(57)【要約】【課題】警報音や警報メッセージを発生させることなく、運転者の覚醒度を高める。【解決手段】ペダル装置は、運転者の足の踏込操作に応じて、ペダル回転軸を中心として回動するペダル１０４と、運転者の覚醒状態を推定する覚醒状態推定部４０２と、運転者が覚醒していないと推定される場合に、ペダル１０３を駆動して運転者の足に力を伝達するペダル駆動部２００と、を備える。この構成により、警報音や警報メッセージを発生させることなく、運転者の覚醒度を高めることが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者の足の踏込操作に応じて、運転者の足の足首の回転中心と一致するペダル回転軸を中心として回動するペダルと、
運転者の覚醒状態を推定する覚醒状態推定部と、
運転者が覚醒していないと推定される場合に、前記ペダルを駆動して運転者の足に力を伝達するペダル駆動部と、
を備えることを特徴とする、ペダル装置。
【請求項２】
運転者の覚醒状態に基づいて前記ペダル駆動部を制御するペダル制御部を備えることを特徴とする、請求項１に記載のペダル装置。
【請求項３】
前記覚醒状態推定部は、運転者の閉眼率又は心拍数に基づいて前記覚醒状態を推定することを特徴とする、請求項１又は２に記載のペダル装置。
【請求項４】
前記ペダル駆動部は、運転者のつま先が脛に近づく方向に前記ペダルを回転させることで運転者の足に前記力を伝達することを特徴とする、請求項１に記載のペダル装置。
【請求項５】
前記ペダル駆動部は、足首曲げ角が所定の条件値となるまで、又は足の反力が所定の条件値となるまで、前記ペダルを回転させることを特徴とする、請求項４に記載のペダル装置。
【請求項６】
運転者が車両内のシートに着座した状態で、前記ペダルを操作する足の足首の回転中心位置を算出する算出部と、
前記足首の回転中心位置を移動して前記ペダル回転軸の位置と一致させるペダル調整部と、を備え、
前記ペダル駆動部は、前記足首の回転中心位置と前記ペダル回転軸の位置とが一致した状態で、運転者の足に前記力を伝達することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のペダル装置。
【請求項７】
運転者が覚醒していないと推定される場合に、運転者の足を前記ペダルに固定する固定具を備え、
前記ペダル駆動部は、前記固定具が運転者の足を前記ペダルに固定した状態で、運転者の足に前記力を伝達することを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載のペダル装置。
【請求項８】
前記固定具は、運転者の膝が伸びて膝曲げ角が所定値以上となる状態で、運転者の足を前記ペダルに固定することを特徴とする、請求項７に記載のペダル装置。
【請求項９】
運転者の膝を伸ばすため、運転者が着座するシートに対して前記ペダルの位置を上昇させることを特徴とする、請求項８に記載のペダル装置。
【請求項１０】
前記ペダル駆動部は、運転者の運転操作があった場合に、運転者の足への前記力の伝達を中止することを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載のペダル装置。
【請求項１１】
運転者の足に力を伝達するオットマンと、
運転者が覚醒していないと推定される場合に、前記オットマンを駆動して運転者の足に力を伝達させるオットマン駆動部を備えることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載のペダル装置。
【請求項１２】
前記オットマンは、運転者の運転操作があった場合に、運転者の足への前記力の伝達を中止することを特徴とする、請求項１１に記載のペダル装置。
【請求項１３】
運転者の足へ前記力を伝達した結果、運転者の運転操作が無い場合に、警報を発する警報装置を備えることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれかに記載のペダル装置。
【請求項１４】
前記ペダル駆動部は、車両の自動運転中に運転者の足に前記力を伝達することを特徴とする、請求項１〜１３のいずれかに記載のペダル装置。
【請求項１５】
運転者の覚醒状態を推定するステップと、
運転者が覚醒していないと推定される場合に、運転者の足の足首の回転中心と一致するペダル回転軸を中心としてペダルを駆動して運転者の足に力を伝達するステップと、
を備えることを特徴とする、ペダル駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ペダル装置及びペダル駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば下記の特許文献１には、運転者のまぶたの開閉状態を所定のアルゴリズムに従って覚醒度信号に変換し、警報ユニットが制御ユニットからの信号によって警報音、警報メッセージを出力することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３１５８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近時においては、自動運転技術の開発が自動運転の実現に向けて進められている。自動運転時は、運転手による自動運転システムの監視と周辺環境の監視が必要なため、運転者の覚醒度が下がった際に何らかの手段を用いて覚醒度を上げることが必要である。上記特許文献１に記載されているように、一般的には音や表示による警報が用いられるが、比較的軽度の覚醒度低下の場合においては、これらの警報を発すると他の乗員にも警報を知らせる事となり不要な不安感を与える可能性がある。このため、音や表示の警報を行う前に、運転者のみに覚醒度の上昇を促す方法が求められる。
