Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7799969B2 - Driver state determination method and determination system - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7799969B2 - Driver state determination method and determination system - Google Patents

Driver state determination method and determination system

Info

Publication number
JP7799969B2
JP7799969B2 JP2021127276A JP2021127276A JP7799969B2 JP 7799969 B2 JP7799969 B2 JP 7799969B2 JP 2021127276 A JP2021127276 A JP 2021127276A JP 2021127276 A JP2021127276 A JP 2021127276A JP 7799969 B2 JP7799969 B2 JP 7799969B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vehicle
driver
learning
reliability
distribution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021127276A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2023022411A (en
Inventor
耕二 岩瀬
洋平 岩下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP2021127276A priority Critical patent/JP7799969B2/en
Publication of JP2023022411A publication Critical patent/JP2023022411A/en
Priority to JP2025195350A priority patent/JP2026020205A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7799969B2 publication Critical patent/JP7799969B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Image Analysis (AREA)
  • Auxiliary Drives, Propulsion Controls, And Safety Devices (AREA)

Description

本発明は、車両の運転者の状態を判定する運転者状態判定方法及びその判定システムに関する。 The present invention relates to a driver state determination method and determination system for determining the state of a vehicle driver.

昨今、国家的に自動運転システムの開発が推進されている。本出願人は、現時点において、自動運転システムには、大きく分けると2つの方向性があると考えている。 Recently, the development of automated driving systems has been promoted nationwide. The applicant believes that, at present, automated driving systems can be broadly divided into two directions.

第1の方向性は、自動車が主体となって運転者の操作を要することなく乗員を目的地まで運ぶシステムであり、所謂自動車の完全自動走行である。
第2の方向性は、「自動車の運転が楽しめる環境を提供する」というように、あくまで人間が運転することを前提とした自動運転システムである。
The first direction is a system in which the automobile takes the lead in transporting passengers to their destination without the need for driver operation, known as fully automated automobile driving.
The second direction is an autonomous driving system that is based on the premise that humans will be driving, with the aim of "providing an environment where driving a car is enjoyable."

第2の方向性の自動運転システムでは、例えば、運転者に疾患等が発生し正常な運転が困難な状況が発生した場合等に、自動的に、自動車が乗員に代わって自動運転を行うことが想定される。このため、運転者に異常が発生したこと、特に、運転者に機能障害や疾患が発生したことを如何に早期に且つ精度良く発見できるかが、運転者の救命率の向上や周囲を含めた安全を確保する観点から極めて重要となる。 In the second direction of automated driving systems, for example, if the driver develops an illness or other condition that makes normal driving difficult, the vehicle is expected to automatically take over driving on behalf of the occupants. For this reason, being able to detect driver abnormalities, particularly functional impairments or illnesses, as early and accurately as possible is extremely important from the perspective of improving the driver's survival rate and ensuring the safety of those around them.

運転者の状態を判定する方法として、例えば、特許文献1の視認対象判定装置には、運転者の視線方向等視線挙動を検出する視線検出部と、走行状態に係る車両情報を取得する車両情報取得部と、車両周辺の撮像画像を取得する画像取得部と、撮像画像内において運転者の視線挙動に基づき注視領域を抽出する注視領域抽出部と、トップダウンサリエンシーマップにおいてサリエンシーを有する物体を視認対象物の候補として検出する候補検出部と、注視領域の抽出結果と視認対象物の候補の検出結果に基づき視認対象物を判定する構成が開示されている。 As a method for determining the driver's state, for example, the visual target determination device in Patent Document 1 discloses a configuration that includes a gaze detection unit that detects the driver's gaze behavior, such as the direction of gaze; a vehicle information acquisition unit that acquires vehicle information related to the driving state; an image acquisition unit that acquires captured images of the vehicle's surroundings; a gaze area extraction unit that extracts a gaze area within the captured images based on the driver's gaze behavior; a candidate detection unit that detects objects with saliency in a top-down saliency map as candidates for the visual target; and a configuration that determines the visual target based on the gaze area extraction results and the candidate visual target detection results.

特開2020-071528号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-071528

特許文献1のトップダウンサリエンシーマップは、運転者の見る順番、体格、癖等の個人差や、撮像画像が得られたシーンの曖昧性、視線検出部により検出される視線方向の揺らぎ等を吸収した視線挙動から一義的に決まるサリエンシーマップである。
通常、運転者の個人特性(個人差)は、運転者の視線挙動に影響を与え、異常判定システムの状態判定制御に学習情報として反映される。
そして、このような学習情報は、収集されたデータ量が多い程信頼性が高くなり、異常判定精度も収集されたデータ量に比例して増加するものと考えられている。
The top-down saliency map in Patent Document 1 is a saliency map that is uniquely determined from gaze behavior, absorbing individual differences such as the driver's viewing order, physique, and habits, as well as ambiguity in the scene from which the captured image was obtained, and fluctuations in gaze direction detected by the gaze detection unit.
Typically, the individual characteristics (individual differences) of the driver affect the driver's gaze behavior and are reflected as learning information in the state determination control of the abnormality determination system.
It is believed that the more data collected, the more reliable such learning information becomes, and the accuracy of abnormality determination also increases in proportion to the amount of collected data.

本発明者らが、鋭意研究を重ねた結果、ヒト因子に係る学習情報では、個人特性が出易い環境状況及び車両状況が夫々存在すること、この個人特性が出易い状況では個人特性が強調されているため、学習情報としての信頼性が相対的に低下することを知見した。
それ故、個人特性が過剰に強調された情報を収集して学習制御に適用したとしても、データ収集期間が消費されるにも拘わらず、判定精度は期待する程向上できない。
即ち、学習期間を短縮化しつつ状態判定精度を確保することは容易ではない。
As a result of extensive research, the inventors have found that in learning information related to human factors, there are environmental conditions and vehicle conditions in which personal characteristics are likely to appear, and that in conditions in which these personal characteristics are likely to appear, the personal characteristics are emphasized, resulting in a relative decrease in the reliability of the learning information.
Therefore, even if information that overemphasizes individual characteristics is collected and applied to learning control, the accuracy of judgment cannot be improved as much as expected, despite the consumption of data collection time.
That is, it is not easy to shorten the learning period while ensuring the accuracy of state determination.

本発明の目的は、学習期間を短縮化しつつ状態判定精度を確保可能な運転者状態判定方法及びその判定システム等を提供することである。 The object of the present invention is to provide a driver state determination method and determination system that can shorten the learning period while ensuring state determination accuracy.

請求項1の発明は、車両の運転者の状態を判定する運転者状態判定方法において、前記車両の周辺状況に関する情報を取得する周辺情報取得工程と、前記車両の物理状態を取得する車両状態取得工程と、前記運転者の視界に現われる視界画像を作成する視界画像作成工程と、標準的視界画像に基づく基準視線分布を予め生成する基準視線分布生成工程と、前記運転者の視線挙動に基づく視線挙動分布を生成する視線挙動分布生成工程と、前記車両の周辺状況と、前記車両の物理状態と、前記運転者の視線挙動とを関連付けた学習情報を生成する学習情報生成工程と、前記視線挙動分布と前記学習情報を用いて補正された基準視線分布とを比較して前記運転者が異常か否かを判定する運転者異常推定工程と、前記車両の周辺状況に基づき推測された交通状況と前記車両の物理状態から取得された車両状態とに基づいて前記運転者の視界に含まれ且つ前記学習情報を生成するための視界画像の学習データとしての信頼度を設定する信頼度設定工程と、前記学習データとしての信頼度が判定閾値以上のとき、前記視界画像に基づく学習を実行すると共に前記学習データとしての信頼度が判定閾値未満のとき、前記視界画像に基づく学習を制限する学習制限工程と、前記周辺情報取得工程で取得された車両の周辺状況に係る第1外乱因子に基づき前記視界画像の学習データとしての第1信頼度指標を算出する第1信頼度指標算出工程と、前記車両状態取得工程で取得された車両の物理状態に係る第2外乱因子に基づき前記視界画像の学習データとしての第2信頼度指標を算出する第2信頼度指標算出工程とを有し、前記信頼度設定工程は、前記第1信頼度指標と第2信頼度指標とを用いて前記運転者の視界に含まれる視界画像の学習データとしての信頼度を設定することを特徴としている。 The invention of claim 1 provides a driver state determination method for determining the state of a driver of a vehicle, comprising a peripheral information acquisition step for acquiring information on a peripheral situation of the vehicle, a vehicle state acquisition step for acquiring a physical state of the vehicle, a visual field image creation step for creating a visual field image that appears in the visual field of the driver, a reference visual field distribution generation step for generating a reference visual field distribution based on a standard visual field image, a visual field behavior distribution generation step for generating a visual field behavior distribution based on the visual field behavior of the driver, a learning information generation step for generating learning information that associates the peripheral situation of the vehicle, the physical state of the vehicle, and the visual field behavior of the driver, a driver abnormality estimation step for comparing the visual field behavior distribution with the reference visual field distribution corrected using the learning information to determine whether the driver is abnormal, and a driver abnormality estimation step for estimating whether the driver is abnormal or not based on a traffic situation estimated based on the peripheral situation of the vehicle and a vehicle state acquired from the physical state of the vehicle. The system further includes a reliability setting process for setting the reliability of the field of view image as learning data for generating the learning information, a learning restriction process for executing learning based on the field of view image when the reliability as learning data is equal to or greater than a judgment threshold and restricting the learning based on the field of view image when the reliability as learning data is less than the judgment threshold, a first reliability index calculation process for calculating a first reliability index of the field of view image as learning data based on a first disturbance factor related to the surrounding conditions of the vehicle acquired in the surrounding information acquisition process, and a second reliability index calculation process for calculating a second reliability index of the field of view image as learning data based on a second disturbance factor related to the physical state of the vehicle acquired in the vehicle state acquisition process, and the reliability setting process is characterized in that the reliability of the field of view image included in the driver's field of view as learning data is set using the first reliability index and the second reliability index .

この運転者状態判定方法では、前記視線挙動分布と前記学習情報を用いて補正された基準視線分布とを比較して前記運転者が異常か否かを判定する運転者異常推定工程を有するため、運転者が異常状態であることを視線挙動に基づき推定することができる。
前記車両の周辺状況に基づき推測された交通状況と前記車両の物理状態から取得された車両状態とに基づいて前記運転者の視界に含まれ且つ前記学習情報を生成するための視界画像の学習データとしての信頼度を設定する信頼度設定工程を有するため、車両の周辺状況に基づき推測された交通状況と車両の物理状態から取得された車両状態とについて運転者の個人特性を表す学習データの信頼度を設定することができる。
前記学習データとしての信頼度が判定閾値以上のとき、前記視界画像に基づく学習を実行すると共に前記学習データとしての信頼度が判定閾値未満のとき、前記視界画像に基づく学習を制限する学習制限工程を有するため、個人特性が大きくなる状況での学習を制限することができ、学習期間を短縮化しつつ状態判定精度を確保することができる。
This driver condition determination method includes a driver abnormality estimation step for comparing the gaze behavior distribution with a reference gaze distribution corrected using the learning information to determine whether the driver is abnormal, and therefore it is possible to estimate whether the driver is in an abnormal state based on the gaze behavior.
Since the system has a reliability setting process for setting the reliability of the field of view image included in the driver's field of view and used to generate the learning information as learning data based on the traffic conditions estimated based on the surrounding conditions of the vehicle and the vehicle conditions obtained from the physical conditions of the vehicle, it is possible to set the reliability of the learning data representing the driver's personal characteristics for the traffic conditions estimated based on the surrounding conditions of the vehicle and the vehicle conditions obtained from the physical conditions of the vehicle.
When the reliability of the learning data is equal to or greater than the judgment threshold, learning based on the field of view image is executed, and when the reliability of the learning data is less than the judgment threshold, a learning restriction process is included which restricts learning based on the field of view image. This makes it possible to restrict learning in situations where personal characteristics become significant, thereby ensuring the accuracy of state judgment while shortening the learning period.

