(57)【要約】【課題】運転者にとってより適切なタイミングで運転支援を行うことが可能な運転支援装置を提供する。【解決手段】運転支援装置１のＥＣＵ１０では、対象物抽出部２０が、画像センサ群２による検出結果に基づいて、コリジョンコース上の他車両や夜間の歩行者といった運転者が認識困難な障害物である対象物を検出する。そして、衝突リスク設定部３０が、生体センサ群４による検出結果に基づいて、対象物抽出部２０により検出した対象物に当該車両５が衝突する可能性の度合（衝突リスク）を、生体変動値（運転者の心理状態が冷静であるほど低い値を示す）に応じて高度に設定する。その後、車載制御部４０が、衝突リスク設定部３０による設定結果に基づいて、運転支援として予め用意された複数の車載制御から選択して、衝突リスクに応じた車載制御（警報や強制介入）を行うようにした。これにより、警報タイミングや介入タイミングに運転者の心理状態が反映される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の周辺環境から当該車両の走行の障害となる障害物を検出する障害物検出手段と、
前記障害物検出手段により検出した障害物について、予め規定された評価基準に基づき、当該車両の運転者が認識容易な第１の障害物、及び、当該運転者が認識困難な第２の障害物のいずれの種別であるかを判定する種別判定手段と、
前記種別判定手段による判定結果に基づいて、前記種別が第２の障害物である場合に、当該車両が該障害物に衝突する可能性の度合を表す衝突リスクを、前記種別が第１の障害物である場合に比べて高度に設定する衝突リスク設定手段と、
当該運転者に対する運転支援として予め用意された複数の車載制御から選択して、前記衝突リスク設定手段により設定した衝突リスクに応じた車載制御を行う車載制御手段と、
を備える運転支援装置において、
当該運転者の心理状態を反映した身体作用を表す値であって該心理状態が冷静であるほど低い値を示す生体変動値を検出する生体検出手段を備え、
前記衝突リスク設定手段は、前記生体検出手段により検出した生体変動値に応じて大きな係数を乗じた衝突リスクを設定することを特徴とする運転支援装置。
【請求項２】
前記障害物検出手段は、可視光と赤外線とによってそれぞれ前記障害物を検出し、
前記評価基準は、少なくとも可視光によって検出可能な障害物を前記第１の障害物とし、可視光によって検出不可であり且つ赤外線によって検出可能な障害物を前記第２の障害物とするように規定されていることを特徴とする請求項１に記載の運転支援装置。
【請求項３】
前記障害物検出手段は、少なくとも可視光によって前記障害物を検出し、
前記評価基準は、当該車両に対してコリジョンコースを走行する他車両を前記第２の障害物とするように規定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の運転支援装置。
【請求項４】
前記障害物検出手段は、当該車両の進行方向に対して予め設定された角度に向けて当該車両に取り付けられた画像センサを有し、
前記種別判定手段は、前記画像センサにより連続的に撮像された撮像画像において前記障害物が同一の画像位置に存在し、該撮像画像のうち前記障害物以外の画像部分を表す背景画像だけが変化する場合に、該障害物を前記コリジョンコース上の他車両とすることを特徴とする請求項３に記載の運転支援装置。
【請求項５】
前記衝突リスク設定手段は、前記種別が第１の障害物である場合に前記衝突リスクをゼロに設定することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の運転支援装置。
【請求項６】
前記衝突リスクは、低度、中度、及び、高度の３段階に分かれており、
前記車載制御手段は、前記衝突リスクが低度である場合、前記障害物の存在について説明するガイド音声の出力を行い、前記衝突リスクが中度である場合、前記障害物の位置に応じた方向から当該運転者に指向するように警告音の出力を行い、前記衝突リスクが高度である場合、前記障害物に対する衝突回避に必要な強制回避操作を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の運転支援装置。
【請求項７】
当該車両のフロントガラスに向けて車内に配置され、空間伝播中に可聴音に変換される超音波によって前記警告音をビーム状に放射すると共に該放射方向を調整可能に構成された複数の放射器を備え、
前記車載制御手段は、前記障害物検出手段によって前記障害物が検出されると、前記フロントガラスのうち該障害物の位置に応じた部分に反射して前記警告音が当該運転者に指向するように、前記放射器の少なくとも一つを選択して該放射方向を調整することを特徴とする請求項６に記載の運転支援装置。
【請求項８】
前記生体変動値は、当該運転者の心拍数、血圧値、体温、発汗量、及び、呼吸数の少なくとも一つの増加度合であることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の運転支援装置。
【請求項９】
車両の周辺環境から当該車両の運転者が認識困難な障害物である対象物を検出する対象物検出手段と、
当該運転者の心理状態を反映した身体作用を表す値であって該心理状態が冷静であるほど低い値を示す生体変動値を検出する生体検出手段と、
前記対象物検出手段により検出した対象物に当該車両が衝突する可能性の度合を表す衝突リスクを、前記生体検出手段により検出した生体変動値に応じて高度に設定する衝突リスク設定手段と、