【０００５】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、警報音や警報メッセージを発生させることなく、運転者の覚醒度を高めることが可能な、新規かつ改良されたペダル装置及びペダル駆動方法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、本発明のある観点によれば、運転者の足の踏込操作に応じて、運転者の足の足首の回転中心と一致するペダル回転軸を中心として回動するペダルと、運転者の覚醒状態を推定する覚醒状態推定部と、運転者が覚醒していないと推定される場合に、前記ペダルを駆動して運転者の足に力を伝達するペダル駆動部と、を備える、ペダル装置が提供される。
【０００７】
運転者の覚醒状態に基づいて前記ペダル駆動部を制御する制御部を備えるものであっても良い。
【０００８】
また、前記覚醒状態推定部は、運転者の閉眼率又は心拍数に基づいて前記覚醒状態を推定するものであっても良い。
【０００９】
また、前記ペダル駆動部は、運転者のつま先が脛に近づく方向に前記ペダルを回転させることで運転者の足に前記力を伝達するものであっても良い。
【００１０】
また、前記ペダル駆動部は、足首曲げ角が所定の条件値となるまで、又は足の反力が所定の条件値となるまで、前記ペダルを回転させるものであっても良い。
【００１１】
また、運転者が車両内のシートに着座した状態で、前記ペダルを操作する足の足首の回転中心位置を算出する算出部と、前記足首の回転中心位置を移動して前記ペダル回転軸の位置と一致させるペダル調整部と、を備え、前記ペダル駆動部は、前記足首の回転中心位置と前記ペダル回転軸の位置とが一致した状態で、運転者の足に前記力を伝達するものであっても良い。
【００１２】
また、運転者が覚醒していないと推定される場合に、運転者の足を前記ペダルに固定する固定具を備え、前記ペダル駆動部は、前記固定具が運転者の足を前記ペダルに固定した状態で、運転者の足に前記力を伝達するものであっても良い。
【００１３】
また、前記固定具は、運転者の膝が伸びて膝曲げ角が所定値以上となる状態で、運転者の足を前記ペダルに固定するものであっても良い。
【００１４】
また、運転者の膝を伸ばすため、運転者が着座するシートに対して前記ペダルの位置を上昇させるものであっても良い。
【００１５】
また、前記ペダル駆動部は、運転者の運転操作があった場合に、運転者の足への前記力の伝達を中止するものであっても良い。
【００１６】
また、運転者の足に力を伝達するオットマンと、運転者が覚醒していないと推定される場合に、前記オットマンを駆動して運転者の足に力を伝達させるオットマン駆動部を備えるものであっても良い。
【００１７】
また、前記オットマンは、運転者の運転操作があった場合に、運転者の足への前記力の伝達を中止するものであっても良い。
【００１８】
また、運転者の足へ前記力を伝達した結果、運転者の運転操作が無い場合に、警報を発する警報装置を備えるものであっても良い。
【００１９】
また、前記ペダル駆動部は、車両の自動運転中に運転者の足に前記力を伝達するものであっても良い。
【００２０】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、運転者の覚醒状態を推定するステップと、運転者が覚醒していないと推定される場合に、運転者の足の足首の回転中心と一致するペダル回転軸を中心としてペダルを駆動して運転者の足に力を伝達するステップと、を備える、ペダル駆動方法が提供される。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように本発明によれば、警報音や警報メッセージを発生させることなく、運転者の覚醒度を高めることが可能となる。
なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係るシステムの外観を示す模式図である。
【図２】ペダル調整装置の構成を示す模式図である。
【図３】各ステー、各ジョイント、各シャフトを含む構造物を示す三面図である。
【図４】図２に示すＹ軸方向からペダルを見た状態を示す模式図である。
【図５】ペダルと軸受ブロックを組み合わせた状態を示す三面図である。
【図６】軸受ブロックの構成を示す三面図である。
【図７】つま先固定具の構成を示す三面図である。
【図８】本実施形態に係るシステムの機能構成を示すブロック図である。
【図９】身体部位算出装置が、人体図を用いて足首回転中心Ｐ２を求める処理を説明するための模式図である。
【図１０】カメラで撮影した画像を解析して足首回転中心Ｐ２、膝回転中心Ｐ３を求める方法を説明するための模式図である。
【図１１】カメラで撮影した画像を解析して足首回転中心Ｐ２、膝回転中心Ｐ３を求める方法を説明するための模式図である。
【図１２】カメラで撮影した画像を解析して足首回転中心Ｐ２、膝回転中心Ｐ３を求める方法を説明するための模式図である。
【図１３】カメラで撮影した画像を解析して足首回転中心Ｐ２、膝回転中心Ｐ３を求める方法を説明するための模式図である。
【図１４】カメラで撮影した画像を解析して足首回転中心Ｐ２、膝回転中心Ｐ３を求める方法を説明するための模式図である。
【図１５】カメラで撮影した画像を解析して足首回転中心Ｐ２、膝回転中心Ｐ３を求める方法を説明するための模式図である。
