(57)【要約】【課題】  計測対象者に負荷を与えることなく、計測対象者の状況に応じた正確な認知負荷を計測する。【解決手段】  計測対象者が物体を認知するのに要する認知負荷を算出するに際して、注視点検出部１１により計測対象者の注視点座標を示す注視点座標データを算出し、瞬目状態検出部１２により計測対象者の瞬目行為の有無を示す瞬目データを算出する。そして、この認知負荷演算部３では、停留時間データ選別部２５により複数の注視点座標データを用いて、注視点が停留している時間を示す停留時間データを算出し、瞬目データに基づいて、停留時間データを、計測対象者が個別の物体を認識する場合の個別認識時の停留時間データと、計測対象者が空間構造を認識する場合の空間認識時の停留時間データとに選別し、認知負荷指標算出部３０により、個別認識時の停留時間データと空間認識時の停留時間データとの比率を求めて、認知負荷を算出する。【選択図】      図４
2005065861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測対象者の注視点座標を示す注視点座標データを算出する注視点座標算出手段と、
計測対象者の瞬目行為の有無を示す瞬目データを算出する瞬目行為算出手段と、
前記注視点座標算出手段により算出された複数の注視点座標データを用いて、注視点が停留している時間を示す停留時間データを算出する停留時間算出手段と、
前記瞬目行為算出手段により算出された瞬目データに基づいて、前記停留時間算出手段により算出された停留時間データを、計測対象者が個別の物体を認識する場合の個別認識時の停留時間データと、計測対象者が空間構造を認識する場合の空間認識時の停留時間データとに選別し、前記個別認識時の停留時間データと前記空間認識時の停留時間データとを用いて、計測対象者が物体を認知するのに要する認知負荷を算出する認知負荷算出手段と
を備えることを特徴とする認知負荷計測装置。
【請求項２】
前記認知負荷算出手段は、注視点が停留した後の視線移動時に瞬目行為が発生した場合には、注視点が停留していた停留時間を示す停留時間データを個別認識時の停留時間データとして選別し、注視点が停留した後の視線移動時に瞬目行為が発生していない場合には、注視点が停留していた停留時間を示す停留時間データを空間認識時の停留時間データとして選別することを特徴とする請求項１に記載の認知負荷計測装置。
【請求項３】
前記認知負荷算出手段は、前記個別認識時の停留時間データが示す停留時間の頻度分布を算出して頻度が最も高い停留時間を、個別認識時の停留時間の代表値として算出すると共に、前記空間認識時の停留時間データが示す停留時間の頻度分布を算出して頻度が最も高い停留時間を、空間認識時の停留時間の代表値として算出することを特徴とする請求項１に記載の認知負荷計測装置。
【請求項４】
前記認知負荷算出手段は、前記個別認識時の停留時間の代表値と、前記空間認識時の停留時間の代表値との停留時間の比率を求めて、当該比率を認知負荷とすることを特徴とする請求項３に記載の認知負荷計測装置。
【請求項５】
車両が走行しているか否かを判定する車両走行状態判定手段を更に備え、
前記認知負荷算出手段は、前記車両走行状態判定手段により車両が走行していると判定された場合に認知負荷を算出することを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載の認知負荷計測装置。
【請求項６】
前記認知負荷算出手段により算出された認知負荷に基づいて、情報を表示する表示タイミングを制御する表示制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れかに記載の認知負荷計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両を運転する運転者等により周囲の物体を認知するのに要する認知負荷を計測する認知負荷計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両の運転者の認知負荷を計測するための技術としては、下記の特許文献１に記載された自動車の運転者の適性検査装置が知られている。
【０００３】
