JP6015754B2 - 運転状態推定装置 - Google Patents
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Description
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、運転状態の推定精度を向上させることを目的としている。
上記第2の運転状態推定部は、影響度が設定影響度状態と判定されているときの上記運転操作子の操作情報を使用しないで運転状態を推定してもよい。
まず、本発明に係る第1実施形態について図面を参照しつつ説明する。
(構成)
図1は、本実施形態に係る運転支援装置を搭載した車両の構成を示す図である。
本実施形態の車両は、図1に示すように、操舵指示子としてのステアリングホイール1、アクセルペダル開度センサ2、ブレーキペダル操作量センサ3、操舵角センサ4、車輪速センサ5、ウインカ検出センサ6、メータディスプレイ7、ナビゲーション装置8、シフトセンサ9、Gセンサ10、ヨーレートセンサ11、ライト作動検出部12、オーディオ操作検出部13、VDC(ビークルダイナミクスコントロール)の作動検出フラグ14、LDP(レーンデパーチャープリベンション:車線逸脱防止支援システム)の作動検出フラグ14、コントローラ100を備える。
操舵角センサ4は、例えばステアリングコラムやステアリングホイール1等に取り付けられた角度センサであり、ステアリングシャフトの回転から運転者の操舵による操舵角を検出する。検出した操舵角は、コントローラ100に出力される。
ナビゲーション装置8は、GPS受信機、地図データベース、および表示モニタ等を備えており、経路探索および経路案内等を行うシステムである。ナビゲーション装置8は、GPS受信機から得られる自車両の現在位置と地図データベースに格納された道路情報に基づいて、自車両が走行する道路の種別や道路幅員等の情報を取得することができる。
コントローラ100は、運転状態推定処理部100Aを備える。運転状態推定処理部100Aは、操舵角センサ4が検出する操舵角情報から運転者の運転状態を推定する。コントローラ100の処理のうち運転状態推定処理部100Aは、アクセルペダル開度センサ2、ブレーキペダル操作量センサ3、操舵角センサ4等で検出される信号に基づいて運転者の運転特性を分析し、運転者の運転操作の乱雑さなどの運転不安定の度合を判定する。そして、運転の不安定の度合に応じて警報その他の情報を運転者に呈示して、運転者の注意を喚起する処理を行う。
ここで、本実施形態の運転状態推定処理部100Aは、運転者が操作可能な運転操作子の操作情報から運転状態を推定する。本実施形態では、上記操作可能な運転操作子は、操舵操作子としてのステアリングホイール1とし、操舵角情報が操作情報に対応する。
ここで、本発明で運転状態データとなりうる情報としては、操舵角情報のほか、アクセルペダルやブレーキペダルの操作に基づく加減速情報などが例示出来る。なお、これらの運転状態データを使用した運転状態分布(運転状態分布)及び分布間の相違量の算出は、例えば国際公開番号WO2009/013815(特願2009−524342号)の公報などに記載されているような、公知の方法によって算出すれば良い。
ここで、上記イベントの例の種別は、図3に示すように、運転者に何らかの操作を要求する第1のイベント、車両のバネ上挙動を発生する第2のイベント、車両のバネ下挙動を要求する第3のイベント、特定の車両挙動が発生する第4のイベントに分類される。
上記第2のイベントの例は、路面のうねり、加減速の発生である。
上記第3のイベントの例は、路面のジョイント通過である。
上記第4のイベントの例は、横すべりの発生、VDC制御の作動、LDP制御の作動である。
上記車線変更は、例えばウインカ操作を検出することで検出する。
上記加減速操作は、例えば、アクセルペダル若しくはブレーキペダルの操作を検出することで検出可能である。本実施形態では、例えばペダル操作速度が予め設定した速度以上の場合をイベントとして検出する。
