JP7778051B2 - Driving ability assessment system and driving ability assessment method - Google Patents
Driving ability assessment system and driving ability assessment methodInfo
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Description
本発明は、車両の運転者の運転能力を判定する運転能力判定システムおよび運転能力判定方法に関する。 The present invention relates to a driving ability assessment system and a driving ability assessment method for assessing the driving ability of a vehicle driver.
この種の装置として、従来、運転者の安全運転能力を測定するようにした装置が知られている(例えば特許文献1参照)。この特許文献1記載の装置では、運転者に対し間欠的に音声出力による負荷を与えて注意力を分散させ、負荷状態と無負荷状態とで操舵のぶれを表すステアリングエントロピー値をそれぞれ算出し、負荷状態と無負荷状態とで算出されたぶれ評価値の差に基づいて運転者の安全運転能力を評価する。 A known example of this type of device is one that measures a driver's safe driving ability (see, for example, Patent Document 1). This device intermittently applies a load to the driver through audio output to distract them, calculates steering entropy values that represent steering error under both a loaded and unloaded condition, and evaluates the driver's safe driving ability based on the difference between the error evaluation values calculated under the loaded and unloaded conditions.
高齢運転者等の運転能力を評価し、必要に応じて運転免許の返納や運転支援機能の導入等を検討するきっかけを与えることで、交通の安全性を向上し、持続可能な輸送システムの発展に寄与することができる。 By assessing the driving ability of elderly drivers and providing them with an opportunity to consider surrendering their driver's license or adopting driving assistance features as necessary, we can improve road safety and contribute to the development of sustainable transportation systems.
しかしながら、上記特許文献1記載の装置では、運転者の安全運転能力を評価するために運転者に負荷を与える必要があるため、運転の支障になる。 However, the device described in Patent Document 1 above requires imposing a load on the driver in order to evaluate their safe driving ability, which interferes with driving.
本発明の一態様である運転能力判定システムは、車両のサイズの情報とともに、車両の時系列の操舵角の変化を示す操舵角データを取得する情報取得部と、第1時点までに取得された時系列の操舵角データに基づいて第1時点よりも後の第2時点で予測される操舵角と、情報取得部により第2時点で取得された実際の操舵角との間の予測誤差を算出し、算出された予測誤差に基づいて運転者の操舵のぶれの大きさを表す評価値を算出する評価値算出部と、評価値算出部により算出された評価値を所定の判定閾値と比較し、比較結果に基づいて運転者の運転能力を判定する運転能力判定部と、情報取得部により取得されたサイズの情報に基づいて、第1時点から第2時点までの時間間隔および判定閾値の少なくとも一方を設定する設定部と、を備える。情報取得部は、車両のホイールベースの情報をサイズの情報として取得する。設定部は、情報取得部により取得されたホイールベースの情報に基づいて、ホイールベースが短いほど時間間隔を短く設定し、ホイールベースが短いほど判定閾値を大きく設定する。 A driving ability determination system according to one aspect of the present invention includes an information acquisition unit that acquires steering angle data indicating changes in the steering angle of the vehicle over time, along with vehicle size information; an evaluation value calculation unit that calculates a prediction error between a steering angle predicted at a second time point after the first time point based on the time-series steering angle data acquired up to a first time point and an actual steering angle acquired by the information acquisition unit at the second time point, and calculates an evaluation value indicating the magnitude of the driver's steering error based on the calculated prediction error; a driving ability determination unit that compares the evaluation value calculated by the evaluation value calculation unit with a predetermined judgment threshold and determines the driver's driving ability based on the comparison result; and a setting unit that sets at least one of a time interval from the first time point to the second time point and a judgment threshold based on the size information acquired by the information acquisition unit. The information acquisition unit acquires information on the wheelbase of the vehicle as size information. The setting unit sets the time interval to be shorter the shorter the wheelbase, and sets the judgment threshold to be larger the shorter the wheelbase, based on the wheelbase information acquired by the information acquisition unit.
本発明の別の態様である運転能力判定方法は、コンピュータによりそれぞれ実行される、車両のサイズの情報とともに、車両の時系列の操舵角の変化を示す操舵角データを取得する情報取得ステップと、情報取得ステップで第1時点までに取得された時系列の操舵角データに基づいて第1時点よりも後の第2時点で予測される操舵角と、第2時点で取得された実際の操舵角との間の予測誤差を算出し、算出された予測誤差に基づいて運転者の操舵のぶれの大きさを表す評価値を算出する評価値算出ステップと、評価値算出ステップで算出された評価値を所定の判定閾値と比較し、比較結果に基づいて運転者の運転能力を判定する運転能力判定ステップと、情報取得ステップで取得されたサイズの情報に基づいて、第1時点から第2時点までの時間間隔および判定閾値の少なくとも一方を設定する設定ステップと、を含む。情報取得ステップでは、車両のホイールベースの情報をサイズの情報として取得する。設定ステップでは、情報取得ステップで取得されたホイールベースの情報に基づいて、ホイールベースが短いほど時間間隔を短く設定し、ホイールベースが短いほど判定閾値を大きく設定する。
Another aspect of the present invention relates to a driving ability assessment method, which includes the following steps, each executed by a computer: an information acquisition step of acquiring steering angle data indicating changes in the steering angle of the vehicle over time, along with vehicle size information; an evaluation value calculation step of calculating a prediction error between a steering angle predicted at a second time point after the first time point based on the time-series steering angle data acquired up to a first time point in the information acquisition step and an actual steering angle acquired at the second time point, and calculating an evaluation value indicating the magnitude of the driver's steering error based on the calculated prediction error; a driving ability assessment step of comparing the evaluation value calculated in the evaluation value calculation step with a predetermined judgment threshold and assessing the driver's driving ability based on the comparison result; and a setting step of setting at least one of a time interval from the first time point to the second time point and a judgment threshold based on the size information acquired in the information acquisition step. In the information acquisition step, information on the wheelbase of the vehicle is acquired as size information. In the setting step, the shorter the wheelbase, the shorter the time interval is set, and the larger the judgment threshold is set, based on the wheelbase information acquired in the information acquisition step.
本発明によれば、運転に支障をきたすことなく運転能力を判定することができる。 This invention makes it possible to assess driving ability without interfering with driving.
以下、図1~図7を参照して本発明の実施形態について説明する。本発明の実施形態に係る運転能力判定システムは、車両の運転者の運転能力を判定する。一般に、運転者の運転行動は、認知、判断、および操作の3要素で構成される。これらの要素のうちの認知、判断に関わる人の知的機能である「認知機能」に係る能力は、加齢に伴って徐々に低下することが知られている。認知機能が低下すると、車両を安全に運転することが難しくなる。運転者が車両を運転したときの走行データに基づいて認知機能に係る運転能力を判定し、運転者自身やその家族が認知機能の低下を把握することで安全運転を支援できる。 Embodiments of the present invention will now be described with reference to Figures 1 to 7. A driving ability determination system according to an embodiment of the present invention determines the driving ability of a vehicle driver. Generally, a driver's driving behavior is composed of three elements: cognition, judgment, and operation. Of these elements, abilities related to "cognitive function," which is a person's intellectual function related to cognition and judgment, are known to gradually decline with age. Declining cognitive function makes it difficult to drive a vehicle safely. The driving ability related to cognitive function can be determined based on driving data obtained when the driver drives a vehicle, allowing the driver and their family to understand the decline in cognitive function and support safe driving.
