(57)【要約】【課題】運転者の操舵パターンのばらつきを低減して安定させ、走行ラインを安定させ得る運転誘導装置および運転誘導方法を提供する。【解決手段】乗員上体に接する部分の一部または全体が可動する構造を有するシート装置１０４を備えた運転誘導装置において、車線検出カメラ１０１により前方道路形状に対する車両の相対的位置および方位角を検出し、処理装置１１０により、該車線検出カメラ１０１の検出結果に基づき、車両位置から前方車線へ向けた接線の車両方向に対する方位角を演算し、乗員のヨー方向姿勢角が該接線の方位角の０．５倍乃至１．５倍となるようにシート装置１０４を制御し、運転者の上体が車両位置から前方車線へ向けた接線方向を向くように誘導する。【選択図】図１
2009274673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗員上体に接する部分の一部または全体が可動する構造を有するシート装置と、
前方道路形状に対する車両の相対的位置および方位角を検出する道路情報検出手段と、
前記道路情報検出手段の検出結果に基づき、車両位置から前方車線へ向けた接線の車両方向に対する方位角を演算し、乗員のヨー方向姿勢角が該接線の方位角の０．５倍乃至１．５倍となるように前記シート装置を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする運転誘導装置。
【請求項２】
前記シート装置は、乗員肩部、脇腹部または背中部に接する部分がシートに対してヨー方向に可動する構造を有することを特徴とする請求項１に記載の運転誘導装置。
【請求項３】
前記シート装置は、乗員肩部、脇腹部または背中部に接する部分がシートに対して前後方向に可動する構造を有することを特徴とする請求項１に記載の運転誘導装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記シート装置の可動部の瞬間回転中心周りのヨー方向回転角が、前記接線の方位角の０．５倍乃至１．５倍となるように前記シート装置を制御することを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の運転誘導装置。
【請求項５】
乗員の上体姿勢を計測する乗員姿勢計測手段を有し、
前記制御手段は、前記乗員姿勢計測手段の計測に基づく乗員のヨー方向姿勢角に応じて、前記シート装置の制御量を変化させることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の運転誘導装置。
【請求項６】
操舵角または車線中央からのずれ量を運転成績履歴として記憶する運転成績記憶手段を有し、
前記制御手段は、前記運転成績履歴に応じて前記シート装置の制御量を変化させることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の運転誘導装置。
【請求項７】
乗員上体に接する部分の一部または全体が可動する構造を有するシート装置を備えた車両の運転誘導方法であって、
前方道路形状に対する車両の相対的位置および方位角を検出する道路情報検出ステップと、
前記道路情報検出ステップの検出結果に基づき、車両位置から前方車線へ向けた接線の車両方向に対する方位角を演算し、乗員のヨー方向姿勢角が該接線の方位角の０．５倍乃至１．５倍となるように前記シート装置を制御する制御ステップと、
を有することを特徴とする運転誘導方法。
【請求項８】
乗員の上体姿勢を計測する乗員姿勢計測ステップを有し、
前記制御ステップは、前記乗員姿勢計測ステップの計測に基づく乗員のヨー方向姿勢角に応じて、前記シート装置の制御量を変化させることを特徴とする請求項７に記載の運転誘導方法。
【請求項９】
操舵角または車線中央からのずれ量を運転成績履歴として記憶する運転成績記憶ステップを有し、
前記制御ステップは、前記運転成績履歴に応じて前記シート装置の制御量を変化させることを特徴とする請求項７に記載の運転誘導方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は運転誘導装置および運転誘導方法に係り、特に、道路走行において運転者の操舵パターンのばらつきを低減して安定させると共に、走行ラインを安定させて適切な運転誘導を行えるようにした運転誘導装置および運転誘導方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の運転誘導装置としては、例えば特開２００１−１０９９９９号公報に開示の「車両用運転支援装置」がある。この従来例では、理想経路上で自車両が旋回を開始する位置の所定時間または所定距離手前の位置を転舵を開始すべき位置とし、該転舵を開始すべき位置を運転者への報知タイミングとして警報音をブザーから発して、狭路等への進入・走行を容易に行えるようにしたものである。
