JP2009274482A - 運転支援装置、運転支援方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】運転者の覚醒度に応じて運転者を支援する運転支援装置100において、運転者が意識低下状態から覚醒した直後か否かに応じて、運転者を支援する車両制御の態様を可変にする、ことを特徴とする。
【選択図】図1
Description
本実施形態の運転支援装置100の概略について説明する。運転支援装置100は、意識低下状態であった運転者の意識が覚醒状態に復帰した直後、意識低下状態又は覚醒状態とは異なる態様で運転支援制御を実行する。以下、意識低下状態から覚醒状態に復帰した直後を、単に「覚醒した直後」という。運転支援制御の一例を以下に示す。
a)車線逸脱防止制御
b)車間維持制御
図1(a)は本実施形態の車線逸脱防止制御の一例を模式的に示す図である。車両11は車線逸脱防止装置及び眠気検知装置を有する。図1(a)の車両11の運転者は眠気やアルコールの影響、疾病等により意識低下状態で運転しているが、図示する位置で眠気検知装置は運転者が覚醒したことを検知する。
車線逸脱防止装置60は、前方監視カメラ21、車線維持制御部25及びEPS(Electric Power Steering)27を有する。車線逸脱防止装置60は、CPU、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、入出力インターフェイス、メモリ、スイッチ素子及びCANインターフェイス等を備えた、車線維持制御部25により制御される。
眠気検知装置70は、ドライバモニタ22、意識低下判定部24及び警報装置28を有する。眠気検知装置70は、CPU、ASIC、入出力インターフェイス、メモリ、スイッチ素子及びCANインターフェイス等を備えた、意識低下判定部24により制御される。
・顔画像の撮影による閉眼検知
・心拍や脈拍などの生体信号を用いた検知
・顔の温度変化による検知
・漫然操作による検知
顔画像の撮影による閉眼検知の場合、閉眼時間をカウントするのでカウント値や瞬き頻度が覚醒度と相関する。生体信号を用いた検知の場合、脈拍が低下したら覚醒度が低下し、脈拍が上昇したら覚醒度が大きくなったことが検知される。顔の温度変化による検知の場合、顔の温度が低下したら覚醒度が低下し、上昇したら覚醒度が大きくなったことが検知される。漫然操作による検知の場合、運転者の操舵、アクセル操作、顔の動き、等の頻度が少なくなると覚醒度が低下し、操作の頻度が高い場合は覚醒度が大きいことが検知される。
顔の中心線の検出 → 鼻孔位置を決定 → 眼球追跡領域の決定 → 上瞼・下瞼の検出 → 眼の開度の検出 → 開閉の判定
・顔の中心線の検出
意識低下判定部24は、顔画像の背景部が静止しているのに対し、運転者の顔は顔画像毎に位置がずれることを利用して、顔画像から顔のおよその位置(顔の輪郭)を検出する。背景部と顔部の境界は、画素値の変動が大きいのでこの画素値を顔画像毎に監視することで、顔画像の左右方向及び上下方向で画素値の変動がピークを示す位置が顔の輪郭位置となる。
意識低下判定部24は、顔の中心線をとおるやや縦長の鼻孔検出領域を唇よりも上方に設定し、例えば2値化処理などにより顔画像の明暗をはっきりさせ、水平に2つ存在するという鼻孔の特徴から、中央線を挟む一対の黒画素の連続領域を検出する。鼻孔検出領域の中央線の上(眉側)から中央線を起点に、左方向及び右方向に画素を走査して、黒画素の連続した領域(エッジ情報で囲まれた領域)を検出する。黒画素が検出された画素位置を識別しておき、黒画素が途切れたら中央線に戻り走査を繰り返す。左右に走査が終了したら、黒画素が検出された画素値であって所定数以上連続する黒画素を1つのグループとして扱う。グループとして検出された連続した黒画素のうち、左右に対称、形状(楕円形)、半径等の条件を満たす黒画素が鼻孔位置である。
意識低下判定部24は、鼻孔と眼の位置の関係の統計データを利用して、鼻孔位置に対し左右に長軸を有する長方形の眼球追跡領域を決定する。2つの鼻孔の中点に対し、個人差を吸収しうる眼球の位置は統計データから見積もることができる。この眼球位置を中心に、上下瞼を包含する例えば矩形領域が、眼球追跡領域である。矩形領域の大きさも統計的に定めることができる。
意識低下判定部24は、眼球追跡領域から上瞼と下瞼の位置をそれぞれ検出する。眼球追跡領域において2値化処理を行い、眼球追跡領域の二値化画像における左側の画素列から、上から下向きに向かって画素値0の黒画素を検索し、黒画素が検索できたら1つ右の画素列について同様の検索を行っていく。したがって、この検索が右端まで終われば、上瞼の画素位置が得られる。同様に、下から上に向かって黒画素を検索することで下瞼の位置が検出される。
意識低下判定部24は、顔画像の横方向の同じ画素位置毎に、上瞼と下瞼の位置の差分(画素数)を算出する。各画素列のうち、上下の瞼位置の差を表す画素数が最大となった画素数が目の開度である。