図1は、走行区間と運転負荷ついて説明するための図である。図1に示すように、運転行動によって運転者にかかる運転負荷は、道路形状などの異なる走行区間に応じて変化する。例えば、S字カーブやクランク路の走行中、駐車スペースでの駐車中などは運転負荷が大きくなる。すなわち、車両の移動量あたりに運転者に要求される操舵が多く、車両の走行軌跡が複雑な形状となるような走行区間では、運転負荷が大きくなる。この場合、操舵の頻度が高いことに加え、アクセルやブレーキの操作と連携してステアリングを操作する必要があり、車両感覚も要求されるなど、高い運転技能が必要となる。このような走行区間(高負荷区間)では、運転者の運転技能が運転の安定性に大きく影響する。 Figure 1 is a diagram explaining driving sections and driving load. As shown in Figure 1, the driving load imposed on a driver due to driving behavior changes depending on the driving section, such as road shape. For example, driving load increases when driving on S-curves or winding roads, or when parking in a parking space. That is, driving load increases on driving sections where the driver is required to make many steering maneuvers per unit of vehicle movement and the vehicle's driving trajectory has a complex shape. In this case, high driving skills are required, as steering is required in conjunction with accelerator and brake operations, and vehicle sense is also required. In such driving sections (high-load sections), the driver's driving skills have a significant impact on driving stability.
一方、直線路の走行中などは運転負荷がほとんどかからない。すなわち、車両の移動量あたりに運転者に要求される操舵がほとんどなく、車両の走行軌跡が極めて単純な形状となる走行区間では、運転負荷がほとんどなくなる。このような走行区間(無負荷区間)では、運転者の運転技能が運転の安定性にほとんど影響しない。 On the other hand, there is almost no driving load when driving on straight roads. In other words, there is almost no steering required from the driver per unit of vehicle movement, and the vehicle's driving trajectory is extremely simple, so there is almost no driving load. In such driving sections (no-load sections), the driver's driving skill has almost no effect on driving stability.
カーブ路の走行中、複数車線の道路での車線変更中、交差点での右左折中などは、これらの中間の運転負荷となる。このような走行区間(低負荷区間)でも、運転者の運転技能は運転の安定性にそれほど影響しない。 Driving on curved roads, changing lanes on multi-lane roads, and turning right or left at intersections are driving loads that are somewhere in between these two. Even in these driving sections (low-load sections), the driver's driving skill does not have much of an impact on driving stability.
ただし、無負荷区間や低負荷区間であっても、例えば中央分離帯がない片側1車線の高速道路(対面通行区間)の走行中は、運転者が自車線の状況と対向車線の状況とを認識する必要が生じる。この場合、自車線と対向車線との間での視線移動が発生することで運転者の心的活動が増え、認知に係る運転負荷(以下、「認知負荷」と称する)が高くなる。交通量が多い複数車線の区間、標識や交通信号機が多く設けられている区間、繁華街などの歩行者が多い区間、見通しの悪いカーブ路や交差点などの死角が多い区間、複数の道路が交わる区間などでも、視線移動が要求されるため、認知負荷が高くなる。 However, even in no-load or low-load sections, for example, when driving on a single-lane highway (two-way traffic section) with no median strip, the driver needs to be aware of the conditions in their own lane and the oncoming lane. In this case, shifting their gaze between their own lane and the oncoming lane increases the driver's mental activity and increases the cognitive load (hereinafter referred to as "cognitive load"). Gaze shifts are also required in sections with multiple lanes with heavy traffic, sections with many signs and traffic signals, sections with many pedestrians such as in busy areas, sections with many blind spots such as curved roads with poor visibility or intersections, and sections where multiple roads intersect, thereby increasing the cognitive load.
また、交差点において対向車線を越えて車両の進行方向を変更する旋回動作(車両の左側通行が採用されている国や地域では右折、右側通行が採用されている国や地域では左折。以下では、単に「右折」と称する。)を行うときは、運転者が車両の目標軌跡を認識するにあたり、前方の対向車線の状況を把握しつつ、右折した先の走行車線の状況を把握する必要が生じる。この場合も、前方の対向車線と右折した先の走行車線との間での視線移動が発生し、認知負荷が高くなる。 Furthermore, when making a turn at an intersection to change the vehicle's direction of travel and cross the oncoming lane (a right turn in countries and regions where vehicles drive on the left, or a left turn in countries and regions where vehicles drive on the right; hereafter referred to simply as a "right turn"), the driver must grasp the situation of the oncoming lane ahead while also grasping the situation of the lane ahead after the right turn in order to recognize the vehicle's target trajectory. In this case, too, the driver's gaze must shift between the oncoming lane ahead and the lane ahead, increasing the cognitive load.
このような認知負荷が高まる走行区間(以下、「特定区間」と称する)では、運転者の認知機能の状態が運転の安定性に影響する。特定区間の走行データを他の区間と識別可能な態様で取得し、その走行データに基づいて運転の安定性を評価することで、運転者の認知機能に係る運転能力を判定することができる。例えば、車両の時系列の位置情報を取得し、取得された位置情報に基づいて、地図情報において予め設定された特定区間の走行データを識別することができる。 In driving sections where cognitive load is high (hereinafter referred to as "specific sections"), the state of the driver's cognitive function affects driving stability. By acquiring driving data for specific sections in a manner that allows them to be distinguished from other sections and evaluating driving stability based on that driving data, it is possible to determine the driver's driving ability related to their cognitive function. For example, it is possible to acquire time-series location information for the vehicle and, based on the acquired location information, identify driving data for specific sections that have been preset in map information.
しかしながら、一般に、車両のホイールベース(前輪の中心から後輪の中心までの長さ)が短いほど、車体がふらつきやすく、運転者の操舵が乱され、走行データに基づいて運転者自身の運転の安定性を評価することが難しくなる。そこで本実施形態では、車両のホイールベースや全長(車両の前後方向の長さ)等の車両のサイズ(車格)に応じて走行データの取り扱い方を変えることで、認知機能に係る運転能力を適切に判定できるよう、以下のように運転能力判定システムを構成する。なお、以下では、車両のサイズ(車格)としてホイールベースを用いる例を説明する。以下の説明において、車両ホイールベースが短い/長いことは、車両の全長が短い/長いことと同義であり、車両のサイズ(車格)が小さい/大きいことと同義である。 However, generally, the shorter the vehicle's wheelbase (the length from the center of the front wheels to the center of the rear wheels), the more likely the vehicle body is to wobble, disrupting the driver's steering and making it more difficult to evaluate the driver's own driving stability based on driving data. Therefore, in this embodiment, the driving ability assessment system is configured as follows to appropriately assess driving ability related to cognitive function by changing the way driving data is handled depending on the vehicle's size (classification), such as the vehicle's wheelbase and overall length (the length of the vehicle in the front-to-rear direction). In the following description, an example will be described in which wheelbase is used as the vehicle size (classification). In the following description, a short/long vehicle wheelbase is synonymous with a short/long vehicle overall length and a small/large vehicle size (classification).
図2は、運転能力判定システム(以下、システム)10の要部構成の一例を示すブロック図である。図2に示すように、システム10は、CPUなどの演算部11、ROM,RAMなどの記憶部12、およびその周辺回路などを有するコンピュータを含んで構成される。演算部11は、情報取得部13と、設定部14と、負荷判定部15と、評価値算出部16と、認知機能評価部17と、情報出力部18として機能する。記憶部12には、演算部11が実行するプログラムや設定値などの情報が記憶される。システム10は、車両に搭載された車載装置として構成されてもよく、車両の外部に設けられたサーバ装置等として構成されてもよく、車載装置と外部サーバ装置等とを組み合わせたものとして構成されてもよい。 Figure 2 is a block diagram showing an example of the main components of a driving ability assessment system (hereinafter referred to as the system) 10. As shown in Figure 2, the system 10 includes a computer having a calculation unit 11 such as a CPU, a storage unit 12 such as ROM and RAM, and peripheral circuits. The calculation unit 11 functions as an information acquisition unit 13, a setting unit 14, a load assessment unit 15, an evaluation value calculation unit 16, a cognitive function assessment unit 17, and an information output unit 18. The storage unit 12 stores information such as programs executed by the calculation unit 11 and setting values. The system 10 may be configured as an on-board device installed in a vehicle, as a server device or the like provided external to the vehicle, or as a combination of an on-board device and an external server device or the like.
