乗り物の操作者のパフォーマンス見積もりを向上させるためのシステムおよび方法

【課題】本発明は、乗り物の操作者のパフォーマンス見積もりを向上させるためのシステム。
【解決手段】本システムは、乗り物の操作のパフォーマンス状態の見積もりを行なうための第１の方法４０８を実装する第１のモジュールと、操作者の生理学的状態および行動状態のうちの少なくとも１つの見積もりを行なうための第２の方法４１０を実装する第２のモジュール４０４と、前記第１および前記第２のモジュールの見積もりによる状態を共有するための手段と、を包含し、前記第１および前記第２のモジュールのうちの１つの前記見積もりの方法が、前記第１および前記第２のモジュールのうちの他方の１つの状態に基づいて調整され、それによって前記乗り物の操作のパフォーマンス状態および前記操作者の前記生理学的状態および／または行動状態のうちの少なくとも１つの前記見積もりを向上させる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗り物の操作者のパフォーマンス見積もりを向上させるためのシステムに関し、より詳細に述べれば、それぞれが操作者の乗り物の操作のパフォーマンス状態、および生理学的状態および行動状態のうちの少なくとも１つの見積もりを行なう２つのモジュールを有するシステムに関する。
【０００２】
本発明はまた、乗り物の操作者のパフォーマンス見積もりを向上させるための対応する方法にも関係する。
【背景技術】
【０００３】
交通事故は、しばしば、たとえば眠気、病気、注意散漫、酩酊等々によって引き起こされる運転者の障害に起因して発生する。運転者の障害によって引き起こされる事故を防止するためには、運転者に警告メッセージを提供して周囲の交通状況に対する運転者の注意を回復すること、または、決定的な状況においては、運転者に対して、休憩を取るかもしくは別の運転者と乗り物の運転を交替するように勧告することが極めて重要なこととなり得る。
【０００４】
運転者の挙動を予測し、運転者が現在の運転状況または乗り物の環境に気付いていない場合に警告メッセージを運転者に提供することを試みるシステムがいくつか知られている。しかしながら、運転者がそれを自分のこととして反応できる警告メッセージを提供することが極めて重要であると言える。言い換えると、運転者の障害の種々の原因に対してそれぞれ異なる警告メッセージを提供することが極めて重要なこととなり得る。たとえば、眠そうな運転者には、たとえば酩酊している運転者、または注意散漫な運転者のために意図されたメッセージではなく、眠気のために意図された警告メッセージが与えられる必要がある。実際には運転者が眠そうであるときに、たとえば注意散漫な運転者のために意図された警告メッセージは、運転者がそれを自分のこととせず、正しく、かつ望ましい形でそのメッセージに反応しないという結果をもたらす可能性がある。
【０００５】
特許文献１は、運転者の生理学的な挙動を監視するためのシステムについて述べている。このシステムは、たとえば運転者の目の動き、凝視方向、閉瞼の量、瞬きの動き、頭の動き等々を測定する。警告メッセージは、事故を引き起こす可能性のある複数の生理学的挙動のうちの１つをシステムが検出したときに、乗り物の運転者に対して提供される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６，９７４，４１４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このシステムをはじめ、ほかの周知のシステムは、運転者の障害の実際の原因の間を良好に区別すること、すなわち測定された障害の背後にある偶発的要因を明確に決定することができない。したがって、乗り物の運転者のパフォーマンス見積もりを向上させるためのシステムを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の態様によれば、上に示した事項を少なくとも部分的に乗り物の操作者のパフォーマンス見積もりを向上させるためのシステムによって満たすことができ、当該システムは、乗り物の操作のパフォーマンス状態の見積もりを行なうための第１の方法を実装する第１のモジュールと、操作者の生理学的状態および行動状態のうちの少なくとも１つの見積もりを行なうための第２の方法を実装する第２のモジュールと、第１および第２のモジュールのうちの１つと第１および第２のモジュールのうちの他方の１つの間において見積もりによる状態を共有するための手段と、を包含し、それにおいて第１および第２のモジュールのうちの１つの実装された見積もりの方法が、第１および第２のモジュールのうちの他方の１つの状態に基づいて調整され、それによって乗り物の操作のパフォーマンス状態および操作者の生理学的状態および／または行動状態のうちの少なくとも１つの見積もりを向上させる。
【０００９】
本発明は、モジュール間においてたとえば見積もりによる状態を共有することによって、それらのモジュールのうちの１つまたは両方によって実行される方法を、より良好にそれぞれの見積もりを行なうべく調整することができるという理解に基づいている。たとえば、第１のモジュールを、障害性の運転パフォーマンスが生じていることを検出するだけであるとすることができるが、これは、たとえば車線維持等を検出するための現在知られているシステムによって提供できる。障害性の運転パフォーマンスの実際の理由（１つまたは複数）および／または原因（１つまたは複数）は、第１のモジュールだけによっては良好に識別できないことがある。しかしながら、第２のモジュールから第１のモジュールへ、操作者の生理学的状態および／または行動状態の見積もりによる状態を分け与えることによって、第１のモジュールに、障害性の運転パフォーマンスの理由（１つまたは複数）および／または原因（１つまたは複数）の分類を決定できるような情報を与えることができる。注意する必要があるが、共有される見積もりによる状態もまた、モジュール間における少なくとも中間の見積もりによる状態を共有することを包含でき、言い換えると、モジュールのうちの１つが、必ずしも『完全／充分な状態見積もり』を共有せずに、むしろ、たとえば状態見積もり方法のうちの１つの機能ブロックの１つによって提供される中間の状態見積もりを共有することが許される。これにより、第１のモジュールに第２のモジュールから障害性運転パフォーマンスの原因の徴候が提供されたとき、第１の方法の見積もりを向上させるためにそれの調整を実行することができる。