(57)【要約】【課題】  多様な走行環境においても運転者の運転集中度を精度よく判定することが可能な運転支援装置を提供する。【解決手段】  本発明に係る運転支援装置は、前方カメラ１１、環境情報認識ＥＣＵ１０等により、前方走行車両のブレーキランプ点灯時を検出し、これに対応する運転者のブレーキ／アクセル操作をアクセルスイッチ２１、ブレーキスイッチ２２の出力を基にして判定し、その反応時間を基にして運転意識低下判定ＥＣＵ３０が運転者の運転集中度を判定するものであって、レーザレーダ１２で検出した前方車両との距離、相対速度、車速センサ２３で検出した自車両の車速から、運転者が反応すべき状況に限って上記運転集中度判定を行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前方車両のブレーキランプ点灯を判定する手段と、
前方車両との車間距離を判定する手段と、
自車両の車速を検出する手段と、
前方車両と自車両の相対速度を検出する手段と、
運転者のブレーキ／アクセル操作状態を検出する手段と、
前方車両のブレーキランプ点灯に基づいて運転者のブレーキ／アクセル操作が行われるまでの反応時間に基づいて運転者の運転集中度を判定する手段を備えており、
運転集中度の判定は、前方車両との車間距離が所定距離以下、自車速が所定速度以上、前方車両と自車両との衝突予定時間が所定時間以下の場合にのみ行われ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、車両の運転支援装置に関し、特に、運転者の運転集中度を判定する運転支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の運転者の注意力を維持するための装置として特許文献１に開示された装置が知られている。この装置においては、車両の運動に連動した流動表示を運転者の視野内に提示する手段を備えており、車両が単調運転している場合には、この流動表示の表示パターン、流速の少なくとも一方を時間的に変化させることで運転への集中力を維持することができると記載されている。この技術とは異なり、特許文献２に開示されている装置は、車間距離が縮まったときの運転者の運転操作に基づいて運転集中度を判定し、集中度が低下していると判定した場合には、運転者への警報等の処理を行うものである。
【特許文献１】特開２００６−３１８１５９号公報
【特許文献２】特開平１０−２０８１９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
運転者は、距離変化を感じ難いため、その反応時間は遅れやすく、運転集中度の判定基準としては精度が低い。一方、特許文献１には、注意力維持装置の効果の検証手法として前方車両のブレーキランプ点灯から運転者のブレーキ操作までの反応時間を基にして運転集中度を実験した結果が記載されている。しかしながら、この実験は、ドライブシュミレータを用いて単調な直線道路を先行車両に追従して走行しているシーンにおける運転者の反応時間の違いを調べたものであり、前方車両に追従しているとは限らず、また、道路状況等も多種多様な走行環境においては、前方車両のブレーキランプ点灯後、すぐにブレーキ操作が行われないからといって、運転集中度が低下しているとは限らないため、誤判定する可能性がある。運転集中度が低下していないのに低下しているとして警報等を行ってしまうと、運転者は煩わしいと感ずるし、誤判定を防ぐため集中度低下の判定をしづらくすると、運転支援として有効性が低下し、信頼性が低下する。
【０００４】
そこで本発明は、多様な走行環境においても運転者の運転集中度を精度よく判定することが可能な運転支援装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明に係る運転支援装置は、（１）前方車両のブレーキランプ点灯を判定する手段と、（２）前方車両との車間距離を判定する手段と、（３）自車両の車速を検出する手段と、（４）前方車両と自車両の相対速度を検出する手段と、（５）運転者のブレーキ／アクセル操作状態を検出する手段と、（６）前方車両のブレーキランプ点灯に基づいて運転者のブレーキ／アクセル操作が行われるまでの反応時間に基づいて運転者の運転集中度を判定する手段を備えており、この運転集中度の判定は、前方車両との車間距離が所定距離以下、自車速が所定速度以上、前方車両と自車両との衝突予定時間が所定時間以下の場合にのみ行われることを特徴とする。
【０００６】