この特許文献１に記載された自動車の運転者の適性検査装置は、アクセルペダルに相当するスイッチ、ブレーキペダルに相当するスイッチ及びカラー表示装置を備える。そして、この自動車の運転者の適性検査装置では、運転者の認知時間や応答時間を計測するに際して、前記カラー表示装置に赤，黄，青の交通信号に相当する図形をランダムな順序、ランダムな時間間隔で表示させ、黄信号を表示させた時刻からアクセルペダルに相当するスイッチが開放された時刻までの認知時間、赤信号を表示させた時刻からアクセルペダルに相当するスイッチを開放するまでの認知時間、及びアクセルペダルに相当するスイッチを開放した時刻からブレーキペダルに相当するスイッチを操作する時刻までの応答時間を計測する。
【０００４】
次に、この自動車の運転者の適性検査装置は、計測終了後、各認知時間、応答時間のそれぞれについて平均値、標準偏差、最大値、変動指数等を求めることにより、各認知時間や応答時間の変動傾向の大きさを示す指標を演算することにより、運転者の適性検査を行っていた。
【特許文献１】特許第３１０００６６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来の自動車の運転者の適性検査装置では、交通信号に相当する表示を行うことにより運転操作を疑似体験させる装置を用いて、運転者の認知時間や応答時間を算出し、当該認知時間や応答時間のばらつきを認知能力の一指標として運転者の特性を求めている。したがって、従来の自動車の運転者の適性検査装置では、運転者の認知能力を運転シミュレータ上で計測するのみであって、実際に道路上を運転している場合とは運転者の緊張度が異なり、計測した認知能力が実際の運転時の認知能力とは異なるという問題点があった。
【０００６】
また、運転者の認知能力は車両周囲の状況によって時々刻々と変化するものであるが、従来の自動車の運転者の適性検査装置では、認知時間や応答時間の変化を示すデータから運転者の認知能力の変動を判断する場合であっても、実際の運転時とは環境が異なるという問題点があった。
【０００７】
更に、上述の従来の技術を実際の運転時に適用しようとすると、表示画面上に交通信号を提示する必要があり、運転行為中に認知時間や応答時間を計測するため交通信号を提示しなければならないという問題点があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、計測対象者に負荷を与えることなく、計測対象者の状況に応じた正確な認知負荷を計測することができる認知負荷計測装置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】
【０００９】
本発明に係る認知負荷計測装置では、計測対象者が物体を認知するのに要する認知負荷を算出するに際して、注視点座標算出手段により計測対象者の注視点座標を示す注視点座標データを算出し、瞬目行為算出手段により計測対象者の瞬目行為の有無を示す瞬目データを算出する。そして、この認知負荷計測装置では、停留時間算出手段により注視点座標算出手段により算出された複数の注視点座標データを用いて、注視点が停留している時間を示す停留時間データを算出する。次に認知負荷計測装置では、認知負荷算出手段により、瞬目行為算出手段により算出された瞬目データに基づいて、停留時間算出手段により算出された停留時間データを、計測対象者が個別の物体を認識する場合の個別認識時の停留時間データと、計測対象者が空間構造を認識する場合の空間認識時の停留時間データとに選別し、前記個別認識時の停留時間データと前記空間認識時の停留時間データとを用いて認知負荷を算出することにより、上述の課題を解決する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る認知負荷計測装置によれば、注視点座標データと瞬目データから、個別認識時の停留時間データ及び空間認識時の停留時間データを算出して、当該各停留時間データに基づいて計測対象者の認知負荷を算出するので、計測対象者に対して非接触での認知負荷の計測を可能とし、計測時の計測対象者への負荷が軽減できる。したがって、この認知負荷計測装置によれば、計測対象者が周囲の単一物体を認識するときや空間構成を認識するときの眼状態の特性を利用して、計測対象者に負荷を与えることなく正確に認知負荷を計測することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
本発明は、例えば図１に示すように構成された認知負荷計測装置に適用される。
【００１３】
［認知負荷を計測するための原理］