システムは、当然のことながら、順序を逆にして、すなわち第２のモジュールが操作者の生理学的状態および／または行動状態の見積もりを行ない、第１のモジュールからの共有される見積もりが、第２のモジュールに対して、第２のモジュールが生理学的状態および／または行動状態の見積もりについての実際の要因（１つまたは複数）を決定することができるような情報を提供するという形においても機能することができる。したがって、本発明によるシステムを用いれば、操作者のパフォーマンス見積もりの分類および決定を行なうことが可能となり得る。それに加えて、第１および第２の方法のうちの１つの見積もりを、第１および第２の方法のうちの他方の１つの見積もりに基づいて分類することは、障害性の運転パフォーマンスの原因（１つまたは複数）を見積もるための、先行技術のシステムと比べて向上するとみられる堅牢なシステムを提供することができる。したがって、第１の方法が特定の運転パフォーマンスの見積もりを行ない、第２の方法が、第１の方法の見積もりの分類が達成され得るように、第１のモジュールに対する入力としてそれの見積もりを提供することができる。これは、当然のことながら上で述べたとおり、順序を逆にすること、すなわち、第１の方法の見積もりが第２の方法の検出を分類するための入力として第２のモジュールに対して提供されることも可能である。
【００１０】
追加の例によれば、眠そうな運転パフォーマンスは分単位の遅いプロセスであり、注意散漫な運転は秒単位の速いプロセスである。第１の方法のアルゴリズムは、したがって、受け取った第２のモジュールからの見積もりに基づいて、分単位または秒単位で働くべく適合させることができる。これは、たとえば、第２のモジュールが注意散漫な運転を検出するときに都合のよいことがある。これにより、第１のモジュールのアルゴリズムは、秒単位で動作して、たとえば、上で述べたとおり分単位で作用する眠そうな運転挙動に関して典型的とし得る運転挙動をふるい落とすべく構成することができる。したがって、第２のモジュールがそれの見積もりを第１のモジュールに提供するとき、第１のモジュールの第１の方法は、それのアルゴリズムの時間範囲を調整することができる。
【００１１】
それに加えて、たとえば第２のモジュールから第１のモジュールへ状態の見積もりを提供するとき、第２のモジュールの見積もりが正しいことを確実にするために、第１のモジュールを、さらに、第２のモジュールによって見積もられた運転挙動を捜し求めるべく構成することができる。たとえば、第２のモジュールが眠そうな運転パフォーマンスを検出したとき、分単位で作用して眠そうな運転の徴候を見付けるべく第１のモジュールのアルゴリズムを構成することができる。
【００１２】
さらにまた、この種のシステムは、乗り物の操作者に対して警告メッセージを提供することが不可欠となり得る乗り物警告システムにおいても有益となることがある。したがって、特定の警告信号／メッセージが障害性の運転の見積もりによる原因（１つまたは複数）に関して適合され、その警告信号／メッセージを乗り物の操作者に提供することもできる。
【００１３】
以下における『パフォーマンス見積もり』という用語は、障害性の運転の原因（１つまたは複数）、すなわち乗り物の操作者の特定の挙動の原因（１つまたは複数）の見積もりとして解釈されるものとする。
【００１４】
また『第１のモジュール』および『第２のモジュール』という表現は、それぞれ乗り物の内部および／または外部からデータを獲得する内部および外部センサ／検出器からデータを受信するべく構成されるサブシステム（物理的なデバイス、プログラマブル機能ブロック等）を意味しているものと理解される必要がある。受信されたデータに基づいて、これらのモジュールは、それぞれ、乗り物の操作のパフォーマンス状態および操作者の生理学的状態および行動状態についての見積もり（１つまたは複数）を提供する。
【００１５】
以下においては、第１および第２のモジュールのうちの１つと第１および第２のモジュールのうちの他方の１つの間において見積もりによる状態の共有を実装するための３つの例示的な実施態様を説明する。
【００１６】
第１の例示的な共有実装においては、第１のモジュールの第１の方法が、外部センサ（１つまたは複数）／検出器（１つまたは複数）からの受信データに基づいて乗り物操作のパフォーマンス状態の見積もりを行なう。第２のモジュールの第２の方法は、内部センサ（１つまたは複数）／検出器（１つまたは複数）からの受信データに基づいて操作者の生理学的状態および行動状態のうちの少なくとも１つの見積もりを行なう。続いて第２のモジュールは、それの見積もりによる状態を第１のモジュールに対して提供し、言い換えると第２のモジュールは、それの見積もりを第１のモジュールに分け与える。第１のモジュールの第１の方法は、その後、受け取った第２の方法の見積もりに基づいて調整される。
【００１７】
第２の例示的な共有実装においては、第１の共有実装と比較して逆の『方向』で見積もりが共有される。したがって、第１および第２の方法が上で述べたとおりのそれぞれの見積もりを実行し、続いて第１のモジュールが第２のモジュールへ、それの見積もりによる状態を提供し、言い換えると第１のモジュールがそれの見積もりを第２のモジュールに分け与える。第２のモジュールの第２の方法は、その後、受け取った第１の方法の見積もりに基づいて調整される。
【００１８】
第３の例示的な共有実装においては、第１の方法がそれの見積もりによる状態を第２のモジュールに分け与え、第２の方法がそれの見積もりによる状態を第１のモジュールに分け与え、言い換えると共有が両『方向』において提供される。この場合においては、あらかじめ決定済みの数の共有サイクルにわたって第１および第２の方法の見積もりによる状態を調整することができる。たとえば第２の方法が、それの見積もりによる状態を受け取った第１の方法の見積もりに基づいて調整した場合に、第２の方法がそれの新しい見積もりによる状態を第１の方法に分け与え、第１の方法は、それの見積もりを調整することができる。続いて第１の方法が更新後の見積もりを第２の方法に再び提供するか、または見積もりが充分に信頼できるとシステムが判断した場合には、そのパフォーマンス見積もりを、たとえば乗り物警告システムまたは乗り物の人間機械インターフェース（ＨＭＩ）に対して出力することができる。
【００１９】