上記操作スイッチ・レバーの操作は、例えばワイパー作動信号、ライトの作動信号、オーディオ状態の変更操作等の、運転者が操作可能なスイッチ類の操作を検出することで検出する。
トンネルの入口及び出口は、例えばライト操作(ONからOFF、又はOFFからON)を検出することで検出する。
上記加減速の発生は、Gセンサ10が検出する前後Gの大きさによって検出する。例えば予め設定した前後G以上の場合にイベント発生と判定する。
上記路面のジョイント通過は、車輪速センサ5に基づく車輪速の変化に基づく検出する。単位時間当たりの車輪速の変化が予め設定した閾値以上の場合にイベント発生として検出する。
上記VDC制御の作動は、VDC制御の作動中を表すVDC作動フラグがONの場合にイベント発生として検出する。上記LDP制御の作動は、LPD制御の作動中を表すLPD作動フラグがONの場合にイベント発生として検出する。
本実施形態の走行状態影響度判定部22は、上記走行状態判定部21が上記イベントの発生に伴う特定走行状態と判定すると、影響度を判定する。なお、影響度の初期値は「0」とする。具体的には、本実施形態の走行状態影響度判定部22は、図4に示すように、上記走行状態判定部21が上記イベントを検出(特定走行状態を検出)してから、予め設定した時間的範囲(例えば5秒)内における操舵パターンを取得し、取得した操舵パターンが予め設定されているノイズ操舵パターンと判定した場合には、影響度を「1」とする。取得した操舵パターンが予め設定されているノイズ操舵パターンでないと判定した場合には、影響度を「0」とする。
第1運転状態分布算出部23Aは、上記のように逐次更新している操舵角情報(運転状態データ)に基づき、上述のように比較的長い第1の時間的範囲の第1運転状態分布を算出する。
分布記憶部23Cは、予め設定した第3の時間間隔(例えば5秒間隔)毎にその時間的範囲の第3運転状態分布を繰り返し算出し、算出した第3運転状態分布を、記憶部に記憶する。
情報呈示部25は、運転状態判定部24が判定する運転状態に基づき、運転者に情報呈示する処理を行う。
ステップS110では、運転状態推定処理部100Aが、交通環境情報を取得する。すなわち、ステップS110では、自車両が走行する交通環境の情報、例えば路面の情報や路面入力、トンネル、分合流、カーブ、料金所、路面傾斜などの情報を取得する。本実施形態では、上記イベントを検出するのに要する交通環境情報を取得する。
ここで、本実施形態では、図3に示すように、イベントの検出のための情報は、車両の有する情報から検出することが可能である。すなわち、ステップS110及びS120では、運転者の運転操作子の操作情報として、上述のように、アクセルペダル・ブレーキペダルの操作、ウインカ操作、シフト操作、ナビ・オーディオ操作の情報等を取得する。また、車両状態を示す車両データ系の情報として、車速、前後G、横G、車輪速等の情報を取得する。
次に、ステップS140では、走行状態判定部21が走行状態を判定する。本実施形態では、上記イベントを検出すると特定走行状態が発生したと判定する。
次に、ステップS150では、走行状態影響度判定部22は、ステップS140で特定走行状態でないと判定された場合には、影響度=「0」とする。また、走行状態影響度判定部22は、ステップS140で特定走行状態と判定された場合には、イベント検出から予め設定時間範囲(例えば5秒)内に取得した操舵角情報に基づき、当該イベント検出した後の操舵パターンを取得し、取得した操舵パターンがノイズ操舵パターンか判定する。そして、取得した操舵パターンがノイズ操舵パターンと判定した場合には、影響度に「1」を設定する。そうで無い場合には、特定走行状態と判定しても、影響度に「0」を設定する。
なお、予め設定した第3の時間間隔(例えば5秒)毎に、第3の時間間隔を時間的範囲とした第3運転状態分布を算出し、算出した第3運転状態分布を記憶部に保存する処理を行う。