そして、この構成によれば、環境因子に係る学習データの信頼度である第1信頼度指標を算出し、車因子に係る学習データの信頼度である第2信頼度指標を算出することにより、学習データの信頼度を環境因子と車因子の両面から精度良く設定することができる。 According to this configuration, by calculating a first reliability index, which is the reliability of the learning data related to environmental factors, and calculating a second reliability index, which is the reliability of the learning data related to vehicle factors, the reliability of the learning data can be set with high accuracy from both the environmental factors and vehicle factors perspectives.

本発明の運転者状態判定方法及びその判定システムによれば、シーン毎の個人特性の傾向に応じて学習を制限することにより、学習期間を短縮化しつつ状態判定精度を確保することができる。 The driver state determination method and determination system of the present invention limit learning based on the tendencies of personal characteristics for each scene, thereby shortening the learning period while ensuring state determination accuracy.

実施例1に係る運転者状態判定システムの構成を例示するブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of a driver state determination system according to a first embodiment; 制御部の処理を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating processing by a control unit. 視線挙動分布であって、サリエンシーに対応する正規分布と、サッケードの振幅に対応する正規分布と、サッケードの頻度に対応する正規分布とを示している。The gaze behavior distributions show a normal distribution corresponding to saliency, a normal distribution corresponding to saccade amplitude, and a normal distribution corresponding to saccade frequency. 運転者の注視点に係るサリエンシーの時間変化の一例を示した図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of a time change in saliency related to a driver's gaze point. 図3と同じ環境においてランダムに座標を指定したランダム点に係るサリエンシーの時間変化の一例を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of time-dependent change in saliency related to random points whose coordinates are randomly specified in the same environment as in FIG. 3 . ランダム点における閾値を超える確率と運転者の注視点における閾値を超える確率とを比較したグラフである。10 is a graph comparing the probability of exceeding a threshold at a random point with the probability of exceeding a threshold at a driver's gaze point. サリエンシー指標の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a saliency index. サリエンシー指標の時系列分布を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the time series distribution of saliency indices. リスクポテンシャルの時系列分布を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a time series distribution of risk potentials. サリエンシー指標とリスクポテンシャルの合成時系列分布を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a combined time series distribution of a saliency index and a risk potential. リスクポテンシャルの区分領域毎におけるサリエンシー指標の確率分布を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the probability distribution of saliency indices for each divided area of the risk potential. サッケードの抽出について説明するためのグラフである。10 is a graph for explaining extraction of a saccade. サッケードのノイズ除去処理について説明するためのグラフである。10 is a graph for explaining a noise removal process of a saccade. 信頼度設定テーブルである。10 is a reliability setting table. 事前学習処理のフローチャートである。10 is a flowchart of a pre-learning process. 状態判定処理のフローチャートである。10 is a flowchart of a state determination process. 総評価値演算処理のフローチャートである。10 is a flowchart of a total evaluation value calculation process. 学習フェーズ処理のフローチャートである。10 is a flowchart of a learning phase process. 信頼度判定処理のフローチャートである。10 is a flowchart of a reliability determination process.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
以下の説明は、本発明を車両の運転者状態判定システムに適用したものを例示したものであり、本発明、その適用物、或いは、その用途を制限するものではない。
また、以下の説明は、運転者状態判定方法の説明を含むものである。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The following description exemplifies the application of the present invention to a driver state determination system for a vehicle, and does not limit the present invention, its applications, or its uses.
The following description also includes a description of a driver state determination method.

以下、本発明の実施例1について図1~図19に基づいて説明する。
この運転者状態判定システムSは、車両を操縦する運転者の視線挙動に基づき運転者の異常状態の予兆を捉えることにより、運転者の状態を推定するシステムである。
車両は、例えば、右ハンドル式の自動四輪車であり、マニュアル運転と、アシスト運転と、自動運転とに切り換え可能である。マニュアル運転は、運転者の操作(例えば、アクセル操作等)に応じて走行する運転である。アシスト運転は、運転者の操作を車両が支援して走行する運転である。自動運転は、運転者の操作なしに走行する運転である。
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 19. FIG.
This driver condition determination system S is a system that estimates the state of a driver by detecting signs of an abnormal state of the driver based on the gaze behavior of the driver operating the vehicle.
The vehicle is, for example, a right-hand drive four-wheeled automatic vehicle that can be switched between manual driving, assisted driving, and automatic driving. Manual driving is driving in which the vehicle travels according to the driver's operation (for example, accelerator operation, etc.). Assisted driving is driving in which the vehicle assists the driver's operation. Automatic driving is driving in which the vehicle travels without the driver's operation.

図1に示すように、運転者状態判定システムSは、マニュアル運転及びアシスト運転において、車両による挙動を制御する。具体的には、運転者状態判定システムSは、車両に設けられたアクチュエータ3を制御することで車両の動作(特に走行動作)を制御する。
運転者状態判定システムSは、情報取得部1と、制御部2と、アクチュエータ3と、通知部4を主な構成要素としている。運転者の異常が判定されたとき、アクチュエータ3により車両が予め設定された安全領域に退避され、通知部4により運転者の異常が管理センタに通知される。
1, the driver state determination system S controls the behavior of the vehicle in manual driving and assisted driving. Specifically, the driver state determination system S controls the operation of the vehicle (particularly the driving operation) by controlling an actuator 3 provided in the vehicle.
The driver condition determination system S mainly comprises an information acquisition unit 1, a control unit 2, an actuator 3, and a notification unit 4. When an abnormality in the driver is determined, the actuator 3 causes the vehicle to retreat to a predetermined safety area, and the notification unit 4 notifies the management center of the abnormality in the driver.

まず、情報取得部1について説明する。
情報取得部1は、車両の制御、主に走行制御に用いられる各種情報、車両周辺状況に関する各種情報、及び運転者の状態判定に用いられる各種情報を各々取得するものである。
図1に示すように、この情報取得部1は、複数の外部カメラ11と、内部カメラ12と、複数のレーダ13と、位置センサ14と、外部入力部15と、車両状態センサ16と、運転操作センサ17と、生体情報センサ18等を備えている。
外部カメラ11と、複数のレーダ13と、位置センサ14と、外部入力部15が、周辺情報取得手段、内部カメラ12及び生体情報センサ18が、運転者特性取得手段、車両状態センサ16及び運転操作センサ17が、車両状態取得手段に夫々対応している。
First, the information acquisition unit 1 will be described.
The information acquisition unit 1 acquires various types of information used for vehicle control, mainly for driving control, various types of information related to the conditions around the vehicle, and various types of information used for determining the state of the driver.
As shown in Figure 1, the information acquisition unit 1 includes a plurality of external cameras 11, an internal camera 12, a plurality of radars 13, a position sensor 14, an external input unit 15, a vehicle condition sensor 16, a driving operation sensor 17, a biometric information sensor 18, and the like.
The external camera 11, the multiple radars 13, the position sensor 14, and the external input unit 15 correspond to the surrounding information acquisition means, the internal camera 12 and the biometric information sensor 18 correspond to the driver characteristic acquisition means, and the vehicle state sensor 16 and the driving operation sensor 17 correspond to the vehicle state acquisition means.

複数の外部カメラ11は、車両の周囲を全体的に網羅するように設けられ、互いに同様の構成を有する。各々の外部カメラ11は、車両の周囲に広がる環境(車両周辺の外部環境)の一部を撮像することにより、車両の外部環境の一部を示す画像データを取得する。
外部カメラ11に取得された画像データは、制御部2に送信される。外部カメラ11は、広角レンズを有する単眼カメラであり、例えば、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary metal-oxide-semiconductor)等の固体撮像素子を用いて構成される。
The external cameras 11 are provided to cover the entire area around the vehicle and have the same configuration. Each external camera 11 captures an image of a part of the environment surrounding the vehicle (external environment around the vehicle) to obtain image data showing a part of the external environment of the vehicle.
The image data acquired by the external camera 11 is transmitted to the control unit 2. The external camera 11 is a monocular camera with a wide-angle lens, and is configured using a solid-state imaging element such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor).

内部カメラ12は、車両内部に設けられる。
この内部カメラ12は、運転者の眼球を含む所定領域を撮像することで運転者の目を含む画像データを取得する。内部カメラ12は、運転者の前方に配置され、運転者の眼球が撮像範囲内になるように撮像範囲が設定されている。本車両は、運転者の眠気を判定するための眠気判定装置(図示略)を有し、内部カメラ12は眠気判定装置の撮像手段と兼用されている。内部カメラ12により得られた画像データは、制御部2に送信される。
The internal camera 12 is provided inside the vehicle.
The internal camera 12 captures an image of a predetermined area including the driver's eyeballs to obtain image data including the driver's eyes. The internal camera 12 is disposed in front of the driver, and its imaging range is set so that the driver's eyeballs are within the imaging range. The vehicle has a drowsiness determination device (not shown) for determining the driver's drowsiness, and the internal camera 12 also serves as an imaging means for the drowsiness determination device. The image data obtained by the internal camera 12 is transmitted to the control unit 2.

複数のレーダ13は、車両の周囲を全体的に網羅するように設けられ、互いに同様の構成を有する。レーダ13は、車両の外部環境(例えば、他車両や建物等の障害物)の一部までの方向、相対速度、離隔距離等を求めるために外部環境の一部を検出している。
レーダ13は、車両の外部環境の一部に向けて電波を送信すると共にこの外部環境の一部から反射された反射波を受信することで、車両の外部環境の一部を検出している。レーダ13の検出結果は、制御部2に送信される。
The radars 13 are provided to cover the entire area around the vehicle and have the same configuration as each other. The radars 13 detect a part of the external environment of the vehicle (e.g., another vehicle, an obstacle such as a building) in order to determine the direction, relative speed, distance, etc. to that part.
The radar 13 detects a part of the external environment of the vehicle by transmitting radio waves toward the part of the external environment and receiving waves reflected from the part of the external environment. The detection result of the radar 13 is transmitted to the control unit 2.

位置センサ14は、車両の位置(例えば、緯度及び経度)を検出する。
このセンサ14は、全地球測位システムからのGPS情報を受信し、GPS情報に基づいて車両の位置を検出する。位置センサ14により得られた車両の位置情報は、制御部2に送信される。
The position sensor 14 detects the position (e.g., latitude and longitude) of the vehicle.
The sensor 14 receives GPS information from a global positioning system and detects the position of the vehicle based on the GPS information. The vehicle position information obtained by the position sensor 14 is transmitted to the control unit 2.

外部入力部15は、車両外部に設けられた車外ネットワーク(例えば、インターネット等)を通じて情報を入力する。外部入力部15は、自車両の周囲に位置する他車両からの通信情報(車車間通信情報)、ナビゲーションシステムからのカーナビゲーションデータ、交通情報、高精度地図情報等を受信する。外部入力部15により得られた車両の位置情報は、制御部2に送信される。 The external input unit 15 inputs information via an external network (e.g., the Internet) located outside the vehicle. The external input unit 15 receives communication information (vehicle-to-vehicle communication information) from other vehicles located around the vehicle, car navigation data from a navigation system, traffic information, high-precision map information, etc. The vehicle position information obtained by the external input unit 15 is sent to the control unit 2.

車両状態センサ16は、車両状態(例えば、速度、加速度、及びヨーレート等)を検出する。車両状態センサ16は、車両の走行速度を検出する車速センサ、車両の加速度を検出する加速度センサ、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ等を含む。
車両状態センサ16により得られた車両の状態情報は、制御部2に送信される。
The vehicle state sensor 16 detects the vehicle state (for example, speed, acceleration, yaw rate, etc.) The vehicle state sensor 16 includes a vehicle speed sensor that detects the traveling speed of the vehicle, an acceleration sensor that detects the acceleration of the vehicle, a yaw rate sensor that detects the yaw rate of the vehicle, etc.
The vehicle state information obtained by the vehicle state sensor 16 is transmitted to the control unit 2 .