【特許文献１】特開２００１−１０９９９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述したように特許文献１に開示された技術は、狭路を走行する場合に操舵タイミングを報知するものであり、このような狭路走行シーンや駐車シーンなど、車速が低く準静的に車両が動く際には適切な運転誘導を行い得ると考えられるが、しかしながら、一般的な道路走行シーンは動的であり、例えばコーナーを旋回する際の操舵パターン等は大きなばらつきがあるという事情があった。
【０００４】
本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、道路走行において運転者の操舵パターンのばらつきを低減して安定させると共に、走行ラインを安定させて適切な運転誘導を行い得る運転誘導装置および運転誘導方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を解決するため、本発明は、乗員上体に接する部分の一部または全体が可動する構造を有するシート装置を備えた運転誘導装置において、前方道路形状に対する車両の相対的位置および方位角を検出し、該前方道路形状に対する車両の相対的位置および方位角に基づき、車両位置から前方車線へ向けた接線の車両方向に対する方位角を演算し、乗員のヨー方向姿勢角が該接線の方位角の０．５倍乃至１．５倍となるようにシート装置１０４を制御して、運転者の上体が車両位置から前方車線へ向けた接線方向を向くように誘導することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る運転誘導装置および運転誘導方法では、コーナーを旋回する際に、シート装置の制御により、運転者の上体が車両位置から前方車線へ向けた接線方向、即ちタンジェントポイントを向くように誘導することができ、注視位置としてタンジェントポイントＴＰを安定して認知させ、運転者の操舵パターンのばらつきを低減して安定させると共に、走行ラインを安定させて適切な運転誘導を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の運転誘導装置および運転誘導方法の実施例について、〔実施例１〕、〔実施例２〕の順に図面を参照して詳細に説明する。
【０００８】
〔実施例１〕
図１は本発明の実施例１に係る運転誘導装置の構成図である。
【０００９】
本発明の運転誘導装置および運転誘導方法の実施例について説明する前に、まず図２を参照して、本発明を考案するに至った基礎的な考察について説明を行う。ここで、図２（ａ）は単一旋回Ｒを有する右コーナーを例示する説明図であり、図２（ｂ）はタンジェントポイントを説明する説明図である。
【００１０】
自動車の性能向上の１つの方向性として、「運転しやすい車」を実現することが挙げられる。例えば、従来よりサスペンションの形式が多数考案され、かつ特性のチューニングが行われているが、これは車両の物理的な旋回限界を向上させるためだけでなく、思ったとおりに運転できる自動車を実現する取り組みであるといって良い。
【００１１】
「運転しやすい車」は、主観的な評価の表現であるため、実際に自動車の性能向上の取り組みを行う際には定量的な指標に置き換える必要がある。ここで、定量的な指標への置き換えの１つの手段として、「運転の再現性が高いこと」を評価指標とすることができると考えられる。
【００１２】
なお、ここでいう運転の再現性が高い状態とは、ある既定のコースを同一条件で複数回走行する場合の操舵パターンや人間の姿勢に代表される人間の運転挙動、或いは、車両の軌跡などの車両挙動が略同一となることであると定める。
【００１３】
実際の運転を繰り返し観察してみると、これら運転挙動や車両挙動は十分に再現性が高いとは言えない。例えば図２（ａ）に示すような単一旋回Ｒを有する右コーナーを走行する場合の操舵角の推移（操舵波形）を考えると、起点（０［ｍ］）から５０［ｍ］地点付近で操舵を開始し、区間Ａの部分で操舵角が増加する。区間Ｂでほぼ定常旋回状態となり、さらに区間Ｃにおいて操舵角が減少するような推移を辿る。
【００１４】
このような旋回を伴うシーンにおいて、同一被験者について複数回の測定を繰り返すと、特に初級運転者において操舵波形がばらつくという現象が見られることがある。この操舵波形のばらつきは、区間Ａの始まり（５０［ｍ］地点付近）で操舵を開始するタイミングのばらつきと、区間Ｂにおける操舵角のふらつきの２つに大別することができる。
【００１５】
今回は区間Ｂにおける操舵角のふらつきについて焦点を当ててみると、このような現象が起こる原因として、旋回中の視線位置が安定しないことが挙げられる。一般的にどのような経験を有する運転者であっても旋回中にはタンジェントポイント（Tangent Point）を見る傾向にあることが知られている。このタンジェントポイントは、図２（ｂ）に示すように、現在の車両位置から道路の内側の端（若しくは、車線の内側の端）へ向けた接線の接点である。
【００１６】
経験豊富な運転者は、このタンジェントポイントＴＰの方向に安定して注視を行うが、一方、特に運転初心者にあっては、注視位置が同図中の点ＰＡまたは点ＰＢのようにタンジェントポイントＴＰの方向とは異なる方向を注視し、かつこの注視位置が大きく変動する傾向にある。このように注視位置が変動する結果、視覚情報が変動して操舵が安定しない傾向が現れると考えられる。したがって、タンジェントポイントＴＰを安定して認知させることが安定した運転の必要条件となる。
