(57)【要約】【課題】運転支援の性能を自由に変更しても再現性の高いドライビングシミュレーションを実現する。【解決手段】ドライビングシミュレーション装置は、模擬道路環境上に現れる対象毎に、運転者が当該対象を見えるか否かの第１の属性情報と、当該対象を検出可能であるか否かの第２の属性情報と、を記憶する道路環境データベース５０と、第２の属性情報に従って、対象を検出する模擬運転支援装置９０内の走行環境センサと、運転者の運転操作に応じて模擬車両が走行したときの模擬車両から見た模擬道路環境上に、第１の属性情報に従って、対象が現れた又は現れない画像を生成する画像生成装置６０と、画像生成装置６０により生成された画像を模擬車両の運転者に対して表示するプロジェクタ７０と、走行環境センサ９１の検出結果に基づいて、模擬車両の運転支援を行う模擬運転支援装置９０と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
模擬道路環境上に現れる対象毎に、運転者から当該対象を見えるか否かの第１の属性情報と、当該対象を検出可能であるか否かの第２の属性情報と、を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記第２の属性情報に従って、前記対象を検出する検出手段と、
前記運転者の運転操作に応じて模擬車両が走行したときの前記模擬車両から見た模擬道路環境上に、前記記憶手段に記憶された前記第１の属性情報に従って、前記対象が現れた又は現れない画像を生成する画像生成手段と、
前記画像生成手段により生成された画像を模擬車両の運転者に対して表示する表示手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記模擬車両の運転支援を行う模擬運転支援手段と、
を備えたドライビングシミュレーション装置。
【請求項２】
前記検出手段の検出性能に応じて、前記対象毎に第１及び第２の属性情報をそれぞれ設定する設定手段を更に備え、
前記記憶手段は、模擬道路環境上に現れる対象毎に、前記設定手段により設定された第１及び第２の属性情報をそれぞれ記憶する
請求項１に記載のドライビングシミュレーション装置。
【請求項３】
前記模擬運転支援手段による運転支援に対する前記運転者の確認行動を計測する確認行動計測手段と、
前記模擬運転支援手段による運転支援と、前記確認行動計測手段により計測された確認行動とに基づいて、前記運転支援手段の効果又は前記運転者の反応を評価する評価手段とを更に備えた
請求項１又は請求項２に記載のドライビングシミュレーション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドライビングシミュレーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両特性やドライバの運転行動を評価するために、自動車運転を模擬できるドライビングシミュレータが開示されている。
【０００３】
特許文献１では、スクリーン上に投影される先行車や対向車等の移動体の走行状態を実際の走行状態に近似させて表示するドライビングシミュレータが開示されている。このドライビングシミュレータは、模擬運転席に着座する運転者に対し模擬視界を表示する視界表示装置と、模擬運転による運転情報と環境情報とから模擬視界を作り前記視界表示装置に指令を出す模擬視界発生装置と、前記環境情報内の移動体の位置データにランダムな変動成分を付加する手段と、を備えている。これにより、上記ドライビングシミュレータは、スクリーン上に投影される先行車や対向車等の移動体の走行状態をより実際の走行状態に近づけている。
【０００４】
また、特許文献２では、車両特性に対する感性評価を試作車両を用いることなく行い、かつ、その評価結果を車両設計に的確に反映可能とするシミュレーション装置が開示されている。このシミュレーション装置は、前記車両特性を複数のパラメータで模擬する車両特性模擬手段と、前記評価者の複数の感覚に対して刺激付与を行う感覚刺激付与手段と、この刺激付与の対象となる感覚および刺激付与量を前記パラメータの内容に応じて設定する刺激内容設定手段と、前記刺激付与を受けた前記評価者の入力操作に応じて前記パラメータを調整するパラメータ調整手段と、この調整後のパラメータを出力するデータ出力手段と、を備えている。これにより、調整後のパラメータを設計データとして車両設計に反映させることが可能になる。