先ず、本発明を適用した認知負荷計測装置の構成を説明する前に、計測対象者が物体を認知するときの認知負荷を計測するための原理について説明する。ここで、計測対象者の瞬目行為は、３種類ある。すなわち、瞬目行為は、被験者の意志の関与が明確なときの瞬目であって意識的に目を閉じたり合図に合わせて閉じる瞬目随意性瞬目、外的反射誘発刺激が明確なときの瞬目であってゴミなどの異物が目に入らないように防御したり、急な物音や光などによって驚いたときに反射的に眼瞼を閉じる瞬目である反射性瞬目、随意的でもなく外的反射誘発刺激を特定できない瞬目であって計測対象者の認知や心理の状態と深く関わっている自発性瞬目がある。
【００１４】
これに対し、本発明を適用した認知負荷計測装置では、３種類の瞬目行為のうち、認知や心理の状態が反映される自発性瞬目に着目したものである。
【００１５】
この自発性瞬目の特徴としては、（１）視覚情報に注意・関心が向けられているときの瞬目率低下、（２）思考活動に意識が向けられているときの瞬目率増加、（３）認知判断終了時の瞬目、（４）疲労時の群発瞬目発生率の増加がある。
【００１６】
すなわち、本発明は、図１に示すように、計測対象者の視線移動行為と瞬目行為との関係に着目して認知負荷を計測する認知負荷計測装置に適用される。そして、この認知負荷計測装置は、計測対象者が物体を注視した後の瞬目行為の有無と、計測対象者が物体を注視した後の視線移動行為の有無との関係により、視線移動行為を行う直前の注視状態を区分している。
【００１７】
図１によれば、物体注視後の瞬目行為が有る場合であって注視後の視線移動行為が有る場合には、当該注視行為が物体自体を認識するためのものであって、例えば道路標識を読んだり、他車又は人等を認識するための注視行為である。これは、上述の自発性瞬目のうち（３）であり、注視対象を認識した後の瞬目行為に相当する。
【００１８】
また、物体注視後の瞬目行為が有る場合であって注視後の視線移動行為が無い場合には、単位時間当たりの瞬目行為の頻度が高く、計測対象者の思考負荷が高い状態である。これは、上述の自発性瞬目のうち（２）に相当する。
【００１９】
更に、物体注視後の瞬目行為が無い場合であって注視後の視線移動行為が無い場合には、単位時間当たりの瞬目行為の頻度が低く、注視対象物に対する注意や関心が高い状態である。これは、上述の自発性瞬目のうち（１）に相当する。
【００２０】
更にまた、物体注視後の瞬目行為が無い場合であって注視後の視線移動行為が有る場合には、当該注視行為が物体の位置関係（空間全体）を認識するためのものである。これは、上述の自発性瞬目のうち（３）であり、空間全体の認識途中の視線移動で、空間全体の認識が終了していない状態に相当する。
【００２１】
この自発性瞬目のうち（３）の特徴は、認知判断終了時に瞬目が生じる特性を含む。すなわち、計測対象者が、ある一つの対象物を認識終了と同時に瞬目が生じる確率が著しく増加する。例えば、運転中に道路標識の内容を認識したり、路肩を歩いている人の特徴を認識したりした後、瞬目生起率が高い。これはひとつの対象を認識した後、別の対象を認識するために視覚情報をリセットするためと考えられている。
【００２２】
また、計測対象者により認識する対象が、個別の単体の物体ではなく、相対的な位置把握（空間構成や空間構造）である場合、各物体の位置関係を認識するために視線移動が行われるが、位置関係が把握されたときに瞬目が生じる。別の見方をすると、位置関係を把握するまで瞬目が生じる確率は低くなる。例えば、前方の道路形状を把握するための視線移動や、路肩にいる人の位置を把握している行為中において、計測対象者は、視線移動が行われるものの連続性のある一つの対象として認識しようとしているため、瞬目の生起率は低い。
【００２３】
したがって、この認知負荷計測装置では、認知負荷を計測するために、物体注視後の瞬目行為が無い場合であって注視後の視線移動行為が有る場合、すなわち上述の自発性瞬目のうち（３）の、空間全体の認識途中の視線移動で空間全体の認識が終了していない状態となる特徴を利用する。ここで、認知負荷計測装置では、図２に示すように、瞬目生起頻度と、瞬目を伴わない飛越眼球運動が行われて、その後に瞬目行為が発生する直前の注視点停留時間Ｔ１との関係を計測する。
【００２４】
また、上述したように、あるひとつの視認対象を認識した後に認知判断終了の瞬目が生じる確率が高くなる。したがって、注視点の停留状態から瞬目を伴う飛越眼球運動が生じたときには、道路標識等の停留した物体を視認対象として認識している確率が高くなるため、飛越眼球運動が行われる直前の停留時間が認知のために用いられた時間であると考えられる。しかしながら、瞬目の生起はあくまでも確率的な要素が含まれる。このため、認知負荷計測装置では、停留時間を統計的に処理し、最も瞬目行為が生起する頻度の高い停留時間を認知負荷として抽出する。