当該運転者に対する運転支援として予め用意された複数の車載制御から選択して、前記衝突リスク設定手段により設定した衝突リスクに応じた車載制御を行う車載制御手段と、
を備えることを特徴とする運転支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転支援として予め用意された複数の車載制御から選択して衝突リスクに応じた車載制御を行う運転支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の走行中に車載レーダや画像センサ等によって検出した障害物との距離や相対速度などを計測し、その計測結果に基づいて当該車両がその障害物に衝突する可能性の度合を表す衝突リスクを設定する運転支援装置が知られている。一般的に、この種の運転支援装置は、その衝突リスクに応じてディスプレイやスピーカを使った警報から自動ブレーキ等による強制介入まで各種の車載制御を行うようにされている。
【０００３】
また、この種の運転支援装置では、道路側に設置された通信インフラや他の車両などとの間で行う無線通信によって、運転者側から死角となる領域に関する情報を取得し、その情報を使って当該車両の走行に対する障害物を検出した場合に、上記の衝突リスクを通常よりも高度に設定する車載制御が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
これにより、少なくとも運転者にとって認識困難な障害物に対する警報のタイミングが早まるので、このような障害物の存在を早期に運転者に気付かせることが期待され、運転者に余裕をもって衝突回避に必要な運転操作を行わせることで、事故防止に寄与すると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−３０５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、運転者が障害物の存在を認識していない状況においては、警報がなされることは運転者にとって当然に予期しがたいことであり、このようにいつなされるかわからない警報が突然行われた場合に、運転者の心理状態に与える影響を考慮しておくとよい。
【０００７】
しかし、従来の運転支援装置では、この点が車載制御にあまり考慮されておらず、運転者が興奮状態にある場合であっても、冷静に必要な運転操作を行うことが容易な場合であっても、同じタイミングで警報後の強制介入が行われることになるため、これにより、前者と後者との少なくとも一方の場合に不都合が生じてしまう可能性があった。
【０００８】
つまり、前者の場合、介入タイミングが興奮状態にある運転者にとって遅すぎるものとなり、急ブレーキ等によって運転者に少なからず負荷をかけてしまう可能性があった。後者の場合、介入タイミングが冷静な運転者にとって早すぎるものとなり、自分で必要な運転操作を行う前に自動ブレーキ等が発動することで、運転者に煩わしさを感じさせてしまう可能性があった。
【０００９】
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、運転者にとってより適切なタイミングで運転支援を行うことが可能な運転支援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】
【００１０】
上記目的を達成するためになされた第１発明である請求項１に記載の運転支援装置では、障害物検出手段が、車両の周辺環境から当該車両の走行の障害となる障害物を検出し、種別判定手段が、障害物検出手段により検出した障害物について、予め規定された評価基準に基づき、当該車両の運転者が認識容易な第１の障害物、及び、当該運転者が認識困難な第２の障害物のいずれの種別であるかを判定する。
【００１１】
また、この運転支援装置では、衝突リスク設定手段が、種別判定手段による判定結果に基づいて、上記の種別が第２の障害物である場合に、当該車両がその障害物に衝突する可能性の度合を表す衝突リスクを、上記の種別が第１の障害物である場合に比べて高度に設定する。そして、車載制御手段が、当該運転者に対する運転支援として予め用意された複数の車載制御から選択して、衝突リスク設定手段により設定した衝突リスクに応じた車載制御を行う。
【００１２】
本発明の運転支援装置では、このような構成において、当該運転者の心理状態を反映した身体作用を表す値であってその心理状態が冷静であるほど低い値を示す生体変動値を検出する生体検出手段を備え、上記の衝突リスク設定手段が、生体検出手段により検出した生体変動値に応じて大きな係数を乗じた衝突リスクを設定するように構成した。
【００１３】
このように構成された運転支援装置では、説明の便宜上、上記の車載制御について衝突リスクがある閾値（第１の閾値）を上回ると警報を行い、第１の閾値よりも大きいある閾値（第２の閾値）を上回ると強制介入を行うことを例にとると、まず、運転者にとって認識困難な障害物に対する警報タイミングが早まることになる。なお、警報前に上記の生体変動値が大きい値を示す場合には警報タイミングがさらに早まることになるが、いずれにしても認識困難な障害物に対する警報タイミングが通常よりも早まることに変わりはない。
【００１４】
ここで仮に、警報によって運転者の心理状態が変化した場合（以下「興奮時」ともいう）には、上記の生体変動値が大きい値にふれ、これに伴い衝突リスクに乗じる係数が大きくなるため、衝突リスクが第２の閾値を上回るタイミング、すなわち介入タイミングが冷静時よりも早められ、その結果、比較的緩やかに自動ブレーキやステアリング操作等を行うことができる。
