JPH10244892A - 車両用運転支援装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】操縦者（ドライバ）の視線配分が、いわゆる、
脇見、よそ見、視線固定等の不健全な視線配分になって
いる場合に注意を与える。 【解決手段】運転中の操縦者３２の視線位置を検出し、
例えば、過去５秒間の視線方向の度数分布を表す視線マ
ップ７１〜７３を作成する。作成した視線マップ７１〜
７３と、視線配分が健全な視線マップ７１との偏差平方
和を計算し、この偏差平方和が所定値以上の値であった
場合には、操縦者３２が健全な視線配分をしていないと
推定して警報等を発生する。視線マップ７２は、脇見運
転の際の視線マップの例、視線マップ７３は、視線固定
運転の際の視線マップの例である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車両の操縦者
（ドライバ）の視線を検出し、操縦者に対して運転を支
援する情報を与える車両用運転支援装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両を運転する際、操縦者は、たえず、
自車の速度や自車の前後左右に注意し、道路状況、人や
車の有無、それらの動き等、操縦に必要な情報を、迅速
かつ確実につかむことが必要である。

【０００３】操縦に必要な情報は、操縦者の眼や耳によ
って認知されるが、その認知のための補助装置として、
バックミラーやサイドミラーがあり、また、最近では、
いわゆるＨＵＤ（ｈｅａｄｕｐ ｄｉｓｐｌａｙ）技術
を用い、フロントウインドシールド上にスピード（自車
速度）等を補助的にデジタル表示することも行われてい
る。

【０００４】車両の進行方向に存在する移動物体等に係
る情報を、車両の操縦者に対して知らせる車両用運転支
援装置として、特開平６−２３０１３２号公報に開示さ
れた技術がある。

【０００５】この技術では、操縦者の眼を含む部分に赤
外線照明ライトを照射し、赤外線カメラにより操縦者の
眼球部を撮影する。その撮影画像から操縦者の視線方向
を検出し、フロントウインドシールド上のその視線方向
に対応するエリアに操縦者の観測エリアを設定する。一
方、赤外線レーダヘッドを用いて車両周囲の障害物の位
置方向を検出し、検出した障害物の位置方向と前記観測
エリアの中心との間に警報マークを表示するようにして
いる。

【０００６】前記公報には、警報マークが操縦者の視線
近くに表示されることから障害物の出現を確実に知るこ
とができ、かつ警報マークが観測エリアの中心からどち
らの方向に表示されているかによって障害物の方向が示
されるから、その障害物を容易に確認することができる
と記載されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、車両の操
縦者（ドライバ）に対して、視線方向の偏り等を認識さ
せることを可能とする車両用運転支援装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】また、この発明は、車両の操縦者の視線情
報および車両情報、環境情報、操縦者の個別の情報等に
基づき運転を支援する情報を与えることを可能とする車
両用運転支援装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、車両に搭載
される車両用運転支援装置において、操縦者の視線方向
を検出する視線方向検出手段と、検出された視線方向を
記録して、視線方向の度数分布を作成する度数分布作成
手段と、前記度数分布に基づき警告信号を作成する警告
信号作成手段とを備えることを特徴とする。

【００１０】この発明によれば、度数分布作成手段によ
り作成した視線方向の度数分布に基づいて警告信号作成
手段により警告信号を作成するようにしているので、車
両の操縦者に対して、視線情報に基づき運転を支援する
ことができるという可能性が得られる。

【００１１】この場合、視線方向は、頭部の向いている
方向と視線の方向とから真の視線方向を検出するように
する。

【００１２】また、前記警告信号作成手段は、作成した
度数分布と基準となる度数分布とを比較し、その比較結
果に応じて警告信号を発生すること、その比較の際に、
作成した度数分布と基準となる度数分布に対応する各度
数の差の平方和が所定値より大きい場合に警告信号を発
生すること、または、度数分布と車両情報、環境情報、
または操縦者情報の中、少なくとも１つの情報に応じて
警告信号を発生することで、視線情報および車両情報、
環境情報、操縦者情報等に基づき運転を支援することが
できるという可能性が得られる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態に
ついて図面を参照して説明する。

【００１４】図１は、車両としての自動車に搭載された
この実施の形態に係る車両用運転支援装置１０の構成を
示している。

【００１５】この車両用運転支援装置１０は、操縦者
（ドライバ）の眼の視線方向を一定時間（例えば、０．
１〜１．０秒）毎に検出する視線検出手段１２と、操縦
者の頭部の向いている方向、すなわち頭部位置を前記一
定時間毎に検出する頭部位置検出手段１４とを有し、こ
れらの出力が視線情報変換手段１６に供給される。

