JP6575261B2 - Support apparatus and support method - Google Patents
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Description
本発明は、各種の操作種別を自動で操作する自動機能装置の制御をサポートするサポート装置、及びサポート方法に関する。 The present invention relates to a support device that supports control of an automatic function device that automatically operates various types of operations, and a support method.
車両を自動運転する自動運転装置として、例えば特許文献1に開示されたものが知られている。該特許文献1では、自動運転から手動運転にオーバーライドする際に、違和感なく円滑に切り替える技術が開示されている。 As an automatic driving device for automatically driving a vehicle, for example, one disclosed in Patent Document 1 is known. In this patent document 1, when overriding from automatic operation to manual operation, a technique for smoothly switching without a sense of incongruity is disclosed.
しかしながら、上述した特許文献1に開示された従来例は、運転者(対象者)による操作に基づいてオーバーライドするという内容であり、対象者の操作感覚に適したサポート制御を行うことができないという問題があった。 However, the conventional example disclosed in Patent Document 1 described above is a content that is overridden based on an operation by the driver (target person), and cannot perform support control suitable for the operation feeling of the target person. was there.
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、対象者の操作感覚に適したサポート指令を出力することが可能な、サポート装置及びサポート方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a support device and a support capable of outputting a support command suitable for an operation feeling of a subject. It is to provide a method.
上記目的を達成するため、本願発明の一態様に係るサポート装置は、対象者の生体情報を解析する生体情報解析部と、対象者による操作種別を判断する操作種別判断部と、各対象者毎の、各操作種別とその操作タイミングである対象者操作タイミングとの関係を示す行動データを記憶する操作行動記憶部を備える。更に、対象者の行動データと生体情報の解析結果に基づいて、前記対象者による操作種別の対象者操作タイミングを予測する対象者操作タイミング予測部と、操作種別の、自動機能による自動操作タイミングを演算し、且つ、自動操作タイミングと対象者操作タイミングとの時間差を演算し、この時間差が、対象者毎に決められる感度時間以下である場合には、自動操作タイミングを操作種別を自動操作する際の作動タイミングとして演算し、時間差が感度時間を超える場合には、対象者操作タイミングと感度時間とに基づいて作動タイミングを演算する自動機能制御部とを備える。 In order to achieve the above object, a support device according to an aspect of the present invention includes a biological information analysis unit that analyzes biological information of a subject, an operation type determination unit that determines an operation type by the subject, and each subject The operation action storage unit stores action data indicating the relationship between each operation type and the subject operation timing that is the operation timing. Furthermore, based on the analysis result of the subject's behavior data and biological information, the subject operation timing prediction unit for predicting the subject operation timing of the operation type by the subject, and the automatic operation timing by the automatic function of the operation type. When calculating the time difference between the automatic operation timing and the target person operation timing, and when this time difference is equal to or less than the sensitivity time determined for each target person, And an automatic function control unit that calculates the operation timing based on the subject operation timing and the sensitivity time when the time difference exceeds the sensitivity time .
また、一態様に係るサポート方法は、生体情報解析部が対象者の生体情報を解析する工程と、操作種別判断部が、対象者による操作種別を判断する工程と、操作行動記憶部に、各対象者毎の、各操作種別とその操作タイミングである対象者操作タイミングとの関係を示す行動データを記憶する工程を備える。更に、タイミング予測部が、対象者の行動データと生体情報の解析結果に基づいて、対象者による操作種別の対象者操作タイミングを予測する工程と、自動機能制御部が、操作種別の自動機能による自動操作タイミングを演算し、且つ、自動操作タイミングと対象者操作タイミングとの時間差を演算し、この時間差が、対象者毎に決められる感度時間以下である場合には、自動操作タイミングを操作種別を自動操作する際の作動タイミングとして演算し、時間差が感度時間を超える場合には、対象者操作タイミングと感度時間とに基づいて作動タイミングを演算する工程を備える。 Further, the support method according to one aspect includes a step in which the biological information analysis unit analyzes the biological information of the target person, a step in which the operation type determination unit determines the operation type by the target person, and an operation behavior storage unit. For each subject, a step of storing behavior data indicating a relationship between each operation type and the subject operation timing that is the operation timing is provided. Furthermore, the timing predicting unit predicts the subject operation timing of the operation type by the subject based on the analysis result of the subject's behavior data and biological information, and the automatic function control unit is based on the automatic function of the operation type. When the automatic operation timing is calculated and the time difference between the automatic operation timing and the target person operation timing is calculated, and this time difference is less than the sensitivity time determined for each target person, the automatic operation timing is set as the operation type. It calculates as an operation timing at the time of automatic operation, and when the time difference exceeds the sensitivity time, the operation timing is calculated based on the subject operation timing and the sensitivity time .
本発明に係るサポート装置及びサポート方法によれば、対象者の生体情報に基づいて操作種別、及び操作タイミングを予測し、これらに基づいて、自動制御機にサポート指令を出力するので、対象者の操作感覚に適したサポート指令を出力することが可能となる。 According to the support device and the support method according to the present invention, the operation type and operation timing are predicted based on the biological information of the target person, and based on these, a support command is output to the automatic controller. It is possible to output a support command suitable for the operation feeling.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、サポート装置の一例として、運転者(対象者)が、自動機能装置を備えた車両(移動体)を運転する際に、自動機能装置による制御をサポートする装置を例に挙げて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, as an example of a support device, a driver (target person) takes as an example a device that supports control by an automatic function device when driving a vehicle (moving body) equipped with the automatic function device. explain.