運転操作センサ17は、車両に与えられる運転操作を検出する。運転操作センサ17は、アクセル開度センサ、操舵角センサ、ブレーキ油圧センサ等を含む。
アクセル開度センサは、アクセルペダルの操作量を検出する。操舵角センサは、ステアリングホイールの操作量を検出する。ブレーキ油圧センサは、ブレーキペダルの操作量を検出する。運転操作センサ17により得られた車両の運転操作情報は、制御部2に送信される。
The driving operation sensor 17 detects driving operations applied to the vehicle and includes an accelerator opening sensor, a steering angle sensor, a brake oil pressure sensor, and the like.
The accelerator position sensor detects the amount of accelerator pedal operation, the steering angle sensor detects the amount of steering wheel operation, and the brake hydraulic pressure sensor detects the amount of brake pedal operation. Vehicle driving operation information obtained by the driving operation sensor 17 is sent to the control unit 2.

生体情報センサ18は、運転者の生体情報(例えば、発汗や心拍等)を検出する。生体情報センサ18により得られた情報は、制御部2に送信される。 The biological information sensor 18 detects the driver's biological information (e.g., sweating, heart rate, etc.). The information obtained by the biological information sensor 18 is transmitted to the control unit 2.

次に、制御部2について説明する。
図2に示すように、制御部2は、運転者の直近の視線挙動に基づく視線挙動分布Ba,Bb,Bcと外乱因子が反映された第2補正視線分布Ya,Yb,Ycとの離隔距離である評価値(差異)によって運転者の異常状態を判定している。
第2補正視線分布Ya,Yb,Ycは、標準的視界画像に基づく基準視線分布Aa,Ab,Acを後述する第1補正係数αを用いて補正して第1補正視線分布Xa,Xb,Xcを求めた後、この第1補正視線分布Xa,Xb,Xcを後述する第2補正係数β(学習情報)を用いた補正により求めている。
Next, the control unit 2 will be described.
As shown in Figure 2, the control unit 2 determines the driver's abnormal state based on an evaluation value (difference) which is the distance between the gaze behavior distribution Ba, Bb, Bc based on the driver's most recent gaze behavior and the second corrected gaze distribution Ya, Yb, Yc which reflects external disturbance factors.
The second corrected gaze distributions Ya, Yb, Yc are obtained by correcting the reference gaze distributions Aa, Ab, Ac based on a standard field of view image using a first correction coefficient α (described later) to obtain first corrected gaze distributions Xa, Xb, Xc, and then correcting this first corrected gaze distribution Xa, Xb, Xc using a second correction coefficient β (learning information) (described later).

分布Aa,Ba,Xa,Yaはサリエンシー(誘目度)に関する正規分布、分布Ab,Bb,Xb,Ybはサッケード(跳躍性眼球運動)の振幅に関する正規分布、分布Ac,Bc,Xc,Ycはサッケードの頻度に関する正規分布である。サリエンシー及びサッケードの頻度は、脳の低次処理、所謂運転者の潜在特性を表す指標であり、サッケードの振幅は、脳の高次処理、所謂運転者の顕在特性を表す指標である。
尚、特段の説明がない場合、各々を総称して、基準視線分布Aa,Ab,Acを基準視線分布A、視線挙動分布Ba,Bb,Bcを視線挙動分布B、第1補正視線分布Xa,Xb,Xcを第1補正視線分布X、第2補正視線分布Ya,Yb,Ycを第2補正視線分布Yと記載する。
Distributions Aa, Ba, Xa, and Ya are normal distributions related to saliency (attractiveness), distributions Ab, Bb, Xb, and Yb are normal distributions related to the amplitude of saccades (saccadic eye movements), and distributions Ac, Bc, Xc, and Yc are normal distributions related to the frequency of saccades. Saliency and the frequency of saccades are indices that represent the brain's low-level processing, or the so-called latent characteristics of the driver, and saccade amplitude is an index that represents the brain's high-level processing, or the so-called explicit characteristics of the driver.
Unless otherwise specified, the reference gaze distributions Aa, Ab, and Ac will be collectively referred to as the reference gaze distribution A, the gaze behavior distributions Ba, Bb, and Bc as the gaze behavior distribution B, the first corrected gaze distribution Xa, Xb, and Xc as the first corrected gaze distribution X, and the second corrected gaze distribution Ya, Yb, and Yc as the second corrected gaze distribution Y.

図1に示すように、制御部2は、画像処理部21と、注意度検出部22と、視界画像作成部23(視界画像作成手段)と、視線挙動分布生成部24(視線挙動分布生成手段)と、補正部25と、学習視線分布生成部26と、学習制限部27(学習制限手段)と、異常推定部28(運転者異常推定手段)等を主な構成要素としている。 As shown in FIG. 1, the control unit 2 mainly includes an image processing unit 21, an attention level detection unit 22, a field of view image creation unit 23 (field of view image creation means), a gaze behavior distribution generation unit 24 (gaze behavior distribution generation means), a correction unit 25, a learning gaze distribution generation unit 26, a learning restriction unit 27 (learning restriction means), and an abnormality estimation unit 28 (driver abnormality estimation means).

まず、画像処理部21について説明する。
画像処理部21は、複数の外部カメラ11で撮像された画像と内部カメラ12で撮像された画像とを夫々受信し、画像処理を行う。これらの撮像された画像には、外部環境を認識するために用いる画像と、サリエンシーマップの生成に用いる画像と、運転者の視線方向を検出するために用いる画像とが含まれている。
画像処理部21では、画像の歪を補正する歪補正処理や、画像のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整処理等を行う。
First, the image processing unit 21 will be described.
The image processing unit 21 receives and processes images captured by the multiple external cameras 11 and images captured by the internal camera 12. These captured images include images used to recognize the external environment, images used to generate a saliency map, and images used to detect the driver's line of sight.
The image processing unit 21 performs distortion correction processing to correct distortion in the image, white balance adjustment processing to adjust the white balance of the image, and the like.

次に、注意度検出部22について説明する。
注意度検出部22は、レーダ13と位置センサ14と及び外部入力部15とから出力された情報に基づき自車両周辺の環境因子を認識している。具体的には、道路環境及び障害物等を検出している。道路環境要因は、主に、交差点やT字路等の形状、道路勾配等の地形、舗装状態等である。障害物要因は、主に、障害物の有無、障害物の種類(他車両、歩行者、建物等)、障害物との相対関係(離隔距離、相対速度、配置関係等)等である。
この注意度検出部22は、環境因子を認識して、自車両が走行する外部環境の注意度が所定の閾値よりも高い高注意度であるか否かについて検出している。
Next, the caution level detection unit 22 will be described.
The caution level detection unit 22 recognizes environmental factors around the vehicle based on information output from the radar 13, the position sensor 14, and the external input unit 15. Specifically, it detects the road environment and obstacles, etc. Road environment factors mainly include the shape of intersections and T-junctions, topography such as road gradient, pavement condition, etc. Obstacle factors mainly include the presence or absence of obstacles, the type of obstacle (other vehicles, pedestrians, buildings, etc.), and the relative relationship with the obstacle (separation distance, relative speed, positional relationship, etc.).
The caution level detection unit 22 recognizes environmental factors and detects whether the level of caution of the external environment in which the vehicle is traveling is high, that is, higher than a predetermined threshold value.

次に、視界画像作成部23について説明する。
視界画像作成部23は、外部カメラ11及び内部カメラ12からの入力に基づき、運転席に着座した運転者の視界領域に現われる視界画像を作成している。
視界画像作成部23は、内部カメラ12により撮像された運転者の眼球画像から、運転者の視線方向を算出する。例えば、運転者が内部カメラ12のレンズを覗いた状態を基準にして、瞳孔の変化を検知することで運転者の視線方向を算出する。
この視界画像作成部23は、外部カメラ11が撮像した車両前方の外部環境画像に対して車両走行中に運転者の視界領域に入る車体構成部材を合成した視線画像を作成してる。
視界画像作成部23は、運転者の視線方向と視線画像とから運転者の注視点を算出している。
Next, the field of view image creation unit 23 will be described.
The field of view image creation unit 23 creates a field of view image that appears in the field of view of the driver seated in the driver's seat, based on input from the external camera 11 and the internal camera 12.
The field of view image creation unit 23 calculates the driver's line of sight direction from the image of the driver's eyeball captured by the internal camera 12. For example, the field of view image creation unit 23 calculates the driver's line of sight direction by detecting a change in the pupil based on the state in which the driver looks into the lens of the internal camera 12.
The field of view image creating unit 23 creates a line of sight image by combining an external environment image in front of the vehicle captured by the external camera 11 with vehicle body components that are in the field of view of the driver while the vehicle is traveling.
The visual field image creating unit 23 calculates the driver's gaze point from the driver's line of sight direction and the line of sight image.

次に、視線挙動分布生成部24について説明する。
視線挙動分布生成部24は、運転者の直近の視線挙動に基づいて視線挙動分布Ba,Bb,Bcを生成している。図3に示すように、視線挙動分布Bは、サリエンシー(誘目度)に関する正規分布Baと、サッケード(跳躍性眼球運動)の振幅に関する正規分布Bbと、サッケードの頻度に関する正規分布Bcとの3つの正規分布により構成されている。
図1に示すように、視線挙動分布生成部24は、サリエンシーマップ作成部24aと、振幅特性作成部24bと、頻度特性作成部24cとを有している。
Next, the gaze behavior distribution generating unit 24 will be described.
The gaze behavior distribution generating unit 24 generates gaze behavior distributions Ba, Bb, and Bc based on the most recent gaze behavior of the driver. As shown in Fig. 3, the gaze behavior distribution B is composed of three normal distributions: a normal distribution Ba related to saliency (attractiveness), a normal distribution Bb related to the amplitude of saccades (saccadic eye movements), and a normal distribution Bc related to the frequency of saccades.
As shown in FIG. 1, the gaze behavior distribution generating unit 24 includes a saliency map generating unit 24a, an amplitude characteristic generating unit 24b, and a frequency characteristic generating unit 24c.

サリエンシーマップ作成部24aは、サリエンシー指標(AUC:Area Under Curve)とリスクポテンシャル(RP)とからなる正規分布Baを作成している。
このサリエンシーマップ作成部24aは、視界画像作成部23が作成した視線画像の車体構成部材以外の部分について、色に基づくサリエンシー、輝度に基づくサリエンシー、動きに基づくサリエンシー等、特徴毎にサリエンシーを算出して特徴毎のサリエンシーマップを生成している。これら生成された特徴毎のサリエンシーマップを足し合わせることで最終的なサリエンシーマップを作成する。
The saliency map creating unit 24a creates a normal distribution Ba consisting of a saliency index (AUC: Area Under Curve) and a risk potential (RP).
This saliency map creation unit 24a calculates saliency for each feature, such as color-based saliency, brightness-based saliency, and movement-based saliency, for parts other than the vehicle body components in the line-of-sight image created by the field-of-view image creation unit 23, and generates a saliency map for each feature.The final saliency map is created by adding together these generated saliency maps for each feature.

図4は、正常な第三者における注視点のサリエンシーの時間変化をプロットしたものである。このグラフは、注視点の変化を所定環境のサリエンシーマップに当てはめて、サッケードが生じる毎に注視点のサリエンシーの高さをプロットしたものである。
一方、図5は、図4で用いたサリエンシーマップと同じサリエンシーマップからランダムに座標(以下、ランダム座標という)を指定して、サッケードが生じる毎にランダム座標のサリエンシーを求めることで生成される。
Figure 4 plots the time course of gaze saliency for a normal third-party subject. This graph plots the height of gaze saliency for each saccade, applying the gaze change to a saliency map for a given environment.
On the other hand, FIG. 5 is generated by randomly specifying coordinates (hereinafter referred to as random coordinates) from the same saliency map as the saliency map used in FIG. 4, and calculating the saliency of the random coordinates each time a saccade occurs.