【００１７】
そこで、コーナーを旋回する際に、運転者の上体がタンジェントポイントＴＰを向くようにシート装置を制御することにより、注視位置としてタンジェントポイントＴＰを安定して認知させ、運転者の操舵パターンのばらつきを低減して安定させると共に、走行ラインを安定させて適切な運転誘導を行い得る運転誘導装置および運転誘導方法を考案するに至った。
【００１８】
次に、本実施例の運転誘導装置の構成について、図１、図３、図４および図５を参照して説明する。
【００１９】
ここで、図３はタンジェントポイントＴＰの求め方を説明する説明図であり、図４（ａ）はシート装置１０４の概観を、図４（ｂ）および（ｃ）はシート装置１０４の内部構造をそれぞれ示す説明図である。また、図５はシート装置１０４の動きを説明する説明図である。
【００２０】
図１において、本実施例の運転誘導装置は、乗員上体に接する部分の一部または全体が可動する構造を有するシート装置１０４と、前方道路形状に対する車両の相対的位置および方位角を検出する道路情報検出手段としての車線検出カメラ１０１と、車線検出カメラ１０１の検出結果に基づき、車両位置から前方車線へ向けた接線の車両方向に対する方位角を演算し、乗員のヨー方向姿勢角が該接線の方位角の０．５倍乃至１．５倍となるようにシート装置１０４を制御する制御手段としての処理装置１１０と、を備えて構成されている。
【００２１】
ここで、車線検出カメラ１０１としては、すでに自動運転装置のような公知技術で一般的に用いられているものと同様のものを使用すれば良い。このような車線検出カメラ１０１では、一般に、図３の説明図において、走行ラインの旋回半径Ｒｖ、車線中央からの車両横変位ｄ、並びに車線に対するヨー角ψを検出できる。
【００２２】
後述するタンジェントポイントＴＰの位置の算出に必要な情報（前方道路形状に対する車両の相対的位置および方位角）としては、車線幅２ｗも必要であるが、一般的に車線幅２ｗは３．５［ｍ］程度であり、固定値とみなして計算してよい。もちろん、当該車線検出カメラ１０１により、実際の車線幅まで計測できるものであれば、固定値ではなく実際の計測値を計算に用いても良い。
【００２３】
また、処理装置１１０は、例えば、ＣＰＵ、ＭＰＵ（マイクロプロセッサ）またはＤＳＰ（ディジタル信号処理プロセッサ）等のプロセッサおよびＲＡＭ，ＲＯＭ等のメモリによって実現され、図１に示すように、構成要素としてＴＰ演算部１０２およびシート制御量演算部１０３を備えている。なお、これらＴＰ演算部１０２およびシート制御量演算部１０３は、プロセッサ上で実行されるプログラムである。
【００２４】
まず、ＴＰ演算部１０２では、前方道路形状に対する車両の相対的位置および方位角に基づき、車両位置から前方車線へ向けた接線の車両方向に対する方位角（タンジェントポイントＴＰの方位角）を演算する。より具体的には、以下のようにして求める。
【００２５】
図３の説明図において、幾何学的関係から、車線端（内側）の曲率半径は次式となる。
【００２６】
（数１）
Ｒｌ＝Ｒｖ−ｗ−ｄ                                              （１）
さらに車両位置から見たタンジェントポイントＴＰの方向θｆは、次式となる。
【００２７】
（数２）
θｆ＝cos-1（Ｒｌ／Ｒｖ）＝cos-1｛（Ｒｖ−ｗ−ｄ）／Ｒｖ｝        （２）
ここで、車両位置から見たタンジェントポイントＴＰの方向θｆは絶対座標上で定義される角度であるため、乗員から見た対車体タンジェントポイントＴＰの方向は次式となる。
【００２８】
（数３）
φ0＝ψ＋cos-1｛（Ｒｖ−ｗ−ｄ）／Ｒｖ｝                          （３）
また、シート制御量演算部１０３では、乗員のヨー方向姿勢角が車両位置から前方車線へ向けた接線の車両方向に対する方位角（タンジェントポイントＴＰの方位角）φ0の０．５倍乃至１．５倍となるようにシート制御量を求める。このシート制御量に応じた制御指令が処理装置１１０からシート装置１０４に対して出力され、シート装置１０４の可動機構が動作することとなる。
【００２９】
次に、シート装置１０４について図４および図５を参照して説明する。
【００３０】
まず図４（ａ）に示すように、シート装置１０４は、乗員が着座するシート１２０と、着座した時に乗員の背中に接するシートバック１１１（シート背面）と、シートバック１１１の両側に配置された左右１対のサイドサポート（図示せず）と、シートバック１１１の上方に配置されたヘッドレスト１１３と、乗員着座時に肩部と接するシートバック１１１およびサイドサポートの部位に配置されたクッション１１２ａ，１１２ｂと、を備えている。なお、サイドサポートは、乗員の両脇に沿うように乗員の側に傾斜している。
【００３１】
