JP5922553B2 - 運転単調性判定装置及び運転単調性判定方法 - Google Patents

運転単調性判定装置及び運転単調性判定方法 Download PDF

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Description

本発明は、車両の運転者(ドライバ)による車両運転の単調性を判定する運転単調性判定装置及び運転単調性判定方法に関する。
例えば下記の特許文献1には、車両を運転するドライバの不注意の度合いに依存して警告信号の規模を変更する技術が開示されている。当該特許文献1の開示技術では、走行ペダル位置信号、ブレーキペダル位置信号、操舵角信号、車道の路肩分離線までの距離信号ないしは未来の距離経過、室内カメラによって検出されたドライバの姿勢に関する信号などの個々のパラメータを重み付けした後に結合して1つの最終的パラメータを算出し、この最終的パラメータに依存する警告を出力する。
また、例えば下記の特許文献2には、車両を運転するドライバの運転者状態をより詳細に判別できるようにするため、覚醒度、注意集中度、運転能力の3つの要素のうちの複数(少なくとも2つ以上)の要素を反映する運転者情報を検出し、当該運転者情報及び車両・運転環境情報に基づいて運転者状態を判定する技術が開示されている。また、当該特許文献2には、運転者情報を算出する際に、アクセルペダル操作量やブレーキペダル操作量を用いるようにしてもよいことが示唆されている。
特開2003−323700号公報(段落[0013]) 特開2007−265377号公報(段落[0015]、[0019]、[0123])
上述の特許文献1及び特許文献2の開示技術などを始めとする従来の技術によれば、ドライバの運転状態を検出するためにアクセルペダルの操作量を用いることは既に公知である。しかしながら、従来の技術は、ドライバの運転操作(ハンドルの操舵など)やドライバの状態(ドライバの姿勢や開眼時間など)を示す様々なパラメータを取得し、これらのパラメータを総合的に組み合わせることで、ドライバの運転状態の検出精度を向上させるよう発展してきており、より複雑化する様相を呈している。
上記の課題に鑑み、本発明は、特にアクセルペダル操作から得られる情報に係る処理に対して工夫を施すことで、効率的かつ簡潔な構成及び処理によってドライバによる運転の単調性を判定する技術を実現することを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明によれば、車両運転の単調性を判定する運転単調性判定装置であって、
前記車両運転の際のドライバによるアクセルペダルの踏み込み位置を収集する収集部と、
前記収集部によって収集された前記アクセルペダルの踏み込み位置に関する情報を蓄積するデータバッファと、
前記データバッファに蓄積された前記アクセルペダルの踏み込み位置に関する情報の時間的な差分を計算して、前記アクセルペダルの踏み込み位置の単位時間当たりの踏み込み運動量を算出する踏み込み運動量演算部と、
前記アクセルペダルの戻り方向の動きを無視して前記アクセルペダルの踏み込み方向の動きを表すゼロ又は正の値の前記踏み込み運動量を抽出し、基準時間の範囲内に含まれる踏み込み運動量の第1の集合と、前記基準時間よりも短い判定対象時間の範囲内に含まれる踏み込み運動量の第2の集合とを比較して、前記基準時間における車両運転に対する前記判定対象時間における車両運転の単調性の増減を判定し、その判定結果を出力する単調性決定部とを、
有する運転単調性判定装置が提供される。
さらに、本発明によれば、前記車両運転の際の車速データを収集する車速データ収集部と、
前記車速データ収集部によって収集された前記車速データを蓄積する車速データバッファと、
前記判定対象時間の範囲内に含まれる前記車速データに基づいて、前記判定対象時間における平均車速を算出する平均車速演算部とを、
有し、前記単調性決定部は、前記車両運転の単調性の増減の判定に用いるパラメータとして、さらに前記平均車速を用いる運転単調性判定装置が提供される。
さらに、本発明によれば、前記アクセルペダルの踏み込み位置に関する情報として、前記アクセルペダルのアクセル開度と前記アクセルペダルのペダルロッド長との積を用いる運転単調性判定装置が提供される。
さらに、本発明によれば、前記単調性決定部は、前記第1の集合から算出される第1の代表値と、前記第2の集合から算出される第2の代表値とを比較する運転単調性判定装置が提供される。
さらに、本発明によれば、前記単調性決定部は、前記第1及び第2の集合のそれぞれから求められるヒストグラムに係る数値を、前記第1及び第2の代表値とする運転単調性判定装置が提供される。
さらに、本発明によれば、前記単調性決定部は、前記第1の代表値に基づく複数段階のレベルを設定し、前記第2の代表値が前記複数段階のレベルのいずれに属するかを求めることで前記車両運転の単調性の増減を判定して、その判定結果をレベル値として出力する運転単調性判定装置が提供される。