次に、ランダム点における閾値を超える確率と第三者の注視点における閾値を超える確率とのROC(Receiver Operating Characteristic)曲線を求める。
図6に示すように、ランダム点における閾値を超える確率(第1確率)を横軸、第三者の注視点における閾値を超える確率(第2確率)を縦軸とすることで、同一の閾値におけるランダム確率に対する注視確率を表している。
曲線C1のように上側に凸になる場合は、第三者の注視点がランダム点よりも閾値を超える確率が高く、高サリエンシー領域の影響を受けている。曲線C2のように下側に凸になる場合は、第三者の注視点がランダム点よりも閾値を超える確率が低く、高サリエンシー領域の影響を受けていない。
Next, a receiver operating characteristic (ROC) curve is calculated between the probability of exceeding the threshold at a random point and the probability of exceeding the threshold at the gaze point of a third party.
As shown in Figure 6, the horizontal axis represents the probability of exceeding the threshold at a random point (first probability), and the vertical axis represents the probability of exceeding the threshold at a third party's gaze point (second probability), thereby representing the gaze probability relative to the random probability at the same threshold.
When the curve is convex upward like curve C1, the probability that the third party's gaze point exceeds the threshold is higher than that of a random point, and the curve is influenced by the high saliency region. When the curve is convex downward like curve C2, the probability that the third party's gaze point exceeds the threshold is lower than that of a random point, and the curve is not influenced by the high saliency region.

サリエンシー指標(AUC)は、高サリエンシー領域への誘目度が高い程数値が高くなる指標である。図7に示すように、サリエンシー指標は、ROC曲線の右下部分の積分値である。ランダム点との比較を行ったサリエンシー指標を用いることで、高サリエンシー領域の多さや広がり等、走行シーンへの依存性を低減することができる。 The saliency index (AUC) is an index whose numerical value increases as the degree of visibility of high saliency areas increases. As shown in Figure 7, the saliency index is the integral value of the lower right part of the ROC curve. By using a saliency index that is compared with random points, it is possible to reduce dependency on the driving scene, such as the number and spread of high saliency areas.

リスクポテンシャル(RP)は、自車両の走行環境における危険度(運転者が感じる危険感)を適切に反映するように人工的に設定された場であり、例えば、周辺車両に対して各周辺車両の中心位置が最大となり、各周辺車両の周囲に拡がって行くような形状を有する適当な関数が設定されている。リスクポテンシャルの判定方法として、周辺車両との車間距離やTTC(Time To Collision)、道路線形や線形変化点までの距離等を用いても良い。 The risk potential (RP) is an artificially set field that appropriately reflects the degree of danger in the vehicle's driving environment (the driver's sense of danger). For example, an appropriate function is set that has a shape that is maximum at the center position of each surrounding vehicle relative to the surrounding vehicles and spreads out around each surrounding vehicle. Methods for determining the risk potential may also use the following distance to surrounding vehicles, TTC (Time To Collision), road alignment, distance to a line change point, etc.

そして、所定環境におけるサリエンシー指標の時系列分布を求める(図8参照)。
また、サリエンシー指標の時系列分布と同じ環境におけるリスクポテンシャルの時系列分布を求める(図9参照)。図10に示すように、同じ所定時間(例えば、30sec)におけるサリエンシー指標の時系列分布とリスクポテンシャルの時系列分布とを合成する。
サリエンシー指標とリスクポテンシャルの合成時系列分布を、所定のリスクポテンシャル幅で均等に区分し、各区分領域(以下、binという)におけるサリエンシー指標の確率分布を夫々算出する。
Then, the time series distribution of the saliency index in a predetermined environment is calculated (see FIG. 8).
In addition, the time series distribution of the risk potential in the same environment as the time series distribution of the saliency index is obtained (see FIG. 9). As shown in FIG. 10, the time series distribution of the saliency index and the time series distribution of the risk potential for the same predetermined time (e.g., 30 seconds) are combined.
The combined time series distribution of the saliency index and the risk potential is equally divided into predetermined risk potential widths, and the probability distribution of the saliency index in each divided region (hereinafter referred to as a bin) is calculated.

図11に示すように、区分領域数が、例えば10の場合、bin1におけるサリエンシー指標の確率分布からbin10におけるサリエンシー指標の確率分布までを全て足し合わせて、最終的な正規分布Ba(運転者の直近の正規分布Ba)を演算している。 As shown in Figure 11, if the number of divided regions is, for example, 10, the probability distribution of the saliency index in bin 1 to the probability distribution of the saliency index in bin 10 are all added together to calculate the final normal distribution Ba (the driver's most recent normal distribution Ba).

振幅特性作成部24bは、サッケード指標の一つである振幅とリスクポテンシャル(RP)とからなる正規分布Bbを作成している。
サッケードとは、運転者が不随意且つ反射的に視線を移動させる跳躍性眼球運動であり、視線が所定時間停滞する注視点から次の注視点に視線を移動させる眼球運動のことである。
図12に示すように、隣り合う注視期間の間に挟まれた期間がサッケード期間となる。サッケードの振幅dsは、サッケード期間における視線の移動距離である。
The amplitude characteristic generating unit 24b generates a normal distribution Bb consisting of amplitude, which is one of the saccade indices, and risk potential (RP).
A saccade is a saccadic eye movement in which a driver involuntarily and reflexly moves their line of sight, and is an eye movement in which the line of sight moves from a fixation point where the line of sight remains stationary for a predetermined period of time to the next fixation point.
12, a period sandwiched between adjacent fixation periods is a saccade period. The amplitude ds of the saccade is the distance the line of sight moves during the saccade period.

視線の移動速度が予め定められた速度閾値(例えば、2deg/s)未満である状態が予め定められた停滞時間継続する期間(例えば、0.1秒間)を注視期間として抽出し、隣り合う注視期間の間に挟まれた期間における視線移動のうち、移動速度が速度閾値(例えば、40deg/s)以上で且つ移動距離が距離閾値(例えば、3deg)以上である視線移動をサッケード候補として抽出している。 A period (e.g., 0.1 seconds) during which the gaze movement speed is less than a predetermined speed threshold (e.g., 2 deg/s) and continues for a predetermined stagnation time is extracted as a gaze period, and gaze movements in the period between adjacent gaze periods that have a movement speed equal to or greater than the speed threshold (e.g., 40 deg/s) and a movement distance equal to or greater than the distance threshold (e.g., 3 deg) are extracted as saccade candidates.

図13に示すように、例えば最小二乗法により複数のサッケード候補を用いて回帰曲線L10を導出する。次に、回帰曲線L10を移動速度が減少する方向にシフトさせることで第1基準曲線L11を導出し、回帰曲線L10を移動速度が増加する方向にシフトさせることで第2基準曲線L12を導出する。そして、第1基準曲線L11と第2基準曲線L12との間をサッケード範囲R10として、このサッケード範囲R10に含まれるサッケード候補を選択されたサッケードとして抽出する。 As shown in FIG. 13, a regression curve L10 is derived using multiple saccade candidates, for example, using the least squares method. Next, a first reference curve L11 is derived by shifting the regression curve L10 in the direction of decreasing movement speed, and a second reference curve L12 is derived by shifting the regression curve L10 in the direction of increasing movement speed. Then, the area between the first reference curve L11 and the second reference curve L12 is defined as a saccade range R10, and saccade candidates included in this saccade range R10 are extracted as selected saccades.

振幅特性作成部24bは、正規分布Baのときと同様に、所定環境におけるサッケード指標の振幅に係る時系列分布(図示略)を求める。また、サッケード指標の時系列分布と同じ環境におけるリスクポテンシャルの時系列分布(図示略)を求める。
同じ所定時間(例えば、30sec)におけるサッケード指標の時系列分布とリスクポテンシャルの時系列分布とを合成する。サッケード指標とリスクポテンシャルの合成時系列分布を、所定のリスクポテンシャル幅で均等に区分し、各区分領域におけるサッケード指標の確率分布を夫々算出する。区分領域数が、例えば10の場合、bin1のサッケード指標の確率分布からbin10のサッケード指標の確率分布を全て合成してサッケードに関する正規分布Bbを演算する。
The amplitude characteristic generating unit 24b obtains a time series distribution (not shown) of the amplitude of the saccade index in a predetermined environment, as in the case of the normal distribution Ba. It also obtains a time series distribution (not shown) of the risk potential in the same environment as the time series distribution of the saccade index.
The time series distribution of the saccade index and the time series distribution of the risk potential for the same predetermined time (e.g., 30 seconds) are combined. The combined time series distribution of the saccade index and the risk potential is equally divided into predetermined risk potential widths, and the probability distribution of the saccade index for each divided region is calculated. If the number of divided regions is, for example, 10, the probability distributions of the saccade index for bin 1 to bin 10 are all combined to calculate a normal distribution Bb for saccades.

頻度特性作成部24cは、サッケード指標の一つである頻度とリスクポテンシャル(RP)とからなる正規分布Bcを作成している。サッケード指標の一つである頻度は、所定時間(例えば、30sec)におけるサッケード回数を所定時間で除算した値である。
この頻度特性作成部24cは、正規分布Baのときと同様に、所定環境におけるサッケード指標の頻度に係る時系列分布(図示略)とリスクポテンシャルの時系列分布(図示略)とを用いてサッケードに関する正規分布Bcを演算する。
The frequency characteristic creation unit 24c creates a normal distribution Bc consisting of a frequency, which is one of the saccade indices, and a risk potential (RP). The frequency, which is one of the saccade indices, is a value obtained by dividing the number of saccades in a predetermined time (e.g., 30 seconds) by the predetermined time.
As with the normal distribution Ba, this frequency characteristic creation unit 24c calculates a normal distribution Bc for saccades using a time series distribution (not shown) relating to the frequency of saccade indicators in a specified environment and a time series distribution (not shown) of risk potentials.

次に、補正部25について説明する。
補正部25は、環境と車両特性に起因した第1の外乱因子による影響度を用いて基準視線分布Aを補正して第1補正視線分布Xを算出している。
基本となる基準視線分布Aは、車両が工場から出荷される前段階、具体的には、先行実験等により正常な第三者の視線挙動を用いて事前に作成されている。また、基準視線分布Aを生成する基準視線分布生成手段は、先行実験を行う実験場に設けられている。
事前に作成されたデータ(基準視線分布A、第1補正係数α)は、予め車両に格納されている。
Next, the correction unit 25 will be described.
The correction unit 25 calculates the first corrected gaze distribution X by correcting the reference gaze distribution A using the degree of influence of the first disturbance factor caused by the environment and vehicle characteristics.
The basic reference gaze distribution A is created in advance before the vehicle is shipped from the factory, specifically, by using the gaze behavior of a normal third party through a preliminary experiment, etc. Furthermore, a reference gaze distribution generating means for generating the reference gaze distribution A is provided in the testing site where the preliminary experiment is conducted.
The data (reference gaze distribution A, first correction coefficient α) created in advance is stored in the vehicle in advance.

人の視線挙動は、外乱因子のうち主に、N因子、所謂、環境因子、車因子、ヒト因子の影響を受けて変化する特性を有している。これらN因子の影響によって運転者の状態推定精度は変化する。第1の外乱因子は、N因子のうち個人差による影響が低い環境因子と車因子である。環境因子は、例えば、以下のものである。
道路(道路:種別、形状、車線数、数)
道路境界(道路:種別、相対位置、TTC)
周辺交通(種別:数、相対位置、TTC)
歩行者(種別:数、相対位置、TTC)
構造物(死角、衝突予測距離)
天候(晴、雨)
照明(昼、夜)
尚、本実施形態では、歩行者数や他車両の渋滞具合等をリスクとして環境因子の1つとして考慮している。
Human gaze behavior has the characteristic of changing under the influence of N factors, mainly environmental factors, vehicle factors, and human factors, among external disturbance factors. The accuracy of estimating the driver's state changes due to the influence of these N factors. The first external disturbance factors are environmental factors and vehicle factors, which are less influenced by individual differences among the N factors. Examples of environmental factors are as follows:
Roads (road type, shape, number of lanes, number)
Road boundaries (road: type, relative position, TTC)
Local traffic (type: number, relative position, TTC)
Pedestrians (type: number, relative position, TTC)
Structures (blind spots, predicted collision distance)
Weather (sunny, rainy)
Lighting (day and night)
In this embodiment, the number of pedestrians, the degree of congestion of other vehicles, etc. are considered as one of the environmental factors that pose a risk.

