特許 7715122 運転支援装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-07-22

(45)【発行日】2025-07-30

(54)【発明の名称】運転支援装置

(51)【国際特許分類】

   G08G 1/16 20060101AFI20250723BHJP

   A61B 5/16 20060101ALI20250723BHJP

   A61B 5/18 20060101ALI20250723BHJP

   B60W 30/14 20060101ALI20250723BHJP

   B60W 50/08 20200101ALI20250723BHJP

【ＦＩ】

G08G1/16 C

A61B5/16 120

A61B5/18

B60W30/14

B60W50/08

G08G1/16 F

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2022174772

(22)【出願日】2022-10-31

(65)【公開番号】P2024065756

(43)【公開日】2024-05-15

【審査請求日】2024-05-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 弘和

(72)【発明者】

【氏名】大八木 大史

(72)【発明者】

【氏名】白鳥 慎也

(72)【発明者】

【氏名】浅原 則己

【審査官】町田 豊隆

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－００８５７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１１３０４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１２８１６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０４９６２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－０８４４４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１６４１０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１８０９８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０３７７９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０８Ｇ １／１６

Ｂ６０Ｗ ５０／０８

Ｂ６０Ｗ ３０／１４

Ａ６１Ｂ ５／１８

Ａ６１Ｂ ５／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プロセッサを備える運転支援装置であって、
前記プロセッサは、
自車両における車線維持を行うための運転支援介入時における運転者による前記自車両に対する操作情報、前記自車両の周辺における他車両を含む環境情報および前記運転者の生体情報を取得し、
前記操作情報、前記環境情報および前記生体情報に基づいて、前記運転者の感情を推定し、
前記運転者の感情の推定結果に基づいて、運転支援介入時における介入量に関する制御パラメータを推定し、
前記制御パラメータとして前記自車両が走行する車線の走行位置を制御するためのパラメータを推定し、
前記制御パラメータに基づいて、前記自車両を制御し、
前記自車両の制御後に、前記運転者の感情の推定結果、前記操作情報および前記環境情報を基づいて、次回の運転支援介入時における前記制御パラメータを推定し、
前記自車両の制御後に、前記環境情報に基づいて、前記自車両と前記他車両の距離が所定距離以内であるか否かを判定し、
前記自車両の制御後に、前記運転者の感情の推定結果がネガティブであるか否かを判定し、
前記自車両の制御後に、前記自車両と前記他車両の距離が所定距離以内であると判定した場合において、前記運転者の感情の推定結果がネガティブであると判定されたとき、前記他車両に対して回避動作を行う、
運転支援装置。

【請求項2】

請求項１に記載の運転支援装置であって、
前記生体情報は、
前記運転者を撮像した画像情報、脈拍、体温および発汗の有無を含む、
運転支援装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、運転支援装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、隣接車線の車両が所定より近い位置の場合、隣接車線の車両から離れるように自車の走行位置を制御する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００６－３２１２９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１では、運転者の感情を考量しておらず、運転者が意図しない走行位置へ自車が移動するため、却って運転者へ恐怖を与えてしまうという問題点があった。

【0005】

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、運転者の感情を反映した運転支援を行うことができる運転支援装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る運転支援装置は、プロセッサを備える運転支援装置であって、前記プロセッサは、自車両における車線維持を行うための運転支援介入時における運転者による前記自車両に対する操作情報、前記自車両の周辺における他車両を含む環境情報および前記運転者の生体情報を取得し、前記操作情報、前記環境情報および前記生体情報に基づいて、前記運転者の感情を推定し、前記運転者の感情の推定結果に基づいて、次回の運転支援介入時における介入量に関する制御パラメータを推定し、前記制御パラメータに基づいて、前記自車両を制御する。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、運転者の感情を反映した運転支援を行うことができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、一実施の形態に係る車両の機能構成を示すブロック図である。

【図2】図２は、一実施の形態に係る運転支援装置の各部における情報の流れの概要を模式的に示す図である。

【図3】図３は、一実施の形態に係る運転支援装置が実行する処理の概要を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示の実施の形態に係る運転支援装置を備える車両について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態により本開示が限定されるものでない。また、以下において、同一の部分には、同一の符号を付して説明する。