また、上記の目的を達成するため、本発明によれば、車両運転の単調性を判定する運転単調性判定装置による運転単調性判定方法であって、
前記車両運転の際のドライバによるアクセルペダルの踏み込み位置を収集する収集ステップと、
前記収集ステップで収集された前記アクセルペダルの踏み込み位置に関する情報をデータバッファに蓄積する蓄積ステップと、
前記データバッファに蓄積された前記アクセルペダルの踏み込み位置に関する情報の時間的な差分を計算して、前記アクセルペダルの踏み込み位置の単位時間当たりの踏み込み運動量を算出する踏み込み運動量演算ステップと、
前記アクセルペダルの戻り方向の動きを無視して前記アクセルペダルの踏み込み方向の動きを表すゼロ又は正の値の前記踏み込み運動量を抽出し、基準時間の範囲内に含まれる踏み込み運動量の第1の集合と、前記基準時間よりも短い判定対象時間の範囲内に含まれる踏み込み運動量の第2の集合とを比較して、前記基準時間における車両運転に対する前記判定対象時間における車両運転の単調性の増減を判定し、その判定結果を出力する単調性決定ステップとを、
有する運転単調性判定方法が提供される。
さらに、本発明によれば、前記車両運転の際の車速データを収集する車速データ収集ステップと、
前記車速データステップで収集された前記車速データを車速データバッファに蓄積する車速データ蓄積ステップと、
前記判定対象時間の範囲内に含まれる前記車速データに基づいて、前記判定対象時間における平均車速を算出する平均車速演算ステップとを、
有し、前記単調性決定ステップにおいて、前記車両運転の単調性の増減の判定に用いるパラメータとして、さらに前記平均車速を用いる運転単調性判定方法が提供される。
さらに、本発明によれば、前記アクセルペダルの踏み込み位置に関する情報として、前記アクセルペダルのアクセル開度と前記アクセルペダルのペダルロッド長との積を用いる運転単調性判定方法が提供される。
さらに、本発明によれば、前記単調性決定ステップにおいて、前記第1の集合から算出される第1の代表値と、前記第2の集合から算出される第2の代表値とを比較する運転単調性判定方法が提供される。
さらに、本発明によれば、前記単調性決定ステップにおいて、前記第1及び第2の集合のそれぞれから求められるヒストグラムに係る数値を、前記第1及び第2の代表値とする運転単調性判定方法が提供される。
さらに、本発明によれば、前記単調性決定ステップにおいて、前記第1の代表値に基づく複数段階のレベルを設定し、前記第2の代表値が前記複数段階のレベルのいずれに属するかを求めることで前記車両運転の単調性の増減を判定して、その判定結果をレベル値として出力する運転単調性判定方法が提供される。
本発明は、特にアクセルペダル操作から得られる情報に係る処理に対して工夫を施すことで、効率的かつ簡潔な構成及び処理によってドライバによる運転の単調性を判定できるようにするという効果を有する。
本発明の実施の形態における運転単調性判定装置の構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態において、ドライバによるアクセルペダルの踏み込みの様子を示す模式図である。 本発明の実施の形態において、ドライバによるアクセルペダルの踏み込みの様子を極座標系によって示す図である。 本発明の実施の形態において、時刻とアクセル開度データLとの関係の一例を示すグラフである。 本発明の実施の形態における運転単調性判定装置の単調性判定部の動作の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態において、時刻とアクセルペダルの踏み込み運動量との関係の一例を示すグラフである。 本発明の実施の形態において、アクセルペダルの踏み込み運動量の頻度の一例を示すヒストグラムである。 本発明の実施の形態における運転単調性判定装置の単調性判定部の運転単調性判定処理(レベル算出処理)の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態において、平均車速データMVの条件式と指数αとの関係の一例を示す表である。 本発明の実施の形態において、ピーク値P0、P1の条件式とレベル(Lv)との関係の一例を示す表である。 本発明の実施の形態において、レベル判定処理の具体的な概念の一例を示すヒストグラムである。 本発明の実施の形態において、レベル判定処理の具体的な概念の一例を示す別のヒストグラムである。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