情報取得部13は、予め登録された運転者ごとに、車両のホイールベースの情報とともに、車両の時系列の走行データを取得する。例えば、各運転者が日常的に運転する予め登録された車両のホイールベースの情報を取得するとともに、その車両で測定された走行データを取得する。ホイールベースの情報は、ホイールベースの数値の情報であってもよく、車両の型式の情報であってもよい。車両の型式の情報に基づいて、その車両のホイールベースを特定することができる。情報取得部13により取得された車両のホイールベースの情報は、予め登録された運転者ごとのユーザ情報として記憶部12に記憶される。 The information acquisition unit 13 acquires time-series vehicle driving data along with vehicle wheelbase information for each pre-registered driver. For example, it acquires wheelbase information for pre-registered vehicles that each driver drives on a daily basis, as well as driving data measured for that vehicle. The wheelbase information may be numerical wheelbase information or vehicle model information. The vehicle's wheelbase can be identified based on the vehicle model information. The vehicle wheelbase information acquired by the information acquisition unit 13 is stored in the storage unit 12 as user information for each pre-registered driver.
走行データには、少なくとも、所定周期(サンプリング周期)で検出された、運転者によるステアリング(ステアリングホイール、ハンドル)の操舵角θの変化を示す時系列の操舵角データが含まれる。走行データには、車両の時系列の位置情報なども含まれる。走行データは、例えば、車両に搭載されたTCU(テレマティクス制御装置)を介して所定周期(通信周期)で車両からシステム10に送信される。情報取得部13は、予め登録された車両から送信された走行データを、予め登録された運転者ごとの時系列の走行データとして取得する。情報取得部13により取得された時系列の走行データは、ユーザ情報とともに、予め登録された運転者ごとの走行データとして記憶部12に記憶される。 The driving data includes at least time-series steering angle data indicating changes in the steering angle θ of the steering wheel (steering wheel) by the driver, detected at a predetermined period (sampling period). The driving data also includes time-series position information of the vehicle. The driving data is transmitted from the vehicle to the system 10 at a predetermined period (communication period), for example, via a TCU (telematics control unit) installed in the vehicle. The information acquisition unit 13 acquires the driving data transmitted from pre-registered vehicles as time-series driving data for each pre-registered driver. The time-series driving data acquired by the information acquisition unit 13 is stored in the memory unit 12 together with user information as driving data for each pre-registered driver.
設定部14は、記憶部12に記憶されたホイールベースの情報に基づいて、後述する評価値算出部16による予測誤差e(n)の算出周期および後述する認知機能評価部17が使用する判定閾値の少なくとも一方を設定する。 Based on the wheelbase information stored in the memory unit 12, the setting unit 14 sets at least one of the calculation period for the prediction error e(n) by the evaluation value calculation unit 16 (described later) and the judgment threshold used by the cognitive function evaluation unit 17 (described later).
負荷判定部15は、記憶部12に記憶された走行データに基づいて、単位時間ごとに、運転者に所定の認知負荷が作用しているか否かを判定する。より具体的には、負荷判定部15は、車両の時系列の位置情報に基づいて、単位時間ごとの走行区間が、図1の無負荷区間または低負荷区間(無負荷・低負荷区間)であるか高負荷区間であるかを判定する。さらに、負荷判定部15は、単位時間ごとの走行区間が、無負荷・低負荷区間のうち、地図情報において予め設定された特定区間であるか否かを判定する。 The load determination unit 15 determines, for each unit of time, whether a predetermined cognitive load is acting on the driver based on the driving data stored in the memory unit 12. More specifically, the load determination unit 15 determines, based on the vehicle's time-series position information, whether the driving section for each unit of time is a no-load section or low-load section (no-load/low-load section) or a high-load section as shown in Figure 1. Furthermore, the load determination unit 15 determines whether the driving section for each unit of time is a specific section among the no-load/low-load sections that is preset in the map information.
評価値算出部16は、記憶部12に記憶された操舵角データに基づいて、運転者個人の平均的な操舵のぶれの大きさを表すα値と、認知負荷が高まったときの運転者の操舵のぶれの大きさを表すHp値とを算出する。より具体的には、評価値算出部16は、負荷判定部15により無負荷・低負荷区間を走行中であると判定された期間の操舵角データに基づいてα値を算出する。また、評価値算出部16は、算出されたα値と、負荷判定部15により特定区間を走行中であると判定された期間の操舵角データとに基づいてHp値を算出する。 The evaluation value calculation unit 16 calculates an α value representing the average magnitude of steering error for each individual driver and an Hp value representing the magnitude of steering error by the driver when cognitive load increases, based on the steering angle data stored in the memory unit 12. More specifically, the evaluation value calculation unit 16 calculates the α value based on steering angle data for a period determined by the load determination unit 15 to be traveling in a no-load/low-load section. The evaluation value calculation unit 16 also calculates the Hp value based on the calculated α value and steering angle data for a period determined by the load determination unit 15 to be traveling in a specific section.
図3は、車両の操舵角θの変動について説明するための図である。車両の運転が安定した状態では、操舵がぶれることなく滑らかに行われ、操舵角θの変動が小さくなる。一方、運転が不安定な状態では、操舵がぶれ、操舵角θの変動が大きくなる。 Figure 3 is a diagram explaining fluctuations in the steering angle θ of a vehicle. When the vehicle is being driven stably, steering is smooth and the fluctuations in the steering angle θ are small. On the other hand, when the vehicle is being driven unstable, steering becomes shaky and the fluctuations in the steering angle θ become large.
より具体的には、図3に示すように、特定の時点nの直前の時点n-3,n-2,n-1の実際の操舵角θ(n-3),θ(n-2),θ(n-1)に基づいて、時点(n-1)を中心とする2次テイラー展開により時点nの予測操舵角θp(n)を算出する。予測操舵角θp(n)は、操舵が滑らかに行われたと仮定した推定値であるため、実際の操舵が滑らかに行われた場合は、実際の操舵角θ(n)に一致し、実際の操舵がぶれた場合は、ぶれの程度に応じて実際の操舵角θ(n)から乖離する。このような、ぶれの程度は、下式(i)により算出される予測誤差e(n)として表すことができる。
e(n)=θ(n)-θp(n) ・・・(i)
More specifically, as shown in Figure 3, a predicted steering angle θp(n) at time n is calculated by second-order Taylor expansion centered on time (n-1) based on the actual steering angles θ(n-3), θ(n-2), and θ(n-1) at time points n-3, n-2, and n-1 immediately preceding time point n. Since the predicted steering angle θp(n) is an estimated value assuming smooth steering, if the actual steering is smooth, it will match the actual steering angle θ(n), but if the actual steering is unstable, it will deviate from the actual steering angle θ(n) depending on the degree of the unstable steering. The degree of such unstable steering can be expressed as a prediction error e(n) calculated by the following equation (i):
e(n)=θ(n)-θp(n)...(i)
図4は、時系列の操舵角θの変化について説明するための図である。図4に示すように、車体のヨー角や操舵角θの単位時間あたりの変化量は、ホイールベースが短いほど大きく、ホイールベースが長いほど小さくなる。このため、有意な予測誤差e(n)を算出するには、ホイールベースが長いほど予測誤差e(n)の算出周期、すなわち図3に示す時点n-1から時点nまでの時間間隔を十分長くとる必要がある。 Figure 4 is a diagram illustrating the change in steering angle θ over time. As shown in Figure 4, the amount of change per unit time in the vehicle's yaw angle and steering angle θ increases as the wheelbase becomes shorter, and decreases as the wheelbase becomes longer. Therefore, in order to calculate a significant prediction error e(n), the calculation period for prediction error e(n), i.e., the time interval from time n-1 to time n shown in Figure 3, needs to be sufficiently long the longer the wheelbase.
図5は、設定部14による予測誤差e(n)の算出周期の設定について説明するための図である。設定部14は、記憶部12に記憶されたホイールベースの情報と、予め定められた特性(例えば、図5に実線で示すような特性)とに基づいて、予測誤差e(n)の算出周期の最適値を算出する。最適値は、ホイールベースが短いほど短く、ホイールベースが長いほど長く設定される。 Figure 5 is a diagram illustrating the setting of the calculation cycle of the prediction error e(n) by the setting unit 14. The setting unit 14 calculates the optimal value of the calculation cycle of the prediction error e(n) based on the wheelbase information stored in the memory unit 12 and predetermined characteristics (for example, characteristics shown by the solid line in Figure 5). The optimal value is set to be shorter the shorter the wheelbase, and longer the longer the wheelbase.
