JP6721404B2 - 運転技量判定装置 - Google Patents

Description

本発明は、道路に沿って走行する車両の走行軌跡に基づいて運転技量を判定する運転技量判定装置に関する。

例えば特許文献１には、車両の運転者に係る運転技量を推定する技術が開示されている。特許文献１の車両制御装置では、車両に搭載されたＥＣＵは、ＧＰＳナビゲーション装置のコーナー曲率情報を用いて、コーナー形状と実走行軌跡とから判定される実走行軌跡におけるクロソイド曲線部分の有無に基づいて、車両の運転者に係る運転技量を推定する。
特許文献１の技術によれば、特に、熟練した運転者の運転技量の推定精度を向上させる結果、当該運転者に違和感を覚えさせる虞を確実に抑制することができる。

特開２０１１−１８３９９５号公報

一般に道路は、線形状の直線路と、円弧状の円弧曲線路と、後記の緩和曲線路と、を連ねてなる。直線路及び円弧曲線路間をつなぐ区間では、曲率を急変させると車両の走行安定性や乗り心地性を損なう。このため、直線路及び円弧曲線路間をつなぐ区間での曲率を緩やかに変化させている。
このように、直線路及び円弧曲線路間の曲率が緩やかに変化する走行軌跡の形状を「緩和曲線」と呼ぶ。緩和曲線が採用されている道路を「緩和曲線路」と呼ぶ。緩和曲線路の区間を「緩和曲線区間」と呼ぶ。

特許文献１に係る運転技量推定技術では、緩和曲線区間における進入時又は脱出時での走行距離と、円弧曲線路の曲率半径との積を緩和曲線定数と定義して、進入時の緩和曲線定数と比較して脱出時の緩和曲線定数の方が大きい場合に運転技量が高いと推定する一方、小さい場合に運転技量が低いと推定する。

しかしながら、特許文献１に係る運転技量推定技術では、走行が進むにつれて曲率が大きくなるような複合曲線路を走行する場合、熟練者でも運転技量が低いと誤って推定される蓋然性が高くなる。また、曲率の小さい円弧曲線路を走行する場合、曲線路進入時及び曲線路脱出時の間での緩和曲線定数の差が小さいため、運転技量の推定が困難であるという問題があった。

本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、走行が進むにつれて曲率が大きくなるような複合曲線路や、曲率の小さい円弧曲線路を走行する場合であっても、運転技量を高い精度で判定可能な運転技量判定装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る運転技量判定装置（１）は、線形状の直線路と、円弧状の円弧曲線路と、前記直線路及び前記円弧曲線路間に存して緩やかに曲率が変化する緩和曲線を描く緩和曲線路とを連ねてなる道路を走行する車両の運転技量を判定する運転技量判定装置であって、前記車両が前記道路を走行する際の走行距離及び旋回曲率を取得する取得部と、前記取得部により取得した旋回曲率を所定の走行区間において走行距離で積分する積分部と、前記積分部による積分値に基づいて前記車両の運転技量を判定する判定部と、を備え、前記所定の走行区間とは、前記車両の走行軌跡が緩和曲線を描く緩和曲線走行区間であり、前記判定部は、前記道路が緩和曲線を描く緩和曲線区間を当該道路に沿って前記車両が道なりに走行する際の基準となる積分値である基準積分値と、前記緩和曲線走行区間を前記車両が実際に走行した際の積分値である実走積分値との対比結果に基づいて、当該車両の運転技量を判定することを最も主要な特徴とする。

本発明に係る運転技量判定装置（１）では、取得部は、車両が道路を走行する際の走行距離及び旋回曲率を取得する。旋回曲率とは、車両の旋回方向に着目した曲率を表す概念である。本発明では、車両の旋回方向に係る旋回曲率と道路の屈曲方向に係る曲率とを区別する場合に、「旋回曲率」という用語を用いる。積分部は、取得部により取得した旋回曲率を所定の走行区間において走行距離で積分する。

ここで、所定の走行区間とは、後記するように、車両の操舵角や操舵速度が時々刻々と変位（つまり、旋回曲率が時々刻々と変位）する、車両の走行軌跡が緩和曲線を描く「緩和曲線走行区間」を想定している。本発明では、車両の走行軌跡が緩和曲線を描く「走行区間」と道路が緩和曲線を描く「緩和曲線区間」とを区別する場合に、「緩和曲線走行区間」という用語を用いる。このように、所定の走行区間において旋回曲率を走行距離で積分すると、所定の走行区間内において車両の旋回がどの程度緩やかに進んだかに係る緩旋回度を把握することができる。

本発明者の研究によると、所定の走行区間（緩和曲線走行区間）内における車両の緩旋回度は、緩和曲線走行区間の長さに相関することがわかっている。所定の走行区間（緩和曲線走行区間）では、車両の緩旋回度が大きいほど、緩和曲線走行区間の長さが伸びるからである。また、緩和曲線走行区間の長短は、後で詳しく説明するように、車両の運転技量を判定する際の指標として有効であることがわかっている。
そこで判定部は、緩和曲線区間を道路に沿って車両が道なりに走行する際の基準となる積分値である基準積分値と、緩和曲線走行区間を当該車両が実際に走行した際の積分値である実走積分値との対比結果に基づいて、当該車両の運転技量を判定する。
ここで、基準積分値とは、緩和曲線区間を道路に沿って車両が道なりに走行する際の基準（例えば、道路構造令の規定に基づく）となる緩和曲線走行区間の長さに相関する。また、実走積分値とは、緩和曲線走行区間を実際に走行した際の緩和曲線走行区間の長さに相関する。しかも、前記したように、緩和曲線走行区間の長短は、車両の運転技量を判定する際の指標として有効である。
なお、本発明に係る車両としては、運転者によるハンドルの手動操作により操縦される手動操縦に係る車両と、運転者による手動操作の一部又は全部が省略された自動操縦に係る車両と、の両者を想定している。