[第1実施形態の説明]
図1は、本発明の実施形態に係るサポート装置、及びその周辺機器の構成を示すブロック図である。図1に示すように、サポート装置100は、運転操作判断部11と、操作タイミング予測部12と、自動機能制御部13と、脳活動解析部23を備えている。
[Description of First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a support device and peripheral devices according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
脳活動解析部23は、脳活動検出部21及び脳活動データベース22に接続されている。操作タイミング予測部12は、運転操作データベース24及び感度時間記憶部27に接続されている。自動機能制御部13は、自動機能装置26に接続されている。自動機能装置26は、周囲環境判断部25に接続されている。
The brain
脳活動検出部21は、運転者の脳波(脳活動情報)を検出する。具体的には、運転者の頭部に専用のプローブを装着し、該プローブで検出される脳波のうち、脳内の運動野より発せられる脳波を取得する。即ち、運転者が何等かの動作を行う場合、例えば、ブレーキペダルを踏む場合やステアリングを操作する場合には、これらの操作に伴う脳波が運動野から発せられる。従って、この運動野より発せられる脳波を検出することにより、運転者の操作意図を推定することができる。
The
脳活動データベース22は、運転者の脳波に関するデータを累積的に記憶する。具体的には、脳活動解析部23で検出された運動野より発せられる脳波、及び、脳波が発せられたときに実際に運転者が実行した行動とを対応させ、この対応データを累積的に記憶する。例えば、運動野より発せられる脳波の発振部位、波長、及び検出電圧が○○であるときに、運転者によるブレーキ操作が行われた場合には、これらのデータを対応付けした対応データを記憶する。
The
脳活動解析部23は、脳活動検出部21で脳波が検出された際に、この脳波データを解析する。具体的には、脳波の発振部位、波長、電圧等の脳波に関する詳細なデータを解析する。そして、脳活動データベース22を参照し、解析した脳波データに対応付けされている対応データを取得する。即ち、脳活動解析部23は、対象者の生体情報を解析する生体情報解析部としての機能を備えている。
The brain
運転操作データベース24は、各運転者についての、運転操作と脳活動との関係を示す脳活動データを記憶している。例えば、脳活動解析部23にて、運転者によるステアリング操作の意図が検出された際に、この検出タイミングから実際にステアリングが操作されるまでの時間(これを遅れ時間βとする)を求める。そして、遅れ時間βを累積的に記憶する。遅れ時間βとして、複数の検出データの平均値を用いることもできる。即ち、運転操作データベース24は、各運転者(対象者)毎の、各操作種別とその操作タイミングである対象者操作タイミングとの関係を示す行動データを記憶する操作行動記憶部としての機能を備えている。
The
感度時間記憶部27は、運転操作データベース24に記憶されているデータに基づいて、各運転者が操作種別を操作する際の感度時間(後述するΔt)を求めこの感度時間を記憶する。例えば、先行車両を回避するためにステアリングを操作して車線変更する際に、早めに車線変更する運転者と、先行車両との間の車間距離が短くなってから車線変更する運転者を区別し、運転者を、運転技能の高い上級者、運転技能の低い初級者、及びその中間の技能である中級者の3つの技能レベルに分類する。そして、例えば初級者の感度時間を800[msec]とし、中級者の感度時間を500[msec]とし、上級者の感度時間を200[msec]とする。
The sensitivity
なお、技能レベルの設定は、各運転者の過去の運転操作データに基づいて設定する以外で、例えば、ユーザが任意に設定することも可能である。例えば、運転経験が1年未満の運転者を初級者、1年以上で10年未満の運転者を中級者、10年以上の運転者を上級者に設定することも可能である。なお、本発明は3つの技能レベルに限定されるものではなく、4以上の技能レベルを設定しそれぞれについて異なる感度時間を設定してもよい。 The skill level can be set arbitrarily by the user, for example, other than setting based on the past driving operation data of each driver. For example, it is also possible to set a driver who has less than one year of driving experience as a beginner, a driver of more than one year and less than 10 years as an intermediate, and a driver of more than 10 years as a senior. The present invention is not limited to three skill levels, and four or more skill levels may be set and different sensitivity times may be set for each.