車因子は、例えば、以下のものである。
自車両挙動(車速、加速度、減速度、ヨーレート)
車両特性(操作/路面入力への応答
窓枠構造(形状/加飾、インパネ奥行き)
アイポイント(高さ)
HMI(HUD他のレイアウト)
環境因子と車因子は、上記項目のうちから1つ或いは複数の因子を夫々設定し、設定された因子について、以下の処理を行っている。
The vehicle factors are, for example, as follows:
Vehicle behavior (vehicle speed, acceleration, deceleration, yaw rate)
Vehicle characteristics (response to operation/road input, window frame structure (shape/decoration, instrument panel depth)
Eye point (height)
HMI (HUD and other layouts)
The environmental factors and vehicle factors are set by selecting one or more factors from the above items, and the following processing is performed for the set factors.

補正部25は、環境因子及び車因子の水準を考慮し、公知の統計学的手法を用いて環境因子及び車因子に応じた第1補正係数α(αa,αb,αc)を演算する。
補正部25は、第1補正係数αを演算した後、次式によって第1補正視線分布Xa,Xb,Xcを求める。
X=α×A …(1)
尚、第1補正係数αは、環境因子と車因子を任意に変更して事前演算が可能であるため、本実施形態において、基準視線分布A、第1補正係数α、及び第1補正視線分布Xは、工場出荷前に予め車両に格納されている。
The correction unit 25 takes into consideration the levels of the environmental factors and vehicle factors and calculates the first correction coefficients α (αa, αb, αc) according to the environmental factors and vehicle factors using a known statistical method.
After calculating the first correction coefficient α, the correction unit 25 obtains the first corrected gaze distributions Xa, Xb, and Xc by the following equation.
X = α × A ... (1)
Since the first correction coefficient α can be pre-calculated by arbitrarily changing the environmental factors and vehicle factors, in this embodiment, the reference gaze distribution A, the first correction coefficient α, and the first corrected gaze distribution X are stored in the vehicle before it is shipped from the factory.

次に、学習視線分布生成部26について説明する。
学習視線分布生成部26は、運転者のヒト因子に関する第2補正係数βを用いて第2補正視線分布Yを生成している。図1に示すように、学習視線分布生成部26は、学習情報生成部26aを備えている。この学習情報生成部26aは、視界画像に基づき車両の物理状態と運転者の特性と運転者の視線挙動とを関連付けた第2補正係数βを生成している。
ヒト因子は、N因子のうち個人差による影響が高い特性を有している。
Next, the learning gaze distribution generating unit 26 will be described.
The learning gaze distribution generation unit 26 generates the second corrected gaze distribution Y using the second correction coefficient β related to the human factors of the driver. As shown in Fig. 1, the learning gaze distribution generation unit 26 includes a learning information generation unit 26a. This learning information generation unit 26a generates the second correction coefficient β that associates the physical state of the vehicle, the characteristics of the driver, and the gaze behavior of the driver based on the field of view image.
Among the N factors, human factors have the characteristic of being highly influenced by individual differences.

ヒト因子は、例えば、以下のものである。
体調(病気、疲労、覚醒度、酔い)
心理(快不快;不安・緊張/ワクワク、活性度、期待)
経験(直前の短期、長期的)
運転スキル(心身機能、メタ認知)
運転スタイル(価値観、性格、嗜好)
運転意識(安全意識、運転意欲、自己認識)
意思(運転目的、他乗員有無と関係)
文化
年齢(若年/高齢、価値観)
性別
ヒト因子は、上記項目のうちから1つ或いは複数の因子を設定し、設定された因子について、以下の処理を行っている。
Human factors are, for example:
Physical condition (illness, fatigue, alertness, drunkenness)
Psychological (pleasure/discomfort; anxiety/tension/excitement, activity, expectation)
Experience (immediate short-term, long-term)
Driving skills (mental and physical functions, metacognition)
Driving style (values, personality, preferences)
Driving awareness (safety awareness, driving motivation, self-awareness)
Intention (driving purpose, presence of other passengers)
Culture Age (young/old, values)
Gender One or more human factors are set from the above items, and the following processing is performed for the set factors.

学習情報生成部26aは、ヒト因子の水準を考慮し、公知の統計学的手法を用いてヒト因子に応じた第2補正係数β(βa,βb,βc)を演算する。
学習視線分布生成部26は、第2補正係数βを演算した後、次式によって第2補正視線分布Ya,Yb,Ycを求める。
Y=β×X …(2)
The learning information generating unit 26a calculates the second correction coefficients β (βa, βb, βc) according to the human factors by taking into account the levels of the human factors and using a known statistical method.
After calculating the second correction coefficient β, the learning gaze distribution generating unit 26 obtains second corrected gaze distributions Ya, Yb, Yc by the following equation.
Y = β × X ... (2)

次に、学習制限部27について説明する。
学習制限部27は、学習データとしての信頼度Nが所定の判定閾値以上のとき、視界画像に基づく学習を実行すると共に学習データとしての信頼度Nが判定閾値未満のとき、視界画像に基づく学習を制限するように構成されている。
この学習制限部27は、信頼度設定部27a(信頼度設定手段)を有している。
Next, the learning limiting unit 27 will be described.
The learning restriction unit 27 is configured to perform learning based on the field of view image when the reliability N of the learning data is equal to or greater than a predetermined judgment threshold, and to restrict learning based on the field of view image when the reliability N of the learning data is less than the judgment threshold.
The learning restriction unit 27 has a reliability setting unit 27a (reliability setting means).

信頼度設定部27aは、第1信頼度指標Neと第2信頼度指標Ncとを用いて運転者の視界に含まれる視界画像の学習データとしての信頼度Nを設定するように構成されている。
この信頼度設定部27aは、周辺情報取得手段で取得された車両の周辺状況に係る第1外乱因子に基づき視界画像の学習データとしての第1信頼度指標Neを算出している。
具体的には、リスクをNe1、道路種別をNe2、車線数をNe3、各係数をAe1~Ae3としたとき、次式により第1信頼度指標Neを算出する。
Ne=Ae1×Ne1+Ae2×Ne2+Ae3×Ne3 …(3)
The reliability setting unit 27a is configured to set the reliability N of the field of view image included in the driver's field of view as learning data using the first reliability index Ne and the second reliability index Nc.
The reliability setting unit 27a calculates a first reliability index Ne as learning data of the field of view image based on a first disturbance factor related to the surrounding conditions of the vehicle acquired by the surrounding information acquisition means.
Specifically, when the risk is Ne1, the road type is Ne2, the number of lanes is Ne3, and the coefficients are Ae1 to Ae3, the first reliability index Ne is calculated by the following formula.
Ne=Ae1×Ne1+Ae2×Ne2+Ae3×Ne3…(3)

また、信頼度設定部27aは、車両状態取得手段で取得された車両の物理状態に係る第2外乱因子に基づき視界画像の学習データとしての第2信頼度指標Ncを算出している。
具体的には、車速をNc1、加速度をNc2、ヨーレートのばらつきをNc3、各係数をAc1~Ac3としたとき、次式により第2信頼度指標Ncを算出する。
Nc=Ac1×Nc1+Ac2×Nc2+Ac3×Nc3 …(4)
The reliability setting unit 27a also calculates a second reliability index Nc as learning data of the field of view image based on a second disturbance factor related to the physical state of the vehicle acquired by the vehicle state acquisition means.
Specifically, when the vehicle speed is Nc1, the acceleration is Nc2, the yaw rate variation is Nc3, and the coefficients are Ac1 to Ac3, the second reliability index Nc is calculated by the following formula.
Nc=Ac1×Nc1+Ac2×Nc2+Ac3×Nc3…(4)

図14に示すように、信頼度設定部27aは、信頼度設定テーブルを有している。
信頼度設定テーブルは、第1信頼度指標Neと第2信頼度指標Ncとが夫々レベル(例えば、大中小)分けされている。
第1信頼度指標Neは、レベル中の値がレベル大小の値よりも大きくなるように設定されている。レベル中の個人特性が、レベル大小の個人特性よりも小さいからである。
第2信頼度指標Ncは、レベル中の値がレベル大小の値よりも大きくなるように設定されている。レベル中の個人特性が、レベル大小の個人特性よりも小さいからである。
As shown in FIG. 14, the reliability setting unit 27a has a reliability setting table.
In the reliability setting table, the first reliability index Ne and the second reliability index Nc are each classified into levels (for example, large, medium, and small).
The first reliability index Ne is set so that the value of the medium level is larger than the value of the large and small level, because the personal characteristic of the medium level is smaller than the personal characteristic of the large and small level.
The second reliability index Nc is set so that the value of the medium level is larger than the value of the large and small level, because the personal characteristic of the medium level is smaller than the personal characteristic of the large and small level.

信頼度設定部27aは、これら第1信頼度指標Neのレベルと第2信頼度指標Ncのレベルと信頼度設定テーブルとを用いて信頼度Nを設定する。
学習制限部27は、信頼度Nが所定の判定閾(例えば、0.50)値以上のとき、ヒト因子に係る学習データの信頼度Nが高いため、学習を実行する。また、学習制限部27は、信頼度Nが判定閾値未満のとき、ヒト因子に係る学習データの信頼度Nが低いため、学習を制限する。
The reliability setting unit 27a sets the reliability N using the level of the first reliability index Ne, the level of the second reliability index Nc, and the reliability setting table.
When the reliability N is equal to or greater than a predetermined judgment threshold (e.g., 0.50), the learning limiting unit 27 executes learning because the reliability N of the learning data related to the human factors is high. On the other hand, when the reliability N is less than the judgment threshold, the learning limiting unit 27 limits learning because the reliability N of the learning data related to the human factors is low.

次に、異常推定部28について説明する。
異常推定部28は、運転者が異常か否かを判定可能に構成されている。この異常推定部28は、学習進捗度演算部28aを備えている。学習進捗度演算部28aは、運転者の個人特性について学習の進み具合、所謂学習進捗度Stを演算している。
この学習進捗度Stは、運転者の個人特性を特定するために必要十分な画像データのフレーム数をF1、運転者に係る画像フレームであり且つ第2補正視線分布Yを生成するために使用した画像フレーム数をF2としたとき、次式を用いて演算する。
St=F2/F1 …(5)
Next, the abnormality estimation unit 28 will be described.
The abnormality estimation unit 28 is configured to be able to determine whether the driver is abnormal or not. The abnormality estimation unit 28 includes a learning progress calculation unit 28a. The learning progress calculation unit 28a calculates the progress of learning about the individual characteristics of the driver, i.e., the learning progress St.
This learning progress level St is calculated using the following formula, where F1 is the number of frames of image data that are necessary and sufficient to identify the driver's personal characteristics, and F2 is the number of image frames related to the driver that were used to generate the second corrected gaze distribution Y.
St=F2/F1...(5)

異常推定部28は、運転者が異常か否かを判定するため、確率分布の乖離度を用いた第1の異常判定機能と、サリエンシー指標(図7参照)を用いた第2の異常判定機能と、注意度を用いた第3の異常判定機能との3つの判定機能を有している。 The abnormality estimation unit 28 has three determination functions to determine whether the driver is abnormal: a first abnormality determination function using the deviation degree of the probability distribution, a second abnormality determination function using the saliency index (see Figure 7), and a third abnormality determination function using the degree of caution.