本発明に係る運転技量判定装置（１）によれば、判定部は、緩和曲線区間を道路に沿って車両が道なりに走行する際の基準となる積分値である基準積分値と、緩和曲線走行区間を当該車両が実際に走行した際の積分値である実走積分値との対比結果に基づいて、車両の運転技量を判定するため、走行が進むにつれて曲率が大きくなるような複合曲線路や、曲率の小さい円弧曲線路を走行する場合であっても、車両の運転技量を高い精度で判定することができる。

また、本発明に係る運転技量判定装置（２）は、本発明に係る運転技量判定装置（１）であって、前記判定部は、前記道路が緩和曲線を描く緩和曲線区間を当該道路に係る中央線に沿って前記車両が道なりに走行する際の基準となる積分値である基準積分値と、進入側の前記緩和曲線走行区間を前記車両が実際に走行した際の積分値である進入側の実走積分値との対比結果に基づいて、当該車両の運転技量を判定することを特徴とする。
また、本発明に係る運転技量判定装置（３）は、本発明に係る運転技量判定装置（１）であって、前記判定部は、前記道路が緩和曲線を描く緩和曲線区間を当該道路に係る中央線に沿って前記車両が道なりに走行する際の基準となる積分値である基準積分値と、脱出側の前記緩和曲線走行区間を前記車両が実際に走行した際の積分値である脱出側の実走積分値との対比結果に基づいて、当該車両の運転技量を判定することを特徴とする。

本発明に係る運転技量判定装置（２）では、一般に緩和曲線区間は、円弧曲線路を挟んで、進入側及び脱出側の両者からなる点に鑑みて、緩和曲線区間を道路に係る中央線に沿って道なりに走行する際の基準となる基準積分値と、進入側の緩和曲線走行区間を実際に走行した際の積分値である進入側の実走積分値との対比結果に基づいて、当該車両の運転技量を判定することとした。
また、本発明に係る運転技量判定装置（３）では、緩和曲線区間を道路に係る中央線に沿って道なりに走行する際の基準となる基準積分値と、脱出側の緩和曲線走行区間を実際に走行した際の積分値である脱出側の実走積分値との対比結果に基づいて、当該車両の運転技量を判定することとした。

本発明に係る運転技量判定装置（２）、（３）によれば、進入側・脱出側の緩和曲線走行区間内における車両の運転技量を各個別に判定するため、走行が進むにつれて曲率が大きくなるような複合曲線路や、曲率の小さい円弧曲線路を走行する場合であっても、車両の運転技量をより高い精度で判定することができる。

また、本発明に係る運転技量判定装置（４）は、本発明に係る運転技量判定装置（１）であって、前記判定部は、前記基準積分値に対し、前記実走積分値の方が大きい場合に当該車両の運転技量が高い旨の判定を下す一方、前記実走積分値の方が小さい場合に当該車両の運転技量が低い旨の判定を下すことを特徴とする。

本発明に係る運転技量判定装置（４）では、判定部は、緩和曲線区間を道路に沿って道なりに走行する際の基準となる基準積分値に対し、緩和曲線走行区間を実際に走行した際の実走積分値の方が大きい場合に当該車両の運転技量が高い旨の判定を下す一方、実走積分値の方が小さい場合に当該車両の運転技量が低い旨の判定を下すこととした。
本発明に係る運転技量判定装置（４）によれば、車両の運転技量を判定する際の指標の取り扱いを明確にしたため、運転技量の判定精度の向上を期待することができる。

また、本発明に係る運転技量判定装置（５）は、本発明に係る運転技量判定装置（２）又は（３）であって、前記判定部は、前記基準積分値に対し、進入側及び脱出側の前記実走積分値の少なくともいずれかの方が大きい場合に当該車両の運転技量が高い旨の判定を下す一方、進入側及び脱出側の前記実走積分値の少なくともいずれかの方が小さい場合に当該車両の運転技量が低い旨の判定を下すことを特徴とする。

本発明に係る運転技量判定装置（５）では、判定部は、基準積分値に対し、進入側及び脱出側の実走積分値の少なくともいずれかの方が大きい場合に当該車両の運転技量が高い旨の判定を下す一方、進入側及び脱出側の実走積分値の少なくともいずれかの方が小さい場合に当該車両の運転技量が低い旨の判定を下すこととした。

本発明に係る運転技量判定装置（５）によれば、本発明に係る運転技量判定装置（２）又は（３）と同様に、進入側・脱出側のいずれかからなる緩和曲線走行区間において、本発明に係る運転技量判定装置（１）と比べて、走行が進むにつれて曲率が大きくなるような複合曲線路や、曲率の小さい円弧曲線路を走行する場合であっても、運転技量をより高い精度で判定することができる。

また、本発明に係る運転技量判定装置（６）は、運転技量判定装置（１）であって、前記判定部は、前記道路が緩和曲線を描く緩和曲線区間を前記車両が当該道路に沿って道なりに走行する際の基準となる積分値である基準積分値と、前記直線路及び曲率半径が極小の円弧曲線路間に存して緩やかに曲率が変化する前記緩和曲線区間を前記車両が前記道路に沿って道なりに走行する際の極大となる積分値である極大積分値と、で定義される基準−極大積分値に係る領域に相対する、前記緩和曲線走行区間を前記車両が実際に走行した際の積分値である実走積分値の位置付けに基づいて、当該車両の運転技量を判定することを特徴とする。

本発明に係る運転技量判定装置（６）では、判定部は、基準−極大積分値に係る領域に相対する実走積分値の位置付けを行い、この位置付けに応じて車両の運転技量を判定することとした。
ここで、基準−極大積分値に係る領域に相対する実走積分値の位置付けとして、基準−極大積分値に係る領域内に実走積分値が位置付けられるケースと、基準−極大積分値に係る領域外に実走積分値が位置付けられるケースとが想定される。前者のケースでは、車両の運転技量が高い旨の判定が下される一方、後者のケースでは、車両の運転技量が低い旨の判定が下される。

本発明に係る運転技量判定装置（６）によれば、判定部は、基準−極大積分値に係る領域に相対する実走積分値の位置付けを行い、この位置付けに応じて車両の運転技量を判定するため、車両の運転技量の相対的な位置付けを明確にすることができる。