【特許文献１】特開平４−２４３２９１号公報
【特許文献２】特開平７−２７１２８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１及び２に記載された技術は、車両運転環境を模擬し、そのリアリティを向上させるために、人間の感覚刺激として音や振動等を付与したものである。しかし、このような技術に運転支援装置を新たに追加しようとすると、そのシステムの仕様に基づいて動作模擬する装置を実装する必要がある。さらに、これらの装置の性能、例えばセンサの検出性能や情報の精度を変えることは容易ではない。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するために提案されたものであり、運転支援の性能を自由に変更しても再現性の高いドライビングシミュレーションを実現するドライビングシミュレーション装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明であるドライビングシミュレーション装置は、模擬道路環境上に現れる対象毎に、運転者から当該対象を見えるか否かの第１の属性情報と、当該対象を検出可能であるか否かの第２の属性情報と、を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記第２の属性情報に従って、前記対象を検出する検出手段と、前記運転者の運転操作に応じて模擬車両が走行したときの前記模擬車両から見た模擬道路環境上に、前記記憶手段に記憶された前記第１の属性情報に従って、前記対象が現れた又は現れない画像を生成する画像生成手段と、前記画像生成手段により生成された画像を模擬車両の運転者に対して表示する表示手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記模擬車両の運転支援を行う模擬運転支援手段と、を備えている。
【０００８】
請求項２の発明であるドライビングシミュレーション装置は、請求項１に記載のドライビングシミュレーション装置であって、前記検出手段の検出性能に応じて、前記対象毎に第１及び第２の属性情報をそれぞれ設定する設定手段を更に備え、前記記憶手段は、模擬道路環境上に現れる対象毎に、前記設定手段により設定された第１及び第２の属性情報をそれぞれ記憶する。
【０００９】
請求項３の発明であるドライビングシミュレーション装置は、請求項１又は請求項２に記載のドライビングシミュレーション装置であって、前記模擬運転支援手段による運転支援に対する前記運転者の確認行動を計測する確認行動計測手段と、前記模擬運転支援手段による運転支援と、前記確認行動計測手段により計測された確認行動とに基づいて、前記運転支援手段の効果又は前記運転者の反応を評価する評価手段とを更に備えている。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、運転支援の性能を自由に変更しても再現性の高いドライビングシミュレーションを実現することができる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、検出手段の検出性能に応じて運転支援の性能を容易に設定することができる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、設定された運転支援の性能において、運転支援手段の効果又は前記運転者の反応を評価することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態に係るドライビングシミュレーション装置の構成を示すブロック図である。
【００１５】
ドライビングシミュレーション装置は、模擬車両に乗車したドライバの反応を検出するドライバ反応検出装置１０と、模擬車両の運動を計算する車両運動計算装置２０と、模擬交通状況を計算する交通状況模擬計算装置３０と、初期値を設定する初期設定部４０と、模擬道路環境等のデータを記憶する道路環境データベース５０と、を備えている。