運転操作判断部11は、脳活動解析部23で解析された脳波データに基づいて、この運転者の操作種別を判断する。具体的には、この運転者が実行しようとしている行動、即ち、ブレーキペダルを踏もうとしているのか、或いはステアリングを操作しようとしているのか、等を判断する。この判断結果である運転操作情報を、自動機能制御部13に出力する。即ち、運転操作判断部11は、生体情報解析部(脳活動解析部23)による解析結果から、対象者による操作種別を判断する操作種別判断部としての機能を備えている。
The driving
操作タイミング予測部12は、運転者(対象者)の行動データを取得し、更に、この行動データと脳活動解析部23で解析された脳波データに基づいて、この運転者が実行しようとしている行動の開始タイミングを予測する。例えば、前述の運転操作判断部11で、運転者がブレーキペダルを踏むと判断された場合に、この操作を実行するタイミングを予測する。そして、この予測結果である操作タイミング情報を、自動機能制御部13に出力する。即ち、操作タイミング予測部12は、運転操作データベース24(操作行動記憶部)より対象者の行動データを取得し、更に、この行動データと生体情報の解析結果に基づいて、対象者による操作種別の対象者操作タイミングを予測する対象者操作タイミング予測部としての機能を備えている。
The operation
周囲環境判断部25は、車両に搭載されたカメラ(図示省略)で外部環境を撮像し、撮像データに基づいて、車両周囲の状況を監視する。例えば、車両の近傍に存在する他車両、走行路に敷設された停止線の位置、障害物の存在等を検出する。この検出データを自動機能装置26に出力する。
The ambient
自動機能装置26は、例えば、ACC(Adaptive Cruise Control)装置であり、車両の運転操作を補助的に操作する機能を有する装置である。なお、ACC装置は周知の装置であるので、詳細な説明を省略する。また、自動機能装置を、自動運転装置とすることも可能である。自動運転装置についても周知の装置であるので、説明を省略する。
The
自動機能制御部13は、運転操作判断部11で検出された運転者の操作種別、及び操作タイミング予測部12で検出された操作種別を実行するタイミングの各データに基づいて、自動機能装置26にサポート指令を出力する。自動機能装置26は、サポート指令が供給された際には、このサポート指令に応じて、自動機能を制御する。具体的には、後述する操作により、運転者の運転操作レベルに適した操作で操作種別(例えば、ステアリング)を操作することにより、運転者があたかも自身で操作している感覚となるように、ステアリングの作動を制御する。こうすることにより、運転者の個人的な運転レベルに適合した違和感のないサポート処理が可能となる。
The automatic
なお、図1に示すサポート装置100は例えば、中央演算ユニット(CPU)や、RAM、ROM、ハードディスク等の記憶手段からなる一体型のコンピュータとして構成することができる。
Note that the
次に、本実施形態に係るサポート装置100の処理手順を、図2に示すフローチャートを参照して説明する。初めに、ステップS11において、脳活動解析部23は、脳活動検出部21より、運転者の頭部に装着したプローブにて検出される脳波から、運動野から発せられる脳波を取得する。
Next, the processing procedure of the
ステップS12において、脳活動解析部23は、取得した脳波と、脳活動データベース22に記憶されている運転者の過去の行動との対応データとを解析する。
In step S <b> 12, the brain
ステップS13において、運転操作判断部11は、脳活動解析部23での解析結果に基づき、この運転者が実行しようとしている操作種別を検出する。この処理では、操作種別として、運転者によるブレーキ操作、或いは、ステアリング操作を検出することができる。ここでは、操作種別の一例として、運転者が車線変更のためステアリングを操作する場合について説明する。
In step S <b> 13, the driving
ステップS14において、自動機能制御部13は、自動機能装置26による自動操作を行った場合のタイミング(これを「自動操作タイミングT1」とする)を演算する。即ち、脳活動解析部23にて、運転者によるステアリングの操作意図が検出され、自動機能装置26による自動操作を実施する場合の操作時刻を示す自動操作タイミングT1を演算する。
In step S <b> 14, the automatic
ステップS15において、操作タイミング予測部12は、運転者がステアリングを操作するタイミング(これを「対象者操作タイミングT2」とする)を取得する。このデータは、運転操作データベース24に記憶されている過去の運転データに基づいて、脳波が検出されたタイミングと、実際にステアリングが操作されたタイミングとの遅れ時間(前述した「遅れ時間β」)の統計的なデータから取得することができる。例えば、ある運転者について、ステアリングの操作意図を示す脳波が検出され、その1秒後にステアリング操作が実行された場合には(即ち、β=1[sec])、対象者操作タイミングは、脳波の検出後の1秒後の時刻ということになる。従って、図3のタイミングチャートに示すように、脳波が検出されるタイミングT0に対して、1秒後が対象者操作タイミングT2となる。また、対象者操作タイミングT2よりも早い時刻に自動操作タイミングT1が存在する。
In step S <b> 15, the operation
ステップS16において、操作タイミング予測部12は、感度時間記憶部27より、対象となる運転者の感度時間(これを「Δt」とする)を取得する。前述したように、各運転者の運転技能に基づいて、初級者、中級者、及び上級者の技術レベルが設定されており、各技術レベルに応じて感度時間Δtが設定されている。この処理では、対象となる運転者の運転技能に基づいて、感度時間Δtを取得する。例えば、運転者の運転技能が中級者である場合には感度時間Δtは500[msec]に設定される。
In step S <b> 16, the operation
ステップS17において、対象者操作タイミングT2と自動操作タイミングT1との差分「T2−T1」(これを「時間差α」とする)を演算し、この時間差αと運転者の感度時間Δtとを比較する。そして、α>Δtである場合には(ステップS17でYES)ステップS19に処理を進め、そうでなければ(ステップS17でNO)ステップS18に処理を進める。 In step S17, a difference “T2−T1” (this is referred to as “time difference α”) between the subject person operation timing T2 and the automatic operation timing T1 is calculated, and the time difference α is compared with the driver sensitivity time Δt. . If α> Δt (YES in step S17), the process proceeds to step S19. If not (NO in step S17), the process proceeds to step S18.