意識低下判定部24は、以上のようにして検出した目の開度から眼の開閉を判定する。この判定は、運転者が覚醒状態の眼の開度を閾値にして行う。意識低下判定部24は、例えば眠気検知装置70が起動してから所定時間(例えば数分間)の間、サイクル時間毎に撮影される顔画像から眼の開度を検出し、これから開閉を判定するための閾値を設定する。
意識低下判定部24は、眼の開閉の判定結果に基づき閉眼時間Tを計測する。例えば次のようなルールに基づき、閉眼時間Tを計測する。
a)開眼を検出した場合
閉眼時間T ← 閉眼時間T−所定増減量
b)閉眼を検出した場合
閉眼時間T ← 閉眼時間T+所定増減量
所定増減量は、顔画像の撮影のサイクル時間、すなわち、眼の開度を検出ためにかかる経過時間である。
「覚醒した直後」について説明する。図4は、覚醒度と時間の関係を模式的に示す図である。意識低下状態から覚醒すると覚醒度は急上昇するが、運転者には眠気が残っているのですぐには覚醒度は安定しない。その後、運転者が覚醒状態を保持できれば徐々に覚醒度が低くなる頻度が低減するので覚醒度も安定することになる(覚醒状態を維持できなければ覚醒度は低下する)。覚醒度が不安定な状態は、本実施形態の運転支援を継続することが好ましいと考えられるので、本実施形態ではこの覚醒直後から覚醒度が安定するまでの時間を「覚醒した直後」とする。
車間距離制御装置80は、レーダ装置23、車間距離制御部26及びECB29を有する。車間距離制御装置80は、CPU、ASIC、入出力インターフェイス、メモリ、スイッチ素子及びCANインターフェイス等を備えた、車間距離制御部26により制御される。
C0)ブレーキペダルの操作が検出される
C1)覚醒した直後である
C2)障害物が検出されない(TTCがいまだ十分に大きい)
図6(a)は、時間と制動力の関係の一例を示す図である。図示するように、ブレーキペダルの踏力による制動力が抑制され小さくなっている。これにより、覚醒した運転者が、とっさの判断を誤ってブレーキペダルを操作しても、制動力を抑制でき、車両挙動が不安定になること等を防止できる。
C0)ブレーキペダルの操作が検出される
C3)障害物と異常接近するおそれがある(TTCが例えば5秒程度以下)
図6(c)は、時間と制動力の関係の一例を示す図である。図示するように、ブレーキペダルの踏力による制動力に、制動力上乗せ部35が要求した制動力が上乗せされている。これにより、覚醒した運転者が、強くブレーキペダルを操作できなくても大きな制動力が得られる。上乗せされる制動力の大きさは、例えば、ブレーキペダルの踏力に応じた値又は最大の制動力が得られる程度である。
C4)ブレーキペダルの操作が検出されない
C5)障害物と異常接近するおそれがある(TTCが例えば5秒程度以下)
このように、覚醒した直後、障害物が検出されない状態でブレーキペダルが操作された場合は制動力を抑制することで不要制動を抑制できる。一方、障害物が検出されている状態でブレーキペダルが操作された場合は制動力を上乗せすることで、異常接近の回避を容易にできる。すなわち、状況に最適化した制動が可能となる。
図7は、運転支援装置100の動作手順を示すフローチャート図の一例である。図7の動作手順は、例えばイグニッションがオンの状態で車速が所定値以上の場合にスタートする。
例えば、運転者に対する警告においても、運転者が覚醒した直後か否かに応じて異なる態様で与えることができる。
21 前方監視カメラ
22 ドライバモニタ
23 レーダ装置
24 意識低下判定部
25 車線維持制御部
26 車間距離制御部
27 EPS
28 警報装置
29 ECB
60 車線逸脱防止装置
70 眠気検知装置
80 車間距離制御装置
100 運転支援装置
Claims (5)
- 運転者の覚醒度に応じて運転者を支援する運転支援装置において、
運転者が意識低下状態から覚醒した直後か否かに応じて、運転者を支援する車両制御の態様を可変にする、
ことを特徴とする運転支援装置。 - 車線区分線の逸脱を防止する車線逸脱防止装置を有し、
前記車線逸脱防止装置は、運転者が意識低下状態から覚醒した直後、左右の車線のいずれか一方の方向へのオーバーライドを禁止する、
ことを特徴とする請求項1記載の運転支援装置。 - 前記車線逸脱防止装置は、運転者が意識低下状態から覚醒した直後、運転者が逸脱傾向の車線と反対方向に操舵しても、逸脱傾向の車線と反対側の車線の逸脱を防止する操舵制御変更手段を有する、
ことを特徴とする請求項2記載の運転支援装置。 - 前方の障害物との異常接近を回避する車間距離制御装置を有し、
前記車間距離制御装置は、運転者が意識低下状態から覚醒した直後、
前方の障害物が検出されている場合であって、かつ、運転者の制動操作が検出された場合は、制動力を上乗せする制動力上乗せ手段と、
前方の障害物が検出されていない場合であって、かつ、運転者の制動操作が検出された場合は、制動力を抑制する制動力抑制手段と、
を有することを特徴とする請求項1記載の運転支援装置。 - 運転者の覚醒度に応じて運転者を支援する運転支援方法において、
運転者が意識低下状態から覚醒した直後か否かに応じて、運転者を支援する車両制御の態様を可変にする、
ことを特徴とする運転支援方法。
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