第1の異常判定機能は、運転者の直近(例えば、30sec期間)の視線挙動分布Bと第2補正視線分布Yとの差異である評価値が判定閾値以上のとき、運転者が異常状態であると判定している。本実施形態では、図2に示すように、異常推定部26は、視線挙動分布Ba,Bb,Bcと第2補正視線分布Ya,Yb,Ycとの乖離度を評価値としてカルバック・ライブラー情報量を用いて夫々演算する。 The first abnormality determination function determines that the driver is in an abnormal state when the evaluation value, which is the difference between the driver's most recent (e.g., 30-second period) gaze behavior distribution B and the second corrected gaze distribution Y, is equal to or greater than a determination threshold. In this embodiment, as shown in FIG. 2, the abnormality estimation unit 26 calculates the degree of deviation between the gaze behavior distributions Ba, Bb, and Bc and the second corrected gaze distributions Ya, Yb, and Yc as evaluation values using the Kullback-Leibler divergence.

分布Ba,Yaの評価値Daと、分布Bb,Ybの評価値Dbと、分布Bc,Ycの評価値Dcとを夫々求めて、次式に代入することで総評価値Dを算出する。
D=W×(Da+Dc)+(1-W)×Db …(6)
尚、W(0<W<1)は、重み付け係数である。
総評価値Dは、学習進捗度Stが小さい(学習期間が短い)とき、評価値Da,Dcの重みが評価値Dbの重みよりも大きくなるように設定され、学習進捗度Stが大きい(学習期間が長い)とき、評価値Da,Dcの重みが評価値Dbの重みよりも小さくなるように設定されている。総評価値Dが判定閾値(例えば、0.6)以上のとき、運転者の状態異常が判定される。
The evaluation value Da of the distributions Ba and Ya, the evaluation value Db of the distributions Bb and Yb, and the evaluation value Dc of the distributions Bc and Yc are calculated, and then substituted into the following equation to calculate the total evaluation value D.
D=W×(Da+Dc)+(1-W)×Db…(6)
Incidentally, W (0<W<1) is a weighting coefficient.
The total evaluation value D is set so that when the learning progress level St is small (the learning period is short), the weights of the evaluation values Da and Dc are greater than the weight of the evaluation value Db, and when the learning progress level St is large (the learning period is long), the weights of the evaluation values Da and Dc are smaller than the weight of the evaluation value Db. When the total evaluation value D is equal to or greater than a determination threshold value (e.g., 0.6), the driver's condition is determined to be abnormal.

重み付け係数Wは、P,Q,Rを係数としたとき、次式により求めることができる。
W=1/(1+e-P×(St×Q-R)) …(7)
この重み付け係数Wは、活性化関数の1つであるシグモイド関数のように点対称となる単調増加関数であり、係数P,Q,Rは、任意に設定可能である。
The weighting coefficient W can be calculated by the following equation, where P, Q, and R are coefficients.
W=1/(1+e -P×(St×QR) ) …(7)
The weighting coefficient W is a monotonically increasing function that is point-symmetric like a sigmoid function, which is one of the activation functions, and the coefficients P, Q, and R can be set arbitrarily.

第2の異常判定機能は、サリエンシー指標(ROC曲線の右下部分の積分値)が所定の判定閾値以上のとき、運転者の注意力が低下していると推定する。
第3の異常判定機能は、注意度検出部22により高注意度が検出され且つサッケードの振幅dsが大幅に減少した場合、運転者の注意力が低下していると推定する一方、注意度検出部22により低注意度が検出され且つサッケードの頻度が大幅に減少した場合、運転者の注意力が低下していると推定する。
The second abnormality determination function estimates that the driver's attention is declining when the saliency index (integral value of the lower right part of the ROC curve) is equal to or greater than a predetermined determination threshold.
The third abnormality judgment function estimates that the driver's attention has decreased if the attention level detection unit 22 detects a high level of attention and the saccade amplitude ds has decreased significantly, and estimates that the driver's attention has decreased if the attention level detection unit 22 detects a low level of attention and the frequency of saccades has decreased significantly.

図15~図19のフローチャートに基づき、運転者の状態判定処理手順の一例について説明する。尚、図中、Si(i=1,2,…)は、各ステップを示す。 An example of the driver's state determination process will be described below based on the flowcharts in Figures 15 to 19. Note that in the figures, Si (i = 1, 2, ...) indicates each step.

図15のフローチャートによって、事前学習処理の例を示す。事前学習処理は、基本的に車両が工場から出荷される前段階、例えば、実験場等で行われる。
先ず、情報取得部1からの情報や各種実験結果等各種情報を読み込み(S1)、S2に移行する。S2では、正常な第三者における標準的サリエンシー指標及び標準的サッケード指標(振幅、頻度)を演算した後、S3に移行する。
An example of the advance learning process is shown in the flowchart of Fig. 15. The advance learning process is basically performed before the vehicle is shipped from the factory, for example, at a testing site.
First, various information such as information from the information acquisition unit 1 and various experimental results is read (S1), and the process proceeds to S2. In S2, the standard saliency index and standard saccade index (amplitude, frequency) for a normal third person are calculated, and then the process proceeds to S3.

S3では、正常な第三者における標準的サリエンシー指標及び標準的サッケード指標に関するデータが十分に確保されたか否か判定する。
S3の判定の結果、データが十分に確保された場合、基準視線分布Aa,Ab,Acを夫々演算して(S4)、S5に移行する。S3の判定の結果、データが十分に確保されていない場合、S1にリターンする。
In S3, it is determined whether or not sufficient data regarding the standard saliency index and the standard saccade index for a normal third person has been secured.
If the result of the determination in S3 is that sufficient data is secured, the reference gaze distributions Aa, Ab, and Ac are calculated (S4), and the process proceeds to S5. If the result of the determination in S3 is that sufficient data is not secured, the process returns to S1.

S5では、第1補正視線分布Xを求め、式(1)を用いて第1補正係数αを演算した後、S6に移行する。
第1補正視線分布Xは正常状態の指標に相当しているため、標準的サリエンシー指標に対応する確率分布及び標準的サッケード指標に対応する確率分布は、第1補正視線分布Xに相当している。そこで、式(1)に、基準視線分布Aと第1補正視線分布Xに相当する標準的サリエンシー指標に対応する確率分布及び標準的サッケード指標に対応する確率分布とを代入することにより、第1補正係数αを演算する。
S6では、基準視線分布A及び第1補正係数αを制御部2に保存した後、終了する。
In S5, the first corrected gaze distribution X is obtained, and the first correction coefficient α is calculated using equation (1), and then the process proceeds to S6.
Since the first corrected gaze distribution X corresponds to an index of a normal state, the probability distribution corresponding to the standard saliency index and the probability distribution corresponding to the standard saccade index correspond to the first corrected gaze distribution X. Therefore, the first correction coefficient α is calculated by substituting the reference gaze distribution A and the probability distribution corresponding to the standard saliency index and the probability distribution corresponding to the standard saccade index, which correspond to the first corrected gaze distribution X, into equation (1).
In S6, the reference gaze distribution A and the first correction coefficient α are stored in the control unit 2, and then the process ends.

次に、図16のフローチャートによって、運転者の状態判定処理の例を示す。
状態判定処理は、運転者による車両の走行操作時に行われる。
先ず、情報取得部1からの情報、基準視線分布A、第1補正係数α等各種情報を読み込み(S11)、S12に移行する。S12では、現在のサリエンシー指標及び現在のサッケード指標(振幅、頻度)を演算した後、S13に移行する。
Next, an example of a process for determining the state of the driver will be shown with reference to the flowchart of FIG.
The state determination process is performed when the driver operates the vehicle.
First, various information such as information from the information acquisition unit 1, the reference gaze distribution A, and the first correction coefficient α is read (S11), and the process proceeds to S12. In S12, the current saliency index and the current saccade index (amplitude, frequency) are calculated, and then the process proceeds to S13.

S13では、第2補正係数βを保持しているか否かを判定する。
S13の判定の結果、第2補正係数βを保持している場合、第2補正視線分布Yを演算することができるため、S14に移行する。S14では、式(1)に基準視線分布Aと第1補正係数αを代入して第1補正視線分布Xを演算した後、式(2)に第1補正視線分布Xと第2補正係数βを代入して第2補正視線分布Yを求める。
In S13, it is determined whether the second correction coefficient β is held.
If the determination result in S13 is that the second correction coefficient β is held, the second corrected gaze distribution Y can be calculated, and the process proceeds to S14. In S14, the reference gaze distribution A and the first correction coefficient α are substituted into equation (1) to calculate the first corrected gaze distribution X, and then the first corrected gaze distribution X and the second correction coefficient β are substituted into equation (2) to determine the second corrected gaze distribution Y.

S15では、視線挙動分布Bと第2補正視線分布Yとの差異が演算され、S16に移行する。視線挙動分布Bと第2補正視線分布Yとの差異は、カルバック・ライブラー情報量を用いて乖離度(離隔距離)として演算される。各々の乖離度は、分布Ba,Yaの評価値Da、分布Bb,Ybの評価値Db、分布Bc,Ycの評価値Dcによって表されている。 In S15, the difference between gaze behavior distribution B and second corrected gaze distribution Y is calculated, and the process proceeds to S16. The difference between gaze behavior distribution B and second corrected gaze distribution Y is calculated as a deviation (separation distance) using Kullback-Leibler divergence. Each deviation is represented by an evaluation value Da for distributions Ba and Ya, an evaluation value Db for distributions Bb and Yb, and an evaluation value Dc for distributions Bc and Yc.

S16では、S15で夫々取得された評価値Da、評価値Db、及び評価値Dcを用いて最終的な総評価値Dを求めて、S17に移行する。
S17では、総評価値Dが判定閾値以上か否か判定する。
S17の判定の結果、総評価値Dが判定閾値以上の場合、運転者の現在の状態を表す視線挙動分布Bが正常状態の指標に相当する第2補正視線分布Yから離隔しているため、運転者の状態が異常である異常判定を行い(S18)、終了する。
S17の判定の結果、総評価値Dが判定閾値未満の場合、運転者の現在の状態を表す視線挙動分布Bが正常状態の指標に相当する第2補正視線分布Yに接近しているため、運転者の状態が正常である正常判定を行い(S19)、終了する。
In S16, the final total evaluation value D is calculated using the evaluation values Da, Db, and Dc obtained in S15, and the process proceeds to S17.
In S17, it is determined whether the total evaluation value D is equal to or greater than the determination threshold value.
If the result of the judgment in S17 is that the total evaluation value D is equal to or greater than the judgment threshold, the gaze behavior distribution B representing the driver's current state is deviated from the second corrected gaze distribution Y, which corresponds to an indicator of a normal state, and therefore an abnormality judgment is made that the driver's state is abnormal (S18), and the process ends.
If the result of the judgment in S17 is that the total evaluation value D is less than the judgment threshold, the gaze behavior distribution B representing the driver's current state is close to the second corrected gaze distribution Y, which corresponds to an indicator of a normal state, so a normal judgment is made that the driver's state is normal (S19), and the process ends.

S13の判定の結果、判定時点において第2補正係数βを保持していない場合、第2補正視線分布Yを演算することができないため、S20に移行する。
S20では、第2補正係数βを保持していないため、視線挙動に係るサリエンシーやサッケード以外の生体情報指標、例えば、心拍や血圧等を用いて運転者の状態を推定した後、S21に移行する。
If the result of the determination in S13 is that the second correction coefficient β is not held at the time of the determination, the second corrected gaze distribution Y cannot be calculated, and the process proceeds to S20.
In S20, since the second correction coefficient β is not held, the driver's condition is estimated using biometric indicators other than saliency and saccades related to gaze behavior, such as heart rate and blood pressure, and then the process proceeds to S21.

S21では、視線挙動に係るサリエンシーやサッケード以外の生体情報指標を用いて運転者の状態が正常状態か否か判定する。
S21の判定の結果、運転者が正常状態の場合、第2補正係数βを取得するため、S22に移行する。S22では、高精度の第2補正係数βを取得できるまで視線挙動分布Bを蓄積すると共に学習して、終了する。S21の判定の結果、運転者が正常状態ではない場合、第2補正係数βを取得することができないため、終了する。
In S21, it is determined whether the driver's condition is normal or not using a biological information index other than saliency and saccades related to gaze behavior.
If the result of the determination in S21 is that the driver is in a normal state, the process proceeds to S22 to acquire the second correction coefficient β. In S22, the gaze behavior distribution B is accumulated and learned until a highly accurate second correction coefficient β can be acquired, and then the process ends. If the result of the determination in S21 is that the driver is not in a normal state, the second correction coefficient β cannot be acquired, and the process ends.