【００２５】
したがって、この認知負荷計測装置では、認知負荷を計測するために、物体注視後の瞬目行為が有る場合であって注視後の視線移動行為が有る場合、すなわち上述の自発性瞬目のうち（３）の注視対象の物体自体を認識した後の瞬目行為の特徴を利用する。ここで、認知負荷計測装置では、図２に示すように、瞬目生起頻度と、瞬目を伴う飛越眼球運動直前の注視点停留時間Ｔ２との関係を計測する。これにより、認知負荷計測装置では、計測対象者が物体を注視する時間に対する瞬目行為が発生する頻度を計測する。
【００２６】
そして、この認知負荷計測装置では、空間認識時の停留時間Ｔ１と、個別物体認識時の停留時間Ｔ２との停留時間の比率を演算することにより、認知負荷の余裕代を算出する。ここで、空間認識に要する計測対象者の負荷と、個別物体認識に要する計測対象者の負荷とは異なる。すなわち、認知能力が低く認知負荷が高い運転者にとっては、難易度の異なった認知課題を与えた場合の負荷が異なることによって、空間認識時の停留時間Ｔ１と、個別物体認識時の停留時間Ｔ２との停留時間の比率が高くなる。
【００２７】
［認知負荷計測装置の構成］
つぎに、上述したような認知負荷を計測するための原理に基づいて、計測対象者が車両を運転している時の認知負荷を計測して、計測対象者が視認する情報表示位置の制御に反映させる認知負荷計測装置について説明する。
【００２８】
この認知負荷計測装置は、図３に示すように、計測対象者の眼球部分を撮像可能な位置に設けられた眼状態計測部１、車両駆動部分に接続された車速センサ２、例えば車両のインストルメントパネル内に設けられた認知負荷演算部３、ナビゲーションシステム４及び表示タイミング演算部５、計測対象者から視認可能な位置に設けられた表示装置６を備えて構成されている。
【００２９】
眼状態計測部１は、計測対象者である運転者の注視点位置及び瞬目状態を計測する。この眼状態計測部１は、赤外線角膜反射や、画像処理を行って注視点位置及び瞬目状態を計測する。
【００３０】
これにより、眼状態計測部１は、時間軸に従った注視点座標データ及び瞬目データを作成して、認知負荷演算部３に送る。なお、眼状態計測部１は、注視点座標データと瞬目データと個別に計測処理しても良く、視線移動信号のみを計測して当該視線移動信号が所定の値になったときに瞬目状態であると判断して瞬目データを抽出しても良い。
【００３１】
また、車速センサ２は、自車両が走行しているか否かを示す車速データを作成して、認知負荷演算部３に送る。
【００３２】
認知負荷演算部３は、眼状態計測部１からの注視点座標データ及び瞬目データ、車速センサ２からの車速データを用いて、計測対象者の運転時の認知負荷を演算する。なお、この認知負荷演算部３の処理内容については後述する。
【００３３】
ナビゲーションシステム４は、認知負荷計測装置が搭載されている車両の現在位置や、道路渋滞等の交通状況情報や、推奨経路の走行を促すための走行案内情報を算出する。そして、このナビゲーションシステム４は、運転者に提示する交通状況情報や走行案内情報を表示タイミング演算部５に送る。
【００３４】
表示タイミング演算部５は、表示装置６にナビゲーションシステム４から送られた交通状況情報や走行案内情報を表示させるに際して、認知負荷演算部３によって演算された認知負荷に基づいて、各情報の表示タイミングを演算する。具体的には、計測対象者の認知負荷が高い場合には、表示内容を容易に視認させるために、限られた時間内において認知可能な情報量が少ないため、特に交差点等のナビゲーションシステム４により提示する情報量が多い状況では、表示タイミング演算部５により、優先順位の低い情報の表示タイミングを、優先順位が高い情報の表示タイミングよりも遅くして表示装置６に表示させる。
【００３５】
「認知負荷演算部３の機能的な構成」
このような認知負荷計測装置において、認知負荷演算部３は、図４に示すような機能的な構成を有している。
【００３６】
ここで、眼状態計測部１は、例えばアイトラッカシステムによって構成されることにより、注視点座標データを作成する注視点検出部１１と瞬目データを作成する瞬目状態検出部１２とを有している。
【００３７】