本発明の実施の形態では、アクセルペダルの踏み込み位置の単位時間当たりの踏み込み運動量を算出し、基準時間の範囲内に含まれる踏み込み運動量の第1の集合と、前記基準時間よりも短い判定対象時間の範囲内に含まれる踏み込み運動量の第2の集合とを比較して、前記基準時間における車両運転に対する前記判定対象時間における車両運転の単調性の増減を判定し、その判定結果を出力する。また、特に、本発明の実施の形態では、アクセルペダルの戻り方向の動きを無視して、アクセルペダルの踏み込み方向の動きを表すゼロ又は正の値の踏み込み運動量を抽出する。
なお、本発明に係る基本技術は、運転の単調性を指標化する技術であることに留意されたい。本発明によって指標化された運転の単調性は、ドライバの疲労、不注意、漫然運転などを検出するための一要素として使用可能であるが、これに限定されず、例えば、ドライバによる運転の安定性(ドライバの低燃費走行の技術などを含む)を検出するための一要素として使用可能でもある。すなわち、本発明によって指標化された運転の単調性を、運転動作の危険性に関連付けて否定的に解釈することも可能であり、また、運転動作の安定性に関連付けて肯定的に解釈することも可能である。
また、本発明は、ドライバの運転操作(ハンドルの操舵など)やドライバの状態(ドライバの姿勢や開眼時間など)を示す様々なパラメータを取得し、これらのパラメータを総合的に組み合わせることを否定するものではないことに留意されたい。本発明は、特にアクセルペダル操作から得られる情報に係る処理に対して工夫を施すものであり、その他様々なパラメータと組み合わせてもよいことは明らかである。
まず、図1を参照しながら、本発明の実施の形態における運転単調性判定装置の構成について説明する。図1は、本発明の実施の形態における運転単調性判定装置の構成の一例を示すブロック図である。図1に図示されている運転単調性判定装置は、アクセルペダル位置センサ11、アクセル開度データ収集部12、アクセル開度データバッファ13、車速センサ21、車速データ収集部22、車速データバッファ23、単調性判定部30を有している。
アクセルペダル位置センサ11、アクセル開度データ収集部12、アクセル開度データバッファ13は、ドライバによるアクセルペダルの操作に係るデータを収集する機構を構成している。アクセルペダル位置センサ11は、ドライバによるアクセルペダルの踏み込みによって変動するアクセルペダルの位置を検出する機能を有する。アクセル開度データ収集部12は、アクセルペダル位置センサ11によって検出されたアクセルペダルの位置に基づいて、アクセル開度データLを算出する機能を有する。アクセル開度データバッファ13は、アクセル開度データ収集部12で算出されたアクセル開度データLを蓄積する機能(メモリ)を有する。
ドライバによるアクセルペダルの踏み込みの様子は、例えば、図2に図示されているように模式的に表すことができる。アクセルペダルは、アクセルペダルの支点Oを中心として略円弧を描くように動くことから、図3に図示されているように、アクセルペダルの支点Oを中心とした極座標系で表すことが可能である。具体的には、アクセルペダルに負荷がかかっていない状態をアクセルペダルの基準位置(角度0°)とすることで、アクセルペダルが操作されてアクセルペダルに負荷がかかった状態(すなわち、アクセルペダルが足で踏まれた状態)の位置を角度(アクセル開度Θ)によって表すことが可能である。
また、アクセル開度データ収集部12は、アクセルペダル位置センサ11によって検出されたアクセルペダルの位置(アクセル開度Θ)を取得し、アクセルペダルの位置(アクセル開度Θ)に基づいてアクセル開度データLを算出することが可能である。アクセル開度データ収集部12は、例えば、所定のサンプリングレート(例えば、500ms)でアクセルペダルの位置(アクセル開度Θ)を取得して、アクセル開度Θとペダルロッド長rとの積を計算して、アクセル開度データL(=r×Θ)とすることが可能である。なお、この場合、アクセル開度データL(=r×Θ)は、ドライバがアクセルペダルを足で踏み込むペダル部が移動した扇周長(移動距離)である。
アクセル開度データ収集部12によって収集されるアクセル開度データLは、車両の運転状態に応じて刻々と変動し、例えば、図4に例示されているように(時刻t,アクセル開度データL)のグラフで表すことが可能である。アクセル開度データバッファ13には、例えば(時刻t,アクセル開度データL)などのような形式によって、アクセル開度データLが計測時刻と共に蓄積される。なお、アクセル開度データバッファ13には、単調性判定部30による処理(後述)のために、少なくとも所定の基準時間T0分のアクセル開度データLが蓄積される。所定の基準時間T0として、1トリップ(例えば、ナビゲーションシステムにおいて目的地が設定された時点から計測開始、あるいは、エンジン始動又は車両走行の開始時から計測開始)が設定されてもよく、あるいは、直近30分又は1時間などが設定されてもよい。