【0010】

〔車両の機能構成〕
図１は、一実施の形態に係る車両の機能構成を示すブロック図である。図１に示す車両１は、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）、ＰＨＥＶ（Plug-in Hybrid Electric Vehicle）、ＢＥＶ（Battery Electric Vehicle）およびＦＣＥＶ（Fuel Cell Electric Vehicle）等が想定される。また、車両１は、先行車に所定の車間距離で追従しながら自動で速度を一定に維持するクルーズコントロール（Cruise Control）または運転者のステアリング操作等に対して運転支援を行って車両１の車線維持を行うステアリング操作サポートが可能なものが想定される。車両１は、センサ群１０、駆動部２０、記憶部３０および運転支援装置４０を備える。

【0011】

センサ群１０は、温度センサ、脈拍センサ、撮像装置、ミリ波レーダ、速度センサ、加速度センサおよびジャイロセンサ等を用いて構成される。センサ群１０は、車両１に関する各種情報を検出し、この検出情報を運転支援装置４０へ出力する。その検出情報には、車両１内における運転者の生体情報、運転者を撮像した画像情報、運転者による車両１のハンドル操作およびアクセル操作等の操作情報、車両１の周辺の環境情報が含まれる。生体情報は、運転者の脈拍、発汗の有無および体温等である。また、環境情報には、車両１が走行する車線の道幅および車両１が走行する車線の車線数、車両１の周辺に位置する先行車両、後続車、隣接車両等の他車両および構造物までの距離、並びに、車両１の周辺に位置する他車両の速度が含まれる。ここで、先行車両、後続車、隣接車両等の他車両は、自動車以外に、トラック、自動二輪車、自転車および電動キックボード等のマイクロモビリティが含まれる。また、構造物は、ガードレール、電柱および信号機等が含まれる。

【0012】

駆動部２０は、エンジンまたはモータ等を用いて実現される。駆動部２０は、運転支援装置４０の制御のもと、駆動することによって車両１を加速する。

【0013】

記憶部３０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＳＳＤ（Solid State Drive）およびＨＤＤ（Hard Disk Drive）等を用いて実現される。記憶部３０は、オペレーティングシステム（Operating System：ＯＳ）、各種プログラム、各種テーブルおよび各種データベース等を記憶する。また、記憶部３０は、後述する感情推定部４１および制御パラメータ推定部４２の推定結果を記憶してもよい。また、記憶部３０は、後述する感情推定部４１および制御パラメータ推定部４２において用いられる機械学習された学習済みモデル（訓練済みモデル）を記憶してもよい。

【0014】

運転支援装置４０は、ハードウェアを有するプロセッサを用いて実現される。そのハードディスクは、例えばメモリ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）およびＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等である。運転支援装置４０は、車両１を構成する各部を制御する。運転支援装置４０は、記憶部３０に格納されたプログラムをメモリの作業領域にロードして実行し、プログラムの実行を通じて各構成部等を制御することにより、所定の目的に合致した機能を実現する。運転支援装置４０は、感情推定部４１、制御パラメータ推定部４２、運転制御部４３および判定部４４を備える。

【0015】

感情推定部４１は、車両１を運転する運転者の生体情報を取得し、この生体情報に基づいて、運転者の感情を推定する。具体的には、感情推定部４１は、機械学習によって予め学習された学習済みモデルまたはルールに基づいて、車両１を運転する運転者の感情を推定する。感情推定部４１に学習済みモデルを用いる場合、入力データは、センサ群１０から取得した運転者の生体情報、操作情報および環境情報である。ここで、生体状態は、例えばセンサ群１０によって測定された運転者の心拍、発汗の有無、体温、表情情報および視線情報等が含まれる。表情情報は、運転者の顔と所定のパターン（例えば笑顔）に基づく一致度の数値である。また、運転者の感情は、ポジティブ（快適）、ノーマル（普通）およびネガティブ（不快）のいずれかである。