本発明によれば、走行が進むにつれて曲率が大きくなるような複合曲線路や、曲率の小さい円弧曲線路を走行する場合であっても、運転技量を高い精度で判定することができる。

（ａ）は、本発明の実施形態に係る運転技量判定装置を搭載した車両がＸＹ平面上に展開された道路を走行する様子を俯瞰した平面図、（ｂ）は、緩和曲線走行区間では車両の走行が進むに連れて旋回曲率が変位する様子を模式的に表す図である。 本発明の実施形態に係る運転技量判定装置の構成を模式的に表す図である。 運転技量判定装置に係る内部構成の一部を表すブロック図である。 抽出部による車両の緩和曲線走行区間を抽出する手法の説明図である。 図５（ａ）は、車両に係る緩和曲線走行区間の長短と、円弧曲線路における車両に係る旋回半径の大小との関係を表す説明図、図５（ｂ）は、図５（ａ）において、車両に係る緩和曲線走行区間の長短を拡大して表す説明図である。 車両に係る緩和曲線走行区間の長短と、円弧曲線路における車両に係る旋回半径の大小との関係を表す説明図である。 基準−極大積分値に係る領域に相対する実走積分値の位置付けを明示する際に用いるランク領域図である。 モニタ装置による運転技量判定結果の表示態様を表す説明図である。 図８に示す運転技量判定結果の表示態様において、車両の走行が進むにつれて表示内容が推移してゆく様子を表す説明図である。

本発明の実施形態に係る運転技量判定装置について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
なお、以下に示す図において、道路の長さ・幅や車両の大きさ・形状は、説明の便宜のため、変形又は誇張して模式的に表している。

〔本発明の実施形態に係る運転技量判定装置の背景技術〕
初めに、本発明の実施形態に係る運転技量判定装置の詳細な説明に先立って、運転技量判定装置の概要及び背景技術について、図１（ａ），（ｂ）を参照して説明する。図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る運転技量判定装置を搭載した車両がＸＹ平面上に展開された道路を走行する様子を俯瞰した平面図、（ｂ）は、緩和曲線走行区間では車両の走行が進むに連れて旋回曲率が変位する様子を模式的に表す図である。

本発明の実施形態に係る運転技量判定装置は、図１（ａ）に示すように、線形状の直線路Ｒ１と、円弧状の円弧曲線路Ｒ２と、直線路Ｒ１及び円弧曲線路Ｒ２間に存して緩やかに曲率が変化する緩和曲線路Ｒ３とを連ねてなる道路ＲＤを走行する車両ＣＡに搭載され、車両ＣＡに係る運転技量を判定する機能を有する。車両ＣＡは、例えば、運転者の手動操縦に係る一般的な自動車である。
図１（ａ）に示す例において、運転技量判定装置を搭載した車両ＣＡは、図１（ａ）及び（ｂ）を対比して表すように、直線路Ｒ１に対応する直線走行区間では、実線で示す線形状の走行軌跡（旋回曲率はゼロ）を描くように走行する。また、円弧曲線路Ｒ２に対応する円弧曲線走行区間では、車両ＣＡは、点線で示す円弧状の走行軌跡（旋回曲率は円弧曲線路Ｒ２の曲率に従う所定値）を描くように走行する。さらに、緩和曲線路Ｒ３に対応する緩和曲線走行区間では、車両ＣＡは、一点鎖線で示す緩和曲線状の走行軌跡（旋回曲率は車両の走行が進むに連れて変位）を描くように走行する。

〔本発明の実施形態に係る運転技量判定装置１１の構成〕
次に、本発明の実施形態に係る運転技量判定装置１１の構成について、図２〜図７を参照して説明する。図２は、本発明の実施形態に係る運転技量判定装置１１の構成を模式的に表す図である。図３は、運転技量判定装置１１に係る内部構成の一部を表すブロック図である。図４は、抽出部２３による車両ＣＡの緩和曲線走行区間を抽出する手法の説明図である。図５（ａ）は、車両ＣＡに係る緩和曲線走行区間の長短と、円弧曲線路Ｒ２における車両ＣＡに係る旋回半径の大小との関係を表す説明図、図５（ｂ）は、図５（ａ）において、車両ＣＡに係る緩和曲線走行区間の長短を拡大して表す説明図である。図６は、車両ＣＡに係る緩和曲線走行区間の長短と、円弧曲線路Ｒ２における車両ＣＡに係る旋回半径の大小との関係を表す説明図である。図７は、基準−極大積分値に係る領域に相対する実走積分値の位置付けを明示する際に用いるランク領域図である。

運転技量判定装置１１は、図２に示すように、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）のような通信媒体１３を介して、入力系統としての操舵角センサ１５及び車速センサ１７に接続される一方、出力系統としてのモニタ装置１９に接続されている。

操舵角センサ１５は、車両ＣＡの進行方向を指示する際に運転者により操作されるハンドル（不図示）の操舵角を検出する機能を有する。操舵角センサ１５により検出される操舵角ＳＴＡは、通信媒体１３を介して、運転技量判定装置１１に供給される。なお、操舵角ＳＴＡは、ハンドルの中立位置（操舵系の中点）を基準として、例えば、ハンドルの左旋回方向の操舵角ＳＴＡがプラスの値、ハンドルの右旋回方向の操舵角ＳＴＡがマイナスの値をとる。

車速センサ１７は、車両ＣＡの速度（車速Ｖ）を検出する機能を有する。車速センサ１７により検出される車速Ｖは、通信媒体１３を介して、運転技量判定装置１１に供給される。

モニタ装置１９は、運転技量判定装置１１による車両ＣＡに係る運転技量の判定結果を表示画面上に表示する機能を有する。モニタ装置１９は、例えば車室内のインストゥルメントパネル等に設けられる。

運転技量判定装置１１は、操舵角センサ１５により検出される操舵角ＳＴＡ、車速センサ５３により検出される車速Ｖ等の各種の値を参照して、車両ＣＡに係る運転技量を判定する機能を有する。運転技量判定装置１１は、演算処理を行うマイクロコンピュータを含んで構成される。