ステップS170では、ステアリングエントロピー法によって、第1運転状態分布及び第2運転状態分布(置き換えられた場合には、置き換え後の第2運転状態分布)の分布間の相違量(相対エントロピー)を算出する。その後ステップS180に移行する。
相対的に長時間に蓄積された第1運転状態分布(操舵誤差分布)、相対的に短時間取得された現在の運転者の第2運転状態分布(操舵誤差分布)、及びそれを使用した分布間の相違量(相対エントロピー)の算出については、特開2009−9495号公報などに記載の処理方法など、公知の相対エントロピーを求める手法を採用すればよい。
ステップS180では、ステップS170で不安定運転状態と判定された状態が、予め設定した不安定判定閾値(例えば5秒)以上だけ時間継続した場合には、情報呈示の処理を行う。なお、特定走行状態と判定している期間は、情報呈示を中断しても良い。
情報呈示の例としては、警告表示を行うと共に「運転が乱れています。注意して運転しましょう」などと音声で警告の呈示を行う。
データ収集を始めてからの走行時間に基づき運転者の普段の運転特性が取得できたと見なせる場合には、ステアリングエントロピー法を用いて運転状態の推定を実施する。
このとき、通常時の運転者の運転特性を表す第1運転状態分布と、直近の運転特性を表す第2運転状態分布の間の相違量を算出し、相違量の大きさから運転状態の推定として、不安定運転状態か否かを判定する。これにより、交通環境の違いによらず不安定な走行状態を精度よく検出することが可能となる。すなわち、交通環境の違いによらず、個人の普段の特性に適応して、不安定な状態を精度よく検出することができる。
このような考えから、本実施形態では、運転者によるステアリング操作を乱すと推定されるイベントによって発生した特定走行状態か判定している。
この結果、運転者のステアリング操作つまりドライバ状態と無関係な操舵入力によって運転不安定状態と誤検知することを防止出来る。
この結果、誤検知シーンとして状態推定方法の変更を行うシーンを減らすことが可能となる。
(1)ここで、上記実施形態では、判定した影響度が設定した特定の影響度状態となっている場合(影響度=「1」)に変更する状態推定方法として、上記特定の影響度と判定しているときの運転状態データを含まない第3運転状態分布で、第2運転状態分布を置き換える場合(復元する場合)を例示した。状態推定方法の変更としては、これに限定しない。上記特定の影響度と判定しているときの運転状態データを使用しない、他の状態推定方法を採用しても良い。例えば、第1運転状態分布で第2運転状態分布を上書きする。つまり相違量をリセットするという状態推定方法を採用しても良い。
例えば、イベントの種別に応じて、第1種のイベントでは第3運転状態分布を採用し、第2種のイベントでは第1運転状態分布を採用して、上記採用した運転状態分布で第2運転状態分布を置き換えることで、状態推定方法を変更する。
(4)上記実施形態のステップS180では、情報呈示として、不安定運転状態と判定された状態が、予め設定した不安定判定閾値(例えば5秒)以上だけ時間継続した場合には、情報呈示の処理を行っている。情報呈示の内容を、特定走行状態を発生したイベントの内容や頻度、影響度に基づいて変更しても良い。
例えば、検出したイベントの内容に応じて「車両がふらついています」や「ステアリング操作が乱れています」などと、そのイベント、つまり走行状態に適した情報内容を選択しても良い。
ここで、運転状態分布算出部23が、第1の運転状態推定部及び第2の運転状態推定部を構成する。第2運転状態分布の変更を行う場合の状態推定方法が第1の運転状態推定部に対応し、第2運転状態分布を、第3運転状態分布によって置き換えて復元する場合若しくは第1運転状態分布で置き換えて推定情報をリセットする場合の状態推定方法が第2の運転状態推定部に対応する。これは他の実施形態でも同様である。
影響度=「1」が、影響度が予め設定した設定影響度状態となっていることに対応する。
次に、本実施形態の効果について説明する。