また図４（ｂ）に示すように、シート装置１０４の内部構造は、シート装置１０４の骨格をなすシートフレーム１１５ａ，１１５ｂ，１１８と、シートフレーム１１８に取り付けられたモータ１１６と、該モータ１１６の回転軸に取り付けられ左右方向に伸びた形状を備えるアーム１１７と、該アーム１１７の左右先端部にそれぞれ取り付けられたプレート１１４ａ，１１４ｂと、を備えている。なお、クッション１１２ａ，１１２ｂはプレート１１４ａ，１１４ｂにそれぞれ貼り付けられている。
【００３２】
また図４（ｃ）は、シート装置１０４を側面から見た簡略的な透視図であるが、同図に示すように、乗員が着座した時には、乗員の両肩にそれぞれクッション１１２ａ，１１２ｂが接し、モータ１１６の回転により該クッション１１２ａ，１１２ｂが当該シート装置１０４（シートバック１１１）に対して前後方向に可動する構造である。
【００３３】
次に、図９を参照してシート像地１０４の動きについて説明する。まず、制御オフ時（処理装置１１０から制御指令が出力されていないとき）には、図５（ａ）に示すように、モータ１１６は回転せず、アーム１１７は左右均等な中立位置に保持され、左右のクッション１１２ａ，１１２ｂもシートバック１１１に対してほぼ同じ距離を保つ。
【００３４】
一方、例えば、車両が右曲がりのコーナーを旋回する際には、処理装置１１０からシート駆動量φの制御指令が出力されるが、この場合、図５（ｂ）および（ｃ）に示すように、モータ１１６を反時計回りに回転させる。このモータ１１６の回転によりアーム１１７に角度変位φが生じ、右のクッション１１２ａがシートバック１１１に対して前方向に移動し、左のクッション１１２ｂが相対的に後ろ方向に移動することとなる。そしてその結果、乗員の右肩部が前に押されて上体の姿勢がタンジェントポイントＴＰの方向に向くように誘導されることになる。
【００３５】
なお、本実施例のシート装置１０４では、シートに対して前後方向に可動する可動部分、即ちアーム１１７、プレート１１４ａ，１１４ｂおよびクッション１１２ａ，１１２ｂを乗員肩部と接する位置に配置したが、これに限定されることなく、例えば乗員の脇腹部または背中部が接する位置に配置した構造としても良い。その場合、モータ１１６および該モータ１１６を取り付けるシートフレーム１１８もそれに応じた位置に配置されることは言うまでもない。
【００３６】
次に、以上の構成を備えた本実施例の運転誘導装置による運転誘導方法について説明する。
【００３７】
まず道路情報検出ステップでは、車線検出カメラ１０１により前方道路形状に対する車両の相対的位置および方位角を検出する。具体的には、例えば図３の説明図において、走行ラインの旋回半径Ｒｖ、車線中央からの車両横変位ｄ、並びに車線に対するヨー角ψ等を検出する。
【００３８】
次に制御ステップでは、まずＴＰ演算部１０２により、前方道路形状に対する車両の相対的位置および方位角に基づき、式（３）を用いて、車両位置から前方車線へ向けた接線の車両方向に対する方位角（タンジェントポイントＴＰの方位角）φ0を演算する。
【００３９】
次にシート制御量演算部１０３により、乗員のヨー方向姿勢角が車両位置から前方車線へ向けた接線の車両方向に対する方位角（タンジェントポイントＴＰの方位角）φ0の０．５倍乃至１．５倍となるようにシート制御量を求める。
【００４０】
さらに、このシート制御量に応じた制御指令が処理装置１１０からシート装置１０４に対して出力され、シート装置１０４の可動機構がシート制御量φに応じて動作し、乗員の上体姿勢がタンジェントポイントＴＰの方向に向くように誘導される。
【００４１】
次に、本実施例の運転誘導装置および運転誘導方法を実際に適用した実験およびその結果について図６および図７を参照して説明する。
【００４２】
ここで、図６（ａ）は実験における仕様を、図６（ｂ）は実験コースをそれぞれ説明する説明図であり、図７は実験結果を例示する説明図である。
【００４３】
実験に用いた各仕様Ａ〜Ｅは、図６（ａ）に示すように、乗員の注視方向がタンジェントポイントＴＰを中心としてコーナーの内側および外側方向にばらつくようにシート制御量を設定するものである。
【００４４】
すなわち、仕様Ｃは、シート制御量φ＝φ0（タンジェントポイントＴＰの方位角）として乗員の注視方向がタンジェントポイントＴＰとなるよう制御する設定であり、仕様ＡおよびＢは、タンジェントポイントＴＰよりコーナーの内側に乗員の注視方向が向くように制御する設定であり、仕様ＤおよびＥは、タンジェントポイントＴＰよりコーナーの外側に乗員の注視方向が向くように制御する設定である。より具体的には、シート制御量φの設定として、仕様Ａは仕様Ｃに対して０．４６倍に、仕様Ｂは仕様Ｃに対して０．７３倍に、仕様Ｄは仕様Ｃに対して１．２４倍に、仕様Ｅは仕様Ｃに対して１．４６倍に、それぞれなるようにした。
【００４５】
実験はドライビングシミュレータを用いて行った。走行コースは、図６（ｂ）に示されるようなコース、即ち１５５［ｍ］の直線と、旋回半径１５０［ｍ］、旋回角度９０［deg］の左右コーナーとを組み合わせたコース、が４回反復されるコースを用いた。なお、車線幅は４［ｍ］とし、車速は６０［km/h］とした。また、被験者にはできるだけレーン中央を走行するように指示した。さらに、車速維持のタスクを除外するために、車速はドライビングシミュレータで自動的に維持するように設定している。