【図１６Ａ】足首回転中心Ｐ２の位置をペダルの回転中心Ｐ１の位置に一致させるための調整の流れを示す模式図である。
【図１６Ｂ】足首回転中心Ｐ２の位置をペダルの回転中心Ｐ１の位置に一致させるための調整の流れを示す模式図である。
【図１６Ｃ】足首回転中心Ｐ２の位置をペダルの回転中心Ｐ１の位置に一致させるための調整の流れを示す模式図である。
【図１７Ａ】通常のペダルを示す模式図である。
【図１７Ｂ】本実施形態のペダルを示す模式図である。
【図１８Ａ】本実施形態のシステムで行われる処理を示すフローチャートである。
【図１８Ｂ】本実施形態のシステムで行われる処理を示すフローチャートである。
【図１９】ステップＳ１２において、足首回転中心Ｐ２を中心にペダルが前後方向に交互に回転する様子を示す模式図である。
【図２０】ステップＳ２２において、ペダルが矢印Ａ４方向に往復回転運動するとともに、オットマンが矢印Ａ５方向に往復回転運動する様子を示す模式図である。
【図２１】ステップＳ３０において、膝曲げ角θ１が角度ｖ２になった状態を示す模式図である。
【図２２】ステップＳ３４でストレッチを行っている様子を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２４】
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．本実施形態に係るシステムの構成例
２．足首回転中心の算出について
３．本実施形態のシステムで行われる処理
【００２５】
１．本実施形態に係るシステムの構成例
図１は、本発明の一実施形態に係るシステム１０００（ペダル装置）の外観を示す模式図である。図１は、車両内に設けられたシステム１０００を車両前方から見て右側（助手席側）から見た状態を示している。図１に示すように、システム１０００は、シート１０２、ペダル１０４、座面センサー１０６、ペダル調整装置（ペダル駆動部）２００、オットマン１１０、を有して構成される。本実施形態では、一例として、ペダル１０４としてアクセルペダルを例示する。
【００２６】
本実施形態に係るシステム１０００は、シート１０２に座った運転者Ｓがペダル１０４を操作する際に、足の動きを最小限に抑え、足のサポートを増やす事で安定した着座姿勢を提供する。このため、ペダル調整装置２００により足首の回転中心位置を調整可能とし、ペダル１０４の操作時の足首回転中心とペダル１０４の回転中心位置を一致させる。これにより、足の動きを最小限に抑えることができるため、大腿部の座圧を均一にすることができ、安定した運転姿勢を提供することが可能となる。
【００２７】
また、本実施形態に係るシステム１０００は、自動運転中に運転者の覚醒度が低下した際に、ペダル１０４で足を動かし、覚醒度を上げる。このため、回転中心位置と踏面角度が調整可能なペダル調整装置２００を用いて、運転手の覚醒度が低下した際に段階的に足を動かし覚醒状態へと誘導する。
【００２８】
図２は、ペダル調整装置２００（ペダル駆動部）の構成を示す模式図である。図２に示すように、ペダル調整装置２００は、ペダル（ガイド付き）１０４の位置を調整する機能を有し、ステー２０４、ステー２０６、ステー２０８、ジョイント２１０、ジョイント２１２、ジョイント２１４、シャフト２１６、シャフト２１８、シャフト２２０、軸受２２２、軸受ブロック（ガイド付き）２２４を有して構成される。
【００２９】
図３は、ステー２０４、ステー２０６、ステー２０８、ジョイント２１０、ジョイント２１２、ジョイント２１４、シャフト２１６、シャフト２１８、シャフト２２０を含む構造物を示す三面図である。図３において、ジョイント２１０とシャフト２１６は一体に構成されている。また、ジョイント２１２とシャフト２１８は一体に構成されている。また、ジョイント２１４とシャフト２２０は一体に構成されている。ジョイント２１４とジョイント２１０とは、ステー２０４により連結されている。また、ジョイント２１４とジョイント２１２とは、ステー２０８により連結されている。また、ジョイント２１０とジョイント２１２とは、ステー２０６により連結されている。
【００３０】
ペダル１０４の軸受２２２には、シャフト２１８が回動可能に挿入されている。また、軸受ブロック２２４の軸受２２４ｂには、シャフト２２０が回動可能に挿入されている。
【００３１】
ジョイント２１０は、車両側に設けられたシャフト２１６に固定されている。シャフト２１６は車両側のアクセル駆動機構に連結されており、その位置は固定されており、軸Ｐ１を回転中心として回動可能とされている。シャフト２１６の回動により、車両側のアクセル駆動機構が駆動され、アクセル開度が可変される。
【００３２】
各ステー２０４，２０６，２０８は、内蔵されたモータ、油圧、又は空気圧等の駆動力により伸縮可能とされている。このため、各ステー２０４，２０６，２０８の長さを調整することで、シャフト２１６に対するペダル１０３の相対的な位置を調整することができる。各ジョイント２１０，２１２，２１４は、各ステー２０４，２０６，２０８の伸縮時に意図しない回転を防ぐように構成されている。シャフト２１６(並びにジョイント２１０)の回転をロックできれば、ステー２０４、２０６、２０８の伸縮順を調整することで意図しない回転を防ぐことが可能である。シャフト２１６の回転を止めるロック機構としては、摩擦力を用いたブレーキ機構などでシャフトを挟み込んで止める方法や、シャフト２１６の一部をピニオンギヤのような加工を施し歯車等で挟み込んで止める方法が挙げられる。
【００３３】
