(57)【要約】【課題】車両の運転者が注意すべき対象物を複数および／または連続して検知した場合において、運転者にとって効果的な注意喚起のための技術を提供する。【解決手段】情報提供装置１０において、検知手段１６は、車両周辺に存在する所定の対象物を検知する。制御手段１８は、検知手段１６が所定の対象物の存在を検知した際に、光刺激を運転者に呈示すべきか否かを判断する。刺激呈示手段２０は、制御手段１８が光刺激を呈示すべきと判断した際に、光刺激を運転者に呈示する。制御手段１８は、光刺激を呈示すべきと判断してから所定時間経過前に検知手段１６が所定の対象物の存在を検知した場合には、光刺激を呈示すべきと判断せず、光刺激を呈示すべきと判断してから所定時間経過後に検知手段１６が所定の対象物の存在を検知した場合には、光刺激を呈示すべきと判断する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両周辺に存在する所定の対象物を検知する検知手段と、
前記検知手段が所定の対象物の存在を検知した際に、光刺激を運転者に呈示すべきか否かを判断する制御手段と、
前記制御手段が光刺激を呈示すべきと判断した際に、光刺激を運転者に呈示する刺激呈示手段と、
を備え、
前記制御手段は、光刺激を呈示すべきと判断してから所定時間経過前に前記検知手段が所定の対象物の存在を検知した場合には、光刺激を呈示すべきと判断せず、光刺激を呈示すべきと判断してから所定時間経過後に前記検知手段が所定の対象物の存在を検知した場合には、光刺激を呈示すべきと判断することを特徴とする車両用情報提供装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の運転中に注意すべき対象物を検知して、運転者に注意喚起する車両用の情報提供装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の運転者が周辺視野における歩行者や自転車などの障害物の存在にいち早く気づくことは、接触事故の発生を防ぐために非常に重要である。例えば、特許文献１には、車両周囲の障害物を検知し、運転者から見た障害物の方向に対応付けされた報知装置を作動させて、運転者が障害物の位置する方向を感覚的に識別することを可能とする車両用警報装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２５６０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術によると、車両周囲に運転者が注意すべき障害物が複数および／または連続して検知された場合には、それぞれに対応して複数および／または連続して警報が発せられることとなり、運転者に対して煩わしさを与える。また、複数の方向から警報が発せられることで、運転者が何に注意すべきが不明となりうる。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両の運転者が注意すべき対象物を複数および／または連続して検知した場合において、運転者にとって効果的な注意喚起のための技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両用情報提供装置は、車両周辺に存在する所定の対象物を検知する検知手段と、前記検知手段が所定の対象物の存在を検知した際に、光刺激を運転者に呈示すべきか否かを判断する制御手段と、前記制御手段が光刺激を呈示すべきと判断した際に、光刺激を運転者に呈示する刺激呈示手段と、を備える。前記制御手段は、光刺激を呈示すべきと判断してから所定時間経過前に前記検知手段が所定の対象物の存在を検知した場合には、光刺激を呈示すべきと判断せず、光刺激を呈示すべきと判断してから所定時間経過後に前記検知手段が所定の対象物の存在を検知した場合には、光刺激を呈示すべきと判断する。
【０００７】
この態様によると、車両の運転者が注意すべき対象を検知して光刺激が呈示された後に、複数および／または連続して注意すべき対象物を検知したとしても、所定時間経過までは、再度の光刺激が呈示されないこととなる。これにより、視覚刺激によって車両周辺に対する注意力を向上させるとともに、複数および／または連続して警報が発せられることによる煩わしさを低減することができる。また、車両周辺に対する運転者の注意力を向上させることで、運転者が注意すべき対象物を認知し、減速や停止など状況に応じた危険回避操作をとるまでの時間を短縮できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、運転者にとって効果的な注意喚起をすることができ、注意すべき対象物に運転者が反応する時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用の情報提供装置の模式図である。