車速センサ21、車速データ収集部22、車速データバッファ23は、車両の速度(車速)に係るデータを収集する機構を構成している。車速センサ21は、車速を検出する機能を有している。車速データ収集部22は、車速センサ21によって検出された車速を、例えば所定のサンプリングレート(例えば、500ms)で取得し、車速データVを取得する機能を有している。また、車速データバッファ23は、車速データ収集部22で収集された車速を、車速データVとして蓄積する機能(メモリ)を有している。
車速データ収集部22は、例えば、所定のサンプリングレート(例えば、500ms)で車速を取得し、車速データVとして車速データバッファ23に蓄積することが可能である。車速データVの取得に係るサンプリングレートは、アクセル開度データLの取得に係るサンプリングレートとは異なっていてもよい。また、上記アクセル開度データLと同様に、車速データVも車両の運転状態に応じて刻々と変動するものであり、計測時刻と共に車速データバッファ23に蓄積される。なお、車速データバッファ23には、単調性判定部30による処理(後述)のために、少なくとも所定の判定対象時間T1分の車速データVが蓄積される。所定の判定対象時間T1は上記所定の基準時間T0より短くてもよく、例えば所定の判定対象時間T1として直近5分又は10分などが設定されてもよい。
単調性判定部30は、アクセル開度データバッファ13に蓄積されたアクセル開度データLと、車速データバッファ23に蓄積された車速データVとに基づいて、ドライバの運転の単調性を判定する機能を有している。単調性判定部30は、例えば、踏み込み運動量演算部31、平均車速演算部32、分布解析/レベル決定部33により構成される。
踏み込み運動量演算部31は、アクセル開度データバッファ13に蓄積されているアクセル開度データLから、所定の時間(例えば、所定の基準時間T0又は所定の判定対象時間T1など)の範囲内に含まれるアクセル開度データLを取得し、それぞれの所定の時間における踏み込み運動量を演算する機能を有している。また、平均車速演算部32は、車速データバッファ23に蓄積されている車速データVから、所定の時間(例えば、所定の判定対象時間T1など)の範囲に含まれる車速データVを取得し、所定の時間における平均車速データMVを演算する機能を有している。また、分布解析/レベル決定部33は、踏み込み運動量演算部31で算出された踏み込み運動量と、平均車速演算部32で算出された平均車速データMVとに基づいて、所定の時間(例えば、所定の判定対象時間T1など)における運転の単調性を判定する機能を有している。分布解析/レベル決定部33は、運転の単調性の判定結果を、例えばドライバによる運転の単調性を指標化した情報(レベル値)として出力することが可能である。
なお、アクセルペダル位置センサ11や車速センサ21は、車両に設置されている従来のセンサを用いることが可能である。また、アクセル開度データ収集部12、車速データ収集部22、単調性判定部30は、車両に搭載されている組み込みプロセッサ やOBD(On-board diagnostics)シリアルポート経由で接続されたコンピュータなどによって実現可能である。また、アクセル開度データバッファ13や車速データバッファ23は、車両内の記憶装置や外部記憶装置によって実現可能である。
次に、図5のフローチャートを参照しながら、本発明の実施の形態における動作の一例について説明する。図5は、本発明の実施の形態における運転単調性判定装置の単調性判定部30の動作の一例を示すフローチャートである。なお、図5では、上述のように、アクセルペダル位置センサ11及びアクセル開度データ収集部12の処理によって、アクセル開度データバッファ13にアクセル開度データLが蓄積されており、上述の車速センサ21及び車速データ収集部22における処理によって、車速データバッファ23に車速データVが蓄積されている状態を前提とする。
図5において、単調性判定部30の平均車速演算部32は、車速データバッファ23に蓄積されている車速データVから、所定の判定対象時間T1の範囲に含まれる車速データVを読み込み(ステップS101)、読み込んだ車速データVから所定の時間における平均車速データMVを計算する(ステップS103)。判定対象時間T1は例えば直近の5分又は10分などとすることが可能であり、また、平均車速データMVは、判定対象時間T1における平均車速を表すものである。