図４は、図２に示すＹ軸方向からペダル１０４を見た状態を示す模式図である。図４に示すように、軸受ブロック２２４は、図４中の矢印Ａ１方向にスライド可能とされている。図５は、ペダル１０４と軸受ブロック２２４を組み合わせた状態を示す三面図である。
また、図６は、軸受ブロック２２４の構成を示す三面図である。
【００３４】
図５に示すように、ペダル１０４の下面には、凸状のレール１０４ａが設けられている。一方、図６に示すように、軸受ブロック２２４には、凹状のレール２２４ａが設けられている。図５に示すように、ペダル１０４と軸受ブロック２２４とは、ペダル１０４のレール１０４ａに軸受ブロック２２４のレール２２４ａを係合させることによって、ペダル１０４に対して軸受ブロック２２４が矢印Ａ１方向に移動可能とされている。
【００３５】
図４に示すように、ペダル１０４の先端にはつま先固定具２３０が装着されている。つま先固定具２３０は、運転者の足がペダル１０４上に置かれた状態で、図４中の矢印Ａ３方向に動くことで、ペダル１０４の踵側に設けられた保持部１０４ｄとつま先固定具２３０の保持面２３０ａとの間で運転者の足を挟持し、これによって運転者の足のつま先をペダル１０４に対して保持する。
【００３６】
図５に示すように、ペダル１０４の上面（運転者の足が踏む面）には、ラック部１０４ｂが設けられている。また、ペダル１０４の側面には、レール１０４ｃが設けられている。レール１０４ｃには、つま先固定具２３０がスライド可能に装着される。
【００３７】
図７は、つま先固定具２３０の構成を示す三面図である。図７に示すように、つま先固定具２３０は、本体部２３１と、モータ２３２と、モータ２３２によって駆動される歯車（ピニオンギヤ）２３４と、を有して構成されている。つま先固定具２３０の本体部２３１には、レール２３１ａが設けられている。レール２３１ａは、ペダル１０４の側面に設けられたレール１０４ｃとスライド可能に係合し、これによってペダル１０４に対してつま先固定具２３０がスライド可能とされている。
【００３８】
つま先固定具２３０の歯車２３４は、ペダル１０４の上面に設けられたラック部１０４ｂと係合する。これにより、モータ２３２によって歯車２３４を駆動すると、つま先固定具２３０が図４中の矢印Ａ３方向にスライドする。
【００３９】
以上のように構成された本実施形態に係るシステム１０００では、ステー２０４、ステー２０６、ステー２０８を伸縮させることによって、足首回転中心Ｐ２とペダル１０４の回転中心の位置を一致させることができる。より詳細には、ペダル１０４の回転中心位置はシャフト２１６の回転中心である軸Ｐ１であり、軸Ｐ１の位置は車両に対して固定である。一方、ステー２０４、ステー２０６、ステー２０８を伸縮させることによって、シャフト２１６に対してペダル１０４の上面の位置を変化させることができる。そして、運転者の足はペダル１０４の上面を踏むため、シャフト２１６に対してペダル１０４の上面の位置を変化させることで、シャフト２１６に対して足首回転中心Ｐ２を移動することができる。これにより、足首回転中心Ｐ２を軸Ｐ１の位置に一致させることができる。
【００４０】
また、本実施形態に係るシステム１０００では、つま先固定具２３０によって運転者の足をペダル１０４に固定した状態で、ペダル１０４を作動させることで、運転者の覚醒度が低下した際に覚醒度を上げることができる。これにより、特に自動運転を行っている最中に、運転者の覚醒度が低下することを確実に抑止できる。
【００４１】
図８は、本実施形態に係るシステム１０００の機能構成を示すブロック図である。図８に示すように、システム１０００は、上述したペダル１０４、座面センサー１０６、オットマン１１０、ペダル調整装置２００に加え、身体部位算出装置３００、説明装置３１０、オットマン位置調整装置３２０、記憶部３３０、カメラ３４０、運転手状態検出センサー３５０、警報装置３６０、ペダル回転角センサー３７０、ペダル踏力センサー３８０、演算処理装置４００を有して構成される。図８に示す構成において、身体部位算出装置３００、演算処理装置４００などの構成要素は、ＣＰＵなどの中央演算処理装置と、これを機能させるためのプログラム（ソフトウェア）から構成することができる。
【００４２】
足首回転中心Ｐ２を移動して軸Ｐ１の位置に一致させるため、身体部位算出装置３００が、側方から運転者を観察した場合の足首回転中心Ｐ２の座標を求める。本実施形態では、足首回転中心Ｐ２を求める方法として、人体図による方法と画像解析による方法のいずれか一方を用いる。足首回転中心Ｐ２の座標は、運転手のシートポジションからヒップポイントを推測し、予めモデル化された人体図のヒップポイントと同期させることで算出できる。また、カメラ３４０で撮影した画像を解析して算出することもできる。更に、三次元計測器やモーションセンサーなどを用いて足首回転中心Ｐ２を求めることもできる。なお、足首回転中心Ｐ２を求める方法は、これらの方法に限定されるものではない。
【００４３】
説明装置３１０は、足首回転中心Ｐ２を求めるに際し、運転者に所定の姿勢を促すための説明情報を通知する装置である。説明装置３１０は、画面表示や音声により説明情報を運転者に提供する。
【００４４】
オットマン位置調整装置３２０は、オットマン１１０の位置、オットマン１１０の駆動状態を制御する装置であり、オットマン１１０を制御するための駆動モータを含む。
【００４５】
記憶部３３０は、身体部位算出装置３００が足首回転中心Ｐ２などの身体の部位を算出する際に用いる人体図などのデータを予め記憶しているメモリである。
【００４６】
カメラ３４０は、運転者が着座状態にある際に、側方から運転者を撮影し、画像情報を得る。この画像情報は、身体部位算出装置３００が足首回転中心Ｐ２などの身体の部位を算出する際に用いられる。