【図２】情報提供装置の安全確認エリアを説明するための図である。
【図３】本実施形態に係る情報提供装置を示すブロック図である。
【図４】情報提供装置による制御処理を示すフローチャートである。
【図５】Ｓ２０の状況において運転席から前方を観察した様子を示す図である。
【図６】図６（ａ）、（ｂ）は、情報提供装置が連続して対象物を検知した場合における、光刺激の呈示タイミングを示す図である。
【図７】図７（ａ）、（ｂ）は、情報提供装置により光刺激を呈示したとき、運転者の注意対象物に対する反応時間の変化を検証した実験結果を示す図である。
【図８】情報提供装置により光刺激を呈示したときの、注意力向上の効果持続時間を示す図である。
【図９】図９（ａ）〜（ｃ）は、情報提供装置による光刺激の有無と対象物への反応時間との関係を検証する実験を反復して行ったときの実験結果を示す図である。
【図１０】図１０（ａ）、（ｂ）は、呈示手段としてＨＵＤを使用する情報提供装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る車両用の情報提供装置１０の模式図である。図１は、車室内から車両の前方を観察した様子を示している。情報提供装置１０は、車両周辺における注意対象物を検知し、フロントガラス５０上の発光位置４０に光刺激を発生させる。この光刺激は、注意対象物の存在を運転者に対して認知させる役割を有する。
【００１１】
本明細書における「注意対象物」とは、自車の進行方向に存在し、運転者がそれを認識したときに減速や停止などの危険回避操作が要求されうる物を指しており、具体的には、信号、標識、歩行者、自転車等を含む。以下では、注意対象物として、主に赤信号、一時停止標識、歩行者を例に挙げて説明するが、検知対象が黄信号、通行止め標識その他の規制標識、自転車であっても本実施形態を同様に適用することができる。
【００１２】
発光位置４０は、右ハンドルの車両に着座した運転者の前方に設定され、運転者が運転中に視線を動かさずに見ることができ、かつ運転者の視界を妨げないように、フロントガラス５０の下部に設定することが好ましい。
【００１３】
図１（ｂ）は、発光位置４０に光刺激を呈示する手段を示す模式図である。車両のダッシュボード５２の上部にはＬＥＤ（Light Emitting Diode）２２が設置され、ＬＥＤ２２により光が供給される。ＬＥＤ２２から放射された光は、フロントガラス５０上の対応する発光位置４０で反射されて、運転者によって観察される。このような反射方式とすることで、ＬＥＤをフロントガラスに直接取り付ける必要がなく、またＬＥＤの非点灯時に前方視界を妨げることがない。ＬＥＤ２２は、後述するように情報提供ＥＣＵ（Electronic Control Unit）によって制御される。
【００１４】
図２は、情報提供装置１０の安全確認エリア３８を説明するための図である。安全確認エリア３８は、情報提供装置１０が注意対象物を検知する範囲である。具体的には、安全確認エリア３８の領域内に存在する一時停止標識３２、歩行者３４、赤信号３６を、情報提供装置１０は注意対象物として検知する。安全確認エリア３８は、そのエリア内に注意対象物が存在した場合、運転者がアクセルペダルから足を離したりブレーキペダルを踏んだりする対応操作を起こすと想定される範囲として設定される。
【００１５】
図示のように、安全確認エリア３８は、運転者の着座位置から自車線における車両３０の進行方向Ｘに所定の距離まで伸びる直線Ｌを、運転者の着座位置を頂点として左回転させた扇形状に設定される。安全確認エリア３８が広すぎると、自車に影響のない位置にある対象物についても注意喚起されてしまうので、実験やシミュレーションに基づき適切な範囲に設定されることが好ましい。自車の車速や進行方向、走行中の車線幅などの情報に応じて、安全確認エリア３８の範囲が随時変更されるように情報提供装置１０を構成してもよい。例えば、高速道路では、市街路に比べ角度αは小さく、距離Ｌは大きく取ることが望ましい。
【００１６】
図３は、本実施形態に係る情報提供装置１０を示すブロック図である。このうち、情報提供ＥＣＵ１２の各ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックとして描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組み合わせによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００１７】
特定手段１４は、車両が走行中の環境に基づき、安全確認エリアの特定を行う。具体的には、特定手段１４は、ナビゲーションシステムデータベース（ＤＢ）信号に基づいて走行中の道路の属性情報を受け取る。例えば、走行中の道路が数車線あるような広い道路や自動車専用道である場合、安全確認エリアとして設定する角度α（図２参照）を狭くし、幹線道路ではない狭い路地などでは、安全確認エリアとして設定する角度αを広くしてもよい。