【００１５】
また仮に、運転者が冷静な場合には、上記の生体変動値が例えふれたとしても小さい値にふれ、これに伴い衝突リスクに乗じる係数が小さくなるため、上記と同様の理由により、介入タイミングが興奮時よりも遅くなり、その結果、不要な強制介入を発動することなく運転者自身による衝突回避操作を促すことができる。
【００１６】
このように警報や強制介入を例に説明したが、運転支援として予め用意された複数の車載制御から選択して衝突リスクに応じた車載制御を行うものであれば、多かれ少なかれ上記の例をあてはめることができる。
【００１７】
したがって、本発明の運転支援装置によれば、従来装置と比較して、より事故防止に寄与することになると同時に、運転者に与える煩わしさを軽減することができ、ひいては運転者にとってより適切なタイミングで運転支援を行うことができる。
【００１８】
なお、運転者が認識困難な障害物（つまり、第２の障害物）については、従来装置のように、道路側に設置された通信インフラや他の車両などとの間で行う無線通信を利用して、運転者側から死角となる領域に関する情報（死角情報）を取得することにより検出してもよいが、このようなシステムは大がかりなものとなりその整備に必要なコストが嵩む。このため、より簡易な構成によって障害物の種別を識別でき、コストを抑制することができれば、当該装置を多くの車両に搭載しやすくなる。
【００１９】
そこで例えば、本発明の運転支援装置では、請求項２に記載のように、障害物検出手段が、可視光と赤外線とによってそれぞれ障害物を検出し、上記の評価基準について、少なくとも可視光によって検出可能な障害物を第１の障害物とし、可視光によって検出不可であり且つ赤外線によって検出可能な障害物を第２の障害物とするように規定してもよい。
【００２０】
この構成によれば、例えば夜間走行時の見えにくい歩行者などを赤外線によって検出した場合に、衝突リスクが通常よりも高度に設定されるので、警報や介入タイミングが早まることにより、事故防止に大きく寄与することができる。さらにいえば、通信インフラや他の車両などに依存することなく、画像センサやレーダなどの監視センサを車両に設置するだけでよいので、導入コストを抑制することができる。
【００２１】
また例えば、本発明の運転支援装置では、請求項３に記載のように、障害物検出手段が、少なくとも可視光によって障害物を検出し、上記の評価基準については、当該車両に対してコリジョンコースを走行する他車両を第２の障害物とするように規定してもよい。
【００２２】
この構成によれば、例えば走行時の視界が良好であっても互いを早期に視認することが著しく困難な場合に、上記と同様の理由により、事故防止に大きく寄与することができ、さらに導入コストを抑制することができる。
【００２３】
なお、コリジョンコースとは、そのまま進み続ければ衝突するはずの一点に向かって等速直線運動をしている二つの車両がそれぞれ辿る各走行進路をいう。また、このようなコリジョンコース上の他車両を検出する具体的な構成としては、例えば請求項４に記載のようにすればよい。
【００２４】
すなわち、障害物検出手段が、当該車両の進行方向に対して予め設定された角度に向けて当該車両に取り付けられた画像センサを有し、種別判定手段が、画像センサにより連続的に撮像された撮像画像において障害物が同一の画像位置に存在し、これら撮像画像のうち障害物以外の画像部分を表す背景画像（画像位置や画像自体）だけが変化する場合に、その障害物をコリジョンコース上の他車両と推定するように構成する。
【００２５】
この構成によれば、撮像画像においてなんらかのもの（障害物）が移動していないように撮像されていることを検出すればよい（但し、背景画像の変化を検出する必要がある）ので、障害物（車両）を識別するためのパターンマッチ等の処理を行う必要がなく、簡易な処理によってコリジョンコース上の他車両の存在を認識することができる。
【００２６】
また、本発明の運転支援装置において、衝突リスク設定手段は、請求項５に記載のように、上記の種別が第１の障害物である場合に衝突リスクをゼロに設定するようにしてもよい。つまり、運転者が認識困難な障害物（第２の障害物）に対してだけ、警報や強制介入などの車載制御（運転支援）を行うように機能を絞ることで、さらに簡易な処理で実現可能となる。また、警報のもつ意味が明確になるため、運転者に注意すべき対象（第２の障害物）の存在を直感的に理解させることができる。
【００２７】
ところで、具体的な運転支援としての車載制御については、衝突リスクに応じたかたちで各種のバリエーションが考えられるが、処理をむやみに複雑化させることなく且つ効果的な制御を行うことがコストバランスの面から望ましいといえる。
【００２８】
例えば、請求項６に記載のように、衝突リスクについては、低度、中度、及び、高度の３段階に予め分けておき、車載制御手段は、衝突リスクが低度である場合、障害物の存在について説明するガイド音声の出力を行い、衝突リスクが中度である場合、障害物の位置に応じた方向から当該運転者に指向するように警告音の出力を行い、衝突リスクが高度である場合、障害物に対する衝突回避に必要な強制回避操作を行うようにする。
【００２９】
この構成では、例えば運転者が冷静な心理状態のとき（冷静時）にはガイド音声の出力が行われ、一方、運転者の心理状態が変化したとき（興奮時）には警告音の出力が行われ、また、運転者が仮に完全に冷静さを失ってパニック状態にあるとき（パニック時）には強制介入が行われる。
