JP7435429B2

JP7435429B2 - 安全運転レベル評価装置

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Publication number: JP7435429B2
Application number: JP2020206891A
Authority: JP
Inventors: 正明山岡; クシンエヴァン; バイデュクフロリン
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2020-12-14
Filing date: 2020-12-14
Publication date: 2024-02-21
Anticipated expiration: 2040-12-14
Also published as: JP2022094076A; CN114684145A; US20220189216A1

Description

本開示は、安全運転レベル評価装置に関する。

従来から、車両の周辺環境及びドライバの運転操作に基づいて、ドライバの運転を評価することが検討されている（例えば、特許文献１～３）。例えば、特許文献１では、運転シーン毎に、要求される安全運転動作が達成されたか否かを評価して安全運転のスコアが算出され、そのスコアがディスプレイに表示される。特に、特許文献１では、例えば、交差点での一時停止や左右確認などの安全運転動作が実際に行われたか否かに基づいて安全運転のスコアが算出されている。

特開２０１９－２８５３４号公報特開２０１０－２５７２３４号公報特開２００９－２８８９４１号公報

ところで、特許文献１に記載された装置では、例えば、急ブレーキにより減速して一時停止した場合でも緩やかに減速して一時停止した場合でも同程度の安全運転のスコアが算出されることになる。しかしながら、これら場合は運転操作の安全性を考慮すると、安全運転のスコアに差を付けるべきであり、よって特許文献１に記載された装置ではドライバの安全運転レベルを必ずしも適切に評価できていなかった。したがって、特許文献１に記載された装置による安全運転レベルの評価方法とは異なる方法が必要とされている。

上記課題に鑑みて、本開示の目的は、ドライバの安全運転レベルを新たな手法で評価する安全運転レベル評価装置を提供することにある。

本開示の要旨は以下のとおりである。

（１）ドライバの安全運転レベルを評価する安全運転レベル評価装置であって、
車両の周辺環境を認識する周辺環境認識部と、
認識された前記周辺環境に基づいて、前記車両の理想的な走行位置及び理想的な走行速度を含む、前記車両の理想走行経路を算出する理想走行経路算出部と、
前記車両の実際の走行位置及び実際の走行速度を含む、前記車両の実走行経路を検出する実走行経路検出部と、
前記理想走行経路と前記実走行経路との差が大きい場合には小さい場合に比べて安全運転レベルが低いことを表す値になるように安全性指標値を算出する指標値算出部と、
算出された前記安全性指標値に基づいて安全運転レベルを推定する安全運転レベル推定部とを備える、安全運転レベル評価装置。
（２）推定された前記安全運転レベルに関する表示を前記車両のディスプレイに表示させる表示部を更に備える、上記（１）に記載の安全運転レベル評価装置。
（３）前記指標値算出部は、前記理想走行経路と前記実走行経路との差が所定の基準差以上である場合と該基準差未満である場合とで前記安全性指標値の正負が反転するように該安全性指標値を算出し、
前記安全運転レベル推定部は、走行経路の所定区間における前記安全性指標値の積算値に基づいて安全運転レベルを推定する、上記（１）又は（２）に記載の安全運転レベル評価装置。
（４）前記指標値算出部は、前記理想走行経路における各走行位置と前記実走行経路における対応する走行位置との距離が長いほど前記安全運転レベルが低いことを表す値になるように前記安全性指標値を算出する、上記（１）～（３）のいずれか１つに記載の安全運転レベル評価装置。
（５）前記指標値算出部は、前記理想走行経路における各走行位置での走行速度と、前記実走行経路における対応する走行位置での走行速度との差が大きいほど前記安全運転レベルが低いことを表す値になるように前記安全性指標値を算出する、上記（１）～（４）のいずれか１つに記載の安全運転レベル評価装置。
（６）前記指標値算出部は、前記理想走行経路における各走行位置と前記実走行経路における対応する走行位置との距離が所定の基準距離以上である場合と該基準距離未満である場合とで前記安全性指標値の正負が反転するように該安全性指標値を算出し、
前記基準距離は、前記車両が走行している道路又は車線の幅に応じて変化する、上記（１）～（４）のいずれか１つに記載の安全運転レベル評価装置。
（７）前記指標値算出部は、前記理想走行経路における各走行位置での走行速度と前記実走行経路における対応する走行位置での走行速度との速度差が所定の基準速度差以上である場合と該基準速度未満である場合とで前記安全性指標値の正負が反転するように該安全性指標値を算出し、
前記基準速度差は、前記車両の理想走行経路の前記走行位置における走行速度に応じて変化する、上記（１）～（６）のいずれか１つに記載の安全運転レベル評価装置。
（８）前記指標値算出部は、前記実走行経路における各走行位置での走行速度が前記理想走行経路の対応する走行位置での走行速度よりも速い場合には、前記実走行経路における各走行位置での走行速度が前記理想走行経路の対応する走行位置での走行速度よりも遅い場合に比べて、同一の速度差に対して、前記安全運転レベルが低いことを表す前記安全性指標値を算出する、上記（１）～（７）のいずれか１つに記載の安全運転レベル評価装置。