(1)第1の運転状態推定部は、運転者が操作可能な運転操作子の操作情報から運転状態を推定する。走行状態判定部21は、運転者が操作可能な運転操作子の操作情報、車両状態の情報、及び車両周囲の情報の少なくとも1つの情報を用いて車両の走行状態を判定する。走行状態影響度判定部22は、上記第1の運転状態推定部で行う運転状態推定への上記走行状態判定部21が判定した走行状態の影響度を判定する。第2の運転状態推定部は、上記第1の運転状態推定部とは異なる運転状態の推定で運転状態を推定する。分布選択部23Dは、上記走行状態影響度判定部22が判定した影響度が予め設定した設定影響度状態の場合には、上記第1の運転状態推定部による推定に代えて第2の運転状態推定部による推定を選択する。
この構成によれば、運転状態が乱れるかもしれない走行状態と判定しても、走行状態による影響度を考慮して運転状態を推定する。この結果、運転状態の推定精度が向上する。
この構成によれば、運転状態が乱れるかもしれない特定走行状態の場合に影響度を判定する。この結果、より確実に運転状態に影響を与える走行状態か判定することが可能となる。
走行状態による車両の挙動は、車両情報又は第1の運転状態推定部で推定する運転状態で判定可能である。そして、その車両情報又は第1の運転状態推定部で推定する運転状態で影響度を判定することで、影響度を確実に判定することが可能となる。
この構成によれば、運転状態を推定する運転操作子自体の情報を使用することで、より確実に影響度を判定することが可能となる。
(5)第1の運転状態推定部が用いる上記運転操作子は、操舵を指示する操舵操作子である。上記走行状態影響度判定部22は、上記操舵操作子の操舵パターンに基づき影響度を判定する。
特定走行状態を発生するイベントで運転状態が乱れる場合には、特定の操舵パターンが発生すると推定される。このように操舵パターンによって影響度を判定することが可能となる。
この構成によれば、路面形状や車両の加減速度などの操舵入力を乱すようなイベントを検出することが可能となる。
(7)上記走行状態判定部21で用いる運転操作子は、ステアリングホイール1、アクセルペダル、ブレーキペダル、ウインカ作動指示部、ワイパー作動指示部のから少なくともひとつである。
この構成によれば、運転者の操作に起因するイベントを検出することが可能となる。
これによって、運転状態の推定に影響を及ぼす情報を使用することなく、運転状態を推定することが可能となる。
(9)情報呈示部25は、推定した運転状態に基づき運転情報を運転者に提供する。上記情報呈示部25は、上記走行状態影響度判定部22が判定した影響度に応じて、情報提供する運転情報を決定する。
この構成によれば、影響度に応じた適切な情報を提供可能となる。
(10)情報呈示部25は、上記走行状態影響度判定部22が判定した影響度が予め設定した設定影響度状態と判定される頻度、又は走行状態判定部21が判定した走行状態に応じて、情報提供する運転情報を決定若しくは情報提供の中止を決定する。
この構成によれば、影響度に応じた適切な情報を提供可能となる。
次に、第2実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態と同様な構成については同一の符号を付して説明する。
本実施形態の基本構成は、上記第1実施形態と同様である。ただし、本実施形態では、走行状態影響度判定部22及び分布選択部23Dの処理が異なる。
本実施形態の走行状態影響度判定部22は、走行状態判定部21が特定走行状態と判定すると、その特定走行状態の開始、つまり上記イベントの検出から予め設定した設定経過時間(例えば5秒間)までの間の上記第1運転状態分布と上記第2運転状態分布との分布間の相違量(特徴量)を参照して、上記特定走行状態と判定した直後(イベント発生直後)の特徴量の増加量若しくは最大値を影響度とする。
分布設定部23Eは、上記分布選択部23Dが選択した状態推定方法に基づき、第2運転状態分布の変更処理を実施する。具体的には、分布選択部23Dが第1の推定状態を選択した場合には、第2運転状態分布の変更処理を実施しない。分布選択部23Dが第2の推定状態を選択した場合には、第3運転状態分布で上記第2運転状態分布の置き換え処理を行う。分布選択部23Dが第3の推定状態を選択した場合には、第1運転状態分布で上記第2運転状態分布の置き換え処理を行う。