【0016】

なお、実施の形態１では、感情推定部４１は、運転者の感情を３段階で出力しているが、これに限定されることなく、少なくとも快適および不快の２段階であればよい。もちろん、感情推定部４１は、運転者の感情を３段階以上、例えば「ポジティブ（快適）」、「ややポジティブ（やや快適）」、「ノーマル（普通）」、「ややネガティブ（やや不快）」および「ネガティブ（不快）」の５段階で出力してもよい。また、感情推定部４１は、運転者の感情を３段階で出力しているが、これに限定されることなく、例えば運転者の快不快の数値（確率）を出力してもよい。なお、快不快の数値とは、例えば快適または不快を示す数値指標のことを示している。また、快不快の確率とは、快適または不快を示す特定の感情についての確率のことを示している。

【0017】

また、感情推定部４１で用いる学習済みモデルを構築する手法は、特に限定されることなく、例えばニューラルネットワークを用いた深層学習、サポートベクターマシン、決定木、単純ベイズ、ｋ近傍法等の種々の機械学習手法を用いることができる。

【0018】

制御パラメータ推定部４２は、感情推定部４１が推定した運転者の感情、操作情報および環境情報に基づいて、次回の運転支援介入時における介入量に関する制御パラメータを推定する。この制御パラメータは、車両１が走行する車線の走行位置を制御するためのパラメータである。具体的には、制御パラメータは、車両１の運転者による操作に対して、運転支援介入時におけるステアリング操作量およびアクセル操作量等の介入量に関するパラメータである。制御パラメータ推定部４２は、機械学習によって予め学習された学習済みモデルまたはルールに従って、運転者の感情、操作情報および環境情報に基づく次回の運転支援介入時における介入量に関する制御パラメータを推定する。制御パラメータ推定部４２に学習済みモデルを用いる場合、入力データは、運転者の感情の推定結果、操作情報および環境情報である。そして、出力データは、次回の運転支援介入時における介入量に関する制御パラメータである。例えば、制御パラメータは、次回の運転支援介入時におけるステアリング操作量およびアクセル操作量等である。また、制御パラメータ推定部４２で用いる学習済みモデルを構築する手法は、特に限定されることなく、例えばニューラルネットワークを用いた深層学習、サポートベクターマシン、決定木、単純ベイズ、ｋ近傍法等の種々の機械学習手法を用いることができる。

【0019】

運転制御部４３は、制御パラメータ推定部４２から入力される制御パラメータに基づいて、駆動部２０を駆動することで、車両１の運転を制御する。具体的には、運転制御部４３は、制御パラメータ推定部４２から入力される制御パラメータに基づいて駆動部２０を駆動することで、運転支援介入時における車両１の走行位置を制御する。例えば、運転制御部４３は、制御パラメータ推定部４２から入力される制御パラメータに基づいて駆動部２０を駆動することで、車両１（自車両）と他車両との距離を一定に維持しつつ、車両１が走行する車線維持を行う。また、運転制御部４３は、後述する判定部４４によって車両１と他車両の距離が所定距離以内であると判定された場合において、判定部４４によって感情推定部４１による運転者の感情の推定結果がネガティブであると判定されたとき、他車両に対して回避動作を行う。

【0020】

判定部４４は、センサ群１０が検出した環境情報に基づいて、車両１と他車両の距離が所定距離以内であるか否かを判定する。さらに、判定部４４は、感情推定部４１が推定した運転者の感情の推定結果がネガティブであるか否かを判定する。

【0021】

〔運転支援装置の各部における情報の流れの概要〕
次に、運転支援装置４０の各部における情報の流れの概要について説明する。図２は、運転支援装置４０の各部における情報の流れの概要を模式的に示す図である。

【0022】

図２に示すように、感情推定部４１は、センサ群１０から運転者Ｐ１００の生体情報、運転者Ｐ１００による車両１に対する操作情報および車両１の環境情報を取得する。そして、感情推定部４１は、生体情報、操作情報および環境情報に基づいて、運転者Ｐ１００の感情を推定する。