【００３０】
つまり、冷静時にはガイド音声のセンテンスによって運転者に障害物に関する情報（障害物情報）を認識させ、興奮時には警告音の出力方向によって直感的に運転者に障害物情報を認識させることによって、自らの衝突回避操作を促すことが期待され、一方、パニック時には運転者による衝突回避操作が期待薄であることから、強制介入を行うことにした。これにより、具体的に運転者の心理状態に応じて、なるべく運転者および車両の双方にとって負荷のかからないかたちで、適切な運転支援を簡易な処理によって実現することができる。
【００３１】
さらにいえば、この構成によれば、警報を行うためにディスプレイを必要としないので、その分だけコストを抑制することができる。また、ディスプレイによる表示ではなく、ガイド音声や警告音の出力を行う理由は、運転者に走行の妨げとなるような視線の移動を極力避けるためであり、なお且つ、視覚よりも聴覚に訴求するほうがかえって運転者の注意を向けやすいことによる。このため、運転者に障害物に関する情報を認識させる確度を向上することも期待できる。
【００３２】
なお、強制介入による衝突回避操作（強制回避操作）については、自動ブレーキの他に、衝突を回避可能な方向へ自動的に操舵するステアリング操作なども含まれ、同時に電動式シートベルトを自動的に巻き上げるようにしてもよい。
【００３３】
また、警告音の出力方向を運転者に認識させるためには、例えば運転席に向けて複数のスピーカを設置してもよいが、フロントガラスの近傍には設置しづらいという問題や、一般的なスピーカでは指向性がわかりづらいという問題が考えられる。
【００３４】
そこで例えば、請求項７に記載のように、当該車両のフロントガラスに向けて車内に配置するスピーカとして、空間伝播中に可聴音に変換される超音波によって警告音をビーム状に放射すると共にその放射方向を調整可能に構成された放射器を複数備えるようにする。そして、車載制御手段は、障害物検出手段によって障害物が検出されると、上記のフロントガラスのうちその障害物の位置に応じた部分に反射して警告音が運転者に指向するように、上記の放射器の少なくとも一つを選択して放射方向を調整するとよい。
【００３５】
このように構成された運転支援装置では、障害物が検出されるとその障害物の位置に応じて放射器の選択や放射方向の調整が行われるため、その障害物に対する衝突リスクが低度から中度に移るまでに予め調整を終えることが可能になり、衝突リスクが中度に達すると即座に適切な指向性を有する警告音を出力することができる。さらにいえば、フロントガラスの近傍に設置する必要がないので搭載性が向上し、しかも障害物の方向を瞬時にわかりやすく運転者に伝えることができる。
【００３６】
なお、上記の生体変動値については、請求項８に記載のように、当該運転者の心拍数、血圧値、体温、発汗量、及び、呼吸数の少なくとも一つの増加度合であることが望ましい。これらの増加度合については、いずれも電極や光学素子を用いて検出することができるので、例えばステアリングホイールやシートベルトに電極等を備え付けることにより、比較的容易に検出することができるためである。
【００３７】
以上では、障害物の検出後にその種別を判定して衝突リスクを設定することを前提としていたが、このような前提となる構成をさらに簡略化した場合であっても、上記目的を達成することができる。
【００３８】
具体的には、上記目的を達成するためになされた第２発明である請求項９に記載の運転支援装置では、対象物検出手段が、車両の周辺環境から当該車両の運転者が認識困難な障害物である対象物を検出し、生体検出手段が、上記の生体変動値を検出する。そして、衝突リスク設定手段が、対象物検出手段により検出した対象物に当該車両が衝突する可能性の度合を表す衝突リスクを、生体検出手段により検出した生体変動値に応じて高度に設定し、車載制御手段が、当該運転者に対する運転支援として予め用意された複数の車載制御から選択して、衝突リスク設定手段により設定した衝突リスクに応じた車載制御を行う。
【００３９】
このように構成された運転支援装置によれば、障害物の検出対象を運転者が認識困難な対象物（第２の障害物に相当する）に予め特化した分、第１の障害物を検出するための構成や、障害物の種別を判定する処理を省略することができ、ひいてはコストを抑制すると共に、運転者にとって適切なタイミングで運転支援を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明が適用された実施形態としての運転支援装置１の構成を示すブロック図である。
【図２】ＥＣＵ１０のＣＰＵが実行する運転支援処理の手順を示すフローチャートである。
【図３】運転者にとってコリジョンコース上の他車両の見え方を示す模式図である。
【図４】運転者にとって周辺視野から急に飛び出してくる人の見え方を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下に、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
［装置構成］
図１は、本発明が適用された実施形態としての運転支援装置１の構成を示すブロック図である。
【００４２】