設定部14は、ホイールベースに基づいて算出された最適値が所定範囲内のとき、予測誤差e(n)の算出周期を最適値に設定する。より具体的には、最適値が操舵角θのサンプリング周期以上、かつ、予測誤差e(n)の算出精度を確保するために予め定められた適正範囲内(例えば、100ms~300ms程度)のときは、予測誤差e(n)の算出周期が最適値に設定される。この場合、予測誤差e(n)の算出周期は、例えば、操舵角θのサンプリング周期の整数倍の値のうち、最適値に最も近い値に設定され、必要に応じて間引かれた操舵角データに基づいて予測操舵角θp(n)および予測誤差e(n)が算出される。 When the optimal value calculated based on the wheelbase is within a predetermined range, the setting unit 14 sets the calculation period of the prediction error e(n) to the optimal value. More specifically, when the optimal value is equal to or greater than the sampling period of the steering angle θ and is within a predetermined appropriate range (e.g., approximately 100 ms to 300 ms) to ensure the calculation accuracy of the prediction error e(n), the calculation period of the prediction error e(n) is set to the optimal value. In this case, the calculation period of the prediction error e(n) is set to, for example, the value closest to the optimal value among integer multiples of the sampling period of the steering angle θ, and the predicted steering angle θp(n) and prediction error e(n) are calculated based on steering angle data that has been thinned out as necessary.
最適値が所定範囲の上限値(図5の例では適正範囲の上限値)より大きいときは、予測誤差e(n)の算出周期が所定範囲の上限値に設定される。この場合、予測誤差e(n)の算出周期は、例えば、操舵角θのサンプリング周期の整数倍の値のうち、適正範囲内の最大値に設定され、必要に応じて間引かれた操舵角データに基づいて予測操舵角θp(n)および予測誤差e(n)が算出される。 When the optimal value is greater than the upper limit of the predetermined range (the upper limit of the appropriate range in the example of Figure 5), the calculation period for the prediction error e(n) is set to the upper limit of the predetermined range. In this case, the calculation period for the prediction error e(n) is set to the maximum value within the appropriate range among values that are integer multiples of the sampling period of the steering angle θ, and the predicted steering angle θp(n) and prediction error e(n) are calculated based on steering angle data that has been thinned out as necessary.
最適値が所定範囲の下限値(図5の例ではサンプリング周期)より小さいときは、予測誤差e(n)の算出周期が所定範囲の下限値に設定される。この場合、予測誤差e(n)の算出周期は、操舵角θのサンプリング周期に設定され、記憶部12に記憶されたすべての操舵角データに基づいて予測操舵角θp(n)および予測誤差e(n)が算出される。 When the optimal value is smaller than the lower limit of the predetermined range (the sampling period in the example of Figure 5), the calculation period for the prediction error e(n) is set to the lower limit of the predetermined range. In this case, the calculation period for the prediction error e(n) is set to the sampling period for the steering angle θ, and the predicted steering angle θp(n) and prediction error e(n) are calculated based on all steering angle data stored in the memory unit 12.
図6は、操舵のぶれの程度の度数表示を例示する図であり、予測誤差e(n)の度数表示の一例を示す。評価値算出部16は、無負荷・低負荷区間の操舵角データに基づいて各時点nの予測操舵角θp(n)、予測誤差e(n)を算出し、実線で示すような予測誤差e(n)の度数分布における90パーセンタイル値(α値)を算出する。操舵が滑らかで操舵のぶれが少ないほど、予測誤差e(n)の度数分布が、操舵のぶれがない“0°”を中心としたシャープな形状となり、α値が小さくなる。一方、操舵のぶれが多いほど、予測誤差e(n)の度数分布がブロードな形状となり、α値が大きくなる。 Figure 6 is a diagram illustrating an example of a frequency display of the degree of steering error, showing an example of a frequency display of the prediction error e(n). The evaluation value calculation unit 16 calculates the predicted steering angle θp(n) and prediction error e(n) at each time point n based on the steering angle data for the no-load and low-load sections, and calculates the 90th percentile value (α value) of the frequency distribution of the prediction error e(n) as shown by the solid line. The smoother the steering and the less steering error there is, the sharper the frequency distribution of the prediction error e(n) will be centered at "0°," where there is no steering error, and the smaller the α value will be. On the other hand, the more steering error there is, the broader the frequency distribution of the prediction error e(n) will be and the larger the α value will be.
操舵が多く、操舵のぶれに対する運転技能の影響が大きい高負荷区間を除外した無負荷・低負荷区間の操舵角データを利用することで、運転者の平均的な操舵のぶれの大きさを表すα値を適切に算出することができる。 By using steering angle data from no-load and low-load sections, excluding high-load sections where there is a lot of steering and driving skill has a large impact on steering error, it is possible to appropriately calculate the α value, which represents the magnitude of the driver's average steering error.
さらに、評価値算出部16は、算出されたα値と、特定区間の操舵角データとに基づいて、Hp値を算出する。より具体的には、特定区間の操舵角データに基づいて各時点nの予測操舵角θp(n)、予測誤差e(n)を算出し、破線で示すような予測誤差e(n)の度数分布をα値に基づいて9つの範囲P1~P9に分ける。すなわち、8つの基準値-5α,-2.5α,-α,-0.5α,0.5α,α,2.5α,5αに基づいて、9つの範囲P1(~-5α),P2(-5α~-2.5α),P3(-2.5α~-α),P4(-α~-0.5α),P5(-0.5α~0.5α),P6(0.5α~α),P7(α~2.5α),P8(2.5α~5α),P9(5α~)に分ける。そして、各範囲P1~P9の割合p1~p9に基づいて、下式(ii)によりステアリングエントロピー値(Hp値)を算出する。
Hp=-Σpi・log9pi ・・・(ii)
Furthermore, the evaluation value calculation unit 16 calculates the Hp value based on the calculated α value and the steering angle data for the specific section. More specifically, the evaluation value calculation unit 16 calculates the predicted steering angle θp(n) and prediction error e(n) for each time point n based on the steering angle data for the specific section, and divides the frequency distribution of the prediction error e(n) as shown by the dashed line into nine ranges P1 to P9 based on the α value. That is, based on the eight reference values -5α, -2.5α, -α, -0.5α, 0.5α, α, 2.5α, and 5α, the steering entropy value (Hp value) is divided into nine ranges: P1 (to -5α), P2 (-5α to -2.5α), P3 (-2.5α to -α), P4 (-α to -0.5α), P5 (-0.5α to 0.5α), P6 (0.5α to α), P7 (α to 2.5α), P8 (2.5α to 5α), and P9 (5α or higher). Then, based on the proportions p1 to p9 of each range P1 to P9, the steering entropy value (Hp value) is calculated using the following formula (ii):
Hp=-Σpi・log 9 pi...(ii)
Hp値は、操舵の滑らかさを表し、操舵のぶれが少なく予測誤差e(n)の度数分布がシャープになるほど小さい値となり、操舵のぶれが多く予測誤差e(n)の度数分布がブロードになるほど大きい値となる。視線移動が多く操舵のぶれに対する認知機能の影響が大きい特定区間の操舵角データを利用することで、通常の状態に比して認知負荷が高まったときの運転者の操舵のぶれの大きさを表すHp値を適切に算出することができる。 The Hp value represents the smoothness of steering, and decreases as steering tremor decreases and the frequency distribution of prediction error e(n) becomes sharper, while increasing as steering tremor increases and the frequency distribution of prediction error e(n) becomes broader. By using steering angle data from specific sections where there is a lot of eye movement and cognitive function is significantly affected by steering tremor, it is possible to appropriately calculate the Hp value, which represents the magnitude of the driver's steering tremor when cognitive load is higher than normal.
