(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、サポート装置の一例として、運転者(対象者)が、自動運転装置(自動制御機)を備えた車両(操作機器)を運転する際に、自動運転装置による制御をサポートする装置を例に挙げて説明する。
【0011】
[第1実施形態の説明]
図1は、本発明の第1実施形態に係るサポート装置、及びその周辺機器の構成を示すブロック図である。
図1に示すように、サポート装置100は、違和感検出部11と、自動機能制御部13と、脳活動解析部23(生体情報解析部)と、脳活動データベース22、及び違和感データベース24を備えている。
【0012】
脳活動解析部23は、脳活動検出部21に接続され、自動機能制御部13は、周囲環境判断部25、及び、自動運転装置26に接続されている。
【0013】
脳活動検出部21は、運転者の脳波を検出する。具体的には、運転者の頭部に専用のプローブを装着し、該プローブにて運転者の頭部から発せられる脳波を検出する。そして、検出した脳波を脳活動解析部23に出力する。
【0014】
脳活動解析部23は、脳活動検出部21で検出された脳波を解析する。具体的には、脳波の発振部位、波長、電圧等の脳波に関する詳細なデータを解析し、運転者が違和感を感じた際に発せられる波形(以下、ERRP(Error Related Potential)信号という)を抽出する。抽出したERRP信号を、違和感検出部11、及び脳活動データベース22に出力する。
【0015】
脳活動データベース22は、脳活動検出部21で検出された脳波データ、及び脳活動解析部23で抽出されたERRP信号に関連するデータを累積的に記憶する。
【0016】
違和感検出部11は、脳活動解析部23で解析された解析データ(解析結果)に基づいて、この運転者が違和感を感じているか否かを判断する。即ち、脳活動検出部21で検出された脳波にERRP信号が含まれているか否かを判断し、ERRP信号が含まれている場合には違和感検出信号を自動機能制御部13に出力する。
【0017】
違和感データベース24は、違和感検出部11に接続され、車両の運転操作(手動、自動を含む)と、運転者の脳波から抽出されるERRP信号との対応関係を示す対応データを記憶している。具体的には、脳活動解析部23で抽出されたERRP信号、及び、ERRP信号が抽出された際に、運転者が採った行動を取得し、この行動とERRP信号が発生しているか(即ち、運転者が違和感を感じているか)否かの対応関係を対応データとして累積的に記憶する。例えば、車両がある走行路を走行している際に、先行車両に徐々に接近して車間距離が○○[m]まで近づいた際に運転者が違和感を感じたことが検出された場合には、このときの車間距離と違和感との対応関係を示す対応データを記憶する。その結果、ある運転者について、先行車両との間の車間距離が○○[m]以下となった際に、違和感を感じている、という対応データが違和感データベース24に記憶される。
【0018】
周囲環境判断部25は、車両に搭載されたカメラ(図示省略)で外部環境を撮像し、撮像した画像データに基づいて、車両周囲の状況を監視する。例えば、車両の近傍に存在する他車両、走行路に敷設された停止線の位置、障害物の存在、等を検出する。この検出データを自動機能制御部13、及び自動運転装置26に出力する。
【0019】
自動運転装置26は、車両が出発地から目的地まで到達するように、周囲環境判断部25より出力された周囲環境に関するデータに基づき、車両の運転を自動で制御する。例えば、車両の前方に障害物が存在する場合に、この障害物を避けるために、車線を変更するべきか、或いは障害物の手前で停止すべきかを判断し、ブレーキ操作やステアリング操作を実行する。更には、先行車両との車間距離が一定となるように自動制御する機能を有する。なお、自動運転装置26の機能は周知の技術であるので、詳細な説明を省略する。
【0020】
自動機能制御部13は、違和感検出部11で検出された運転者の違和感、及び、周囲環境判断部25で検出された周囲環境に基づいて、自動運転装置26にサポート指令を出力する。自動運転装置26は、サポート指令が供給された際には、このサポート指令に応じて、自動運転制御を変更する。具体的には、自動運転装置26が実行しようとしている制御内容について、運転者が違和感を感じていると判断された場合には、運転者が実行しようとする行動に適合するように自動運転装置による制御内容を変更する。こうすることにより、運転者にとって違和感のない自動運転を実行させる。
【0021】