図１に示すように、運転支援装置１は、車両５に搭載されて当該車両５の運転者に対する運転支援を行う装置であって、車両５の周辺環境から当該車両５の走行の障害となり得るもの（以下「障害物」という）を検出するための画像センサ群２と、車両５の挙動を検出してその検出結果を入力する挙動センサ群３と、運転者からの生体信号を入力する生体センサ群４と、障害物の存在について説明するガイド音声や警告音の出力を行うスピーカ群６と、障害物に対する衝突回避に必要な強制回避操作を行うためのアクチュエータ群８と、各センサ群２〜４からの入力に基づいて各種処理を実行し、スピーカ群６およびアクチュエータ群８のうち少なくとも一方を制御する電子制御装置（以下「ＥＣＵ」という）１０とを備えている。
【００４３】
画像センサ群２は、障害物のうち車両５に対してコリジョンコースを走行する他車両を対象物として特に検出するための一般的なカメラ（以下「車載カメラ」という）１２と、可視光と赤外線とによってそれぞれ映し出された撮像画像を比較して夜間に運転者が認識困難な障害物を対象物として特に検出するためのステレオカメラ１４とから構成される。
【００４４】
車載カメラ１２は、車両５の進行方向に対して予め設定された角度（例えば４５°）に向けて当該車両５に取り付けられた一組のカメラからなり、当該車両５の左右斜め前方の風景を可視光によって撮像し、その撮像画像を画像データとしてＥＣＵ１０に出力する。
【００４５】
ステレオカメラ１４は、車両５の進行方向に向けて当該車両５に取り付けられた車載カメラと周知のナイトビジョンとからなり、可視光と赤外線とによって当該車両５の前方における同一の風景をそれぞれ撮像し、これらの撮像画像を画像データとしてＥＣＵ１０に出力する。
【００４６】
なお、ナイトビジョンは、赤外線を用いて撮像した画像をディスプレイに表示して夜間の視界を確保する装置として通常用いられるものであり、遠赤外線方式および近赤外線方式が採用されている。ちなみに、遠赤外線方式は、熱源を遠赤外線カメラで捉えてディスプレイに表示する方式であり、２眼スレテオ視の原理によって、熱源である障害物の位置を特定する。一方、近赤外線方式は、近赤外線のライトで前方を照らし、近赤外線感度のあるカメラで撮像して表示する方式であり、例えば夜間の歩行者などをパターンマッチングで認識して強調表示する。
【００４７】
挙動センサ群３は、特に車両５の等速直線運動を検出するために用いられ、車両５の前後方向に加わる加速度を検出する加速度センサ１６と、車両５の走行速度（車速）を検出する車速センサ１８と、車両５の直進方向に対する操舵角を検出する操舵角センサ１９とから構成されている。
【００４８】
生体センサ群４は、心拍数、血圧値、体温、発汗量、及び、呼吸数等を表す生体信号が変化するときの増加度合のように、運転者の心理状態を反映した身体作用を表す値であって、その心理状態が冷静であるほど低い値を示す値（以下「生体変動値」という）を、人体内部の電気抵抗を測定することによって検出する複数のセンサからなる。
【００４９】
なお、上記の生体変動値のうち、心拍数については、例えばステアリングリムにおける把持部に左右一対に設けられた電極によって、運転者の左右の手がこれら電極にそれぞれ接触した際に生じる電位差に基づく心電信号と、片側のステアリングスポークに設けられた光学素子によって、運転者の指が光学素子に接触した際の受光量に基づく脈波信号とを用いて検出する。また、血圧値については、例えばもう一方の片側のステアリングスポークに設けられた周知の指血圧計によって検出し、体温および発汗量については、例えば上記のステアリングリムにおける電極を用いて皮膚抵抗を測定することによって検出する。さらにいうと、呼吸数については、例えばシートベルトにおいて運転者の胸部と脇腹部とにそれぞれ当接する部分に設けられた電極によって、これら電極間のインピーダンス変化を測定することによって検出する。あるいは、シートベルトにおいて運転者の腹部に当接する部分に設けられた周知の変位センサによって、呼吸運動による腹部の動きを測定することによって検出する。
【００５０】
スピーカ群６は、車内オーディオやナビゲーション装置からの音声を出力するための一般的なスピーカシステム（以下「車載スピーカ」という）２２と、車両５のフロントガラスに向けて車内の天井部などに配置され、フロントガラスに反射して運転者に指向するように音声を出力する複数の放射器からなる超指向性の音響反射システム（以下「超指向性スピーカ」という）２４とから構成される。
【００５１】
なお、超指向性スピーカ２４は、人間の耳には聞こえないある周波数以上（例えば２０ｋＨｚ以上）の超音波が、ある音圧レベル（例えば１２０ｄＢ）を超えるレベルによって空気中を伝播する過程で生み出す歪みを利用して可聴帯域の音声を得る周知のものである。具体的には、個々の放射器が、空間伝播中に可聴音に変換される超音波によって各種音声をビーム状に放射するように構成される。
【００５２】
また、超指向性スピーカ２４は、個々の放射器がモータ等によってフロントガラスへの音声の放射方向（すなわち、放射器の向き）を調整可能にも構成される。そして、各放射器の一つまたはこれらの組合せを選択すると共に、その選択された放射器の放射方向を調整することによって、運転者にとってあたかもフロントガラスにおける複数の部分のいずれかから音声が出力されるように指向性を変更可能にされている。
【００５３】
アクチュエータ群８は、周知のブレーキアシストやプリクラッシュブレーキ（自動ブレーキ）のように車両５を減速または停止させるためのブレーキアクチュエータ（以下「ブレーキＡＣＴ」という）２６と、電動式ステアリングを駆動するためのステアリングＡＣＴ２７と、電動式シートベルトを巻き上げるためのシートベルトＡＣＴ２８などによって構成されている。