【００１６】視線情報変換手段１６は、供給された視線
方向情報と頭部位置情報とに基づいて、操縦者の実際の
視線方位、言い換えれば、真の視線方位を計算する。計
算された真の視線方位データが視線情報記録手段１８に
時系列的に記録される。

【００１７】警告信号作成手段１９を構成する視線情報
解析手段２０は、連続的に、過去５秒間分の視線方位デ
ータの度数分布を作成し、作成した度数分布と予め定め
ている基準の（標準の）度数分布と比較して所定の演算
を行い、かつ一般情報読取手段２２の出力情報を参照し
て視線情報を解析し、解析結果を警告信号作成手段１９
を構成する警告信号生成手段２４に供給する。

【００１８】一般情報読取手段２２は、この実施の形態
では、車両情報、周囲環境情報および操縦者情報等を読
み取り収集するための手段である。この場合、車両情報
は、例えば、車速センサおよびヨーレートセンサから得
られる車両速度、角速度等の情報であり、周囲環境情報
は、例えば、ステレオカメラあるいは赤外線レーダ等に
より得られる移動物体の映像が障害物と考えられる場合
の障害物情報であり、さらには、ステレオカメラから得
られる昼夜の区別情報、ワイパースイッチの作動により
判定可能な天候（晴雨）の情報、ナビゲーション装置か
ら得られる現在位置情報、高速道路等の道路属性情報等
であり、操縦者情報は、例えば、操縦者の操縦経験年
数、年令、性別、身体特性等の情報である。

【００１９】警告信号生成手段２４は、解析結果に基づ
いて警告信号を生成し、一般情報読取手段２２を参照し
て警告信号を警告出力手段２６に出力する。

【００２０】警告出力手段２６は、ブザー、スピーカま
たはＬＥＤ（発光素子）等により構成され、警告信号に
応じた警報音、音声メッセージ、フラッシュ（点滅表
示）等の警告を出力する。

【００２１】なお、視線情報解析手段２０等、車両用運
転支援装置１０を構成する上記各手段には、制御、記
憶、判断手段等として機能するマイクロコンピュータが
必要に応じて搭載されている。

【００２２】次に、上記図１例のさらに詳しい構成を説
明するとともに、図２に示すフローチャートに基づき、
動作について説明する。

【００２３】まず、視線検出手段１２により操縦者の視
線を検出して視線情報を視線情報変換手段１６に供給す
るとともに、頭部位置検出手段１４により操縦者の頭部
位置（頭部の向いている方向）を検出して頭部位置情報
を視線情報変換手段１６に供給する。これにより、視線
情報変換手段１６は、視線、頭部位置情報を取得する
（ステップＳ１）。

【００２４】視線検出手段１２と頭部位置検出手段１４
は、ＨＵＤ（ｈｅａｄｕｐ ｄｉｓｐｌａｙ）を利用す
るものであれば、図３に示すように、操縦者３２の頭部
（頭ともいう。）３３を含む部分を撮影するために車両
２８のダッシュボード３０上に配置される視線計測カメ
ラ３４を含んで構成される。この視線計測カメラ３４に
より、視線方向と頭部３３の向いている方向、すなわ
ち、視線、頭部位置情報が検出され、視線情報変換手段
１６に供給される。

【００２５】なお、視線検出手段１２と頭部位置検出手
段１４は、ＨＭＤ（ｈｅａｄｍｏｕｎｔ ｄｉｓｐｌａ
ｙ）を利用するものであれば、図４Ａ、図４Ｂに示すよ
うに、操縦者３２の頭部３３に対して着脱可能な透過型
液晶表示装置４２と、この透過型液晶表示装置４２の支
持体部４４に一体的に取り付けられた視線計測カメラ４
６とヨーレートセンサからなる頭部位置方向センサ４８
と、透過型液晶表示装置４２の前方に、これと一体的に
配置されたハーフミラー５０とを含んで構成される。ヨ
ーレートセンサは、角速度を検出するセンサである。

【００２６】視線計測カメラ４６は、ハーフミラー５０
で反射された眼３５の情報を計測して、視線方向（視点
位置）を検出して視線情報変換手段１６に供給する。ま
た、操縦者３２の頭頂部に配置されている頭部位置方向
センサ４８の出力であるヨーレート（角速度）またはヨ
ーレートの積分処理後のデータである頭部位置データも
視線情報変換手段１６に供給される。