【００１８】
また、特定手段１４は、車速センサから自車の速度信号を受け取る。車速が所定値未満の場合には、安全確認エリアの奥行方向の距離を短くし、車速が所定値を超える場合には、安全確認エリアの奥行方向の距離を長くしてもよい。さらに、特定手段１４は、操舵角センサからステアリングホイールの操舵角信号を受け取り、舵角が所定値以上である場合は、交差点での右左折や車庫入れ等をしていると判断し、自車両の進行方向に沿うように安全確認エリアの方向を変化させてもよい。
【００１９】
検知手段１６は、カメラ信号から赤信号、一時停止標識、歩行者等の注意対象物を検知する。この判定は、周知のテンプレートマッチングにしたがって行われる。すなわち、信号、標識、歩行者等のテンプレートを予め準備しておき、カメラの撮像画像の中からテンプレートに近似する画像を探索する。検知手段１６による検知処理は、一定周期にて繰り返し行われる。検知周期は例えば約２００ミリ秒であるが、これに限られない。
【００２０】
また、検知手段１６は、赤外線レーザやミリ波などを前方に発信し注意対象物による反射波を検知するレーダ信号に基づき、所定の安全確認エリア内に歩行者等の注意対象物が存在するか否かを判定してもよい。安全確認エリア内であるか否かの判定は、例えば反射波の受信方向と受信間隔に基づいて判定する。このようなレーダは周知技術であるから、詳細な説明は省略する。
【００２１】
制御手段１８は、検知手段１６による判定結果に基づき、呈示手段２０を制御する。具体的には、制御手段１８は、検知手段１６が注意対象物を検知した場合、呈示手段２０であるＬＥＤを点灯させる。ＬＥＤを点灯させる時間は、例えば約１００ミリ秒であるが、点灯時間はこれに限られない。
【００２２】
なお、制御手段１８は、ＬＥＤを点灯させてから所定時間が経過するまでは、再び検知手段１６が注意対象物の存在を検知したとしても、ＬＥＤを点灯させない。ＬＥＤを点灯させてから所定時間が経過した後に、検知手段１６が注意対象物の存在を検知した場合には、再度、ＬＥＤを点灯させる。ＬＥＤを再度点灯させるか否かを制御手段１８が判断する所定時間は、例えば約１．０秒である。この所定時間はこれに限られないが、前述の検知周期よりも長い時間が設定されることが望ましい。
【００２３】
図４は、情報提供装置による制御処理を示すフローチャートである。このフローは、車両の走行中所定の周期で繰り返し実行される。その周期は例えば約２００ミリ秒である。
【００２４】
特定手段１４は、ＧＰＳ信号等に基づき、安全確認エリアを特定する（Ｓ１０）。検知手段１６は、安全確認エリアを含む領域を撮像したカメラ信号を取得し（Ｓ１２）、予め準備しておいたテンプレートとのマッチング判定を行い（Ｓ１４）、特定された安全確認エリア内の注意対象物が存在するか否かを判定する（Ｓ１６）。安全確認エリア内に、赤信号、一時停止標識、歩行者等の注意対象物が検知されない場合（Ｓ１６のＮ）、このフローを終了する。安全確認エリア内に、注意対象物が検知された場合（Ｓ１６のＹ）、制御手段１８は、前回光刺激を呈示してから所定時間が経過したか否かを判定する（Ｓ１８）。前回の光刺激呈示から所定時間を経過していない場合（Ｓ１８のＮ）、このフローを終了する。前回の光刺激呈示から所定時間を経過している場合（Ｓ１８のＹ）、制御手段１８は、呈示手段２０を制御して、光刺激を呈示する（Ｓ２０）。
【００２５】
以上のフローに基づいて、情報提供装置の動作を説明する。
図５は、Ｓ２０の状況において運転席から前方を観察した様子を示す。図示するように、自車線の前方である安全確認エリア内に、歩行者３４、赤信号３６が存在する。したがって、情報提供装置１０の制御手段１８は、発光位置４０において光刺激を呈示する。
【００２６】
図６（ａ）、（ｂ）は、情報提供装置が連続して対象物を検知した場合における、光刺激の呈示タイミングを示す図である。図６（ａ）は、検知手段１６が注意対象物を検知したタイミングを示す図であり、図６（ｂ）は、制御手段１８により制御された呈示手段２０が光刺激を呈示するタイミングを示す図である。Ｓ１８で判断される所定時間は約１．０秒に設定されている。
【００２７】
検知手段１６が、歩行者ａを検知すると、制御手段１８は呈示手段２０を制御して光刺激ｇを呈示する。その後、検知手段１６は、連続して歩行者および一時停止標識ｂ、一時停止標識ｃ、一時停止標識ｄを検知する。しかし、光刺激ｇが呈示されてから所定時間の約１．０秒が経過していないため、光刺激を呈示しない。その後、検知手段１６が赤信号ｅを検知すると、その時点で光刺激ｇが呈示されてから所定時間の１．０秒を経過しているため、光刺激ｈを呈示する。その後、検知手段１６は赤信号ｆを検知するが、光刺激ｈが呈示されてから約１．０秒が経過していないため、光刺激を呈示しない。
【００２８】