【0023】

続いて、制御パラメータ推定部４２は、感情推定部４１が推定した推定結果、センサ群１０から取得した運転者Ｐ１００の操作情報および車両１の環境情報に基づいて、車両１における車線維持を行うための運転支援介入時の介入量に関する制御パラメータを推定する。さらに、制御パラメータ推定部４２は、感情推定部４１が推定した運転者Ｐ１００の感情推定結果、センサ群１０から取得した運転者Ｐ１００による操作情報、車両１の環境情報および運転制御部４３から入力される制御信号に基づいて、次回の運転支援介入時の介入量に関する制御パラメータを推定する。

【0024】

その後、運転制御部４３は、制御パラメータ推定部４２から入力される制御パラメータに基づいて、車両１を制御するための制御信号を駆動部２０および制御パラメータ推定部４２へ出力する。

【0025】

〔運転支援装置の処理〕
次に、運転支援装置４０が実行する処理について説明する。図３は、運転支援装置４０が実行する処理の概要を示すフローチャートである。

【0026】

図３に示すように、まず、感情推定部４１は、センサ群１０から車両１内の運転者Ｐ１００の生体情報、運転者Ｐ１００による車両１に対する操作情報および車両１の周辺における環境情報を取得する（ステップＳ１）。

【0027】

続いて、感情推定部４１は、センサ群１０から取得した運転者Ｐ１００の生体情報、運転者Ｐ１００による車両１に対する操作情報および車両１の周辺における他車両を含む環境情報に基づいて、運転者Ｐ１００の感情を推定する（ステップＳ２）。

【0028】

その後、制御パラメータ推定部４２は、感情推定部４１が推定した推定結果、センサ群１０から取得した操作情報、環境情報および運転制御部４３から入力された制御信号に基づいて、運転支援介入時の介入量に関する制御パラメータを推定する（ステップＳ３）。

【0029】

続いて、運転制御部４３は、制御パラメータ推定部４２から入力される制御パラメータに基づいて、車両１を制御するための制御信号を駆動部２０に出力することによって運転支援介入時における車両１の運転を制御する（ステップＳ４）。具体的には、運転制御部４３は、制御パラメータ推定部４２から入力される制御パラメータに基づいて駆動部２０を駆動することで、運転支援介入時における車両１の走行位置を制御する。例えば、運転制御部４３は、制御パラメータ推定部４２から入力される制御パラメータに基づいて駆動部２０を駆動することで、車両１（自車両）と他車両との距離を一定に維持しつつ、車両１が走行する車線維持を行う。さらに、運転制御部４３は、制御信号を制御パラメータ推定部４２へ出力する。

【0030】

その後、制御パラメータ推定部４２は、センサ群１０から取得した運転者Ｐ１００の生体情報、運転者Ｐ１００による車両１に対する操作情報および車両１の周辺における他車両を含む環境情報および運転制御部４３から入力される制御信号に基づいて、次回の運転支援介入時における運転の介入量に関する制御パラメータを推定する（ステップＳ５）。

【0031】

続いて、判定部４４は、センサ群１０が検出した他車両と車両１との距離が所定距離以内であるか否かを判定する（ステップＳ６）。なお、判定部４４は、センサ群１０が検出した他車両と自車両との距離が所定距離内であるか否かを判定しているが、他車両以外にも、ガードレール、電柱および植え込み等の構造物と車両１との距離が所定距離内であるか否かを判定してもよい。判定部４４によって他車両と自車両の距離が所定距離以内であると判定された場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、運転支援装置４０は、ステップＳ７へ移行する。これに対して、判定部４４によって他車両と自車両の距離が所定距離以内でないと判定された場合（ステップＳ６：Ｎｏ）、運転支援装置４０は、ステップＳ９へ移行する。

【0032】

ステップＳ７において、判定部４４は、感情推定部４１が推定した運転者Ｐ１００の感情がネガティブ（不快）であるか否かを判定する。判定部４４によって感情推定部４１が推定した運転者Ｐ１００の感情がネガティブであると判定された場合（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、運転支援装置４０は、ステップＳ８へ移行する。これに対して、判定部４４によって感情推定部４１が推定した運転者Ｐ１００の感情がネガティブでないと判定された場合（ステップＳ７：Ｎｏ）、運転支援装置４０は、ステップＳ９へ移行する。

