JP4556738B2 - 運転技量評価装置、運転負担効率報知装置、運転技量評価方法、および運転負担効率報知方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車車両や自動二輪車両を運転する運転者の運転技量を評価する評価装置および評価方法、および、車両を運転する運転者に、車両の運転作業における運転者の肉体負担の効率を報知する運転負担効率報知装置および運転負担効報知方法に関する。

現在、自動車車両を運転する運転者の特性の評価や、自動車車両の操縦安定性の評価、また、自動車車両を運転する運転者の操作作業を支援して自動車車両の挙動を制御する操作支援制御などにおいて、運転中の自動車車両の情報や、運転中の運転者の生体情報が利用されている。

下記特許文献１では、自動車車両に係る運転情報（例えば、アクセルペダルやクラッチペダルの踏み込み状態から得られるエンジン回転数やトランスミッション入力軸回転数など）に基づいて、運転者の技量レベル（例えば、熟練度や危険度）を判定する判定手段を備えた運転技量診断層装置が開示されている。特許文献１では、上記運転情報に基づいて、運転者の運転技量をレベル分けしたり、運転技量がある一定のレベルであるか否かを判別している。特許文献１では、これにより、例えば、当該運転者の運転熟練度が低かったり、あるいは運転危険度が高い場合、その旨を周辺を走行している車両の運転者に知らせることを可能とし、より安全で円滑な運転を実現可能としている。
また、下記特許文献２では、運転者の車両運転操作に係る複数の筋肉の筋電位に基づいてこれら筋肉の競合に関する競合値を算出し、この競合値に基づいて運転者の運転負担の大きさを判定する運転負担判定装置が開示されている。特許文献２では、このように、例えば、両腕の筋電位を測定することにより、運転者の思い通り（運転操作に対して予期どおり）に自動車をコントロールできないという困難さからくる負担を判定できるとしている。そして、このような判定結果を車線変更システムや障害物警報システムなどに適用することで、運転負担が増大するほど、ドライバの余裕が小さいと考えられるため、警報出力や制御介入が行なわれやすくなるように制御内容を補正することができるとしている。
特開２００３−８１０４０号公報 特開２００２−２３０６９９号公報

特許文献１では、上述のように、自動車車両に係る運転情報（例えば、アクセルペダルやクラッチペダルの踏み込み状態から得られるエンジン回転数やトランスミッション入力軸回転数など）のみに基づいて、運転者の技量レベル（例えば、熟練度や危険度）を判定している。このような特許文献１記載の運転技量診断層装置では、例えば、異なる運転者のうち一方の運転者が、より多くの緊張状態でより集中して、肉体的および精神的負担を多く受けながら運転操作を行なった場合の運転情報と、他方の運転者が、よりリラックスした状態で、肉体的および精神的負担をあまり受けずに運転操作を行なった場合の運転情報とが同様な場合（同一自動車車両をそれぞれ同様に運転操作した場合）、これら異なる運転者の技量レベルは、ほぼ同等と判定されることとなる。同様の運転操作を行なう場合でも、運転者の技術レベルが高いほど、よりリラックスして、肉体的および精神的負担をあまり受けずに運転操作が行なえる。上述の例では、よりリラックスした状態で、肉体的および精神的負担をあまり受けずに運転操作を行なった運転者の方が、より技術レベルが高い運転者であると判断されるべきである。このように、特許文献１記載の運転技量診断装置では、このような運転者の状態を加味した、的確な運転技量レベルの判定を行うことはできないといった問題があった。

また、特許文献２では、両腕の筋電位を測定することにより両腕の筋電位の競合値を算出し、この競合値によって運転者の思い通り（運転操作に対して予期どおり）に自動車をコントロールできないという困難さからくる負担を判定できるとしている。しかし、車両の運転作業は、運転者の筋肉の動きによって、車両を操舵するものであり、積極的な操舵（短時間で複雑な操舵）が必要な場合は、当然両腕の筋電位の競合値も大きくなる。運転者の思い通りに自動車をコントロールしている場合でも、積極的に車両を操舵している場合は、運転者の思い通り（運転操作に対して予期どおり）に自動車をコントロールできないという困難さからくる負担は大きいと判定されてしまう。このような判定結果を車線変更システムや障害物警報システムなどに適用すると、実際の運転負担はそれほど大きくないにも関わらず、ドライバの余裕が小さいと判断され、必要以上に、警報出力や制御介入が行なわれてしまうといった問題があった。

そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、自動車車両や自動二輪車両を運転する運転者の運転技量を的確に評価する評価装置および評価方法および、車両を運転する運転者に、車両の運転作業における運転者の肉体負担の効率を的確に報知する肉体負担効率報知装置および肉体負担効率報知方法を提供する。

上記課題を解決するために、本発明は、車両を運転する運転者の運転技量を評価する装置であって、前記車両の運転作業における、前記運転者の肉体的負担の大きさを測定する運転者負担測定手段と、前記運転作業に際し、前記運転者が車両に対して行なう運転操作量の大きさを測定する運転操作量測定手段と、前記運転者の肉体的負担の大きさと前記運転操作量の大きさとを用いて、前記運転者の運転技量を評価する評価手段とを有し、前記評価手段は、前記運転者の肉体的負担の大きさと前記運転操作量の大きさとから、前記車両の運転作業において前記運転者が車両に対して行なう仕事量に対する、前記車両の運転作業における前記運転者の肉体的負担の効率を表す評価値を算出し、この評価値を用いて前記運転者の運転技量のレベルを判定することを特徴とする運転技量評価装置を提供する。

また、前記評価手段は、前記評価値と予め定められた基準値とを比較し、この比較結果に基づいて前記運転者の運転技量のレベルを判定することが好ましい。

この際、前記予め定められた基準値は、前記運転者が運転する車両、または前記運転者の運転によって車両が走行する走路の少なくともいずれか一方に応じて設定された値であることが好ましい。

なお、前記運転者負担測定手段は、前記運転作業に関わる、前記運転者の特定筋肉の筋電位を検出する筋電位検出部と、この筋電位の情報から前記運転者の肉体的負担の大きさ算出する算出部とを備えることが好ましい。

また、前記運転操作量測定手段は、前記運転者の運転作業にともなう、前記車両の操舵角の大きさを検出する操舵角検出部と、この車両の操舵角の情報から前記運転操作量の大きさを算出する算出部とを備えることが好ましい。

また、前記運転操作量測定手段は、さらに、前記運転者の運転作業にともなう、前記車両のステアリング軸周りの操舵トルクを検出する操舵トルク検出部と、前記操舵角検出部で検出された前記操舵角の情報および操舵トルク検出部で検出された前記操舵トルクの情報とから、前記運転者の運転作業にともなう、前記運転者が車両に対して行なう仕事量の大きさを、前記運転操作量として算出する仕事量算出部とを備えることが好ましい。

さらに、前記車両を運転する運転者の運転作業にともなう心理負担量を測定する心理負担量測定手段を備え、前記評価手段は、前記運転者の肉体的負担の大きさと前記運転操作量の大きさに加え、前記心理負担量も用いて、前記運転者の運転技量を評価することが好ましい。

なお、前記心理負担量測定手段は、前記運転者の運転動作と独立した筋肉の活動を検出して、この筋肉の活動に基づいて前記心理負担量を検出する手段であることが好ましい。

さらに、前記車両の走行すべき走路に対する、前記運転者の運転作業による前記車両の走行軌跡のずれ量を測定する走行軌跡偏差測定手段を備え、前記評価手段は、前記運転者の肉体的負担の大きさと前記運転操作量の大きさに加え、前記車両の走行軌跡のずれ量も用いて、前記運転者の運転技量を評価することが好ましい。

また、前記評価手段は、前記車両の状態を表す情報、前記走路の状態を表す情報、および前記車両の周辺環境の状態を表す情報の少なくともいずれか一つの情報に基づき、前記評価結果を補正することが好ましい。