本開示によれば、ドライバの安全運転レベルを新たな手法で評価する安全運転レベル評価装置が提供される。

図１は、一つの実施形態に係る安全運転レベル評価システムを概略的に示す構成図である。図２は、車両内に設けられるメータパネルを概略的に示す図である。図３は、一つの実施形態に係るＥＣＵのハードウェア構成図である。図４は、片側１車線の道路上に駐車車両がある場合の走行経路を概略的に示す図である。図５は、理想走行経路上の走行位置と実走行経路上の対応する走行位置との間の距離と安全性指標値との関係を示す図である。図６は、理想走行経路上の地点における走行速度と実走行経路上の対応する地点における走行速度との間の速度差と安全性指標値との関係を示す図である。図７は、ドライバの安全運転レベルの評価処理に関する、ＥＣＵのプロセッサの機能ブロック図である。

以下、図面を参照して実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。

＜安全運転レベル評価システムの構成＞
まず、図１～図３を参照して、ドライバの安全運転レベルを評価する安全運転レベル評価装置が実装される安全運転レベル評価システム１の構成について説明する。図１は、一つの実施形態に係る安全運転レベル評価システム１を概略的に示す構成図である。本実施形態では、安全運転レベル評価システム１は、図１に示したように、車外カメラ１１と、測距センサ１２と、測位センサ１３と、ストレージ装置１４と、速度センサ１５と、ディスプレイ２０と、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ］という）３０とを備える。

しかしながら、安全運転レベル評価システム１は、必ずしもこれら全てを有していなくてもよい。例えば、安全運転レベル評価システム１は、車外カメラ１１を有していれば必ずしも測距センサ１２を有していなくてもよいし、速度センサ１５を有していなくてもよい。

車外カメラ１１と、測距センサ１２と、測位センサ１３と、ストレージ装置１４と、速度センサ１５と、ディスプレイ２０と、ＥＣＵ３０とは、車内ネットワーク２５を介して通信可能に接続される。車内ネットワーク２５は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の規格に準拠したネットワークである。

車外カメラ１１は、車両の周囲を撮影する機器である。車外カメラ１１は、可視光に感度を有する光電変換素子のアレイで構成された２次元検出器（ＣＣＤ、Ｃ－ＭＯＳなど）と、その２次元検出器上に撮影対象となる領域の像を結像する結像光学系とを有する。本実施形態では、車外カメラ１１は、車両１００の前方を向くように、例えば車両１００の車内に取り付けられる。車外カメラ１１は、所定の撮影周期（例えば１／３０秒～１／１０秒）ごとに車両１００の前方領域を撮影し、且つその前方領域が写った画像を生成する。車外カメラ１１は、画像を生成する度に、生成した画像を車内ネットワーク２５を介してＥＣＵ３０へ出力する。なお、車外カメラ１１は単眼カメラであってもよいし、ステレオカメラであってもよい。車外カメラ１１としてステレオカメラが用いられた場合には、車外カメラ１１は測距センサ１２としても機能する。車両１００には、撮影方向または焦点距離が異なる複数の車外カメラが設けられてもよい。

測距センサ１２は、車両１００の周囲に存在する対象物（物体）までの距離を測定するセンサである。本実施形態では、測距センサ１２は、車両１００の周囲に存在する物体の方位も合わせて測定することができる。測距センサ１２は、例えば、ミリ波レーダ等のレーダ又はライダ（ＬＩＤＡＲ）である。ミリ波レーダは、パルス状に又は周波数を変調しながら連続的に、波長がｍｍ単位となる電波を放射すると共に、この電波に対する反射波を測定して、測定範囲内にある対象物の位置を測定する。また、ライダは、パルス状に発光したレーザ光に対する反射光を測定して、測定範囲内にある対象物の位置を測定する。測距センサ１２は、例えば、車両１００の前端部（例えば、フロントバンパ内）に配置されて、車両１００の前方に存在する対象物までの距離を測定する。測距センサ１２は、所定の周期ごとに車両１００の周囲の対象物までの距離を測定し、測定結果を車内ネットワーク２５を介してＥＣＵ３０へ出力する。

測位センサ１３は、車両１００の自己位置を測定するセンサである。測位センサ１３は、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機である。ＧＰＳ受信機は、複数のＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信し、受信したＧＰＳ信号に基づいて車両１００の自己位置を測定する。測位センサ１３は、所定の周期ごとに車両１００の自己位置の測定結果を、車内ネットワーク２５を介してＥＣＵ３０へ出力する。なお、測位センサ１３は、車両１００の自己位置を測定することができれば、他の衛星測位システムに準拠した受信機であってもよい。

ストレージ装置１４は、例えば、ハードディスク装置または不揮発性の半導体メモリを有する。ストレージ装置１４は、地図情報を記憶する。地図情報は、道路の所定の区間ごとに、その区間の位置、道路標示を表す情報（例えば、車線、区画線または停止線）を含む。ストレージ装置１４は、ＥＣＵ３０からの地図情報の読出し要求に従って地図情報を読み出し、車内ネットワーク２５を介して地図情報をＥＣＵ３０へ送信する。

速度センサ１５は車両１００の走行速度を検出するセンサである。速度センサ１５は、例えば、タイヤに連結されたシャフトの回転速度を検出し、検出した回転速度に基づいて車両１００の走行速度を検出する。

ディスプレイ２０は、車両１００の運転に関する情報を表示する表示装置である。ディスプレイ２０は、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等、画面上に画像を表示する装置である。或いは、ディスプレイ２０は、車両１００の前方の窓ガラス等、ドライバの前方に設けられた透明なプレートに画像を投影するヘッドアップディスプレイであってもよい。いずれにせよ、ディスプレイ２０は、画像を表示することができれば、如何なるタイプのディスプレイであってもよい。ディスプレイ２０は、車内ネットワーク２５を介してＥＣＵ３０に接続される。ディスプレイ２０は、ＥＣＵ３０から表示信号を受信し、受信した表示信号に応じた画像を表示する。