詳しく述べると、運転技量判定装置１１は、図２に示すように、取得部２１、抽出部２３、記憶部２５、積分部２７、判定部２９、及び制御部３１を備えて構成されている。

取得部２１は、操舵角センサ１５により検出される操舵角ＳＴＡ、車速センサ１７により検出される車速Ｖ、時々刻々と変化する車両ＣＡの走行距離ｄ、旋回曲率ｋ、操舵角速度ＳＴＶ、操舵方向ＳＴＤをそれぞれ取得する機能を有する。取得部２１の詳細については、図３に基づき後記する。

抽出部２３は、取得部２１により取得した操舵角ＳＴＡ及び操舵角速度ＳＴＶに基づいて、車両ＣＡの緩和曲線走行区間を抽出する機能を有する。抽出部２３による車両ＣＡの緩和曲線走行区間を抽出する手法の詳細については、図４に基づき後記する。

記憶部２５は、不図示のナビゲーション装置等から取得した道路ＲＤの形状、車幅、制限速度等の情報を含む道路データ、運転技量判定装置１１により判定された車両ＣＡの緩和曲線走行区間毎の運転技量ランクデータを（コーナ毎に関連付けて）記憶する機能を有する。

積分部２７は、取得部２１により取得した旋回曲率ｋを車両ＣＡの緩和曲線走行区間において走行距離ｄで積分する機能を有する。積分部２７による旋回曲率ｋを走行距離ｄで積分する手法の詳細については、図２、図３、図５（ａ）、（ｂ）、図６〜図７に基づき後記する。

判定部２９は、積分部２７による旋回曲率ｋを走行距離ｄで積分した積分値に基づいて、車両ＣＡに係る運転技量を判定する。判定部２９による車両ＣＡに係る運転技量を判定する手法の詳細については、図７に基づき後記する。

制御部３１は、判定部２９による車両ＣＡに係る運転技量判定結果の正当性を担保するために、後記する所定の条件が成立するか否かに応じて、車両ＣＡに係る運転技量判定結果をモニタ装置１９に表示させるか否かの制御を行う機能を有する。

〔取得部２１の構成〕
取得部２１は、図３に示すように、走行距離算出部３３及び旋回曲率算出部３５を備える。走行距離算出部３３は、車速Ｖに対して所定の周期（サンプリング時間）を乗算することにより、時々刻々と変化する車両ＣＡの走行距離ｄを逐次算出する。旋回曲率算出部３５は、車速Ｖ、操舵角ＳＴＡ、車両ＣＡのホィールベース長Ｌ、ステアリングギアレシオＧｒ、操縦安定性のポテンシャルを表す指標であるスタビリティファクタＡを変数として、下記式（１）に前記変数の値をそれぞれ代入することにより、所定の周期（サンプリング時間）毎に旋回曲率ｋを逐次算出する。
ｋ＝｜ＳＴＡ｜／｛Ｇｒ・Ｌ（１＋Ａ・Ｖ ^２）｝ 式（１）
また、取得部２１は、操舵角センサ１５により検出される操舵角ＳＴＡを時間微分することにより、操舵角速度ＳＴＶを逐次算出する。さらに、取得部２１は、操舵角センサ１５により検出される操舵角ＳＴＡの変位方向に基づいて操舵方向ＳＴＤを逐次取得する。

〔抽出部２３による車両ＣＡの緩和曲線走行区間を抽出する手法〕
図４に示す例では、操舵角ＳＴＡに係る信号は、ハンドルの中点位置（原点位置）を基準として、正の方向（左旋回方向）又は負の方向（右旋回方向）に向かって交互に現われている。操舵角ＳＴＡに係る信号が原点位置に沿う区間は、車両ＣＡの直線走行区間に対応する。操舵角ＳＴＡに係る信号が正の方向（左旋回方向）又は負の方向（右旋回方向）に突出する区間は、車両ＣＡの円弧曲線走行区間に対応する。
操舵角速度ＳＴＶに係る信号が正の方向（左旋回方向）又は負の方向（右旋回方向）に突出する区間は、車両ＣＡの緩和曲線走行区間に対応する。

具体的には、抽出部２３は、図４に示すように、操舵角速度ＳＴＶに係る信号レベルがＳＴＶｔｈ１未満となる時間が所定時間（予め定められる、適宜変更可能な時間長）を超えた区間を、車両ＣＡの緩和曲線走行区間として抽出する。また、抽出部２３は、図４に示すように、操舵角速度ＳＴＶに係る信号レベルがＳＴＶｔｈ２を超える時間が所定時間（予め定められる、適宜変更可能な時間長）を超えた区間を、車両ＣＡの緩和曲線走行区間として抽出する。

〔積分部２７による旋回曲率ｋを走行距離ｄで積分する手法〕
次に、積分部２７による旋回曲率ｋを走行距離ｄで積分する手法について、図２、図３、図５（ａ）、（ｂ）、図６〜図７に基づき説明する。

一般に、車両ＣＡがコーナーリングを行うに際しては、車両ＣＡの緩和曲線走行区間を短くとる第１の戦略と、車両ＣＡの緩和曲線走行区間を長くとる第２の戦略とがある。
第１の戦略に係る走行軌跡ＴＲ１では、緩和曲線走行区間を短くとる（図６に示す走行距離ｄに対する旋回曲率ｋの関係を表す第１の特性線図ｄ−ｋ１参照）ため、円弧曲線走行区間（第１の特性線図ｄ−ｋ１が描く台形の頂辺の長さ参照）が相対的に長くなる。具体的には、第１の戦略では、図５（ａ）に例示するように、地点ＴＲ１Ａ（図５（ｂ）参照）で円弧曲線走行区間に進入し、地点ＴＲ１Ｂで円弧曲線走行区間から脱出する。
これに対し、第２の戦略に係る走行軌跡ＴＲ２では、緩和曲線走行区間を長くとる（図６に示す走行距離ｄに対する旋回曲率ｋの関係を表す第２の特性線図ｄ−ｋ２参照）ため、円弧曲線走行区間（第２の特性線図ｄ−ｋ２が描く台形の頂辺の長さ参照）が相対的に短くなる。具体的には、第２の戦略では、図５（ａ）に例示するように、地点ＴＲ２Ａ（図５（ｂ）参照）で円弧曲線走行区間に進入し、地点ＴＲ２Ｂで円弧曲線走行区間から脱出する。