また、前記評価手段は、前記走路の路面状況と対応づけて、前記運転者の運転技量の評価結果を出力することが好ましい。

本発明は、また、車両を運転する運転者に、前記車両の運転作業にともなう、前記運転者の肉体的負担の効率を報知する装置であって、前記車両の運転作業に係る、前記運転者の肉体的負担の大きさを測定する運転者負担測定手段と、前記運転作業に際し、前記運転者が車両に対して行なう運転操作量の大きさを測定する運転操作量測定手段と、前記運転者の肉体的負担の大きさと前記運転操作量の大きさとを用い、前記車両の運転作業において前記運転者が車両に対して行なう運転操作量に対する、前記車両の運転作業における前記運転者の肉体的負担の効率の大きさを表す負担率判定値を算出する負担率判定値算出手段と、前記負担率判定値に応じて、前記運転者に、前記車両の運転作業における、前記運転者の肉体的負担の効率を報知する報知手段とを有することを特徴とする運転負担効率報知装置を併せて提供する。

なお前記運転負担効率報知装置は、前記負担率判定値算出手段において算出された負担率判定値と、予め定められた基準判定値とを比較し、この比較結果に基づいて、前記車両の運転作業における、前記運転者の肉体的負担の効率のレベルを判定する判定手段を備え、前記報知手段は、この判定結果に応じた報知形態で、前記運転者に前記運転者の肉体的負担の効率を報知することが好ましい。

また、前記報知手段は、前記判定手段において、前記負担率判定値が予め定められた警報基準値を下回った場合、前記運転者に警報を発することが好ましい。

本発明は、また、車両を運転する運転者の運転技量を評価する方法であって、前記車両の運転作業における、前記運転者の肉体的負担の大きさを測定する運転者負担測定ステップと、前記運転作業に際し、前記運転者が車両に対して行なう運転操作量の大きさを測定する運転操作量測定ステップと、前記運転者の肉体的負担の大きさと前記運転操作量の大きさとを用いて、前記運転者の運転技量を評価する評価ステップとを有し、前記評価ステップは、前記運転者の肉体的負担の大きさと前記運転操作量の大きさとから、前記車両の運転作業において前記運転者が車両に対して行なう運転操作量に対する、前記車両の運転作業における前記運転者の肉体的負担の効率を表す評価値を算出し、この評価値を用いて前記運転者の運転技量のレベルを判定することを特徴とする運転技量評価方法も併せて提供する。

また、前記評価ステップは、前記評価値と予め定められた基準値とを比較し、この比較結果に基づいて前記運転者の運転技量のレベルを判定することが好ましい。
この際、前記予め定められた基準値は、前記運転者が運転する車両、または前記運転者の運転によって車両が走行する走路の少なくともいずれか一方に応じて設定された値であることが好ましい。

本発明は、さらに、車両を運転する運転者に、前記車両の運転作業における、前記運転者の肉体的負担の効率を報知する方法であって、前記車両の運転作業に係る、前記運転者の肉体的負担の大きさを測定する運転者負担測定ステップと、前記運転作業に際し、前記運転者が車両に対して行なう運転操作量の大きさを測定する運転操作量測定ステップと、前記運転者の肉体的負担の大きさと前記運転操作量の大きさとを用い、前記車両の運転作業において前記運転者が車両に対して行なう運転操作量に対する、前記車両の運転作業における前記運転者の肉体的負担の効率の大きさを表す負担効率判定値を算出する負担効率判定値算出ステップと、前記負担効率判定値に応じて、前記運転者に、前記車両の運転作業における、前記運転者の肉体負担の効率を報知する報知ステップとを有することを特徴とする運転負担効率報知方法も併せて提供する。

本発明によれば、例えば、車両を運転する運転者の運転技量を、運転中の運転者の肉体的負担の大きさと、運転者が車両に対して行なう仕事量の大きさとに基づいて的確に評価することができる。例えば、運転者が運転する走路の状態に応じた運転者の運転技量のレベルそれぞれを、定性的または定量的に評価することができる。また、運転者が運転する車両の操作性についても的確に評価することができる。また、車両を運転する運転者に、車両の運転作業における運転者の肉体負担の効率を的確に報知することができる。

以下、本発明の運転者技量評価装置と運転技量評価方法、および、運転負担効率報知装置と運転負担効率報知方法について、添付の図面に示される好適実施例を基に詳細に説明する。
図１は、本発明の運転技量評価装置および運転負担効率報知装置の双方を備えた車両１１について説明する概略構成図である。車両１１には、この車両１１を運転操作する運転者１２の、運転操作作業における肉体的負担の大きさを測定するとともに、この運転操作作業に際し、運転者１２が車両の操作系１４に対して行なう操作量の大きさを測定し、これら肉体的負担の大きさと操作量の大きさとを用いて、運転者１２の運転技量を評価する運転技量評価装置１０（以降、技量評価装置１０とする）が備えられている。また、車両１１には、上記運転者１２の運転作業中の肉体的負担の大きさと、運転者１２の行なう操作量の大きさとを用いて、車両１１の運転作業における、運転者１２の肉体負担の効率を報知する肉体負担効率報知手段８０（以降、負担効率報知装置８０とする）も併せて備えている。車両１１では、これら技量評価装置１０および負担効率報知装置８０は、一部の手段（具体的には、後述する肉体的負担測定手段３０〔肉体的負担測定手段３０については図１に示していない〕、操作量測定手段２０、およびモニタ５２など）を共有している。

車両１１には、技量評価装置１０、負担効率評価装置８０を構成する構成部材の他に、運転者１２の行なう運転操作動作の情報を取得するための運転操作情報取得センサ１３が設けられている。運転操作情報取得センサ１３としては、運転者１２のブレーキペダルの踏み込み操作に関する情報を取得するためのブレーキ圧センサ１３ａや、運転者１２のアクセルペダルの踏み込み操作に関する情報を取得するためのスロットルセンサ１３ｂなどを備えている。車両１１には、また、運転者１２の操作に応じた車両１１の挙動の情報を取得するための車両挙動情報取得センサ１５が設けられている。車両挙動情報取得センサ１５としては、車両１１のヨー方向の挙動を検出するヨーレートセンサ１５ａや、車両１１の車速を検出する車速センサ１５ｂ、車両１１の位置を検出するためのＧＰＳセンサ１５ｃなどを備えている。これら運転操作情報取得センサ１３で取得された運転操作情報や、車両挙動情報取得センサ１５で取得された車両挙動情報は、後述する運転技量評価装置１０による運転技量評価や、負担効率報知装置８０による負担効率報知において用いられる。

まず、本発明の運転者技量評価装置および運転技量評価方法について説明する。
図２は、本発明の運転技量評価装置の一例である、車両１１に備えられた評価装置１０について説明する概略構成図である。評価装置１０は、車両を運転する運転者１２の、運転操作作業における肉体的負担の大きさを測定するとともに、この運転操作作業に際し、運転者１２が車両の操作系１４に対して行なう操作量の大きさを測定し、これら肉体的負担の大きさと操作量の大きさとを用いて、運転者１２の運転技量を評価する装置である。技量評価装置１０は、操作量測定手段２０と、肉体的負担測定手段（負担測定手段）３０と、データ処理手段４０とを有して構成されている。

操作量測定手段２０は、運転者１２による、ステアリングシャフト１８に軸支されたステアリングホイール１６の回転角を検出することで、運転者１２の運転操作による、ステアリングホイール１６のステアリングシャフト１８の軸周りの回転角（操舵角）のデータを取得する操舵角センサ２２と、運転者１２の運転操作（ステアリングホイールの回転操作）によって発生する、ステアリングシャフト１８の軸回りのトルクを検出するトルクセンサ２４と、検出された操舵角およびトルクの時系列の波形を処理し、運転者１２が車両１１に対して行なう、時系列の運転操作量の情報を求める操作量情報算出部２６とを有する。

操舵角センサ２２は、公知の回転角検出手段であればよく、トルクセンサ２４も公知のトルクセンサであればよい。操舵角センサ２２で取得された操舵角の時系列データ、およびトルクセンサ２４で取得されたトルクの時系列データは、それぞれ、操作量情報算出部２６へと送られる。操作量情報算出部２６は、操舵角の時系列データ、およびトルクの時系列データをサンプリングすることによって、操舵角波形およびトルク波形を生成し、この操舵角波形およびトルク波形を用いて操作量情報を算出する部位である。