また、単調性判定部30の踏み込み運動量演算部31は、アクセル開度データバッファ13に蓄積されているアクセル開度データLから、基準時間T0及び判定対象時間T1の範囲に含まれるアクセル開度データLを読み込み(ステップS105、S107)、基準時間T0及び判定対象時間T1のそれぞれに係る踏み込み運動量を算出する(ステップS109、S111)。基準時間T0は、判定対象時間T1よりも長い時間(例えば1トリップや30分又は1時間など)であり、ステップS105及びS107において、踏み込み運動量演算部31は、アクセル開度データバッファ13から読み込んだ基準時間T0の範囲に含まれるアクセル開度データLから、判定対象時間T1の範囲に含まれるアクセル開度データLを抽出することが可能である。また、ステップS101及びS103における平均車速データMVの計算、ステップS105及びS109における基準時間T0の踏み込み運動量の計算、ステップS107及びS111における判定対象時間T1の踏み込み運動量の計算は、それぞれ並列処理によって行われてもよく、図5に示されているステップの処理順序に限定されるものではない。
ここで、踏み込み運動量演算部31において算出される踏み込み運動量について説明する。上述のように、アクセル開度Θはアクセルペダルの位置を表す数値であり、時間経過を参酌することで時刻に依存したアクセルペダルの動きを算出することが可能である。例えば、ある時刻におけるアクセル開度Θと単位時間経過後のアクセル開度Θとの差などのような、時間的に隣接するアクセル開度Θの差を算出することで、単位時間当たりのアクセルペダルの位置変化を算出することが可能である。本発明の実施の形態では、上記のように時間的に変化するアクセルペダルの位置(アクセル開度Θ)に伴って変化するアクセル開度データLの変化(単位時間当たりのアクセルペダルの移動距離)を踏み込み運動量と呼ぶ。なお、アクセルペダルの踏み込み運動量は、時間的に隣接するアクセル開度Θの差を算出した場合には、アクセル開度Θの計測に係るサンプリングレート(例えば500ms)と同一の単位時間ごとの移動距離となるが、必ずしもアクセル開度Θの計測に係るサンプリングレートを、アクセルペダルの踏み込み量を算出する際の単位時間とする必要はない。
アクセルペダルの踏み込み運動量は、アクセルペダルが図3の矢印Aの方向(踏み込み方向)に移動している場合には正の値となり、アクセルペダルが図3の矢印Bの方向(戻り方向)に移動している場合には負の値となる。すなわち、アクセルペダルの踏み込み運動量は、例えば、図6に図示されているように、アクセルペダルの移動方向に応じて、正の値又は負の値(あるいは0)を取る。
本発明の実施の形態は、アクセルペダルが図3の矢印Aの方向(踏み込み方向)に移動する際の踏み込み運動量についてのみ考慮する一方、アクセルペダルが図3の矢印Bの方向(戻り方向)に移動する際の踏み込み運動量については考慮しないことを特徴とする。アクセルペダルは、ばねなどの構造物によって、基準位置(アクセル開度0°)の位置に戻ろうとする弾性力が働くよう設計されている。すなわち、ドライバは、戻り方向へアクセルペダルを移動させる場合には、アクセルペダルに負荷をかける動作を行うことなく、足の踏む力を弱くするだけでよい。本発明では、ドライバによってアクセルペダルが踏み込まれる場合を、ドライバの状態(ドライバの脳の状態)が活性化されている状態であると定義する。この定義は従来の技術には見られない特徴であり、これによって、ドライバの運転状態の判定制度を向上させることが可能となる。
上述のように、本発明の実施の形態では、アクセルペダルが図3の矢印Aの方向(踏み込み方向)に移動する際の踏み込み運動量についてのみ考慮する。これは、アクセルペダルの踏み込み運動量が0以上の正の値となる場合のみを対象とし、負の値を取るアクセルペダルの踏み込み運動量は無視することを意味し、例えば図6を参照すると、点線Cで囲まれているアクセルペダルの踏み込み運動量が0以上の正の値のみが処理対象となる。
本発明の実施の形態では、アクセルペダルの踏み込み運動量が0以上の値となる場合のみを考慮し、基準時間T0の範囲に含まれるアクセルペダルの踏み込み運動量と、基準時間T0よりも短い判定対象時間T1の範囲に含まれるアクセルペダルの踏み込み運動量とを比較することで、判定対象時間T1におけるドライバによる運転の単調性のレベルを算出する。基準時間T0の範囲に含まれるアクセルペダルの踏み込み運動量の集合と、判定対象時間T1の範囲に含まれるアクセルペダルの踏み込み運動量の集合とを比較する方法は、様々存在するが、例えば、基準時間T0に含まれるアクセルペダルの踏み込み運動量の集合や、判定対象時間T1に含まれるアクセルペダルの踏み込み運動量の集合からそれぞれの代表値を求め、各代表値の比較を行ってもよい。なお、下記の説明では、それぞれの集合のヒストグラムのピーク値を代表値とする例について説明を行うが、こうした代表値の算出は統計学に基づく既存の手法を用いることが可能であり、本発明では特に限定されるものではない。例えば、それぞれの集合において、標準偏差σなどを考慮した値を代表値として算出してもよく、あるいは、それぞれの集合における時系列のパワースペクトル密度を計算し、その全周波数帯域の合計値を代表値としてもよい。
