(57)【要約】【課題】空走時間を短くして、より安全な車両の制御を可能にする安全運転支援装置等を提供する。【解決手段】車両に搭載される安全運転支援装置は、車両を運転する運転者の脳波信号を計測する脳波計測部と、運転者の視野範囲をセンシングするセンシング部とセンシング部が取得した運転者の視野範囲において、移動する物体を検出する物体検出部と、物体が検出されたタイミングを起点として予め定められる脳波特徴区間における脳波信号の事象関連電位の特徴成分の値と、予め定められた閾値とを比較し、比較した結果に基づいて運転者が危険を認知しているか否かを判別する危険判別部と、判別結果が、運転者が危険を認知していないことを示しているときは、車両を制御するための制御信号を出力する出力部とを備えている。【選択図】図５
2012173803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される安全運転支援装置であって、
前記車両を運転する運転者の脳波信号を計測する脳波計測部と、
前記運転者の視野範囲をセンシングするセンシング部と、
前記センシング部が取得した前記運転者の視野範囲において、移動する物体を検出する物体検出部と、
前記物体が検出されたタイミングを起点として予め定められる脳波特徴区間における前記脳波信号の事象関連電位の特徴成分の値と、予め定められた閾値とを比較し、比較した結果に基づいて前記運転者が危険を認知しているか否かを判別する危険判別部と、
前記判別結果が、前記運転者が危険を認知していないことを示しているときは、前記車両を制御するための制御信号を出力する出力部と
を備えた安全運転支援装置。
【請求項２】
前記危険判別部は、
前記事象関連電位の特徴成分の値が、前記予め定められた閾値以上の場合には、前記運転者が危険を認知していると判別し、
前記事象関連電位の特徴成分の値が、前記予め定められた閾値未満の場合には、前記運転者が危険を認知していないと判別する、
請求項１に記載の安全運転支援装置。
【請求項３】
前記脳波特徴区間は、前記物体が検出されたタイミングを起点とした１００ｍｓ以上３００ｍｓ以下の区間である、請求項１に記載の安全運転支援装置。
【請求項４】
前記物体検出部は、前記車両の進行方向と交差する方向に移動している物体を前記移動する物体として検出する、請求項１に記載の安全運転支援装置。
【請求項５】
前記センシング部は、前記運転者の視線方向を計測するセンサをさらに有し、
前記物体検出部は、検出した前記物体の位置と前記センサが計測した前記視線方向とが一致したタイミングを、物体が検出されたタイミングとして検出する、
請求項１に記載の安全運転支援装置。
【請求項６】
前記出力部は、前記車両を加速又は減速するための制御信号、または、前記車両を旋回させるための制御信号を出力する、請求項１に記載の安全運転支援装置。
【請求項７】
前記出力部は、前記運転者が危険を認知したことを周囲へ通知するための制御信号を出力する、請求項１に記載の安全運転支援装置。
【請求項８】
前記出力部は、ランプの点灯およびホーンの鳴動の少なくとも一方を行うための制御信号を出力する、請求項７に記載の安全運転支援装置。
【請求項９】
前記出力部が前記制御信号を出力した後、前記運転者による操作が行われたか否かを監視する操作監視部をさらに備え、
前記操作監視部による監視の結果、前記制御信号の出力後、前記物体が検出されたタイミングを起点とする所定の時間経過後に前記運転者によって前記制御信号に関連する車両設備の操作が行われなかった場合には、前記出力部は前記制御信号に基づく制御を解除する、請求項１に記載の安全運転支援装置。
【請求項１０】
所定の時間は６００ｍｓである、請求項９に記載の安全運転支援装置。
【請求項１１】
前記操作監視部による監視の結果、前記制御信号の出力後、前記物体が検出されたタイミングを起点とする所定の時間経過後に前記運転者によって前記制御信号に関連する車両設備の操作が行われなかった場合であって、かつ、前記移動している物体と前記車両との距離を、前記移動している物体と前記車両との相対速度で除した値が予め設定された閾値以上のときは、前記出力部は前記制御信号に基づく制御を解除する、請求項９に記載の安全運転支援装置。
【請求項１２】
前記操作監視部による監視の結果、前記制御信号の出力後、前記物体が検出されたタイミングを起点とする所定の時間経過後に前記運転者によって前記制御信号に関連する車両設備の操作が行われなかった場合であって、かつ、前記移動している物体と前記車両との距離を、前記移動している物体と前記車両との相対速度で除した値が予め設定された閾値未満のときは、前記出力部は前記制御信号に基づく制御を継続する、請求項９に記載の安全運転支援装置。
【請求項１３】
車両に搭載される安全運転支援装置であって、
前記運転者の視野範囲をセンシングするセンシング部と、
前記センシング部が取得した前記運転者の視野範囲において、移動する物体を検出する物体検出部と、
脳波計測部によって計測された、前記車両を運転する運転者の脳波信号の、前記物体が検出されたタイミングを起点として予め定められる脳波特徴区間における前記脳波信号の事象関連電位の特徴成分の値と、予め定められた閾値とを比較し、比較した結果に基づいて前記運転者が危険を認知しているか否かを判別する危険判別部と
を備えた安全運転支援装置。
【請求項１４】
車両を運転する運転者の脳波信号を計測するステップと、
前記運転者の視野範囲をセンシングするステップと、
センシングされた前記運転者の視野範囲において、移動する物体を検出するステップと、
前記物体が検出されたタイミングを起点として予め定められる脳波特徴区間における前記脳波信号の事象関連電位の特徴成分の値と、予め定められた閾値とを比較し、比較した結果に基づいて前記運転者が危険を認知しているか否かを判別するステップと、
判別する前記ステップの判別結果が、前記運転者が危険を認知していないことを示しているときは、前記車両を制御するための制御信号を出力するステップと
を包含する、安全運転支援方法。
【請求項１５】
安全運転支援装置に設けられたコンピュータによって実行されるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータプログラムは、前記安全運転支援装置に実装されるコンピュータに対し、
車両を運転する運転者の脳波信号を受け取るステップと、
前記運転者の視野範囲をセンシングするステップと、
センシングされた前記運転者の視野範囲において、移動する物体を検出するステップと、
前記物体が検出されたタイミングを起点として予め定められる脳波特徴区間における前記脳波信号の事象関連電位の特徴成分の値と、予め定められた閾値とを比較し、比較した結果に基づいて前記運転者が危険を認知しているか否かを判別するステップと、
判別する前記ステップの判別結果が、前記運転者が危険を認知していないことを示しているときは、前記車両を制御するための制御信号を出力するステップと
を実行させる、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両を制御する車両制御装置及び車両制御方法に関する。より具体的には、本発明は、ユーザの脳波を計測し、事象が発生した際のユーザの危険認知の反応を判別して衝突回避の制御を作動させる、安全運転を支援するための装置、方法、およびコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両に関連する衝突を回避する機能が開発されてきている。そのような機能は、ＡＢＳ（Ａｎｔｉｌｏｃｋ  Ｂｒａｋｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）等のブレーキの制御を含んでいる。
【０００３】
例えば、車両に備えられたレーダやカメラにより、歩行者や他車両などの障害物を検知し、車両と障害物との衝突回避を行うプリクラッシュセーフティシステムの開発が進められている。より具体的に説明すると、プリクラッシュセーフティシステムは、検知した歩行者や他車両などの障害物と、車両との衝突危険度を算出する。このシステムは、衝突危険度に基づいて車両が障害物に衝突する危険性が高いと判断した場合には、運転者の意思にかかわらずブレーキ制御等を自動的に発動させて、事故を回避することを可能としている。
【０００４】
特許文献１は、衝突危険度を算出して自車を自動制御する装置を開示している。特許文献１によれば、車の前方にカメラが備えられ、装置はそのカメラを用いて自車と障害物との距離及び相対速度を検出する。当該装置は障害物との距離及び相対速度の値から接触の可能性を判断し、自動的に各車輪のブレーキをかける。