図２は、車両１００内に設けられるメータパネル５０を概略的に示す図である。図２に示したメータパネル５０は、車両１００内においてドライバの前方に位置するように配置される。

図２に示したように、メータパネル５０は、車両１００の速度を示すスピードメータ５１と、燃料の残量を示す燃料計５２と、ハイブリッドシステムの出力や回生レベルを示すハイブリッドシステムインジケータ５３と、内燃機関の冷却水温を示す水温計５４とを備える。加えて、メータパネル５０は、これらスピードメータ５１、燃料計５２、ハイブリッドシステムインジケータ５３及び水温計５４の間に、ディスプレイ２０を備える。

図２に示したように、ディスプレイ２０には、安全運転レベルに関する表示物２１が表示される。表示物２１は、後述する安全運転レベル評価装置によって推定されたドライバの安全運転レベルに応じて長さが変化するインジケータ２２を有する。インジケータ２２は、例えば、安全運転レベルが高いほど長くなる。表示物２１は、例えば、ドライバによる車両１００の運転が終了したとき、又はドライバによって選択されたときに表示される。ディスプレイ２０には、安全運転レベルに関する情報に加えて、各種警告灯やその他様々な情報が表示される。

なお、本実施形態では、推定された安全運転レベルによってインジケータ２２によってドライバの安全運転レベルが表されている。しかしながら、表示物２１は、推定された安全運転レベルに応じて変化する表示であれば他の態様の表示であってもよい。したがって、表示物２１は、例えば、安全運転レベルを表す文字（数字や、大小を表す文字など）であってもよい。

ＥＣＵ３０は、車外カメラ１１、測距センサ１２及び測位センサ１３を含む各種センサからデータを受信して演算処理を行い、その結果、ディスプレイ２０等の各種機器を制御する処理装置である。ＥＣＵ３０は、ドライバの安全運転レベルを評価する安全運転レベル評価装置として機能する。図３は、安全運転レベル評価装置の一つの実施形態であるＥＣＵ３０のハードウェア構成図である。ＥＣＵ３０は、通信インターフェース３１と、メモリ３２と、プロセッサ３３とを有する。なお、通信インターフェース３１、メモリ３２及びプロセッサ３３は、別個の回路であってもよく、あるいは、一つの集積回路として構成されてもよい。

通信インターフェース３１は、ＥＣＵ３０を車内ネットワーク２５に接続するための回路である。通信インターフェース３１は、車外カメラ１１から画像を受信する度に、受信した画像をプロセッサ３３へ送信する。また、通信インターフェース３１は、測距センサ１２から車両の周囲の対象物までの距離の測定結果を受信する度に、その測定結果をプロセッサ３３へ送信する。加えて、通信インターフェース３１は、測位センサ１３から自己位置の測定結果を受信する度に、その測定結果をプロセッサ３３に送信する。さらに、また、通信インターフェース３１は、ストレージ装置１４から読み込んだ地図情報をプロセッサ３３へ送信する。また、通信インターフェース３１は、速度センサ１５から受信した速度信号をプロセッサ３３に送信する。加えて、通信インターフェース３１は、ＥＣＵ３０からディスプレイ２０への表示信号を受信する度に、受信した表示信号をディスプレイ２０へ送信する。

メモリ３２は、データを記憶する記憶装置である。メモリ３２は、例えば、揮発性の半導体メモリ及び不揮発性の半導体メモリを有する。メモリ３２は、ＥＣＵ３０のプロセッサ３３により実行されるプログラムを記憶する。また、メモリ３２は、車外カメラ１１によって撮影された画像、車両周囲の対象物までの距離の測定結果、及び表示処理において使用される各種のデータなどを記憶する。

プロセッサ３３は、１個または複数個のＣＰＵ（Central Processing Unit）及びその周辺回路を有する。プロセッサ３３は、論理演算ユニットまたは数値演算ユニットといった他の演算回路をさらに有していてもよい。プロセッサ３３は、ディスプレイ２０の表示処理を実行して、ディスプレイ２０における表示を制御する。

＜安全運転レベルの評価＞
次に、図４～図６を参照して、ドライバの安全運転レベルの評価手法について説明する。本実施形態では、車両１００の周辺環境などに基づいて車両１００の理想的な走行経路（以下、「理想走行経路」という）が算出されると共に、車両１００の実際の走行経路（以下、「実走行経路」という）の理想走行経路との差に基づいて安全運転レベルが推定される。本実施形態では、実走行経路と理想走行経路との差が小さいほど安全運転レベルが高いものとして推定される。以下では、安全運転レベルの推定手法について具体的に説明する。

本実施形態では、まず、車両１００のＥＣＵ３０により、各種センサ（車外カメラ１１、測距センサ１２など）の出力などに基づいて、車両１００の周辺環境が認識される。周辺環境には、車両１００が走行している道路の情報（車線の数、車線の幅、路面状況など）、車両１００の周りの物体（他の車両、歩行者、障害物など）の情報などが含まれる。

その後、認識された周辺環境に基づいて、車両１００の理想走行経路が算出される。なお、本実施形態では、走行経路（走行軌道）は、車両１００の走行位置及び各走行位置における走行速度を含む概念である。