【００４６】
実験の評価指標としては、転舵速度の変動と、車線中央からのずれ量（絶対値）の平均値の２つの指標を用いた。転舵速度の変動は、運転者がどの程度修正操舵を行っていたかを示しており、具体的には転舵速度の標準偏差として求める。また、車線中央からのずれ量（絶対値）の平均値は、どれだけレーンの中央を走行できたかを示す。何れの指標も数値が低いほど安定した運転ができていることを示すと考えてよい。
【００４７】
測定結果を図７に示す。横軸はタンジェントポイントＴＰの向きに対するシート制御の向きの比であり、シート制御量演算部１０３がシート制御量φを求めるときの演算式φ＝ｋ×φ0における係数ｋに相当する。つまり、係数ｋ＝１．０が仕様Ｃに相当する。
【００４８】
図７では、各仕様Ａ〜Ｅの測定結果として、９回試行した場合の平均値をプロットすると共に、それら平均値の分布（標準偏差）をエラーバーとしてプロットした。また、このエラーバーの上限および下限を結ぶ近似曲線（２次）もプロットした。さらに比較のため、シート制御無しの場合の転舵速度の変動値と、車線中央からのずれ量（絶対値）の平均値も例示している。
【００４９】
図７の測定結果から、転舵速度の変動およびレーンずれ平均値の２つの評価指標について、それぞれ、係数ｋ（タンジェントポイントＴＰの向きに対するシート制御の向きの比）＝１．０を極値とする２次曲線で囲まれた範囲ＷＡおよび範囲ＷＢにほぼ収まっていることが分かる。つまり、シート制御量φをφ0（タンジェントポイントＴＰの方位角）に略一致させた場合に、何れの評価指標も最適値をとっていることを意味する。
【００５０】
また、シート制御無しの場合の転舵速度の変動値およびレーンずれ平均値との比較から、本実施例の運転誘導装置および運転誘導方法による効果が得られるのは、シート制御における係数ｋ（タンジェントポイントＴＰの向きに対するシート制御の向きの比）が略０．５〜１．５の範囲であることが分かる。
【００５１】
なお、効果が得られる範囲がタンジェントポイントＴＰの方向と完全に一致するようにシート制御する場合に限られないのは、シートの表面に剛性の低いクッションが貼り付けられているため、シートの向きが確実に乗員の上体の向きに一致するとは限らないためであると考えられる。
【００５２】
以上説明したように、本実施例の運転誘導装置および運転誘導方法では、乗員上体に接する部分の一部または全体が可動する構造を有するシート装置１０４を備えた運転誘導装置において、道路情報検出手段（車線検出カメラ１０１）により前方道路形状に対する車両の相対的位置および方位角を検出し、制御手段（処理装置１１０）により、該車線検出カメラ１０１の検出結果に基づき、車両位置から前方車線へ向けた接線の車両方向に対する方位角を演算し、乗員のヨー方向姿勢角が該接線の方位角の０．５倍乃至１．５倍となるようにシート装置１０４を制御する。
【００５３】
これにより、コーナーを旋回する際に、シート装置１０４の制御により、運転者の上体が車両位置から前方車線へ向けた接線方向、即ちタンジェントポイントＴＰを向くように誘導することができ、注視位置としてタンジェントポイントＴＰを安定して認知させ、運転者の操舵パターンのばらつきを低減して安定させると共に、走行ラインを安定させて適切な運転誘導を行うことができる。
【００５４】
また、本実施例の運転誘導装置では、シート装置１０４に、乗員肩部、脇腹部または背中部に接する部分がシートに対して前後方向に可動する構造を備えている。これにより、低いコストの機構で運転再安定性の向上が期待できる。
【００５５】
〔実施例２〕
次に、本発明の実施例２に係る運転誘導装置および運転誘導方法について説明する。本実施例の運転誘導装置の構成は、実施例１の構成（全体の構成については図１を、シート装置の構造については図４をそれぞれ参照）と同等の構成を備える。
【００５６】
実施例１で説明したように、シート装置１０４のシート制御量φを求める最も簡単な方法は、シート制御量φを乗員から見た対車体タンジェントポイントＴＰの方位角φ0に一致させることであり、これにより、乗員の上体姿勢がタンジェントポイントＴＰの方向に向くように誘導されることとなる。ただし、シート装置１０４は、一般にシート表面が柔軟な素材で構成されるため、シートの向きが確実に乗員の上体の向きに一致するとは限らず、この実施例１による方法では、実際の乗員上体の姿勢角とシート制御量が一致しない場合が考えられる。そこで、本実施例では、運転成績を指標としてシート制御量の最適化を図ることとした。
【００５７】
図８は、本実施例の運転誘導装置における運転誘導方法、特に処理装置１１０の制御ステップを説明するフローチャートである。
【００５８】
まず、実施例１と同様に、道路情報検出ステップでは、車線検出カメラ１０１により前方道路形状に対する車両の相対的位置および方位角（例えば図３の説明図において、走行ラインの旋回半径Ｒｖ、車線中央からの車両横変位ｄ、並びに車線に対するヨー角ψ等）を検出する。
【００５９】