本発明に係る運転支援装置においては、前方車両との車間距離、自車速、衝突予定時間が上記所定の条件を満たしている場合に限って、前方車両のブレーキランプ点灯に基づく運転者のブレーキ／アクセル操作が行われるまでの反応時間に基づいた運転集中度判定が行われる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る運転支援装置によれば、前方車両のブレーキランプ点灯に対応して運転者のブレーキ／アクセル操作が見込まれる状況に限って反応時間に基づく運転集中度判定を行うので、運転集中度の誤判定が生ずるのを防止することができ、判定精度が向上する。これにより、判定に基づいた運転支援をタイミングよく行うことができるので、運転支援システムへの信頼性も向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。ここでは、運転者の運転集中状態を判定し、運転集中度が低下していると判定したときは、運転者に対する警報を行うとともに、各種の支援制御を実行する運転支援装置を例に説明する。
【０００９】
図１に本発明に係る運転支援装置の構成をブロック図で示す。この運転支援装置を制御する制御装置は、複数のＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）を車内ＬＡＮ７０で相互通信可能に接続した構成をとっている。これらのＥＣＵは、いずれもＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等によって構成される。ここで挙げた構成は一例であって、複数のＥＣＵの機能を一つのＥＣＵにより実現してもよいし、あるＥＣＵの機能を複数のＥＣＵによって実現してもよい。また、個々のＥＣＵは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを専用で有していてもよいし、１つ以上の構成要素を他のＥＣＵと共有していてもよい。
【００１０】
車両の前方画像を取得する前方カメラ１１は、例えば、ＴＶフレームレートの動画像を取得するＣＣＤカメラ等であり、例えば、車室前方のルームミラー部分等の、前方車両のブレーキランプを含む後部の画像を取得可能な位置に配置される。レーザレーダ１２は、車両前方に向けて赤外線を照射して、反射光が戻ってくるまでの時間を測定することで前方車両等の対象物までの距離を測定するものであり、その投光部、受光部は、車両前部に配置される。環境情報認識ＥＣＵ１０は、前方カメラ１１で取得した画像から画像処理により前方車両のブレーキランプ点灯状態を判定するとともに、レーザレーダ１２の出力から前方車両の存否および存在する場合には前方車両との車間距離（相対距離）を取得する。
【００１１】
車室内のアクセルペダル、ブレーキペダルには、それらの運転者による操作量が所定量を超えたときに、スイッチがオンになり、所定以下となったときにスイッチがオフになるアクセルスイッチ２１、ブレーキスイッチ２２がそれぞれ設置されている。さらに、自車両の速度を検出する車速センサ２３として、例えば、各車輪に車輪速センサが配置される。車両情報認識ＥＣＵ２０は、アクセルスイッチ２１、ブレーキスイッチ２２の出力から、運転者によるアクセル、ブレーキの操作状態を判定するとともに、車速センサ２３の検出結果から自車速を判定する。
【００１２】
運転意識低下判定ＥＣＵ３０は、環境情報認識ＥＣＵ１０から出力された前方車両の情報と、車両情報認識ＥＣＵ２０から出力された車両状態とそれに対応する運転者の操作状態から運転者の運転集中度を判定する。運転支援ＥＣＵ４０には、ディスプレイ４１とスピーカー４２が接続され、運転者への警報等を行う。ディスプレイ４１、スピーカー４２は、本運転支援装置専用のものである必要はなく、ナビゲーションシステムやＡＶシステム、計器パネル等と共用のものでよい。
【００１３】
ＰＣＳ  ＥＣＵ５０は、プリクラッシュセーフティシステム（Pre-Crash Safety system：ＰＣＳ）の制御を行うＥＣＵであり、自動走行ＥＣＵ６０は、自動走行の制御を行うＥＣＵである。
【００１４】
次に、本実施形態の動作の一例を説明する。図２は、動作の一例を説明するフローチャートであり、図３、図４は、前方車両のブレーキランプ点灯と、これに応じた運転者のアクセル／ブレーキペダル操作の一例をそれぞれ示すタイミングチャートである。この動作は、運転意識低下判定ＥＣＵ３０を主体として各ＥＣＵが協働して実行するものであり、車両の電源がオンにされてから、繰り返し実行される。
【００１５】
最初に、環境情報認識ＥＣＵ１０、車両情報認識ＥＣＵ２０が環境状態、車両状態を読み込む（ステップＳ２）。具体的には、環境情報認識ＥＣＵ１０は、レーザレーダ１２の出力をもとにして前方車両の存否と、存在する場合には前方車両との車間距離（相対距離）Ｌｍ、相対速度Ｖｒを算出する。また、前方車両が存在する場合には、前方カメラ１１で取得した画像中から画像処理により前方車両のストップランプの点灯状態を判定する。このストップランプの点灯状態の判定は、パターン認識、色認識等によってランプ部分を抽出し、その輝度レベルの変化を基にして判定を行う手法等を用いればよい。車両情報認識ＥＣＵ２０は、アクセルスイッチ２１、ブレーキスイッチ２２の状態を読み込むとともに、車速センサ２３の出力から車速Ｖを判定する。環境情報認識ＥＣＵ１０は、求めた車間距離Ｌｍと、相対速度Ｖｒから、衝突予測時間ＴＴＣ（＝Ｌｍ／Ｖｒ）を求める。衝突予測時間ＴＴＣの算出は、ＰＣＳ  ＥＣＵ５０において行ってもよい。