分布解析/レベル決定部33は、例えば、踏み込み運動量演算部31で算出された基準時間T0に含まれるアクセルペダルの踏み込み運動量の集合を取得し、これらの踏み込み運動量に基づいてアクセルペダルの踏み込み運動量の分布を示すヒストグラムを求め、ヒストグラムの頻度のピーク値P0(頻度が最大の踏み込み運動量)を特定する(ステップS113)。同様に、分布解析/レベル決定部33は、例えば、踏み込み運動量演算部31で算出された判定対象時間T1に含まれるアクセルペダルの踏み込み運動量の集合を取得し、これらの踏み込み運動量に基づいてアクセルペダルの踏み込み運動量の分布を示すヒストグラムを求め、ヒストグラムの頻度のピーク値P1(頻度が最大の踏み込み運動量)を特定する(ステップS113)。ステップS113で求められたピーク値P0は、基準時間T0のアクセルペダル運動量の集合の代表値として用いられ、ステップS115で求められたピーク値P1は、判定対象時間T1のアクセルペダル運動量の集合の代表値として用いられる。
なお、分布解析/レベル決定部33でヒストグラムを求める際に用いられるアクセルペダルの踏み込み運動量は、上述のように0以上の正の値となる場合のみを対象としている。従って、分布解析/レベル決定部33で考慮されるヒストグラムは、例えば、図7に図示されているように、最小値0から最大値Lmax(アクセルペダルが移動する最大のアクセル開度Θによって求められる値)までの範囲内において、アクセルペダルの踏み込み運動量が出現する頻度を示すものである。
そして、分布解析/レベル決定部33は、平均車速データMVを考慮しながら、基準時間T0の代表値であるピーク値P0と判定対象時間T1の代表値であるピーク値P1とを比較することによって、運転の単調性を判定し(ステップS117)、ドライバによる運転の単調性を指標化したレベル値などの形式で、運転の単調性の判定結果を出力する(ステップS119)。
次に、図8のフローチャートを参照しながら、上記のステップS117における運転単調性判定処理(レベル算出処理)の一例について説明する。図8は、本発明の実施の形態における運転単調性判定装置の単調性判定部30の運転単調性判定処理(レベル算出処理)の一例を示すフローチャートである。
図8において、単調性判定部30の分布解析/レベル決定部33は、平均車速演算部32で算出された平均車速データMVに基づいて指数αを決定する。例えば、分布解析/レベル決定部33は、図9に図示されているように、平均車速データMVが10km/hより小さい場合、10km/h以上40km/h以下の場合、40kmより大きい場合のいずれかであるかを判定し(ステップS201、S203)、平均車速データMVが10km/hより小さい場合には指数α=0(ステップS207)、10km/h以上40km/h以下の場合には指数α=(MV−10)/30(ステップS205)、40kmより大きい場合には指数α=1とする(ステップS209)。
次に、分布解析/レベル決定部33は、基準時間T0に含まれるアクセルペダルの踏み込み運動量のピーク値P0と、判定対象時間T1に含まれるアクセルペダルの踏み込み運動量のピーク値P1との比較を行う。このとき、当該ピーク値の比較において平均車速が考慮されるように、指数αによって補正をかける。具体的な例としては、分布解析/レベル決定部33は、図10に図示されているように、ピーク値P1が0.4×P0×α以下の場合、0.4×P0×αより大きく0.8×P1×α以下の場合、0.8×P0×αより大きい場合のいずれかであるかを判定し(ステップS211、S213)、ピーク値P1が0.4×P0×α以下の場合にはレベル(Lv)=2(ステップS219)、0.4×P0×αより大きく0.8×P0×α以下の場合にはレベル(Lv)=1(ステップS217)、0.8×P0×αより大きい場合にはレベル(Lv)=0とする(ステップS215)。
以下、上記のレベル判定処理の具体的な概念について、図11及び図12を参照しながら説明する。ヒストグラムのピーク値は、ドライバによるアクセルペダルの踏み込み運動量に係る代表値を表している。ピーク値が高ければドライバによるアクセルペダルの操作が多く、ドライバの状態(ドライバの脳の状態)が活性化していると考えられ、ピーク値が低ければドライバによるアクセルペダルの操作が少なく、ドライバの状態(ドライバの脳の状態)が比較的不活性であると考えられる。従って、ピーク値が低ければ、運転がより単調であることを示している。
基準時間T0に含まれるアクセルペダルの踏み込み運動量のピーク値P0は、比較的長時間計測された計測値に基づいており、ドライバの定常的な運転(通常の運転時)における平均的なアクセルペダルの運動量を表すものである。一方、判定対象時間T1に含まれるアクセルペダルの踏み込み運動量のピーク値P1は、直近の比較的短い時間に計測された計測値に基づいており、直近の状態(すなわち、現在の状態)を映したアクセルペダルの運動量を表すものである。