次に制御ステップでは、まずＴＰ演算部１０２により、前方道路形状に対する車両の相対的位置および方位角に基づき、式（３）を用いて、車両位置から前方車線へ向けた接線の車両方向に対する方位角φ0（タンジェントポイントＴＰの方位角）を演算する（ステップＳ１０１）。
【００６０】
次に、シート制御量演算部１０３では、当該運転誘導装置による制御が初期状態であるか否かを判断し（ステップＳ１０２）、仮に当該運転誘導装置が起動されて初めてコーナーに遭遇した場合であれば、オフセットoffsetを初期化（offset＝０）し（ステップＳ１０４）、また、起動されてから２つ目以上のコーナーに遭遇している場合にはオフセットoffsetを所定値Ａに設定する（ステップＳ１０３）。ここで、起動時における所定値Ａの値は任意の定数としておいて良い。
【００６１】
次に、処理装置１１０からシート装置１０４に対して出力する制御指令としてのシート制御量φを計算する。具体的には、ステップＳ１０１で求めたタンジェントポイントＴＰの方位角φ0にオフセットoffsetの値を加え、これをシート制御量φとして（ステップＳ１０５）、処理装置１１０からシート装置１０４に対して制御指令を出力してシート制御を行う。
【００６２】
次に、ステップＳ１０５のシート制御量φを用いたシート制御を行った結果の運転成績を記憶する（ステップＳ１０６）。この運転成績は、車線検出カメラ１０１によって検出可能な車線中央に対するずれ量の平均値を評価指標として用いるのが簡便な方法であるが、旋回中の操舵角の推移を操舵角センサ等から取得して記録し、これを評価指標として用いても良い。なお、この運転成績履歴は、処理装置１１０のメモリに記憶される。
【００６３】
次に、ステップＳ１０６で求めた運転成績が１回前の結果と比較して成績向上したか否かを判断し（ステップＳ１０７）、運転成績が向上した場合は、次のコーナーでオフセットoffsetとして設定される所定値Ａを所定の増減量Ｂだけ増加させ（ステップＳ１０９）、また逆に運転成績が向上しなかった場合は、次のコーナーでオフセットoffsetとして設定される所定値Ａを所定の増減量Ｂだけ減少させる（ステップＳ１０８）。ここで、所定の増減量Ｂは、試行錯誤的に決定される値である。
【００６４】
以上説明したように、本実施例の運転誘導装置および運転誘導方法では、運転成績記憶ステップにより、操舵角または車線中央からのずれ量を運転成績履歴として運転成績記憶手段（処理装置１１０のメモリ）に記憶し、制御ステップにおいて、シート制御量演算部１０３は、該運転成績履歴に応じてシート装置１０４のシート制御量φを変化させる。
【００６５】
このように、運転成績（操舵角または車線中央からのずれ量）を評価指標として、コーナーを旋回する際のシート制御量φの最適化を図ることができるので、運転者の上体がタンジェントポイントＴＰを向くようにより確実に誘導することができ、注視位置としてタンジェントポイントＴＰを安定して認知させ、運転者の操舵パターンのばらつきをより低減して安定させると共に、走行ラインを安定させてより適切な運転誘導を行うことができる。なお、本実施例では、別途装置を追加することなく、低コストで上記効果を奏することが可能である。
【００６６】
なお、本実施例では、オフセットoffsetの値を増減させて最適値を探索する手法を示したが、もちろん他の最適化手法を用いても良い。また、最適値の探索範囲（即ち、制御指令におけるシート制御量φの最大値）は、運転席から見たときの前方視界の見開き角（一般に、Ａピラーまでの角度）を上限とし、かつシート向きがタンジェントポイントＴＰ向きに対して０．５倍乃至１．５倍となる範囲とすれば良い。
【００６７】
〔実施例３〕
次に、本発明の実施例３に係る運転誘導装置および運転誘導方法について説明する。本実施例の運転誘導装置は、実施例１の構成（全体の構成については図１を、シート装置の構造については図４をそれぞれ参照）に、乗員の上体姿勢を計測する乗員姿勢計測手段を追加した構成を備えたものである。
【００６８】
ここで、乗員姿勢計測手段としては、例えば乗員上方に設置したＣＣＤカメラ（図９の肩位置モニタ１０５）により乗員の上体姿勢を撮像し、画像処理によって実際の乗員上体の向きφBを計測する。あるいは、シート装置１０４のショルダー部に超音波センサを取り付けるなどして、乗員の肩部の位置をモニタし、実際の乗員上体の向きφBを計測するようにしても良い。
【００６９】
実施例２では、運転成績を評価指標としてシート制御量φの最適化を図ったが、本実施例では、乗員の上体姿勢（実際の乗員上体の向きφB）を乗員姿勢計測手段によって直接センシングして、シート制御量φをフィードバック制御する。
【００７０】
図９は、本実施例の運転誘導装置における運転誘導方法、特に処理装置１１０の制御ステップを説明するフローチャートである。
【００７１】
まず、実施例１と同様に、道路情報検出ステップでは、車線検出カメラ１０１により前方道路形状に対する車両の相対的位置および方位角（例えば図３の説明図において、走行ラインの旋回半径Ｒｖ、車線中央からの車両横変位ｄ、並びに車線に対するヨー角ψ等）を検出する。
【００７２】