ここで、ステップS110〜S140、ステップS170〜S180の各処理は上記第1実施形態と同様であるので、説明を省略する。
また、本実施形態では、ステップS200の処理が追加されている点で第1実施形態と異なる。
ステップS200では、ステップS170で求めた分布間の相違量(相対エントロピー、特徴量)を、少なくとも直近の予め設定した期間分だけ記憶する処理を行う。予め設定した期間は、例えば10秒とする。
ステップS160では、予め設定した相対的に長い第1の時間的範囲で取得した操舵角情報によって求めた第1運転状態分布と、第1運転状態分布よりも時間的範囲が短い第2の時間的範囲で取得した操舵角情報によって求めた第2運転状態分布とを算出する。
なお、予め設定した第3の時間間隔(例えば5秒)毎に、第3の時間間隔を時間的範囲とした第3運転状態分布を算出し、算出した第3運転状態分布を記憶部に保存する処理を行う。
影響度が、上記影響度閾値よりも大きな値である限界閾値以上と判定した場合、第1運転状態分布で第2運転状態分布を置き換えて、相対値のリセット(初期化)を行う。
その他の処理は、上記第1実施形態と同様である。
データ収集を始めてからの走行時間に基づき運転者の普段の運転特性が取得できたと見なせる場合には、ステアリングエントロピー法を用いて運転状態の推定を実施する。
このとき、通常時の運転者の運転特性を表す第1運転状態分布と、直近の運転特性を表す第2運転状態分布の間の相違量を算出し、相違量の大きさから運転状態の推定として、不安定運転状態か否かを判定する。これにより、交通環境の違いによらず不安定な走行状態を精度よく検出することが可能となる。すなわち、交通環境の違いによらず、個人の普段の特性に適応して、不安定な状態を精度よく検出することができる。
このような考えから、本実施形態では、運転者によるステアリング操作を乱すと推定されるイベントによる特定走行状態か判定している。
この結果、運転者のステアリング操作つまりドライバ状態と無関係な操舵入力によって運転不安定状態と誤検知することを防止出来る。
この結果、誤検知シーンとして状態推定方法の変更を行うシーンを減らすことが可能となる。
ここで、 影響度が影響度閾値以上の場合が、影響度が予め設定した設定影響度状態となっていることに対応する。
上記第1実施形態の効果に加えて、次の効果を奏する。
(1)走行状態影響度判定部22は、上記第1の運転状態推定部が推定する運転状態の履歴に基づき影響度を判定する。
運転状態に乱れが発生しているほど、走行状態による影響度が高いと推定される。このように、運転状態の履歴に基づくことで、影響度を判定可能となる。
(2)走行状態影響度判定部22は、上記運転状態の時間的変化に基づき影響度を判定することを特徴とする。
イベントの発生によって運転状態で乱れる場合には、運転状態に時間的変化が発生すると推定される。このように運転状態の時間的変化に基づくことで、影響度を判定可能となる。
ここでは、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく各実施形態の改変は当業者にとって自明なことである。
20 運転状態取得部
21 走行状態判定部
22 走行状態影響度判定部
23 運転状態分布算出部(第1の運転状態推定部、第2の運転状態推定部)
23A 第1運転状態分布算出部
23B 第2運転状態分布算出部
23C 分布記憶部
23D 分布選択部(状態選択部)
23E 分布設定部
24 運転状態判定部
25 情報呈示部
100 コントローラ
100A 運転状態推定処理部
Claims (10)
- 運転者が操作可能な運転操作子の操作情報から運転状態を推定する第1の運転状態推定部と、
運転者が操作可能な運転操作子の操作情報、車両状態の情報、及び車両周囲の情報の少なくとも1つの情報を用いて、上記第1の運転状態推定部による運転状態推定に影響を与えると推定される車両の走行状態である特定走行状態を判定する走行状態判定部と、