【０００５】
自車と障害物との距離を相対速度で除した値はＴＴＣ（Ｔｉｍｅ  Ｔｏ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）と呼ばれている。自動車業界では、障害物接近の危険を示す一つの指標として、一般的に利用されている。ＴＴＣの値と閾値とを比較して、ＴＴＣが閾値を下回った場合には、自動ブレーキを発動させて衝突事故を回避する。
【０００６】
上記ＴＴＣを利用して、特許文献１では、自車の車速に応じて閾値を設定する手法が提案されている。速度が遅い方が、速い場合に比べて衝突時の衝撃も小さく、危険性は少ない。しかしその反面、車間距離を充分に確保することができないため、閾値は小さく設定される。設定される閾値の例としては、時速８０ｋｍを上回る場合には閾値１．２が、時速８０ｋｍを下回る場合には、閾値０．８が設定される。例えば、市街地等において自車が時速４０ｋｍで走行している場合を考える。歩行者や前方車に対するＴＴＣが０．８を下回ると、自動ブレーキが発動される。ＴＴＣが０．８を下回る状況では、このままブレーキを踏まなければ自車は０．８秒後に前方の人や車両に衝突する。逆に、高速道路等において自車が時速１００ｋｍで走行しており、前方車が急に停止した場合、前方車対するＴＴＣが１．２を下回るときに、自動ブレーキが発動される。ＴＴＣが１．２を下回る状況では、自車と前方車との車間距離は１２０ｍである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−２４５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の衝突回避システムは、自車が障害物に接近し、衝突の危険性が高くなったタイミングまで運転者がブレーキを踏まなかったと判定すると、衝突回避のための自動制御、すなわち自動ブレーキの発動を行う。その結果、急制動となることが避けられず、周囲の車や人に危険を及ぼしてしまうという課題があった。以下に、この課題の詳細を説明する。
【０００９】
ＴＴＣと比較される閾値の値を大きくすれば、時間的余裕を持った衝突回避制御が可能になる。すなわち、接近してくる物体が存在する場合、すぐに自動ブレーキを発動させることも可能である。しかし、早めに自動ブレーキを発動させると、運転者が衝突回避システムを過信し、システムに依存することになる。これでは、本当にブレーキを強く踏み込むことが必要な場面で、運転者がブレーキを踏まないという事態が発生してしまう。
【００１０】
よって、運転者がシステムを過剰に依存しすぎないようにするために、システムは衝突の危険性が高くなったタイミングであるにもかかわらず運転者がブレーキを踏まなかったと判定するまでは、自動ブレーキを発動させないようにしなければならない。運転者が本当にブレーキを踏むかどうかは、ブレーキを強く踏み込まなければもはや衝突は避けられない衝突直前のタイミングでブレーキが踏まれていたか（踏む動作を見せたか）どうかで判断する必要がある。つまり、衝突直前になるまでその判断をすることができない。
【００１１】
次に、従来の衝突回避システムにおいて、運転者が本当にブレーキを踏むかどうかを確認するタイミングを説明する。危険事象が発生した際、運転者がその危険を察知し、実際にブレーキを踏む動作を開始するまでに、ある程度の時間がかかる。危険事象が発生してから、運転者がブレーキを踏む動作に移るまでの時間は空走時間と呼ばれている。空走時間は、前方車両衝突警報の性能要求に関する文献（「自動車−前方車両衝突警報装置−性能要求事項及び試験手順［ＪＩＳ  Ｄ  ０８０２：２００２］」、日本規格協会発行。１２ページＡ．３．１、２００２）によると、平均０．６６秒であるといわれている。この空走時間は、運転者が危険事象の知覚、認知、行うべき動作の判断、脳から足への動作の指示、ペダルの踏み替え動作等を行っている時間である。すなわち、運転者が素早くブレーキを踏んだと思っても、実際にブレーキを踏むという行為が行われるまで０．６秒程度を要すると言える。従って、従来の衝突回避システムは、危険事象が発生してから約０．６秒待たなければ、運転者がブレーキを踏んだかどうかを確認することができない。
【００１２】
ブレーキ制御等の安全運転支援の発動タイミングが遅くなると、衝突までに残された時間が短くなる。その結果、衝突回避のための制御が、急ブレーキや急ハンドルなどの急制動になる。自動的に急制動が行われると、周囲の車や人に、副次的な危険を発生させてしまう可能性がある。
【００１３】
例えば、自車が突然、自動的に急ブレーキを発動させた場合、後続の車は、突然停止した前方車への追突を回避するため、同様に急ブレーキ等の急制動を行わなければならない。特に運転者が高齢の場合は、ブレーキを踏んだことを確認できないと判定されることが多くなり、自動的な急ブレーキ等の制御が多く発動する傾向が考えられる。それに伴い、周囲への危険も多くなることが問題となる。
【００１４】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、空走時間を短くして、より安全な車両の制御を可能にする安全運転支援装置等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明による安全運転支援装置は、車両に搭載される安全運転支援装置であって、前記車両を運転する運転者の脳波信号を計測する脳波計測部と、前記運転者の視野範囲をセンシングするセンシング部と、前記センシング部が取得した前記運転者の視野範囲において、移動する物体を検出する物体検出部と、前記物体が検出されたタイミングを起点として予め定められる脳波特徴区間における前記脳波信号の事象関連電位の特徴成分の値と、予め定められた閾値とを比較し、比較した結果に基づいて前記運転者が危険を認知しているか否かを判別する危険判別部と、前記判別結果が、前記運転者が危険を認知していないことを示しているときは、前記車両を制御するための制御信号を出力する出力部とを備えている。
【００１６】
前記危険判別部は、前記事象関連電位の特徴成分の値が、前記予め定められた閾値以上の場合には、前記運転者が危険を認知していると判別し、前記事象関連電位の特徴成分の値が、前記予め定められた閾値未満の場合には、前記運転者が危険を認知していないと判別してもよい。
【００１７】
前記脳波特徴区間は、前記物体が検出されたタイミングを起点とした１００ｍｓ以上３００ｍｓ以下の区間であってもよい。
【００１８】
前記物体検出部は、前記車両の進行方向と交差する方向に移動している物体を前記移動する物体として検出してもよい。
【００１９】
前記センシング部は、前記運転者の視線方向を計測するセンサをさらに有し、前記物体検出部は、検出した前記物体の位置と前記センサが計測した前記視線方向とが一致したタイミングを、物体が検出されたタイミングとして検出してもよい。
【００２０】
前記出力部は、前記車両を加速又は減速するための制御信号、または、前記車両を旋回させるための制御信号を出力してもよい。
【００２１】
前記出力部は、前記運転者が危険を認知したことを周囲へ通知するための制御信号を出力してもよい。
【００２２】
前記出力部は、ランプの点灯およびホーンの鳴動の少なくとも一方を行うための制御信号を出力してもよい。
【００２３】
前記安全運転支援装置は、前記出力部が前記制御信号を出力した後、前記運転者による操作が行われたか否かを監視する操作監視部をさらに備え、前記操作監視部による監視の結果、前記制御信号の出力後、前記物体が検出されたタイミングを起点とする所定の時間経過後に前記運転者によって前記制御信号に関連する車両設備の操作が行われなかった場合には、前記出力部は前記制御信号に基づく制御を解除してもよい。
【００２４】
所定の時間は６００ｍｓであってもよい。
【００２５】
前記操作監視部による監視の結果、前記制御信号の出力後、前記物体が検出されたタイミングを起点とする所定の時間経過後に前記運転者によって前記制御信号に関連する車両設備の操作が行われなかった場合であって、かつ、前記移動している物体と前記車両との距離を、前記移動している物体と前記車両との相対速度で除した値が予め設定された閾値以上のときは、前記出力部は前記制御信号に基づく制御を解除してもよい。
【００２６】
前記操作監視部による監視の結果、前記制御信号の出力後、前記物体が検出されたタイミングを起点とする所定の時間経過後に前記運転者によって前記制御信号に関連する車両設備の操作が行われなかった場合であって、かつ、前記移動している物体と前記車両との距離を、前記移動している物体と前記車両との相対速度で除した値が予め設定された閾値未満のときは、前記出力部は前記制御信号に基づく制御を継続してもよい。