図４は、片側１車線の道路上に駐車車両２００がある場合の走行経路を概略的に示す図である。図４に示した例では、車両１００が走行している走行車線上に駐車車両２００が駐車されている場合を示している。したがって、車両１００は、駐車車両２００を避けるために一時的に対向車線にはみ出して走行し、その後、元の走行車線に戻るように走行することになる。図中の実線は、認識された周辺環境に基づいて算出された理想走行経路Ｉを示している。図４に示した例では、理想走行経路Ｉは、連続的な直線として表されているが、実際には所定の距離間隔の地点毎の点群データの集合であり、各地点のデータにはその地点における理想的な走行位置と理想的な走行速度の情報が含まれる。

図４に示したように、理想走行経路Ｉは、駐車車両２００の周りの領域では、駐車車両２００の陰から歩行者が飛び出してきても対応できるだけの距離を確保できる程度に駐車車両２００から離れた位置を走行すると共に車両１００の速度が十分に低下されている経路である。また、理想走行経路Ｉは、駐車車両２００を通り過ぎると速やかに元の走行車線に戻ると共に元の走行車線に戻った後に車両１００の速度が回復される経路である。理想走行経路Ｉの任意の地点Ｉ_kのデータは、その地点Ｉ_kにおける理想的な走行位置の情報（座標情報）及びその地点Ｉ_kにおける理想的な走行速度の情報を含む（なお、ｋは、安全運転レベルの評価を行う評価区間における理想走行経路上の点群の順番を表す）。図４に示した例では、理想走行経路Ｉ上の任意の地点Ｉ_kにおける走行位置はＰｉ_kで表され、地点Ｉ_kにおける走行速度はＶｉ_kで表される。

一方、図４中の破線は、車両１００が実際に走行した実走行経路Ａの例を示している。実走行経路Ａは、駐車車両２００の周りの領域において、車両１００が、理想走行経路Ｉに比べて、駐車車両２００に近い位置を走行すると共に同程度の速度で走行した場合の走行経路を示している。図４に示したように、理想走行経路Ｉ上の任意の地点Ｉ_kに対応する実走行経路Ａ上の地点Ａ_k（すなわち、理想走行経路Ｉ上の任意の地点Ｉ_kから最も近い（走行位置間の距離が最も短い）実走行経路Ａ上の地点）における走行位置はＰａ_kで表され、地点Ａ_kにおける走行速度はＶａ_kで表される。

したがって、車両１００の実走行経路Ａ上の地点Ａ_kの走行位置Ｐａ_kは、理想走行経路Ｉの対応する地点Ｉ_kの走行位置Ｐｉ_kに対して距離ΔＰ_kだけ離れている。また、車両１００の実走行経路Ａ上の地点Ａ_kの走行速度Ｖａ_kは、理想走行経路Ｉの対応する地点Ｉ_kの走行速度Ｖｉ_kに対して速度差ΔＶ_kだけ異なっている。これら距離ΔＰ_k及び速度差ΔＶ_kの絶対値は、実走行経路Ａが理想走行経路Ｉに対してどれだけ異なっているかを表している。具体的には、これら距離ΔＰ_k及び速度差ΔＶ_kの絶対値が小さいほど実走行経路Ａは理想走行経路Ｉに近い経路となっている。

そこで、本実施形態では、理想走行経路Ｉの各地点Ｉ_kにおける両経路間の距離ΔＰ_k及び速度差ΔＶ_kに基づいて、その地点Ｉ_kにおける安全性指標値Ｉｓ_kが算出され、算出された安全性指標値Ｉｓ_kに基づいて安全運転レベルＬＶが推定される。特に、本実施形態における安全性指標値Ｉｓ_kは、大きいほど安全運転レベルが高いことを表しており、図５及び図６に示した関係に基づいて算出される。なお、安全性指標値Ｉｓ_kは、大きいほど安全運転レベルが低いことを表す指標値であってもよい。

図５は、理想走行経路Ｉ上の各地点Ｉ_kにおける走行位置Ｐｉ_kと実走行経路Ａ上の対応する地点Ａ_kにおける走行位置Ｐａ_kとの間の距離ΔＰ_kと安全性指標値Ｉｓとの関係を示す図である。なお、以下では、任意の地点における走行位置、走行速度、距離及び速度差を、ｋを付さずに表すこともある。

図５に示したように、本実施形態では、両走行位置間の距離ΔＰが０であるときに安全性指標値Ｉｓが最大になり、両走行位置間の距離ΔＰが大きくなるにつれて安全性指標値Ｉｓが小さくなるように、距離ΔＰと安全性指標値Ｉｓとの関係が設定される。特に、本実施形態では、両走行位置間の距離ΔＰが大きくなるのに比例して安全性指標値Ｉｓが小さくなる。また、本実施形態では、両走行位置間の距離ΔＰが所定の基準距離ΔＰｒ以上である場合と両走行位置間の距離ΔＰが所定の基準距離ΔＰｒ未満である場合とで安全性指標値Ｉｓの正負が反転する。特に、本実施形態では、両走行位置間の距離ΔＰが所定の基準距離ΔＰｒ以上になると安全性指標値Ｉｓの正から負に変化する。