次に、図17のフローチャートによって、総評価値演算処理(S16)の例を示す。
総評価値演算処理は、視線挙動分布Bと第2補正視線分布Yから総評価値Dを演算する際に行われる。先ず、運転者の個人特性を特定するために必要十分な画像フレーム数F1と第2補正視線分布Yを生成するために使用した画像フレーム数F2を式(5)に代入して学習進捗度Stを算出し(S31)、S32に移行する。
Next, an example of the total evaluation value calculation process (S16) will be shown with reference to the flowchart of FIG.
The total evaluation value calculation process is performed when calculating the total evaluation value D from the gaze behavior distribution B and the second corrected gaze distribution Y. First, the number of image frames F1 necessary and sufficient for identifying the driver's personal characteristics and the number of image frames F2 used to generate the second corrected gaze distribution Y are substituted into equation (5) to calculate the learning progress level St (S31), and the process proceeds to S32.

S32では、学習進捗度Stが予め設定された判定閾値以上か否か判定する。
S32の判定の結果、学習進捗度Stが予め設定された判定閾値以上の場合、運転者の個人特性を特定するために必要十分な画像データを取得し、精度の高い学習が既に行われているため、S33に移行する。S32の判定の結果、学習進捗度Stが予め設定された判定閾値未満の場合、運転者の個人特性を特定するために必要十分な画像データが取得されておらず、運転者に関するヒト因子の情報が不足しているため、S31にリターンする。
In S32, it is determined whether the learning progress level St is equal to or greater than a predetermined determination threshold value.
If the result of the determination in S32 is that the learning progress level St is equal to or greater than a preset determination threshold, the image data necessary and sufficient to identify the driver's personal characteristics has been acquired, and highly accurate learning has already been performed, so the process proceeds to S33. If the result of the determination in S32 is that the learning progress level St is less than the preset determination threshold, the image data necessary and sufficient to identify the driver's personal characteristics has not been acquired, and information on human factors related to the driver is insufficient, so the process returns to S31.

S33では、学習進捗度Stと式(7)とを用いて重み付け係数Wを演算し、S34に移行する。S34では、重み付け係数W、評価値Da、評価値Db、評価値Dc、及び式(6)とを用いて総評価値Dを演算し、終了する。 In S33, the weighting coefficient W is calculated using the learning progress level St and equation (7), and the process proceeds to S34. In S34, the total evaluation value D is calculated using the weighting coefficient W, evaluation values Da, Db, and Dc, and equation (6), and the process ends.

次に、図18のフローチャートによって、学習フェーズ処理(S22)の例を示す。
学習フェーズ処理は、第2補正係数βを取得するため、視線挙動分布Bを学習する際に行われる。先ず、情報取得部1からの情報、基準視線分布A、第1補正係数α等各種情報を読み込み(S41)、S42に移行する。S42では、現在のサリエンシー指標及び現在のサッケード指標(振幅、頻度)を演算した後、S43に移行する。
Next, an example of the learning phase process (S22) will be shown with reference to the flowchart of FIG.
The learning phase process is performed when learning the gaze behavior distribution B in order to acquire the second correction coefficient β. First, various information such as information from the information acquisition unit 1, the reference gaze distribution A, and the first correction coefficient α is read (S41), and the process proceeds to S42. In S42, the current saliency index and the current saccade index (amplitude, frequency) are calculated, and then the process proceeds to S43.

S43では、運転者の状態が正常状態か否か判定する。
S43の判定の結果、運転者の状態が正常状態の場合、視線挙動分布Bを学習するため、視線挙動分布Bに関するデータを蓄積し、S44に移行する。
S43の判定の結果、運転者の状態が正常状態ではない場合、視線挙動分布Bに関するデータを蓄積することができないため、S41にリターンする。
S44では、信頼度設定部27aが、蓄積される画像データの信頼度Nを設定すると共に学習制限部27が、信頼度Nに応じて蓄積される画像データの学習を制限し、S45に移行する。
In S43, it is determined whether the driver's condition is normal.
If the result of the determination in S43 is that the driver's condition is normal, data on gaze behavior distribution B is accumulated in order to learn gaze behavior distribution B, and the process proceeds to S44.
If the result of the determination in S43 is that the driver's condition is not normal, data regarding the gaze behavior distribution B cannot be accumulated, and the process returns to S41.
In S44, the reliability setting unit 27a sets the reliability N of the image data to be stored, and the learning limiting unit 27 limits the learning of the image data to be stored in accordance with the reliability N, and the process proceeds to S45.

S45では、第2補正係数βを演算するに当り、視線挙動分布Bに関する必要十分なデータ量が確保できたか否か判定する。
S45の判定の結果、視線挙動分布Bに関するデータ量が確保できた場合、S46に移行する。S45の判定の結果、視線挙動分布Bに関するデータ量が確保できていない場合、更にデータを確保するため、S41にリターンする。
In S45, it is determined whether or not a necessary and sufficient amount of data regarding the gaze behavior distribution B has been secured in calculating the second correction coefficient β.
If the result of the determination in S45 is that the amount of data related to gaze behavior distribution B has been secured, the process proceeds to S46. If the result of the determination in S45 is that the amount of data related to gaze behavior distribution B has not been secured, the process returns to S41 to secure more data.

S46では、第2補正係数βを演算し、第2補正係数βを保存した後(S47)、終了する。第2補正視線分布Yは正常状態の指標に相当しているため、正常状態の視線挙動分布Bは、直近の第2補正視線分布Yに相当するものである。そこで、式(2)に、第1補正視線分布X(基準視線分布A、第1補正係数α)と、直近の第2補正視線分布Yに相当する視線挙動分布Bとを代入して第2補正係数βを演算する。 In S46, the second correction coefficient β is calculated, and after saving the second correction coefficient β (S47), the process ends. Since the second corrected gaze distribution Y corresponds to an index of the normal state, the gaze behavior distribution B in the normal state corresponds to the most recent second corrected gaze distribution Y. Therefore, the second correction coefficient β is calculated by substituting the first corrected gaze distribution X (reference gaze distribution A, first correction coefficient α) and the gaze behavior distribution B corresponding to the most recent second corrected gaze distribution Y into equation (2).

次に、図19のフローチャートによって、信頼度判定処理(S44)の例を示す。
信頼度判定処理は、蓄積される画像データが判定指標用の学習データとして蓄積可能か否かについて判定している。
Next, an example of the reliability determination process (S44) will be shown with reference to the flowchart of FIG.
The reliability determination process determines whether or not the stored image data can be stored as learning data for a determination index.

先ず、信頼度設定テーブル等各種情報を読み込み(S51)、S52に移行する。
S52では、信頼度設定部27aが、式(3)を用いて第1信頼度指標Neを算出し、式(4)を用いて第2信頼度指標Ncを算出した後、S53に移行する。
S53では、第1,第2信頼度指標Ne,Ncと信頼度設定テーブルを用いて信頼度Nを設定した後、S54に移行する。
First, various information such as a reliability setting table is read (S51), and the process proceeds to S52.
In S52, the reliability setting unit 27a calculates the first reliability index Ne using equation (3) and calculates the second reliability index Nc using equation (4), and then proceeds to S53.
In S53, the reliability N is set using the first and second reliability indices Ne and Nc and the reliability setting table, and then the process proceeds to S54.

S54では、信頼度Nが判定閾値以上か否か判定する。
S54の判定の結果、信頼度Nが判定閾値以上の場合、個人特性が大きく反映される複雑な状況ではないため、画像データを判定指標用の学習データとして蓄積して(S55)、終了する。S54の判定の結果、信頼度Nが判定閾値未満の場合、個人特性が大きく反映される複雑な状況であるため、画像データを判定指標用の学習データとして採用することなく廃棄して(S56)、終了する。
In S54, it is determined whether the reliability N is equal to or greater than a determination threshold.
If the result of the determination in S54 is that the reliability N is equal to or greater than the determination threshold, the situation is not complex in which personal characteristics are significantly reflected, so the image data is accumulated as learning data for the determination index (S55), and the process ends.If the result of the determination in S54 is that the reliability N is less than the determination threshold, the situation is complex in which personal characteristics are significantly reflected, so the image data is discarded without being used as learning data for the determination index (S56), and the process ends.

次に、上記運転者状態判定システムSの作用、効果について説明する。
この運転者状態判定方法では、視線挙動分布Bと学習情報である第2補正係数βを用いて補正された基準視線分布Aとを比較して運転者が異常か否かを判定する運転者異常推定工程S17を有するため、運転者の異常状態を視線挙動に基づき推定することができる。
車両の周辺状況に基づき推測された交通状況と車両の物理状態から取得された車両状態とに基づいて運転者の視界に含まれ且つ第2補正係数βを生成するための視界画像の学習データとしての信頼度Nを設定する信頼度設定工程S53を有するため、車両の周辺状況に基づき推測された交通状況と車両の物理状態から取得された車両状態とについて運転者の個人特性を表す学習データの信頼度Nを設定することができる。
学習データとしての信頼度Nが判定閾値以上のとき、視界画像に基づく学習を実行するS55と共に学習データとしての信頼度Nが判定閾値未満のとき、視界画像に基づく学習を制限する学習制限工程S56を有するため、個人特性が大きくなる状況での学習を制限することができ、学習期間を短縮化しつつ状態判定精度を確保することができる。
Next, the operation and effects of the driver condition determination system S will be described.
This driver condition determination method includes a driver abnormality estimation process S17 that compares the gaze behavior distribution B with a reference gaze distribution A corrected using a second correction coefficient β, which is learning information, to determine whether the driver is abnormal, and therefore the driver's abnormal condition can be estimated based on the gaze behavior.
Since the system has a reliability setting process S53 that sets the reliability N of the field of view image included in the driver's field of view and used as learning data for generating the second correction coefficient β based on the traffic conditions estimated based on the vehicle's surrounding conditions and the vehicle conditions acquired from the vehicle's physical conditions, it is possible to set the reliability N of the learning data that represents the driver's personal characteristics for the traffic conditions estimated based on the vehicle's surrounding conditions and the vehicle conditions acquired from the vehicle's physical conditions.
When the reliability N of the learning data is equal to or greater than the judgment threshold, learning based on the field of view image is executed in step S55, and when the reliability N of the learning data is less than the judgment threshold, learning based on the field of view image is restricted in step S56. This makes it possible to restrict learning in situations where personal characteristics become significant, thereby ensuring the accuracy of state judgment while shortening the learning period.

周辺情報取得工程で取得された車両の周辺状況に係る第1外乱因子に基づき視界画像の学習データとしての第1信頼度指標Neを算出する第1信頼度指標算出工程S52と、車両状態取得工程で取得された車両の物理状態に係る第2外乱因子に基づき視界画像の学習データとしての第2信頼度指標Ncを算出する第2信頼度指標算出工程S52とを有し、信頼度設定行程S53は、第1信頼度指標Neと第2信頼度指標Ncとを用いて運転者の視界に含まれる視界画像の学習データとしての信頼度Nを設定している。これにより、環境因子に係る学習データの信頼度Nである第1信頼度指標Neを算出し、車因子に係る学習データの信頼度である第2信頼度指標Ncを算出することにより、学習データの信頼度Nを環境因子と車因子の両面から精度良く設定することができる。 The system includes a first reliability index calculation step S52 for calculating a first reliability index Ne as learning data for the field of view image based on a first disturbance factor related to the vehicle's surrounding conditions acquired in the surrounding information acquisition step, and a second reliability index calculation step S52 for calculating a second reliability index Nc as learning data for the field of view image based on a second disturbance factor related to the vehicle's physical state acquired in the vehicle state acquisition step. The reliability setting step S53 sets the reliability N of the field of view image included in the driver's field of view as learning data using the first reliability index Ne and the second reliability index Nc. This allows the reliability N of the learning data to be accurately set from the perspectives of both environmental and vehicle factors by calculating the first reliability index Ne, which is the reliability N of the learning data related to environmental factors, and the second reliability index Nc, which is the reliability of the learning data related to vehicle factors.