【００２７】
本発明による他の安全運転支援装置は、車両に搭載される安全運転支援装置であって、前記運転者の視野範囲をセンシングするセンシング部と、前記センシング部が取得した前記運転者の視野範囲において、移動する物体を検出する物体検出部と、脳波計測部によって計測された、前記車両を運転する運転者の脳波信号の、前記物体が検出されたタイミングを起点として予め定められる脳波特徴区間における前記脳波信号の事象関連電位の特徴成分の値と、予め定められた閾値とを比較し、比較した結果に基づいて前記運転者が危険を認知しているか否かを判別する危険判別部とを備えている。
【００２８】
本発明による安全運転支援方法は、車両を運転する運転者の脳波信号を計測するステップと、前記運転者の視野範囲をセンシングするステップと、センシングされた前記運転者の視野範囲において、移動する物体を検出するステップと、前記物体が検出されたタイミングを起点として予め定められる脳波特徴区間における前記脳波信号の事象関連電位の特徴成分の値と、予め定められた閾値とを比較し、比較した結果に基づいて前記運転者が危険を認知しているか否かを判別するステップと、判別する前記ステップの判別結果が、前記運転者が危険を認知していないことを示しているときは、前記車両を制御するための制御信号を出力するステップとを包含する。
【００２９】
本発明によるコンピュータプログラムは、安全運転支援装置に設けられたコンピュータによって実行されるコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムは、前記安全運転支援装置に実装されるコンピュータに対し、車両を運転する運転者の脳波信号を受け取るステップと、前記運転者の視野範囲をセンシングするステップと、センシングされた前記運転者の視野範囲において、移動する物体を検出するステップと、前記物体が検出されたタイミングを起点として予め定められる脳波特徴区間における前記脳波信号の事象関連電位の特徴成分の値と、予め定められた閾値とを比較し、比較した結果に基づいて前記運転者が危険を認知しているか否かを判別するステップと、判別する前記ステップの判別結果が、前記運転者が危険を認知していないことを示しているときは、前記車両を制御するための制御信号を出力するステップとを実行させる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、危険事象発生直後のユーザの危険認知状態を判別して車両を制御できるため、空走時間が短く、早めに危険回避のための自動制御を発動させることができるため、急制動が減少され、安全性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】国際１０−２０法の電極位置を示す図である。
【図２】１コース目の危険認知／危険非認知事象に対応するＥＲＰの総加算平均波形を示す図である。
【図３】危険認知事象ＥＲＰと危険非認知事象ＥＲＰの時間ごとのＴ検定結果を示す図である。
【図４】危険認知事象に対応するＥＲＰと危険非認知事象に対応するＥＲＰについて、実験協力者ごとの１００ｍｓ以上２００ｍｓ以下の区間平均電位の値のプロット結果を示す図である。
【図５】本発明の実施形態１における安全運転支援装置１００のブロック構成図である。
【図６】安全運転支援装置１００の構成の一例として、自動車の運転席に構成した例を示す図である。
【図７】安全運転支援装置１００の全体的な処理手順を示すフローチャートである。
【図８】（ａ）は、センシング部３０により撮影された映像の例を示す図であり、（ｂ）は算出されたオプティカルフローの例を示す図である。
【図９】危険判別部５０が行うステップＳ５０の処理のフローチャートである。
【図１０】ベースライン補正されたＥＲＰの例を示す図である。
【図１１】従来方法のＴＴＣを利用した手法と、本手法の比較を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態１において、従来手法と同様の急ブレーキを作動させた場合の例を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態２にかかる安全運転支援装置１１０のブロック構成図である。
【図１４】安全運転支援装置１１０の全体的な処理手順を示すフローチャートである。
【図１５】図１４のステップＳ７０の処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本願発明者らは、空走時間を短くするために、ブレーキを踏む前の運転者の脳活動に着目した。脳による事象の知覚、認知の過程において、運転者がその事象を危険と感じたかどうかを検出できれば、ブレーキを踏んだことの確認を待たずに危険回避のための機器が自動制御を行うべきかを判断できると考えた。
【００３３】
そこで、本願発明者らは、事象が発生した際に、その事象を危険と感じたかどうかで運転者の脳波に違い（特徴）が現れるかを計測する実験を実施した。その結果、運転者が危険とは思わなかった事象に比べ、危険と認知した事象では、事象発生後１００ｍｓ以上２００ｍｓ以下の区間に特徴的な信号が現れることを見出した。本願明細書では、上記のような、運転者が危険と認知することを「危険認知」と呼び、危険と認知した事象を「危険認知事象」と呼ぶこととする。逆に、運転者が危険とは認知しなかったことを「危険非認知」、危険とは思わなかった事象を「危険非認知事象」と呼ぶこととする。
【００３４】
まず、その実験内容及び実験結果から得られた新しい知見を説明する。
【００３５】
本願発明者らは、ドライビングシミュレータ（Ｄｒｉｖｉｎｇ  Ｓｉｍｕｌａｔｏｒ。ホンダ製。以降「ＤＳ」と省略する。）を利用し、８名の男性実験協力者に対し、実験を行った。ＤＳでは、約２分の市街地コースを運転する課題を与えた。市街地コースの道路状況として、センターラインのない狭い道路を設定した。実験協力者らはこの市街地コースを所定の道順を時速３０ｋｍで走行した。カーナビゲーションシステムによる経路案内は使用しなかった。道順の暗記や速度感覚の練習のため、実験協力者らには実験直前に２回、コースを所定の道順で走行してもらった。
【００３６】
続いて実験条件を説明する。本実験では、コース中に、明らかに危険認知事象および危険非認知事象と判断される複数の事象を発生させた。以下の説明では、実験協力者によって現実にはまだ認知が行われていない事象であっても、その事象を発生させれば危険認知事象または危険非認知事象に分類される蓋然性が極めて高いものについては、それぞれ危険認知事象および危険非認知事象と呼ぶ。
【００３７】
危険認知事象と危険非認知事象のどちらも、道路の右側および左側から人物を飛び出させることとした。人物の飛び出し事象は、道路わきの路地から突然人物が出現する事象で、飛び出し開始まで、実験協力者は人物の存在を知ることができないようにした。
【００３８】
危険認知事象と危険非認知事象では、人物の飛び出しタイミングに違いを設定した。危険認知事象では、ＤＳ内の仮想的な空間内での飛び出し位置から約１６ｍ手前（時速３０ｋｍでＴＴＣ２秒）に自車が差し掛かったときに、人物を飛び出させた。危険非認知事象では、飛び出し位置から約２４ｍ手前（時速３０ｋｍでＴＴＣ３秒）に自車が差し掛かったときに、人物を飛び出させた。
【００３９】
実験協力者には、交通ルールを遵守して走行するよう指示したため、危険認知／危険非認知事象ともに、実験協力者は事象発生後に衝突回避のためのブレーキを踏む必要があった。１回の走行で、危険認知事象２回、危険非認知事象２回の計４回の事象を発生させ、人物を飛び出させた。各実験協力者は、それぞれ危険認知／危険非認知事象の順番や発生位置が異なるコースを４回走行した。各実験協力者は、合計で危険認知事象８回、危険非認知事象８回を体験してもらった。
【００４０】
また、実験協力者には運転中に脳波計（ティアック製。ポリメイトＡＰ−１１２４）を装着させた。脳波計の電極は国際１０−２０電極法に従って配置した。図１は、国際１０−２０法の電極位置を示す。以下、図１に示す記号を用いて説明する。導出電極をＰｚ（正中頭頂部）、基準電極をＡ２（右マストイド）、接地電極をＦｐｚ（前額部）にそれぞれ配置した。脳波として、Ａ２電位を基準とするＰｚの電位を計測した。本願発明者らは、サンプリング周波数２００Ｈｚ、時定数３秒で計測した脳波データに対して１Ｈｚ以上１５Ｈｚ以下のバンドパスフィルタ処理をかけた。事象発生時点（人物飛び出し時点）を起点に−２００ｍｓから１０００ｍｓの脳波データを１つの事象関連電位（以降、ＥＲＰ（Ｅｖｅｎｔ−Ｒｅｌａｔｅｄ  Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）と記述する。）の解析区間とし、−２００ｍｓから０ｍｓの電位の平均値でベースライン補正を行った。