なお、本実施形態では、両走行位置間の距離ΔＰが大きくなるのに比例して安全性指標値Ｉｓが小さくなっている。しかしながら、安全性指標値Ｉｓは必ずしも距離ΔＰに比例して変化していなくてもよい。例えば、安全性指標値Ｉｓは、図５に破線で示したように、距離ΔＰが所定値以下であるときに距離ΔＰに応じて変化しない一定の値とされてもよい。また、本実施形態では、両走行位置間の距離ΔＰと安全性指標値Ｉｓとの関係は、実走行経路Ａが理想走行経路Ｉの左右のいずれにあっても同様とされている。しかしながら、両走行位置間の距離ΔＰと安全性指標値Ｉｓとの関係は実走行経路Ａが理想走行経路Ｉの左右のいずれにあるかによって異なるように設定されてもよい。例えば、図４に示した状況では、実走行経路Ａが理想走行経路Ｉの右側（駐車車両２００と反対側）である場合の基準距離ΔＰｒは、実走行経路Ａが理想走行経路Ｉの左側（駐車車両２００側）である場合の基準距離ΔＰｒよりも大きくてもよい。これは、実走行経路Ａが理想走行経路Ｉの左側にずれる場合には、駐車車両２００に近づくことから、右側にずれる場合よりも安全性が低いと考えられるためである。加えて、両走行位置間の距離ΔＰと安全性指標値Ｉｓとの関係は、車両１００の走行状況に応じて変化してもよい。例えば、基準距離ΔＰｒは、車両１００が走行している道路や車線の幅に応じて変化してもよい。この場合、基準距離ΔＰｒは、道路や車線の幅が大きくなるほど大きく設定される。これは、道路や車線の幅が大きければ、実際の走行位置が理想的な走行位置から多少ずれたとしても安全性に対する影響は小さいためである。

図６は、理想走行経路Ｉ上の各地点Ｉ_kにおける走行速度Ｖｉ_kと実走行経路Ａ上の対応する地点Ａ_kにおける走行速度Ｖａ_kとの間の速度差ΔＶと安全性指標値Ｉｓとの関係を示す図である。図中のＸは、実走行経路Ａにおける走行速度が理想走行経路Ｉにおける走行速度よりも速い場合、図中のＹは、実走行経路Ａにおける走行速度が理想走行経路Ｉにおける走行速度よりも遅い場合をそれぞれ示している。

図６に示したように、本実施形態では、速度差ΔＶが０であるときに安全性指標値Ｉｓが最大になり、速度差ΔＶが大きくなるにつれて安全性指標値Ｉｓが小さくなるように、速度差ΔＶと安全性指標値Ｉｓとの関係が設定される。特に、本実施形態では、速度差ΔＶが大きくなるのに比例して安全性指標値Ｉｓが小さくなる。また、本実施形態では、実走行経路Ａにおける走行速度が理想走行経路Ｉにおける走行速度よりも速い場合（図中のＸ）、速度差ΔＶが所定の第１基準速度差ΔＶｒ１以上であるときと第１基準速度差ΔＶｒ１未満であるときとで安全性指標値Ｉｓの正負が反転する。一方、実走行経路Ａにおける走行速度が理想走行経路Ｉにおける走行速度よりも遅い場合（図中のＹ）、速度差ΔＶが所定の第２基準速度差ΔＶｒ２以上であるときと第２基準速度差ΔＶｒ２未満であるときとで安全性指標値Ｉｓの正負が反転する。

本実施形態では、第１基準速度差ΔＶｒ１は第２基準速度差ΔＶｒ２よりも小さい。したがって、本実施形態では、実走行経路Ａにおける任意の走行位置での走行速度が理想走行経路Ｉの対応する走行位置での走行速度よりも速い場合（図中のＸ）には、実走行経路Ａにおける任意の走行位置での走行速度が理想走行経路Ｉの対応する走行位置での走行速度よりも遅い場合（図中のＹ）に比べて、同一の速度差に対する安全性指標値Ｉｓが小さくなるように算出される。この結果、実走行経路Ａにおける走行速度が理想走行経路Ｉにおける走行速度よりも速い場合には、安全性指標値Ｉｓが小さくなりやすく、よって安全運転レベルが低いと判断され易くなる。

なお、本実施形態では、速度差ΔＶが大きくなるのに比例して安全性指標値Ｉｓが小さくなっている。しかしながら、安全性指標値Ｉｓは必ずしも速度差ΔＶに比例して変化していなくてもよい。例えば、安全性指標値Ｉｓは、図６に破線で示したように、速度差ΔＶが所定値以下であるときに速度差ΔＶに応じて変化しない一定の値とされてもよい。また、基準速度差ΔＶｒ１、ΔＶｒ２は、車両１００の理想走行経路の各走行位置における走行速度に応じて変化してもよい。この場合、基準速度差ΔＶｒ１、ΔＶｒ２は、走行速度が速くなるほど大きくなる。これは、車両１００の速度が速いほど、実際の走行速度が理想的な走行速度から多少ずれたとしても安全性に対する影響は小さいためである。加えて、本実施形態では、実走行経路Ａにおける走行速度が理想走行経路Ｉにおける走行速度よりも速い場合（図中のＸ）と、実走行経路Ａにおける走行速度が理想走行経路Ｉにおける走行速度よりも遅い場合（図中のＹ）とで、速度差に対する安全性指標値が異なっている。しかしながら、両場合において、速度差に対する安全性指標値が等しくなるように設定されてもよい。

上述したように、図５及び図６に示したような関係を利用して、理想走行経路Ｉ上の各地点Ｉ_kについて、両走行位置間の距離ΔＰ_k及び速度差ΔＶ_kに基づいて、その地点Ｉ_kにおける安全性指標値Ｉｓ_kが算出される。このようにして算出された安全性指標値Ｉｓ_kは、各地点Ｉ_kにおける理想走行経路Ｉと実走行経路Ａとの差を表している。