このように、本実施形態の情報提供装置では、テンプレートマッチング判定において注意対象物を同時に複数検知した場合においても、光刺激を一度だけ呈示する。また、一定周期で繰り返されるテンプレートマッチング判定のたびに連続して注意対象物が検知された場合、光刺激を一度呈示した後、所定時間内は光刺激を呈示しないこととなる。そして、所定時間経過後も注意対象物が検知される場合、再度光刺激を呈示し、その後所定時間内は光刺激を呈示しない。すなわち、赤信号、一時停止標識、歩行者等の注意対象物が複数および／または連続して存在した場合においても、それぞれに対して光刺激を呈示するのではなく、それら全てを示唆する光刺激を一度だけ呈示する。このように、所定時間内に検知した注意対象物について、まとめて光刺激を呈示することによって、注意喚起が煩雑となることを避けつつ、運転者に対して注意力の向上を促すことができる。
【００２９】
以下では、上述の実施形態に係る情報提供装置の有効性を検証した実験結果について説明する。
【００３０】
図７（ａ）、（ｂ）は、情報提供装置により光刺激を呈示したとき、運転者の注意対象物に対する反応時間の変化を検証した実験結果を示す図である。この実験は、車両の運転席を模した空間において前方のディスプレイに車両走行時の映像を表示する、周知の運転シミュレータを使用して行った。
【００３１】
図７（ａ）は、注意対象物を単独の歩行者とした場合の実験結果である。歩行者が自車経路上に飛び出してきたとき、いいかえれば、歩行者が安全確認エリア内で検知されたときに、発光位置を約１００ミリ秒だけ点灯させて、運転者に光刺激を呈示した。このように光刺激を呈示したときと、何の光刺激も呈示しないときとで、歩行者の飛び出し後に運転者がブレーキをかけるまでの反応時間を計測した。実験は、若年者および高齢者の被験者グループに対して行った。いずれの年代に対しても、光刺激を呈示した場合、呈示しない場合と比較して反応時間が短縮されることが示された。
【００３２】
図７（ｂ）は、注意対象物を複数種類とした場合の実験結果である。単独の歩行者とした場合と同様に、注意対象物である歩行者、一時停止標識、赤信号が安全確認エリア内で検知されたときに、発光位置を約１００ミリ秒だけ点灯させて、運転者に光刺激を呈示した。光刺激を呈示した場合、呈示しない場合よりも反応時間が約１００ミリ秒短縮することが示された。また、検知された注意対象物の種類とは無関係の、中立的で図形的意味を持たない光刺激を呈示したとしても、運転者に対して複数の異なる種類の注意対象物について注意喚起できることが示された。
【００３３】
図８は、情報提供装置により光刺激を呈示したときの、注意力向上の効果持続時間を示す図である。ここで「効果持続時間」とは、光刺激を呈示した後に注意対象物が現れた場合に、光刺激による反応時間短縮効果がみられる時間の範囲である。図８の実験では、発光位置を約５０ミリ秒または約１００ミリ秒点灯させた後、一定の時間を経過してから飛び出してくる歩行者に対する運転者の反応時間を計測した。
【００３４】
図８の縦軸は、光刺激を呈示したときの注意力向上量を示し、具体的には、何の光刺激も呈示しないときの反応時間を基準として、光刺激を呈示したときの反応時間の短縮率を示す。横軸は、発光位置が点灯してから歩行者が飛び出すまでの時間を示す。実験結果より、光刺激を約１００ミリ秒呈示した場合、光刺激が呈示されてから約１．０秒の間は注意力の向上がみられ、光刺激が約１００ミリ秒であるときの効果持続時間は約１．０秒であることが示された。したがって、光刺激が一度呈示された後、所定時間の間は再度の光刺激を呈示しなくても、運転者に対して注意喚起することができるといえる。
【００３５】
図９（ａ）〜（ｃ）は、情報提供装置による光刺激の有無と対象物への反応時間との関係を検証する実験を反復して行ったときの実験結果を示す図である。図９（ａ）〜（ｃ）の実験は、それぞれ、注意対象物が、歩行者、一時停止標識、赤信号である場合に対応する。図９の実験では、図７（ｂ）と同様の実験を１回の試行ブロックとして、それぞれ計４回を繰り返し実施し、そのときの運転者の反応時間を計測した。図７の実験と同様、若年者および高齢者の被験者グループに対して行った。
【００３６】
若年者の場合、反応時間および光刺激による反応時間短縮の効果は、試行ブロック数が増えても大きく変化しないことが示された。一方、高齢者の場合、試行ブロック数が増えることにより、反応時間が増加する傾向が示された。試行ブロック数が増えることで長時間運転をして疲労が蓄積された状態となり、疲労蓄積により注意対象物に対する反応が遅れたといえる。なおこの状態においても、光刺激による反応時間短縮の効果が示されている。このことから、高齢者が長時間運転を続けた場合、注意対象物に対する注意喚起として、光刺激を呈示することは、特に効果的であるといえる。
【００３７】