【0033】

ステップＳ８において、運転制御部４３は、駆動部２０を制御することによって他車両に対して自車両を回避させる回避動作を行う。ステップＳ７の後、運転支援装置４０は、ステップＳ９へ移行する。

【0034】

ステップＳ９において、判定部４４は、センサ群１０から入力された検出結果に基づいて、車両１が停止することによって運転者Ｐ１００の運転操作が終了したか否かを判定する。判定部４４によって車両１が停止することによって運転者Ｐ１００の運転操作が終了したと判定された場合（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、運転支援装置４０は、本処理を終了する。これに対して、判定部４４によって車両１が停止することによって運転者Ｐ１００の運転操作が終了していないと判定された場合（ステップＳ９：Ｎｏ）、運転支援装置４０は、ステップＳ１へ戻る。

【0035】

以上説明した一実施の形態によれば、運転制御部４３が制御パラメータ推定部４２から入力される制御パラメータに基づいて、車両１を制御するため、運転者Ｐ１００の感情を反映した運転支援を行うことができる。

【0036】

また、一実施の形態によれば、制御パラメータ推定部４２が制御パラメータとして車両１が走行する車線の走行位置を制御するためのパラメータを推定するため、運転者Ｐ１００の感情を反映した運転支援を行うことができる。

【0037】

また、一実施の形態によれば、制御パラメータ推定部４２がセンサ群１０から取得した運転者Ｐ１００の生体情報、運転者Ｐ１００による車両１に対する操作情報および車両１の周辺における他車両を含む環境情報および運転制御部４３から入力される制御信号に基づいて、次回の運転支援介入時における運転の介入量に関する制御パラメータを推定する。これにより、制御パラメータ推定部４２は、運転者Ｐ１００の運転介入時の感情を反映した車両１の制御パラメータを推定することができる。

【0038】

また、一実施の形態によれば、運転制御部４３が判定部４４によって車両１と他車両の距離が所定距離以内であると判定された場合において、判定部４４によって感情推定部４１による運転者の感情の推定結果がネガティブであると判定されたとき、他車両に対して回避動作を行う。これにより、運転者Ｐ１００が煽り運転等を行う他車両に対して恐怖を感じている場合に、車両１の運転介入を行うことによって運転者Ｐ１００の心理負担を軽減することができる。

【0039】

また、一実施の形態によれば、感情推定部４１が生体状態としてセンサ群１０から運転者を撮像した画像情報、脈拍、体温および発汗の有無を取得するため、運転者Ｐ１００の感情を精度よく推定することができる。

【0040】

（その他の実施の形態）
なお、一実施の形態では、感情推定部が一人の運転者の感情を推定していたが、これに限定されることなく、車両に乗車した乗員に対して感情を推定してもよい。

【0041】

また、一実施の形態では、運転支援装置が車両に設けられていたが、運転支援装置の機能を一つのサーバによって実現してもよい。また、運転支援装置を構成する感情推定部、制御パラメータ推定部および運転制御部の各々を複数のサーバを分けて実現してもよい。

【0042】

また、一実施の形態に係る運転支援装置では、上記してきた「部」は、「手段」や「回路」などに読み替えることができる。例えば、感情推定部は、感情推定手段または感情推定回路に読み替えることができる。

【0043】

また、一実施の形態に係る運転支援装置に実行させるプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルデータでＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＵＳＢ媒体、フラッシュメモリ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。

【0044】

なお、本明細書におけるフローチャートの説明では、「まず」、「その後」、「続いて」等の表現を用いてステップ間の処理の前後関係を明示していたが、本実施の形態を実施するために必要な処理の順序は、それらの表現によって一意的に定められるわけではない。即ち、本明細書で記載したフローチャートにおける処理の順序は、矛盾のない範囲で変更することができる。

【0045】

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施の形態に限定されるものではない。従って、添付のクレームおよびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

【0046】

以上、本願の実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、本発明の開示の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。

【符号の説明】

【0047】

１ 車両；１０ センサ群；２０ 駆動部；３０ 記憶部；４０ 運転支援装置；４１ 感情推定部；４２ 制御パラメータ推定部；４３ 運転制御部；４４ 判定部

【図1】

【図2】

【図3】