【００１６】
さらに、上記ドライビングシミュレーション装置は、模擬道路環境の画像を画像生成装置６０と、スクリーン８０に対して画像を投影するプロジェクタ７０と、模擬車両に対して運転支援を行う模擬運転支援装置９０と、運転支援又はドライバの反応を評価する評価装置１００と、を備えている。
【００１７】
図２は、ドライビングシミュレーション装置の要部ブロック図である。ドライバ行動検出装置１０は、例えば模擬運転席に設けられ、ドライバにより操作される操作部１１と、ドライバの顔を撮像するカメラ１２と、ドライバの運転行動を計測する運転行動計測部１３と、ドライバが障害物（制御対象）に対する確認行動があったかを判定するドライバ確認行動部１４と、を備えている。
【００１８】
操作部１１は、例えば、アクセルペダル、ブレーキペダル、ステアリングに該当し、ドライバにより操作されたときの運転操作量を運転行動計測部１３及び車両運動計算装置２０に供給する。カメラ１２は、ドライバの顔画像を生成し、その顔画像を運転行動計測部１３に供給する。
【００１９】
運転行動計測部１３は、カメラ１２により供給された顔画像に基づいて、ドライバの視線がスクリーン８０のどこにあるかを計測する。また、運転行動計測部１３は、操作部１１からの運転操作量に基づいて、ドライバがどのような操作を行ったかを計測する。
【００２０】
ドライバ確認行動部１４は、ドライバがスクリーン８０に映し出された障害物（制御対象）に対する確認行動、例えば障害物にドライバの視線が所定時間あるか、障害物に対する回避運転行動があったかを判定し、そのような判定結果を評価装置１００に出力する。
【００２１】
車両運動計算装置２０は、操作部１１から供給される運転操作量に基づいて、車両の運動方程式を解き、車両の動きを表す車速・加速度、車両の位置・方向を計算し、その計算結果を交通状況模擬計算装置３０に供給する。
【００２２】
交通状況模擬計算装置３０は、道路環境データベース５０に記憶されている情報と連動するための道路ネットワーク情報、地図情報、更に、他の車両の動きを再現するための交通状況に関する情報、を有している。そして、交通状況模擬計算装置３０は、これらの情報を用いて、車両運動計算装置２０の計算結果に基づいて、交通状況を再現するための計算を行う。
【００２３】
初期設定部４０は、オペレータの操作に応じて、模擬道路環境に現れる対象の位置、模擬車両の移動経路を設定する。また、初期設定部４０は、センサ検出性能（誤報率、欠報率）、警報ロジック（警報発報距離）を設定することもできる。
【００２４】
道路環境データベース５０は、予め道路、歩行者、他車両などの対象、周辺状況の情報を記憶している。道路環境データベース５０は、特に、センサ性能を設定するための情報、画像データを有している。
【００２５】
画像生成装置６０は、交通状況模擬計算装置３０の計算結果に基づいて、運転者の視点に基づく模擬道路環境の画像を生成する。プロジェクタ７０は、画像生成装置６０により生成された模擬道路環境の画像をスクリーン８０に投影する。これにより、ドライバは、模擬道路環境を見て、運転行動をとることができる。
【００２６】
また、模擬運転支援装置９０は、交通状況模擬計算装置３０の計算結果による交通状況再現結果に基づいて、予め設定された模擬運転支援を行う。本実施形態では、模擬運転支援として、模擬道路環境上の歩行者を検出し、ドライバに対して歩行者の存在についての注意喚起情報を提示する。
【００２７】
具体的には、模擬運転支援装置９０は、図２に示すように、模擬道路環境上の検出対象（例えば歩行者）を検出する走行環境センサ９１と、模擬車両の状態として、車速、加速度、位置、方向等を検出する模擬車両状態検出部９２と、警報を発するかを判定する警報判定部９３と、音声出力又は画像出力により歩行者が存在する情報を提供する情報提供部９４と、を備えている。なお、走行環境センサ９１は、カメラ、レーザレーダ等の所定の対象を検出できるものであれば、特に限定されるものではない。
【００２８】
評価装置１００は、模擬運転支援装置９０による運転支援がどの程度ドライバの運転行動に効果があるかを評価するものであり、運転支援と運転確認とのタイミングを比較する比較部１０１と、模擬運転支援又はドライバの反応を評価する支援効果評価部１０２と、を備えている。