【００４７】
運転手状態検出センサー３５０は、運転手の閉眼率、心拍変動を検出するセンサーを含む。運転手状態検出センサー３５０は、例えばカメラから構成され、運転手の顔を撮影して画像データを演算処理装置４００へ送る。また、運転手状態検出センサー３５０は、例えば運転者の心拍数を検出する心拍数センサーから構成され、運転者の心拍数を検出して演算処理装置４００に送る。
【００４８】
演算処理装置４００は、システム１０００の全体を制御する処理を行う構成要素であり、身体部位算出装置３００が算出した足首中心位置Ｐ２に基づいて、足首中心位置Ｐ２と軸Ｐ１の位置とのズレ量を求め、このズレ量に基づいてステー２０４、ステー２０６、ステー２０８の伸縮量を求める。そして、ペダル調整装置２００は、演算処理装置４００が算出したステー２０４、ステー２０６、ステー２０８の伸縮量に基づいてステー２０４、ステー２０６、ステー２０８を伸縮することで、足首回転中心Ｐ２を軸Ｐ１の位置に一致させる。
【００４９】
また、演算処理装置４００は、運転手状態検出センサー３５０が検出した運転手の顔の画像データ、または心拍数の変動に基づいて、運転手の覚醒度を判定する覚醒状態推定部４０２として機能する。また、演算処理装置４００は、覚醒度に応じてペダル調整装置２００を制御するペダル制御部４０４として機能し、覚醒度に応じてペダル１０４を動かすことで、運転手の覚醒度が低下している場合は運転手を覚醒させる。
【００５０】
２．足首回転中心の算出について
図９は、身体部位算出装置３００が、人体図を用いて足首回転中心Ｐ２を求める処理を説明するための模式図である。足首回転中心Ｐ２を求める前提として、先ず座面センサー１０６により運転者がシート１０２に着座したことを検出すると、説明装置３１０が、腰とシート１０２の間に隙間ができないような着座姿勢を運転者に促す。
【００５１】
次に、図９において、シートスライドレール(上)１０２ａとシートスライドレール（下）１０２ｂの前後のズレ量から、シート１０２のスライド位置を求め、運転者の身長を予測する。ここで、シートスライドレール(上)１０２ａはシート１０２に固定され、シートスライドレール（下）１０２ｂは車両側に固定されている。シートスライドレール(上)１０２ａとシートスライドレール（下）１０２ｂの前後のズレ量は、シート１０２の前後の移動量を表している。シート１０２の前後の移動量と身長との間には相関があることから、シートスライドレール(下)１０２ｂに対してシートスライドレール（上）１０２ａが車両後方に位置するほど、運転者の身長が高いと推定できる。
【００５２】
次に、予測した身長に適合する人体図を、記憶部３３０が予め記憶している人体図の中から選択する。記憶部３３０は、身長に応じた複数の人体図を予め記憶している。人体図には、足首回転中心Ｐ２の他、膝回転中心Ｐ３、ヒップポイントの位置Ｐ４、踵位置Ｐ５などの各種情報を含んでいる。記憶部３３０は、車両（シート１０２上）に運転手が着座する場合のヒップポイントの位置Ｐ４等の情報をあらかじめ記憶している。
【００５３】
身体部位算出装置３００は、ヒップポイントＰ４を人体図の図面情報から推定する。次に、ペダル１０４の位置と傾きから人体モデルの踵位置Ｐ５と足の角度を推定する。次に、踵の位置Ｐ５と足の角度から足首回転中心Ｐ２を算出する。次に、ヒップポイントの位置Ｐ４と足首回転中心Ｐ２の関係から膝中心位置を算出する。
【００５４】
図１０〜図１５は、カメラ３４０で撮影した画像を解析して足首回転中心Ｐ２、膝回転中心Ｐ３を求める方法を説明するための模式図である。この場合、説明装置３１０にて以下の手順（１）〜（３）の動作を運転手に促す。また、ペダル調整装置２００によって手順（１）〜（３）の動作を自動的に行っても良い。身体部位算出装置３００は、手順（１）〜（３）の動作をカメラ３４０が撮影した画像に基づいて、手順（４）〜（６）の処理を行うことで、足首回転中心Ｐ２の位置を算出する。
【００５５】
・手順（１）
図１０に示すように、膝基準点Ｐ１０の座標を、膝の最上端Ｐ１１から距離Ｌ１だけ離れた脛の稜線上の点とし、Ｌ１、Ｌ２を以下のように定義することで、膝基準点Ｐ１０の座標を求める。なお、膝の最上点Ｐ１１と足の最下端Ｐ１２の位置は運転者の着座状態を側方からカメラ３４０で撮影した画像から求める。
Ｌ１＝Ｌ２×６０％〜８０％
Ｌ２：膝の最上端Ｐ１１から足の最下端Ｐ１２までの長さ
【００５６】
・手順（２）
図１１に示すように、運転者に対し、太腿が動かないようにして膝を動かしてもらい、３つ以上の膝基準点Ｐ１０の移動位置から膝基準点Ｐ１０の移動軌跡Ｌ１を求め、移動軌跡Ｌ１の回転の中心を膝回転中心Ｐ１３と推定する。
【００５７】
・手順（３）
図１２に示すように、運転者に対し、ペダル１０４を踏み込むような動作を促し、３つ以上の膝回転中心Ｐ１３の移動位置から膝回転中心Ｐ１３の移動軌跡Ｌ２を算出する。また、足の最下端Ｐ１２を基準点１、足の最前端Ｐ１４を基準点２とし、基準点１、基準点２のそれぞれについて、３つ以上の移動位置から移動軌跡を算出する。なお、図１２では、一例として３つの移動位置を示している。
【００５８】
なお、膝基準点Ｐ１０、膝回転中心Ｐ１３、基準点１、基準点２の移動位置は、カメラ３４０で撮影した画像を解析して求める。
【００５９】
・手順（４）
図１３に示すように、図１２に示す３つの足位置を平行移動して基準点１を一致させ、膝回転中心Ｐ１３を平行移動させた位置を計算する。
【００６０】
・手順（５）