【００１６】
続いて、運転意識低下判定ＥＣＵ３０は、運転集中度の判定条件を満たしているか否かを判定する（ステップＳ４）。この判定条件とは、車間距離Ｌｍがしきい値Ｌｔｈ以下であること、車速Ｖがしきい値Ｖｔｈ以上であること、衝突予測時間ＴＴＣがしきい値α以下であることの３条件を満たすことである。後述するように、本運転支援装置では、前方車両のストップランプ点灯に応じた運転者のペダル操作の反応時間を基にして運転集中度を判定するが、車間距離が長い場合、自車両が低速の場合、前方車両への接触まで時間的余裕がある場合には、運転者は余裕をもって行動するため、即座に反応を起こさない可能性があるため、本運転装置では、このような場合には、判定動作に至ることなく、その後の処理を行わずに、ステップＳ２へと戻る処理を行う。
【００１７】
判定条件を満たしていた場合には、ステップＳ６へと移行し、運転意識低下判定ＥＣＵ３０は、前方車両のストップランプが消灯状態から点灯状態に移行したか判定する。これは、ストップランプ点灯状態の前回値を現在値とは別に記憶しておくことで、前回値が消灯、現在値が点灯の場合に消灯から点灯に変化したと判定すればよい。前回も今回も消灯あるいは点灯のままか、点灯から消灯に移行した場合には、ステップＳ２へと戻る処理を行う。このように、ステップＳ２〜Ｓ６をループ処理することで、ステップＳ４の判定条件を満たし、かつ、前方車両のストップランプが消灯から点灯に移行するまで、以降の処理を行わずに待機する。消灯から点灯に移行したと判定した場合には、ステップＳ８へと移行して、運転意識低下判定ＥＣＵ３０は、現在時刻をｔ＿ｉに設定する。
【００１８】
次に、アクセルスイッチ２１の出力を参照して、現在時刻（前方車両のストップランプが消灯から点灯に変化した時点）において運転者のアクセルペダルを操作していたアクセルオン状態であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。アクセルスイッチ２１がオンであった場合には、ステップＳ１２へと移行し、再び車両情報認識ＥＣＵ２０がアクセルスイッチ２１の状態を読み込む。ステップＳ１４では、アクセルがオン状態からオフ状態になったかを判定する。具体的には、ステップＳ１４の処理は、直前のステップＳ２処理時点にはアクセルスイッチ２１がオンであった場合に行われるから、現時点（直前のステップＳ１２処理時）においてオフ状態であるかを検出すれば足りる。アクセルスイッチ２１がオンであった場合には、ステップＳ１２へと戻る。一方、アクセルスイッチ２１がオフであった場合には、ステップＳ２０へと移行し、現在時刻をｔ＿ｒに設定する。このようなループ処理を行うことで、前方車両のストップランプが点灯した後、運転者がアクセルペダルを戻してアクセルをオフにした時点ｔ＿ｒを検出することができる（図３参照）。
【００１９】
ステップＳ１０において、アクセルスイッチ２１がオフであった場合には、ステップＳ１６へと移行し、再び車両情報認識ＥＣＵ２０がブレーキスイッチ２２の状態を読み込む。ステップＳ１８では、ブレーキがオフ状態からオン状態になったかを判定する。具体的には、前回のステップＳ２またはステップＳ１６処理時のブレーキスイッチ２２の状態を記憶しておき、それがオフ状態で、現在値がオン状態である場合に条件を満たすと判定すればよい。ブレーキがオフ状態のままであった場合には、ステップＳ１６へと戻る。一方、ブレーキがオン状態に移行した場合には、ステップＳ２０へと移行し、現在時刻をｔ＿ｒに設定する。このようなループ処理を行うことで、前方車両のストップランプが点灯した後、運転者がブレーキペダルを操作してブレーキをオンにした時点ｔ＿ｒを検出することができる（図４参照）。
【００２０】
ステップＳ２０におけるｔ＿ｒ検出後、前方車両のストップランプ点灯後、これに応じた運転者のブレーキ／アクセル操作までの反応時間Ｔを求める（ステップＳ２２）。この反応時間Ｔは（ｔ＿ｒ−ｔ＿ｉ）である。続いて、求めた反応時間Ｔと当該運転者の平均反応時間Ｔ_aveとを比較し、反応時間Ｔが平均反応時間Ｔ_aveにしきい値ΔＴｔｈを加算した時間より長い場合は、運転者の反応が遅く、運転集中度が低下していると判定して、運転者反応低下時の処理を行う（ステップＳ２６）。
【００２１】
この運転者反応低下時処理としては、以下の処理が挙げられる。一つは、運転支援ＥＣＵ４０により、ディスプレイ４１、スピーカー４２を通じて運転者に対して運転集中度が低下している旨警報する。二つ目として、ＰＣＳ  ＥＣＵ５０において、運転集中度が低下していないと判定している場合と比較して、ＰＣＳ制御、すなわち、衝突を予測したシートベルトのプリテンション制御やブレーキアシスト制御等に入りやすくする。三つ目として自動走行ＥＣＵ６０により、車間距離が維持されるよう自動的にブレーキアシスト制御等を行う。
【００２２】