本実施形態では、理想走行経路Ｉの所定の評価区間に亘って、理想走行経路Ｉと実走行経路Ａとの差が算出される。したがって、この評価区間内における理想走行経路Ｉ上の全ての地点Ｉ_k（ｋ＝１，２，・・・，Ｋ）について、安全性指標値Ｉｓ_kが算出される。そして、本実施形態では、このようにして算出された全ての安全性指標値Ｉｓ_kを積算した値がそのドライバの安全運転レベルＬＶとして算出される。このようにして算出された安全運転レベルＬＶは、上記所定の評価区間全体における理想走行経路Ｉと実走行経路Ａとの差の平均的な大きさを表しており、よってドライバが安全性を考慮した理想的な走行経路に合わせて車両１００を走行させている程度を表している。したがって、このようにして算出された安全運転レベルの値は、ドライバの実際の安全運転レベルを適切に表した値となっている。

＜具体的な評価処理＞
次に、図７を参照して、ドライバの安全運転レベルの具体的な評価処理について説明する。図７は、ドライバの安全運転レベルの評価処理に関する、ＥＣＵ３０のプロセッサ３３の機能ブロック図である。図７に示したように、プロセッサ３３は、周辺環境認識部３３１と、理想走行経路算出部３３２と、実走行経路検出部３３３と、指標値算出部３３４と、安全運転レベル推定部３３５と、表示部３３６とを有する。プロセッサ３３が有するこれら機能ブロックは、例えば、プロセッサ３３上で動作するコンピュータプログラムにより実現される機能モジュールである。あるいは、プロセッサ３３が有するこれら機能ブロックは、プロセッサ３３に設けられる専用の演算回路であってもよい。

周辺環境認識部３３１は、各種センサの出力などに基づいて、車両１００の周辺環境を認識する。周辺環境認識部３３１には、例えば、車外カメラ１１によって生成された画像や、測距センサ１２による測定結果などが入力される。周辺環境認識部３３１は、画像の認識処理や、測距センサ１２による測定結果（距離を表す点群データ）に基づく認識処理によって、車両１００の周辺環境を認識する。画像や点群データに基づく認識処理としては、ニューラルネットワーク、サポートベクターマシン等、公知のパターン認識手法が用いられる。周辺環境認識部３３１は、具体的には、周辺環境として、車両１００の周りの物体（他の車両、歩行者、障害物など）の種類、位置、速度などを認識すると共に、車両１００が走行している道路の情報（車線の数、車線の幅、路面状況など）を認識する。なお、周辺環境認識部３３１には、画像や点群データに加えて、測位センサ１３によって測定された自己位置、ストレージ装置１４に記憶されている地図情報など、他の情報が入力されてもよい。この場合、周辺環境認識部３３１は、画像や点群データに加えてこれら他の情報に基づいて車両１００の周辺環境を認識する。周辺環境認識部３３１は、周辺環境に関する情報を出力し、出力された情報は、理想走行経路算出部３３２及び実走行経路検出部３３３に入力される。

理想走行経路算出部３３２は、車両１００の周辺環境、測位センサ１３によって測定された自己位置、及びストレージ装置１４に記憶されている地図情報に基づいて、車両１００の理想的な走行経路を算出する。理想走行経路算出部３３２は、例えば、自動運転車両がその走行経路を決定する手法と同様な手法によって理想的な走行経路を算出する。

具体的には、理想走行経路算出部３３２は、車両１００の現在の走行状況に基づいて、車両１００の周りに障害物が無いと仮定した場合の基準となる走行経路を算出する。基準となる走行経路は、車両１００の自己位置や地図情報に基づいて算出される。そして、理想走行経路算出部３３２は、周辺環境認識部３３１によって認識された車両１００の周辺環境に基づいて基準となる走行経路を修正して車両１００の理想走行経路を算出する。例えば、認識した物体が移動物体（車両や歩行者など）である場合には、理想走行経路算出部３３２は、移動物体の将来の予測経路を算出し、算出した予測経路に基づいて移動物体を回避するように基準となる走行経路を修正して理想走行経路を算出する。また、理想走行経路算出部３３２は、基準となる走行経路を修正するにあたって、車両１００の周りの物体の種類を認識すると共に、認識された物体の種類に応じてその物体の回避行動（例えば、歩行者と電柱とで回避幅を変更するなど）を変更する。

理想走行経路算出部３３２は、基本的に、車両１００の周囲環境などの車両１００の外部の環境に基づいて理想走行経路を算出する。したがって、理想走行経路算出部３３２によって一旦算出された任意の時間後の理想走行経路は、例えば駐車車両２００の位置などの外部の環境が変化しない限り、算出された領域を車両１００が通過するまで変更されない。一方、理想走行経路算出部３３２によって一旦算出された任意の時間後の理想走行経路は、算出された領域を車両１００が通過するまでに例えば駐車車両２００の位置などの外部の環境が変化すると、その外部の環境の変化に伴って変更される。

理想走行経路算出部３３２は、このようにして算出された理想走行経路の情報を出力する。具体的には、理想走行経路の情報は、一定間隔の点群として表された理想走行経路上の各地点Ｉ_k毎の理想的な走行位置Ｐｉ_k及び理想的な走行速度Ｖｉ_kの情報を含む。理想走行経路算出部３３２から出力された理想走行経路の情報は、指標値算出部３３４に入力される。

