JP2016151815A - 運転支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両のおかれた状況に適していないオーバーライドによる自動運転から手動運転への切り替えを抑える運転支援装置を提供する。
【解決手段】自動運転から手動運転に切り替える運転切替部１５と、自車のドライバによるオーバーライドを検出するオーバーライド検出部１２と、自車のドライバが集中力を欠いた漫然状態であるか否かを逐次判定するドライバ状態判定部１３とを備え、運転切替部１５は、オーバーライド検出部１２でオーバーライドを検出した場合であって、ドライバ状態判定部１３で漫然状態でないと判定していた場合には、自動運転から手動運転へ切り替える一方、オーバーライド検出部１２でオーバーライドを検出した場合であっても、ドライバ状態判定部１３で漫然状態であると判定していた場合には、自動運転から手動運転へ切り替えない。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動運転と手動運転とを切り替えることができる運転支援装置に関するものである。

従来、車両を自動運転する技術が知られている。また、自動運転中にドライバの運転操作（以下、オーバーライド）によって自動運転を打ち消し、自動運転から手動運転に切り替える技術が知られている。

例えば、特許文献１には、ドライバが自動運転を選択している場合でも、自動運転時にドライバによるステアリング操作、ブレーキ操作、アクセル操作といったオーバーライドを検出すると、自動運転から手動運転に切り替える技術が開示されている。

特開２０１２−５１４４１号公報

しかしながら、特許文献１に開示の技術では、ドライバの脇見などの集中力を欠いた状態により、車両のおかれた状況に適していないオーバーライドが行われてしまった場合でも、自動運転から手動運転に切り替えてしまうという問題点がある。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、車両のおかれた状況に適していないオーバーライドによる自動運転から手動運転への切り替えを抑える運転支援装置を提供することにある。

本発明の運転支援装置は、自動運転を行う車両に搭載され、自動運転から手動運転に切り替える運転切替部（１５）と、車両のドライバによるオーバーライドを検出するオーバーライド検出部（１２）とを備え、オーバーライド検出部でオーバーライドをしたことをもとに、運転切替部で自動運転から手動運転に切り替える運転支援装置であって、車両のドライバが集中力を欠いた状態であるか否かを逐次判定するドライバ状態判定部（１３、１３ａ）とを備え、運転切替部は、オーバーライド検出部でオーバーライドを検出した場合であっても、ドライバ状態判定部で車両のドライバが集中力を欠いた状態であると判定している場合には、自動運転から手動運転へ切り替えないことを特徴としている。

ドライバ状態判定部で車両のドライバが集中力を欠いた状態であると判定されている場合、ドライバが集中力を欠いた状態であって、車両のおかれた状況に適していない運転操作を行いやすい状況にあると言える。これに対して、運転切替部は、オーバーライド検出部でオーバーライドを検出した場合であっても、ドライバ状態判定部で車両のドライバが集中力を欠いた状態であると判定している場合には、自動運転から手動運転へ切り替えない。よって、車両のドライバが集中力を欠いた状態にあって、車両のおかれた状況に適していないオーバーライドを行ってしまった場合でも、自動運転から手動運転へ切り替えずに済む。その結果、車両のおかれた状況に適していないオーバーライドによる自動運転から手動運転への切り替えを抑えることが可能になる。

運転支援システム１００の概略的な構成を示すブロック図である。 運転支援装置１でのオーバーライド関連処理の流れの一例を示すフローチャートである。 運転支援システム２００の概略的な構成を示すブロック図である。

（実施形態１）
＜運転支援システム１００の概略構成＞
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明が適用された運転支援システム１００の概略的な構成の一例を示すブロック図である。図１に示す運転支援システム１００は、車両に搭載されるものであって、運転支援装置１、周辺環境認識装置２、車両挙動関連センサ３、ブレーキスイッチ４、アクセルスイッチ５、操舵トルクセンサ６、車室内カメラ７、及び車両制御ＥＣＵ８を含んでいる。以降では、運転支援システム１００を搭載した車両を自車と呼ぶ。

周辺環境認識装置２は、自車周辺の所定範囲を撮像するカメラ、レーザレーダ等のセンサを備えており、これらのセンサで検出した情報をもとに、自車の周辺環境を認識する。認識対象となる周辺環境の一例としては、自車周辺の道路形状、先行車や自車周辺の障害物等がある。