また、第１の戦略に係る走行軌跡ＴＲ１のうち円弧曲線路の旋回半径（曲率半径）Ｒ１は、図５（ａ）及び図６に例示するように、第２の戦略に係る走行軌跡ＴＲ２のうち円弧曲線路の旋回半径（曲率半径）Ｒ２と比べて大きくなる。なお、第１の特性線図ｄ−ｋ１が描く台形の面積と第２の特性線図ｄ−ｋ２が描く台形の面積とは実質的に同等である。

本発明の実施形態に係る運転技量判定装置１１では、積分部２７は、車両ＣＡの緩和曲線走行区間において、旋回曲率ｋを走行距離ｄで積分する。これは、第１の特性線図ｄ−ｋ１又は第２の特性線図ｄ−ｋ２に係る台形形状が両脇に有する三角形の面積を求めることと同義である。
本発明者の研究によると、積分部２７による積分値ＫＤの大きさは、運転技量と密接に関係することがわかっている。具体的には、積分部２７による積分値ＫＤが大きいほど、運転技量が高いことがわかっている。
ところで、積分部２７による積分値ＫＤの大きさを運転技量のランクに対応付けるには、何らかの基準となる値を設定するのが好ましい。

そこで、本発明の実施形態に係る運転技量判定装置１１では、積分部２７による積分値ＫＤとして、図２に示すように、３種類の積分値（基準積分値ＫＤ１、極大積分値ＫＤ２、実走積分値ＫＤ３）を定義している。

基準積分値ＫＤ１とは、道路ＲＤの形状が緩和曲線を描く緩和曲線区間を道路ＲＤに係る中央線に沿って道なりに走行する際の基準となる積分値である。基準積分値ＫＤ１は、実際の走行を要することなく、例えば、地図データベースに登録された道路ＲＤに係る形状データに基づいて、計算により予め求めておけばよい。
基準積分値ＫＤ１は、運転技量に係る３段階の判定レベル「とてもうまい（ＳランクＲＫ＿Ｓ）」／「うまい（ＡランクＲＫ＿Ａ）」／「ふつう（ＢランクＲＫ＿Ｂ）」のうち、ＡランクＲＫ＿Ａ−ＢランクＲＫ＿Ｂ間の境界ラインを規定（図７参照）する。

極大積分値ＫＤ２とは、直線路Ｒ１及び曲率半径が極小の円弧曲線路Ｒ２間に存して緩やかに曲率が変化する極めて長い緩和曲線区間を道路ＲＤに沿って道なりに走行する際の極大となる積分値である。ここで、曲率半径が極小の円弧曲線路Ｒ２とは、法令（道路構造令）の規定に従う下限値となる曲率半径（最小曲線半径）を有する円弧曲線路Ｒ２を意味する。このように曲率半径が極小の円弧曲線路Ｒ２及び直線路Ｒ１間をつなぐ緩和曲線区間の長さは、極めて長い値となる。そのため、このように極めて長い緩和曲線区間を道路ＲＤに沿って道なりに走行する際の積分値は、極大の値をとることになる。
極大積分値ＫＤ２は、実際の走行を要することなく、例えば、地図データベースに登録された道路ＲＤに係る形状データに基づいて、計算により予め求めておけばよい。
極大積分値ＫＤ２は、運転技量に係る前記４段階の判定レベルのうちＳランクＲＫ＿Ｓの上限ラインを規定（図７参照）する。

実走積分値ｋｄ３とは、緩和曲線走行区間を車両ＣＡが実際に走行した際の積分値である。

積分部２７は、図３に示すように、取得部２１により取得した所定の周期（サンプリング時間）毎の時系列に従う旋回曲率ｋの時系列データ（ｋ＝１．．．ｎ）を、下記の（式２）を用いて、車両ＣＡの緩和曲線走行区間において、旋回曲率ｋの時系列データの各値に対応する走行距離ｄ（ｄ＝１．．．ｎ）で積分することにより、実走積分値ｋｄ３を求める。
ＫＤ＝Σ[ｋ＝１．．．ｎ][ｄ＝１．．．ｎ]ｋｄ （式２）
なお、緩和曲線走行区間を車両ＣＡが走行中に、例えば障害物を避ける等の目的で操舵方向ＳＴＤが逆転するケースが想定される。こうしたケースでは、抽出部２３において操舵角速度ＳＴＶに係る信号レベルがＳＴＶｔｈ１以上、ＳＴＶｔｈ２以下となる時間があるため、実走積分値ｋｄ３はキャンセルされる。

〔判定部２９による車両ＣＡに係る運転技量を判定する手法〕
次に、判定部２９による車両ＣＡに係る運転技量を判定する手法について、図７を参照して説明する。

判定部２９は、前記した３種類の積分値（基準積分値ＫＤ１、極大積分値ＫＤ２、実走積分値ＫＤ３）に基づいて、車両ＣＡに係る運転技量を判定する。
図７に示す例では、運転技量に相関する実走積分値ＫＤ３が位置付けられるランク領域を３つのランク（Ｓ／Ａ／Ｂ）に区分している。そのため、ＡランクＲＫ＿Ａ−ＢランクＲＫ＿Ｂ間の境界を規定する基準積分値ＫＤ１のライン、ＳランクＲＫ＿Ｓの上限を規定する極大積分値ＫＤ２のラインの他に、ＳランクＲＫ＿Ｓ−ＡランクＲＫ＿Ａ間の境界を規定するＳＡ境界ラインＫＤ４を設定している。
このように、ＳＡ境界ラインＫＤ４等の区分ラインを設定するに際しては、基準積分値ＫＤ１のライン及び極大積分値ＫＤ２のライン間の領域を区切る数や重みづけ（例えば、ＳランクＲＫ＿Ｓ領域を狭めることでＳランクＲＫ＿Ｓへのランク付けを厳しくする等）を考慮して、それぞれのランク毎に相応しい幅の領域を適宜設定すればよい。