しかしながらここで注意する必要があるが、パフォーマンス見積もりは、必ずしも第１および第２のモジュールのうちの１つだけからの出力として与えられなければならないということはなく、見積もりは、両方のモジュールから乗り物の警告システムまたはＨＭＩへの出力として与えられることもある。それに加えて、出力される見積もりを、見積もりが乗り物の警告システムまたはＨＭＩに提供される前に信頼度の値と比較してそれぞれの見積もりの重み付けを行なうことによって２つのモジュールの組み合わせとすることもできる。
【００２０】
本発明の実施態様によれば、第１の方法を、乗り物の車線維持、乗り物の速度、乗り物の車間距離維持、および乗り物のステアリング挙動のうちの少なくとも１つを検出するべく構成することができる。これにより第１の方法は、乗り物の操作者が、操作者の障害によって生じることがある態様で乗り物を操作しているか否かを検出することができる。たとえば、乗り物が車線の一方の側から他方の側へドリフトしている場合、統制されていない加速／減速を行なっている場合、または先行する乗り物までの車間距離維持能力が低下していることが示される場合に乗り物の操作者の障害が生じていることがありがちとなり得る。しかしながら第１の方法を、さらに、不正確なステアリング、交通の変化に対する遅い反応時間、制動の直後に続くアクセル・ペダルの踏み込み、多様なステアリング・ホイール移動パターン等々といった乗り物の挙動を検出するべく構成することもできる。それに加えて、第１の方法は、たとえばカメラ（１つまたは複数）、レーダ、ＧＰＳ、乗り物対乗り物通信、乗り物対インフラストラクチャ通信等々により、乗り物の操作パフォーマンス状態の検出のための情報を獲得することができる。
【００２１】
さらにまた、第２の方法を、操作者の凝視方向、操作者の頭の動き、操作者の身体の動き、および操作者のまぶたの挙動のうちの少なくとも１つを検出するべく構成することができる。したがって、第２の方法は、乗り物の操作者を、特に操作者の生理学的状態および／または行動状態を検出する。しかしながら注意する必要があるが、第２の方法は、操作者の複数のそのほかの生理学的状態または行動状態、たとえばラジオまたは環境コントロール・システムといった多様な乗り物システムとのインタラクション、ほかの搭乗者とのインタラクション、音声パターン、音声認識、トリガされた事象への応答／反応、種々の皮膚パラメータにおける変化、呼吸または雰囲気中のアルコール含量、瞳応答、心拍数等々を検出するべく構成することもできる。それに加えて、第２の方法は、たとえばカメラ（１つまたは複数）、オーディオ認識、ボタン操作、ＥＫＧ等によって操作者の生理学的状態および／または行動状態を検出するための情報を獲得することができる。
【００２２】
本発明の実施態様によれば、第１のモジュールが、複数のあらかじめ定義済みの方法を包含することが許され、それにおいてはあらかじめ定義済みの方法のそれぞれが、操作者の特定の運転パフォーマンス状態を検出するべく構成される。複数のあらかじめ定義済みの方法のそれぞれは、これにより、操作者の特定の運転パフォーマンス状態を検出するべく微調整される。利点は、より精巧なシステムを構成できることであり、それにおいてはあらかじめ定義済みの方法のそれぞれに、操作者の特定の運転パフォーマンス状態を検出するべく特別に設計されたアルゴリズム（１つまたは複数）を提供できる。それに加えて、複数のあらかじめ定義済みの方法のうちの１つの選択は、第２のモジュールの見積もりに基づくことができる。これにより、第２のモジュールの見積もりを、複数のあらかじめ定義済みの方法のうちのいずれの１つが選択されるべきかについて第１のモジュールが決定可能となるように、第１のモジュールへの入力として与えることができる。第２および第３の例示的な共有実装は、上に詳細を述べたとおり、当然のことながら本発明のこの実施態様についても有効である。
【００２３】
たとえば、あらかじめ定義済みの方法に、上で述べたとおりの多様な時間範囲を有する、すなわち分単位または秒単位の車線維持アルゴリズム、または乗り物の多様な操作を検出するためのアルゴリズムを提供することができる。さらにまた、あらかじめ定義済みの方法に、ステアリング・ホイールの動きパターンまたは速度維持パターンを検出するためのアルゴリズムを提供することができる。さらにまた、あらかじめ定義済みの方法は、上で述べたアルゴリズムの組み合わせを使用してもよい。
【００２４】
さらにまた、第１のモジュールは、複数の運転パフォーマンス状態を受け取り、かつ第２のモジュールの見積もりに基づいて見積もりによる運転パフォーマンスの重み付けを行なうべく構成された重み付け手段を包含することができる。これにより、複数のあらかじめ定義済みの方法のそれぞれのためのアルゴリズムが並列して実行され、かつ重み付け手段が提供される。重み付け手段には、たとえば、第２のモジュールから受け取った見積もりに基づいて多様な重み付けパラメータを提供することができる。重み付けパラメータは、線形または、平方根計算、対数関数等といった非線形計算を使用することができる。第２のモジュールは、重み付け手段が操作者の運転パフォーマンスの現在の原因を見積もることが可能となるように第２の方法からの見積もりを第１のモジュールに提供する。言い換えると、重み付け手段は、複数の運転パフォーマンス状態および第２のモジュールからの見積もりに基づいて運転パフォーマンス状態を分類する。第２および第３の例示的な共有実装は、本発明のこの実施態様についても有効であるが、この場合は、重み付け手段と第２のモジュールの間においても共有を提供することができる。それに加えて、操作者の検出される運転パフォーマンス状態は、眠気／疲労、注意散漫、病気、酩酊、危険運転挙動、および粗悪な運転のうちの１つとすることができる。多様な操作者のパフォーマンス状態を分類する利点は、上で述べたとおり、運転者の障害の原因をより精密に検出できることである。これはたとえば、乗り物の操作者が自分のこととして適切に反応することが可能な警告信号／メッセージを乗り物の警告システムから乗り物の操作者に提供することが可能になるような情報を乗り物の警告システムに提供することができる。
【００２５】