例えば、カメラの撮像画像に対してエッジ検出等の周知の画像認識処理を行うことで車線を認識し、その認識した車線の車線幅、車線の曲率半径、車線中心からの自車のオフセット量等を算出することで、自車周辺の道路形状を認識すればよい。

また、カメラの撮像画像に対してエッジ検出やテンプレートマッチング等の周知の画像認識処理を行うことで自車の先行車や自車周辺の障害物の大きさ、自車との相対位置を特定したり、特定した障害物の時間変化によって障害物の速度や移動方向を特定したりすればよい。他にも、レーザレーダやミリ波レーダやソナーを用いる場合には、送信した探査波が物体に反射して生じた反射波の受信強度に基づいて障害物を検出すればよい。探査波を走査できる場合には、反射波の得られた探査波を送信した方向から自車に対する障害物の方位を特定し、探査波を送信してから反射波を受信するまでの時間から自車から障害物までの距離を決定すればよい。レーダの場合には、振幅比較モノパルス方式や位相比較モノパルス方式のレーダを用いることで自車に対する相対位置を決定する構成としてもよい。相対速度については、探査波と反射波とのドップラーシフトをもとに、公知の方法によって決定する構成としてもよいし、逐次決定される障害物の自車に対する相対位置の時間変化率から決定する構成としてもよい。

車両挙動関連センサ３は、自車の挙動に関連する情報を検出する。車両挙動関連センサ３としては、自車の車速を検出する車速センサ、自車の加速度を検出する加速度センサ、自車の角速度を検出するジャイロセンサ、測位衛星システムの測位衛星から自車位置を演算できる情報を受信する受信機などがある。

ブレーキスイッチ４は、自車のブレーキペダルの踏み込み操作がなされているときにオンになる一方、自車のブレーキペダルの踏み込み操作がなされていないときにはオフになるスイッチである。ブレーキスイッチ４は、オンオフに応じた信号を出力する。アクセルスイッチ５は、自車のアクセルペダルの踏み込み操作がなされているときにオンになる一方、自車のアクセルペダルの踏み込み操作がなされていないときにはオフになるスイッチである。アクセルスイッチ５は、オンオフに応じた信号を出力する。操舵トルクセンサ６は、ドライバによって自車のステアリングホイールに印加された操舵トルクを検出する。

車室内カメラ７は、自車のドライバが集中力を欠いた状態であるかを判定するためにドライバをセンシングする生体情報センサであって、自車のドライバの顔を含む範囲を逐次（例えば１００ｍｓｅｃごと）撮像する。車室内カメラ７は、例えばステアリングコラムカバーの上面部などの、ドライバの顔を含む範囲を撮像可能な位置に設置されればよい。車室内カメラ７は、光学式のカメラであってもよいし、可視光の少ない環境下においても撮像可能な赤外線カメラであってもよい。

車両制御ＥＣＵ８は、自車の加減速制御や操舵制御を行う電子制御装置である。車両制御ＥＣＵ８としては、操舵制御を行う操舵ＥＣＵや、加減速制御を行うエンジンＥＣＵ及びブレーキＥＣＵなどがある。

運転支援装置１は、ＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ、Ｉ／Ｏ、及びこれらを接続するバスを備え、ＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することで各種の処理を実行する。例えば、運転支援装置１は、自動運転と手動運転とを切り替えることができ、自動運転に切り替えている場合には、車両制御ＥＣＵ８に指示を行って自動運転を行う。また、自動運転中における自車のドライバの運転操作（つまり、オーバーライド）を検出したことをもとに、自動運転から手動運転への切り替えを行う。更なる運転支援装置１の詳細については後述する。なお、運転支援装置１が実行する機能の一部または全部を、一つあるいは複数のＩＣ等によりハードウェア的に構成してもよい。

＜運転支援装置１の概略構成＞
運転支援装置１は、図１に示すように、自動運転制御部１１、オーバーライド検出部１２、ドライバ状態判定部１３、可否判定部１４、及び運転切替部１５を備えている。

自動運転制御部１１は、周辺環境認識装置２で認識した自車の周辺環境と、車両挙動関連センサ３で検出した自車の挙動に関連する情報とに基づいて、目標とする進路や速度を決定する。そして、車両制御ＥＣＵ８に指示信号を送信することによって、操舵角、ブレーキ圧、吸気量、変速比等を変化させ、目標とする進路や速度で自車が走行するように自動運転を行う。自動運転の一例としては、高速道路等で自車の走行車線を維持して走行する自動運転や、自車の異常時に路肩に退避する自動運転や、先行車に追従して走行する自動運転などがある。