例えば、自動運転で走行する車両が二車線道路を走行中に、右車線から左車線に車線変更する場合で、左車線を走行する他車両が存在する際には、自車両を加速させて他車両の前方に進入するのか、或いは、自車両を減速させて他車両の後方に進入するのか、の二者択一があった場合に、違和感を感じない方の制御を選択して実行する。
【0022】
なお、
図1に示すサポート装置100は、例えば、中央演算ユニット(CPU)や、RAM、ROM、ハードディスク等の記憶手段からなる一体型のコンピュータとして構成することができる。
【0023】
次に、本実施形態に係るサポート装置の処理手順を、
図2に示すフローチャートを参照して説明する。なお、本実施形態では、自動運転装置26が実行する機能を「車間距離一定走行」とし、実行レベルを、自車両から先行車両までの「車間距離」として説明する。
【0024】
初めに、
図2のステップS11において、自動機能制御部13は、自動運転装置26により車間距離一定走行の制御が実行されるか否かを判断する。そして、この制御を実行する場合には(ステップS11でYES)、ステップS12において、自動機能制御部13は、違和感データベース24を検索して、車間距離の閾値である閾値レベルが決定しているか否かを判断する。ここで、「閾値レベル」とは、運転者が違和感を感じる直前の車間距離を示しており、運転者個人毎に異なる数値である。従って、車間距離が閾値レベルよりも短くなった場合には、運転者は違和感を感じることになる。閾値レベルは、違和感データベース24に記憶される。
【0025】
そして、閾値レベルが決定している場合には、ステップS13において、自動機能制御部13は、この閾値レベルで機能を実行するように、自動運転装置26にサポート指令を出力する。即ち、先行車両との間の車間距離が閾値レベルとして設定された距離(違和感を感じないぎりぎりの距離)になるように制御が実行される。
【0026】
一方、閾値レベルが決定していない場合には(ステップS12でNO)、ステップS14において、自動機能制御部13は、違和感データベース24を参照し、機能についての実行レベルを取得する。具体的には、違和感データベース24に記憶されている、先行車両との間の車間距離データを読み出す。
【0027】
ステップS15において、自動機能制御部13は、車間距離の増加、減少方向が設定されているか否かを判断する。設定されていない場合には、ステップS16において、運転者による入力操作を促す。その結果、ステップS17において、増減方向が決定する。この処理では、運転者が違和感を感じることの無い最小限の車間距離を閾値レベルとするので、減少方向に設定する。
【0028】
ステップS18において、自動機能制御部13は、ステップS17の処理で決定された方向に実行レベルを変化させる。即ち、現在設定されている車間距離よりも若干短い車間距離を設定する。
【0029】
ステップS19において、自動機能制御部13は、ステップS18の処理で設定された車間距離とするためのサポート指令を自動運転装置26に出力する。その結果、自動運転装置26は、ステップS18の処理で設定された車間距離となるように、自車両と先行車両との間の車間距離を制御する。
【0030】
ステップS20において、脳活動解析部23は、脳活動検出部21で検出される脳波を取得し、更に、ステップS21において、脳活動解析部23は、検出された脳波からERRS信号を抽出する。
【0031】
ステップS22において、違和感検出部11は、ERRS信号が抽出されたか否かに応じて、運転者が違和感を感じているか否かを判断し、この判断結果を自動機能制御部13に出力する。
【0032】
違和感が検出されない場合には(ステップS22でNO)、ステップS24において、自動機能制御部13は、機能についての実行レベルを更新し、違和感データベース24に記憶する。具体的には、ステップS18の処理にて変更された車間距離データを、新たな車間距離データとして違和感データベース24に記憶する。従って、次回の処理では、この車間距離データを用いて運転者が違和感を感じるか否かが判断されることになる。
【0033】
一方、違和感が検出された場合には(ステップS22でYES)、ステップS23において、自動機能制御部13は、前回の実行レベルを閾値レベルとして設定し、違和感データベース24に記憶する。具体的には、ステップS14の処理で取得された実行レベル(ステップS18の処理で変更する前の実行レベル)を、閾値レベルとして設定する。この場合には、閾値レベルが設定されるので、次回以降の処理では、ステップS13の処理が実行されることになる。こうして、閾値レベルに応じた車間距離設定が可能となる。