ステップS18において、自動機能制御部13は、自動機能装置26の作動タイミングTrを、自動操作タイミングT1に設定する。即ち、図3(b)に示すように、対象者操作タイミングT2から感度時間Δtだけ遡ったタイミングT3bは、自動操作タイミングT1よりも早いタイミングT3bとなるので、自動操作タイミングT1を、ステアリングを自動操作する際の作動タイミングTrとして設定する。
In step S18, the
ステップS19において、自動機能制御部13は、自動機能装置26の作動タイミングTrを「T2−Δt」に設定する。即ち、図3(a)に示すように、対象者操作タイミングT2から感度時間Δtだけ遡ったタイミングT3aをステアリングを自動操作する際の作動タイミングTrとして設定する。
In step S19, the automatic
ステップS20において、自動機能装置26は、作動タイミングTrまで待機し、ステップS21において、現時点でブレーキ操作を実行した場合の自動操作量を演算する。更に、ステップS22において、ステアリング操作を実行する。
In step S20, the
こうすることにより、運転者がステアリングを操作するタイミングに合致して自動機能装置26による自動操作が実行されることになる。その結果、あたかも運転者が自身でステアリングを操作する感覚で、ステアリングが自動で作動することになる。即ち、運転者に対して、自動機能が作動しているという認識を持たせること無く、ステアリングを自動で作動させることができる。
By doing so, the automatic operation by the
例えば、運転者が中級者である場合には、感度時間Δtが500[msec]に設定され、対象者操作タイミングT2よりも500[msec]だけ早い時点で自動機能が作動することになる。また、運転者が上級者である場合には、感度時間Δtが200[msec]に設定され、対象者操作タイミングT2よりも200[msec]だけ早い時点で自動機能が作動することになる。仮に、上級者に対して感度時間Δtを500[msec]に設定すると、この上級者が通常ステアリング操作するタイミングよりも若干早い時点で自動機能が作動し、ステアリングが作動するので、自身で運転しているという感覚が阻害されてしまい、違和感を感じてしまう。 For example, when the driver is an intermediate person, the sensitivity time Δt is set to 500 [msec], and the automatic function is activated at a time earlier by 500 [msec] than the subject operation timing T2. If the driver is an advanced driver, the sensitivity time Δt is set to 200 [msec], and the automatic function is activated at a time earlier by 200 [msec] than the subject operation timing T2. If the sensitivity time Δt is set to 500 [msec] for an advanced user, the automatic function is activated at a time slightly earlier than the timing when the advanced user normally operates the steering, and the steering is activated. The feeling of being is disturbed, and you feel uncomfortable.
本実施形態ではこのような問題を回避するために、上級者、中級者、初級者のように、技術レベルを区分し、それぞれに応じた感度時間Δtを設定するので、各運転者の技術レベルに応じて自動機能を作動させることができる。 In the present embodiment, in order to avoid such a problem, technical levels are classified as advanced, intermediate, and beginners, and a sensitivity time Δt is set according to each, so that the technical level of each driver is set. Depending on the automatic function can be activated.
即ち、自動機能制御部13は、運転操作判断部11で検出された操作種別(ここでは、ステアリング操作)と、操作タイミング予測部12で検出された操作タイミングに基づいて、ステアリング操作を実行することについてのサポート指令を自動機能装置26に出力する。
That is, the automatic
そして、自動機能装置26は、入力されたサポート指令に基づいて、操作種別を制御するタイミングを変更して、自動機能を作動させる。こうして、運転者個人の特質に適合したタイミングでブレーキペダルやステアリング等の操作種別を自動制御されることとなる。
Then, the
このようにして、本実施形態に係るサポート装置100では、運転者の脳波に基づいて、運転者が将来実行するステアリング操作やブレーキ操作等の操作種別を検出し、更に、この操作種別が実行されるタイミングである対象者操作タイミングT2を検出する。更に、自動機能による操作タイミングである自動操作タイミングT1を検出する。そして、これらの各タイミングに応じて、操作種別を制御する際のサポート指令を出力するので、運転者に対して、自身で運転しているという感覚を保持しつつ、自動機能を作動させることが可能となる。
Thus, in the
更に、感度時間記憶部27に各運転者毎の感度時間Δtを記憶し、この感度時間Δtを用いて自動機能の作動タイミングを設定するので、運転者の技術レベルに応じた作動タイミングを設定することができる。従って、各運転者に対し、それぞれの技術レベルに適した自動機能の制御が可能となる。
Furthermore, since the sensitivity time Δt for each driver is stored in the sensitivity
また、技術レベルの高い運転者ほど感度時間Δtが短くなるように設定している。換言すれば、操作種別に対する操作感度が高い対象者ほど、感度時間を相対的に短く設定している。従って、各対象者に適したタイミングでの自動機能の制御が可能となる。 In addition, the sensitivity time Δt is set to be shorter for a driver with a higher technical level. In other words, the sensitivity time is set to be relatively shorter for a subject who has a higher operation sensitivity for the operation type. Accordingly, it is possible to control the automatic function at a timing suitable for each subject.