【００２７】次に、視線情報変換手段１６は、視線情報
と頭部位置情報とから、眼３５の実際の（真の）視線方
位（視線方向、視線位置）を計算する（ステップＳ
２）。すなわち、頭部位置情報、換言すれば、車両２８
の進行方向（前方）を基準（０°）とする頭３３の向い
ている方向（角度をθ°とする。）に、両眼３５が真っ
直ぐ前方を見ているときを基準（０°）とする視線方
向、すなわち眼３５の向いている方向（角度をφ°とす
る。）を加算することで、車両２８の進行方向を基準
（０°）とする視線方位（角度をα°とする。）を次の
（１）式により計算することができる。

【００２８】α＝θ＋φ …（１） 例えば、極端な例として、頭３３が正面を向いていると
きには、θ＝０°であり、その場合には、両眼３５の偏
りに係る視線方向φが、真の視線方位α（α＝φ）とし
て計算される。また、逆に頭３３が回転しているとき
に、その回転角度がθ°であって、両眼３５に偏りがな
い場合には、視線方向φがφ＝０°であるので、真の視
線方位αはα＝θとして計算される。

【００２９】もちろん、（１）式に示すような単純な加
算ではなく、視線方向φや頭部位置方向θの関数として
真の視線方位αを計算することもできる。この場合、関
数は、例えば、予め多数の人の分を測定し、最小自乗法
等を用いて関数近似して決定することができる。

【００３０】次に、このようにして計算した真の視線方
位αを、そのときの時間情報とともに、時系列で視線情
報記録手段１８に記録する（ステップＳ３）。

【００３１】次いで、視線情報解析手段２０は、過去
の、例えば、５秒間で得られている視線方位αの記録デ
ータから、水平方位成分毎の視線方位αの度数分布（視
線マップまたは視線配分表ともいう。）を作成する（ス
テップＳ４）。

【００３２】図５Ａ〜図５Ｃに模式的に示す視線マップ
（視線分布ともいう。）７１〜７３のように作成された
ものとする。これら視線マップ７１〜７３の横軸ｒｉ、
ｘｉは、視線方位αを±９０°の範囲で区分した水平方
向成分を表し、縦軸Ｄｒｉ、Ｄｘｉは、５秒間で検出し
た視線方位αの度数、この場合、視線停留時間Ｔを表し
ている。

【００３３】例えば、車両２８が直進走行をしていると
仮定した場合、図５Ａに示す視線マップ７１は、０°の
方向、すなわち、車両２８の進行方向を中心に左右をバ
ランスよく見ており、操縦者３２が健全な運転をしてい
る視線マップと考えることができる。また、図５Ｂに示
す視線マップ７２は、左側を中心に見ており、操縦者３
２がいわゆる脇見運転をしている視線マップと考えるこ
とができる。さらに、図５Ｃに示す視線マップ７３は、
視点が中央に固定されすぎており、この場合も操縦者３
２の運転が健全でない視線マップと考えることができ
る。

【００３４】そこで、次に、視線情報解析手段２０にお
いて、検出した５秒間分の視線マップＤｘｉと健全な運
転にかかる視線マップ７１（Ｄｒｉ）との偏差平方和Ｓ
｛（２）式による積和演算参照｝を計算する（ステップ
Ｓ５）。なお、（２）式中、ｉは、和の記号Σに係るも
のであり、ｉ＝−９０°〜＋９０°である。

【００３５】 Ｓ＝Σ（Ｄｘｉ−Ｄｒｉ）² …（２） 次に、この偏差平方和Ｓと所定の定数（閾値）ａとの大
小を比較し（ステップＳ６）、Ｓ＞ａでない場合（Ｓ≦
ａ）には、このときの視線分布Ｄｘｉは健全であるもの
として、再び、ステップＳ１からステップＳ６までの処
理を繰り返す。なお、２回目の処理からは５秒間待つ必
要はなく、視線、頭部位置情報を取得するごとに、連続
的に偏差平方和Ｓの計算がなされる。

【００３６】ステップＳ６の判定が成立した場合（Ｓ＞
ａ）には、視線マップＤｘｉに異常があるものと推定す
る。

【００３７】このとき、一般情報読取手段２２から供給
されている他の情報の内容を参照して、視線マップＤｘ
ｉを異常とみなしてよいかどうかを判定する。

【００３８】すなわち、車両速度が１０ｋｍ／ｈを超え
ている場合（ステップＳ７の判定が肯定的）、年齢が６
０歳を超えている場合（ステップＳ８の判定が肯定
的）、および周囲に障害物がある場合（ステップＳ９の
判定が肯定的）には、推定は覆らず異常とみなされる。