【００５４】
［ＥＣＵの構成］
ＥＣＵ１０は、画像センサ群２により検出した障害物から運転者が認識困難な対象物を抽出する対象物抽出部２０と、対象物抽出部２０により抽出した障害物に車両５が衝突する可能性の度合を表す衝突リスクを設定する衝突リスク設定部３０と、運転者に対する運転支援として予め用意された複数の車載制御から選択して、衝突リスク設定部３０により設定した衝突リスクに応じた車載制御を行う車載制御部４０とを備える。
【００５５】
なお、対象物抽出部２０，衝突リスク設定部３０，車載制御部４０は、いずれも、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，フラッシュメモリ，ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）等を備えた周知のマイクロコンピュータ上で周期的に実行される処理として実現される。また、フラッシュメモリには、超指向性スピーカ２４に関し、フロントガラスにおける複数の部分（反射部分）のいずれかから音声が運転者に指向するように、フロントガラス上の反射部分と各放射器の一つまたはこれらの組合せ及び各放射方向とを予め対応づけた音響テーブルが記憶されている。
【００５６】
［運転支援処理］
次に、ＥＣＵ１０のＣＰＵが、ＲＯＭやフラッシュメモリ等に記憶されている制御プログラムに基づいて実行する運転支援処理について、図２のフローチャートに沿って詳しく説明する。なお、制御プログラムには、障害物の種別に関し、後述する第１の障害物と第２の障害物とのいずれであるかを判定するための評価基準が予め書き込まれている。
【００５７】
本処理は、車両５のＩＧスイッチがオンされると開始され、ＩＧスイッチがオフされるまで所定の周期（例えば、数ｍｓ）で繰り返し実行される。
まず、本処理が開始されると、Ｓ１０１では、対象物抽出部２０が、ステレオカメラ１４による撮像画像（車両５の進行方向の風景が撮像された画像）に周知のパターンマッチング等の画像認識処理を施すことにより、車両５の前方正面側に障害物が存在するか否かを判断し、ここで肯定判断した場合にはＳ１０２に移行し、否定判断した場合にはＳ１０７に移行する。
【００５８】
Ｓ１０２では、対象物抽出部２０が、Ｓ１０１における撮像画像中の障害物の位置（車両５に対する相対位置）を２眼スレテオ視の原理によって特定して、その障害物と車両５との距離（相対距離）を算出する。
【００５９】
続いて、Ｓ１０３では、衝突リスク設定部３０が、Ｓ１０２で算出した相対距離に応じて、その相対距離が小さいほど衝突リスク（車両５が障害物に衝突する可能性の度合）を高度に設定する。なお、本実施形態では、ここでの衝突リスクを０〜５の範囲内で設定する。但し、その数値が大きいほど衝突リスクが高度であるものとする。
【００６０】
次に、Ｓ１０４では、対象物抽出部２０が、Ｓ１０１における撮像画像中の障害物について、ステレオカメラ１４のうちの車載カメラ（即ち、可視光）によって撮像されているものであるか否かを判断し、ここで肯定判断した場合にはその障害物が車両５の運転者にとって認識容易なもの（第１の障害物）であるとみなしてＳ１０５に移行する。一方、否定判断した場合には、その障害物が、ステレオカメラ１４のうちのナイトビジョン（即ち、赤外線）だけによって撮像されているものであるので、車両５の運転者にとって認識困難なもの（第２の障害物）であるとみなしてＳ１０６に移行する。
【００６１】
そして、衝突リスク設定部３０が、Ｓ１０３において設定した衝突リスクに対して、Ｓ１０５では予め設定された緩和値（本実施形態では０．５）だけ減算し、Ｓ１０６では予め設定された緊縮値（本実施形態では０．５）だけ加算して、Ｓ１１１に移行する。これにより、運転者が視認可能な障害物に対しては衝突リスクが減算され、運転者が視認困難な障害物に対しては衝突リスクが加算されることになる。
【００６２】
ところで、車両５の前方正面側に障害物が検出されない場合に移行するＳ１０７では、対象物抽出部２０が、挙動センサ群３による検出結果（加速度、車速、操舵角）に基づいて、車両５の走行状態が等速直線運動を示しているか否かを判断し、ここで肯定判断した場合にはＳ１０８に移行し、否定判断した場合にはＳ１０１に戻る。
【００６３】
Ｓ１０８では、対象物抽出部２０が、車載カメラ１２によって連続的に撮像された撮像画像においてなんらかの物体が同一の画像位置に存在しているか否かを判断し、ここで肯定判断した場合には、その同一の画像位置に存在している物体を、車両５の前方斜め側に存在する障害物とみなしてＳ１０９に移行し、否定判断した場合にはＳ１０１に戻る。具体的には、複数の撮像画像間において類似する画像データが存在する場合に、その画像データの画素位置が概ね一致していれば、同一の画像位置に障害物が存在しているものとして検出する。
【００６４】
Ｓ１０９では、対象物抽出部２０が、Ｓ１０８における撮像画像のうち障害物以外の画像部分を背景画像として特定し、その特定した背景画像（画像位置や画像自体）が複数の撮像画像間において変化しているか否かを判断し、ここで肯定判断した場合には、Ｓ１０８にて検出した障害物をコリジョンコース上の他車両とみなしてＳ１１０に移行し、否定判断した場合にはＳ１０１に戻る。
【００６５】
なお、ここでは、図３に示すように、撮像画像において同一の画像位置で障害物が少しずつ大きく変化していることを検出した場合に限って、コリジョンコース上の他車両が当該車両５に接近しているものとみなしてＳ１１０に移行する。また、障害物の変化度合に基づいて当該車両５との相対速度を検出し、その相対速度が大きいほど次ステップ（Ｓ１１０）における衝突リスクをより高度に設定する。