図３（ａ）には、操作量情報算出部２６において生成された操舵角波形の一例を示す。操作量測定装置２０は、具体的には、操舵角データおよびトルクデータそれぞれをサンプリングして全波整流を行った後、それぞれを平滑化フィルタ（ローパスフィルタ）を用いて平滑化した、操舵角の信号波形（操舵波形）およびトルクの信号波形（トルク波形）を生成する。そして、操舵波形について時間微分して操舵角の波形を生成する。そしてこの操舵角の波形の値とトルク波形の値について、同時刻（単位時間あたり）の値を乗算した値を算出し、この乗算した値を、運転者１２が車両１２に対して行なう仕事率の波形として生成する。さらに、この仕事率の波形のＲＭＳ（Ｒｏｏｔ Ｍｅａｎｓ Ｓｑｕａｒｅ）値を、操作量情報として算出する。ＲＭＳ値は、仕事率の波形の所定の期間中の平均値（単純加算平均値）からの波形の偏差の二乗和の平方根である。所定の期間とは、例えば、０．５秒〜１０秒であり、好ましくは、３．０秒程度である。この所定の期間は、一般的な運転者が、車両の運転中に頻繁に行なう修正操舵（直進中の車両の進行方向を一定に保つための操舵）の周波数を考慮して選択された値である。これら、操作量情報（仕事率の波形のＲＭＳ値）は、データ処理手段４０に送られる。なお、操作量情報としては、上記ＲＭＳ値に限定されず、単純に所定期間における仕事率の波形の積分値であってもよい。

なお、本発明の運転技量評価方法において操作量情報は、運転者が車両に対して行なう運転操作量の大きさを表す値であればよく、上記仕事率の波形を用いた値に限定されない。例えば、操舵角波形のみを用いた値であってもよい。ただし、上記仕事率を用いた場合、運転者が車両に対して行なう仕事量も考慮した、より正確な運転技量の評価を行なうことができる。より正確に、運転技量の評価を行なうには、操作量情報の算出において、仕事率の波形を用いることが好ましい。なお、より簡易な構成で、安価に運転者技量評価装置を構成したい場合などは、上述の操舵角波形のみを用いて操作量情報を算出すればよい。

肉体的負担測定手段３０は、運転者１２の左右の三角筋の筋電位を検出する検出センサ３２および３４と、電極３６と、検出センサ３２および３４からの筋電位を増幅するアンプ３８と、増幅された左右の三角筋の筋電位の時系列波形を処理し、運転操作作業における運転者１２の時系列の肉体負担を表す、時系列の肉体負担情報を求める肉体負担情報算出部３９とを有して構成される。

検出センサ３２は、ドライバの左肩の三角筋の筋電位を検出するセンサであって、Ａｇ／ＡｇＣＬ皿型電極が対になって構成され、この一対の皿型電極が所定の間隔、数ｍｍ、例えば５ｍｍ離間して三角筋の位置する左肩の表面に貼り付けられる。
検出センサ３４は、ドライバの右肩の三角筋の筋電位を検出するセンサであって、検出センサ２２と同様に、Ａｇ／ＡｇＣＬ皿型電極が対になって構成され、この一対の皿型電極が所定の間隔、数ｍｍ、例えば５ｍｍ離間して三角筋の位置する左肩の表面に貼り付けられる。
なお、検出センサ３２および３４の電極は、Ａｇ／ＡｇＣＬに限定されず、Ａｇやステンレス等の他の材料によって構成されたものであってもよい。
ここで、ドライバの皮膚表面への貼り付けは、スクラブで擦り、アルコールで汚れをおとして電極糊を用いて行う。その際、電気抵抗は３０ｋΩ（５ｋΩが望ましい）以下にするまで汚れを落とす。二つの電極は測定する筋の筋腹に、筋繊維に対し平行に装着する。貼り付け位置は、図４に示すように、鎖骨の外側の端部Ｘから指三本分、腕長手方向に離れた位置Ｙに、所定の間隔を開けて貼り付ける。

一方、電極３６は、ドライバの電位を一定に保つために電気的に不活性な位置であるドライバの耳たぶに貼り付けられるアース電極であり、検出センサ３２および３４による測定を正確に行うために設けられる。なお、アンプ３８に接続された電極３６は、アンプ３８を介してアースされる。
アンプ３８は、検出センサ３２、３４とリード線により接続されており、検出センサ３２、３４で検出された筋電位を増幅する公知の作動増幅器である。
検出センサ３２および３４にて検出され、増幅された筋電位は肉体負担情報算出部３９に送られる。

肉体負担情報算出部３９は、２つの三角筋の筋電位の時系列データをサンプリングすることによって、筋電位波形を生成し、この筋電位波形を用いて、時系列の肉体負担情報を算出する部位である。肉体負担情報算出部３９では、検出センサ３２、３４で検出された筋電位をサンプリングして全波整流を行った後、平滑化フィルタ（ローパスフィルタ）を用いて平滑化した筋電位の信号波形（筋電位波形）を、左右の三角筋それぞれについて生成する。図３（ｂ）および図３（ｃ）は、上述の図３（ａ）に示す操舵角波形に対応する、左右の三角筋の筋電位波形をそれぞれを示している（平滑化前の波形である）。図３(ａ) 〜(ｃ)から、運転者１２の三角筋それぞれの活動に応じて、車両１１のステアリングホイール１６の操舵角が変動していることがわかる。言い換えれば、運転者１２の操作量に応じて、運転者１２の肉体的負担は変動している。本発明の運転者技量評価装置は、これら操作量に対する筋電位の大きさの度合いを評価して、車両１１の運転操作作業における、車両１１の運転操作に必要な負担以外の、運転者１２の余分な肉体的負担の大きさを評価することで、運転者１２の運転技量を評価するものである。なお、運転者１２の肉体的負担の大きさを測定するには、上記筋電位の計測に限らず、例えば、運転操作作業にともなう筋肉の振動を直接表す筋音情報を計測してもよい。

図３（ｂ）および図３（ｃ）に示すような、平滑化前の筋電位の信号は、本来筋が収縮したときに発生する高周波成分を持った信号である。しかし、図３（ａ）に示すように、運転者１２によるステアリングホイール１６の操舵角の波形は高周波成分を持たない（仕事率の波形についても同様である）。このため、筋電位波形が、筋の収縮により発生する力に対応するように、全波整流後平滑化を行なう。

そして肉体負担情報算出部３９では、これらの筋電位波形それぞれから、左右の筋電位波形それぞれについてのＲＭＳ（Ｒｏｏｔ Ｍｅａｎｓ Ｓｑｕａｒｅ）値を算出し、この左右の三角筋のＲＭＳ値を幾何平均処理した値を、車両１１の運転作業における、運転者１２の肉体的負担の大きさを表す肉体負担情報とし算出する。ＲＭＳ値は、所定の期間中の平均値(単純加算平均値)からの波形の偏差の二乗和の平方根である。この所定の期間は、上記操作量情報の算出における所定の期間と同じ期間である。また、平均処理は、各所定の期間毎のＲＭＳ値それぞれについて行なう（すなわち、所定期間毎の肉体負担情報が算出される）。この平均処理は、幾何平均処理に限られず、通常の平均（単純加算平均）処理を行なってもよいが、好ましくは、精度の点で幾何平均処理が好適に用いられる。算出された所定期間毎の肉体負担情報は、データ処理手段４０に供給される。

データ処理手段４０は、評価値算出部４２と、運転技量レベル判定部４４と、メモリ４６と、ＣＰＵ４８とを備えて構成されている。データ処理手段４０は、メモリ４６に記憶されたプログラムをＣＰＵ４８が実行することで、各部が機能するコンピュータである。負担測定装置２０から送られた肉体負担情報、および操作量測定手段３０から送られた操作量情報は、ともに、データ処理手段４０のメモリ４６に記憶される。なお、データ処理手段４０には、図示しない入力装置が接続されており、オペレータがこの入力装置を操作することで、後述する評価時間範囲や評価基準値などが変更可能となっている。