認知負荷演算部３は、図示しないＲＯＭ（Read Only Memory）等に認知負荷を演算するためのプログラムデータを記憶しておき、当該プログラムデータをＣＰＵ（Central Processing Unit）により実行することにより、図４に示す各部を有する。すなわち、認知負荷演算部３は、注視点検出部１１と接続された注視点移動量算出部２１、注視点停留状態判断部２２、瞬目状態検出部１２と接続された瞬目有無判断部２３、停留時間算出部２４、車速センサ２と接続された停留時間データ選別部２５、個別認識停留時間データ記憶部２６、個別認識停留時間データ頻度分布演算部２７、空間認識停留時間データ記憶部２８、空間認識停留時間データ頻度分布演算部２９、認知負荷指標算出部３０を有する。
【００３８】
注視点移動量算出部２１は、注視点検出部１１から時間的に前後する複数の注視点座標データが送られると、各注視点の移動量を示すデータを算出して、注視点停留状態判断部２２に送る。この各注視点の移動量を示すデータは、各注視点座標データ間の単位時間当たりの移動距離を示す。
【００３９】
注視点停留状態判断部２２は、注視点移動量算出部２１から各注視点の移動量を示すデータが送られると、各注視点間における停留状態を判断する。このとき、注視点停留状態判断部２２では、通常、計測対象者が視認対象を認識するに際して、各注視点が微小な動きをするため、単位時間当たりの動きが所定値以下の場合には停留していると判断する。これにより、注視点停留状態判断部２２は、各注視点座標データごとに停留状態での注視点であるか否かを判断する。そして、注視点停留状態判断部２２は、注視点座標データ及び停留判断結果を瞬目有無判断部２３及び停留時間算出部２４に送る。
【００４０】
瞬目有無判断部２３は、瞬目状態検出部１２から時間的に前後する複数の瞬目データが送られ、注視点停留状態判断部２２から注視点座標データが送られると、注視点が移動するときに瞬目行為が発生していたか否かを判断する。これにより、瞬目有無判断部２３は、瞬目行為が発生したときに検出された注視点座標データを抽出する。そして、瞬目有無判断部２３は、瞬目行為発生時の注視点座標データ、瞬目行為を伴わない視線移動による注視点座標データを瞬目有無判断結果として停留時間データ選別部２５に送る。
【００４１】
停留時間算出部２４は、注視点停留状態判断部２２から停留判定結果が送られると、例えば所定のサンプリング周期ごとに停留時間をカウントアップする。これにより、停留時間算出部２４は、注視点が停留していた停留時間データを作成して、停留時間データ選別部２５に送る。
【００４２】
停留時間データ選別部２５は、停留時間データについて瞬目有無判断部２３からの瞬目有無判断結果を参照し、注視点が停留点間で変位する時に瞬目行為が発生した停留時間データを選別して、当該選別した停留時間データを個別認識時の停留時間データとして個別認識停留時間データ記憶部２６に送って記憶させる。
【００４３】
個別認識停留時間データ頻度分布演算部２７は、個別認識停留時間データ記憶部２６に蓄積された停留時間データを用いて、個別認識時の停留時間の頻度分布を演算する。そして、個別認識停留時間データ頻度分布演算部２７は、図２に示したように、停留時間の頻度が最も高い停留時間Ｔ２を代表値とし、計測対象者の個別認識時の認知負荷として認知負荷指標算出部３０に送る。
【００４４】
また、停留時間データ選別部２５は、停留時間データについて瞬目有無判断部２３からの瞬目有無判断結果を参照し、注視点が停留点間で変位する時に瞬目行為が発生していない停留時間データを選別して、当該選別した停留時間データを空間認識時の停留時間データとして空間認識停留時間データ記憶部２８に送って記憶させる。
【００４５】
空間認識停留時間データ頻度分布演算部２９は、空間認識停留時間データ記憶部２８に蓄積された停留時間データを用いて、空間認識時の停留時間の頻度分布を演算する。そして、空間認識停留時間データ頻度分布演算部２９は、図２に示したように、停留時間の頻度が最も高い停留時間Ｔ１を代表値とし、計測対象者の空間認識時の認知負荷として認知負荷指標算出部３０に送る。
【００４６】
認知負荷指標算出部３０は、停留時間Ｔ１と停留時間Ｔ２との比率を求めて、当該比率が高いほど、計測対象者の認知負荷が高いことを示す認知負荷指標情報を作成して、表示タイミング演算部５に送る。
【００４７】
［認知負荷計測装置による認知負荷演算処理］
つぎに、上述したように構成された認知負荷計測装置により、計測対象者の運転時の認知負荷を演算する処理手順について図５のフローチャートを参照して説明する。
【００４８】