判定部２９は、積分部２７により求められた実走積分値ＫＤ３が、図７に示すランク領域図のうちどのランク領域に位置づけられるかに応じて、車両ＣＡに係る運転技量を判定する。図７に示す例では、実走積分値ＫＤ３がＡランクＲＫ＿Ａ領域に位置づけられているため、車両ＣＡに係る運転技量がＡランクＲＫ＿Ａである旨の判定が下される。

制御部３１は、判定部２９による車両ＣＡに係る運転技量判定結果の正当性を担保するために、所定の条件が成立しているか否かを判定する。所定の条件とは、車速Ｖが所定の車速閾値Ｖｔｈを超えていること、切りはじめからの操舵角ＳＴＡの差が所定の操舵角閾値ＳＴＡｔｈを超えていること、操舵角速度ＳＴＶが所定時間を超えて連続出力されていること、の３つが全て成立していることである。これら３つが全て成立（所定の条件が成立）している場合に、制御部３１は、車両ＣＡに係る運転技量判定結果をモニタ装置１９に表示させる制御を行う。

〔車両ＣＡに係る運転技量判定結果の表示態様〕
次に、車両ＣＡに係る運転技量判定結果の表示態様について、図８、図９を参照して説明する。図８は、モニタ装置１９による運転技量判定結果の表示態様を表す説明図である。図９は、図８に示す運転技量判定結果の表示態様において、車両ＣＡの走行が進むにつれて表示内容が推移してゆく様子を表す説明図である。

図８に示す運転技量判定結果の表示態様では、車両ＣＡに係る３段階の運転技量ランク（Ｓ／Ａ／Ｂ）と、現在のコーナー・１つ前のコーナー・２つ前のコーナーでの運転技量ランクと、を一覧表示する態様を採用している。

車両ＣＡに係る３段階の運転技量ランク（Ｓ／Ａ／Ｂ）のうち、Ｓランクは向かって右側に位置する三重丸アイコンで、Ａランクは真ん中に位置する三重丸アイコンで、Ｂランクは向かって左側に位置する三重丸アイコンで、それぞれ表現する。

また、現在のコーナーでの運転技量ランクは三重丸アイコンのうち最も内側に位置する丸アイコンで、１つ前のコーナーでの運転技量ランクは三重丸アイコンのうち中間に位置する丸アイコンで、２つ前のコーナーでの運転技量ランクは三重丸アイコンのうち最も外側に位置する丸アイコンで、それぞれ表現する。

図９に示す例では、車両ＣＡの走行が進むにつれて表示内容が推移してゆく様子を表している。
すなわち、第１コーナーＣＮ１における表示態様では、現在のコーナーでの運転技量ランクはＡランク、１つ前のコーナーでの運転技量ランクはＢランク、２つ前のコーナーでの運転技量ランクはＳランクである旨が表示されている。
第２コーナーＣＮ２における表示態様では、現在のコーナーでの運転技量ランクはＳランク、１つ前のコーナーでの運転技量ランクはＡランク、２つ前のコーナーでの運転技量ランクはＢランクである旨が表示されている。
第３コーナーＣＮ３における表示態様では、現在のコーナー・１つ前のコーナーでの運転技量ランクはＳランク、２つ前のコーナーでの運転技量ランクはＡランクである旨が表示されている。
第４コーナーＣＮ４における表示態様では、現在のコーナー・１つ前のコーナー・２つ前のコーナーでの運転技量ランクは全てＳランクである旨が表示されている。
第５コーナーＣＮ５における表示態様では、現在のコーナーでの運転技量ランクはＢランク、１つ前のコーナー・２つ前のコーナーでの運転技量ランクはＳランクである旨が表示されている。

〔運転技量判定装置１１のまとめ〕
（１）に係る発明は、線形状の直線路Ｒ１と、円弧状の円弧曲線路Ｒ２と、直線路Ｒ１及び円弧曲線路Ｒ２間に存して緩やかに曲率が変化する緩和曲線を描く緩和曲線路Ｒ３とを連ねてなる道路ＲＤを走行する車両ＣＡの運転技量を判定する運転技量判定装置１１である。
（１）に係る運転技量判定装置１１は、車両ＣＡが道路ＲＤを走行する際の走行距離ｄ及び旋回曲率ｋを取得する取得部２１と、取得部２１により取得した旋回曲率ｋを、緩和曲線路Ｒ３を含む所定の走行区間（緩和曲線走行区間）において走行距離ｄで積分する積分部２７と、積分部２７による積分値（基準積分値ＫＤ１、極大積分値ＫＤ２、実走積分値ＫＤ３）に基づいて車両ＣＡの運転技量を判定する判定部２９と、を備える。

（１）に係る発明では、取得部２１は、車両ＣＡが道路ＲＤを走行する際の走行距離ｄ及び旋回曲率ｋを取得する。積分部２７は、取得部２１により取得した旋回曲率ｋを所定の走行区間（緩和曲線走行区間）において走行距離ｄで積分する。所定の走行区間（緩和曲線走行区間）において旋回曲率ｋを走行距離ｄで積分すると、所定の走行区間（緩和曲線走行区間）内において車両の旋回がどの程度緩やかに進んだかに係る緩旋回度を把握することができる。

本発明者の研究によると、所定の走行区間（緩和曲線走行区間）内における車両ＣＡの緩旋回度は、緩和曲線走行区間の長さに相関することがわかっている。所定の走行区間（緩和曲線走行区間）では、車両ＣＡの緩旋回度が大きいほど、緩和曲線走行区間の長さが伸びるからである。また、緩和曲線走行区間の長短は、車両ＣＡの運転技量を判定する際の指標として有効であることがわかっている。
そこで、判定部２９は、道路ＲＤが緩和曲線を描く緩和曲線区間を道路ＲＤに沿って道なりに走行する際の基準となる積分値である基準積分値ＫＤ１と、緩和曲線走行区間を車両ＲＤが実際に走行した際の積分値である実走積分値ＫＤ３との対比結果に基づいて、車両ＣＡの運転技量を判定することとした。
ここで、基準積分値ＫＤ１とは、緩和曲線区間を道路ＲＤに沿って道なりに走行する際の基準（例えば、道路構造令の規定に基づく）となる緩和曲線走行区間の長さに相関する。また、実走積分値ＫＤ３とは、緩和曲線走行区間を実際に走行した際の緩和曲線走行区間の長さに相関する。しかも、前記したように、緩和曲線走行区間の長短は、車両の運転技量を判定する際の指標として有効である。