上記第1の運転状態推定部で行う運転状態推定への上記走行状態判定部が判定した特定走行状態の影響度を判定する走行状態影響度判定部と、
上記第1の運転状態推定部よりも上記特定走行状態の影響を受けない運転状態を推定する第2の運転状態推定部と、
上記走行状態影響度判定部が判定した影響度が予め設定した基準以上に高い状態である設定影響度状態の場合には、上記第1の運転状態推定部による推定に代えて第2の運転状態推定部による推定を選択する状態選択部と、
を備え、
上記走行状態影響度判定部は、上記第1の運転状態推定部が推定する運転状態の履歴に基づき影響度を判定することを特徴とする運転状態推定装置。 - 運転者が操作可能な運転操作子の操作情報から運転状態を推定する第1の運転状態推定部と、
運転者が操作可能な運転操作子の操作情報、車両状態の情報、及び車両周囲の情報の少なくとも1つの情報を用いて、上記第1の運転状態推定部による運転状態推定に影響を与えると推定される車両の走行状態である特定走行状態を判定する走行状態判定部と、
上記第1の運転状態推定部で行う運転状態推定への上記走行状態判定部が判定した特定走行状態の影響度を判定する走行状態影響度判定部と、
上記第1の運転状態推定部よりも上記特定走行状態の影響を受けない運転状態を推定する第2の運転状態推定部と、
上記走行状態影響度判定部が判定した影響度が予め設定した基準以上に高い状態である設定影響度状態の場合には、上記第1の運転状態推定部による推定に代えて第2の運転状態推定部による推定を選択する状態選択部と、
を備え、
上記第2の運転状態推定部は、影響度が設定影響度状態と判定されているときの上記運転操作子の操作情報を使用しないで運転状態を推定することを特徴とする運転状態推定装置。 - 上記走行状態影響度判定部は、上記第1の運転状態推定部で推定する運転状態に基づき影響度を判定することを特徴とする請求項2に記載した運転状態推定装置。
- 上記走行状態影響度判定部は、上記第1の運転状態推定部が用いる上記運転操作子の操作情報から影響度を判定することを特徴とする請求項2に記載した運転状態推定装置。
- 上記第1の運転状態推定部が用いる上記運転操作子は、操舵を指示する操舵操作子であり、
上記走行状態影響度判定部は、上記操舵操作子の操舵パターンに基づき影響度を判定することを特徴とする請求項4に記載した運転状態推定装置。 - 上記走行状態影響度判定部は、上記運転状態の時間的変化に基づき影響度を判定することを特徴とする請求項1に記載した運転状態推定装置。
- 上記走行状態判定部で用いる車両状態の情報は、ばね上挙動変化、および、ばね下挙動変化に関する情報であることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載した運転状態推定装置。
- 上記走行状態判定部で用いる運転操作子は、ステアリングホイール、アクセルペダル、ブレーキペダル、ウインカ作動指示部、ワイパー作動指示部のから少なくともひとつであることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載した運転状態推定装置。
- 上記第1の運転状態推定部又は第2の運転状態推定部が推定した運転状態に基づき運転情報を運転者に提供する情報呈示部を備え、
上記情報呈示部は、上記走行状態影響度判定部が判定した影響度に応じて、情報提供する運転情報を決定することを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載した運転状態推定装置。 - 上記情報呈示部は、上記走行状態影響度判定部が判定した影響度が予め設定した設定影響度状態と判定される頻度、又は走行状態判定部が判定した走行状態に応じて、情報提供する運転情報を決定若しくは情報提供の中止を決定することを特徴とする請求項9に記載した運転状態推定装置。
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