【００４１】
本願発明者らは、上記実験の実験協力者のうち、覚醒度が低い１名、ＤＳ酔いが発生した１名を除く６名の脳波を対象に、解析を行った。また、危険であると最も強く感じた１回目のコースの危険認知／危険非認知事象を対象に、事象発生起点で抽出したＥＲＰの解析を行った。
【００４２】
以下では、危険認知／危険非認知事象の事象発生時点を起点にしたＥＲＰを、それぞれ、危険認知／危険非認知事象に対応するＥＲＰと記述する。
【００４３】
図２は、１コース目の危険認知／危険非認知事象に対応するＥＲＰの総加算平均波形を示す。図２の横軸は、飛び出し事象発生からの時間（単位：ｍｓ）で、縦軸はＰｚの電位（単位：μＶ）を示している。グラフの実線は危険認知事象に対応するＥＲＰ波形、点線は危険非認知事象に対応するＥＲＰ波形を示している。グラフ下部の黒線は、危険認知と危険非認知の各波形において５％有意な差が見られる時区間を示している。図２の結果より、危険認知事象では、危険非認知事象に比べて、２００ｍｓの部分で陽性の信号が発生していると考えられる。
【００４４】
図３は、危険認知事象ＥＲＰと危険非認知事象ＥＲＰの時間ごとのＴ検定結果を示す。図３の横軸は時間（単位：ｍｓ）で、縦軸はＰ値を示している。図３中の２本の破線に挟まれた区間は、５％以下の有意差の範囲を示している。
【００４５】
図２、図３の結果から、危険認知事象に対応するＥＲＰと危険非認知事象に対応するＥＲＰでは、２００ｍｓ以上４００ｍｓ未満、６００ｍｓ周辺、８００ｍｓ周辺に違いが見られ、特に、２００ｍｓ周辺（１００ｍｓ以上２００ｍｓ以下の範囲）に大きな差が見られることがわかる。
【００４６】
図４は、危険認知事象に対応するＥＲＰと危険非認知事象に対応するＥＲＰについて、実験協力者ごとの１００ｍｓ以上２００ｍｓ以下の区間平均電位の値のプロット結果を示す。図４の左側は、危険認知事象に対応するＥＲＰの区間平均電位の値を示している。丸印は各実験協力者の区間平均値であり、棒グラフは全実験協力者の平均の値である。右側の危険非認知事象に対応するＥＲＰも同様に、実験協力者ごとの区間平均電位の値と平均の値とを示している。図４の結果から、１００ｍｓ以上２００ｍｓ以下において、危険認知事象に対応するＥＲＰと危険非認知事象に対応するＥＲＰの値の分布に５％有意な差が見られた。すなわち、危険認知事象では、危険非認知事象に比べ、２００ｍｓ付近に陽性の成分が発生するという知見が得られた。
【００４７】
脳波の成分で、刺激呈示後２００ｍｓ付近に発生する陽性成分はＰ２００成分と呼ばれ、これまで様々な用途で利用されている。従来のＰ２００成分の利用方法を以下に説明する。たとえば鎮静睡眠薬剤の薬効の計測に関する文献（特開平１０−３３５１３号公報）によれば、Ｐ２００成分は刺激の痛さ等を知覚として認識した場合の反応と説明されている。また、覚醒時／ＲＥＭ睡眠時／入眠時の外科医刺激に対する応答性比較に関する研究（「ＲＥＭ睡眠期と入眠期の事象関連電位の比較」、高原他、広島大学総合科学部紀要ＩＶ理系編、第２８巻、１−１１頁、２００２年１２月）によれば、Ｐ２００成分はＲＥＭ睡眠時の音声刺激の反応として認知されていた。さらに、脳波特徴信号を利用した脳波インタフェースに関する技術「事象関連電位を利用したヒトの心理状態等の判定装置」（特許第４３６９２９０号公報）では、目標とする刺激に対する反応としてＰ２００成分が扱われている。「脳波インタフェースシステムのための起動装置、方法およびコンピュータプログラム」（特許第４３９２４６５号公報）では、ユーザのアプリ起動意思を反映する信号として利用されている。
【００４８】
上記のように、Ｐ２００成分はこれまで、刺激に対する危険の認知反応としては考慮されていなかった。また、物体が出現したタイミング（または移動を開始したタイミング）を起点としてＥＲＰの特徴成分を抽出することは、考慮されていなかった。つまり、対象物を危険と認知した際に出現する２００ｍｓの陽性成分は、上記の実験により見出された従来とは異なる知見であるといえる。
【００４９】
上記の知見から、本願発明者らは、ある事象を見て危険と感じる場合（危険認知の場合）と危険と感じない場合（危険非認知の場合）とを、事象発生時点を起点としたＥＲＰの特定の時区間の平均電位値で判別することにより、ブレーキ動作を行う前に危険を感じブレーキを踏む意思があるかどうか（自動ブレーキを発動させるべきかどうか）を判別できることを着想し、本願発明をなすに至った。
【００５０】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【００５１】
（実施形態１）
図５は、本実施形態における安全運転支援装置１００のブロック構成図を示す。
【００５２】
安全運転支援装置１００は、運転者１０の脳波信号を利用して危険を認知したかを検出し、自車を自動的に制御する装置である。
【００５３】
安全運転支援装置１００は、脳波計測部２０と、センシング部３０と、物体検出部４０と、危険判別部５０と、出力部６０とを備えている。
【００５４】
脳波計測部２０は、運転者１０の脳波を計測する。センシング部３０は、運転者の視野範囲を継続的に監視（センシング）し、センシングした情報を逐次出力する。物体検出部４０は、センシングした情報から進行方向に存在する物体を検出する。危険判別部５０は、検出された物体が出現したタイミングを起点に計測した脳波信号を解析し、前記物体に対して危険を感じたかを判別する。出力部６０は判別結果に基づいて、自車を制御する。なお、運転者１０のブロックは説明の便宜のために示されている。以下、各ブロックを詳しく説明する。
【００５５】
脳波計測部２０は、運転者１０の頭部に装着された電極の電位変化（脳波信号）を計測する脳波計である。本願発明者らは、将来的には装着型の脳波計を想定している。そのため、脳波計はヘッドマウント式脳波計であってもよい。その際、運転者１０は予め脳波計を装着しているものとする。
【００５６】
運転者１０の頭部に装着されたとき、その頭部の所定の位置に接触するよう、脳波計測部２０には電極が配置されている。例えば図１に示す国際１０−２０法の電極位置において、後頭部（Ｐｚ）、マストイド（Ａ１またはＡ２）の位置で頭部と接触するように電極を配置する。
【００５７】
また、車のシート（たとえばヘッドレスト）に電極を埋め込み、または、天井やシートベルトアンカー付近から延びる細長いアームに電極を設け、運転者１０が着座すると、脳波計の電極が運転者１０の頭部と接するようにしてもよい。但し、後頭部Ｐｚ以外の部位でも計測は可能であり、ヘッドレストに電極が埋め込まれている場合など、Ｏｚ等のＰｚ周辺位置に電極を配置しても良い。電極位置は、信号測定の信頼性および装着の容易さ等から決定される。
【００５８】
この結果、脳波計測部２０は運転者１０の脳波を測定できる。測定された脳波の信号は、コンピュータで処理できるようにサンプリングされ、予め決められた一定時間分のデータは脳波計測部２０内部にある記憶部に記憶され、かつ随時更新できる。なお、脳波計測部２０は、脳波信号に予め例えば１Ｈｚ以上１５Ｈｚ以下のバンドパスフィルタ処理を施すことにより、脳波信号に混入するノイズの影響を低減できる。なお、脳波計測部２０によってローパスフィルタ処理が施された脳波信号は、有線または無線で後述する危険判別部５０に送る。
【００５９】
センシング部３０は、運転者の視野範囲を継続的に監視（センシング）し、センシングした情報を逐次出力する。センシング部３０は、例えば運転者の視野範囲である車両の進行方向の映像を撮影するカメラ、ミリ波によって距離や形状を計測するミリ波レーダである。センシング部３０は、センシングして得られた映像信号、距離、形状等の情報をコンピュータで処理できるようにサンプリングする。予め決められた一定時間分のデータはセンシング部３０の記憶部に記憶され、かつ随時更新することができる。
【００６０】
物体検出部４０は、センシング部３０から出力された情報に基づいて、自車が衝突する可能性のある物体を探索し、対象となる物体が出現したタイミングを検出する。ここで、衝突する可能性のある物体とは、自動車や人物、自転車などに代表される動体や、信号や照明などの、動体ではないが、見え方が変化する物体が挙げられる。