本発明の別の態様によれば、乗り物の操作者のパフォーマンス見積もりを向上させるための方法が提供され、それにおいて乗り物は、乗り物の操作のパフォーマンス状態の見積もりを行なうための第１の方法を実装する第１のモジュールと、操作者の生理学的状態および行動状態のうちの少なくとも１つの見積もりを行なうための第２の方法を実装する第２のモジュールと、を有するシステムを包含し、それにおいてはこの方法が、乗り物の操作のパフォーマンス状態の見積もりのための第１のモジュールに対するセンサ・データを受信するステップと、操作者の生理学的状態および行動状態のうちの少なくとも１つの見積もりのための第２のモジュールに対するセンサ・データを受信するステップと、第１および第２のモジュールのうちの１つと第１および第２のモジュールのうちの他方の１つの間において見積もりによる状態を共有するステップと、第１のモジュールおよび第２のモジュールのうちの１つの実装された方法を、第１のモジュールおよび第２のモジュールのうちの他方の１つの見積もりに基づいて調整し、それによって乗り物の操作のパフォーマンス状態および操作者の生理学的状態および／または行動状態のうちの少なくとも１つの見積もりを向上させるステップと、を包含する。本発明のこの態様は、手前の態様に関係して上で述べたものと類似する利点を提供する。
【００２６】
本発明のさらに別の態様によれば、乗り物の操作者のパフォーマンス見積もりを向上させるためのコンピュータ・プログラム・プロダクトを具体化するコンピュータ可読媒体が提供され、それにおいて乗り物は、乗り物の操作のパフォーマンス状態の見積もりを行なうための第１の方法を実装する第１のモジュールと、操作者の生理学的状態および行動状態のうちの少なくとも１つの見積もりを行なうための第２の方法を実装する第２のモジュールと、を有するシステムを包含し、それにおいてはコンピュータ・プログラム・プロダクトが、プロセッサによって実行されたときに、乗り物の操作のパフォーマンス状態の見積もりのための第１のモジュールに対するセンサ・データを受信するべく構成されたコードと、操作者の生理学的状態および行動状態のうちの少なくとも１つの見積もりのための第２のモジュールに対するセンサ・データを受信するべく構成されたコードと、第１および第２のモジュールのうちの１つと第１および第２のモジュールのうちの他方の１つの間において見積もりによる状態を共有するべく構成されたコードと、第１のモジュールおよび第２のモジュールのうちの１つの実装された方法を、第１のモジュールおよび第２のモジュールのうちの他方の１つの見積もりに基づいて調整し、それによって乗り物の操作のパフォーマンス状態および操作者の生理学的状態および／または行動状態のうちの少なくとも１つの見積もりを向上させるべく構成されたコードと、を包含する。本発明のこの態様もまた、手前の本発明の態様に関係して上で述べたものと類似する利点を提供する。
【００２７】
本発明のこのほかの目的、特徴、および利点については、以下の詳細な開示、付随する特許請求の範囲の従属請求項をはじめ、図面から明らかになるであろう。
【００２８】
次に本発明のこれらの、およびそのほかの態様について、本発明の例示的な実施態様を示している以下に列挙した添付図面を参照してより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】外部センサが装備された乗り物およびそれの前端における座標系を示した斜視図である。
【図２】内部センサが装備された乗り物の内部の斜視図である。
【図３】乗り物の操作者の顔の座標系を図示した図である。
【図４】第１および第２のモジュールおよびＨＭＩを有する本発明によるシステムの実施態様を図示した図である。
【図５】図４に図示した実施態様による第１のモジュールの実施態様を図示した図である。
【図６】図４に図示した実施態様による第１のモジュールのさらに別の実施態様を図示した図である。
【図７】図４乃至６に図示したシステムを利用するための方法の実施態様を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の例示的な実施態様が示されている添付図面を参照して本発明をより詳細に説明する。しかしながら、本発明は、多くの異なる形で具体化されることを許容し、ここに示されている実施態様に限定されると解釈されるべきでなく、むしろこれらの実施態様は、詳細および完全性のために提供されている。全体を通じて類似した要素の参照には類似した参照文字を用いる。
【００３１】
以下においては、乗り物の操作者のパフォーマンス見積もりを向上させるためのシステムを参照して本発明が説明されている。乗り物には、乗り物の操作者の情報を引き出すための内部センサ（１つまたは複数）、および乗り物の操作をはじめ、乗り物の周囲環境の情報を引き出すための外部センサ（１つまたは複数）が好ましく装備される。より良好な理解に資するために、ここで図１乃至３を参照して内部センサおよび外部センサを説明する。
【００３２】
図１は、例示的な乗り物を図示しており、ここではそれを自動車１００とするが、それに本発明によるシステムを組み込むことができる。自動車１００には、追い越し、乗り物の速度、乗り物のヨー・レート等々といった乗り物の操作をはじめ、乗り物の周囲環境、たとえば車線のマーク、道路のマーク、道路の湾曲、周囲の乗り物等々を検出するべく配される外部センサ１０４が提供される。外部センサ１０４は、たとえばカメラまたはレーダ・センサとすることができる。カメラが物体の高さおよび幅の決定時に高精度を提供する一方、レーダ・センサが物体までの距離の決定時に高精度を提供することから、好ましくは、カメラおよびレーダ・センサの組み合わせが使用されるとすることができる。これによって、周囲の物体のサイズ、位置、速度等を決定することが可能になる。自動車１００の位置に関して言えば、ここではデカルト座標系として図示されている座標系１０２が自動車１００の前端に置かれる。座標系１０２は、乗り物に追従するべく構成され、軸は、長さ方向（ｘ軸）、横方向（ｙ軸）、および垂直方向（ｚ軸）をそれぞれ表わす。検出される物体は、自動車１００の座標系１０２に関連して乗り物のシステムに、自動車１００と相対的なその物体のサイズおよび位置をシステムが決定することが可能となるように提供される。システムに、異なるセンサ１０４から検出された物体が連続して提供されることから、周囲の交通環境の速度および加速度を決定することも可能になる。
【００３３】