更に、本実施形態では、操作機器を車両としているので、車両を自動制御する際の運転者の違和感を軽減でき、運転操作によるストレスを回避、或いは軽減することが可能となる。 Furthermore, in this embodiment, since the operating device is a vehicle, it is possible to reduce the driver's uncomfortable feeling when automatically controlling the vehicle, and to avoid or reduce the stress caused by the driving operation.
次に、本実施形態に係るサポート装置を採用することによる具体的な運転操作の利点について、以下に示す第1〜第3の運転例を参照して詳細に説明する。 Next, specific advantages of driving operation by employing the support device according to the present embodiment will be described in detail with reference to first to third driving examples shown below.
[第1の運転例]
図4は、第1の運転例として山岳地域M1の周囲に敷設された見通しの悪いカーブの走行路X1を走行し、更に、停止線H1で停止する場合の例を示している。そして、図4(a)は、マニュアル操作で車両を運転した場合の走行を示し、図4(b)は、従来の先行運転支援システムを採用してブレーキを制御した場合の走行を示し、図4(c)は、本実施形態に係るサポート装置を採用してブレーキを制御した場合の走行を示している。各走行の軌跡を太線で示している。
[First operation example]
FIG. 4 shows an example in which the vehicle travels on a traveling path X1 with a poor visibility line laid around the mountain area M1 as a first operation example, and further stops at the stop line H1. FIG. 4 (a) shows traveling when the vehicle is driven by manual operation, and FIG. 4 (b) shows traveling when the brake is controlled by employing a conventional advance driving support system. 4 (c) shows traveling when the support device according to the present embodiment is employed and the brake is controlled. The trajectory of each run is indicated by a bold line.
図4(a)に示すように、マニュアル操作で車両を運転した場合には、地点P1に存在する急カーブで車両が走行路X1の外側を走行し、更に、前方の視認性が悪くなるので、速度が低下する。更に、地点P2に存在する2回目の急カーブで再度走行路X1の外側を走行し、その後、停止線H1に気づくのでブレーキ操作が遅れる。従って、符号a1に示すように、車両V1は停止線H1で停止することができないことがある。また、符号a2はブレーキの操作量の変動を示しており、符号a2に示すように、ブレーキ操作が安定せず運転者に違和感を与えてしまう。 As shown in FIG. 4 (a), when the vehicle is driven by manual operation, the vehicle travels on the outside of the traveling path X1 with a sharp curve existing at the point P1, and further, the forward visibility is deteriorated. , Slow down. Furthermore, the vehicle travels again outside the travel path X1 at the second sharp curve present at the point P2, and then notices the stop line H1, so the brake operation is delayed. Therefore, as indicated by reference sign a1, the vehicle V1 may not be able to stop at the stop line H1. Further, reference symbol a2 indicates a variation in the amount of operation of the brake, and as indicated by reference symbol a2, the brake operation is not stable, and the driver feels uncomfortable.
一方、図4(b)に示すように、先行運転支援システムを採用した場合には、地点P3にて急カーブを通過するので、急激なステアリング操作となり、運転者が実際に操作するタイミングとの間に時間的なずれが生じ、運転者の運転感覚に適さない挙動となる。更に、地点P4で停止線H1に気づくので、符号b1に示すように、停止線H1で車両V1が停止する場合には、符号b2に示すように急ブレーキ気味になる。 On the other hand, as shown in FIG. 4B, when the preceding driving support system is adopted, the vehicle passes through a sharp curve at the point P3, so that the steering operation is abrupt and the timing at which the driver actually operates is determined. A time lag occurs between them, and the behavior becomes unsuitable for the driver's driving sensation. Further, since the stop line H1 is noticed at the point P4, when the vehicle V1 stops at the stop line H1, as shown by the reference sign b1, it becomes suddenly braked as shown by the reference sign b2.
図4(c)に示すように、本実施形態に係るサポート装置100を採用した場合には、急カーブが存在する地点P5に達する手前にて運転者のステアリング操作が検出され、運転者の技術レベルに応じた対象者操作タイミングでステアリングが操作されるので、例えば、地点P5に達する1秒前の時点でステアリングが操作されることになる。その結果、急カーブが存在する地点P5において、車両V1がカーブの外側に移動することを防止でき、車両V1を安定させて運転することができる。ひいては、運転者が違和感を感じることを回避できる。更に、車両V1が急カーブの存在する地点P6を走行し、停止線H1に気づいた場合には、運転者がブレーキ操作するタイミングに合わせてブレーキが自動操作されるので、早めにブレーキ操作を実行することができる。従って、符号c1に示すように、車両V1を停止線H1で確実に停止させることができ、且つ、符号c2に示すように、安定的にブレーキ操作を行うことが可能となる。
As shown in FIG. 4 (c), when the
このように、本実施形態に係るサポート装置100を採用することにより、運転者の操作意図に適合するように、ブレーキやステアリング等の操作種別が制御されるので、見通しの悪い走行路X1を走行する場合において、運転者に対して違和無く、且つ円滑な運転制御が可能となる。
As described above, by adopting the
[第2の運転例]
次に、第2の運転例を、図5を参照して説明する。図5は、車両V1が走行路の右側を走行している際に、前方に低速のオートバイが走行している状況を模式的に示す説明図である。図5(a)は、従来の先行運転支援システムを用いる場合を示し、符号q1は、運転者が走行したいと考える走行路を示し、符号q2は、先行運転支援システムにより制御される走行路を示している。
[Second operation example]
Next, a second operation example will be described with reference to FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram schematically showing a situation where a low-speed motorcycle is traveling forward when the vehicle V1 is traveling on the right side of the traveling path. FIG. 5A shows a case where a conventional preceding driving support system is used, where symbol q1 indicates a traveling path that the driver wants to travel, and symbol q2 indicates a traveling path controlled by the preceding driving support system. Show.