【００２９】
比較部１０１は、情報提供部９４により情報が提供されたタイミングと、ドライバ確認行動部１４によりドライバが確認行動を行ったと判定されたタイミングと、を比較し、これらのタイミングの時間差を支援効果評価部１０２に出力する。支援効果評価部１０２は、比較部１０１から出力されたタイミングの時間差を回避反応時間として記憶する。
【００３０】
図３は、走行環境センサ９１の作動状態を定義するための図である。走行環境センサ９１の作動状態は、走行環境センサ９１の検出対象の状態、つまり、ドライバの視野前方に検出対象が存在するか否かと、走行環境センサ９１が検出対象を検出して警報ロジックに基づいて情報提供されたか否かと、により分類される。
【００３１】
例えば、検出対象が存在し、かつ、走行環境センサ９１がそれを検出した場合（情報提供がされた場合）、走行環境センサ９１は「正作動」である。検出対象が存在し、かつ、走行環境センサ９１がそれを検出しない場合（情報提供がされない場合）、走行環境センサ９１は「欠報」である。検出対象が存在しないが、走行環境センサ９１がそれを検出した場合（情報提供がされた場合）、走行環境センサ９１は「誤報」である。
【００３２】
ここで、走行環境センサ９１の性能（以下「センサ性能」という。）は、誤報率及び欠報率によって決定される。誤報率とは、走行環境センサ９１によって対象が検出された（情報提供があった）全ての数に対する誤報の数の割合をいう。欠報率とは、走行環境センサ９１によって対象が検出された（情報提供があった）全ての数に対する欠報の数の割合をいう。
【００３３】
図４は、センサ性能の設定を説明するための図である。模擬運転支援装置９０の性能は、センサ性能と警報ロジックによる。そこで、道路環境データベース５０がセンサ性能を設定するための情報を予め記憶しておくことにより、センサ性能を自由に設定することが可能になる。
【００３４】
具体的には、図４に示すように、模擬道路環境に出現する各々の対象を、通常対象、欠報対象、誤報対象に分ける。通常対象とは、走行環境センサ９１によって検出され、かつドライバが見える対象をいう。欠報対象とは、走行環境センサ９１によって検出されないが、ドライバが見える対象をいう。誤報対象とは、走行環境センサ９１によって検出されるが、ドライバが見えない対象をいう。
【００３５】
そして、道路環境データベース５０に記憶されている全対象の数に対する欠報対象の数の割合、全対象の数に対する誤報対象の数の割合をそれぞれ設定することにより、センサ性能が自由に設定可能になる。
【００３６】
図５はセンサ性能を表す対象（ここでは歩行者）を示す図であり、（Ａ）は誤報率及び欠報率が共に０％である場合、（Ｂ）は誤報率が０％で欠報率が１０％の場合、（Ｂ）は誤報率が１０％で欠報率が０％の場合である。
【００３７】
同図（Ａ）の場合、模擬道路環境に歩行者が１０人登場するが、いずれの歩行者も誤報の対象でもなく、欠報の対象でもない。同図（Ｂ）の場合、模擬道路環境に歩行者が１０人登場するが、そのうちの１人は欠報の対象となっている。同図（Ｃ）の場合、模擬道路環境に歩行者が１０人登場するが、そのうちの１人は誤報の対象となっている。
【００３８】
図６（Ａ）は欠報発生場面を示す図であり、同図（Ｂ）は誤報発生場面を示す図である。例えば同図（Ａ）に示すように、駐車車両に歩行者が隠れてしまっている場合、ドライバは歩行者を見えるが、走行環境センサ９１は歩行者を検出できない。このような場合、欠報が発生する。また、例えば同図（Ｂ）に示すように、電柱に歩行者が隠れてしまっている場合、ドライバは歩行者を見えないが、走行環境センサ９１は歩行者を検出できる。このような場合、誤報が発生する。
【００３９】
図７は、運転模擬ルーチンを示すフローチャートである。以上のように構成されたドライビングシミュレーション装置では、次のステップＳ１〜Ｓ１０までの処理が行われる。
【００４０】
ステップＳ１では、オペレータの操作に従って、初期設定部４０に初期設定値が入力され、ステップＳ２に進む。初期設定値としては、対象の位置、模擬道路環境における模擬車両の移動経路、欠報率、誤報率等が該当する。また、警報発報距離等の警報ロジックを設定してもよい。
【００４１】