（１）に係る発明によれば、判定部２９は、道路ＲＤが緩和曲線を描く緩和曲線区間を道路ＲＤに沿って道なりに走行する際の基準となる積分値である基準積分値ＫＤ１と、緩和曲線走行区間を車両ＲＤが実際に走行した際の積分値である実走積分値ＫＤ３との対比結果に基づいて、車両ＣＡの運転技量を判定するため、車両ＣＡの走行軌跡が一般的な緩和曲線（クロソイド、サイン半波長逓減曲線）描いているか否かにかかわらず、走行が進むにつれて曲率が大きくなるような複合曲線路や、曲率の小さい円弧曲線路を走行する場合であっても、車両の運転技量を高い精度で判定することができる。

また、（２）に係る発明は、（１）に係る発明に記載の運転技量判定装置１１であって、判定部２９は、道路ＲＤが緩和曲線を描く緩和曲線区間を道路ＲＤに係る中央線に沿って道なりに走行する際の基準となる積分値である基準積分値ＫＤ１と、進入側の緩和曲線走行区間を実際に走行した際の積分値である進入側の実走積分値ＫＤ３との対比結果に基づいて、車両ＣＡの運転技量を判定する。
また、（３）に係る発明は、（１）に係る発明に記載の運転技量判定装置１１であって、判定部２９は、道路ＲＤが緩和曲線を描く緩和曲線区間を道路ＲＤに係る中央線に沿って道なりに走行する際の基準となる積分値である基準積分値ＫＤ１と、脱出側の緩和曲線走行区間を実際に走行した際の積分値である脱出側の実走積分値ＫＤ３との対比結果に基づいて、車両ＣＡの運転技量を判定する。

（２）に係る発明では、一般に緩和曲線区間は、円弧曲線路Ｒ３を挟んで、進入側及び脱出側の両者からなる点に鑑みて、緩和曲線区間を道路ＲＤに係る中央線に沿って道なりに走行する際の基準となる基準積分値ＫＤ１と、進入側の緩和曲線走行区間を実際に走行した際の積分値である進入側の実走積分値ＫＤ３との対比結果に基づいて、車両ＣＡの運転技量を判定することとした。
また、（３）に係る発明では、基準積分値ＫＤ１と、脱出側の緩和曲線走行区間を実際に走行した際の積分値である脱出側の実走積分値ＫＤ３との対比結果に基づいて、車両ＣＡの運転技量を判定することとした。

本発明に係る運転技量判定装置（２）、（３）によれば、進入側・脱出側の緩和曲線走行区間内における車両ＣＡの運転技量を各個別に判定するため、走行が進むにつれて曲率が大きくなるような複合曲線路や、曲率の小さい円弧曲線路を走行する場合であっても、車両の運転技量をより高い精度で判定することができる。

また、（１）に係る発明を引用する（４）に係る発明では、判定部２９は、基準積分値ＫＤ１に対し、実走積分値ＫＤ３の方が大きい場合に車両ＣＡの運転技量が高い旨の判定を下す一方、実走積分値ＫＤ３の方が小さい場合に車両ＣＡの運転技量が低い旨の判定を下すこととした。

（４）に係る発明によれば、車両の運転技量を判定する際の指標の取り扱いを明確にしたため、運転技量の判定精度の向上を期待することができる。

また、（２）又は（３）に係る発明を引用する（５）に係る発明では、判定部２９は、基準積分値ＫＤ１に対し、進入側及び脱出側の実走積分値ＫＤ３の少なくともいずれかの方が大きい場合に車両ＣＡの運転技量が高い旨の判定を下す一方、進入側及び脱出側の実走積分値ＫＤ３の少なくともいずれかの方が小さい場合に車両ＣＡの運転技量が低い旨の判定を下すこととした。

（５）に係る発明によれば、（２）又は（３）に係る発明と同様に、進入側・脱出側のいずれかからなる緩和曲線走行区間において、運転技量判定装置（１）と比べて、走行が進むにつれて曲率が大きくなるような複合曲線路や、曲率の小さい円弧曲線路を走行する場合であっても、運転技量をより高い精度で判定することができる。

また、（１）に係る発明を引用する（６）に係る発明では、前記所定の走行区間とは、車両ＣＡの走行軌跡が緩和曲線を描く緩和曲線走行区間であり、判定部２９は、道路ＲＤが緩和曲線を描く緩和曲線区間を道路ＲＤに沿って道なりに走行する際の基準となる積分値である基準積分値ＫＤ１と、直線路Ｒ１及び曲率半径が極小の円弧曲線路Ｒ２間に存して緩やかに曲率が変化する極めて長い緩和曲線区間を道路ＲＤに沿って道なりに走行する際の極大となる積分値である極大積分値ＫＤ２と、で定義される基準−極大積分値に係る領域ＲＫ＿Ａ，ＲＫ＿Ｓに相対する、緩和曲線走行区間を車両ＣＡが実際に走行した際の積分値である実走積分値ＫＤ３の位置付けに基づいて、車両ＣＡの運転技量を判定することとした。

ここで、基準−極大積分値に係る領域ＲＫ＿Ａ，ＲＫ＿Ｓに相対する実走積分値ＫＤ３の位置付けとして、基準−極大積分値に係る領域ＲＫ＿Ａ，ＲＫ＿Ｓ内に実走積分値ＫＤ３が位置付けられるケースと、基準−極大積分値に係る領域ＲＫ＿Ａ，ＲＫ＿Ｓ外に実走積分値ＫＤ３が位置付けられるケースとが想定される。前者のケースでは、車両ＣＡの運転技量が高い旨の判定が下される一方、後者のケースでは、車両ＣＡの運転技量が低い旨の判定が下される。