例えば、判定対象時間T1において高速で運転が行われている場合(MV>40)には、指数α=1がセットされる。この場合には、図11に図示されているように、ピーク値P0の40%(0.4×P0)と80%(0.8×P0)にレベル判定の境界が設けられる。そして、判定対象時間T1に含まれるアクセルペダルの踏み込み運動量のピーク値P1がほとんど低下していない場合(0.8×P0より大きい場合)には、運転の単調性がほとんど見られないことを示すLv=0と判定される。
また、ピーク値P1が低下している場合(0.4×P0より大きく0.8×P0以下の場合)には、運転の単調性が見られることを示すLv=1と判定される。また、判定対象時間T1に含まれるアクセルペダルの踏み込み運動量のピーク値P1が極端に低下している場合(0.4×P0以下の場合)には、運転の単調性が著しく見られることを示すLv=2と判定される。
また、レベル判定の境界は指数αに依存している。これは、平均車速が低くなればアクセルペダルの運動量も低下すること反映させるためのものである。例えば、判定対象時間T1の平均車速が低い場合には指数αも1より小さくなり、図12に図示されているように、各レベルの境界を示す値が指数α=1の場合((0.4×P0)及び(0.8×P0))よりも低くなり、それぞれ(0.4×P0×α)及び(0.8×P0×α)となる。このように、指数αは判定対象時間T1の平均車速に依存し、さらに、レベル判定の境界の位置に反映されることで、レベル判定における平均車速による補正が行われている。
なお、図11及び図12には図示省略されているが、P1がP0より大きい場合(図11)や、P1がP0×αより大きい場合(図12)には、Lv=0と判定してもよい。また、本発明の実施の形態では、指数αを算出する際の平均車速の境界が10km/h、40km/hに設定されており、運転の単調性が3段階(LV=0〜2)に設定されており、各レベルの境界が(0.4×P0×α)及び(0.8×P0×α)に設定されているが、これらの数値はいずれも一例であって、任意の値を設定できることは明らかである。
また、本発明の実施の形態における運転単調性判定装置から出力される運転の単調性を示す判定結果(例えば、レベル値によって表される)の用途は様々であり、本発明は、当該判定結果の用途を限定するものではない。上述のように、運転の単調性を示す判定結果は、例えば、ドライバの疲労、不注意、漫然運転などを検出するための一要素として使用されてもよく、あるいは、ドライバによる運転の安定性(ドライバの低燃費走行の技術などを含む)を検出するための一要素として使用されてもよい。
また、本発明の実施の形態における運転単調性判定装置が運転の単調性の判定処理を行うタイミングなども任意である。例えば、ドライバによる指示に応じて運転の単調性の判定処理を開始してもよく、あるいは、ドライバの指示の有無によらず定期的に運転の単調性の判定処理を行ってもよい。また、運転の単調性の判定処理を行った際には常にその判定結果を出力してもよく、あるいは、前回の判定結果と異なる判定結果が得られた場合(レベル値が変動した場合)に、判定結果を出力するようにしてもよい。また、運転の単調性の判定処理による判定結果は、車両に搭載されている所定の記憶媒体に蓄積されてもよく、通信手段を通じて遠隔の記憶装置に蓄積されてもよい。また、運転の単調性の判定処理による判定結果は、ナビゲーション装置のモニタなどに画像情報として出力されてもよく、あるいは、レベル値を示す音声情報として音声出力されてもよい。
さらに、本発明に特徴的なアクセルペダルの踏み込み運動量の値(上述のように、0以上の正の値を取る)や、運転単調性判定装置で処理されるその他様々な数値が、ドライバに報知されてもよい。特に、アクセルペダルの踏み込み運動量の値は、ドライバがアクセルペダルに負荷をかけて足を移動させた距離(ドライバによるアクセルペダルの踏み込み距離)に相当する情報である。例えば、アクセルペダルの踏み込み運動量の積算値を記録及びドライバへ報知することで、ドライバが車両を運転している際の運動量を数値で表すことが可能となる。
本発明は、特にアクセルペダル操作から得られる情報に係る処理に対して工夫を施すことで、効率的かつ簡潔な構成及び処理によってドライバによる運転の単調性を判定できるようにするという効果を有し、車両運転の単調性を判定する技術に適用可能である。

Claims (12)

  1. 車両運転の単調性を判定する運転単調性判定装置であって、
    前記車両運転の際のドライバによるアクセルペダルの踏み込み位置を収集する収集部と、
    前記収集部によって収集された前記アクセルペダルの踏み込み位置に関する情報を蓄積するデータバッファと、
    前記データバッファに蓄積された前記アクセルペダルの踏み込み位置に関する情報の時間的な差分を計算して、前記アクセルペダルの踏み込み位置の単位時間当たりの踏み込み運動量を算出する踏み込み運動量演算部と、