【0034】
上記の処理をまとめると、車間距離一定走行を実行する際には、車間距離の大きさによって運転者は違和感を感じる場合がある。例えば、ある運転者は先行車両との間の距離が近すぎることにより違和感を感じることがあり、また別の運転者は先行車両との間の距離が遠すぎることにより違和感を感じることがある。
【0035】
そこで、初期的な車間距離を設定し、これに基づいて車間距離一定走行を実行する。この際、運転者が違和感を感じない場合には、車間距離が若干短くなるように更新し、更新後の車間距離に基づいて車間距離一定走行を実行する。これを繰り返すことにより、運転者が違和感を感じた場合には、この一回前に設定した車間距離が、運転者が違和感を感じず、且つ、最も短い車間距離ということになる。従って、本実施形態では、この車間距離を閾値レベルとして設定し、次回からはこの運転者に対して、閾値レベルとして設定された車間距離となるように制御する。その結果、運転者の特質に適した車間距離で車両を自動運転させることができることとなる。
【0036】
従って、
図3に示すように、自車両V1が先行車両V2に接近している際に、運転者の特質に適した距離、例えば、車間距離L1となった時点でブレーキ操作が実行されて車間距離が制御されることになるので、運転者にとって減速操作が早すぎることがなく、且つ遅すぎることにより手動でブレーキが操作することなく、適切な車間距離を維持することが可能となる。
【0037】
このようにして、第1実施形態に係るサポート装置100では、運転者(対象者)の脳波(生体情報)に基づいて、該運転者が違和感を感じているか否かを判断し、この判断結果に基づいて、自動運転装置26(自動制御機)による制御をサポートするためのサポート指令を出力するので、運転者が感じる違和感を回避、或いは軽減することが可能となる。
【0038】
また、違和感データベース24に、機能(車間距離一定走行)を実行する際の程度を示す実行レベル(車間距離)と、運転者が感じる違和感との対応関係が記憶され、この対応関係を参照して運転者に違和感を感じさせないようにサポート指令を出力する。具体的には、車間距離一定走行を実行する際に、運転者が違和感を感じない程度の車間距離が違和感データベース24に記憶されており、この記憶内容を参照して、サポート指令を出力する。従って、運転者が違和感を感じることを回避できる実行レベルを容易に認識でき、確実に自動運転装置26に、違和感を感じさせないためのサポート指令を出力することが可能となる。
【0039】
更に、車間距離一定走行を実行する際の車間距離を徐々に変化させ、違和感を感じる直前の実行レベルを閾値レベルとして設定するので、違和感を感じることのないぎりぎりの車間距離を設定することが可能となり、無駄な車間距離のない円滑な走行が可能となる。
【0040】
また、実行レベルは、機能を実行する際のタイミングであり、閾値レベルは違和感を感じる直前のタイミングとするので、自車両と先行車両との間の車間距離を自動で制御する場合には、運転者に違和感を感じさせることなく、且つ、できるだけ短い車間距離に設定して自動運転することが可能となる。
【0041】
更に、自動運転装置26が車間距離を一定にする機能を実行するタイミングが早いことにより、運転者が違和感が感じたタイミングを徐々に遅くして、違和感を感じなくなったタイミングを第1のタイミングとし、更に、車間距離が短いことにより、自動で車両を減速するタイミングが遅くなり、運転者自身が減速する操作を実行した場合に、この実行タイミングを第2のタイミングとし、第1のタイミングと第2のタイミングとの間の時間帯での車間距離となるようにサポート指令を出力することにより、確実に運転者にとって違和感を感じることのない車間距離に設定することが可能となる。
【0042】
また、車両の自動運転装置26による運転操作をサポートするので、運転者に対して違和感を感じさせることを回避でき、運転者に与えるストレスを軽減できる。その結果、例えば、長時間運転する場合の疲労度合を軽減できる。
【0043】
[第2実施形態の説明]
次に、本発明の第2実施形態について説明する。装置構成は前述した
図1と同様であるので、構成説明を省略する。第2実施形態に係るサポート装置では、機能の実行を開始し、その後、違和感が検出された場合には、機能の実行を中止することにより、運転者にストレスを与えることを回避する。
【0044】
以下、
図4に示すフローチャートを参照して、第2実施形態に係るサポート装置の処理手順について説明する。ここでは、自動運転装置26が実行する機能として、車線変更を例に挙げて説明する。例えば、