オーバーライド検出部１２は、自動運転制御部１１での自動運転中におけるオーバーライドを検出する。一例として、ブレーキスイッチ４がオンの場合にはドライバによるブレーキ操作を検出し、アクセルスイッチ５がオンの場合にはドライバによるアクセル操作を検出し、操舵トルクセンサ６で検出する操舵トルクからドライバによるステアリング操作を検出する。なお、ドライバによるブレーキ操作は、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキストロークセンサの信号をもとに検出してもよいし、ドライバによるアクセル操作は、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルストロークセンサの信号をもとに検出してもよい。

ドライバ状態判定部１３は、車室内カメラ７で撮像した自車のドライバの顔を含む撮像画像（以下、顔画像）をもとに、自車のドライバが集中力を欠いた状態（以下、漫然状態）であるか否かを逐次判定する。一例として、ドライバ状態判定部１３は、自動運転制御部１１での自動運転が開始する前から逐次判定を行っている構成とすればよい。

例えば、ドライバ状態判定部１３は、車室内カメラ７で撮像した顔画像から、画像認識処理によって、ドライバの瞳孔及び角膜反射を検出し、検出した瞳孔と角膜反射との位置関係から視線の方向を検出する。そして、視線の方向が自車の進行方向前方から所定角度以上外れている場合に、脇見をしている漫然状態であると判定する。ここで言うところの所定角度とは、ドライバが脇見している言える程度の値であって、任意に設定可能である。

なお、車室内カメラ７で撮像した顔画像から、画像認識処理によって、視線の方向でなく、ドライバの顔の向きを検出し、検出した顔の向きが自車の進行方向前方から所定角度以上外れている場合に、脇見をしている漫然状態であると判定する構成としてもよい。他にも、車室内カメラ７で撮像した顔画像に対して周知の画像処理を施すことで、ドライバの目の開眼度合い（例えば目を閉じている期間の割合）を検出し、検出した開眼度合いに応じて、居眠りをしている漫然状態であると判定する構成としてもよい。漫然状態と判断する開眼度合いは、眠気があると言える程度の値とすればよく、任意に設定可能である。

可否判定部１４は、オーバーライド検出部１２でオーバーライドを検出した場合に、ドライバ状態判定部１３で漫然状態と判定していた場合には、オーバーライドを無効と判定する。一方、オーバーライド検出部１２でオーバーライドを検出した場合に、ドライバ状態判定部１３で漫然状態と判定していなかった場合には、オーバーライドを有効と判定する。

運転切替部１５は、自動運転と手動運転との切り替えを行う。例えば、自車のステアリング等に設けられた操作入力部を介して自動運転を実施する旨のユーザからの操作入力を受け付けた場合に、手動運転から自動運転に切り替え、手動運転を実施する旨のユーザからの操作入力を受け付けた場合に、自動運転から手動運転に切り替える。また、運転切替部１５は、可否判定部１４でオーバーライドを有効と判定した場合に、自動運転から手動運転へ切り替える。

＜オーバーライド関連処理＞
続いて、図２のフローチャートを用いて、運転支援装置１でのオーバーライド関連処理の流れの一例について説明を行う。オーバーライド関連処理とは、自車の自動運転中のオーバーライドに関連した処理である。図２のフローチャートは、例えば、自動運転制御部１１によって自車の自動運転が開始されたときに開始する構成とすればよい。

まず、ステップＳ１では、オーバーライド検出部１２でオーバーライドを検出した場合（Ｓ１でＹＥＳ）には、ステップＳ２に移る。一方、オーバーライドを検出していない場合（Ｓ１でＮＯ）には、ステップＳ４に移る。

ステップＳ２では、ドライバ状態判定部１３で漫然状態と判定している場合（Ｓ２でＹＥＳ）には、ステップＳ３に移る。一方、ドライバ状態判定部１３で漫然状態と判定していない場合（Ｓ２でＮＯ）には、ステップＳ５に移る。