【００６１】
センシング部３０がカメラであり、映像の撮影によるセンシングを行っていた場合、物体検出部４０は、画像処理を行って撮影された映像中に存在する物体を探索する。例えば、人物を探索する場合は、色情報を利用して肌色検出を行ったり、領域分割による形状解析から、胴体や足と思われる領域を検出したり、映像の画像差分を利用することで、領域形状の変化から姿勢を推定し、人物を特定する処理を行う。
【００６２】
なお、上記のように、必ずしも動体が何であるかを認識して検出を行わなくてもよい。例えば、映像中のオプティカルフロー（動画像のフレームにおける物体の動きに関するベクトル）を計算し、背景のオプティカルフローと逸脱した動作をする領域を動体として検出してもよい。また、画像中の輝度により、輝度が一定値以上変化したものを対象物体として検出してもよい。
【００６３】
危険判別部５０は、脳波計測部２０から脳波信号を受け取り、物体検出部４０が検出した対象物体の出現タイミングを起点に脳波信号を解析する。ここでいう「対象物体の出現タイミング」とは、対象物体が検出されたタイミングを意味している。
【００６４】
そして危険判別部５０は、運転者１０が対象物体に対し危険を感じたかどうかを判別する。具体的には、危険判別部５０は、対象物体の出現タイミングを起点にしたＥＲＰを解析し、ＥＲＰに含まれる特徴成分の値と、予め危険判別部５０が保持する閾値との比較により、その事象は危険認知事象および危険非認知事象のいずれであったかを判別する。
【００６５】
出力部６０は、危険判別部５０の判別結果に基づいて、自車を制御する。自車の制御とは、例えば、ブレーキをかけたり、周囲の車に運転者１０の危険認知を通知する制御である。
【００６６】
次に、安全運転支援装置１００の具体的な構成を説明する。
【００６７】
図６は、安全運転支援装置１００の構成の一例として、自動車の運転席に構成した例を示す。
【００６８】
運転席のヘッドレストに脳波計測部２０が配置されている。脳波計測部２０の電極は、運転者１０の着座時に、脳波計測部２０は運転者１０の耳後（マストイド）の位置と後頭部に自然に接するように配置されている。計測されたデータは、有線または無線で、危険判別部５０に送信される。
【００６９】
脳波計測部２０の電極は、銀塩化銀電極により接触抵抗の変動が抑えられており、後頭部に接する電極については、電極表面に突起を設けて髪の毛をよけて直接電極が頭皮に接する機構を設けてもよく、必ずしも電極にペーストをつけておく必要は無い。
【００７０】
センシング部３０はフロントガラス上部に配置され、自車前方の映像を撮影する。センシング部３０は運転者１０の視界の妨げにならない位置に配置される。例えば、センシング部３０はルームミラーの裏側やダッシュボード上部に配置されてもよい。計測されたデータは、有線または無線で、物体検出部４０に送信される。
【００７１】
物体検出部４０は、運転者１０のシート内やダッシュボード内に配置される。物体検出部４０が比較的小型であれば、センシング部３０と同一の筐体に含むよう構成してもよい。計測されたデータは、有線または無線で、危険判別部５０に送信される。
【００７２】
危険判別部５０は、運転者１０のシート内や下、あるいはダッシュボード内に配置される。脳波計測部１０がヘッドマウント式脳波計である場合には、ヘッドマウント内部に配置されてもよい。計測されたデータは、有線または無線で、出力部６０に送信される。
【００７３】
出力部６０は、車内に配置される。例えば出力部６０はダッシュボード下に配置され、ブレーキを制御する回路に接続される。または出力部６０は、物理的にブレーキペダルを動作させるよう、ブレーキペダルの支点付近に配置される。
【００７４】
上記の機能ブロックは、同一のＣＰＵやＤＳＰ内部で処理されてもよい。また、センシング部３０と物体検出部４０、脳波計測部２０と危険判別部５０、出力部６０をそれぞれ別の端末とし、端末間を有線や無線通信を利用して安全運転支援装置１００を構成してもよい。
【００７５】
次に、安全運転支援装置１００の処理を説明する。
【００７６】
本実施形態では、自動車に安全運転支援装置１００を組み込み、危険予測時に、自動的に衝突回避のためのブレーキ制御を行う例を説明する。
【００７７】
図７は、安全運転支援装置１００の全体的な処理手順を示すフローチャートである。以下、図７の安全運転支援装置１００のフローチャートに沿って、動作を説明する。
【００７８】
ステップＳ１０で、運転が運転者１０により開始される。運転が開始されると、安全運転支援装置１００による処理も開始される。運転の開始時点は、例えば、エンジンスタートが挙げられる。
【００７９】
ステップＳ１１で、危険判別部５０は、運転者１０が運転を終了したかを判定する。運転者が運転を終了すると、安全運転支援装置１００による処理も終了する。運転の終了時点は、例えば、エンジンの停止が挙げられる。運転が終了していない場合は、ステップＳ２０以降の処理が継続される。
【００８０】
尚、ステップＳ１０、ステップＳ１１で、危険判別部５０が安全運転支援装置１００を開始、終了すると記載したが、これに限定されない。エンジンスタートを検出するため、エンジンスタータに直結された他の構成要素により、開始、終了判定を行ってもよい。
【００８１】
ステップＳ２０で、脳波計測部２０は、運転者１０の脳波を計測する。脳波計測部２０によって測定された脳波信号は、危険判別出部５０に送られる。なお、脳波に混入するノイズの影響を低減するため、脳波計測部２０において計測される脳波は、予め例えば１以上１５Ｈｚ以下のバンドパスフィルタ処理をしても良い。
【００８２】
ステップＳ３０で、センシング部３０は、車両の前方をセンシングする。たとえばセンシング部３０をカメラとしたとき、センシングは、カメラで自車前方向を撮影することによって行う。本実施形態では、撮影の範囲を、自運転者が運転席に前を見て座った状態での視認範囲の中心を原点として、上下左右それぞれ９０度の範囲とする。左記の撮影の範囲を撮影するようカメラ（センシング部３０）が固定される。
【００８３】
なお、運転者１０がフロントガラスから見える範囲を撮影の範囲として、カメラを固定してもよい。
【００８４】
また、カメラの撮影範囲を運転者１０の有効視野と撮影範囲を連動させてもよい。一般的な知見では、自車速度と有効視野の大きさに相関がある（速度大で有効視野狭）といわれている。また、従来文献（三浦利章ら、事故と安全の心理学、２００７、ｐ１３３、東京大学出版会）では、外部の混雑状況に伴い、有効視野が狭まることが述べられている。左記の知見から、運転者１０の有効視野の範囲の変化を想定して、速度や周囲の混雑状況に合わせて撮影画角の調整を行ってもよい。
【００８５】
なお、センシング部３０は、カメラではなく、ミリ波などのレーダでもよい。レーダによる計測の場合も、カメラと同様、自車速度や周囲の混雑状況に応じたセンシング範囲の調整をおこなってもよい。
【００８６】
ステップＳ４０で、物体検出部４０は、新たな対象物体がセンシングされたデータの中に存在するかを探索する。上述したように、対象物体は、運転者１０が危険を感じる可能性のある物体で、自動車や人物、自転車などの動体や、信号機や照明など動体ではないが、見え方が変化する物体が挙げられる。物体検出部４０は、センシングされた映像から動体のオプティカルフローを算出し、背景のオプティカルフローと逸脱した動作をする領域を動体として検出する。また物体検出部４０は、映像中の輝度を監視し、輝度が一定値以上変化したものを対象物体として検出する。
【００８７】
オプティカルフローにより対象物体を検出する例を説明する。図８（ａ）は、センシング部３０により撮影された映像の例を示す。センシング部３０では、運転者１０の視野方向の映像が撮影されている。この例では、側道から合流しようとしている車両が対象物体１１として存在しているとする。物体検出部４０が検出対象としている対象物体は、例えば歩行者や自転車、他車両など、移動している物体である。物体検出部４０は、地面や塀などの静止物の動きとは異なる動きをする物体（移動している物体）を、オプティカルフローの向き、大きさを利用して検出する。
【００８８】