認知機能評価部17は、評価値算出部16により算出されたHp値に基づいて運転者の認知機能を評価する。より具体的には、認知機能評価部17は、認知負荷が高まったときの操舵のぶれの大きさを表すHp値を、所定の判定閾値と比較し、比較結果に基づいて、その運転者の認知機能に係る運転能力が車両を安全に運転するための基準以上であるか否かを判定する。例えば、日常的な運転の走行データに基づいて算出されるHp値が判定閾値を下回った場合は、運転者の認知機能が低下し、車両を安全に運転するための基準を下回ったと評価する。 The cognitive function evaluation unit 17 evaluates the driver's cognitive function based on the Hp value calculated by the evaluation value calculation unit 16. More specifically, the cognitive function evaluation unit 17 compares the Hp value, which represents the magnitude of steering shake when cognitive load increases, with a predetermined judgment threshold, and determines, based on the comparison result, whether the driver's driving ability related to cognitive function meets or exceeds the standard for safely driving a vehicle. For example, if the Hp value calculated based on driving data from daily driving falls below the judgment threshold, it is evaluated that the driver's cognitive function has deteriorated and fallen below the standard for safely driving a vehicle.
設定部14は、記憶部12に記憶されたホイールベースの情報に基づいて判定閾値を設定する。より具体的には、ホイールベースに基づいて算出された予測誤差e(n)の算出周期の最適値が図5の所定範囲内であり、予測誤差e(n)の算出周期を最適値に設定するときは、判定閾値を予め定められた基準値(標準値)に設定する。一方、予測誤差e(n)の算出周期の最適値が図5の所定範囲外であり、予測誤差e(n)の算出周期を最適値以外の値に設定するときは、判定閾値を基準値から補正した値に設定する。 The setting unit 14 sets the judgment threshold based on the wheelbase information stored in the memory unit 12. More specifically, when the optimal value of the calculation period of the prediction error e(n) calculated based on the wheelbase is within the predetermined range in FIG. 5 and the calculation period of the prediction error e(n) is set to the optimal value, the setting unit 14 sets the judgment threshold to a predetermined reference value (standard value). On the other hand, when the optimal value of the calculation period of the prediction error e(n) is outside the predetermined range in FIG. 5 and the calculation period of the prediction error e(n) is set to a value other than the optimal value, the setting unit 14 sets the judgment threshold to a value corrected from the reference value.
より具体的には、予測誤差e(n)の算出周期の最適値が図5の所定範囲の上限値より大きく、予測誤差e(n)の算出周期を所定範囲の上限値(またはその付近の値)に設定するときは、判定閾値を基準値より小さくなるように補正した値に設定する。すなわち、ホイールベースが長く、算出周期の最適値が予測誤差e(n)の算出精度を確保するための適正範囲の上限値より大きいときは、十分な予測誤差e(n)を観測することが難しくなる。このため、操舵のぶれの大きさを表すHp値についての判定閾値が小さくなるように補正することで、運転者の認知機能に係る運転能力の判定基準を厳しくする。 More specifically, when the optimal value for the calculation period of the prediction error e(n) is greater than the upper limit of the specified range in Figure 5 and the calculation period of the prediction error e(n) is set to the upper limit of the specified range (or a value close to that limit), the judgment threshold is set to a value corrected to be smaller than the reference value. In other words, when the wheelbase is long and the optimal value for the calculation period is greater than the upper limit of the appropriate range for ensuring the calculation accuracy of the prediction error e(n), it becomes difficult to observe a sufficient prediction error e(n). Therefore, by correcting the judgment threshold for the Hp value, which represents the magnitude of steering shake, to be smaller, the judgment criteria for the driver's cognitive function-related driving ability are made stricter.
また、予測誤差e(n)の算出周期の最適値が図5の所定範囲の下限値より小さく、予測誤差e(n)の算出周期を所定範囲の下限値(またはその付近の値)に設定するときは、判定閾値を基準値より大きくなるように補正した値に設定する。すなわち、ホイールベースが短く、算出周期の最適値が予測誤差e(n)の算出精度を確保するための適正範囲の下限値や操舵角θのサンプリング周期より小さいときは、大きい予測誤差e(n)が観測されやすくなる。このため、操舵のぶれの大きさを表すHp値についての判定閾値が大きくなるように補正することで、運転者の認知機能に係る運転能力の判定基準を緩くする。 Furthermore, when the optimal value for the calculation period of the prediction error e(n) is smaller than the lower limit of the specified range in Figure 5 and the calculation period of the prediction error e(n) is set to the lower limit of the specified range (or a value close to that limit), the judgment threshold is set to a value corrected to be larger than the reference value. In other words, when the wheelbase is short and the optimal value for the calculation period is smaller than the lower limit of the appropriate range for ensuring the calculation accuracy of the prediction error e(n) or the sampling period of the steering angle θ, a large prediction error e(n) is more likely to be observed. Therefore, by correcting the judgment threshold for the Hp value, which represents the magnitude of steering shake, to be larger, the judgment criteria for the driver's cognitive function-related driving ability are relaxed.
情報出力部18は、認知機能評価部17による評価結果を運転者本人や家族などのユーザ端末に送信する。例えば、予め登録されたメールアドレス宛てに通知を送信することができる。この場合、通知をきっかけに、運転者本人や家族などが運転免許の返納や運転支援機能が充実した車両への代替えなどを検討することができる。走行データに基づく客観的な情報が提供されるため、運転者本人にとって自身の認知機能の現状を受け入れやすく、早期に適切な対応を検討することができる。 The information output unit 18 transmits the evaluation results from the cognitive function evaluation unit 17 to a user device such as the driver or a family member. For example, a notification can be sent to a pre-registered email address. In this case, the notification can prompt the driver or a family member to consider returning their driver's license or switching to a vehicle with enhanced driving assistance functions. Because objective information based on driving data is provided, it is easier for the driver to accept the current state of their cognitive function and consider appropriate measures early on.
図7は、システム10の演算部11により実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、例えば定期的に実行される。先ずステップS1で、記憶部12に記憶されたホイールベースの情報および走行データを読み出す。次いでステップS2で、ステップS1で読み出されたホイールベースの情報に基づいて、予測誤差e(n)の算出周期の最適値を算出する。次いでステップS3で、ステップS2で算出された最適値が所定範囲内であるか否かを判定する。 Figure 7 is a flowchart showing an example of processing executed by the calculation unit 11 of the system 10. The processing shown in this flowchart is executed, for example, periodically. First, in step S1, wheelbase information and driving data stored in the memory unit 12 are read. Next, in step S2, an optimal value for the calculation cycle of the prediction error e(n) is calculated based on the wheelbase information read in step S1. Next, in step S3, it is determined whether the optimal value calculated in step S2 is within a predetermined range.
ステップS3で肯定されると、ステップS4に進み、予測誤差e(n)の算出周期をステップS2で算出された最適値に設定するとともに、Hp値の判定閾値を基準値に設定する。一方、ステップS3で否定されると、ステップS5に進み、予測誤差e(n)の算出周期をステップS2で算出された最適値に近い所定範囲内の値に設定するとともに、Hp値の判定閾値を基準値から補正した値に設定する。 If the result in step S3 is affirmative, proceed to step S4, where the calculation period for the prediction error e(n) is set to the optimal value calculated in step S2, and the judgment threshold for the Hp value is set to a reference value. On the other hand, if the result in step S3 is negative, proceed to step S5, where the calculation period for the prediction error e(n) is set to a value within a predetermined range close to the optimal value calculated in step S2, and the judgment threshold for the Hp value is set to a value corrected from the reference value.