評価値算出部４２は、メモリ４６に記憶された肉体負担情報および操作量情報を呼び出し、これらの情報に基づいて、運転中の所定の時間範囲（評価時間範囲）における評価値を算出する。ここで算出する評価値は、運転者１２が行なった運転操作作業における、所定の時間範囲での操作量（運転者１２が行った操作量）に対する、この所定の時間範囲での運転者１２の肉体的負担の効率を表す値である。上述のように、メモリ４６には、上記所定の期間毎の肉体負担情報（筋電位のＲＭＳ値の情報）、および上記所定の期間（例えば３秒）毎の操作量情報（仕事率のＲＭＳ値の情報）が記憶されている。評価値算出部４２は、これらの情報を用い、所定の時間範囲（例えば１５秒）における評価値を算出する。所定の時間範囲での運転者１２の肉体的負担は、例えば、この所定の時間範囲における、上記肉体負担情報の積算値（負担積算値）を算出するとともに、この所定の時間範囲における、上記操作量情報の積算値（操作積算値）を算出する。そして、この負担積算値に対する操作積算値の割合（肉体負担効率）を算出する。この肉体負担効率は、運転者１２の肉体負担の単位量あたりの操作量を表しており、所定の時間範囲での運転者１２の肉体的負担の効率を表す値である。評価値算出部４２では、この肉体負担効率を評価値として算出する。
なお、本発明においては、評価値として、上記肉体負担効率を求めることに限定されず、例えば、上記操作積算値の値から上記負担積算値の値を差し引いた値を、評価値として用いてもよい。この場合も、評価値は、負担積算値に対する操作積算値の大きさの度合いを表している（差分としてあらわしている）。本発明における評価値は、運転者が行なった運転操作作業における、運転者が行った操作量に対する運転者の肉体的負担の効率を表す値であればよく、特に限定されない。

運転技量レベル判定部４４は、評価値算出部４２で算出された評価値と、予め設定された評価基準値とを比較することで、運転者１２の運転技量レベルを判定する。評価基準値は、例えば、上述の図示しない入力装置によって予め設定されている。例えば、車両１１を運転操作して特定走路を走行させた際の、運転者１２の運転技量のレベルを判定したい場合、標準的な運転技量をもつ所定の運転者が、この車両１１を運転操作して上記特定走路を走行した際の評価値を基準評価値として設定しておく。運転者１２が車両１１を運転してこの特定走路を走行した際の評価値を算出して、上述の基準評価値と比べることで、運転者１２の運転技量のレベルを判定することができる。この場合、上述の所定の時間範囲は、特定走路を走行している時間全体に設定すればよい。例えば、運転者１２の評価値が、標準的な運転技量をもつ所定の運転者の評価値より低い場合、運転者１２の運転技量は未熟なレベルであると判定すればよい。また、運転者１２の評価値が、標準的な運転技量をもつ所定の運転者の評価値より高い場合、運転者１２の運転技量は上級者レベルであると判定すればよい。これら基準評価値は複数あってもよく、判定されるレベルについても、例えば、未熟レベル、中級レベル、上級レベル、最上級レベルとレベルの段階の数は限定されない。このような判定結果は、データ処理手段４０と接続されたモニタ５２に表示すればよい。モニタ５２は、例えば、図１に示すように、運転者１２が運転中に確認できる位置に、車両１１に設けられており、運転者１２は、必要に応じて自己の運転技量を確認可能となっている。

なお、本発明の運転技量評価装置では、必ずしも、運転技量レベル判定部を有していなくとも構わない。
例えば、運転者１２の走行路の状態に応じた運転技量を評価したい場合は、予め運転者１２が車両１１を運転して、所定の標準走路を走行した際の標準評価値を算出しておく。この標準走路としては、例えば、運転技量の高低によらず、いかなる運転者でも簡単にストレスなく走行できる、乾燥した路面の直線舗装路などであればよい。そして、運転者１２が車両１１を運転して、例えば、コーナーが続く山岳路や、交通量の多い市街地、凹凸の多い路面など、それぞれ異なる走行路状態を走行した場合それぞれの評価値を算出し、それぞれの評価値について、標準評価値に対する指数を算出すればよい。この場合、上述の所定の時間範囲は、各路面状態の走路を走行している時間それぞれに設定すればよい。この指数は、所定の走路を走行する場合の運転者１２の運転技量に対する、各走路状態での運転者１２の運転技量の変化の度合いを表している。本発明の運転技量評価装置では、このような指数を出力することで、運転者の運転技量を評価してもよい。
本発明の運転技量評価装置では、このように、評価の基準となる評価値を、種々変更することで、様々な状態に応じた運転者１２の運転技量を定性的に評価することができる。

また、本発明の運転技量評価装置では、評価値を必ずしも算出する必要はない。例えば、データ処理部４０に図示しない散布図作成手段を設け、この散布図作成手段において、上記操作積算値および負担積算値をそれぞれ軸とし、これら操作積算値および負担積算値の対応関係を表す散布図を作成することで、運転者１２の運転技量を評価してもよい。
例えば、運転者１２の走行路の状態に応じた運転技量を評価したい場合、上述のように、予め運転者１２が車両１１を運転して所定の標準走路を走行した際の、負担積算値および操作積算値を算出しておく。そして、運転者１２が車両１１を運転して、例えば、コーナーが続く山岳路や、交通量の多い市街地、凹凸の多い路面など、それぞれ異なる走行路状態を走行した場合それぞれの、負担積算値および操作積算値を算出する。そして、各走路状態毎の操作積算値および負担積算値の対応関係を表す散布図を作成する。そして、さらに、この散布図上に、所定の標準走路を走行した場合それぞれの、操作積算値および負担積算値の対応関係を表す点（標準点）をプロットし、この散布図を出力すればよい。

図５は、本発明の運転技量評価装置において作成される、運転者１２の操作積算値および負担積算値の対応関係を表す散布図の一例である。図５に示す点Ｐ_０は、運転者１２が車両１１を運転操作して、所定の標準走路を走行した際の操作積算値および負担積算値の対応関係を表す点（標準点）である。また、図５に示す点Ｐ_ａは、例えば、運転者１２が車両１１を運転操作して、山岳路を走行した際の、操作積算値および負担積算値の対応関係を表す点である。また、図５に示す点Ｐ_ｂは、例えば、運転者１２が車両１１を運転操作して、市街地を走行した際の、操作積算値および負担積算値の対応関係を表す点である。図５に示す散布図においては、図５に示す矢印Ａの示す方向にある点ほど肉体負担の効率が悪く（例えば操作積算値／負担積算値の値が低く）、矢印Ｂの示す方向にある点ほど肉体負担の効率が良い（例えば操作積算値／負担積算値の値が高い）。図５に示す例では、点Ｐ_０に示す所定の標準走路を走行した場合において、運転者１２の運転技量は最も高い。次いで、点Ｐ_ｂに示す市街地を走行した場合において、運転技量が高く、最も運転技量が低くなるのが、点Ｐ_ａに示す場合山岳路を走行した場合となることがわかる。このような散布図から、運転者の様々な状況下での定性的な運転技量を、視覚的に把握することができる。

なお、本発明の運転技量評価装置では、上記操作情報および肉体負担情報のみに限らず、例えば、運転中の運転者１２の心理状態を表す心理量も併せて用いて、運転者の運転技量を評価してもよい。この場合、例えば、図６に示すような咬筋電位測定手段６０によって、運転者１２の咬筋の活動情報を取得して、心理量を求めればよい。咬筋電位測定手段６０は、上述の筋電位センサと同様、約５ｍｍ程度離して配置する電極６２，６３と、基準電位をとるアース電極６４とで構成されており。顔面Ｆの咬筋Ｘ（破線）の上部の皮膚に電極６２，６３を貼付するとともに、耳たぶにアース電極６４を貼付し、運転者１２の運転中の咬筋の電位を取得する。ここで、咬筋は、顔の側面にある大きな筋で、側頭筋と共に咀嚼筋と呼ばれ顎の閉じ動作、例えば、咀嚼や発話を行う動作に作用する。そのため、咬筋は、腕や足などの筋肉を使用して行う自動車の運転などの作業中では、通常、活動しない。ところが、運転者１２にストレスが生じて全身に力が入ってしまう場合には、咬筋にも「力み」が生じる。このストレスが生じているときの咬筋の筋電信号を計測し、運転者１２に生じているストレス（心理的負担）を測定することができる。本発明の運転者技量評価装置では、例えば、このように測定した咬筋の電位を、上述の三角筋の電位と同様な処理を行って、所定期間におけるＲＭＳ値を算出し、所定時間におけるＲＭＳ値の積算値（心理負担積算値）を算出し、この心理負担積算値を用いて運転者１２の運転技量を評価してもよい。例えば、この心理積算値自体を評価値として用いて、上述のように運転者１２の各状況における運転技量のレベルを判定してもよいし、各状況における運転技量を指数で表してもよい。なお、心理量の算出手段としては、上記咬筋の電位を計測することに限定されず、例えば、運転者１２の心拍、発汗、脳血流量、顔面温度などを計測し、この計測結果から、上記心理量の値を算出してもよい。