先ず、認知負荷演算部３では、例えば車両のＩＧＮスイッチが操作されて起動した後に、ステップＳ１において、注視点が停留しているか否かを示す停留フラグの値、及び瞬目が発生しているか否かを示す瞬目フラグの値を、例えばともに「０」とすることにより初期化する。
【００４９】
次に、認知負荷演算部３は、ステップＳ２において、所定のサンプリング周期を計時するタイマのカウントアップを開始し、ステップＳ３において、注視点検出部１１により取得した注視点座標（ｎ）の注視点座標データ、瞬目状態検出部１２により取得した瞬目データを読み込む。なお、この認知負荷演算処理は、予め設定した所定のサンプリング周期内でステップＳ２〜ステップＳ２７の処理を実行することにより、所定のサンプリング周期でタイマのカウントアップを実行することになる。
【００５０】
次のステップＳ４においては、瞬目有無判断部２３により、ステップＳ３にて読み込んだ瞬目データに基づいて時刻ｎにおいて瞬目行為が発生したか否かを判定する。ここで、瞬目有無判断部２３は、瞬目行為が発生したと判定した場合にはステップＳ１４に処理を進め、瞬目行為が発生していないと判定した場合にはステップＳ５に処理を進める。
【００５１】
ステップＳ５においては、注視点移動量算出部２１により、前回（時刻ｎ−１）に取得した注視点座標データの注視点座標（ｎ−１）と、今回（時刻ｎ）のステップＳ３にて取得した注視点座標データの注視点座標（ｎ）との移動距離を演算して、注視点の移動速度を演算する。
【００５２】
次のステップＳ６においては、注視点停留状態判断部２２により、ステップＳ５にて演算した注視点の移動速度が所定値以下か否かを判定することにより、注視点が停留しているか否かを判定する。ここで、注視点停留状態判断部２２では、所定のサンプリング周期での注視点の移動量が少なく移動速度が所定値以下であるか否かを判定することにより、注視点が停留状態にあるか、跳躍性の眼球運動であるかの判定を行う。そして、注視点停留状態判断部２２は、注視点が停留していないと判定した場合には、計測対象者の視認対象が他の物体に移行したと判定してステップＳ１６に処理を進め、注視点が停留していると判定した場合にはステップＳ７に処理を進める。換言すれば、注視点停留状態判断部２２では、注視点の移動が、所定の座標範囲内での移動か否かを判定する。
【００５３】
ステップＳ７においては、注視点停留状態判断部２２により、ステップＳ６にて注視点が停留していると判定したことに応じて、時刻ｎにおける停留フラグ（ｎ）の値を「１」に設定して停留時間算出部２４に送る。
【００５４】
次に、停留時間算出部２４は、ステップＳ８において時間的に異なる複数の注視点座標データを識別するための注視点座標データ番号をカウントアップし、ステップＳ９においてステップＳ８にて記憶した注視点座標データのうち、停留最中の注視点座標データのデータ数のカウントアップをする。
【００５５】
次のステップＳ１０においては、個別認識停留時間データ頻度分布演算部２７及び空間認識停留時間データ頻度分布演算部２９により、ステップＳ２にてカウントアップをした計時時間が、予め設定した認知負荷を求めるための設定時間の倍数であるか否かを判定することにより、認知負荷を演算する所定の時間間隔か否かを判定する。そして、個別認識停留時間データ頻度分布演算部２７及び空間認識停留時間データ頻度分布演算部２９では、認知負荷を演算するための所定の時間間隔ではないと判定した場合にはステップＳ２に処理を戻し、認知負荷を演算するための所定の時間間隔であると判定した場合にはステップＳ１１に処理を進める。
【００５６】
ステップＳ１１においては、空間認識停留時間データ頻度分布演算部２９により、ステップＳ１０にて判定対象となった所定の時間間隔内に蓄積しておいた停留時間データを空間認識停留時間データ記憶部２８から読み出し、停留時間データが示す停留時間の頻度分布を求めて、代表値となる停留時間Ｔ１を演算して認知負荷指標算出部３０に送る。
【００５７】
ステップＳ１２においては、個別認識停留時間データ頻度分布演算部２７により、ステップＳ１０にて判定対象となった所定の時間間隔内に蓄積しておいた停留時間データを個別認識停留時間データ記憶部２６から読み出し、停留時間データが示す停留時間の頻度分布を求めて、代表値となる停留時間Ｔ２を演算して認知負荷指標算出部３０に送る。
【００５８】
ステップＳ１３においては、認知負荷指標算出部３０により、ステップＳ１１にて求めた空間認識時の停留時間Ｔ１と、ステップＳ１２にて求めた個別認識時の停留時間Ｔ２との比率を求め、当該比率を計測対象者の認知負荷指標情報として表示タイミング演算部５に送って、ステップＳ２に処理を戻す。なお、このステップＳ１３においては、認知負荷指標情報を作成した後に、個別認識停留時間データ記憶部２６及び空間認識停留時間データ記憶部２８に記憶していた停留時間データをクリアする。