【００６６】
Ｓ１１０では、衝突リスク設定部３０が、コリジョンコース上の他車両を第２の障害物に相当する対象物として検出し、この対象物を検出した場合に予め用意された規定値（本実施形態では３）に衝突リスクを設定する。そして、前述したように、この対象物の相対速度に応じて大きな緊縮値を上記の規定値に加算して、Ｓ１１１に移行する。これにより、当該車両５がコリジョンコース上の他車両に衝突すると仮定した場合にその衝突までに要する時間（ＴＴＣ）が短いほど、衝突リスクがより高度に設定されることになる。
【００６７】
そして、Ｓ１１１では、衝突リスク設定部３０が、Ｓ１０５またはＳ１１０で設定された衝突リスクに対して、生体センサ群４により検出した生体変動値に基づく係数を乗じることにより、衝突リスクを再設定する。但し、生体変動値が大きいほど、衝突リスクに乗じる係数（以下「衝突係数」という）も大きく設定されるものとする。つまり、心拍数や、血圧値、体温、発汗量、呼吸数の増加度合（特に急激な増加度合）が大きいほど、運転者が冷静さを失って適切な判断力や認識能力などが低下することから、衝突リスクをより高度に設定することにしている。
【００６８】
なお、本実施形態の衝突係数は、生体変動値に基づいて運転者の心理状態を判定し、運転者が冷静であると判定した場合（例えば生体変動値がマイナスを示す場合）には０．７５、運転者が興奮状態にあると判定した場合（例えば生体変動値が比較的大きい場合）には１．２５、運転者がパニック状態にあると判定した場合（例えば生体変動値が極めて大きい場合）には１．７５にそれぞれ設定される。これにより、運転者が冷静な場合には通常よりも衝突リスクを低度に設定し、運転者が興奮状態にある場合には通常よりも衝突リスクを高度に設定する。さらに、運転者がパニック状態にある場合には衝突リスクを極めて高く設定するようにしている。ちなみに、運転者の心理状態については、単に生体変動値の大きさだけで判定するのではなく、心拍数、血圧値、体温、発汗量、及び、呼吸数等に関する生体変動値のうち、所定の規定値を上回る生体変動値の種類の数も加味して、例えばその数に応じた確からしさ（尤度）を生体変動値に乗じて判定するようにしている。
【００６９】
最後に、Ｓ１１２では、車載制御部４０が、Ｓ１１１で再設定された衝突リスクに基づいて、当該車両５の運転者に対する運転支援として予め用意された複数の車載制御から、その衝突リスクに応じた車載制御を選択的に行って、本処理を終了する。
【００７０】
具体的には、車載制御部４０は、衝突リスクが３以上４未満である場合を低度の範囲とし、このときには車載スピーカ２２を介して、例えば「ひだりからくるまがせっきんちゅう」のように、障害物の存在について説明するガイド音声の出力を行う。これにより、例えば運転者が冷静な状態であれば、ガイド音声による情報を正確に認識して適切な運転操作を判断できると期待される。しかも車載スピーカ２２を用いるだけでよいので、車載制御の負担を軽減することができる。
【００７１】
一方、衝突リスクが４以上５未満である場合を中度の範囲とし、このときにはフラッシュメモリに記憶されている音響テーブルを参照して超指向性スピーカ２４を制御することにより、当該車両５のフロントガラスのうち障害物の位置（または角度）に応じた部分に反射して運転者に指向するように、例えばスキール音やエンジン音のような単純な警告音（運転者に説明が不要な音）の出力を行う。これにより、例えば運転者が興奮状態にあれば、情報認識能力が低下している場合であっても、警告音の存在とその出力方向とによって情報を感覚的に認識して適切な運転操作を判断できると期待される。しかも超指向性スピーカ２４を用いるものの、車両５に対して強制回避操作を行う必要がないので、車載制御の負担を比較的軽減することができる。
【００７２】
また、衝突リスクが３以上を低度の閾値（第１の閾値）、５以上を高度の閾値（第２の閾値）として、衝突リスクが第１の閾値以上になると上述のように音声の出力を行い、衝突リスクが第２の閾値以上になると、アクチュエータ群８を介して、当該車両５が障害物に対する衝突回避に必要な強制回避操作を行う。例えば、まずブレーキＡＣＴ２６を介して自動ブレーキを作動すると共に、衝突リスクが６を上回ると、さらにシートベルトＡＣＴ２８を介して電動式シートベルトを自動的に巻き上げ、衝突リスクが７を上回ると、さらにステアリングＡＣＴ２７を介して衝突回避方向に電動式ステアリングを作動させる。
【００７３】
［本実施形態の効果］
以上説明したように、本実施形態の運転支援装置１では、運転者の心理状態に応じて、運転者が冷静であれば衝突リスクをより低度に設定し、運転者が興奮状態（またはパニック状態）にあれば衝突リスクをより高度に設定する。そして、その設定した衝突リスクが、第１の閾値以上になると警報を行い、第２の閾値以上になると強制介入を行う。
【００７４】
このため、運転者が冷静であれば、警報タイミングや介入タイミングが興奮時（またはパニック時）よりも遅くなるので、不要な警報や強制介入を発動する機会を抑制でき、運転者が興奮状態（またはパニック状態）にあれば、冷静時よりも早期に警報や強制介入を行うので、最終的には比較的緩やかに自動ブレーキ等を作動させることができる。
【００７５】