図２は、乗り物の操作者２０２を含む自動車１００の内部を図示しており、それにおいては、自動車１００に、ここではカメラ・システム２０４として図示されている内部センサが装備される。カメラ・システム２０４は、乗り物の操作の間における乗り物の操作者２０２の挙動を決定するべく配される。さらにまた、カメラ・システム２０４は、操作者の顔のあらかじめ決定済みの数の位置に焦点を合わせるべく配することができる。これらの位置は、たとえば、目、まぶた、眉、鼻、口、頬等々とすることができる。カメラ・システム２０４は、その自動車１００を通常操作する特定の操作者２０２のためにあらかじめ較正すること、または自動車１００の運転席に操作者２０２が入る都度較正することができる。カメラ・システム２０４が操作者の顔の種々の位置を検出することから、顔の挙動の見積もりが可能になる。したがって、カメラ・システム２０４は、たとえば頭および目の方向、頭の姿勢、目のサッケード、頭‐目のサッケード、閉瞼、および閉瞼の速度等を検出することができる。またカメラ・システム２０４は、図３に図示されているが、操作者の顔３０４に関連して座標系３０２を使用することによって、操作者の頭が右または左に回転（ヨー）３０５しているか否か、上または下に回転（ピッチ）３０６しているか否か、あるいは右または左の肩に向かって傾斜（ロール）３０７しているか否かを検出することもできる。顔３０４の座標系３０２は、好ましくは極座標系とし、それの原点が操作者の目の間に位置決めされる。
【００３４】
さらにまた内部センサは、カメラ・システム２０４に代えて、またはそれに追加して別のタイプの操作者検出手段を含むこともできる。これはたとえば、操作者のＥＫＧまたはＥＥＧを検出するためのセンサ、ステアリング挙動を検出するためのステアリング・ホイール・センサ、一貫性のない自動車１００の加速および／または制動を検出するためのアクセル・ペダルおよび／またはブレーキ・ペダルにおけるセンサ、たとえばインフォテインメント・システムの多様な機能のいずれかを操作者２０２が調整しているか否かといったことを検出する自動車１００の多様なボタンにおけるセンサを含むことができる。さらに別の内部センサを、操作者２０２の酩酊を検出するための呼吸分析センサまたは瞳サイズ・センサとすることができる。
【００３５】
次に、本発明によるシステムの例示的な実施態様を図示した図４を参照する。システム４００は、第１のモジュール４０２および第２のモジュール４０４を包含しており、それにおいてそれらのモジュールのうちの少なくとも１つが、図示された実施態様においては、たとえば人間機械インターフェース（ＨＭＩ）４０６またはその類と接続される。図４の例示的な実施態様においては、第１のモジュール４０２がＨＭＩ４０６に接続され、第２のモジュール４０４は、破線で図示されているが、ＨＭＩ４０６と接続することが可能である。第１のモジュール４０２は、図示されている実施態様においては、乗り物の操作のパフォーマンス状態、すなわち乗り物の操作者２０２の現在の運転パフォーマンスの見積もりを行なうべく構成されたシステムである。それに加えて第１のモジュール４０２は、乗り物の操作のパフォーマンス状態を検出するための運転パフォーマンス見積もりアルゴリズムを有する第１の方法４０８を包含している。乗り物の操作のパフォーマンス状態は、操作の間における自動車１００の特定の挙動を意味するものと理解される必要があり、たとえばそれは、乗り物の車線維持、乗り物の速度、乗り物の車間距離維持、および乗り物のステアリング挙動である。しかしながらそれが、乗り物の操作者２０２の任意のほかのタイプの運転パフォーマンスにも適用できる本発明の範囲を限定することはない。さらにまた、第１の方法４０８が乗り物の操作のパフォーマンス状態の見積もりを行なうために、図１との関連から上で述べたとおり、外部センサ（１つまたは複数）１０４が、第１のモジュール４０２にセンサ・データを提供する。
【００３６】
さらにまた、第２のモジュール４０４は、図示されている実施態様においては、乗り物の操作者２０２の生理学的状態および行動状態（１つまたは複数）の見積もり、すなわち操作者２０２の生理学的状態および行動状態における何らかの変化の検出および見積もりを行なうべく構成されたシステムである。操作者の生理学的状態および行動状態（１つまたは複数）の見積もりは、第２のモジュール４０４内に実装された第２の方法４１０によって提供され、図２および３との関連から上で述べた内部センサ（１つまたは複数）からセンサ・データを受信する。第２のモジュールによって見積もりが行なわれる生理学的状態および行動状態の例は、たとえば凝視方向の見積もり、顔の方向、乗り物システムとのインタラクション、閉瞼の持続時間、閉瞼の速度、開瞼の速度、乗り物のほかの搭乗者（１人または複数）との会話、ＥＥＧおよび／またはＥＫＧの見積もり、トリガされた事象（１つまたは複数）に対する応答／反応時間等々を含むことができる。
【００３７】
また図４にも図示されているとおり、第１のモジュール４０２および第２のモジュール４０４は、それぞれの方法によって提供される見積もり（１つまたは複数）を共有するために互いに接続されている。この例示的な実施態様においては、３つの異なる共有実装４１２、４１４、４１６が存在することが図示されているが、それにおいて第１の共有実装４１２は、第２のモジュール４０４によって見積もりが行なわれた生理学的状態および／または行動状態（１つまたは複数）を第１のモジュール４０２に提供する。第２の共有実装４１４においては、第１のモジュール４０２によって見積もりが行なわれた乗り物の操作のパフォーマンス状態が第２のモジュール４０４と共有され、第３の共有実装４１６においては、第１のモジュール４０２および第２のモジュール４０４によって提供される見積もりが互いの間において共有され、言い換えると第３の共有実装４１６は、第１の共有実装４１２と第２の共有実装４１４の組み合わせである。第３の共有実装４１６は、第１のモジュール４０２および第２のモジュール４０４の見積もりが、第１のモジュール４０２および第２のモジュール４０４のうちの他方の１つの見積もりに基づいて連続的に更新され、調整される反復プロセスとすることもできる。次に例示的な共有実装について、より詳細に説明する。
【００３８】