図１４に示すように、図１３に示す３つの足位置を回転移動して、基準点２を一致させる。
【００６１】
・手順（６）
図１５に示すように、足を固定した場合には膝回転中心Ｐ１３は足首を中心とした円上の軌跡を移動するため、回転移動後の膝回転中心Ｐ１３の移動軌跡Ｌ３の中心を求め、その中心を足首回転中心Ｐ２の位置と推定する。
【００６２】
以上のようにして、人体図、またはカメラ３４０で撮影した画像の解析による方法から足首回転中心Ｐ２が求まると、足首回転中心Ｐ２の位置をペダル１０４の回転中心位置（軸Ｐ１）の位置に一致させるための調整を行う。図１６Ａ〜図１６Ｃは、この調整の流れを示す模式図である。
【００６３】
運転者がシート１０２に着座した状態では、運転者の身長や股下の長さ等の個体差により、推定した足首回転中心Ｐ２の位置は変動する。図１６Ａは、推定した足首回転中心Ｐ２の位置とペダル１０４の回転中心Ｐ１の位置が一致していない状態を示している。
【００６４】
図１６Ａに示す状態から、ステー２０４、ステー２０６、ステー２０８を伸縮させることで、図１６Ｂに示すように、足首回転中心Ｐ２の位置とペダル１０４の回転中心Ｐ１の位置を一致させることができる。具体的には、推定した足首回転中心Ｐ２とペダル１０４の回転中心Ｐ１とのズレ量Ｄが判るため、ズレ量Ｄが０となるようにステー２０４、ステー２０６、ステー２０８を伸縮させる。
【００６５】
図１６Ｂに示す状態では、足首回転中心Ｐ２の位置とペダル１０４の回転中心Ｐ１の位置は一致しているが、ペダル１０４の初期位置（アクセルオフの位置）が定まっていない。より詳細には、図１６Ｂでは、シャフト２１６はアクセルオフの位置にあるが、ペダル１０４が本来のアクセルオフの位置よりも図面上で時計回り方向に回転した位置にあり、運転者の足首が過度に曲がり、つま先が脛に近づいた状態となっている。ペダル調整装置２００は、ステー２０４、ステー２０６、ステー２０８を適宜伸縮させることで、シャフト２１６に対してペダル１０４を相対的に回転させることができる。このため、図１６Ｂに示す状態から更にステー２０４、ステー２０６、ステー２０８を伸縮させることで、ペダル１０４を矢印Ａ２方向に回転し、ペダル１０４を初期位置に設定する。これにより、図１６Ｃに示すように、ペダル１０４の初期位置が定まる。
【００６６】
以上のようにして足首回転中心Ｐ２の位置とペダル１０４の回転中心Ｐ１の位置が一致すると、足首を回転させる動きのみでペダル１０４を操作することができる。従って、ペダル１０４を操作する際の足の動きを最小限にすることができ、特に脛、脹脛、太腿の動きを抑えることができる。これにより、脛、脹脛、太腿を動かす必要が無いため、シート１０２上の大腿部の座圧を均一にすることができる。これにより、安定した運転姿勢を提供することが可能である。
【００６７】
図１７Ａ及び図１７Ｂは、足首回転中心Ｐ２とペダルの回転中心Ｐ１の位置を一致させることのできない通常のペダル１０と、本実施形態のペダル１０４を比較して示す模式図である。図１７Ａは、通常のペダル１０を示している。通常のペダル１０では、ペダル１０の下端近傍にペダル１０の回転中心Ｐ１が位置している。この構成では、ペダル１０をオンした時（踏み込んだ時）に、足全体の動きでペダル１０を押し下げるため、膝の回転中心Ｐ３が下方に移動し、太腿がシート１０２の座面に押し付けられる。このため、ペダル１０をオンした時の足とシート１０２の干渉を防ぐため、シート座面を縮小したり、シート座面を軟化したりする必要が生じる。また、オットマン１１０を備える場合、ペダルオフ時はオットマン１１０と脹脛が当接することで脹脛がサポートされるが、ペダルオン時はオットマン１１０と脹脛が離れてしまい、オットマン１１０によるサポートは安定して機能しないことになる。
【００６８】
一方、図１７Ｂは、本実施形態のペダル１０４を示している。本実施形態のペダル１０４では、ペダル１０４の回転中心Ｐ１が足首回転中心Ｐ２と一致することで、足の動きを最小化できる。より詳細には、図１７Ｂに示すように、足首回転中心Ｐ２を回転中心とする足の回転のみでペダル１０４を操作できるため、足首回転中心Ｐ２よりも上部の脹脛、太腿に動きが生じないため、足の動きが最小化される。また、ペダル１０４を操作した場合に、脹脛に動きが生じないため、ペダル１０４の操作の有無に関わらず脹脛をオットマン１１０で確実にサポートすることができる。
【００６９】
３．本実施形態のシステムで行われる処理
次に、本実施形態のシステム１０００で行われる処理について説明する。図１８Ａ及び図１８Ｂは、本実施形態の処理を示すフローチャートであって、主に演算処理装置４００によって行われる。先ず、ステップＳ１０では、自動運転をオンにする。これにより、運転者はアクセル操作を行うことなく車両を運転することが可能となる。次のステップＳ１２では、運転者の覚醒度が低下したか否かを判定する。運転者の覚醒度が低下したか否かは、閉眼率が所定のしきい値ｒよりも小さいか、又は心拍変動が所定のしきい値ｓよりも小さいか否かによって判定する。いずれかの条件が満たされる場合、演算処理装置４００は、運転者の覚醒度が低下したものと判定する。
【００７０】
ステップＳ１２で運転者の覚醒度が低下していることが判定された場合、ステップＳ１４へ進む。ステップＳ１４では、足首回転中心Ｐ２を中心として、所定の条件値を検出する位置までペダル１０４を交互に回転させる。ここで、条件値として、足首曲げ角θ＝ｖ１、またはペダル反力＝ｗ１とする。なお、図１に示すように、足首曲げ角θは、足首回転中心Ｐ２と膝回転中心Ｐ３，Ｐ１３を結んだ線とペダル踏面とのなす角であり、車両上方側の角度である。
【００７１】