また、本発明の運転技量評価装置では、例えば、運転者１２が運転操作する車両１１の走行状態を表す走行状態量も併せて用いて、運転者の運転技量を評価してもよい。例えば、図７に示すような、運転者１２が運転操作する車両１１を予め定められた走行コース（目標軌跡）で走行させる場合の、実際の運転者１２が運転操作した車両１１の走行軌跡（実軌跡）の、この目標軌跡に対する偏差の値を走行状態量として用いればよい。このような偏差は、車両１１に設けられたＧＰＳセンサ１５ｃによって測定された実軌跡と、予め定められた目標軌跡とから容易に算出することができる。例えば、この走行状態量自体を評価値として用いて、上述のように運転者１２の各状況における運転技量のレベルを判定してもよいし、各状況における運転技量を指数で表してもよい。
これら上述の心理量や走行状態量は、それぞれ独立に評価値として扱っても構わない。また、上記肉体負担情報および操作負担情報から得られた指数と、心理量や走行状態量の指数を合計した合計点を用い、運転者１２の運転技量を総合的に評価してもよい。

また、データ処理手段４０において、上述の評価結果を、例えば、車両１１の走行時の周辺環境によって補正してもよい。例えば、車両１１の走行時の天候（晴れ、小雨、大雨、霧、雪など）や路面状況（ドライ、ウエット、アイスバーンなど）、交通状況（渋滞、スムーズな流れなど）および速度（高速走行、低速走行など）に応じて、補正してもよい。例えば、雨や雪の場合は、運転技量レベルを高めに評価するように、実際の評価結果を補正すればよい。これらの補正量は、例えばデータ処理手段４０のメモリ４６に記憶された、各周辺環境毎の補正量のデータベースに応じて行なえばよい。なお、各周辺環境毎の補正量は、各評価値（肉体負担情報および操作負担情報から得られた評価値、心理量から得られた評価値、および走行状態量から得られた評価値）毎に、設定されていることが好ましい。

また、一般的に、運転技量の高い運転者ほど、運転操作や、この運転操作に応じた車両の挙動は滑らかである。本発明の運転者技量評価装置では、データ処理手段４０において、運転者１２の運転動作の滑らかさや、車両１１の挙動の滑らかさを検出し、これら滑らかさの値に応じて、運転技量の評価結果を補正してもよい。これら運転者１２の運転操作の滑らかさは、車両１１に設けられた、ブレーキ圧センサ１３ａ、スロットルセンサ１３ｂなどの運転操作情報取得センサによって検出される、運転者の各操作動作のデータから求めることができる。また、車両１１の挙動の滑らかさは、車両１１に設けられたヨーレートセンサ１５ａ、車速センサ１５ｂ、ＧＰＳセンサ１５ｃによって検出される、車両１５の各挙動のデータから求めることができる。データ処理手段４０では、これら滑らかさの値が高いほど、運転者の運転技量が高く評価されるよう、評価結果を補正すればよい。

このような、運転技量評価装置１０を用いて行なわれる、本発明の運転者１２の運転技量評価方法について説明する。以降、車両１１を運転操作して特定走路を走行させた際の、運転者１２の運転技量のレベルを判定する場合について説明する。まず、データ処理手段４０のメモリ４６には、予め、標準的な運転技量をもつ所定の運転者が、この車両１１を運転操作して上記特定走路を走行した際の評価値が基準評価値として設定されている。また、運転者１２の三角筋の位置する肩の表面には、予め、上述の検出センサ３２、３４および電極３６とが貼られている。図８は、このような運転技量評価方法のフローチャート図である。

運転者１２の運転技量判定が開始されると、肉体的負担検出装置３０は、上述のように運転者１２の左右の三角筋の時系列の筋電位データの検出を開始する（ステップＳ１０２）。左右の三角筋の筋電位の時系列データは、肉体負担情報算出部３９でサンプリングされて筋電波形が生成され、肉体負担情報算出部３９において、この筋電波形を用いて、時系列（所定期間毎の）の肉体負担情報が算出される（ステップＳ１０４）。また、三角筋の筋電位の検出開始と同時に、運転者１２の運転技量判定が開始されると、操作量測定手段２０において、上述のように、時系列の操舵角データおよび時系列のトルクデータが検出される（ステップＳ１０６）。時系列の操舵角データおよび時系列のトルクデータは、肉体負担情報算出部３９でサンプリングされて、操舵角波形およびトルク波形が生成され、肉体負担情報３９において、これら操舵角波形およびトルク波形を用いて、上述の時系列（所定期間毎の）の運転操作量情報が算出される（ステップＳ１０８）。これら所定期間毎の肉体負担情報および操作情報は、テータ処理部４０のメモリ４２に記憶される。これら所定期間毎の肉体負担情報および運転操作情報の取得と記憶は、少なくとも車両１１が上述の特定走路を走行している時間範囲にわたって、連続して実施する。

車両１１が特定走路の走行を終了すると、この時間範囲での肉体負担情報および操作量情報について、データ処理手段４０によってデータ処理が行われる。まず、評価値算出部４２において、上述のように運転中の所定の時間範囲（特定走路を走行していた時間に対応する時間範囲）における評価値が算出される（ステップＳ１１０）。そして、運転技量レベル判定部４４において、この評価値と予め定められた上述の基準評価値とが比較されて、上述のように、車両１１を運転操作して特定走路を走行させた際の、運転者１２の運転技量のレベルが判定される（ステップＳ１１２）。そして、この判定結果が、モニタ５２に表示されて出力される（ステップＳ１１４）。本発明の運転技量評価方法は、このように実施される。

図９および図１０は、本発明の運転技量評価装置において出力された、本発明の運転技量評価方法による評価結果の一例である。図９に示す図は、複数の運転者Ｄ_１〜Ｄ_４それぞれが同一車両を運転操作して、同一走路を走行した際の、走路条件に応じた運転技量の変動を、各運転者毎に表す図である。図９では、複数の運転者Ｄ_１〜Ｄ_４それぞれが同一車両を運転操作して、複数の区間に分割された同一走路を走行した際の、各運転者の運転技量を各区間毎に表している。図９においては、各運転者の各区間毎の運転技量を、運転者Ｄ_１〜Ｄ_４それぞれが同一車両を運転操作して、この同一走路を走行することで算出された各区間毎の評価値それぞれの指数によって表している。図９において評価値としては、上記負担積算値に対する操作積算値の割合（肉体負担効率）の値を用いている。詳しくは、運転者Ｄ_１が上記同一車両で別コース（いかなる運転者でも簡単にストレスなく走行できる、乾燥した路面の直線舗装路）を走行した際に算出された評価値を１００とし、各運転者の各区間毎の評価値を指数として表している。

図９における同一走路の総長は１６ｋｍであり、走行開始地点（０ｋｍ）から８ｋｍ地点までは、比較的交通量の多い市街地の道路であり、８ｋｍ地点から１６ｋｍ地点は、交通量は比較的少ないがコーナーが連続する山岳路である。同一走路は２ｋｍ毎に複数（８つ）の区間に分割されている。図９では、各運転者Ｄ_１〜Ｄ_４毎に、これら複数の区間それぞれを走行している時間範囲それぞれにおいて上述の評価値を算出し、各評価値を指数として表している。図９から、各運転者Ｄ_１〜Ｄ_４が上記同一車両を運転操作して上記同一走路を走行した際の、走路条件に応じた運転技量の変動を、各運転者毎に把握することができる。例えば、運転者Ｄ_１は、市街地であっても山岳路であっても、運転技量が変化せず、かつ全般的に高い技量をもつ運転者であると判断することができる。また、運転者Ｄ２は、市街地の走行については高い技量を有するが、山岳路の走行では比較的低い技量しかもたない、山岳路の走行技量が未熟なドライバであると判断することができる。また、運転者Ｄ_３は、山岳路の走行については高い技量を有するが、市街地の走行については低い技量しかもたない、市街地の走行技量が未熟なドライバであると判断することができる。また、運転者Ｄ_４は、市街地の走行および山岳路の走行ともに、走行技量が未熟なドライバであると判断することができる。本発明の運転技量評価方法によれば、このように、走路条件の違いによる運転者の運転技量の変動を定性的に評価することができる。