【００５９】
一方、ステップＳ４にて瞬目行為が発生したと判定した後のステップＳ１４においては、瞬目有無判断部２３により、時刻ｎにおけるN番目の停留点座標算出中に生じた瞬目行為であることを示す瞬目フラグ（N）の値を「１」に設定して停留時間データ選別部２５に送り、ステップＳ１５においては、停留時間データ選別部２５により、時刻ｎ−１における停留フラグ（ｎ−１）の値が「１」か否かを判定することにより、ステップＳ４にて判定した瞬目行為が、注視点が停留した直後の瞬目行為か否かを判定する。
【００６０】
そして、停留時間データ選別部２５は、注視点が停留した直後の瞬目行為であると判定した場合には、停留時間データを求めるためのステップＳ１８以降に処理を進め、注視点が停留した直後の瞬目行為でないと判定した場合にはステップＳ１０に処理を進める。
【００６１】
また、ステップＳ６にて注視点の移動速度が所定値以下でないと判定した後のステップＳ１６においては、注視点停留状態判断部２２により、時刻ｎにおける停留フラグ（ｎ）の値を「０」に設定し、ステップＳ１７においては時刻ｎ−１における停留フラグ（ｎ−１）の値が「１」か否かを判定することにより、ステップＳ６にて判定した視線移動行為が、注視点が停留した直後の視線移動行為か否かを判定する。そして、注視点停留状態判断部２２は、注視点が停留した直後の視線移動行為であると判定した場合にはステップＳ１８に処理を進め、注視点が停留した直後の視線移動行為でないと判定した場合にはステップＳ１０に処理を進める。
【００６２】
ステップＳ１８においては、停留時間データ選別部２５により、ステップＳ９にて停留最中の注視点座標データとしてカウントされたデータ数を呼び出す。
【００６３】
次のステップＳ１９においては、停留時間データ選別部２５により、ステップＳ３にて取得した注視点座標データ（ｎ）と同じ所定の座標範囲内の注視点座標データを用いて座標平均を取ることにより停留点座標データを演算して停留点座標データのデータ番号Ｎをカウントアップする。
【００６４】
次のステップＳ２０においては、停留時間データ選別部２５により、ステップＳ１８にて読み出した停留最中に取得した注視点座標データのデータ数に、ステップＳ２でカウントアップする所定のサンプリング周期を乗算することにより停留時間（Ｎ）を示す停留時間データを演算して、一時記憶しておく。
【００６５】
次のステップＳ２１においては、停留時間データ選別部２５により、瞬目フラグ（Ｎ）の値を「０」に設定することによりリセットし、ステップＳ２２においは、ステップＳ２０にて停留時間データの演算に使用した注視点座標データのデータ数を示すデータをクリアする。
【００６６】
次のステップＳ２３においては、停留時間データ選別部２５により、車速センサ２により検出している車速を読み込むことにより、現在車両が走行中か否かを判定する。そして、停留時間データ選別部２５では、現在車両が走行中でないと判定した場合にはステップＳ１０に処理を進め、現在車両が走行中であると判定した場合にはステップＳ２４に処理を進める。
【００６７】
ステップＳ２４においては、停留時間データ選別部２５により、記憶しておいた時刻ｎ−１での停留時間（Ｎ−１）を読み出し、ステップＳ２５においては、時刻ｎ−１での瞬目フラグの値が「１」であったか否かを判定する。
【００６８】
そして、停留時間データ選別部２５では、瞬目フラグ（Ｎ−１）の値が「１」でないと判定した場合には、ステップＳ２７にて停留時間（Ｎ−１）を空間認識時の停留時間データとして空間認識停留時間データ記憶部２８に記憶させる。一方、停留時間データ選別部２５は、瞬目フラグ（Ｎ−１）の値が「１」であると判定した場合には、ステップＳ２４にて読み出した停留時間データを個別認識時の停留時間データとして個別認識停留時間データ記憶部２６に記憶させてステップＳ１０に処理を進める。
【００６９】
これにより、停留時間データ選別部２５では、視線移動時に瞬目行為が発生する直前に取得した停留時間データを個別認識時の停留時間データとして個別認識停留時間データ記憶部２６に蓄積し、視線移動時に瞬目行為が発生していなかったときに取得した停留時間データを空間認識時の停留時間データとして空間認識停留時間データ記憶部２８に蓄積する。そして、認知負荷計測装置では、ステップＳ１０にて認知負荷を演算する所定の時間間隔となるまで停留時間データを蓄積する処理を繰り返す。