第１の例示的な共有実装４１２においては、第１のモジュール４０２の第１の方法４０８が乗り物の操作のパフォーマンス状態の見積もりを行ない、第２のモジュール４０４の第２の方法４１０が、上で述べたとおりの操作者の生理学的状態および行動状態（１つまたは複数）のうちの少なくとも１つの見積もりを行なう。第２のモジュール４０４は、それの見積もりによる状態を第１のモジュール４０２に対して提供し、言い換えると第２のモジュール４０４は、それの見積もりを第１のモジュール４０２に分け与える。第１のモジュール４０２の第１の方法４０８は、その後、受け取った第２の方法４１０の見積もりに基づいて調整される。たとえば第１のモジュール４０２が、自動車１００の現在の運転パフォーマンスの見積もりを、たとえば一貫性のない車線維持とした場合に、それが、その運転パフォーマンスの実際の理由（１つまたは複数）および／または原因（１つまたは複数）を単独で決定できないことがある。しかしながら、第２のモジュール４０４がそれの見積もりによる状態を第１のモジュール４０２に分け与えるときには、第１のモジュール４０２の第１の方法４０８を、障害性の運転パフォーマンス、すなわち一貫性のない車線維持の理由（１つまたは複数）および／または原因（１つまたは複数）の分類を決定できるように調整することができる。第１の共有実装の実施態様のさらに別の例によれば、第２のモジュール４０４が自動車１００の乗り物の操作者２０２のゆっくりした閉瞼速度をより長い期間にわたってまぶたが閉じられていることとともに検出した場合には、第２のモジュール４０４は、第１のモジュール４０２に、乗り物の操作者２０２のまぶたの挙動の見積もりを提供することができる。第１のモジュール４０２が第２のモジュール４０４から見積もりを受け取ったとき、第１のモジュール４０２を、この例の場合であれば、乗り物の操作者２０２の特定のまぶたの挙動に起因することがある乗り物の操作の多様なパフォーマンス状態の見積もりを行なうべく適合させることができる。第１のモジュール４０２が乗り物の操作のその種の状態、たとえば分単位の一貫性のない車線維持を検出した場合には、眠気または疲労の見積もりおよび分類を行なうことが可能である。その後第１のモジュール４０２が、たとえば乗り物の警告システムまたはＨＭＩ４０６に、見積もりによる分類を提供し、乗り物の操作者２０２に適切な警告メッセージ／信号を提供することができる。例としては、乗り物の操作者２０２に対して休憩を取る必要がある旨の大きく明瞭なメッセージがある。
【００３９】
第２の例示的な共有実装４１４においては、第１の共有実装４１２と比較して『逆の方向』で見積もりが共有される。したがって、第１の方法４０８および第２の方法４１０が上で述べたとおりのそれぞれの見積もりを実行し、続いて第１のモジュール４０２が第２のモジュール４０４へ、第１の方法４０８の見積もりによる状態を提供し、言い換えると第１のモジュール４０２がそれの見積もりを第２のモジュール４０４に分け与える。第２のモジュール４０４の第２の方法４１０は、その後、受け取った第１の方法４０８の見積もりに基づいて調整される。これにより、第２の方法４１０は、第２の方法４１０が最初に見積もりを行なった特定の生理学的状態および／または行動状態についての実際の原因（１つまたは複数）／理由（１つまたは複数）を決定可能になることがある。またたとえば、第１のモジュール４０２が第２のモジュール４０４に、一貫性のないステアリングの挙動、一貫性のない加速および制動の見積もりを提供した場合に、第２のモジュール４０４は、たとえば乗り物の操作者２０２の酩酊の検出および見積もりを行なうべく調整することができる。第２のモジュール４０４がその種の挙動を検出した場合に、第２のモジュール４０４は、たとえば自動車１００の警告システムまたはＨＭＩ４０６に見積もりによる分類を提供し、操作者２０２に適切な警告メッセージ／信号を提供することができる。
【００４０】
第３の例示的な共有実装４１６においては、第１のモジュール４０２がそれの見積もりによる状態を第２のモジュール４０４に分け与え、第２のモジュール４０４がそれの見積もりによる状態を第１のモジュール４０２に分け与え、言い換えると共有が両『方向』において提供される。この場合においては、あらかじめ決定済みの数の共有サイクルにわたって第１のモジュール４０２および第２のモジュール４０４の見積もりによる状態を調整することができる。たとえば、第１のモジュール４０２が一貫性のない車線維持の見積もりを行なった場合に、その種の一貫性のない車線維持の原因の見積もりを行なうべく第２のモジュール４０４を適合させることができる。第２のモジュール４０４は、続いて、たとえば自動車１００のインフォテインメント・システムに向かって指向された操作者の凝視を伴ったインフォテインメント・システムのボタン押しの検出および見積もりを行なう。第２のモジュール４０４は、その後、確立した見積もりを第１のモジュール４０２に提供することができる。その後、第１の方法４０８を、たとえば事故が発生する尤度を決定するために、たとえば自動車１００の周囲の物体の見積もりを行なうべく適合させることができる。周囲にある物体が近づいてくる場合には、第１のモジュール４０２が、その後に続いて、近づいてくる物体に操作者２０２の凝視が向けられているか否かについての決定および見積もりを第２のモジュール４０４が行なうことができるように、それの見積もりを第２のモジュール４０４に提供することができる。第１のモジュール４０２および／または第２のモジュール４０４は、その後、状況の逼迫度に応じて、たとえば自動車１００の警告システムまたはＨＭＩ４０６に対して、適切な警告メッセージ／信号が乗り物の操作者２０２に提供されるように、操作者２０２のパフォーマンス見積もりの分類を提供することができる。
【００４１】
ここで注意する必要があるが、モジュール４０２、４０４のそれぞれの見積もりは、多様な時間間隔で更新することができる。たとえば、湾曲した道路を高速で走行している自動車１００は、直線道路を低速で走行している自動車１００より頻繁に更新すること、すなわちモジュール４０２、４０４が乗り物の操作および生理学的状態ならびに行動状態の見積もりをより頻繁に提供することができる。
【００４２】
図５および６は、本発明による第１のモジュール４０２’、４０２”についての２つの異なる実施態様を図示しており、次にこれについて説明する。ここでは、図４に関連して上で説明した例示的な共有実装４１２、４１４、４１６が、図５および６の実施態様についても等しく適用可能であり、したがって、説明が必要となる相違が存在しない限りにおいては追加の説明を行なっていないことに注意する必要がある。
【００４３】