次に制御ステップでは、まずＴＰ演算部１０２により、前方道路形状に対する車両の相対的位置および方位角に基づき、式（３）を用いて、車両位置から前方車線へ向けた接線の車両方向に対する方位角φ0（タンジェントポイントＴＰの方位角）を演算する（ステップＳ２０１）。
【００７３】
次に、シート制御量演算部１０３では、例えば肩位置モニタ１０５による乗員の上体姿勢映像から、実際の乗員上体の向きφBを取得する（ステップＳ２０２）。
【００７４】
次に、処理装置１１０からシート装置１０４に対して出力する制御指令としてのシート制御量φを計算する（ステップＳ２０３）。具体的には、式（４）のように、ステップＳ２０１で求めたタンジェントポイントＴＰの方位角φ0に、該タンジェントポイントＴＰの方位角φ0と実際の乗員上体の向きφBの差に所定ゲインgainを乗じた値を加え、これをシート制御量φとして、処理装置１１０からシート装置１０４に対して制御指令を出力してシート制御を行う。
【００７５】
（数４）
φ＝φ0＋gain×（φ0−φB）                                    （４）
以上説明したように、本実施例の運転誘導装置および運転誘導方法では、乗員姿勢計測手段（乗員姿勢計測ステップ：肩位置モニタ１０５）により乗員の上体姿勢を計測し、制御ステップにおいて、シート制御量演算部１０３は、乗員のヨー方向姿勢角（実際の乗員上体の向きφB）に応じてシート装置１０４のシート制御量φを変化させる。
【００７６】
このように、当該運転誘導装置が演算する理想的な上体の向き（タンジェントポイントＴＰの方位角φ0）と実際の乗員上体の向き（φB）をフィードバック制御で一致させるので、乗員姿勢計測手段を別途用意する必要はあるが、運転者の上体がタンジェントポイントＴＰを向くようにより確実に誘導することができ、注視位置としてタンジェントポイントＴＰを安定して認知させ、運転者の操舵パターンのばらつきをより低減して安定させると共に、走行ラインを安定させてより適切な運転誘導を行うことができる。
【００７７】
〔実施例４〕
次に、本発明の実施例４に係る運転誘導装置について説明する。本実施例は、実施例１（全体の構成については図１を、シート装置の構造については図４をそれぞれ参照）に対して、シート装置１０４の構造のみが異なり、以下では、本実施例のシート装置１０４について図１０および図１１を参照して説明する。ここで、図１０（ａ）はシート装置１０４の外観を、図１０（ｂ）はシート装置１０４の内部構造をそれぞれ示す説明図である。また、図１１はシート装置１０４の動きを説明する説明図である。
【００７８】
まず図１０（ａ）に示すように、シート装置１０４は、運転者が着座した時に運転者の背中に接するシートバック２１１（シート背面）と、シートバック２１１の両側に配置された左右１対のサイドサポート２１２と、シートバック２１１の上方に配置されたヘッドレスト２１３とを備えている。サイドサポート２１２は、運転者の両脇に沿うように運転者の側に傾斜している。
【００７９】
また図１０（ｂ）に示すように、シート装置１０４の内部構造は、シート装置１０４の骨格をなすシートフレーム２１４と、サイドサポート２１２を支える左右１対のサイドサポートフレーム２１５ａ，２１５ｂと、サイドサポートフレーム２１５ａ，２１５ｂを同時に駆動するモータ２１６と、左右のサイドサポートフレーム２１５ａ，２１５ｂを連結する第１リンク２１７、第２リンク２１８と、第２リンク２１８とモータ２１６とを連結する第３リンク２１９と、サイドサポートフレーム２１５ａ，２１５ｂの回転を支持する回転支持部２２０と、ヘッドレスト２１３をシートフレーム２１４に取り付けるヘッドレスト取り付け部２２１と、クッション支持スプリング２２２と、を備えている。
【００８０】
サイドサポートフレーム２１５ａ，２１５ｂは、それぞれ上下１対の回転支持部２２０を介してシートフレーム２１４に対して回転可能に支持され、ヨー方向へ変位する。サイドサポートフレーム２１５ａ，２１５ｂはそれぞれクッションで覆われて図１０（ａ）のサイドサポート２１２を形成している。
【００８１】
モータ２１６の回転軸は、第１乃至第３リンク２１７〜２１９および回転支持部２２０を介してサイドサポートフレーム２１５ａ，２１５ｂに結合されている。第１乃至第３リンク２１７〜２１９は略平行リンク構造を形成しており、モータ２１６が回転動作することによってサイドサポートフレーム２１５ａ，２１５ｂはヨー方向へ変位する。つまり、モータ２１６の回転動作がサイドサポートフレーム２１５ａ，２１５ｂの揺動運動として伝えられる。これに伴い、図１０（ａ）のサイドサポート２１２が同様な方向へ変位する。モータ２１６そのものはシートフレーム２１４に固定されている。
【００８２】
なお、図１０（ａ）のヘッドレスト２１３はヘッドレスト取り付け部２２１を介してシートフレーム２１４に接続されている。また、シートフレーム２１４は方形状の形状を有し、その内側に所定の間隔をおいてクッション支持スプリング２２２が配置されている。
【００８３】