図5に示すように自車両V1が片側二車線の走行路X1の右側車線を走行しており、左側車線に車線変更する場合について説明する。
【0045】
初めに、
図4のステップS31において、自動機能制御部13は、機能の実行を開始させるためのサポート指令を出力する。例えば、
図5に示すように、左側車線の後方を車両V3が走行している場合には、2つのパターンが想定される。即ち、自車両V1を減速させ、車両V3が自車両V1を追い抜くのを待って、車両V3の後方に進入する場合、及び、自車両V1を加速させ、車両V3の前方に進入する場合の2つのパターンである。ここでは、2つのパターンのうち一方のパターンで車線変更を開始する。
【0046】
ステップS32において、脳活動解析部23は、脳活動検出部21で検出される脳波を解析し、ステップS33において、ERRS信号を抽出する。次いで、ステップS34において、違和感検出部11は、運転者が違和感を感じているか否かを判断する。
【0047】
そして、違和感を感じていると判断されない場合には(ステップS34でNO)、ステップS35において、自動機能制御部13は、機能の実行を継続させるためのサポート指令を自動運転装置26に出力する。即ち、車線変更を実行して、左側車線に進入する操作が行われる。
【0048】
一方、違和感を感じていると判断された場合には(ステップS34でYES)、ステップS36において、自動機能制御部13は、機能の実行を中止させるためのサポート指令を自動運転装置26に出力する。即ち、車線変更を中止して元の右車線に戻る処理を実行する。
【0049】
機能の実行が中止された場合には、他方の機能を実行することにより、運転者が感じる違和感を低減できる。例えば、
図5に示す状況下で、車両V3の前方に進入して車線変更をする際に運転者が違和感を感じた場合には、車両V3の後方に進入するように変更する。こうすることにより、運転者が感じる違和感を低減できる。更に、この状況に関するデータを違和感データベース24に記憶することにより、次回以降で、同様の車線変更の状況が発生した場合には、違和感データベース24に記憶されているデータを参考にすることにより、運転者が違和感を感じないように車線変更を実行することが可能となる。
【0050】
このように、第2実施形態に係るサポート装置では、自動運転装置26の制御により実行された機能に対して、運転者が違和感を感じた場合には、この機能の実行を中止する。従って、運転者が違和感を感じることによる起因するストレスを回避でき、運転者の特質に適した自動運転が可能となる。
【0051】
[第3実施形態の説明]
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
図6は、第3実施形態に係るサポート装置101の構成を示すブロック図である。
図6に示すサポート装置101は、
図1に示したサポート装置100と対比して、ディスプレイ31が搭載されている点で相違する。それ以外の構成は、
図1と同一であるので、同一符号を付して構成説明を省略する。
【0052】
ディスプレイ31は、自動機能制御部13と接続されており、該自動機能制御部13が運転者に提示する各種の情報を画面表示するものである。そして、第3実施形態に係るサポート装置101では、機能の実行を開始する際に、予めこの内容をディスプレイ31に表示することにより、機能を実行することを運転者に示唆する。そして、この示唆に対して違和感を感じた場合には、機能の実行を中止することにより、運転者にストレスを与えることを回避する。
【0053】
以下、
図7に示すフローチャートを参照して、第3実施形態に係るサポート装置101の処理手順について説明する。ここでは、第2実施形態と同様に、自動運転装置26が実行する機能として、車線変更を例に挙げて説明する。例えば、
図5に示すように自車両V1が片側二車線の走行路X1の右側車線を走行しており、左側車線に車線変更する場合について説明する。
【0054】
初めに、ステップS51において、自動機能制御部13は、機能の実行を開始することを運転者に示唆するための情報を、ディスプレイ31に表示する。例えば、
図5に示すように、左側車線の後方を車両V3が走行している場合には、2つのパターンが想定されるので、このうち一方のパターンの実行を示唆する情報をディスプレイ31に表示する。
【0055】
ステップS52において、脳活動解析部23は、脳活動検出部21で検出される脳波を解析し、ステップS53において、ERRS信号を抽出する。次いで、ステップS54において、違和感検出部11は、運転者が違和感を感じているか否かを判断する。
【0056】