ステップＳ２では、制御対象が道路環境データベース５０に登録される。すなわち、ステップＳ１で設定された欠報率及び誤報率に応じて、欠報に対応する制御対象、誤報に対応する制御対象、欠報でも誤報でもない制御対象が用意され、その後、ステップＳ３に進む。
【００４２】
図８は、欠報発生場面における制御対象の登録を説明する図である。ここでは、制御対象の１つである駐車車両の属性は、ドライバには「見える」ものであって、走行環境センサ９１の検出対象外に設定される。これに対して、制御対象の他の１つである歩行者の属性は、ドライバには「見える」ものであって、走行環境センサ９１の検出対象であるものの検出されないように（検出不可に）設定される。
【００４３】
図９は、誤報発生場面における制御対象の登録を説明する図である。ここでは、制御対象の１つである電柱の属性は、ドライバには「見える」ものであって、走行環境センサ９１の検出対象外に設定される。これに対して、制御対象の他の１つである歩行者の属性は、ドライバには「見えない」ものであるが、走行環境センサ９１により検出されるように（検出可に）設定される。
【００４４】
ステップＳ３では、ドライバ反応検出装置１０の運転行動計測部１３は、例えば、アクセル操作量、ブレーキ操作量、ステアリング操作角等の操作部１１の運転操作量を計測して、ステップＳ４に進む。
【００４５】
ステップＳ４では、車両運動計算装置２０は、運転行動計測部１３で計測された運転操作量に基づいて、模擬車両の動きである車速及び加速度、模擬車両の位置及び方向などを計算して、ステップＳ５に進む。
【００４６】
ステップＳ５では、交通状況模擬計算装置３０は、車両運動計算装置２０の計算結果と、道路環境データベース５０のデータとに基づいて、交通状況を再現するための計算を行う。その後、ステップＳ６及びステップＳ８のそれぞれの処理が平行して行われる。
【００４７】
ステップＳ６では、画像生成装置６０は、交通状況模擬計算装置３０による交通状況の再現のための計算結果に基づいて、ドライバの視点からみた模擬道路環境（制御対象となる歩行者、駐車車両、電柱等を含む。）の画像を生成する。なお、画像生成装置６０は、制御対象の属性がドライバにより「見える」ときはその制御対象（例えば、駐車車両、電柱）が現れた模擬道路環境の画像を生成し、制御対象の属性がドライバにより「見えない」ときはその制御対象（例えば、歩行者）が現れていない模擬道路環境の画像を生成して、ステップＳ７に進む。
【００４８】
ステップＳ７では、プロジェクタ７０は、画像生成装置６０で生成された模擬道路環境の画像をスクリーン８０に投影する。これにより、模擬車両の運転席にいるドライバは、模擬道路環境を目視することができる。そして、ステップＳ１０に進む。
【００４９】
一方、ステップＳ８では、模擬運転支援装置９０は、交通状況模擬計算装置３０の計算により再現された模擬道路環境に歩行者を検出すると、模擬運転支援を行う。
【００５０】
具体的には、模擬運転支援装置９０の走行環境センサ９１は、模擬道路環境に存在する歩行者を検出する。ただし、走行環境センサ９１は、歩行者の属性が「検出不可」のときは歩行者を検出せず、歩行者の属性が「検出可」のときに歩行者を検出する。
【００５１】
警報判定部９３は、走行環境センサ９１で検出された歩行者と、車両状態検出部９２で検出された模擬車両の車速、加速度、位置、方向と、に基づいて歩行者と模擬車両が所定時間以内に衝突するかを判定し、所定時間以内に衝突すると判定したときは、衝突判定フラグを情報提供部９４に供給して、ステップＳ９に進む。
【００５２】
ステップＳ９では、情報提供部９４は、警報判定フラグが供給されると、モニタ画面に歩行者を強調表示したり、警告音を発生したりして、歩行者の存在をドライバに情報提示して、ステップＳ１０に進む。
【００５３】
ステップＳ１０では、交通状況模擬計算装置３０は、模擬車両が目的地まで到達したかを判定し、到達していないときはステップＳ３に戻り、到達したときは処理を終了する。
【００５４】