上記運転者反応低下時処理（ステップＳ２６）実行後、または、ステップＳ２４において、運転者のブレーキ／アクセル操作までの反応時間ＴがＴ_ave＋ΔＴｔｈより長くなく、運転者の運転集中度が低下していないと判定した場合には、ステップＳ２８に移行する。ここでは、運転者の平均反応時間Ｔ_aveを再設定する。例えば、ＴがＴ_aveより短い場合、及び、ＴとＴ_aveの差がΔＴｔｈ未満の場合には、今回の反応時間を含めて平均反応時間を算出し、その差がΔＴｔｈを超えて長い場合には、今回の反応時間をＴ＋ΔＴｔｈとみて平均反応時間を算出する。平均値を算出する際のしきい値と、運転集中度を判定する際のしきい値とを異ならせてもよい。
【００２３】
以上の処理は、一例であって、その本質が変わらない限り、一部の処理の順序を変えてもよいし、重複させたり、複数のプログラムに分割してもよい。また、一部または全ての処理について処理を担当するＥＣＵを異ならせてもよい。例えば、車両状態や環境状態については、車両情報認識ＥＣＵ２０や環境情報認識ＥＣＵ１０が常時モニタリングし、その結果を車内ＬＡＮ７０により別のＥＣＵに通知する手法をとってもよい。
【００２４】
この運転支援装置によれば、前方車両のブレーキランプ点灯に対して運転者が反応すべき状況に限ってその反応時間を基にして運転者の運転集中度を判定しているので、運転者の純粋な反応時間が測定でき、運転集中度の判定精度が向上する。したがって、その判定結果を基にした運転支援制御の信頼性も向上する。また、通常の運転操作を基にして運転集中度を測定しているので、運転者に運転行動以外の負担を強いることがなく、運転行動以外を対象とする場合のように相関性等が問題になることがない。運転操作自体も運転環境を限定するものではなく、多様な走行環境において行われる操作であるので、汎用性が高い。
【００２５】
そして、判定対象としている運転行動は、運転操作時に比較的頻繁に現れる動作であり、短いサンプリング周期（平均して少なくとも３分に１回程度）で運転者の反応時間を検出することができるため、運転集中度の低下を速やかに検出して、運転者への警報や他の運転支援を適切に行うことができる。
【００２６】
上記実施形態では、前方カメラ１１を用いて取得した画像から画像処理により前方車両のブレーキランプの点灯状態を判定する実施形態を説明してきたが、例えば、車々間通信により、前方車両のブレーキランプの点灯状態を判定してもよい。この場合、車々間通信で前方車両から通知される情報には、ブレーキランプの点灯状態自体が直接含まれている場合に限るものではなく、ブレーキランプの点灯に対応するブレーキ操作状態、駐停車状態等の情報であってもよい。
【００２７】
また、上記実施形態では、前方車両との車間距離を、レーザレーダ１２を用いて判定する例を説明してきたが、例えば、前方カメラ１１で取得した画像中の前方車両のナンバープレート等の大きさから車間距離を取得してもよく、レーザレーダ１２以外にも超音波を前方に照射して前方車両からの反射波が戻ってくるまでの時間を基にして距離を測定するアクティブソナー等を用いてもよい。あるいは、車々間通信により前方車両の位置情報を取得し、これとナビゲーション装置等で取得した自車両の位置情報から車間距離を求めてもよい。さらに、道路の所定位置を前方車両が通過してから自車両が通過するまでの時間情報を路車間通信により取得し、それを基にして距離情報を算出してもよい。
【００２８】
上記実施形態では、運転集中度が低下していると判定した場合に、各種の支援制御を実施する例を説明したが、上述した支援制御は一例であって、上述した全ての支援制御を行う必要はなく、上述した支援制御に限られるものでもない。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、車両に搭載される各種の運転支援装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る運転支援装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の運転支援装置の動作の一例を説明するフローチャートである。
【図３】前方車両のブレーキランプ点灯と、これに応じた運転者のアクセルペダル操作の一例を示すタイミングチャートである。
【図４】前方車両のブレーキランプ点灯と、これに応じた運転者のブレーキペダル操作の一例を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００３１】
１０…環境情報認識ＥＣＵ、１１…前方カメラ、１２…レーザレーダ、２０…車両情報認識ＥＣＵ、２１…アクセルスイッチ、２２…ブレーキスイッチ、２３…車速センサ、３０…運転意識低下判定ＥＣＵ、４０…運転支援ＥＣＵ、４１…ディスプレイ、４２…スピーカー、６０…自動走行ＥＣＵ、７０…車内ＬＡＮ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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