次に、図１１を参照して左右のサイドサポートフレーム２１５ａ，２１５ｂ（サイドサポート２１２）の動きについて説明する。まず、制御オフ時（処理装置１１０から制御指令が出力されていないとき）には、図１１（ａ）および図１１（ｂ）に示すように、左右のサイドサポートフレーム２１５ａ，２１５ｂ（サイドサポート２１２）は車両横方向に対して左右対称な位置に保持されている。このときモータ２１６は回転動作をしておらず、第１乃至第３リンク２１７〜２１９も動いていない。
【００８４】
一方、例えば、車両が右曲がりのコーナーを旋回する際には、処理装置１１０から制御指令が出力されるが、この場合、図１１（ｃ）および図１１（ｄ）に示すように、モータ２１６を図１１（ｃ）に示す方向へ回転させる。このモータ２１６の回転は第１乃至第３リンク２１７〜２１９を通じて左右のサイドサポートフレーム２１５ａ，２１５ｂに伝達され、サイドサポートフレーム２１５ａ，２１５ｂ（サイドサポート２１２）は、初期位置（図１１（ｂ）参照）に対してヨー方向にシート制御量φ（ヨー方向回転角）だけ回転する。なお、シート装置１０４の駆動は、ヨー方向回転角φの角速度が、コーナーを旋回する際の操舵角速度と等しくなるように行うのが望ましい。
【００８５】
以上説明したように、本実施例の運転誘導装置では、シート装置１０４に、乗員肩部、脇腹部または背中部に接する部分がシートに対してヨー方向に可動する構造を備えている。これにより、低いコストの機構で運転再安定性の向上が期待できる。
【００８６】
〔変形例〕
本発明の運転誘導装置および運転誘導方法は、以上説明した実施例１〜実施例４の構成および作用に限定されることなく、様々な変形が可能である。
【００８７】
たとえば、実施例１のシート装置１０４は、単一のモータ１１６を回転させて、乗員の肩部と接する部分のクッション１１２ａ，１１２ｂに車両前後方向の変位を持たせる機構であるが、直動型のアクチュエータを利用して乗員の肩部と接する部分のクッションを車両前後方向に駆動させる機構としても良い。その場合には、左右１対のクッションを結ぶ直線と車両左右方向がなす角、即ちクッションの瞬間回転中心周りのヨー方向回転角を角度変位（シート制御量）φとして置き換えて考えれば良い。なお、実施例４のシート装置に対しても同様である。
【００８８】
このように、本変形例の運転誘導装置では、シート装置の可動部の瞬間回転中心周りのヨー方向回転角が、前記接線の方位角の０．５倍乃至１．５倍となるようにシート装置を制御する。これにより、実施例１または実施例４と同等の効果を奏することができる。
【００８９】
さらに、他のシート装置の機構として、シートの背面全体がヨー方向に回転する機構（例えば、特許第３５５５１７５号公報）を用いても良い。ただし、この機構を用いる場合には、ハンドルやペダルといった操作機構と乗員位置とにずれが生じることを考慮する必要があり、可能な限り実施例１、実施例４または上記変形例のシート装置を用いることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の実施例１に係る運転誘導装置の構成図である。
【図２】図２（ａ）は単一旋回Ｒを有する右コーナーを例示する説明図であり、図２（ｂ）はタンジェントポイントを説明する説明図である。
【図３】タンジェントポイントＴＰの求め方を説明する説明図である。
【図４】図４（ａ）はシート装置の概観を、図４（ｂ）および（ｃ）はシート装置の内部構造をそれぞれ示す説明図である。
【図５】シート装置の動きを説明する説明図である。
【図６】図６（ａ）は実験における仕様を、図６（ｂ）は実験コースをそれぞれ説明する説明図である。
【図７】実験結果を例示する説明図である。
【図８】実施例２の処理装置の制御ステップを説明するフローチャートである。
【図９】実施例３の処理装置の制御ステップを説明するフローチャートである。
【図１０】図１０（ａ）は実施例４のシート装置の外観を、図１０（ｂ）は実施例４のシート装置の内部構造をそれぞれ示す説明図である。
【図１１】実施例４のシート装置の動きを説明する説明図である。
【符号の説明】
【００９１】
１０１  車線検出カメラ（道路情報検出手段）
１０２  ＴＰ演算部
１０３  シート制御量演算部
１０４  シート装置
１０５  肩位置モニタ（乗員姿勢計測手段）
１１０  処理装置（制御手段）
１１１，２１１  シートバック
１１２ａ，１１２ｂ  クッション
２１２  サイドサポート
１１３，２１３  ヘッドレスト
１１５ａ，１１５ｂ，１１８，２１４  シートフレーム
１１６，２１６  モータ
１１７  アーム
１１４ａ，１１４ｂ  プレート
２１５ａ，２１５ｂ  サイドサポートフレーム
２１７，２１８，２１９  リンク
２２０  回転支持部
２２１  ヘッドレスト取り付け部
２２２  クッション支持スプリング
【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】
2009274673.tif 000009
【図８】
2009274673.tif 000010
【図９】
2009274673.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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