（６）に係る発明によれば、判定部２９は、基準−極大積分値に係る領域ＲＫ＿Ａ，ＲＫ＿Ｓに相対する実走積分値ＫＤ３の位置付けを行い、この位置付けに応じて車両ＣＡの運転技量を判定するため、車両ＫＤ３の運転技量の相対的な位置付けを明確にすることができる。

〔その他の実施形態〕
以上説明した実施形態は、本発明の具現化の例を示したものである。従って、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならない。本発明はその要旨又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形態で実施することができるからである。

例えば、本発明の実施形態に係る説明において、本発明に係る車両として、運転者によるハンドルの手動操作により操縦される手動操縦に係る車両ＣＡを例示して説明したが、本発明はこの例に限定されない。本発明に係る車両として、運転者による手動操作の一部又は全部が省略された自動操縦に係る車両に対し、本発明に係る運転技量判定装置１１を適用してもかまわない。

また、本発明の実施形態に係る説明において、車両ＣＡに対し、本発明に係る運転技量判定装置１１を搭載する例をあげて説明したが、本発明はこの例に限定されない。本発明に係る運転技量判定装置１１を車両ＣＡとは離れた車室外の監視装置に設け、車両ＣＡに搭載される通信装置と車室外の監視装置の間で所要のデータ交換を行うことにより、車両ＣＡ、車室外の監視装置において、運転技量判定装置１１の機能を享受してもかまわない。

また、本発明の実施形態に係る説明において、積分部２７による積分値に基づいて車両ＣＡの運転技量を判定する例をあげて説明したが、本発明はこの例に限定されない。走行距離ｄに対する旋回曲率ｋの増加量（ゲイン）に基づいて車両ＣＡの運転技量を判定する構成を採用してもかまわない。この場合、本発明の「積分部２７による積分値」を、「走行距離ｄに対する旋回曲率ｋの増加量（ゲイン）」と読み替えて、本発明を適用すればよい。
なお、こうした読み替え適用を行うケースでは、基準ゲインに対し、実走ゲインの方が小さい場合に車両ＣＡの運転技量が高い旨の判定を下す一方、実走ゲインの方が大きい場合に車両ＣＡの運転技量が低い旨の判定を下すこととになる。

１１ 運転技量判定装置
２１ 取得部
２７ 積分部
２９ 判定部
ｄ 走行距離
ｋ 旋回曲率
ＣＡ 車両
ＫＤ１ 基準積分値
ＫＤ２ 極大積分値
ＫＤ３ 実走積分値
ＲＤ 道路

Claims (6)

1. 線形状の直線路と、円弧状の円弧曲線路と、前記直線路及び前記円弧曲線路間に存して緩やかに曲率が変化する緩和曲線を描く緩和曲線路とを連ねてなる道路を走行する車両の運転技量を判定する運転技量判定装置であって、
   前記車両が前記道路を走行する際の走行距離及び旋回曲率を取得する取得部と、
   前記取得部により取得した旋回曲率を所定の走行区間において走行距離で積分する積分部と、
   前記積分部による積分値に基づいて前記車両の運転技量を判定する判定部と、を備え、
   前記所定の走行区間とは、前記車両の走行軌跡が緩和曲線を描く緩和曲線走行区間であり、
   前記判定部は、前記道路が緩和曲線を描く緩和曲線区間を当該道路に沿って前記車両が道なりに走行する際の基準となる積分値である基準積分値と、前記緩和曲線走行区間を前記車両が実際に走行した際の積分値である実走積分値との対比結果に基づいて、当該車両の運転技量を判定する
   ことを特徴とする運転技量判定装置。
2. 請求項１に記載の運転技量判定装置であって、
   前記判定部は、前記道路が緩和曲線を描く緩和曲線区間を当該道路に係る中央線に沿って前記車両が道なりに走行する際の基準となる積分値である基準積分値と、進入側の前記緩和曲線走行区間を前記車両が実際に走行した際の積分値である進入側の実走積分値との対比結果に基づいて、当該車両の運転技量を判定する
   ことを特徴とする運転技量判定装置。
3. 請求項１に記載の運転技量判定装置であって、
   前記判定部は、前記道路が緩和曲線を描く緩和曲線区間を当該道路に係る中央線に沿って前記車両が道なりに走行する際の基準となる積分値である基準積分値と、脱出側の前記緩和曲線走行区間を前記車両が実際に走行した際の積分値である脱出側の実走積分値との対比結果に基づいて、当該車両の運転技量を判定する
   ことを特徴とする運転技量判定装置。
4. 請求項１に記載の運転技量判定装置であって、
   前記判定部は、前記基準積分値に対し、前記実走積分値の方が大きい場合に当該車両の運転技量が高い旨の判定を下す一方、前記実走積分値の方が小さい場合に当該車両の運転技量が低い旨の判定を下す
   ことを特徴とする運転技量判定装置。
5. 請求項２又は３に記載の運転技量判定装置であって、
   前記判定部は、前記基準積分値に対し、進入側及び脱出側の前記実走積分値の少なくともいずれかの方が大きい場合に当該車両の運転技量が高い旨の判定を下す一方、進入側及び脱出側の前記実走積分値の少なくともいずれかの方が小さい場合に当該車両の運転技量が低い旨の判定を下す
   ことを特徴とする運転技量判定装置。
6. 請求項１に記載の運転技量判定装置であって、
   前記判定部は、前記道路が緩和曲線を描く緩和曲線区間を前記車両が当該道路に沿って道なりに走行する際の基準となる積分値である基準積分値と、前記直線路及び曲率半径が極小の円弧曲線路間に存して緩やかに曲率が変化する前記緩和曲線区間を前記車両が前記道路に沿って道なりに走行する際の極大となる積分値である極大積分値と、で定義される基準−極大積分値に係る領域に相対する、前記緩和曲線走行区間を前記車両が実際に走行した際の積分値である実走積分値の位置付けに基づいて、当該車両の運転技量を判定する
   ことを特徴とする運転技量判定装置。