図１９は、ステップＳ１２において、足首回転中心Ｐ２を中心にペダル１０４が前後方向（矢印Ａ４方向）に交互に回転する様子を示す模式図である。このように、運転者の覚醒度が低下している場合は、ペダル１０４を矢印Ａ４方向に交互に回転させることで、足首や脹脛周辺のストレッチを行い、運転手の覚醒を促す。
【００７２】
この際、ステー２０４、ステー２０６、ステー２０８を伸縮させることで、アクセルオフ位置よりもペダル１０４のつま先側が運転手に近づく方向にペダル１０４の踏面を回転させることができる。また、アクセルオフ位置よりもペダル１０４のつま先側が運転手に近づく方向にシャフト２１６を回転させることで、ペダル１０４の踏面を回転させることもできる。この場合、シャフト２１６は別途設けられたモータによって駆動される。更に、ペダル１０４とシャフト２１６を切り離すことで、シャフト２１６の回転は固定とし、ペダル１０４のみを別途設けられたモータで駆動しても良い。いずれの場合も、ペダル１０４はアクセルオフの位置からつま先側が運転手に近づく方向のみに回転するものとする。アクセルオフ位置よりもアクセルオン側にシャフト２１６が回転しないため、アクセルの操作入力は行われない。
【００７３】
図１９に示すように、運転手に近い側でペダル１０４の回転方向が反転するペダル位置は、足首曲げ角θが角度ｖ１となる位置、またはペダル１０４の反力としてＷ１が検出されるペダル位置とする。ペダル位置は、ペダル回転角センサー３７０によって検出される。ペダル踏力は、ペダル踏力センサー３８０によって検出される。また、操舵角は操舵角センサー（不図示）によって検出することができる。
【００７４】
ステップＳ１４の後はステップＳ１６へ進む。ステップＳ１６では、運転操作があったか否かを判定する。ここでは、ペダル踏力が所定のしきい値ｔを超えた場合、または操舵角が所定のしきい値ｕを超えた場合に、運転操作があったものと判定する。
【００７５】
ステップＳ１６で運転操作があった場合は、図１８ＢのステップＳ４６へ進む。ステップＳ４６では、運転操作があったことにより運転者が覚醒したと判断し、運転手を覚醒させるためのペダル１０４の往復回転運動を中止し、ペダル１０４を元の位置に戻す。
【００７６】
ステップＳ１６で運転操作が無い場合は、ステップＳ１８へ進む。ステップＳ１８では、覚醒度が低下した状態が継続しているか否かを、ステップＳ１２と同じ判定条件で判定する。ステップＳ１８で覚醒度が低下した状態が継続していない場合は、ステップＳ４６へ進む。
【００７７】
一方、ステップＳ１８で覚醒度が低下した状態が継続している場合は、ステップＳ２０へ進む。ステップＳ２０では、ステップＳ１４で開始したペダル１０４の往復回転運動を継続して行う。
【００７８】
ステップＳ２０の後はステップＳ２２へ進み、運転手を覚醒するため、ペダル１０４の往復回転運動に加え、オットマン１１０を往復回転運動させる。この際、つま先固定具２３０により運転手のつま先がペダル１０４に固定される。これにより、オットマン１１０を往復運動によって運転者の足がペダル１０４から外れることが抑止される。
【００７９】
図２０は、ステップＳ２２において、ペダル１０４が矢印Ａ４方向に往復回転運動するとともに、オットマン１１０が矢印Ａ５方向に往復回転運動する様子を示す模式図である。このように、ペダル１０４の前後往復回転に加え、オットマン１１０を前後往復回転させることで、運転手の覚醒をより強く促すことができる。
【００８０】
次のステップＳ２４では、運転操作があったか否かを、ステップＳ１６と同じ判定条件で判定する。ステップＳ１６で運転操作があった場合は、ステップＳ４６へ進む。ステップＳ４６では、運転操作があったことにより運転者が覚醒したと判断し、運転手を覚醒させるためのペダル１０４及びオットマン１１０の往復回転運動を中止し、ペダル１０４及びオットマン１１０を元の位置に戻す。
【００８１】
ステップＳ２４で運転操作が無い場合は、ステップＳ２６へ進む。ステップＳ２６では、覚醒度が低下した状態が継続しているか否かを、ステップＳ１２と同じ判定条件で判定する。ステップＳ２６で覚醒度が低下した状態が継続していない場合は、ステップＳ４６へ進む。
【００８２】
一方、ステップＳ２６で覚醒度が低下した状態が継続している場合は、ステップＳ２８へ進む。ステップＳ２８では、つま先固定具２３０により運転手のつま先をペダル１０４に固定する。
【００８３】
ステップＳ２８の後は図１８ＢのステップＳ３０へ進む。ステップＳ３０では、シート１０２の高さとペダル１０４の位置を調整し、膝曲げ角θ１を角度ｖ２とする。
【００８４】
図２１は、ステップＳ３０において、膝曲げ角θ１が角度ｖ２になった状態を示す模式図である。図２１に示すように、ペダル１０４の位置をシート１０２の位置に対して相対的に上昇させることで膝を伸ばすようにし、膝曲げ角θ１を角度ｖ２とする。なお、ペダル１０４を上昇させる機構、シート１０２を下降させる機構は特に限定されるものではないが、モータにより駆動させる機構を適宜用いることができる。
【００８５】
図２１に示すように、膝曲げ角θ１は、膝回転中心Ｐ３，Ｐ１３を中心として、膝回転中心Ｐ３，Ｐ１３と足首回転中心Ｐ２を結ぶ直線と、膝回転中心Ｐ３，Ｐ１３とヒップポイントＰ４を結ぶ直線のなす角であって、車両下方側の角度である。図２１に示すように、膝曲げ角θ１が１８０°に近い角度に設定され、θ１がｖ２以上となった状態で足のストレッチが行われる。
【００８６】