したがって、本実施形態の運転支援装置１によれば、従来装置と比較して、より事故防止に寄与することになると同時に、運転者に与える煩わしさを軽減することができ、ひいては運転者にとってより適切なタイミングで運転支援を行うことができる。
【００７６】
また、運転支援装置１では、運転者の心拍数、血圧値、体温、発汗量、及び、呼吸数の増加度合をそれぞれ表す各種の生体変動値と、規定値を上回る生体変動値の種類の数とに基づいて、運転者の心理状態を判定するため、単に生体変動値の大きさだけで判定する場合と比較して、その判定精度を向上することができる。
【００７７】
また、運転支援装置１では、コリジョンコース上の他車両や夜間の歩行者等のように、運転者が視認困難な障害物を検出した場合に、衝突リスクを通常よりも高度に設定するので比較的早期に警報を行うことになり、運転者に危険を認識させるために必要な時間を通常よりも充分に確保でき、運転者が気付かないことに起因する事故の発生を抑制できる。
【００７８】
また、運転支援装置１では、仮に警報によって運転者が冷静さを失ってしまった場合であっても、前述のように冷静時よりも早期に強制介入を行うので、運転者や車両になるべく負荷をかけずに衝突を回避させることができる。
【００７９】
また、運転支援装置１では、警報を行う際にも、運転者の心理状態に応じて、運転者が冷静であれば音声ガイドの出力を行い、運転者が興奮状態にあれば障害物の方向から指向するように警告音を出力するので、なるべく制御負担のかからないかたちで確実に、障害物に関する情報を運転者に認識させることができる。
【００８０】
［本実施形態と特許請求の範囲との対応関係］
なお、本実施形態において、画像センサ群２が障害物検出手段、対象物抽出部２０（Ｓ１０１〜Ｓ１０４）が種別判定手段、画像センサ群２および対象物抽出部２０（Ｓ１０７〜Ｓ１０９）が対象物検出手段、衝突リスク設定部３０が衝突リスク設定手段、車載制御部４０が車載制御手段、生体センサ群４が生体検出手段に相当する。
【００８１】
［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
【００８２】
例えば、上記実施形態の運転支援装置１は、コリジョンコース上の他車両を検出する際の精度を上げるために挙動センサ群３を備えているが、この構成を省略して、車載カメラ１２により連続的に撮像された撮像画像だけを用いて検出するようにしてもよい。
【００８３】
さらにいえば、上記実施形態の運転支援装置１では、障害物を検出するために車載カメラ１２などの画像センサ群２を用いているが、周知のレーダ装置を、画像センサ群２の代わりに用いてもよいし、画像センサ群２と併用してもよい。
【００８４】
また、上記実施形態の運転支援装置１では、運転者が視認困難な障害物として、コリジョンコース上の他車両と夜間の歩行者等とを検出しているが、必ずしも両方を検出する必要がなく、いずれか一方の検出に特化するようにしてもよい。
【００８５】
さらにいえば、運転者が視認困難な障害物として、車両５の走行経路に向かって急に飛び出してくる対象物を検出するようにしてもよい。具体的には、車載カメラ１２により連続的に撮像された撮像画像に微分処理を施して水平、垂直の輪郭線を強調した画像を生成し、その画像に対して離散的余弦変換を行って、周波数空間での情報分布を求める。そして、周波数空間での情報分布を示す係数を画像間で比較することにより、その係数の増加箇所を対象物として検出すればよい（例えば、特開２００１−２２９３８号公報参照）。これにより、図４に示すように、運転者の周辺視野の範囲で混沌としている背景から急に飛び出してくる人などを検出することができる。
【００８６】
また、上記実施形態の運転支援装置１では、ステレオカメラ１４により検出した対象物の種別が第１の障害物（運転者が視認容易な障害物）である場合にも、衝突リスクに応じた車載制御を行うようにしているが、このような場合には一律に衝突リスクをゼロに設定することにより、第２の障害物（運転者が視認困難な障害物）に特化した運転支援を行うようにしてもよい。
【００８７】
なお、上記実施形態の運転支援処理については、あくまでも一例であり、本発明の特徴が損なわれない範囲において各種の設計変更を行ってもよい。例えば、衝突リスクの範囲について、低度、中度、及び、高度の３段階に分けているが、これに限定されずに、複数段階であればよいし、警告音と強制回避操作の他に、運転者による衝突回避操作をアシストする制御を行ってもよい。
【００８８】
また、上記実施形態の運転支援処理では、衝突リスクの設定後にその衝突リスクが中度の範囲内であれば超指向性スピーカ２４を制御するようにしているが、画像センサ群２によって障害物（もしくは第２の障害物だけ）を検出すると直ちにその制御を開始するようにしてもよい。この場合、衝突リスクが中度の範囲内であれば、指向性が適切に調整された警告音を直ちに出力することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１…運転支援装置、２…画像センサ群、４…生体センサ群、６…スピーカ群、８…アクチュエータ群、１０…ＥＣＵ１２…車載カメラ、１４…ステレオカメラ、２０…対象物抽出部、２２…車載スピーカ、２４…超指向性スピーカ、２６…ブレーキＡＣＴ、２７…ステアリングＡＣＴ、２８…シートベルトＡＣＴ、３０…衝突リスク設定部、４０…車載制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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