図５によれば、第１のモジュール４０２’が、複数のあらかじめ定義済みの方法５０２、５０４、５０６を包含しており、そのそれぞれは、操作者２０２の特定の運転パフォーマンス（１つまたは複数）を検出するためのアルゴリズム（１つまたは複数）を伴って構成されている。図５の実施態様においては、３つのあらかじめ定義済みの方法５０２、５０４、５０６が図示されているが、当然のことながら本発明は、望ましい場合にはより多くの、またはより少ないあらかじめ定義済みの方法を伴って等しく適用することが可能である。あらかじめ定義済みの方法５０２、５０４、５０６のそれぞれは、眠そうな運転、注意散漫な運転、酩酊した運転、危険運転、粗悪な運転等々といった操作者２０２の特定の運転パフォーマンスを検出するべく構成される。たとえば、第１の例示的な共有実装４１２がシステム４００によって提供される場合においては、第１のモジュール４０２’が、上で述べたとおり第２のモジュール４０４によって提供される見積もりを受け取る。第２のモジュール４０４の特定の見積もりに応じて、あらかじめ定義済みの方法のうちの１つ、ここでは５０２が、第１のモジュール４０２’が乗り物の操作のパフォーマンス状態の見積もりにそのあらかじめ定義済みの方法５０２のアルゴリズム（１つまたは複数）を利用するように選択される。選択されたあらかじめ定義済みの方法５０２が、図５においては眠そうな運転を検出するための方法として図示されているが、同様に、乗り物の操作者２０２のほかのパフォーマンス状態の検出に適した任意のそのほかの方法とすることもできる。
【００４４】
次に図６を参照し、本発明による第１のモジュール４０２”のさらに別の実施態様を、上で述べたとおりの第１の例示的な共有実装４１２に関して説明する。図６の実施態様もまた、図５を参照して上で述べたとおり、複数のあらかじめ定義済みの方法５０２、５０４、５０６を包含している。さらにまた図６の実施態様においては、第１のモジュール４０２’が重み付けデバイス５０８も包含しており、それが、複数のあらかじめ定義済みの方法５０２、５０４、５０６のためのアルゴリズムを受け取るべく構成されている。これにより、複数のあらかじめ定義済みの方法５０２、５０４、５０６が並列に動作し、重み付けデバイス５０８は、見積もりによる乗り物の操作者２０２の運転パフォーマンスの重み付けを、受け取った第２のモジュール４０４による見積もりに基づいて行なう。たとえば、第２のモジュール４０４が、操作者のまぶたの挙動について、たとえばゆっくりした速度の閉瞼／開瞼であるとの見積もりを行なっている場合には、重み付けデバイス５０８が、たとえば第１のモジュール４０２”は主として（たとえば７０乃至８０％の割合で）眠そうな運転パフォーマンスを検出する必要があるが、同時に酩酊した運転パフォーマンスも（たとえば２０乃至３０％の割合で）検出する必要があるという重み付けを行なうことができる。
【００４５】
図５および６に図示した実施態様は、第１の例示的な共有実装４１２に関して述べられているが、それらは、同様に第２の例示的な共有実装４１４および第３の例示的な共有実装４１６を使用しても等しく適用可能であることに注意する必要がある。図６の実施態様によれば、上で述べたとおり、第１のモジュール４０２”の重み付けデバイス５０８と第２のモジュール４０４の間をはじめ、両方のモジュール４０２”と４０４の間に共有を提供することができる。
【００４６】
特許請求の範囲において、用語『包含』は、そのほかの要素またはステップを排除せず、また複数であると明示していないことは、複数であることを排除しない。単一のコンピュータまたはそのほかのユニットが、特許請求の範囲の中に列挙されているいくつかの項目の機能を満たすことはあり得る。相互に異なる従属請求項の中で特定の手段が列挙されているという単なる事実は、それらの手段の組み合わせが都合よく使用できないことを示していない。
【００４７】
主として本発明は、いくつかの実施態様を参照して以上のとおり説明されてきた。しかしながら当業者によって容易に認識されるとおり、付随する特許請求の範囲によって定義されるとおりの本発明の範囲内において、上で述べた開示以外の実施態様についても等しく可能性を有する。たとえば、本発明は、上で説明した自動車のほか、トラック、バス、ダンプカー、ホイール・ローダ、およびそのほかのタイプの乗り物にも適用可能である。また本発明は、乗り物の環境を検出するためのカメラおよび／またはレーダ・センサの使用に限定されることはなく、ほかの周知の適切なセンサも当然のことながら有効である。２つより多くのモジュールを使用することも可能であり、たとえば密度、周囲の乗り物の速度、現在の天候条件等々といった多様な交通条件を検出するべく構成された第３のモジュールを上記のシステムに提供することもできる。
【符号の説明】
【００４８】
１００自動車、乗り物
１０２座標系
１０４外部センサ
２０２操作者、乗り物の操作者
２０４カメラ・システム、内部センサ
４００システム
４０２第１のモジュール
４０２’ 第１のモジュール
４０２” 第１のモジュール
４０４第２のモジュール
４０６人間機械インターフェース（ＨＭＩ）
４０８第１の方法
４１０第２の方法
４１２第１の共有実装
４１４第２の共有実装
４１６第３の共有実装
５０２あらかじめ定義済みの方法
５０４あらかじめ定義済みの方法
５０６あらかじめ定義済みの方法
５０８重み付け手段、重み付けデバイス

【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗り物（１００）の操作者（２０２）のパフォーマンス見積もりを向上させるためのシステム（４００）であって、
‐乗り物の操作のパフォーマンス状態の見積もりを行なうための第１の方法（４０８）を実装する第１のモジュール（４０２，４０２’，４０２”）と、
‐前記操作者（２０２）の生理学的状態および行動状態のうちの少なくとも１つの見積もりを行なうための第２の方法（４１０）を実装する第２のモジュール（４０４）と、
‐前記第１のモジュール（４０２，４０２’，４０２”）および前記第２のモジュール（４０４）のうちの１つと前記第１のモジュール（４０２，４０２’，４０２”）および前記第２のモジュール（４０４）のうちの他方の１つの間において見積もりによる状態を共有するための手段と、
を包含し、
それにおいて前記第１のモジュール（４０２，４０２’，４０２”）および前記第２のモジュール（４０４）のうちの１つの前記実装された見積もりの方法が、前記第１のモジュール（４０２，４０２’，４０２”）および前記第２のモジュール（４０４）のうちの他方の１つの状態に基づいて調整され、それによって前記乗り物の操作のパフォーマンス状態および前記操作者（２０２）の前記生理学的状態および／または行動状態のうちの少なくとも１つの前記見積もりを向上させる、
システム（４００）。
【請求項２】