車両V1が地点Z1に達した時点で、オートバイV2を回避する制御が実行されるものとすると、先行運転支援システムによる制御では、車両V1を左方向に移動させてオートバイV2を回避することが困難な状況であり、符号q2のように車両V1の速度を低下させることになる。従って、実際には運転者は、符号q1に示すように、オートバイV2を追い越したいと考えているにも関わらず、車両V1が余儀なく減速されてしまい、運転者に違和感を感じさせてしまう。 If the control for avoiding the motorcycle V2 is executed when the vehicle V1 reaches the point Z1, it is difficult to avoid the motorcycle V2 by moving the vehicle V1 to the left by the control by the preceding driving support system. This is a situation, and the speed of the vehicle V1 is reduced as indicated by the symbol q2. Therefore, in actuality, as shown by the symbol q1, the driver wants to overtake the motorcycle V2, but the vehicle V1 is decelerated and the driver feels uncomfortable.
一方、図5(b)に示すように、本実施形態に係るサポート装置100を採用した場合には、車両V1が地点Z1に達する前の地点Z0において、ステアリングを作動させることができる。即ち、運転者の脳波に基づき地点Z1にてステアリングを操作することが検出された場合には、例えばその1秒前の地点である地点Z0にてステアリングを自動で操作することが可能である。そして、このような操作を実行することにより、符号q3に示すように、運転者が意図する走行路に適した経路で車両V1を制御し、オートバイV2を回避して円滑に追い越すことができる。
On the other hand, as shown in FIG. 5B, when the
このように、第2の運転例では、サポート装置100を採用することにより、運転者の操作意図に適合するように、前方に存在する障害物を回避する操作を行うことができるので、運転者に対して違和無く、且つ円滑な運転制御が可能となる。
As described above, in the second driving example, by employing the
[第3の運転例]
次に、第3の運転例を、図6を参照して説明する。車両のブレーキ操作は、運転者が操作すると、操作量が安定化せずに、運転者に対して違和感を感じさせてしまうことがある。第3の運転例では、タイミングを変更せずに、操作種別の操作量のみを変更する。
[Third operation example]
Next, a third operation example will be described with reference to FIG. When the driver operates the brake operation of the vehicle, the operation amount may not be stabilized, and the driver may feel uncomfortable. In the third operation example, only the operation amount of the operation type is changed without changing the timing.
例えば、マニュアル操作でブレーキを操作した場合には、図6(a)に示すように、ブレーキの操作を開始してから実際に車両が停止線H2で停止するまでに、符号a1のように、ブレーキの操作量が変動し、違和感を感じさせる場合がある。 For example, when the brake is operated by manual operation, as shown in FIG. 6A, from the start of the brake operation until the vehicle actually stops at the stop line H2, The amount of brake operation may fluctuate, causing a sense of discomfort.
本実施形態に係るサポート装置を採用すると、図6(b)に示すようにブレーキ操作を開始してから車両が停止線H2にて停止するまでに、符号b1のように、ブレーキによる制動量が滑らかに変化するように制御することができる。即ち、ブレーキ操作が開始された際に、自動機能制御部13は、ブレーキの操作量を滑らかな変化に調整するためのサポート指令を出力する。その結果、運転者に違和感を感じさせることなく、自然な動作で車両V1を停止させることが可能となる。
When the support device according to the present embodiment is employed, as shown in FIG. 6B, the braking amount by the brake is changed from the start of the brake operation to the stop of the vehicle at the stop line H2, as indicated by reference numeral b1. It can be controlled to change smoothly. That is, when the brake operation is started, the automatic
また、上記した実施形態では、操作機器として車両を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、船舶、航空機、及び電動車いす、等の各種の移動体について適用することができる。このような移動体の場合においても、上述した実施形態と同様に、対象者の操作タイミングに合致するタイミングで操作種別を操作するので、あたかも自身で運転している感覚で移動体の操作種別を制御することが可能となる。 Further, in the above-described embodiment, the vehicle has been described as an example of the operation device, but the present invention is not limited to this, and can be applied to various moving bodies such as a ship, an aircraft, and an electric wheelchair. . Even in the case of such a moving body, the operation type is operated at a timing that matches the operation timing of the target person as in the above-described embodiment, so that the operation type of the moving body can be set as if it were driving by itself. It becomes possible to control.