また、図１０に示す図は、運転者Ｄ_５が上記同一車両を運転操作して、上記同一走路を繰り返し走行した際の、繰り返し回数に応じた運転技量の変動を、繰り返し回数毎に表す図である。図１０において、各運転者の繰り返し回数毎の運転技量は、運転者Ｄ_５が同一車両を運転操作して、この同一走路を走行することで算出された各区間毎の評価値を、図９と同様の指数で表している。図１０に示すように、運転者Ｄ_５の運転技量は、運転の繰り返し回数の増加にともない、上昇している。同一車両で同一走路を繰り返し走行した場合、運転技量が上昇することは当然であり、本発明の運転技量評価方法は、運転者の運転技量を好適に評価できることが確認できる。本発明の運転技量評価方法によれば、このように、運転者個人の運転技量を、定性的かつ定量的に評価することが可能である。

なお、本発明の運転技量評価装置を用いれば、例えば、運転者自身が各走行条件毎の自分の運転技量を評価値として把握することができ、運転が苦手な走路の別（市街地または山岳路など）や、運転が苦手な車両の別（軽自動車のような小型車や、ＲＶ車のような大型車）などを把握することができる。また、走行条件毎の運転技量を定性的かつ定量的に評価することができ、運転者の運転訓練に用いることで、運転訓練の成果や達成度などを的確に判断することができる。例えば、ペーパードライバーのように運転に余裕のない人の運転訓練や、バス、タクシーなど２種免許の取得対象者の運転訓練、雪道や凍結路などの悪条件での運転訓練、初心者など運転に不慣れな人の運転訓練、モータースポーツなどでの練習用途、テストドライバーの訓練用途などに好適に利用できる。

ところで、所定の運転者が運転者技量が高いと評価される走行状況は、運転者が容易に運転操作作業を行なった状況であるといえる。すなわち所定の状況下での、運転者が行なった運転操作作業における、運転者が行った操作量に対する運転者の肉体的負担の効率は、この状況下での運転操作作業の容易性を表しているともいえる。例えば、運転技量評価装置を用い、同一の運転者が、それぞれ異なる複数の車両それぞれを運転操作し、それぞれの車両で同一の特定走路を走行した場合のそれぞれについて、上述の評価値を算出すれば、この評価値を用いて、それぞれ異なる複数の車両それぞれの運転操作のし易さ（運転操作性）を評価することができる。これら評価の方法は、上記運転技量の判定と同様に行なえばよい。本発明の運転技量評価装置は、車両の操縦性評価装置としても機能するものである。

次に、本発明の運転負担効率報知装置について説明する。図１１は、本発明の運転者負担報知装置の一例である、車両１１に設けられた負担効率報知装置８０について説明する概略構成図である。負担効率報知装置８０は、上記運転者技量評価装置１０と一部が同じ構成となっている。具体的は、負担効率報知装置８０は、上記操作量測定手段２０と、上記負担測定手段３０と、データ処理手段７０と、報知手段５０とを備えて構成されている。負担効率報知装置８０は、上記操作量測定手段２０と、上記負担測定手段３０と、報知手段５０のモニタ５２とを、運転者技量評価装置１０と併用している。上記操作量測定手段２０と、上記負担測定装置３０とについては、詳細な説明は省略する。

操作量測定手段２０は、上述のように、運転者１２が車両１１に対して行なう、時系列の運転操作量の情報を求め、データ処理手段７０に出力する。運転操作量の情報としては、上述の仕事率の波形のＲＭＳ値が挙げられる。負担測定手段３０は、上述のように、運転操作作業における運転者１２の時系列の肉体的負担を表す、時系列の肉体負担情報を求め、データ処理手段７０に出力する。肉体負担情報としては、上述の左右の筋電位波形それぞれについてのＲＭＳ（Ｒｏｏｔ Ｍｅａｎｓ Ｓｑｕａｒｅ）値を幾何平均処理した値が挙げられる。
これら運転操作量の情報および肉体負担情報は、それぞれＲＭＳ値を算出した際の、各ＲＭＳ値に対応する所定期間毎に求められ、逐次データ処理手段７０に出力される。

データ処理手段７０は、負担効率算出部７２と、負担効率レベル判定部７４と、メモリ７６と、ＣＰＵ７８とを備えて構成されている。データ処理手段７０は、メモリ７６に記憶されたプログラムをＣＰＵ７８が実行することで、各部が機能するコンピュータである。負担測定手段３０から送られた肉体負担情報、および操作量測定手段２０から送られた操作量情報は、逐次、負担効率算出部７２に送られる。なお、データ処置手段７０には、図示しない入力装置が接続されており、オペレータがこの入力装置を操作することで、後述する評価時間範囲や評価基準値などが変更可能となっている。

負担効率算出部７２は、負担測定手段３０から送られる肉体負担情報、および操作量測定手段２０から送られる操作量情報を受け取り、これらの情報に基づいて、所定期間（上述の例では、３秒）毎の負担効率判定値を算出する。ここで算出する負担効率判定値は、運転者１２が行なった運転操作作業における、上記所定期間での操作量（運転者１２が行った操作量）に対する、この所定期間での運転者１２の肉体的負担の効率を表す値である。例えば、上記所定期間毎の肉体負担情報に対する、対応する各所定期間毎の操作量の割合を算出する。この負担効率判定値は、所定期間での運転者１２の肉体的負担の効率を表している。なお、本発明においては、負担効率判定値として、例えば、上記操作積算値の値から上記負担積算値の値を差し引いた値を用いてもよい。本発明における負担効率判定値は、運転者が行なった運転操作作業における、運転者が行った操作量に対する運転者の肉体的負担の効率を表す値であればよく、特に限定されない。

負担効率レベル判定部７４は、負担効率算出部７２で算出された負担効率判定値と、予め設定された判定基準値とを比較して、運転者１２の負担効率判定値がこの判定基準を下回っているか否かを判定する。判定基準値は、例えば、上述の図示しない入力装置によって予め設定されている。例えば、標準的な運転技量をもつ所定の運転者が、この車両１１を運転操作して特定走路を走行した際、車両１１が所定のコースから逸脱しそうになった状態での、この所定の運転者の負担効率判定値を判定基準値として設定しておく。運転者の肉体的負担の効率は上述のように、運転者の技量に対応している。運転者の肉体的負担の効率が低下する状況では（すなわち、運転操作に係る、運転者の肉体負担が増加する状況では）運転者は低い技量しか発揮できない。このような場合、車両の操作は困難となり、車両を運転者が思うようには運転操作できなくなる。負担効率レベル判定部７４では、運転者１２が車両１１を運転する最中において、逐次算出される負担効率判定値と上述の基準評価値とを逐次比較して、運転者１２に係る肉体的負担が、車両の操作は困難となる程度であるか否かを逐次判定する。

負担効率レベル判定部７４は、報知手段５０のモニタ５２およびスピーカ５４それぞれの動作を制御し、上述の判定結果に応じた報知形態で報知手段５０によって、運転者１２に判定結果を報知する。例えば、運転者１２の負担効率判定値が上記判定基準以上である場合、負担効率レベル判定部７４は、モニタ５２に負担効率判定値を送るとともに、モニタ５２の画面に負担効率判定値を表示させて、運転者１２の現在の肉体負担効率を報知する。一方、運転者１２の負担効率判定値が上記判定基準を下回った場合、負担効率レベル判定部７４は、モニタ５２に負担効率判定値を送るとともに、モニタ５２の画面に負担効率判定値を、点滅表示させるなど、通常と異なる表示形態で表示する（警報モードで表示する）。また、同時にスピーカ５４から警告音を発生させ、運転者１２に現在の肉体負担効率が、車両の操作が困難となる程度であることを知らせる。
なお、上述の運転技量評価装置１０の場合と同様、上述の心理量や走行状態量、周辺環境、運転動作や車両挙動の滑らかさを用いて、判定結果の補正や判定基準の変更を行なってもよい。