次のステップＳ３２では、足首回転中心Ｐ２を中心として、所定の条件値を検出する位置までペダル１０４を回転させる。ここで、条件値として、足首曲げ角θ＝ｖ３、またはペダル反力＝ｗ２とする。次のステップＳ３４では、ステップＳ３２の条件値を検出したペダル位置を保持し、足のストレッチを行う。ペダル位置の保持時間は、一例として１０秒〜２０秒程度とする。
【００８７】
図２２は、ステップＳ３４でストレッチを行っている様子を示す模式図である。図２２に示すように、ペダル１０４のつま先側を車両後方側に矢印Ａ６方向に回転させ、足首曲げ角θが角度ｖ３となるペダル位置、またはペダル１０４を回転させる反力Ｗ２を検出したペダル位置にて１０秒〜２０秒程度保持し、足首や脹脛、膝周辺のストレッチを行う。
【００８８】
ステップＳ３４の後はステップＳ３６へ進む。ステップＳ３６では、運転操作があったか否かを判定する。ここでは、ペダル踏力が所定のしきい値ｗ１を超えた場合、または操舵角が所定のしきい値ｕを超えた場合に、運転操作があったものと判定する。ステップＳ１６で運転操作があった場合は、図１８ＢのステップＳ４６へ進む。
【００８９】
ステップＳ３６で運転操作が無い場合は、ステップＳ３８へ進む。ステップＳ３８では、覚醒度が低下した状態が継続しているか否かを、ステップＳ１２と同じ判定条件で判定する。ステップＳ３８で覚醒度が低下した状態が継続していない場合は、ステップＳ４６へ進む。
【００９０】
一方、ステップＳ３８で覚醒度が低下した状態が継続している場合は、ステップＳ４０へ進む。ステップＳ４０では、警報装置３６０から警報を鳴らすことで運転者を覚醒させる。
【００９１】
次のステップＳ４２では、運転操作があったか否かを判定する。ここでは、ペダル踏力が所定のしきい値ｗ１を超えた場合、または操舵角が所定のしきい値ｕを超えた場合に、運転操作があったものと判定する。ステップＳ４２で運転操作があった場合は、ステップＳ４６へ進む。
【００９２】
ステップＳ４２で運転操作が無い場合は、ステップＳ４４へ進む。ステップＳ４４では、覚醒度が低下した状態が継続しているか否かを、ステップＳ１２と同じ判定条件で判定する。ステップＳ４４で覚醒度が低下した状態が継続している場合は、ステップＳ５０へ進み、車両を路肩へ緊急自動停車させる。なお、緊急自動停車の方法は様々な手法が考えられるが、特に方法が限定されるものではない。ステップＳ５０の後は処理を終了する。
【００９３】
一方、ステップＳ４４で覚醒度が低下した状態が継続していない場合は、ステップＳ４６へ進む。ステップＳ４６では、運転手を覚醒させるためのペダル１０４の往復回転運動を中止し、ペダル１０４及びオットマン１１０を元の位置に戻す。また、ステップＳ４６では、シート１０２を元の位置に戻す。次のステップＳ４８では、自動運転をオフにする。ステップＳ４８の後は処理を終了する。
【００９４】
なお、図１８Ａ及び図１８Ｂの処理において、足首曲げ角ｖ１，ｖ３、膝曲げ角度ｖ２、反力ｗ１，ｗ２、保持時間は、運転手が任意に調整可能とし、説明装置３１０によって運転前に運転手に説明が行われるものとする。
【００９５】
以上説明したように本実施形態によれば、運転者の覚醒度が低下した際に、ペダルで足を動かすことで運転者の覚醒度を上げることができる。これにより、運転者の覚醒度が低下した状態が発生することを確実に抑えることができ、安全な車両走行を行うことが可能となる。
【００９６】
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【００９７】
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
【符号の説明】
【００９８】
１０００    システム
１０２    シート
１０４    ペダル
１１０    オットマン
３２０    オットマン位置調整装置
２００    ペダル調整装置
２３０    つま先固定具
３６０    警報装置
４００    演算処理装置
４０２    覚醒状態推定部
４０４    ペダル制御部
【図１】
2017134512.tif 000003
【図２】
2017134512.tif 000004
【図３】
2017134512.tif 000005
【図４】
2017134512.tif 000006
【図５】
2017134512.tif 000007
【図６】
2017134512.tif 000008
【図７】
2017134512.tif 000009
【図８】
2017134512.tif 000010
【図９】
2017134512.tif 000011
【図１０】
2017134512.tif 000012
【図１１】
2017134512.tif 000013
【図１２】
2017134512.tif 000014
【図１３】
2017134512.tif 000015
【図１４】
2017134512.tif 000016
【図１５】
2017134512.tif 000017
【図１６Ａ】
2017134512.tif 000018
【図１６Ｂ】
2017134512.tif 000019
【図１６Ｃ】
2017134512.tif 000020
【図１７Ａ】
2017134512.tif 000021
【図１７Ｂ】
2017134512.tif 000022
【図１８Ａ】
2017134512.tif 000023
【図１８Ｂ】
2017134512.tif 000024
【図１９】
2017134512.tif 000025
【図２０】
2017134512.tif 000026
【図２１】
2017134512.tif 000027
【図２２】
2017134512.tif 000028