次いでステップS6で、ステップS1で読み出された走行データに基づいて、単位時間ごとの走行区間が無負荷・低負荷区間であるか高負荷区間であるかを判定する。また、無負荷・低負荷区間の走行データに基づいて、単位時間ごとの走行区間が特定区間であるか否かを判定する。次いでステップS7で、ステップS6で無負荷・低負荷区間を走行中であると判定された期間の操舵角データに基づいて、ステップS4またはS5で設定された算出周期で予測操舵角θp(n)および予測誤差e(n)を算出し、α値を算出する。また、算出されたα値と、ステップS6で特定区間を走行中であると判定された期間の操舵角データとに基づいて、ステップS4またはS5で設定された算出周期で予測操舵角θp(n)および予測誤差e(n)を算出し、Hp値を算出する。次いでステップS8で、ステップS7で算出されたHp値をステップS4またはS5で設定された判定閾値と比較し、比較結果に基づいて運転者の認知機能に係る運転能力を評価する。次いでステップS9で、ステップS8の評価結果を事前に登録されたメールアドレス宛てに送信し、処理を終了する。 Next, in step S6, based on the driving data read in step S1, it is determined whether the driving section per unit time is a no-load/low-load section or a high-load section. Also, based on the driving data for the no-load/low-load section, it is determined whether the driving section per unit time is a specific section. Next, in step S7, based on the steering angle data for the period determined in step S6 to be driving in a no-load/low-load section, a predicted steering angle θp(n) and a predicted error e(n) are calculated at the calculation cycle set in step S4 or S5, and an α value is calculated. Also, based on the calculated α value and the steering angle data for the period determined in step S6 to be driving in a specific section, a predicted steering angle θp(n) and a predicted error e(n) are calculated at the calculation cycle set in step S4 or S5, and an Hp value is calculated. Next, in step S8, the Hp value calculated in step S7 is compared with the judgment threshold set in step S4 or S5, and the driver's cognitive function-related driving ability is evaluated based on the comparison result. Next, in step S9, the evaluation results from step S8 are sent to the pre-registered email address, and the process ends.
このように、日常的な走行データのみに基づいて運転者の運転能力を判定するための指標となるα値およびHp値を算出できるため、運転に支障をきたすことなく運転能力を判定することができる(ステップS1~S8)。また、日常的な走行データのみに基づいて運転者の認知機能が自動的に評価され、評価結果が本人や家族に通知されるため、車両を運転する高齢者と離れて暮らす家族の見守り負担を軽減することができる(ステップS1~S9)。また、車両のホイールベースを考慮して予測誤差e(n)の算出周期やHp値の判定閾値を設定するため、ホイールベースの長短によらず、運転者の運転能力を適切に判定することができる(ステップS2~S5)。 In this way, the α value and Hp value, which are indicators for assessing a driver's driving ability, can be calculated based solely on daily driving data, allowing driving ability to be assessed without interfering with driving (steps S1-S8). Furthermore, the driver's cognitive function is automatically assessed based solely on daily driving data, and the assessment results are notified to the driver and their family, reducing the burden on family members who live far away from the elderly driver (steps S1-S9). Furthermore, the calculation cycle for the prediction error e(n) and the assessment threshold for the Hp value are set taking into account the vehicle's wheelbase, allowing the driver's driving ability to be assessed appropriately regardless of the length of the wheelbase (steps S2-S5).
本実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
(1)システム10は、車両のホイールベースの情報とともに、車両の時系列の操舵角θの変化を示す操舵角データを取得する情報取得部13と、情報取得部13により時点n-1までに取得された時系列の操舵角データに基づいて時点n-1よりも後の時点nで予測される操舵角θp(n)と、時点nで取得された実際の操舵角θ(n)との間の予測誤差e(n)を算出し、算出された予測誤差e(n)に基づいて運転者の操舵のぶれの大きさを表す評価値を算出する評価値算出部16と、評価値算出部16により算出された評価値を所定の判定閾値と比較し、比較結果に基づいて運転者の運転能力を判定する認知機能評価部17と、情報取得部13により取得されたホイールベースの情報に基づいて、時点n-1から時点nまでの時間間隔(予測誤差e(n)の算出周期)および判定閾値の少なくとも一方を設定する設定部14と、を備える(図2)。
According to this embodiment, the following effects can be achieved.
(1) The system 10 includes an information acquisition unit 13 that acquires steering angle data indicating changes in the steering angle θ of the vehicle over time, along with information about the wheelbase of the vehicle; an evaluation value calculation unit 16 that calculates a prediction error e(n) between the steering angle θp(n) predicted at a time point n after time point n-1 and the actual steering angle θ(n) acquired at time point n, based on the time-series steering angle data acquired by the information acquisition unit 13 up to time point n-1, and calculates an evaluation value that represents the magnitude of the driver's steering shake based on the calculated prediction error e(n); a cognitive function evaluation unit 17 that compares the evaluation value calculated by the evaluation value calculation unit 16 with a predetermined judgment threshold and judges the driver's driving ability based on the comparison result; and a setting unit 14 that sets at least one of the time interval from time point n-1 to time point n (the calculation period for the prediction error e(n)) and the judgment threshold based on the wheelbase information acquired by the information acquisition unit 13 (FIG. 2).
このように、日常的な走行データに基づいて運転者の運転能力を判定するための指標となる評価値を算出することで、運転に支障をきたすことなく運転者の運転能力を判定することができる。また、車両のホイールベースを考慮して予測誤差e(n)の算出周期やHp値の判定閾値を設定することで、ホイールベースの長短によらず、運転者の運転能力を適切に判定することができる。 In this way, by calculating an evaluation value that serves as an index for determining a driver's driving ability based on daily driving data, the driver's driving ability can be determined without interfering with driving. Furthermore, by setting the calculation cycle for the prediction error e(n) and the determination threshold for the Hp value taking into account the vehicle's wheelbase, the driver's driving ability can be appropriately determined regardless of the length of the wheelbase.
(2)設定部14は、ホイールベースが短いほど予測誤差e(n)の算出周期を短く設定し、ホイールベースが短いほど判定閾値を大きく設定する。すなわち、ホイールベースが短い車両については、操舵角θの予測誤差e(n)の算出周期を短く設定することで、車両の特性として予測誤差e(n)が大きく出る影響を軽減し、評価値の算出精度を向上する。また、運転能力の判定閾値を基準値より大きくなるように補正した値に設定することで、車両の特性として予測誤差e(n)が大きく出る影響を考慮し、運転能力の判定基準を緩くする。 (2) The setting unit 14 sets a shorter calculation cycle for the prediction error e(n) the shorter the wheelbase, and sets a higher judgment threshold the shorter the wheelbase. In other words, for vehicles with a short wheelbase, setting a shorter calculation cycle for the prediction error e(n) of the steering angle θ reduces the impact of a large prediction error e(n) due to vehicle characteristics and improves the calculation accuracy of the evaluation value. In addition, by setting the judgment threshold for driving ability to a value corrected to be larger than the reference value, the impact of a large prediction error e(n) due to vehicle characteristics is taken into consideration and the judgment criteria for driving ability are relaxed.
(3)設定部14は、情報取得部13により取得されたホイールベースの情報に基づいて予測誤差e(n)の算出周期の最適値を決定し、決定された最適値が所定範囲内のとき、予測誤差e(n)の算出周期を最適値に設定するとともに、判定閾値を基準値に設定する(図7のステップS2~S4)。また、最適値が所定範囲の上限値より大きいとき、予測誤差e(n)の算出周期を上限値に設定するとともに、判定閾値を基準値よりも小さく設定し、最適値が所定範囲の下限値より小さいとき、予測誤差e(n)の算出周期を下限値に設定するとともに、判定閾値を基準値よりも大きく設定する(ステップS5)。このように、可能な場合は予測誤差e(n)の算出周期を最適値に設定することを優先することで、評価値の算出精度を向上することができる。ホイールベースの長短によらず精度よく評価値を算出することで、車格の異なる車両で算出された評価値同士を適切に比較することができる。 (3) The setting unit 14 determines an optimal value for the calculation period of the prediction error e(n) based on the wheelbase information acquired by the information acquisition unit 13. If the determined optimal value is within a predetermined range, the calculation period of the prediction error e(n) is set to the optimal value and the judgment threshold is set to a reference value (steps S2 to S4 in FIG. 7). Furthermore, if the optimal value is greater than the upper limit of the predetermined range, the calculation period of the prediction error e(n) is set to the upper limit and the judgment threshold is set to a value smaller than the reference value. If the optimal value is smaller than the lower limit of the predetermined range, the calculation period of the prediction error e(n) is set to the lower limit and the judgment threshold is set to a value larger than the reference value (step S5). In this way, by prioritizing setting the calculation period of the prediction error e(n) to the optimal value whenever possible, the accuracy of the evaluation value calculation can be improved. By accurately calculating the evaluation value regardless of the length of the wheelbase, evaluation values calculated for vehicles of different vehicle classes can be appropriately compared.