このような、負担効率報知装置８０を用いて行なわれる、車両１１を運転中の運転者１２の運転負担効率の報知方法について説明する。図１２は、負担効率報知装置８０を用いて行なわれる、本発明の運転技量評価方法の一例のフローチャート図である。本発明のデータ処理部７０のメモリ７６には、予め、標準的な運転技量をもつ所定の運転者が、この車両１１を運転操作して特定走路を走行した際、車両１１が所定のコースから逸脱しそうになった状態での、この所定の運転者の負担効率判定値が、判定基準値として設定されている。また、運転者１２の三角筋の位置する肩の表面には、予め、上述の検出センサ３２、３４および電極３６とが貼られている。

運転者１２の運転負担効率の報知が開始されると、肉体的負担検出装置３０は、上述のように運転者１２の左右の三角筋の時系列の筋電位データの検出を開始する（ステップＳ２０２）。左右の三角筋の筋電位の時系列データは、肉体負担情報算出部３９でサンプリングされて筋電波形が生成され、肉体負担情報３９において、この筋電波形を用いて、所定期間毎の肉体負担情報が算出される（ステップＳ２０４）。また、三角筋の筋電位の検出開始と同時に、運転者１２の運転技量判定が開始されると、操作量測定手段２０において、上述のように、時系列の操舵角データおよび時系列のトルクデータが検出される（ステップＳ２０６）。時系列の操舵角データおよび時系列のトルクデータは、肉体負担情報算出部３９でサンプリングされて、操舵角波形およびトルク波形が生成され、肉体負担情報３９において、これら操舵角波形およびトルク波形を用いて、上述の所定期間毎の運転操作量情報が算出される（ステップＳ２０８）。

所定期間毎の肉体負担情報および運転操作量情報が逐次算出されると、負担効率算出部７２において、所定期間毎の肉体負担効率判値が逐次算出される（ステップＳ２１０）。そして、負担効率レベル判定部７４において、この肉体負担効率判値と予め定められた上述の判定基準値とが逐次比較されて、上述のように、車両１１を運転操作する運転者１２の負担効率判定値がこの判定基準を下回っているか否かを判定する（ステップＳ２１２）。負担効率レベル判定部７４は、この判定結果に応じた報知形態で報知手段５０によって、運転者１２に判定結果を報知する。例えば、肉体負担効率判値が判定基準値以上である場合、通常の報知形態で肉体負担判定値の値をモニタ５２に表示する（ステップＳ２１４）。また、肉体負担効率判値が判定基準値未満である場合、警告報知形態で肉体負担判定値の値をモニタ５２に表示するとともに、スピーカ５４から警告音を発生させる（ステップＳ２１６）。これら負担効率の判定（ステップＳ２１２）および報知（ステップＳ２１４またはステップＳ２１６）は、運転者１２による車両１１の運転操作が終了するまで、上記所定期間毎の肉体負担効率判値が算出されるたびに、逐次行なわれる。運転者１２による車両１１の運転操作が終了すると（ステップＳ２１８による判定がＹＥＳになると）、運転負担効率の報知は終了する。

図１３（ａ）は、ステップＳ２０６において、操作量測定手段２０で取得された、車両１１の時系列の操舵角データの一例である。また、図１３（ｂ）および（ｃ）は、図１３（ａ）に示す時系列の操舵角のデータが取得された際、ステップＳ２０２において肉体的負担検出装置３０で取得された、左右の三角筋の時系列の筋電位データの一例である。図１３（ｂ）および（ｃ）に示す例では、走行開始から約３９秒後に、運転者１２の肉体的負担が一時的に高まっている（三角筋が活動している）。これに対して、図１３（ａ）に示す時系列の操舵角のデータでは、走行開始から約３９秒後においても操舵角は特に変動していない。この走行開始から約３９秒後の時点において、例えば、車両が路面の轍に車輪を取られ、運転者がこの外乱に反してステアリングホイールを保持する（回転しないように保持する）必要があったなど、運転者１２の肉体的負担が一時的に増加する何らかの事象が起こったと考えられる。運転者負担報知装置８０においては、これら時系列の筋電位のデータ、時系列の操舵角データおよび時系列のトルクデータが連続して取得され、所定期間毎の肉体負担情報および運転操作量情報が逐次算出される。

図１４は、図１３（ｂ）および（ｃ）に示す、運転者１２の左右の三角筋の時系列の筋電位データ、および、図１３（ａ）に示す、車両１１の時系列の操舵角データを用いて算出された、所定期間毎の肉体負担効率判値の値を示している。上述したように、走行開始から約３９秒後に、運転者１２の肉体的負担が一時的に高まっているのに対して、走行開始から約３９秒後においても操舵角は特に変動していない。そのため、走行開始から約３９秒後に、肉体負担効率判値は大きく低下し、基準判定値の値を下回っている。負担効率報知装置８０においては、この判定結果が出た時点で、報知手段５０によって警告報知を行なうことで、運転者１２に肉体負担効率が低下していることを知らせる。

運転者１２は、このような負担効率報知装置８０を用いることで、車両の運転操作中、運転者１２自身の肉体的負担の効率が低下して、低い技量しか発揮できない状態であるか否かをリアルタイムで認識することができる。これにより、運転者１２自身の肉体的負担の効率が低下している場合には、より注意深い慎重な運転に切り替えるなど、走行安全性を高めるための対応をリアルタイムでとることができる。また、自身の肉体的負担の効率が低下する走行状況を認識することができ、自身の運転の特性を把握することができる。また、自身の運転技量を高めるためには、どのような状況下における運転技量を高めればよいかを的確に認識することができ、このような情報に基づいて運転訓練を行なうことで、運転技量を効率的に高めることができる。

本発明の運転者負担報知装置によれば、上述の運転技量評価装置と同様、例えば、運転者自身が様々な走行条件それぞれにおいての自分の運転技量を把握することができ、運転が苦手な走路（市街地または山岳路など）や、運転がの苦手な車両（軽自動車のような小型車や、ＲＶ車のような大型車）などを把握することができる。また、走行条件毎の肉体的負担の効率を定性的かつ定量的に評価することができ、運転者の運転訓練に用いることで、運転訓練の成果や達成度などを的確に判断することができる。例えば、ペーパードライバーのように運転に余裕のない人の運転訓練や、バス、タクシーなど２種免許の取得対象者の運転訓練、雪道や凍結路などの悪条件での運転訓練、初心者など運転に不慣れな人の運転訓練、モータースポーツなどでの練習用途、テストドライバーの訓練用途などに好適に利用できる。

以上、本発明の運転技量評価装置、運転負担効率報知装置、運転技量評価方法、および運転負担効率報知方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのはもちろんである。

本発明の運転技量評価装置および運転負担効率報知装置の双方を備えた車両について説明する概略構成図である。 本発明の運転技量評価装置の一例について説明する概略構成図である。 （ａ）は、図２に示す運転技量評価装置の操作量情報算出部において生成された操舵角波形の一例を示すグラフであり、（ｂ）および（ｃ）は、（ａ）に示す操舵角波形に対応する、左右の三角筋の筋電位波形をそれぞれ示すグラフである。 図２に示す運転技量評価装置の肉体的負担測定手段の、運転者への貼り付け位置について説明する図である。 図２に示す運転技量評価装置において作成される、運転者の操作積算値および負担積算値の対応関係を表す散布図の一例である。 本発明の運転技量評価装置の他の例で用いられる、運転中の運転者の心理量を測定するための咬筋電位測定手段について説明する図である。 本発明の運転技量評価装置の他の例で用いられる、運転者が運転操作する車両の走行状態を表す走行状態量の一例である、車両の走行軌跡の目標軌跡に対する偏差の値について説明する図である。 本発明の運転技量評価方法の一例のフローチャート図である。 本発明の運転技量評価装置において出力された、本発明の運転技量評価方法による評価結果の一例である。 本発明の運転技量評価装置において出力された、本発明の運転技量評価方法による評価結果の他の例である。 本発明の運転者負担報知装置の一例について説明する概略構成図である。 本発明の運転技量評価方法の一例のフローチャート図である。 （ａ）は、図１１に示す運転技量評価装置の操作量情報算出部において生成された時系列の操舵角の一例を示すグラフであり、（ｂ）および（ｃ）は、（ａ）に示す操舵角波形に対応する、左右の三角筋の時系列の筋電位をそれぞれ示すグラフである。 図１３（ｂ）および（ｃ）に示す、運転者の左右の三角筋の時系列の筋電位データ、および、図１３（ａ）に示す時系列の操舵角データを用いて算出された、所定期間毎の肉体負担効率判値の値を示している。