【００７０】
このような認知負荷演算処理を行う認知負荷計測装置では、注視点の停留した直後の瞬目及び注視点の停留した直後の視線移動を検出して、個別認識時の停留時間データ及び空間認識時の停留時間データを蓄積して、図２に示したように停留時間Ｔ１，Ｔ２の頻度分布を求めて、認知負荷を求めることができる。
【００７１】
［実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、本発明を適用した認知負荷計測装置によれば、注視点座標データと瞬目データから、単一の物体を認識するための認知負荷（Ｔ２）、空間構成を認識するための認知負荷（Ｔ１）を算出して、当該認知負荷の比率に基づいて計測対象者の認知負荷を算出するので、計測対象者に対して非接触での認知負荷の計測を可能とし、計測時の計測対象者への負荷が軽減できる。したがって、この認知負荷計測装置によれば、計測対象者が周囲の単一物体を認識するときや空間構成を認識するときの眼状態の特性を利用して、計測対象者に負荷を与えることなく正確に認知負荷を計測することができる。
【００７２】
また、この認知負荷計測装置によれば、視線移動時に瞬目行為が発生した直前の停留時間を個別認識時の停留時間とし、視線移動時に瞬目行為が発生していない直前の停留時間を空間認識時の停留時間として選別して認知負荷を演算することができるので、運転者の眼の特性を利用して運転時の状況に応じた認知負荷を演算することができる。
【００７３】
更に、この認知負荷計測装置によれば、個別認識時の停留時間を蓄積して停留時間の頻度分布を求めると共に、空間認識時の停留時間を蓄積して停留時間の頻度分布を求めるので、各停留時間の代表値に基づいて認知負荷を確実に計測することができる。
【００７４】
更にまた、この認知負荷計測装置によれば、計測対象者に負荷をかけることなく運転中の認知負荷が計測可能となり、計測対象者の認知負荷に応じて表示タイミングを制御することにより、外界の物体及び表示装置６に表示させた表示内容を視認する負荷を低減し、運転性を向上することができる。特に、この認知負荷計測装置によれば、高齢ドライバのように認知負荷が若年者よりも長くなりがちな運転者の場合、適切な表示タイミングを調整することができる。
【００７５】
更にまた、この認知負荷計測装置によれば、例えば交差点等のナビゲーションシステム４により提示する情報量が多い状況において、計測対象者の認知負荷が高い場合には、優先順位の低い情報の表示タイミングを、優先順位が高い情報の表示タイミングよりも遅くして表示装置６に表示させるので、車両運転者が外界の物体を認識する負荷が高いときに表示装置６に情報の表示をさせずに、運転者の運転性を向上させることができる。
【００７６】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明を適用した認知負荷計測装置において、認知負荷を演算する原理を説明するための図である。
【図２】本発明を適用した認知負荷計測装置において、認知負荷を演算するに際して取得する停留時間の頻度分布について説明するための図である。
【図３】本発明を適用した認知負荷計測装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明を適用した認知負荷計測装置の認知負荷演算部の機能的な構成を示すブロック図である。
【図５】本発明を適用した認知負荷計測装置において、認知負荷を計測するときの処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７８】
１  眼状態計測部
２  車速センサ
３  認知負荷演算部
４  ナビゲーションシステム
５  表示タイミング演算部
６  表示装置
１１  注視点検出部
１２  瞬目状態検出部
２１  注視点移動量算出部
２２  注視点停留状態判断部
２３  瞬目有無判断部
２４  停留時間算出部
２５  停留時間データ選別部
２６  個別認識停留時間データ記憶部
２７  個別認識停留時間データ頻度分布演算部
２８  空間認識停留時間データ記憶部
２９  空間認識停留時間データ頻度分布演算部
３０  認知負荷指標算出部
【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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