    前記アクセルペダルの戻り方向の動きを無視して前記アクセルペダルの踏み込み方向の動きを表すゼロ又は正の値の前記踏み込み運動量を抽出し、基準時間の範囲内に含まれる踏み込み運動量の第1の集合と、前記基準時間よりも短い判定対象時間の範囲内に含まれる踏み込み運動量の第2の集合とを比較して、前記基準時間における車両運転に対する前記判定対象時間における車両運転の単調性の増減を判定し、その判定結果を出力する単調性決定部とを、
    有する運転単調性判定装置。
  2. 前記車両運転の際の車速データを収集する車速データ収集部と、
    前記車速データ収集部によって収集された前記車速データを蓄積する車速データバッファと、
    前記判定対象時間の範囲内に含まれる前記車速データに基づいて、前記判定対象時間における平均車速を算出する平均車速演算部とを、
    有し、前記単調性決定部は、前記車両運転の単調性の増減の判定に用いるパラメータとして、さらに前記平均車速を用いる請求項1に記載の運転単調性判定装置。
  3. 前記アクセルペダルの踏み込み位置に関する情報として、前記アクセルペダルのアクセル開度と前記アクセルペダルのペダルロッド長との積を用いる請求項1又は2に記載の運転単調性判定装置。
  4. 前記単調性決定部は、前記第1の集合から算出される第1の代表値と、前記第2の集合から算出される第2の代表値とを比較する請求項1から3のいずれか1つに記載の運転単調性判定装置。
  5. 前記単調性決定部は、前記第1及び第2の集合のそれぞれから求められるヒストグラムに係る数値を、前記第1及び第2の代表値とする請求項4に記載の運転単調性判定装置。
  6. 前記単調性決定部は、前記第1の代表値に基づく複数段階のレベルを設定し、前記第2の代表値が前記複数段階のレベルのいずれに属するかを求めることで前記車両運転の単調性の増減を判定して、その判定結果をレベル値として出力する請求項4又は5に記載の運転単調性判定装置。
  7. 車両運転の単調性を判定する運転単調性判定装置による運転単調性判定方法であって、
    前記車両運転の際のドライバによるアクセルペダルの踏み込み位置を収集する収集ステップと、
    前記収集ステップで収集された前記アクセルペダルの踏み込み位置に関する情報をデータバッファに蓄積する蓄積ステップと、
    前記データバッファに蓄積された前記アクセルペダルの踏み込み位置に関する情報の時間的な差分を計算して、前記アクセルペダルの踏み込み位置の単位時間当たりの踏み込み運動量を算出する踏み込み運動量演算ステップと、
    前記アクセルペダルの戻り方向の動きを無視して前記アクセルペダルの踏み込み方向の動きを表すゼロ又は正の値の前記踏み込み運動量を抽出し、基準時間の範囲内に含まれる踏み込み運動量の第1の集合と、前記基準時間よりも短い判定対象時間の範囲内に含まれる踏み込み運動量の第2の集合とを比較して、前記基準時間における車両運転に対する前記判定対象時間における車両運転の単調性の増減を判定し、その判定結果を出力する単調性決定ステップとを、
    有する運転単調性判定方法。
  8. 前記車両運転の際の車速データを収集する車速データ収集ステップと、
    前記車速データステップで収集された前記車速データを車速データバッファに蓄積する車速データ蓄積ステップと、
    前記判定対象時間の範囲内に含まれる前記車速データに基づいて、前記判定対象時間における平均車速を算出する平均車速演算ステップとを、
    有し、前記単調性決定ステップにおいて、前記車両運転の単調性の増減の判定に用いるパラメータとして、さらに前記平均車速を用いる請求項7に記載の運転単調性判定方法。
  9. 前記アクセルペダルの踏み込み位置に関する情報として、前記アクセルペダルのアクセル開度と前記アクセルペダルのペダルロッド長との積を用いる請求項7又は8に記載の運転単調性判定方法。
  10. 前記単調性決定ステップにおいて、前記第1の集合から算出される第1の代表値と、前記第2の集合から算出される第2の代表値とを比較する請求項7から9のいずれか1つに記載の運転単調性判定方法。
  11. 前記単調性決定ステップにおいて、前記第1及び第2の集合のそれぞれから求められるヒストグラムに係る数値を、前記第1及び第2の代表値とする請求項10に記載の運転単調性判定方法。
  12. 前記単調性決定ステップにおいて、前記第1の代表値に基づく複数段階のレベルを設定し、前記第2の代表値が前記複数段階のレベルのいずれに属するかを求めることで前記車両運転の単調性の増減を判定して、その判定結果をレベル値として出力する請求項10又は11に記載の運転単調性判定方法。
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