【００３９】このとき、警告信号生成手段２４により警
告信号が作成され、作成された警告信号に基づき警告出
力手段２６から警報ブザーおよび（または）ＬＥＤ表示
により、あるいはスピーカにより「脇見運転等の可能性
があります。」と操縦者３２に警告を与える（ステップ
Ｓ１０）。以下、ステップＳ１からステップＳ１０まで
の処理を繰り返す。

【００４０】なお、上述の実施の形態において、ステッ
プＳ６における基準閾値ａの値、また、ステップＳ７〜
Ｓ９の各基準の値は、操縦者３２の運転習熟度あるいは
道路の区分（高速道路であるかどうか）等に応じて変更
することにより、より操縦者３２に適したものとするこ
とができる可能性が得られる。異なる操縦者３２毎に変
更するようにしてもよい。さらに、ステップＳ５の計算
においては、偏差平方和ではなく、偏差の和を計算する
ようにしてもよい。

【００４１】このように上述の実施の形態によれば、操
縦者３２の運転中の視線配分が適当であるかどうかを瞬
時に検知し、警報等による警告を直ちに与えることがで
きるという効果が達成される。

【００４２】これにより、操縦者３２の視線が好ましい
分布とされるため、不測の事態の発生を回避することが
できるという可能性が得られる。

【００４３】なお、この発明は、上述の実施の形態に限
らず、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成
を採り得ることはもちろんである。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、車両の操縦者の視線方向の度数分布を求め、この度
数分布に基づき警告信号を作成するようにしているの
で、車両の操縦者に対して運転を支援することができる
という効果が達成される。

【００４５】例えば、視線情報の度数分布の偏り等を警
告することで、操縦者に視線の偏りを確実に認識させる
ことができるという効果が達成される。

【００４６】また、この発明によれば、度数分布に基づ
いて警告信号を作成する際、前記度数分布と、さらに、
車両情報、環境情報、または操縦者情報の中、少なくと
も１つの情報に応じて警告信号を発生するようにしてい
るので、結果として、車両の操縦者の視線情報および車
両情報、環境情報、操縦者の個別の情報等に基づき運転
を支援することができるという効果が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態の構成を示すブロック
図である。

【図２】図１例の動作説明に供されるフローチャートで
ある。

【図３】視線計測カメラの配置例の説明に供される平面
視的線図である。

【図４】視線計測カメラおよび頭部位置方向センサの配
置構成等の説明に供される線図であって、図４Ａはその
正面図、図４Ｂ図はその側面図である。

【図５】操縦者の視線方向の度数分布を示す線図であっ
て、それぞれ、図５Ａは視線分布が健全と思われる度数
分布、図５Ｂは視線分布が横に偏っている度数分布、図
５Ｃは視線分布が中央に固定されている度数分布を示す
線図である。

【符号の説明】 １０…車両用運転支援装置 １２…視線検
出手段 １４…頭部位置検出手段 １６…視線情
報変換手段 １８…視線情報記録手段 ２０…視線情
報解析手段 ２２…一般情報読取手段 ２４…警告信
号生成手段 ２６…警告出力手段 ２８…車両 ３２…操縦者（ドライバ） ３３…頭部
（頭） ３５…眼 ４２…透過型
液晶表示装置 ４６…視線計測カメラ ４８…頭部位
置方向センサ ５０…ハーフミラー ７１〜７３…
視線マップ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両に搭載される車両用運転支援装置にお
   いて、 操縦者の視線方向を検出する視線方向検出手段と、 検出された視線方向を記録して、視線方向の度数分布を
   作成する度数分布作成手段と、 前記度数分布に基づいて警告信号を作成する警告信号作
   成手段とを備えることを特徴とする車両用運転支援装
   置。
2. 【請求項２】請求項１記載の装置において、 前記視線方向検出手段は、頭部の方向と視線方向とから
   真の視線方向を検出することを特徴とする車両用運転支
   援装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の装置において、 前記警告信号作成手段は、作成した度数分布と基準とな
   る度数分布とを比較し、その比較結果に応じて警告信号
   を発生することを特徴とする車両用運転支援装置。
4. 【請求項４】請求項３記載の装置において、 前記比較は、作成した度数分布と基準となる度数分布の
   対応する各度数の差の平方和が所定値より大きい場合
   に、警告信号を発生することを特徴とする車両用運転支
   援装置。
5. 【請求項５】請求項１記載の装置において、 警告信号作成手段は、前記度数分布に基づいて警告信号
   を作成する際、前記度数分布と、さらに、車両情報、環
   境情報、または操縦者情報の中、少なくとも１つの情報
   に応じて警告信号を発生することを特徴とする車両用運
   転支援装置。