(4)所定範囲は、情報取得部13により取得された時系列の操舵角データのサンプリング周期以上の範囲である(図5)。すなわち、予測誤差e(n)の算出周期は、操舵角θのサンプリング周期の整数倍(1倍または2倍以上)の値に設定され、予測操舵角θp(n)および予測誤差e(n)は、すべての操舵角データまたは間引かれた操舵角データに基づいて算出される。 (4) The specified range is equal to or greater than the sampling period of the time-series steering angle data acquired by the information acquisition unit 13 (Figure 5). That is, the calculation period for the prediction error e(n) is set to a value that is an integer multiple (1x or 2x or more) of the sampling period of the steering angle θ, and the predicted steering angle θp(n) and the prediction error e(n) are calculated based on all steering angle data or thinned-out steering angle data.
(5)所定範囲は、予測誤差e(n)の算出精度を確保するために予め定められた範囲である。すなわち、予測誤差e(n)の算出周期は、予測誤差e(n)の算出精度を確保するために予め定められた適正範囲内(例えば、100ms~300ms程度)に設定され、これにより予測誤差e(n)の算出精度が確保される。 (5) The specified range is a range determined in advance to ensure the calculation accuracy of the prediction error e(n). In other words, the calculation period of the prediction error e(n) is set within a predetermined appropriate range (e.g., approximately 100 ms to 300 ms) to ensure the calculation accuracy of the prediction error e(n), thereby ensuring the calculation accuracy of the prediction error e(n).
(6)システム10は、情報取得部13により取得された操舵角データに基づいて、運転者に所定の認知負荷が作用しているか否かを判定する負荷判定部15をさらに備える(図2)。評価値算出部16は、情報取得部13により取得された操舵角データに基づいて、運転者の平均的な操舵のぶれの大きさを表すα値を算出するとともに、算出されたα値と、情報取得部13により取得された操舵角データのうち、負荷判定部15により所定の認知負荷が作用していると判定された期間の操舵角データと、に基づいて、所定の認知負荷が作用したときの運転者の操舵のぶれの大きさを表すHp値を算出する。認知機能評価部17は、評価値算出部16により算出されたHp値を判定閾値と比較し、比較結果に基づいて運転者の認知機能に係る運転能力を判定する。このように、認知負荷が高まる特定区間の走行データに基づいて認知負荷が高まったときの運転者の操舵のぶれの大きさを表すHp値を算出し、判定閾値と比較することで、運転者の認知機能に係る運転能力が基準以上であるか否かを判定することができる。 (6) The system 10 further includes a load determination unit 15 that determines whether a predetermined cognitive load is acting on the driver based on the steering angle data acquired by the information acquisition unit 13 ( FIG. 2 ). The evaluation value calculation unit 16 calculates an α value representing the average magnitude of the driver's steering error based on the steering angle data acquired by the information acquisition unit 13, and calculates an Hp value representing the magnitude of the driver's steering error when the predetermined cognitive load is acting based on the calculated α value and the steering angle data acquired by the information acquisition unit 13 for a period during which the load determination unit 15 determines that the predetermined cognitive load is acting. The cognitive function evaluation unit 17 compares the Hp value calculated by the evaluation value calculation unit 16 with a determination threshold and determines the driver's driving ability related to cognitive function based on the comparison result. In this way, by calculating the Hp value representing the magnitude of the driver's steering error when the cognitive load is high based on driving data for a specific section where the cognitive load is high and comparing it with the determination threshold, it is possible to determine whether the driver's driving ability related to cognitive function is at or above a standard.
上記実施形態では、無負荷・低負荷区間を走行したときの操舵角データに基づいてα値を算出し、特定区間を走行したときの操舵角データに基づいてHp値を算出する例を説明したが、評価値算出部は、このようなものに限らない。評価値算出部は、運転者ごとの操舵角データに基づいて各運転者の操舵のぶれの大きさを表す評価値を算出するものであれば、どのようなものでもよい。 In the above embodiment, an example was described in which the α value was calculated based on steering angle data when traveling through a no-load/low-load section, and the Hp value was calculated based on steering angle data when traveling through a specific section, but the evaluation value calculation unit is not limited to this. The evaluation value calculation unit may be any unit that calculates an evaluation value that represents the magnitude of each driver's steering error based on the steering angle data for each driver.
以上では、本発明を運転能力判定システムとして説明したが、本発明は、運転能力判定方法として用いることもできる。すなわち、運転能力判定方法は、コンピュータによりそれぞれ実行される、車両のホイールベースの情報とともに、車両の時系列の操舵角θの変化を示す操舵角データを取得する情報取得ステップS1と、情報取得ステップS1で時点n-1までに取得された時系列の操舵角データに基づいて時点n-1よりも後の時点nで予測される操舵角θp(n)と、時点nで取得された実際の操舵角θ(n)との間の予測誤差e(n)を算出し、算出された予測誤差e(n)に基づいて運転者の操舵のぶれの大きさを表す評価値を算出する評価値算出ステップS6と、評価値算出ステップS6で算出された評価値を所定の判定閾値と比較し、比較結果に基づいて運転者の認知機能に係る運転能力を判定する認知機能評価ステップS7と、情報取得ステップS1で取得されたホイールベースの情報に基づいて、時点n-1から時点nまでの時間間隔(予測誤差e(n)の算出周期)および判定閾値の少なくとも一方を設定する設定ステップS4,S5と、を含む(図7)。 The present invention has been described above as a driving ability assessment system, but it can also be used as a driving ability assessment method. That is, the driving ability assessment method includes an information acquisition step S1, executed by a computer, for acquiring steering angle data indicating changes in the vehicle's steering angle θ over time, along with information about the vehicle's wheelbase; an evaluation value calculation step S6, for calculating a prediction error e(n) between the steering angle θp(n) predicted at time n after time n-1 and the actual steering angle θ(n) acquired at time n, based on the time-series steering angle data acquired up to time n-1 in the information acquisition step S1, and calculating an evaluation value representing the magnitude of the driver's steering error based on the calculated prediction error e(n); a cognitive function assessment step S7, for comparing the evaluation value calculated in the evaluation value calculation step S6 with a predetermined judgment threshold and assessing the driver's cognitive driving ability based on the comparison result; and setting steps S4 and S5, for setting at least one of the time interval from time n-1 to time n (the calculation period for the prediction error e(n)) and the judgment threshold, based on the wheelbase information acquired in the information acquisition step S1 (FIG. 7).
以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態と変形例の1つまたは複数を任意に組み合わせることも可能であり、変形例同士を組み合わせることも可能である。 The above description is merely an example, and the present invention is not limited to the above-described embodiments and variations, as long as the features of the present invention are not impaired. It is also possible to combine one or more of the above embodiments and variations in any desired manner, and it is also possible to combine variations together.