符号の説明

１０ 運転技量評価装置
１１ 車両
１２ 運転者
１３ 運転操作情報取得センサ
１３ａ ブレーキ圧センサ１３
１３ｂ スロットルセンサ
１４ 操作系
１５ 車両挙動情報取得センサ
１５ａ ヨーレートセンサ
１５ｂ 車速センサ
１５ｃ ＧＰＳセンサ
１６ ステアリングホイール
１８ ステアリングシャフト
２２ 操舵角センサ
２４ トルクセンサ
２６ 操作量情報算出部
３０ 肉体的負担測定手段
３２、３４ 検出センサ
３６ 電極
３８ アンプ
３９ 肉体負担情報算出部
４０、７０ データ処理手段
４２ 評価値算出部
４４ 運転技量レベル判定部
４６ メモリ
４８ ＣＰＵ
５２ モニタ
６０ 咬筋電位測定手段
６２，６３ 電極
６４ アース電極
７２ 負担効率算出部
７４ 負担効率レベル判定部
８０ 肉体負担効率報知手段

Claims (18)

1. 車両を運転する運転者の運転技量を評価する装置であって、
   前記車両の運転作業における、前記運転者の肉体的負担の大きさを測定する運転者負担測定手段と、
   前記運転作業に際し、前記運転者が車両に対して行なう運転操作量の大きさを測定する運転操作量測定手段と、
   前記運転者の肉体的負担の大きさと前記運転操作量の大きさとを用いて、前記運転者の運転技量を評価する評価手段とを有し、
   前記評価手段は、前記運転者の肉体的負担の大きさと前記運転操作量の大きさとから、前記車両の運転作業において前記運転者が車両に対して行なう仕事量に対する、前記車両の運転作業における前記運転者の肉体的負担の効率を表す評価値を算出し、この評価値を用いて前記運転者の運転技量のレベルを判定することを特徴とする運転技量評価装置。
2. 前記評価手段は、前記評価値と予め定められた基準値とを比較し、この比較結果に基づいて前記運転者の運転技量のレベルを判定することを特徴とする請求項１記載の運転技量評価装置。
3. 前記予め定められた基準値は、前記運転者が運転する車両、または前記運転者の運転によって車両が走行する走路の少なくともいずれか一方に応じて設定された値であることを特徴とする請求項２記載の運転技量評価装置。
4. 前記運転者負担測定手段は、前記運転作業に関わる、前記運転者の特定筋肉の筋電位を検出する筋電位検出部と、この筋電位の情報から前記運転者の肉体的負担の大きさ算出する算出部とを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の運転技量評価装置。
5. 前記運転操作量測定手段は、前記運転者の運転作業にともなう、前記車両の操舵角の大きさを検出する操舵角検出部と、この車両の操舵角の情報から前記運転操作量の大きさを算出する算出部とを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の運転技量評価装置。
6. 前記運転操作量測定手段は、さらに、前記運転者の運転作業にともなう、前記車両のステアリング軸周りの操舵トルクを検出する操舵トルク検出部と、前記操舵角検出部で検出された前記操舵角の情報および操舵トルク検出部で検出された前記操舵トルクの情報とから、前記運転者の運転作業にともなう、前記運転者が車両に対して行なう仕事量の大きさを、前記運転操作量として算出する仕事量算出部とを備えることを特徴とする請求項５記載の運転技量評価装置。
7. さらに、前記車両を運転する運転者の運転作業にともなう心理負担量を測定する心理負担量測定手段を備え、
   前記評価手段は、前記運転者の肉体的負担の大きさと前記運転操作量の大きさに加え、前記心理負担量も用いて、前記運転者の運転技量を評価することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の運転技量評価装置。
8. 前記心理負担量測定手段は、前記運転者の運転動作と独立した筋肉の活動を検出して、この筋肉の活動に基づいて前記心理負担量を検出する手段であることを特徴とする請求項７記載の運転技量評価装置。
9. さらに、前記車両の走行すべき走路に対する、前記運転者の運転作業による前記車両の走行軌跡のずれ量を測定する走行軌跡偏差測定手段を備え、
   前記評価手段は、前記運転者の肉体的負担の大きさと前記運転操作量の大きさに加え、前記車両の走行軌跡のずれ量も用いて、前記運転者の運転技量を評価することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載の運転技量評価装置。
10. 前記評価手段は、前記車両の状態を表す情報、前記走路の状態を表す情報、および前記車両の周辺環境の状態を表す情報の少なくともいずれか一つの情報に基づき、前記評価結果を補正することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項記載の運転技量評価装置。
11. 前記評価手段は、前記走路の路面状況と対応づけて、前記運転者の運転技量の評価結果を出力することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項記載の運転技量評価装置。
12. 車両を運転する運転者に、前記車両の運転作業にともなう、前記運転者の肉体的負担の効率を報知する装置であって、
    前記車両の運転作業に係る、前記運転者の肉体的負担の大きさを測定する運転者負担測定手段と、
    前記運転作業に際し、前記運転者が車両に対して行なう運転操作量の大きさを測定する運転操作量測定手段と、
    前記運転者の肉体的負担の大きさと前記運転操作量の大きさとを用い、前記車両の運転作業において前記運転者が車両に対して行なう運転操作量に対する、前記車両の運転作業における前記運転者の肉体的負担の効率の大きさを表す負担率判定値を算出する負担率判定値算出手段と、
    前記負担率判定値に応じて、前記運転者に、前記車両の運転作業における、前記運転者の肉体的負担の効率を報知する報知手段とを有することを特徴とする運転負担効率報知装置。
13. さらに、前記負担率判定値算出手段において算出された負担率判定値と、予め定められた基準判定値とを比較し、この比較結果に基づいて、前記車両の運転作業における、前記運転者の肉体的負担の効率のレベルを判定する判定手段を備え、
    前記報知手段は、この判定結果に応じた報知形態で、前記運転者に前記運転者の肉体的負担の効率を報知することを特徴とする請求項１２記載の運転負担効率報知装置。
14. 前記報知手段は、前記判定手段において、前記負担率判定値が予め定められた警報基準値を下回った場合、前記運転者に警報を発することを特徴とする請求項１３記載の運転負担効率報知装置。
15. 車両を運転する運転者の運転技量を評価する方法であって、
    前記車両の運転作業における、前記運転者の肉体的負担の大きさを測定する運転者負担測定ステップと、
    前記運転作業に際し、前記運転者が車両に対して行なう運転操作量の大きさを測定する運転操作量測定ステップと、
    前記運転者の肉体的負担の大きさと前記運転操作量の大きさとを用いて、前記運転者の運転技量を評価する評価ステップとを有し、
    前記評価ステップは、前記運転者の肉体的負担の大きさと前記運転操作量の大きさとから、前記車両の運転作業において前記運転者が車両に対して行なう運転操作量に対する、前記車両の運転作業における前記運転者の肉体的負担の効率を表す評価値を算出し、この評価値を用いて前記運転者の運転技量のレベルを判定することを特徴とする運転技量評価方法。
16. 前記評価ステップは、前記評価値と予め定められた基準値とを比較し、この比較結果に基づいて前記運転者の運転技量のレベルを判定することを特徴とする請求項１５記載の運転技量評価方法。
17. 前記予め定められた基準値は、前記運転者が運転する車両、または前記運転者の運転によって車両が走行する走路の少なくともいずれか一方に応じて設定された値であることを特徴とする請求項１６記載の運転技量評価方法。
18. 車両を運転する運転者に、前記車両の運転作業における、前記運転者の肉体的負担の効率を報知する方法であって、
    前記車両の運転作業に係る、前記運転者の肉体的負担の大きさを測定する運転者負担測定ステップと、
    前記運転作業に際し、前記運転者が車両に対して行なう運転操作量の大きさを測定する運転操作量測定ステップと、
    前記運転者の肉体的負担の大きさと前記運転操作量の大きさとを用い、前記車両の運転作業において前記運転者が車両に対して行なう運転操作量に対する、前記車両の運転作業における前記運転者の肉体的負担の効率の大きさを表す負担効率判定値を算出する負担効率判定値算出ステップと、
    前記負担効率判定値に応じて、前記運転者に、前記車両の運転作業における、前記運転者の肉体負担の効率を報知する報知ステップとを有することを特徴とする運転負担効率報知方法。

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