ステップＳ３では、可否判定部１４が、オーバーライドを無効と判定する。そして、ステップＳ４では、自動運転を継続し、ステップＳ７に移る。一方、ステップＳ５では、可否判定部１４が、オーバーライドを有効と判定する。そして、ステップＳ６では、運転切替部１５が自動運転から手動運転への切り替えを行い、オーバーライド関連処理を終了する。

ステップＳ７では、オーバーライド関連処理の終了タイミングであった場合（Ｓ７でＹＥＳ）には、オーバーライド関連処理を終了する。一方、オーバーライド関連処理の終了タイミングでなかった場合（Ｓ７でＮＯ）には、Ｓ１に戻って処理を繰り返す。オーバーライド関連処理の終了タイミングの一例としては、自車のイグニッション電源がオフになったときや、操作入力部を介して手動運転を実施する旨のユーザからの操作入力を受け付けたときなどがある。

本実施形態では、オーバーライド検出部１２でオーバーライドを検出した後にドライバ状態判定部１３で漫然状態か否かの判定を行い、オーバーライドが有効か無効かを可否判定部１４で判定するのではなくて、オーバーライド検出部１２でオーバーライドを検出した場合に、ドライバ状態判定部１３で逐次判定していた判定結果から、オーバーライドが有効か無効かを可否判定部１４で判定する。よって、オーバーライド検出部１２でオーバーライドを検出してから手動運転に切り替えるまでのタイミングの遅れを小さくすることができる。

＜実施形態１のまとめ＞
実施形態１の構成によれば、ドライバ状態判定部１３でドライバの脇見や居眠りといった漫然状態の有無を逐次判定している。ドライバが脇見や居眠りといった漫然状態にある場合、運転操作をするつもりがないのに運転操作を行ってしまったり、あわてて誤った運転操作を行ってしまったりすることが考えられる。

実施形態１の構成によれば、オーバーライド検出部１２で自車のドライバによるオーバーライドを検出した場合であっても、ドライバ状態判定部１３で自車のドライバが漫然状態であると判定している場合には、可否判定部１４でこのオーバーライドを無効と判定し、運転切替部１５での自動運転から手動運転への切り替えを行わせない。従って、ドライバが脇見や居眠りといった漫然状態にある場合に行った、誤ったオーバーライドによる自動運転から手動運転への切り替えを抑えることが可能になる。

（変形例１）
実施形態１では、車室内カメラ７で撮像した自車のドライバの顔画像をもとに、自車のドライバが漫然状態であるか否かをドライバ状態判定部１３が判定したが、必ずしもこれに限らない。例えば、車室内カメラ７以外の生体情報センサでの検出結果も用いて自車のドライバが漫然状態であるか否かを判定する構成（以下、変形例１）としてもよい。

以下では、この変形例１について図面を用いて説明を行う。なお、説明の便宜上、この変形例１の説明において、それまでの説明に用いた図に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

変形例１の運転支援システム２００は、図３に示すように、運転支援装置１ａ、周辺環境認識装置２、車両挙動関連センサ３、ブレーキスイッチ４、アクセルスイッチ５、操舵トルクセンサ６、車室内カメラ７、車両制御ＥＣＵ８、及び心拍センサ９を含んでいる。運転支援システム２００は、心拍センサ９を含む点と、運転支援装置１の代わりに運転支援装置１ａを含む点とを除けば、実施形態１の運転支援システム１００と同様である。

心拍センサ９は、自車のドライバの心拍数を計測する。なお、変形例１では、自車のドライバの漫然状態を判定するための生体情報センサとして、車室内カメラ７に加えて心拍センサ９を用いる場合を示すが、心拍センサ９以外にも、脈拍数を計測する脈拍センサや、呼吸数を計測する呼吸センサを用いる構成としてもよい。

運転支援装置１ａは、図３に示すように、自動運転制御部１１、オーバーライド検出部１２、ドライバ状態判定部１３ａ、可否判定部１４、及び運転切替部１５を備えている。運転支援装置１ａは、ドライバ状態判定部１３の代わりにドライバ状態判定部１３ａを備えている点を除けば、実施形態１の運転支援装置１と同様である。

ドライバ状態判定部１３ａは、車室内カメラ７で撮像した自車のドライバの顔画像に加え、心拍センサ９で逐次検出する自車のドライバの心拍数をもとに、自車のドライバが漫然状態であるか否かを判定する点を除けば、実施形態１のドライバ状態判定部１３と同様である。例えば、ドライバ状態判定部１３ａは、車室内カメラ７で撮像した自車のドライバの顔画像をもとに、脇見といった漫然状態を判定する一方、ドライバの心拍数をもとに、居眠りといった漫然状態を判定すればよい。