実走行経路検出部３３３は、車両１００の周辺環境、測位センサ１３によって測定された自己位置、及びストレージ装置１４に記憶されている地図情報に基づいて、車両１００が実際に走行した実走行経路を検出する。具体的には、実走行経路検出部３３３は、測位センサ１３によって測定された自己位置や地図情報に基づいて、車両１００の大まかな走行位置を検出すると共に、周辺環境認識部３３１によって認識された周辺環境（例えば、区画線の位置情報など）及び詳細な地図情報に基づいて走行位置を修正することで、車両１００の現在の実際の走行位置を検出する。なお、実走行経路検出部３３３は、測位センサ１３によって測定された自己位置、及びストレージ装置１４に記憶されている地図情報のみに基づいて、車両１００が実際に走行した実走行経路を検出してもよい。また、実走行経路検出部３３３は、車両１００の実際の走行位置の推移に基づいて、又は車両１００の速度を検出する速度センサ１５の出力に基づいて車両１００の実際の走行速度を検出する。実走行経路検出部３３３は、このようにして検出された時系列的な車両１００の実際の走行位置Ｐａ_k及び実際の走行速度Ｖａ_kの情報を実走行経路の情報として出力する。実走行経路検出部３３３から出力された実走行経路の情報は、指標値算出部３３４に入力される。

指標値算出部３３４は、理想走行経路と実走行経路とに基づいて安全性指標値を算出する。特に、指標値算出部３３４は、理想走行経路と実走行経路との差が大きい場合には小さい場合に比べて安全運転レベルが低いことを表す値（本実施形態では、小さい値）になるように安全性指標値Ｉｓを算出する。

指標値算出部３３４には、理想走行経路の情報（理想的な走行位置Ｐｉ_k及び理想的な走行速度Ｖｉ_k）及び実走行経路の情報（実際の走行位置Ｐａ_k及び実際の走行速度Ｖａ_k）が入力される。そして、指標値算出部３３４は、具体的には、理想走行経路の各地点Ｉ_kにおける走行位置Ｐｉ_kと実走行経路の対応する地点Ａ_kにおける走行位置（すなわち、理想走行経路の走行位置Ｐｉ_kに対応する実走行経路上の走行位置）Ｐａ_kとの距離ΔＰ_kを算出する。そして、指標値算出部３３４は、算出された両走行位置間の距離ΔＰ_kに基づいて、図５に示した関係を用いて、安全性指標値を算出する。したがって、指標値算出部３３４は、両走行位置間の距離ΔＰが長いほど、安全性指標値Ｉｓが小さくなるように（すなわち、安全運転レベルが低いことを表す値になるように）安全性指標値を算出する。指標値算出部３３４は、安全運転レベルの評価を行う評価区間（例えば、運転開始から終了までの区間）内の全ての地点Ｉ_k（ｋ＝１，２，・・・，Ｋ）について、両走行位置間の距離ΔＰに基づく安全性指標値を算出する。

また、指標値算出部３３４は、具体的には、理想走行経路の各地点Ｉ_kにおける走行速度Ｖｉ_kと実走行経路の対応する地点Ａ_kにおける走行速度（すなわち、理想走行経路の走行位置Ｐｉ_kに対応する実走行経路上の走行位置Ｐａ_kにおける走行速度）Ｖａ_kとの速度差ΔＶ_kを算出する。そして、指標値算出部３３４は、算出された速度差ΔＶ_kに基づいて、図６に示した関係を用いて、安全性指標値を算出する。したがって、指標値算出部３３４は、速度差ΔＶが大きいほど、安全性指標値Ｉｓが小さくなるように（すなわち、安全運転レベルが低いことを表す値になるように）安全性指標値Ｉｓを算出する。指標値算出部３３４は、評価区間内の全ての地点Ｉ_k（ｋ＝１，２，・・・，Ｋ）について、速度差ΔＶに基づく安全性指標値を算出する。

加えて、指標値算出部３３４は、各地点Ｉ_kにおける両走行位置間の距離に基づく安全性指標値と速度差に基づく安全性指標値とを合計した値を、その地点Ｉ_kにおける安全性指標値Ｉｓ_kとして算出する。そして、指標値算出部３３４は、評価区間内の全ての地点について同様な処理を行って、安全性指標値Ｉｓを算出する。指標値算出部３３４は、このようにして算出された評価区間内の全ての地点における安全性指標値Ｉｓを出力する。指標値算出部３３４から出力された安全性指標値Ｉｓは、安全運転レベル推定部３３５に入力される。

安全運転レベル推定部３３５は、評価区間内の全ての地点における安全性指標値Ｉｓに基づいて安全運転レベルを推定する。安全運転レベル推定部３３５には、指標値算出部３３４によって算出された評価区間内の全ての地点における安全性指標値Ｉｓが入力される。そして、安全運転レベル推定部３３５は、評価区間内の全ての地点における安全性指標値Ｉｓを合計し、合計した値が大きいほど安全運転レベルが高くなるように安全運転レベルを推定する。これにより、評価区間全体に亘って実走行経路が理想走行経路に近いほど安全運転レベルが高くなるように安全運転レベルが推定される。安全運転レベル推定部３３５は、推定された安全運転レベルの情報を出力し、出力された情報は表示部３３６へと入力される。

表示部３３６は、安全運転レベルに関する表示を車両１００のディスプレイ２０に表示させる。表示部３３６には、安全運転レベル推定部３３５によって推定された安全運転レベルの情報が入力される。表示部３３６は、例えばドライバによる車両１００の運転が終了したときに、安全運転レベルが高いほど長くなるようにインジケータ２２を表示させる。これにより、ドライバは、自らの運転の安全運転レベルを把握することができる。