以上の実験結果をふまえ、情報提供装置制御手段の変形例を示す。例えば、運転者がある一定年齢以上の高齢者である場合や、運転者が２時間以上運転している場合には、運転開始時に情報提供装置を作動させなくても、自動的に情報提供装置を作動させるよう制御を行う。これにより、疲労蓄積により注意対象物への反応が遅れることとなる運転者に対して、自動的に注意喚起を行うことができる。なお、運転者の属性情報と、運転時間の条件を組み合わせて制御を行ってもよい。
【００３８】
また、注意力向上の効果持続時間を考慮して、光刺激を呈示するか否かを制御する所定時間を変更してもよい。さらに、運転者の属性や運転時間を考慮して、光刺激を呈示するか否かを制御する所定時間を自動的に変更してもよい。例えば、運転者がある一定年齢以上の高齢者であり、かつ、運転者が２時間以上運転している場合には、その所定時間を約１．０秒から約０．５秒に自動的に変更する。これにより、運転により疲労が蓄積した状態での注意力向上量を一定以上に維持することができる。なお、設定する所定時間は、約０．５秒に限られず、その他の時間を設定することも可能である。
【００３９】
上述の実施形態では、呈示手段としてＬＥＤを用いた。本発明の別の実施形態では、呈示手段としてヘッドアップディスプレイ（以下「ＨＵＤ」と呼ぶ）を用いて注意喚起をしてもよい。
【００４０】
図１０（ａ）は、呈示手段としてＨＵＤを使用する情報提供装置１０’の模式図であり、図１と同様、車室内から車両の前方を観察した様子を示している。図１０（ｂ）は、表示領域４２に光刺激を呈示する手段を示す模式図である。車両のダッシュボード５２上部には、ＬＥＤの代わりにディスプレイ２４が設置されている。ディスプレイ２４から放射された光は、フロントガラス上の長方形の表示領域４２で反射されて、運転者によって観察される。表示領域４２は、図１の発光位置４０と同様に、運転者が視線を動かさずに見ることができ、かつ運転者の視界を妨げないように、フロントガラス５０の下部に設定されることが好ましい。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態によれば、車両前方の赤信号、一時停止標識、歩行者などの注意対象物を検知し、運転者前方の発光位置に光刺激を呈示する。これにより、運転者に対して危険回避のための判断材料を与えることができる。また、確認をすべき対象物を複数および／または連続して検知した場合においても、所定時間内は再度の光刺激を呈示しないことによって、運転者にとって効果的な注意喚起をすることができる。
【００４２】
運転者に注意喚起を行う従来の装置では、注意対象物を複数および／または連続して検知した場合、それぞれに対応して複数および／または連続してその都度、警報を発生していた。このようにすると、既に対象物の存在を認識している運転者に対して不必要に警報が繰り返され、その警報に対して運転者が反応を示さなくなったりする可能性がある。これに対し、本実施形態の情報提供装置では、注意対象物を複数および／または連続して検知した場合、それぞれに対して光刺激を呈示するのではなく、それら全てを示唆する光刺激を所定時間内に一度だけ呈示するので、運転者に煩わしさを与えることが少ない。これにより装置に対する運転者の信用度を維持することができる。
【００４３】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態はあくまで例示であり、実施の形態どうしの任意の組み合わせ、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスの任意の組み合わせなどの変形例もまた、本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能である。
【００４４】
呈示手段の例として、ダッシュボードの上部に設置したＬＥＤまたはＨＵＤを用いてフロントガラスに反射させることについて説明したが、これら以外の方法を用いてもよい。例えば、ダッシュボード上に設置されたＬＥＤまたはディスプレイを運転者が直接観察できるように構成してもよい。また、ＬＥＤの色、輝度、点灯時間などは、車両の構成や注意対象物の特性等に応じて適宜変更してもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１０…情報提供装置、１２…情報提供ＥＣＵ、１４…特定手段、１６…検知手段、１８…制御手段、２０…呈示手段、３０…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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【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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