このように、複数種類の生体情報センサで自車のドライバの漫然状態を判定することで、１種類の生体情報センサのみでは判定できない漫然状態も判定することが可能になるという利点がある。

（変形例２）
また、車室内カメラ７を用いずに、車室内カメラ７以外の生体情報センサでの検出結果も用いて自車のドライバが漫然状態であるか否かをドライバ状態判定部１３が判定する構成としてもよい。例えば、ドライバの顔に装着した器具に備えられた加速度センサやジャイロセンサでの検出結果をもとにドライバの顔の向きを推定することで、自車のドライバが漫然状態であるか否かを判定する構成とすればよい。

（変形例３）
また、ドライバ状態判定部１３やドライバ状態判定部１３ａが、オーバーライド検出部１２で検出したオーバーライドと、前述の車室内カメラ７等の生体情報センサで検出したドライバの状態との不整合をもとに、自車のドライバの漫然状態を判定する構成としてもよい。

例えば、オーバーライド検出部１２は、ドライバによる自車のステアリング操作をオーバーライドとして検出するものであって、ドライバ状態判定部１３やドライバ状態判定部１３ａが、車室内カメラ７で撮像した顔画像から画像認識処理によって認識するドライバの視線の向きやドライバの顔の向きと、オーバーライド検出部１２で検出したステアリング操作の方向とが一致しない場合に、自車のドライバの漫然状態を判定すればよい。

（変形例４）
また、オーバーライド検出部１２でオーバーライドを検出した後にドライバ状態判定部１３やドライバ状態判定部１３ａで漫然状態か否かの判定を行い、オーバーライドが有効か無効かを可否判定部１４で判定する構成としてもよい。

なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ 運転支援装置、７ 車室内カメラ（カメラ）、９ 心拍センサ（センサ）、１２ オーバーライド検出部、１３、１３ａ ドライバ状態判定部、１４ 可否判定部、１５ 運転切替部、１００ 運転支援システム

Claims (4)

1. 自動運転を行う車両に搭載され、
   自動運転から手動運転に切り替える運転切替部（１５）と、
   前記車両のドライバによるオーバーライドを検出するオーバーライド検出部（１２）とを備え、
   前記オーバーライド検出部で前記オーバーライドを検出したことをもとに、前記運転切替部で自動運転から手動運転に切り替える運転支援装置であって、
   前記車両のドライバが集中力を欠いた状態であるか否かを逐次判定するドライバ状態判定部（１３、１３ａ）とを備え、
   前記運転切替部は、前記オーバーライド検出部で前記オーバーライドを検出した場合であっても、前記ドライバ状態判定部で前記車両のドライバが集中力を欠いた状態であると判定している場合には、自動運転から手動運転へ切り替えないことを特徴とする運転支援装置。
2. 請求項１において、
   前記オーバーライド検出部で前記オーバーライドを検出した場合に、前記ドライバ状態判定部で前記車両のドライバが集中力を欠いた状態であると判定しているか否かに応じて、前記オーバーライドが無効か有効かを判定する可否判定部（１４）を備え、
   前記運転切替部は、前記可否判定部で前記オーバーライドを無効と判定した場合には、自動運転から手動運転へ切り替えない一方、前記可否判定部で前記オーバーライドを有効と判定した場合には、自動運転から手動運転へ切り替えることを特徴とする運転支援装置。
3. 請求項１又は２において、
   前記ドライバ状態判定部は、前記ドライバの顔を含む画像を逐次撮像するカメラ（７）で撮像した撮像画像から画像認識処理によって認識する、前記ドライバの視線の向き、又は前記ドライバの顔の向き、又は前記ドライバの開眼度合いをもとに、前記車両のドライバが集中力を欠いた状態であるか否かを逐次判定することを特徴とする運転支援装置。
4. 請求項３において、
   前記ドライバ状態判定部は、前記ドライバの顔を含む画像を逐次撮像するカメラで撮像した撮像画像に加えて、前記カメラ以外の、前記ドライバの状態を逐次検出するセンサ（９）での検出結果をもとに、前記車両のドライバが集中力を欠いた状態であるか否かを逐次判定することを特徴とする運転支援装置。

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