＜効果及び変形例＞
上記実施形態によれば、車両１００の実際の走行経路が、理想走行経路算出部３３２によって算出された理想走行経路に近いほど安全運転レベルが高いものとして算出され、ディスプレイに表示される。したがって、本実施形態によれば、ドライバの安全運転レベルを新たな手法で評価する安全運転レベル評価装置が提供される。特に、本実施形態によれば、例えば、急ブレーキにより減速して一時停止した場合と、緩やかに減速して一時停止した場合とで、安全運転レベルを異なる値として算出することができる。

また、上記実施形態では、理想走行経路と実走行経路との差（すなわち、理想走行経路における任意の地点の走行位置と実走行経路における対応する地点の走行位置との距離、又は理想走行経路における任意の地点の走行速度と実走行経路における対応する地点の走行速度との速度差）が所定の基準差以上である場合と基準差未満である場合とで安全性指標値の正負が反転するように安全性指標値が算出される。加えて、本実施形態では、このようにして算出された安全性指標値の、走行経路の所定区間（評価区間）における積算値に基づいて安全運転レベルを推定している。この結果、実際の走行経路が理想走行経路と任意の基準以上近い場合には、安全運転レベルとして正の値が算出され、任意の基準よりも離れている場合には安全運転レベルとして負の値が算出される。この結果、このように或る基準に応じて安全運転レベルが正負で反転することにより、ドライバは安全運転レベルを把握しやすくなる。

以上、本発明に係る好適な実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載内で様々な修正及び変更を施すことができる。

例えば、上記実施形態では、車両１００の走行経路には車両１００の走行位置及び走行速度が含まれている。しかしながら、車両１００の走行経路には、車両１００の走行位置及び走行速度に加えて、又はこれらに代えて、車両１００の走行時刻など、他のパラメータが含まれていてもよい。

また、上記実施形態では、安全運転レベルは、車両１００の走行経路に基づいて算出された安全性指標値Ｉｓのみに基づいて算出されている。しかしながら、安全運転レベルは、斯かる安全性指標値Ｉｓに加えて、例えば、車両１００の運転中のドライバの顔や視線の向きなど、車両１００の走行経路に基づいて算出された安全性指標値Ｉｓ以外のパラメータに基づいて算出されてもよい。

１安全運転レベル評価システム
１１車外カメラ
１２測距センサ
１３測位センサ
１４ストレージ装置
１５速度センサ
３０ＥＣＵ
３３プロセッサ

Claims

ドライバの安全運転レベルを評価する安全運転レベル評価装置であって、
車両の周辺環境を認識する周辺環境認識部と、
認識された前記周辺環境に基づいて、前記車両の理想的な走行位置及び理想的な走行速度を含む、前記車両の理想走行経路を算出する理想走行経路算出部と、
前記車両の実際の走行位置及び実際の走行速度を含む、前記車両の実走行経路を検出する実走行経路検出部と、
前記理想走行経路と前記実走行経路との差が大きい場合には小さい場合に比べて安全運転レベルが低いことを表す値になるように安全性指標値を算出する指標値算出部と、
算出された前記安全性指標値に基づいて安全運転レベルを推定する安全運転レベル推定部とを備え、
前記指標値算出部は、前記理想走行経路における各走行位置と前記実走行経路における対応する走行位置との距離が所定の基準距離以上である場合と該基準距離未満である場合とで前記安全性指標値の正負が反転するように該安全性指標値を算出し、
前記基準距離は、前記車両が走行している道路又は車線の幅に応じて変化する、安全運転レベル評価装置。
推定された前記安全運転レベルに関する表示を前記車両のディスプレイに表示させる表示部を更に備える、請求項１に記載の安全運転レベル評価装置。
前記指標値算出部は、前記理想走行経路と前記実走行経路との差が所定の基準差以上である場合と該基準差未満である場合とで前記安全性指標値の正負が反転するように該安全性指標値を算出し、
前記安全運転レベル推定部は、走行経路の所定区間における前記安全性指標値の積算値に基づいて安全運転レベルを推定する、請求項１又は２に記載の安全運転レベル評価装置。
前記指標値算出部は、前記理想走行経路における各走行位置と前記実走行経路における対応する走行位置との距離が長いほど前記安全運転レベルが低いことを表す値になるように前記安全性指標値を算出する、請求項１～３のいずれか１項に記載の安全運転レベル評価装置。
前記指標値算出部は、前記理想走行経路における各走行位置での走行速度と、前記実走行経路における対応する走行位置での走行速度との差が大きいほど前記安全運転レベルが低いことを表す値になるように前記安全性指標値を算出する、請求項１～４のいずれか１項に記載の安全運転レベル評価装置。
前記指標値算出部は、前記理想走行経路における各走行位置での走行速度と前記実走行経路における対応する走行位置での走行速度との速度差が所定の基準速度差以上である場合と該基準速度未満である場合とで前記安全性指標値の正負が反転するように該安全性指標値を算出し、
前記基準速度差は、前記車両の理想走行経路の前記走行位置における走行速度に応じて変化する、請求項１～５のいずれか１項に記載の安全運転レベル評価装置。
前記指標値算出部は、前記実走行経路における各走行位置での走行速度が前記理想走行経路の対応する走行位置での走行速度よりも速い場合には、前記実走行経路における各走行位置での走行速度が前記理想走行経路の対応する走行位置での走行速度よりも遅い場合に比べて、同一の速度差に対して、前記安全運転レベルが低いことを表す前記安全性指標値を算出する、請求項１～６のいずれか１項に記載の安全運転レベル評価装置。