[変形例の説明]
次に、上述した実施形態の変形例について説明する。上述した第1実施形態では、生体信号の一例として、脳波を例に挙げて説明した。これに対して、変形例では、対象者の筋肉の動きを検出する筋電図を検出して、運転者の操作種別、操作タイミングを検出する。図7は、変形例に係るサポート装置101の構成を示すブロック図である。図7に示すように、変形例に係るサポート装置101は、脳活動検出部21の代わりに筋電図検出部51が設けられている点、脳活動データベース22の代わりに筋電図データベース52が設けられている点、及び、脳活動解析部23の代わりに筋電図解析部53が設けられている点が相違する。それ以外の構成は、前述した第1実施形態と同様である。
[Description of modification]
Next, a modification of the above-described embodiment will be described. In the first embodiment described above, an electroencephalogram has been described as an example of a biological signal. On the other hand, in the modification, an electromyogram for detecting the movement of the subject's muscle is detected, and the operation type and operation timing of the driver are detected. FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of the
筋電図検出部51は、運転者(対象者)の手、足等の動きを生じる部位に装着する筋電図検出センサを備えており、運転者の筋電図を測定する。
The
筋電図データベース52は、運転者の筋電図情報を累積的に記憶する。具体的には、筋電図検出部51で検出された筋電図と、実際に運転者が実行した行動とを対応させ、この対応データを累積的に記憶する。
The
筋電図解析部53は、筋電図検出部51で筋電図が検出された際に、この筋電図を解析し、更に、筋電図データベース52を参照し、解析した筋電図情報に対応付けされている対応データを取得する。
The
そして、前述した第1実施形態と同様に、筋電図を用いて運転者の操作種別、及び自動操作タイミング、対象者操作タイミングを検出して、サポート指令を出力し、自動機能装置26による自動機能を作動させる。こうすることにより、前述した第1実施形態と同様に、運転者に運転感覚に合致したタイミングで自動機能を作動させることが可能になる。
As in the first embodiment described above, the driver's operation type, automatic operation timing, and subject operation timing are detected using an electromyogram, a support command is output, and automatic operation by the
[第2実施形態の説明]
次に、第2実施形態について説明する。本発明は、移動体に限定されるものではなく、ゲーム機や、エクソスケルトン(Exoskeleton;人間が装着する強化スーツ)等について適用することも可能である。例えば、ゲーム機の場合には、遊技者(対象者)がゲーム機を操作してゲームを実行する場合、該遊技者の頭部に脳波検出用のプローブを装着する。そして、遊技者の脳波に基づいて、ゲーム機を自動で操作することにより、より操作性が高く、迫力のあるゲーム性を設定することが可能となる。具体的には、遊技者がゲーム機のコントローラを操作することが脳波により検出された際に、このコントローラの操作性を高めるように、遊技者の操作感覚に適したタイミングでコントローラを作動させることにより、遊技者はあたかも自身で操作しているようにコントローラを操作することが可能になり、高い操作性でゲーム機を作動させることが可能になる。
[Description of Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described. The present invention is not limited to a moving body, and can also be applied to game machines, exoskeletons (extraskeletons), and the like. For example, in the case of a game machine, when a player (target person) operates the game machine to execute a game, a brain wave detection probe is attached to the player's head. Then, by automatically operating the game machine based on the player's brain waves, it is possible to set a more powerful and powerful game characteristic. Specifically, when the player's operation of the controller of the game machine is detected by brain waves, the controller is operated at a timing suitable for the player's sense of operation so as to improve the operability of the controller. As a result, the player can operate the controller as if it were operating on its own, and can operate the game machine with high operability.
また、作業者(対象者)の動作を補助するエクソスケルトンに適用することも可能である。エクソスケルトンは、作業者の体幹の曲げ伸ばし補助機能により、重量物の荷役作業を補助するものである。具体的には、作業者の頭部に脳波検出用のプローブを装着し、該プローブを用いて作業者の脳波を検出する。そして、本発明に係るサポート装置を用いて操作種別、及び操作タイミングを検出することにより、作業者が意図する動作タイミングに適したタイミングでエクソスケルトンの作動を制御する。こうすることにより、作業者は、あたかも自身が操作している感覚でエクソスケルトンを作動させて、重量物の荷役作業を実行することが可能になり、ひいては、作業効率を向上させることが可能となる。 Moreover, it is also possible to apply to the exoskeleton which assists an operation | movement of a worker (target person). The exoskeleton is used to assist the handling work of heavy objects by the function of assisting bending and stretching the trunk of the operator. Specifically, a probe for detecting an electroencephalogram is attached to the worker's head, and the electroencephalogram of the operator is detected using the probe. Then, by detecting the operation type and operation timing using the support device according to the present invention, the operation of the exoskeleton is controlled at a timing suitable for the operation timing intended by the operator. By doing this, the operator can operate the exoskeleton as if he / she is operating it, and can perform the work of handling heavy loads, which in turn can improve work efficiency. Become.
以上、本発明のサポート装置、及びサポート方法を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。 The support device and the support method of the present invention have been described based on the illustrated embodiment. However, the present invention is not limited to this, and the configuration of each unit is an arbitrary configuration having the same function. Can be replaced.