すなわち、物体検出部４０は、撮影された映像をもとに、映像中のオプティカルフローを算出する。図８（ｂ）は算出されたオプティカルフローの例を示す。進行方向を撮影した映像のため、オプティカルフローは、全体的に、画面上部中央から、下向きに広がっている。それに対し、側道から出現した車両のような対象物体１１のオプティカルフローは、図８（ｂ）の点線内に示すように、画面中央部右向きの方向に横切っている。画面中央右向きのフローは、背景のフローの向きとは異なるため、物体検出部４０は、画面中央右向きのフローの画素の領域を、対象物体１１として検出できる。オプティカルフローを算出することにより、物体検出部４０は、車両の進行方向に交差する方向に移動する物体を対象物体１１として検出できる。同様の方式を利用することで、人物、自転車などの移動物体や、停車車両の突然開いたドアや、飛び出してきた動物なども検出できる。
【００８９】
なお、センシング部３０がレーダの場合は、レーダにより物体の形状を計測し、危険対象物の形状との比較を行うことで、物体検出してもよい。または、背景物体との移動方向の違いを検出し、動物体の検出を行ってもよい。
【００９０】
ステップＳ４１で、物体検出部４０は、対象物体の存在の有無で処理を分岐する。対象物体が存在した場合には、ステップＳ４２の処理に進み、対象物体が存在しなかった場合には、ステップＳ１１に戻り、運転終了確認と脳波計測が継続される。
【００９１】
ステップＳ４２で、物体検出部４０は、対象物体の出現タイミングを検出する。物体検出部４０は、動体に関しては、対象物体が映像中にフレームインした瞬間や動作をはじめたタイミング（車両の進行方向のオプティカルフローから逸脱するオプティカルフローが出現した時点）を出現タイミングとして検出する。輝度変化に関しては、物体検出部４０は、対象物体の輝度が、予め設定した閾値以上変化したタイミングを出現タイミングとして検出する。
【００９２】
なお、実際の運転中にステップＳ４０で検出される対象物体は、多くの個数となることが考えられる。検出された全ての対象物体に対して、ステップＳ４２より後の処理を行った場合、処理対象の数の多さから、装置の処理負荷が高くなってしまうことが考えられる。よって、処理負荷の軽減を目的に、探索された対象物体の中から、衝突の可能性の高いもののみを選別してもよい。
【００９３】
例えば、そのオプティカルフローが自車の進行方向（センシング方向の正面中央方向）に向かう物体は、将来衝突の危険が高い物体と考えられる。逆に、そのオプティカルフローが正面中央方向に向かわない物体は、衝突の危険は極めて低いと判断できる。このように、オプティカルフローの方向情報等の利用により、センサの正面中央方向に向かう物体のみを、対象物体として検出してもよい。
【００９４】
なお、上記説明でステップＳ４２は、対象物体の出現タイミングを検出するとしたが、これに限定されない。例えば、対象物体が運転者１０の視野に入ったとしても、運転者１０はその物体に気付いていない場合が考えられる。ステップＳ４２の検出タイミングを、運転者１０が対象物体を見たタイミングとして、検出を行ってもよい。運転者１０が対象物体を見たタイミングとは、例えば運転者１０の中心視野（視点）がステップＳ４０で検出された対象物体と座標が一致したタイミングにより検出される。運転者１０の中心視野（視点）は、例えば、運転者が運転席に前を見て座った状態での視認範囲の中心を原点として、上下左右１０度ずつの範囲として固定してもよいし、または、センシング部３０に視線計測センサを備えることにより視点位置を計測してもよい。
【００９５】
ステップＳ５０で、危険判別部５０は、ステップＳ２０で計測された脳波データから、対象物体出現タイミングを起点としたＥＲＰを解析して脳波特徴信号の振幅値を抽出し、予め保持していた閾値との比較を行う。具体的には、ステップＳ４２で抽出した対象物体の出現タイミングを起点として、−２００ｍｓから２００ｍｓまでの脳波データを解析対象とし、ＥＲＰを解析する。ＥＲＰの特徴信号の振幅値から、運転者１０が対象物体を危険と感じたかどうかを判別する。処理の詳細については後述する。なお、脳波データの解析対象となる時区間（−２００ｍｓから２００ｍｓまで）は一例である。脳波の現れ方は個人差が大きいため、より広い時区間を解析対象としてもよい。たとえば図２に示されるように、終端の２００ｍｓに関してはたとえば３００ｍｓ程度であっても陽性成分は充分に検出し得る。よって、−２００ｍｓから３００ｍｓを解析対象としてもよい。終端は、後述する脳波特徴成分の判定区間が含まれるよう設定されていればよい。
【００９６】
ステップＳ５１で、危険判別部５０は、ステップＳ５０の判別結果に基づき、処理を分岐する。ステップＳ５０で抽出した脳波特徴成分値が閾値以上の場合は、ステップＳ６０の処理に進む。逆に、ステップＳ５０で抽出した脳波特徴成分値が閾値未満の場合には、ステップＳ１１に戻り、運転終了確認と脳波計測が継続される。
【００９７】
ステップＳ６０で、出力部６０は、自動ブレーキ制御のための制御信号を出力する。出力部６０は、ブレーキ制御信号を出力し、各車輪のブレーキを作動させる。または、物理的にブレーキペダルを物理的に制御し、ペダルの押し圧を調整することでブレーキ力を制御する。出力部６０によるブレーキ制御で、対象物体の衝突が回避される。自動ブレーキ発動後は、ステップＳ１１に戻り、安全運転支援処理が運転終了まで継続される。
【００９８】
次に、ステップＳ５０で行われる危険判別部５０の処理の詳細を説明する。図９は、危険判別部５０が行うステップＳ５０の処理のフローチャートである。
【００９９】
ステップＳ５０１で、危険判別部５０は、ステップＳ４２で計測された対象物体の出現タイミングを物体検出部４０より受信する。
【０１００】
ステップＳ５０２で、危険判別部５０は、ステップＳ２０で計測された脳波データを受信し、脳波データにおける出現タイミングのデータ位置を検索する。
【０１０１】
ステップＳ５０３で、危険判別部５０は、解析対象となるＥＲＰを設定する。危険判別部は、出現タイミングを０ｍｓとして、−２００ｍｓから２００ｍｓの区間を解析区間として設定する。
【０１０２】
ステップＳ５０４で、危険判別部５０は、ＥＲＰのベースライン補正を行う。ＥＲＰのベースラインは、−２００ｍｓから０ｍｓの区間平均の値とする。図１０は、ベースライン補正されたＥＲＰの例を示す。図の横軸は、出現タイミングを０ｍｓとした場合の時間（単位：ｍｓ）を示し、縦軸は脳電位の値（単位：μＶ）を示している。図１０では、−２００ｍｓから１０００ｍｓの区間のＥＲＰが示されているが、このうちの−２００ｍｓから２００ｍｓの区間が解析区間として設定される。上述のとおり、この区間は一例であり、個人差を考慮してより広い時区間にしてもよい。
【０１０３】
ステップＳ５０５で、危険判別部５０は、ＥＲＰに含まれる脳波特徴成分の抽出を行う。本願発明者らの実験の知見により、危険を感じたときの脳波特徴成分は、ＥＲＰの１００ｍｓから２００ｍｓに現れる。よって、危険判別のための脳波特徴成分として、ＥＲＰの１００ｍｓから２００ｍｓの区間平均電位を算出する。図１０のＥＲＰの例では、脳波特徴成分の値は、−２０．３μＶとなる。
【０１０４】
ステップＳ５０６で、危険判別部５０は、脳波特徴成分の値と、危険判別部５０にあらかじめ設定してある閾値との比較を行う。閾値との比較を行うことで、対象物体に対して危険と感じたかを判別する。脳波特徴成分の値が閾値を超えていた場合には、危険判別部５０は、対象物体に対して危険認知と判定する（ステップＳ５０７）。逆に閾値を超えなかった場合には、危険非認知と判定する（ステップＳ５０８）。
【０１０５】
ここで、判別のための閾値を説明する。本願発明者らの実験結果によると、危険と感じた場合と感じていない場合とで、脳波特徴成分の値（１００ｍｓから２００ｍｓの区間平均電位値）は、図４のように分類できることがわかっている。図４の結果から、危険認知の値および危険非認知の値を判別するためには、危険認知の最小値よりも下で、危険非認知の２番目に大きな値よりも上に閾値を設定することにより、最も高い判別率で危険認知および危険非認知を区別できることがわかる。具体的には、危険認知の最小値２．７μＶと危険非認知の２番目に大きな値−０．１μＶの中間値１．３μＶを閾値として設定することで、判別が可能になる。
【０１０６】
上記閾値を利用した場合、図１０のＥＲＰの例では、脳波特徴成分の値は、−２０．３μＶとなり、ステップＳ５０６における閾値との比較では、脳波特徴成分の値＞閾値となることから、運転者１０は対象物体に対し危険を感じたと判別される。
【０１０７】
なお、本実施形態では、本願発明者らの実験結果に基づいて閾値を設定したが、個人差に対応した閾値を設定してもよい。例えば、日常の運転において、急ブレーキを踏む前の脳波特徴成分の値を蓄積しておき、急ブレーキを踏んだ際の脳波特徴成分の値と、通常時の脳波特徴成分の値とを区別するように、閾値を設定するようにしてもよい。
【０１０８】