前記第１の方法（４０８）は、乗り物の車線維持、乗り物の速度、乗り物の車間距離維持、および乗り物のステアリング挙動のうちの少なくとも１つを検出するべく構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第２の方法（４１０）は、操作者の凝視方向、操作者の頭の動き、操作者のまぶたの挙動、および身体の動きのうちの少なくとも１つを検出するべく構成される、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１のモジュール（４０２，４０２’，４０２”）は、複数のあらかじめ定義済みの方法（５０２，５０４，５０６）を包含し、それにおいて前記あらかじめ定義済みの方法（５０２，５０４，５０６）のそれぞれは、前記操作者（２０２）の特定の運転パフォーマンス状態を検出するべく構成される、請求項１乃至３のいずれかに記載のシステム。
【請求項５】
前記複数のあらかじめ定義済みの方法（５０２，５０４，５０６）のうちの１つを選択することは、前記第２のモジュール（４０４）の前記見積もりに基づく、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１のモジュール（４０２）は、さらに、前記複数の運転パフォーマンス状態を受け取り、かつ前記第２のモジュール（４０４）の前記見積もりに基づいて見積もりによる運転パフォーマンスの重み付けを行なうべく構成された重み付け手段（５０８）を包含する、請求項４に記載のシステム。
【請求項７】
前記操作者の前記検出される運転パフォーマンス状態は、眠気／疲労、注意散漫、酩酊、危険運転挙動、および粗悪な運転のうちの１つである、請求項４乃至６のいずれかに記載のシステム。
【請求項８】
乗り物の操作者のパフォーマンス見積もりを向上させるための方法であって、前記乗り物が、
‐乗り物の操作のパフォーマンス状態の見積もりを行なうための第１の方法（４０８）を実装する第１のモジュール（４０２，４０２’，４０２”）と、
‐前記操作者（２０２）の生理学的状態および行動状態のうちの少なくとも１つの見積もりを行なうための第２の方法（４１０）を実装する第２のモジュール（４０４）と、を有するシステムを包含し、それにおいて前記方法が、
‐前記乗り物の操作のパフォーマンス状態の見積もりのための前記第１のモジュール（４０２，４０２’，４０２”）に対するセンサ・データを受信するステップ（Ｓ１）と、
‐前記操作者（２０２）の生理学的状態および行動状態のうちの少なくとも１つの見積もりのための前記第２のモジュール（４０４）に対するセンサ・データを受信するステップ（Ｓ２）と、
‐前記第１および前記第２のモジュールのうちの１つと前記第１および前記第２のモジュールのうちの他方の１つの間において見積もりによる状態を共有するステップ（Ｓ３）と、
‐前記第１のモジュール（４０２，４０２’，４０２”）および前記第２のモジュール（４０４）のうちの１つの前記実装された方法を、前記第１のモジュール（４０２，４０２’，４０２”）および前記第２のモジュール（４０４）のうちの他方の１つの前記見積もりに基づいて調整し、それによって前記乗り物の操作のパフォーマンス状態および前記操作者（２０２）の前記生理学的状態および／または行動状態のうちの少なくとも１つの前記見積もりを向上させるステップ（Ｓ４）と、
を包含する方法。
【請求項９】
前記第１の方法（４０８）は、乗り物の車線維持、乗り物の速度、乗り物の車間距離維持、および乗り物のステアリング挙動のうちの少なくとも１つを検出するべく構成される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２の方法（４１０）は、操作者の凝視方向、操作者の頭の動き、操作者のまぶたの挙動、および身体の動きのうちの少なくとも１つを検出するべく構成される、請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１のモジュール（４０２，４０２’，４０２”）は、複数のあらかじめ定義済みの方法（５０２，５０４，５０６）を包含し、それにおいて前記あらかじめ定義済みの方法（５０２，５０４，５０６）のそれぞれは、前記操作者（２０２）の特定の運転パフォーマンス状態を検出するべく構成される、請求項８乃至１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記複数のあらかじめ定義済みの方法（５０２，５０４，５０６）のうちの１つを選択することが、前記第２のモジュール（４０４）の前記見積もりに基づく、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１のモジュールは、さらに、前記複数の運転パフォーマンス状態を受け取り、かつ前記第２のモジュール（４０４）の前記見積もりに基づいて見積もりによる運転パフォーマンスの重み付けを行なうべく構成された重み付け手段（５０８）を包含する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
乗り物の操作者のパフォーマンス見積もりを向上させるためのコンピュータ・プログラム・プロダクトを具体化するコンピュータ可読媒体であって、前記乗り物が、乗り物の操作のパフォーマンス状態の見積もりを行なうための第１の方法（４０８）を実装する第１のモジュール（４０２，４０２’，４０２”）と、前記操作者（２０２）の生理学的状態および行動状態のうちの少なくとも１つの見積もりを行なうための第２の方法（４１０）を実装する第２のモジュール（４０４）と、を有するシステムを包含し、前記コンピュータ・プログラム・プロダクトが、プロセッサによって実行されたときに、
‐前記乗り物の操作のパフォーマンス状態の見積もりのための前記第１のモジュール（４０２，４０２’，４０２”）に対するセンサ・データを受信（Ｓ１）するべく構成されたコードと、
‐前記操作者（２０２）の生理学的状態および行動状態のうちの少なくとも１つの見積もりのための前記第２のモジュール（４０４）に対するセンサ・データを受信（Ｓ２）するべく構成されたコードと、
‐前記第１および前記第２のモジュールのうちの１つと前記第１および前記第２のモジュールのうちの他方の１つの間において見積もりによる状態を共有（Ｓ３）するべく構成されたコードと、
‐前記第１のモジュール（４０２，４０２’，４０２”）および前記第２のモジュール（４０４）のうちの１つの前記実装された方法を、前記第１のモジュール（４０２，４０２’，４０２”）および前記第２のモジュール（４０４）のうちの他方の１つの前記見積もりに基づいて調整（Ｓ４）し、それによって前記乗り物の操作のパフォーマンス状態および前記操作者（２０２）の前記生理学的状態および／または行動状態のうちの少なくとも１つの前記見積もりを向上させるべく構成されたコードと、
を包含する、コンピュータ可読媒体。

【図１】