この運転者状態判定システムSでは、視線挙動分布Bと学習情報である第2補正係数βを用いて補正された基準視線分布Aとを比較して運転者が異常か否かを判定する異常推定部28を有するため、運転者が異常状態であることを視線挙動に基づき推定することができる。
車両の周辺状況に基づき推測された交通状況と車両の物理状態から取得された車両状態とに基づいて運転者の視界に含まれ且つ第2補正係数βを生成するための視界画像の学習データとしての信頼度Nを設定する信頼度設定部27aを有するため、車両の周辺状況に基づき推測された交通状況と車両の物理状態から取得された車両状態とについて運転者の個人特性を表す学習データの信頼度Nを設定することができる。
学習データとしての信頼度が判定閾値以上のとき、視界画像に基づく学習を実行すると共に学習データとしての信頼度Nが判定閾値未満のとき、視界画像に基づく学習を制限する学習制限部27を有するため、個人特性が大きくなる状況での学習を制限することができ、学習期間を短縮化しつつ状態判定精度を確保することができる。
This driver condition determination system S has an abnormality estimation unit 28 that compares the gaze behavior distribution B with a reference gaze distribution A corrected using a second correction coefficient β, which is learning information, to determine whether the driver is abnormal, and therefore can estimate whether the driver is in an abnormal state based on the gaze behavior.
The reliability setting unit 27a sets the reliability N of the field of view image included in the driver's field of view and used to generate the second correction coefficient β as learning data based on the traffic conditions estimated based on the vehicle's surrounding conditions and the vehicle state obtained from the vehicle's physical state, so it is possible to set the reliability N of the learning data representing the driver's personal characteristics for the traffic conditions estimated based on the vehicle's surrounding conditions and the vehicle state obtained from the vehicle's physical state.
The system has a learning restriction unit 27 that executes learning based on field of view images when the reliability of the learning data is equal to or greater than the judgment threshold, and restricts learning based on field of view images when the reliability N of the learning data is less than the judgment threshold. This makes it possible to restrict learning in situations where personal characteristics become significant, thereby ensuring the accuracy of state judgment while shortening the learning period.

次に、前記実施形態を部分的に変更した変形例について説明する。
1〕前記実施形態においては、環境及び車両特性に起因した第1補正係数αを用いて基準視線分布Aを補正した例を説明したが、環境のみに起因した第1補正係数αを用いて基準視線分布Aを補正しても良く、また、車両特性のみに起因した第1補正係数αを用いて基準視線分布Aを補正しても良い。
Next, a modified example in which the above embodiment is partially modified will be described.
1) In the above embodiment, an example was described in which the reference gaze distribution A was corrected using the first correction coefficient α that is due to the environment and vehicle characteristics. However, the reference gaze distribution A may also be corrected using the first correction coefficient α that is due only to the environment, or the reference gaze distribution A may also be corrected using the first correction coefficient α that is due only to the vehicle characteristics.

2〕前記実施形態においては、基準視線分布生成手段が先行実験を行う実験場に設けられた例を説明したが、車両の制御部2に基準視線分布生成手段を設けても良い。 2) In the above embodiment, an example was described in which the reference gaze distribution generating means was provided at a testing site where preliminary experiments were conducted, but the reference gaze distribution generating means may also be provided in the vehicle's control unit 2.

3〕前記実施形態においては、学習進捗度Stを画像フレーム数と式(3)を用いて演算した例を説明したが、少なくとも学習期間を検出できれば良く、学習進捗度Stを走行距離或いは運転時間をパラメータとして求めても良い。 3) In the above embodiment, an example was described in which the learning progress level St was calculated using the number of image frames and equation (3), but it is sufficient to be able to detect at least the learning period, and the learning progress level St may also be calculated using the travel distance or driving time as a parameter.

4〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施形態に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。 4) In addition, a person skilled in the art may implement the above-described embodiments in various modified forms without departing from the spirit of the present invention, and the present invention also encompasses such modifications.

11 外部カメラ
12 内部カメラ
16 車両状態センサ
17 運転操作センサ
23 視界画像作成部
24 視線挙動分布生成部
26 学習視線分布生成部
26a 学習情報生成部
27 異常推定部
27a 学習進捗度演算部
28 異常推定部
S 運転者状態判定システム
11 External camera 12 Internal camera 16 Vehicle state sensor 17 Driving operation sensor 23 Field of view image creation unit 24 Gaze behavior distribution generation unit 26 Learning gaze distribution generation unit 26a Learning information generation unit 27 Abnormality estimation unit 27a Learning progress calculation unit 28 Abnormality estimation unit S Driver state determination system

Claims (1)

車両の運転者の状態を判定する運転者状態判定方法において、
前記車両の周辺状況に関する情報を取得する周辺情報取得工程と、
前記車両の物理状態を取得する車両状態取得工程と、
前記運転者の視界に現われる視界画像を作成する視界画像作成工程と、
標準的視界画像に基づく基準視線分布を予め生成する基準視線分布生成工程と、
前記運転者の視線挙動に基づく視線挙動分布を生成する視線挙動分布生成工程と、
前記車両の周辺状況と、前記車両の物理状態と、前記運転者の視線挙動とを関連付けた学習情報を生成する学習情報生成工程と、
前記視線挙動分布と前記学習情報を用いて補正された基準視線分布とを比較して前記運転者が異常か否かを判定する運転者異常推定工程と、
前記車両の周辺状況に基づき推測された交通状況と前記車両の物理状態から取得された車両状態とに基づいて前記運転者の視界に含まれ且つ前記学習情報を生成するための視界画像の学習データとしての信頼度を設定する信頼度設定工程と、
前記学習データとしての信頼度が判定閾値以上のとき、前記視界画像に基づく学習を実行すると共に前記学習データとしての信頼度が判定閾値未満のとき、前記視界画像に基づく学習を制限する学習制限工程と
記周辺情報取得工程で取得された車両の周辺状況に係る第1外乱因子に基づき前記視界画像の学習データとしての第1信頼度指標を算出する第1信頼度指標算出工程と、
前記車両状態取得工程で取得された車両の物理状態に係る第2外乱因子に基づき前記視界画像の学習データとしての第2信頼度指標を算出する第2信頼度指標算出工程とを有し、
前記信頼度設定工程は、前記第1信頼度指標と第2信頼度指標とを用いて前記運転者の視界に含まれる視界画像の学習データとしての信頼度を設定することを特徴とする運転者状態判定方法
A driver state determination method for determining the state of a driver of a vehicle, comprising:
a surrounding information acquisition step of acquiring information about a surrounding situation of the vehicle;
a vehicle state acquisition step of acquiring a physical state of the vehicle;
a visual field image creation step of creating a visual field image that appears in the driver's field of view;
a reference gaze distribution generating step of generating a reference gaze distribution based on a standard field of view image in advance;
a gaze behavior distribution generating step of generating a gaze behavior distribution based on the gaze behavior of the driver;
a learning information generating step of generating learning information that associates a surrounding situation of the vehicle, a physical state of the vehicle, and a gaze behavior of the driver;
a driver abnormality inference step of comparing the gaze behavior distribution with a reference gaze distribution corrected using the learning information to determine whether the driver is abnormal;
a reliability setting step of setting the reliability of a field of view image included in the driver's field of view and used to generate the learning information as learning data based on a traffic situation estimated based on a surrounding situation of the vehicle and a vehicle state acquired from a physical state of the vehicle;
a learning limiting step of executing learning based on the field of view image when the reliability as the learning data is equal to or greater than a judgment threshold, and limiting learning based on the field of view image when the reliability as the learning data is less than the judgment threshold ;
a first reliability index calculation step of calculating a first reliability index as learning data of the field of view image based on a first disturbance factor related to the surrounding conditions of the vehicle acquired in the surrounding information acquisition step;
a second reliability index calculation step of calculating a second reliability index as learning data of the field of view image based on a second disturbance factor related to the physical state of the vehicle acquired in the vehicle state acquisition step,
A driver state determination method characterized in that the reliability setting step uses the first reliability index and the second reliability index to set the reliability of the field of view image included in the driver's field of view as learning data .
JP2021127276A 2021-08-03 2021-08-03 Driver state determination method and determination system Active JP7799969B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021127276A JP7799969B2 (en) 2021-08-03 2021-08-03 Driver state determination method and determination system
JP2025195350A JP2026020205A (en) 2021-08-03 2025-11-14 Driver state determination method and determination system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021127276A JP7799969B2 (en) 2021-08-03 2021-08-03 Driver state determination method and determination system

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2025195350A Division JP2026020205A (en) 2021-08-03 2025-11-14 Driver state determination method and determination system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023022411A JP2023022411A (en) 2023-02-15
JP7799969B2 true JP7799969B2 (en) 2026-01-16

Family

ID=85201827

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021127276A Active JP7799969B2 (en) 2021-08-03 2021-08-03 Driver state determination method and determination system
JP2025195350A Pending JP2026020205A (en) 2021-08-03 2025-11-14 Driver state determination method and determination system

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2025195350A Pending JP2026020205A (en) 2021-08-03 2025-11-14 Driver state determination method and determination system

Country Status (1)

Country Link
JP (2) JP7799969B2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016166791A1 (en) 2015-04-13 2016-10-20 三菱電機株式会社 Driving assistance device
WO2017195405A1 (en) 2016-05-11 2017-11-16 ソニー株式会社 Image processing apparatus, image processing method, and mobile body
JP2020149224A (en) 2019-03-12 2020-09-17 株式会社デンソー In-vehicle device, learning system and data transmission method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016166791A1 (en) 2015-04-13 2016-10-20 三菱電機株式会社 Driving assistance device
WO2017195405A1 (en) 2016-05-11 2017-11-16 ソニー株式会社 Image processing apparatus, image processing method, and mobile body
JP2020149224A (en) 2019-03-12 2020-09-17 株式会社デンソー In-vehicle device, learning system and data transmission method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2026020205A (en) 2026-02-06
JP2023022411A (en) 2023-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7459634B2 (en) Driver Abnormality Judgment System
CN109074748B (en) Image processing apparatus, image processing method, and movable body
JP7331728B2 (en) Driver state estimation device
KR101589427B1 (en) Apparatus and method for controlling vehicle drive based on driver fatigue
JP6666892B2 (en) Driving support device and driving support method
JP7415460B2 (en) Vehicle control device and driver condition determination method
JP7331729B2 (en) Driver state estimation device
JP7099036B2 (en) Data processing equipment, monitoring system, awakening system, data processing method, and data processing program
JP2011150105A (en) Information display device
JP7677046B2 (en) Driver state determination method and determination system
JP2016210212A (en) Information providing apparatus, information providing method, and information providing control program
JP7210929B2 (en) Driving consciousness estimation device
JP7597541B2 (en) Driving assistance control device
CN114379550B (en) Adaptive lane keeping assist method and device for assisted driving
JP7799969B2 (en) Driver state determination method and determination system
JP7756854B2 (en) Driver state determination method and determination system
JP7342637B2 (en) Vehicle control device and driver condition determination method
JP7342636B2 (en) Vehicle control device and driver condition determination method
WO2018168050A1 (en) Concentration level determination device, concentration level determination method, and program for determining concentration level
JP7415459B2 (en) Vehicle control device and driver condition determination method
JP7298510B2 (en) state estimator
JP7318560B2 (en) state estimator
JP7298509B2 (en) state estimator
JP7358958B2 (en) Driving awareness estimation device
JP7298508B2 (en) state estimator

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240618

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20250326

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20250507

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20250619

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20250818

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20251114

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20251201

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20251214

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7799969

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150