10 運転能力判定システム(システム)、11 演算部、12 記憶部、13 情報取得部、14 設定部、15 負荷判定部、16 評価値算出部、17 認知機能評価部、18 情報出力部 10. Driving ability assessment system (system), 11. Calculation unit, 12. Memory unit, 13. Information acquisition unit, 14. Setting unit, 15. Load assessment unit, 16. Evaluation value calculation unit, 17. Cognitive function assessment unit, 18. Information output unit
Claims (7)
前記情報取得部により第1時点までに取得された時系列の操舵角データに基づいて前記第1時点よりも後の第2時点で予測される操舵角と、前記第2時点で取得された実際の操舵角との間の予測誤差を算出し、算出された前記予測誤差に基づいて運転者の操舵のぶれの大きさを表す評価値を算出する評価値算出部と、
前記評価値算出部により算出された評価値を所定の判定閾値と比較し、比較結果に基づいて運転者の運転能力を判定する運転能力判定部と、
前記情報取得部により取得された前記サイズの情報に基づいて、前記第1時点から前記第2時点までの時間間隔および前記判定閾値の少なくとも一方を設定する設定部と、を備え、
前記情報取得部は、前記車両のホイールベースの情報を前記サイズの情報として取得し、
前記設定部は、前記情報取得部により取得された前記ホイールベースの情報に基づいて、前記ホイールベースが短いほど前記時間間隔を短く設定し、前記ホイールベースが短いほど前記判定閾値を大きく設定することを特徴とする運転能力判定システム。 an information acquisition unit that acquires steering angle data indicating a change in the steering angle of the vehicle over time together with information on the size of the vehicle;
an evaluation value calculation unit that calculates a prediction error between a steering angle predicted at a second time point after the first time point based on time-series steering angle data acquired up to a first time point by the information acquisition unit and an actual steering angle acquired at the second time point, and calculates an evaluation value that represents a magnitude of steering deviation by the driver based on the calculated prediction error; and
a driving ability determination unit that compares the evaluation value calculated by the evaluation value calculation unit with a predetermined determination threshold value and determines the driving ability of the driver based on the comparison result;
a setting unit that sets at least one of the time interval from the first time point to the second time point and the determination threshold value based on the size information acquired by the information acquisition unit ,
the information acquisition unit acquires information about a wheelbase of the vehicle as the size information,
A driving ability judgment system characterized in that the setting unit sets the time interval shorter the shorter the wheelbase, and sets the judgment threshold higher the shorter the wheelbase, based on the wheelbase information acquired by the information acquisition unit .
前記情報取得部は、さらに、前記車両の前後方向の長さの情報を前記サイズの情報として取得し、
前記設定部は、前記情報取得部により取得された前記長さの情報に基づいて、前記時間間隔および前記判定閾値の少なくとも一方を設定することを特徴とする運転能力判定システム。 2. The driving ability determination system according to claim 1,
The information acquisition unit further acquires information about a length of the vehicle in a front-to-rear direction as the size information,
A driving ability determination system, characterized in that the setting unit sets at least one of the time interval and the determination threshold based on the length information acquired by the information acquisition unit.
前記設定部は、The setting unit
前記情報取得部により取得された前記ホイールベースの情報に基づいて、前記時間間隔の最適値を決定し、determining an optimal value of the time interval based on the wheelbase information acquired by the information acquisition unit;
決定された前記最適値が所定範囲内のとき、前記時間間隔を前記最適値に設定するとともに、前記判定閾値を基準値に設定し、When the determined optimum value is within a predetermined range, the time interval is set to the optimum value and the determination threshold is set to a reference value;
前記最適値が前記所定範囲の上限値より大きいとき、前記時間間隔を前記上限値に設定するとともに、前記判定閾値を前記基準値よりも小さく設定し、When the optimum value is greater than an upper limit value of the predetermined range, the time interval is set to the upper limit value, and the determination threshold is set to a value smaller than the reference value;
前記最適値が前記所定範囲の下限値より小さいとき、前記時間間隔を前記下限値に設定するとともに、前記判定閾値を前記基準値よりも大きく設定することを特徴とする運転能力判定システム。A driving ability determination system characterized in that, when the optimal value is smaller than a lower limit value of the predetermined range, the time interval is set to the lower limit value and the determination threshold is set to a value greater than the reference value.
前記所定範囲は、前記情報取得部により取得された時系列の操舵角データのサンプリング周期以上の範囲であることを特徴とする運転能力判定システム。The driving ability determination system according to claim 1, wherein the predetermined range is equal to or greater than a sampling period of the time-series steering angle data acquired by the information acquisition unit.
前記所定範囲は、前記予測誤差の算出精度を確保するために予め定められた範囲であることを特徴とする運転能力判定システム。A driving ability determination system, wherein the predetermined range is a range that is set in advance to ensure accuracy in calculating the prediction error.
前記情報取得部により取得された操舵角データに基づいて、運転者に所定の負荷が作用しているか否かを判定する負荷判定部をさらに備え、a load determination unit that determines whether a predetermined load is acting on the driver based on the steering angle data acquired by the information acquisition unit,
前記評価値算出部は、前記情報取得部により取得された操舵角データに基づいて、運転者の平均的な操舵のぶれの大きさを表す第1評価値を算出するとともに、算出された前記第1評価値と、前記情報取得部により取得された操舵角データのうち、前記負荷判定部により前記所定の負荷が作用していると判定された期間の操舵角データと、に基づいて、前記所定の負荷が作用したときの運転者の操舵のぶれの大きさを表す第2評価値を算出し、the evaluation value calculation unit calculates a first evaluation value representing the magnitude of an average steering error of the driver based on the steering angle data acquired by the information acquisition unit, and calculates a second evaluation value representing the magnitude of the steering error of the driver when the predetermined load is applied based on the calculated first evaluation value and steering angle data for a period during which the load determination unit determines that the predetermined load is applied, among the steering angle data acquired by the information acquisition unit;
前記運転能力判定部は、前記評価値算出部により算出された前記第2評価値を前記判定閾値と比較し、比較結果に基づいて運転者の運転能力を評価することを特徴とする運転能力判定システム。A driving ability determination system characterized in that the driving ability determination unit compares the second evaluation value calculated by the evaluation value calculation unit with the determination threshold value and evaluates the driver's driving ability based on the comparison result.
車両のサイズの情報とともに、前記車両の時系列の操舵角の変化を示す操舵角データを取得する情報取得ステップと、an information acquisition step of acquiring steering angle data indicating a change in steering angle of the vehicle over time together with information on the size of the vehicle;
前記情報取得ステップで第1時点までに取得された時系列の操舵角データに基づいて前記第1時点よりも後の第2時点で予測される操舵角と、前記第2時点で取得された実際の操舵角との間の予測誤差を算出し、算出された前記予測誤差に基づいて運転者の操舵のぶれの大きさを表す評価値を算出する評価値算出ステップと、an evaluation value calculation step of calculating a prediction error between a steering angle predicted at a second time point after the first time point based on the time-series steering angle data acquired up to the first time point in the information acquisition step and an actual steering angle acquired at the second time point, and calculating an evaluation value representing the magnitude of the driver's steering shake based on the calculated prediction error;
前記評価値算出ステップで算出された評価値を所定の判定閾値と比較し、比較結果に基づいて運転者の運転能力を判定する運転能力判定ステップと、a driving ability determination step of comparing the evaluation value calculated in the evaluation value calculation step with a predetermined determination threshold value and determining the driving ability of the driver based on the comparison result;
前記情報取得ステップで取得された前記サイズの情報に基づいて、前記第1時点から前記第2時点までの時間間隔および前記判定閾値の少なくとも一方を設定する設定ステップと、を含み、a setting step of setting at least one of the time interval from the first time point to the second time point and the determination threshold value based on the size information acquired in the information acquisition step,
前記情報取得ステップでは、前記車両のホイールベースの情報を前記サイズの情報として取得し、In the information obtaining step, information about a wheelbase of the vehicle is obtained as the size information,
前記設定ステップでは、前記情報取得ステップで取得された前記ホイールベースの情報に基づいて、前記ホイールベースが短いほど前記時間間隔を短く設定し、前記ホイールベースが短いほど前記判定閾値を大きく設定することを特徴とする運転能力判定方法。A driving ability judgment method characterized in that in the setting step, the shorter the wheelbase, the shorter the time interval is set based on the wheelbase information acquired in the information acquisition step, and the larger the judgment threshold is set based on the wheelbase information acquired in the information acquisition step.
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