そして、違和感を感じていると判断されない場合には(ステップS54でNO)、ステップS55において、自動機能制御部13は、機能の実行を継続させるためのサポート指令を自動運転装置26に出力する。即ち、車線変更を実行して、左側車線に進入する。
【0057】
一方、違和感を感じていると判断された場合には(ステップS54でYES)、ステップS56において、自動機能制御部13は、機能の実行を中止させるためのサポート指令を自動運転装置26に出力する。即ち、車線変更を中止する。
【0058】
機能の実行が中止された場合には、他方の機能を実行することをディスプレイ31に提示することにより、再度違和感を感じるか否かを判断することができる。こうすることにより、運転者が違和感を感じないように機能を実行することが可能となる。更に、この状況に関するデータを違和感データベース24に記憶することにより、次回以降で、同様の車線変更の状況が発生した場合には、違和感データベース24に記憶されているデータを参考にすることにより、運転者が違和感を感じないように車線変更を実行することが可能となる。
【0059】
このように、第2実施形態に係るサポート装置101では、ディスプレイ31に提示された機能に対して、運転者が違和感を感じた場合には、この機能の実行を中止する。従って、運転者が違和感を感じることによる起因するストレスを回避でき、運転者の特質に適した自動運転が可能となる。
【0060】
[第3実施形態の変形例の説明]
また、自動運転装置26が機能を実行するパターンが2つである場合、即ち二者択一の場合には、この2つのパターンのうちの一方をディスプレイ31に表示し、このときの違和感を検出することにより、運転者が2つのパターンのうちのどちらのパターンで機能を実行したいかを認識できる。
【0061】
例えば、
図5に示したように、自車両V1が右側車線から左側車線へ車線変更する際に、後方の車両V3の後側に進入することを示す情報をディスプレイ31に表示する。そして、運転者が違和感を感じていない場合には、自車両V1が車両V3の後方に進入するように、車線変更を実行する。
【0062】
一方、運転者が違和感を感じている場合には、自車両V1が車両V3の前方に進入するように、車線変更を実行する。こうすることにより、運転者が好むパターンで車線変更を実行することができ、運転者に与えるストレスを軽減することが可能となる。
【0063】
[第4実施形態の説明]
上述した各実施形態では、操作機器として、車両を例に挙げて説明した。しかし、本発明は、車両の運転に限定されるものではなく、他の操作機器について適用することも可能である。例えば、車両に搭載されるオーディオ装置、空調装置、電動シートの制御装置等の、車載装置に対して適用することも可能である。
【0064】
例えば、自動運転装置26の制御により「車両がある地点Qを通過した際に空調装置を作動させる」という操作を実行する場合で、運転者が空調装置の作動が不要と判断した場合には、従来方式では空調装置が自動でオンとされた後、手動操作でオフに切り替える必要がある。
【0065】
これに対し、本実施形態では、自動運転装置26の制御により「間もなく空調装置をオンとします」と案内が提示された際に運転者の脳波から違和感が検出された場合には、自動機能制御部13より、空調装置を停止させるサポート指令を出力する。その結果、特別な操作を必要とせずに、空調装置はオンとされることを回避できる。
【0066】
また、他の例として、自動運転装置26により空調装置を操作する際に「車内温度を23℃に設定します」という情報を提示した際に、運転者が違和感を感じていることが検出された際には、次に「室内温度を24℃に設定します」という情報を提示する。そして、運転者が違和感を感じなくなった際に、この温度が運転者が望んでいる室内温度であると判断し、このときの温度(例えば、24℃)に空調装置の温度を設定する。
【0067】
こうすることにより、運転者は車載機器を直接的に操作することなく、空調装置のオン、オフ操作を設定でき、更には、自身が好む温度に設定することができる。その結果、運転者が車載機器を操作する際の操作性を著しく向上させることが可能となる。
【0068】
以上、本発明のサポート装置、及びサポート方法を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。
【0069】
例えば、本発明を一般家庭に設けられる知能化した電化製品に適用することも可能である。室内のエアコン温度を自動調整する場合に、操作者の違和感を検出して該操作者が好む温度、風量等に設定することも可能である。