のＮｏ）、変化量Ｚが所定の閾値ＺＴを上回る場合（Ｓ４４のＮｏ）、又は重心位置変化頻度Ｇが所定の閾値ＧＴを上回る場合（Ｓ４８のＮｏ）、判定部２１は車両Ｖの制御権限を運転者Ｄに移行することを許可する（Ｓ５２）。
【００７７】
このように、実施の形態の変形例に係る車両制御装置１は、運転者情報取得部２が取得した運転者Ｄに関する複数種類の情報を直接用いることで、車両Ｖの制御権限を自動から手動に移行する際の警告通知の有無や、緊急停車の必要性を判定する。これにより、実験者が猶予時間算出関数を決定するためのデータ収集を省略することができる。また、図５に示すような処理フローにしたがって警告通知の有無や、緊急停車の必要性を判定することにより、運転者情報取得部２が取得した運転者Ｄに関する複数種類の情報のうち、判定処理に用いる情報の優先度を定めることができる。
【００７８】
すなわち、判定部２１が処理フローの上流で参照する情報ほど優先度が高い情報と言える。判定部２１が処理フローの上流で判定結果が出た場合、その下流の処理フローにおいて情報は参照されないからである。上記の処理フローはあくまでも一例であり、いずれの情報の優先度を高めるかは、車両Ｖの使用態様や車両Ｖを操作する運転者Ｄとして想定される者の性別や年齢等を考慮して決定すればよい。
【符号の説明】
【００７９】
１・・・車両制御装置
２・・・運転者情報取得部
２ａ・・・脳波計測部
２ｂ・・・座圧計測部
２ｃ・・・重心位置計測部
２ｄ・・・運転者撮像部
４・・・外部計測部
４ａ・・・前方計測部
４ｂ・・・後方計測部
４ｃ・・・側方計測部
１０・・・記憶部
２０・・・制御部
２１・・・判定部
２２・・・猶予時間算出部
２３・・・警告部
２４・・・緊急停止部
２５・・・反応時間計測部
２６・・・関数変更部
Ｄ・・・運転者
Ｖ・・・車両
【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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