なお、本実施形態では、脳波特徴成分の値と閾値との比較により、危険認知および危険非認知を区別するとして説明を行ったが、判別方法はこれに限定されるものではない。例えば、あらかじめ２００ｍｓに特徴成分が出現しているテンプレートの波形を危険判別部５０が保持しておき、計測されたＥＲＰの波形とテンプレート波形の類似度を計測し、類似度と閾値との比較により、危険認知および危険非認知の判別を行ってもよい。類似度として、２つの波形の各サンプル点の誤差の積算値や相関係数を利用し、あらかじめ危険判別部５０が保持している閾値との比較により、判別をおこなってもよい。また、他の類似度の算出方法としては、波形のテンプレートマッチングが挙げられる。
【０１０９】
なお、本実施形態では、１００ｍｓから２００ｍｓを脳波特徴成分の区間としたが、これに限定されるものではない。例えば、５％有意な差がある区間は、正確には１３５ｍｓから１９０ｍｓの区間であるため、当該区間を脳波特徴成分としてもよい。または、１０％有意な差がある区間も含めて、３００ｍｓ付近の区間も脳波特徴成分が存在する区間としてもよい。よって、少なくとも１００ｍｓ以上３００ｍｓ以下の区間において、脳波特徴成分が存在する区間としてもよい。
【０１１０】
なお、脳波特徴成分の算出方法として、特徴区間の区間平均電位を利用したが、特徴区間に含まれる極大値の振幅値など、区間を代表する他の指標を利用して算出してもよい。
【０１１１】
このように本実施形態にかかる構成および処理の手順により、運転者の状態を判別し安全運転支援を行う装置において、物体出現時のＥＲＰの特徴成分を抽出し、特徴成分の値に基づいて、運転者が出現した物体に対して危険を感じたかどうかを判別することで、実際にブレーキ動作を行う前に、ブレーキを踏む意思があるかどうかが判断できる。
【０１１２】
具体的に、図１１および図１２を参照しながら、時速３０ｋｍで走行している場合を例に、本実施形態にかかる構成に基づく効果を説明する。図１１は、従来方法のＴＴＣを利用した手法と、本手法の比較を示す。図１１では、横軸を時間として、自車停止までのタイムチャートを従来手法と本発明の手法とで上下に並べて示している。
【０１１３】
従来手法では、危険事象発生時刻を０ｍｓとした場合、ブレーキが踏まれるまでに６００ｍｓかかる。そこで、６００ｍｓ後にブレーキが踏まれたかを確認した後、ブレーキが踏まれていない場合には、自動ブレーキが発動する。危険が発生してから自動ブレーキ発動までの時間として６００ｍｓの空走時間が存在する。また、自動ブレーキでは、運転者への負担を考慮して、０．７Ｇ程度の急ブレーキが発動される。
【０１１４】
一方、本実施形態では、危険事象発生時刻を０ｍｓとした場合、ＥＲＰの利用による運転者の危険認知の判別により、２００ｍｓで自動ブレーキを発動させることができる。従って、時車両停車の時間を同じとした場合には、従来方式に比べ４００ｍｓ前から制動を開始することができる。よって、自動ブレーキは０．５Ｇの制動で衝突回避が可能になり、自動制御が急制動とならない。急制動の回避により、運転者への負担も少なく、周囲への危険も削減される。
【０１１５】
また、図１２は、本実施形態において、従来手法と同様の急ブレーキを作動させた場合の例を示す。図１２でも図１１と同様、横軸を時間として、自車停止までのタイムチャートを従来手法と本発明の手法とで上下に並べて示している。従来方式と比較し、本発明の手法では、４００ｍｓ早く自動ブレーキの発動させることができるため、自車の停止時刻も、４００ｍｓ早く停車することができる。時速３０ｋｍで走行している場合だと、従来手法と比べ約３．３ｍ手前で停車することが可能になる。
【０１１６】
上記のように、物体出現時のＥＲＰの特徴成分を利用した運転者の危険認知判別により、空走距離が短縮でき、余裕を持った衝突回避の制動や、早めの停止が可能になり、安全性が向上する。
【０１１７】
なお、本実施形態では、衝突回避のための制動を自動ブレーキとして説明を行ったが、制動はこれに限定されない。例えば、自動ブレーキまでは発動させず、あくまで運転者の支援という形態で、ブレーキの効きを強くするなどの制御を行ってもよい。また、危険を認知したタイミングや対象物体を記録蓄積しておき、危険認知のデータベースを構築してもよい。データベース構築により、自車や他車が再度同じような状況になったときに、警告表示や自動車両制御などの支援を行うことが可能になる。
【０１１８】
また、出力部６０の制御により、自動ブレーキはかけずに、周囲の車に、危険認知を知らせる警告を表示してもよい。例えば、ブレーキランプ点灯および／またはホーンの鳴動が挙げられる。危険認知を通知することにより、周囲の車へ、早めの対応を促すことが可能になる。例えば、運転者が危険を感じた際に、ブレーキランプを点灯させることにより、後続の車は、本当にブレーキがかかる４００ｍｓ前に、ブレーキがかかることを知ることができ、旋回等、早めの回避行動に移ることができる。後続車の早めの対応を可能とすることにより、追突などの事故が減少し、周辺交通の安全性が向上できる。また、周囲に警告表示のみおこなうことで、ブレーキ等の急な自動制御は行われず、運転者の急な自車の制御に戸惑いを回避できる。
【０１１９】
さらに、出力部６０の制御として、車両の進行方向または加速を制御してもよい。これにより、危険事象が発生した際に、運転者が事態を回避するための運転操作に先行して車両を制御し、車両をスムースに動作させることができる。その結果、運転者は危険対象物を安全に回避することができるともに、後続車両その他周辺交通の安全性も向上させることができる。
【０１２０】
なお、本実施形態では、物体出現タイミングを起点のＥＲＰを利用する例で説明を行ったが、センシング部３０が運転者１０の視線方向を計測するセンサを有し、物体検出部４０により、運転者１０が対象物体を見たタイミングを起点としてＥＲＰを解析してもよい。たとえば、検出した物体の位置とセンサが計測した視線方向とが一致したタイミングを、運転者１０が対象物体を見たタイミングとすればよい。視線計測方法としては、センシング部３０は、内向き赤外線カメラを有し、運転者１０の両眼の瞳孔の位置を計測することにより、視線方向の計測を行う方法が挙げられる。図７のステップＳ４０におけるオプティカルフローや輝度変化に、運転者１０の視線位置（視点）を重畳させて解析することにより、画像処理により検出された対象物がフレームインまたは動き出した瞬間ではなく、画像処理により検出された対象物の領域と視点が一致した瞬間を、危険対象物の出現タイミングとして検出してもよい。上記処理により、運転者１０が危険対象物を知覚して認知する反応を精度よくＥＲＰで解析することが可能になると考えられる。
【０１２１】
なお、本実施形態の手法だけでは、運転者が前方不注意等の状況では、対象物を知覚していないために、危険は認知せず、自動ブレーキが発動されない可能性がある。よって、従来のＴＴＣを利用した手法を本発明の手法とあわせて構成することにより、運転者による見落しが発生した状況でも、衝突回避の制御を発動させるようにしてもよい。具体的には、図７のステップＳ５０により、対象物に対して危険を認知していないと判別された状況であっても、対象物とのＴＴＣの値が閾値を下回った場合には、自動ブレーキを発動させるようにしてもよい。
【０１２２】
ＴＴＣによる衝突予測の処理は、センシング部３０が計測したデータに基づいて、物体検出部４０が対象物体までの距離と相対速度を検出してＴＴＣを算出した後、危険判別部５０がＴＴＣと予め保持していた閾値とを比較するという流れになる。
【０１２３】
上記のような本発明とＴＴＣの手法を組み合わせは、例えば運転者が漫然状態（ボーっとして集中していない状態）で運転していて、突然道路わきから飛び出してきた（急に停止した）車両を見逃してしまった場合に効果を発揮する。漫然状態のため、飛び出してきた対象物体を認知できず危険認知の脳波反応は出ない場合でも、ＴＴＣによる衝突予測判定により、自動的にブレーキを発動し、衝突が回避できる。
【０１２４】
（実施形態２）
実施形態１の構成により、運転者１０の対象物に対する危険認知を判別することで、空走時間を短くすることが可能になった。
【０１２５】
しかし、脳波は非常に微弱で、運転操作などの動作を行うことにより、筋電等のノイズが混入してしまう可能性がある。ノイズの混入により、運転者が危険と判断していない対象物に対しても、安全運転支援装置１００が危険認知と誤判別してしまう可能性が考えられる。そこで、装置が誤判別を行った場合でも、制御を補正する仕組みが必要となる。
【０１２６】