このとき、評価装置１００は、模擬運転支援装置９０の効果を評価しても良い。具体的には、評価装置１００の支援効果評価部１０２は、比較部１０１から出力されたタイミングの時間差を回避反応時間として記憶し、回避反応時間が所定時間以内であるか否かを判定し、所定時間内であるときは模擬運転支援装置９０の効果があり、所定時間を超えたときはその効果がないと評価する。なお、評価装置１００は、ドライバの回避行動の正答率を用いてドライバの反応を評価しても良い。
【００５５】
図１０は、ドライバ反応の評価法の一例を示す図である。歩行者等の対象が存在し、かつ情報・警報が提示された場合、ドライバの反応は正応答となる。対象が不在であり、かつ情報・警報が提示された場合、ドライバの反応は誤応答となる。対象が存在し、かつ情報・警報が非提示の場合、ドライバの反応は正応答となる。対象が存在不在であり、かつ情報・警報が非提示の場合、ドライバの反応は正不応答（評価の対象外）となる。そして、評価装置１００は、［（正応答の割合）−（誤応答の割合）］を応答成績として評価しても良い。
【００５６】
以上のように、本実施形態に係るドライビングシミュレーション装置は、走行環境センサ９１の検出性能を再現するために、模擬道路環境に現れる対象毎に、走行環境センサ９１により検出可能であるか否か、ドライバにより見ることができるか否かの情報を道路環境データベース５０に格納する。これにより、上記ドライビングシミュレーション装置は、道路環境データベース５０のデータを用いて走行環境センサ９１の検出性能を再現すると共に、ドライバによる対象の見落としも再現することができる。
【００５７】
よって、上記ドライビングシミュレーション装置は、走行環境センサ９１の検出性能を自由に設定したときのドライビングシミュレーションを容易に実現することができる。また、センサ性能の制御が、模擬道路環境（任意の場所）や交通状況（他車両との位置関係）に応じて自由かつ再現性高く実現できる。
【００５８】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内で設計上の変更をされたものにも適用可能であるのは勿論である。例えば、上述した実施形態では、模擬運転支援装置９０は、対象を検出したときにドライバに対して警報を発していたが、その代わりに、対象と衝突しないように操舵角又はブレーキを制御することによって運転支援を行っても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施の形態に係るドライビングシミュレーション装置の構成を示すブロック図である。
【図２】ドライビングシミュレーション装置の要部ブロック図である。
【図３】走行環境センサの作動状態を定義するための図である。
【図４】センサ性能の設定を説明するための図である。
【図５】センサ性能を表す対象を示す図であり、（Ａ）は誤報率及び欠報率が共に０％である場合、（Ｂ）は誤報率が０％で欠報率が１０％の場合、（Ｂ）は誤報率が１０％で欠報率が０％の場合である。
【図６】（Ａ）は欠報発生場面を示す図であり、（Ｂ）は誤報発生場面を示す図である。
【図７】運転模擬ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】欠報発生場面における制御対象の登録を説明する図である。
【図９】誤報発生場面における制御対象の登録を説明する図である。
【図１０】ドライバ反応の評価法の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０  ドライバ反応検出装置
２０  車両運動計算装置
３０  交通状況模擬計算装置
４０  初期設定部
５０  道路環境データベース
６０  画像生成装置
７０  プロジェクタ
８０  スクリーン
９０  模擬運転支援装置
１００  評価装置
【図１】
2009128395.tif 000003
【図２】
2009128395.tif 000004
【図３】
2009128395.tif 000005
【図４】
2009128395.tif 000006
【図５】
2009128395.tif 000007
【図６】
2009128395.tif 000008
【図７】
2009128395.tif 000009
【図８】
2009128395.tif 000010
【図９】
2009128395.tif 000011
【図１０】
2009128395.tif 000012