11 運転操作判断部
12 操作タイミング予測部
13 自動機能制御部
21 脳活動検出部
22 脳活動データベース
23 脳活動解析部
24 運転操作データベース
25 周囲環境判断部
26 自動機能装置
27 感度時間記憶部
51 筋電図検出部
52 筋電図データベース
53 筋電図解析部
100,101 サポート装置
DESCRIPTION OF
Claims (9)
対象者の生体情報を解析する生体情報解析部と、
前記生体情報解析部による解析結果から、前記対象者による操作種別を判断する操作種別判断部と、
各対象者毎の、各操作種別とその操作タイミングである対象者操作タイミングとの関係を示す行動データを記憶する操作行動記憶部と、
前記操作行動記憶部より前記対象者の行動データを取得し、更に、この行動データと前記生体情報の解析結果に基づいて、前記対象者による操作種別の対象者操作タイミングを予測する対象者操作タイミング予測部と、
前記操作種別の、自動機能による自動操作タイミングを演算し、且つ、前記自動操作タイミングと前記対象者操作タイミングとの時間差を演算し、この時間差が、前記対象者毎に決められる感度時間以下である場合には、前記自動操作タイミングを前記操作種別を自動操作する際の作動タイミングとして演算し、前記時間差が前記感度時間を超える場合には、前記対象者操作タイミングと前記感度時間とに基づいて前記作動タイミングを演算する自動機能制御部と、
を備えたことを特徴とするサポート装置。 In a support device that supports control of an automatic function device that automatically operates the operation type,
A biological information analysis unit for analyzing the biological information of the subject person;
From the analysis result by the biological information analysis unit, an operation type determination unit that determines an operation type by the subject,
For each subject, an operation behavior storage unit that stores behavior data indicating the relationship between each operation type and the subject operation timing that is the operation timing;
Target person operation timing for acquiring action data of the target person from the operation action storage unit, and further predicting a target person operation timing of an operation type by the target person based on the analysis result of the action data and the biological information A predictor;
An automatic operation timing by the automatic function of the operation type is calculated, and a time difference between the automatic operation timing and the target person operation timing is calculated, and this time difference is equal to or less than a sensitivity time determined for each target person. In this case, the automatic operation timing is calculated as an operation timing when the operation type is automatically operated, and when the time difference exceeds the sensitivity time, based on the subject operation timing and the sensitivity time, An automatic function controller that calculates the operation timing;
A support device comprising:
を特徴とする請求項1に記載のサポート装置。 The support device according to claim 1, wherein the automatic function control unit sets a sensitivity time for each target person based on behavior data stored in the operation behavior storage unit .
を特徴とする請求項2に記載のサポート装置。 The support device according to claim 2 , wherein the automatic function control unit sets the sensitivity time to be relatively shorter for a subject who has a higher operation sensitivity with respect to an operation type .
を特徴とする請求項4に記載のサポート装置。 The support device according to claim 4 , wherein the moving body is a vehicle, and the automatic function device is an automatic driving device.
を特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のサポート装置。 The biological information is at least one of the subject's brain activity information detected by a brain activity detector and the subject's electromyogram information detected by an electromyogram detector.
The support device according to any one of claims 1 to 7 .
生体情報解析部が対象者の生体情報を解析する工程と、A step in which the biological information analysis unit analyzes the biological information of the target person;
操作種別判断部が、前記生体情報解析部による解析結果から、前記対象者による操作種別を判断する工程と、A step of determining an operation type by the target person from an analysis result by the biological information analysis unit;
操作行動記憶部に、各対象者毎の、各操作種別とその操作タイミングである対象者操作タイミングとの関係を示す行動データを記憶する工程と、In the operation behavior storage unit, for each subject, a step of storing behavior data indicating a relationship between each operation type and the subject operation timing that is the operation timing;
タイミング予測部が、前記操作行動記憶部より前記対象者の行動データを取得し、更に、この行動データと、前記生体情報の解析結果に基づいて、前記対象者による操作種別の対象者操作タイミングを予測する工程と、The timing prediction unit acquires the target person's behavior data from the operation behavior storage unit, and further, based on the behavior data and the analysis result of the biological information, the target person operation timing of the operation type by the target person. Predicting process;
自動機能制御部が、前記操作種別の自動機能による自動操作タイミングを演算し、且つ、前記自動操作タイミングと前記対象者操作タイミングとの時間差を演算し、この時間差が、前記対象者毎に決められる感度時間以下である場合には、前記自動操作タイミングを前記操作種別を自動操作する際の作動タイミングとして演算し、前記時間差が前記感度時間を超える場合には、前記対象者操作タイミングと前記感度時間とに基づいて前記作動タイミングを演算する工程と、The automatic function control unit calculates an automatic operation timing by the automatic function of the operation type, and calculates a time difference between the automatic operation timing and the target person operation timing, and this time difference is determined for each target person. When the time is less than the sensitivity time, the automatic operation timing is calculated as an operation timing when the operation type is automatically operated, and when the time difference exceeds the sensitivity time, the subject operation timing and the sensitivity time are calculated. Calculating the operation timing based on:
を備えたことを特徴とするサポート方法。A support method characterized by comprising:
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