本実施形態では、従来のＴＴＣを利用した方式と同様に、運転者によってブレーキが踏み動作が行われたかを確認することで、補正の必要性を判断する安全運転支援装置を説明する。
【０１２７】
また、本実施形態では、実施形態１の変形例として記載したＴＴＣを利用した手法と組み合わせた場合を例に説明する。
【０１２８】
図１３は、本実施形態にかかる安全運転支援装置１１０のブロック構成図を示す。図１３において、図５と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。図１３において、安全運転支援装置１１０は、新たに操作監視部７０を有している。操作監視部７０は、ブレーキやハンドル等と接続され、運転者１０によるブレーキ等の運転操作を検出する。具体的には操作監視部７０は、運転者１０によるブレーキの踏み込みの有無や、衝突回避のためのハンドル舵角などを計測する。ハンドルの舵角を計測する理由は、ブレーキ以外にも操舵などで衝突を回避する可能性もあると考えられるためである。
【０１２９】
図１４は、上記安全運転支援装置１１０の全体的な処理手順を示すフローチャートである。図７の処理と同一の処理は、同じ符号を用い、説明を省略する。図１４に示す処理が、図７に示す実施形態１の処理と相違する点は、ステップＳ７０の自動制動と補正処理である。以下に、ステップＳ７０の処理を説明する。
【０１３０】
ステップＳ７０では、ステップＳ５０にて危険認知と判別された場合に自動ブレーキを発動する。また、操作監視部７０によりブレーキの監視が行われ、ブレーキが踏まれなかった場合には、ステップＳ５０でなされた判別結果は誤判別であったと判断し、自動ブレーキを解除し、制御を補正する。
【０１３１】
誤判別時の動作の根拠は以下のとおりである。図１１および図１２に示すように、通常の運転者であれば危険認知後約６００ｍｓにブレーキを踏むことができる。そのため、実施形態１に係る処理によって危険認知と判別された後２００ｍｓに自動ブレーキがかかったとしても、約６００ｍｓに運転者自らブレーキを踏むはずである。それにもかかわらずブレーキが踏まれなかったということは、運転者が危険はなかったと判断したためであると推測される。そこで、そのような場合には自動ブレーキを解除することにした。ただし、本実施形態では、運転者がブレーキを踏まなかった場合には、物体検出部４０が対象物体までの距離と相対速度を計測し、安全が確認された場合のみ自動ブレーキを解除している。
【０１３２】
次に、ステップＳ７０で行われる処理の詳細を説明する。図１５は、図１４のステップＳ７０の処理の流れを示すフローチャートである。
【０１３３】
ステップＳ６０１で、出力部６０は、ステップＳ５０で危険認知と判別された結果に基づいて、自動ブレーキを作動させる。運転者１０がブレーキを踏む前に自動制御可能なため、ゆるやかな制御を行う。
【０１３４】
ステップＳ７０１で、操作監視部７０は、運転者１０がブレーキを踏むと予想される時刻にブレーキが踏まれるかどうかを確認する。運転者１０が危険を感じた場合、危険事象発生後６００ｍｓ後にブレーキが踏まれると予想される。操作監視部７０は、事象発生後６００ｍｓ後にブレーキが踏まれたかを監視する。
【０１３５】
ステップＳ７０２で、操作監視部７０は、ブレーキが踏まれたかどうかで処理の分岐を行う。ブレーキが踏まれた場合には、ステップＳ５０で判別された結果は正しかったと判断する。また逆に、ブレーキが踏まれなかった場合には、運転者１０は危険を感じておらず、ステップＳ５０でなされた判別結果は誤判別であったと判断することができる。
【０１３６】
従って、ステップＳ７０２でブレーキが踏まれた場合には、ステップＳ６０２で、出力部６０は、自動ブレーキの制御を継続する。または、運転者１０によりブレーキ踏みの行為が行われているため、運転者１０によるブレーキに切り替えたり、ブレーキの効きを強くし、運転者１０がブレーキ強度を制御できるようにしたりしてもよい。また、従来のＴＴＣを利用した手法と同様、０．７Ｇ程度の急ブレーキを発動してもよい。
【０１３７】
ステップＳ７０２でブレーキが踏まれていなかった場合には、ＴＴＣによる衝突予測を行うステップＳ５１０の処理に進む。
【０１３８】
ステップＳ５１０で、危険判別部５０は、ＴＴＣと予め保持していた閾値との比較を行う。ＴＴＣは、センシング部３０のデータに基づいて、物体検出部４０が対象物体までの距離と相対速度を計測することで、算出される。距離の算出方法としては、例えば、センシング部３０がミリ波レーダを有し、前方対象物体までの距離を計測する。また、距離の時間推移を計測することにより、相対速度を算出することができる。また別の例として、センシング部３０がステレオカメラで構成されている場合は、ステレオカメラに映る対象物体の視差を利用することにより、距離が算出できる。ＴＴＣが閾値よりも大きい場合には、自動制御を行わなくても衝突危険性は低いと判断し、ステップＳ６０３で出力部６０は、自動ブレーキの制御信号の出力を止め、自動ブレーキを解除する。逆に、ＴＴＣが閾値よりも小さい場合には、衝突可能性が高いと判断し、出力部６０による自動ブレーキ制御が継続される（ステップＳ６０２）。
【０１３９】
なお、上記では、ステップＳ６０１での衝突回避の自動制御として自動ブレーキを例に説明を行ったが、ブレーキランプ等による危険認知の周囲への警告を自動制御としておこなってもよい。その場合、出力部６０により、ステップＳ６０２ではブレーキ制御、ステップＳ６０３では、ブレーキランプの消灯が行われる。以上の処理により、自動制御により自車両の過剰な制動を抑制できる。
【０１４０】
このように本実施形態にかかる構成および処理の手順により、６００ｍｓ後のブレーキ操作の有無で衝突回避制御の補正が行われるため、誤制動が削減できる。
【０１４１】
なお、上述の実施形態においては、安全運転支援装置は脳波計測部２０および出力部６０を有するとした。しかしながら、この構成は必須ではない。たとえば脳波計測部（脳波計）が車両に組み込まれているときは、脳波計測部を安全運転支援装置の構成要素とする必要はない。また、出力部６０が、各車両設備への制御信号を出力するＩ／Ｏインタフェースを備えたコンピュータであるときは、出力部６０は安全運転支援装置の構成要素とする必要はない。ただし、車両のコンピュータに対して制御信号を出力する出力端子は安全運転支援装置の構成要素としてもよい。
【０１４２】
本発明は、コンピュータプログラムとしても実施され得る。そのようなコンピュータプログラムは、たとえば図７、９、１４および１５のフローチャートによって示される手順を実行するための命令を含む。コンピュータプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記録されて製品として市場に流通され、または、インターネット等の電気通信回線を通じて伝送される。なお、上述の実施形態および変形例にかかる注意状態判別装置は、半導体回路にコンピュータプログラムを組み込んだＤＳＰ等のハードウェアとして実現することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
本発明にかかる安全運転支援装置は、乗り物の運転や機械操作における危険回避に有用である。例えば、乗用車、バス、トラックといった自動車以外にも、電車や自転車、車椅子などの運転操作時にも有効である。また、工場におけるライン操作など、危険を察知して、緊急停止させる必要がある状況において適用可能である。
【符号の説明】
【０１４４】
１０  運転者
２０  脳波計測部
３０  センシング部
４０  物体検出部
５０  危険判別部
６０  出力部
７０  操作監視部
１００、１１０  安全運転支援装置
【図１】
2012173803.tif 000003
【図２】
2012173803.tif 000004
【図３】
2012173803.tif 000005
【図４】
2012173803.tif 000006
【図５】
2012173803.tif 000007
【図６】
2012173803.tif 000008
【図７】
2012173803.tif 000009
【図８】
2012173803.tif 000010
【図９】
2012173803.tif 000011
【図１０】
2012173803.tif 000012
【図１１】
2012173803.tif 000013
【図１２】
2012173803.tif 000014
【図１３】
2012173803.tif 000015
【図１４】
2012173803.tif 000016
【図１５】
2012173803.tif 000017