車両用警告システム
【課題】 車両用警報システムにおいて、誤判定による不要な警告が頻繁に出力されてしまうことを抑制する。
【解決手段】 物体方向検出回路７等により検出された物体の方向と視線方向検出装置４０により検出された視線の方向との角度差Ａを検出誤差として、視線方向検出装置４０の検出誤差とその誤差の発生頻度との関係に基づいて一致度Ｅを算出し、この一致度Ｅに基づいて警告態様を決定する。これにより、運転者が要注視対象を見ているか否かの判断を二者択一で判断するのではなく、「一致度（見ている可能性）」に基づいて警告がされるので、運転者が煩わしさを感じ難い車両用警告システムを実現することが可能となる。
【解決手段】 物体方向検出回路７等により検出された物体の方向と視線方向検出装置４０により検出された視線の方向との角度差Ａを検出誤差として、視線方向検出装置４０の検出誤差とその誤差の発生頻度との関係に基づいて一致度Ｅを算出し、この一致度Ｅに基づいて警告態様を決定する。これにより、運転者が要注視対象を見ているか否かの判断を二者択一で判断するのではなく、「一致度（見ている可能性）」に基づいて警告がされるので、運転者が煩わしさを感じ難い車両用警告システムを実現することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転者の視線方向を検出し、これに応じて運転者に警告を発する車両用警告システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用警報システムでは、運転者に対して注意を促すべく、音声や表示により運転者に警告を発するが、頻繁に警告を発すると運転者は、その警告を煩わしく感じてしまい、警告の目的が没却してしまうおそれがある。
【０００３】
これに対して、特許文献１に記載の発明では、この警告の煩わしさを低減すべく、車両用警告システムが注視すべきと判断した要注視方向と車両用警告システムが計測した運転者の視線方向が一致する頻度を計測して、その値に応じて警告レベルを決定している。
【０００４】
そして、一致の頻度が多い（運転者が注意深く要注視対象を見ている）と判定された場合には、警告レベルを「低レベル」に設定し、一致の頻度が少ない（運転者があまり注意深く要注視対象を見ていない）と判定された場合には、警告レベルを「高レベル」に設定した後、実際に警告を発している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１６７６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、現状の視線検出装置の視線検出処理においては、例えば、虹彩、瞳孔、目尻、目頭等が検出されているが、走行環境や運転者の顔向きや表情といったことが検出性能に影響してしまうため、十分な精度を実現することは難しく、視線検出精度が十分でなく、検出結果にバラツキが発生するという問題がある。そして、視線検出装置の精度が低いと、視線方向と物体方向とが一致しているか否に基づいて運転者が要注視対象を見ているか否かを判定するのは非常に困難である。
【０００７】
具体的には、例えば、５０ｍ前方に存在する歩行者（体幅０．３ｍ）を見ているかどうかを判別するには、０．３度＝Ｔａｎ-1（０．３／５０）の精度が必要であるが、現状では、そのような精度で視線を検出することが可能な視線検出装置は実用化されていない。
【０００８】
このため、現状では、例えば視線検出精度が３度、つまり±３度の範囲のバラツキを有する視線検出装置を用いて、５０ｍ前方の体幅０．３度の歩行者を検出することとなるので、視線方向と物体方向とが一致しているか否に基づいて運転者が要注視対象を見ているか否かを判定することは非現実的である。
【０００９】
つまり、現状の車両用警告システムでは、運転者が歩行者を見ていた時に視線検出装置により検出された視線方向が、偶然、０．３度の範囲である場合には見たと判定できるかもしれないが、実際には、検出された殆どの視線方向は０．３度の範囲から外れているため、車両用警告システムは、「運転者は要注視対象を見ていない」と判断し、誤判定による不要な警告が頻繁に出力されてしまい、運転者に煩わしさを感じさせることになる。
【００１０】
しかし、特許文献１に記載の発明は、視線検出装置の視線検出精度を全く考慮していないので、現実には、誤判定による不要な警告が頻繁に出力されてしまい、運転者に煩わしさを感じさせることになる。
【００１１】
本発明は、上記点に鑑み、車両用警報システムにおいて、誤判定による不要な警告が頻繁に出力されてしまうことを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、車両前方側に存在する物体の方向を検出する物体方向検出手段（７、８）と、運転者の視線方向を検出する視線方向検出手段（３、４）と、物体方向検出手段（７、８）により検出された物体の方向と視線方向検出手段（３、４）により検出された視線の方向との一致度を算出する方向一致算出手段（５）と、方向一致算出手段（５）により算出された一致度に基づいて、運転者への警告態様を決定して警告を実行する警告出力手段（６）と、視線方向検出手段（３、４）の検出誤差とその誤差の発生頻度との関係（以下、この関係を誤差・頻度関係という。）が記憶された記憶手段（ＲＯＭ）とを有し、方向一致算出手段（５）は、物体方向検出手段（７、８）が検出した車両前方側に存在する物体が、予め指定された範囲内にある場合に一致度を算出し、さらに、方向一致算出手段（５）は、物体方向検出手段（７、８）により検出された物体の方向と視線方向検出手段（３、４）により検出された視線の方向との角度差を検出誤差として、記憶手段（ＲＯＭ）に記憶されている誤差・頻度関係に基づいて一致度を算出することを特徴とする。
【００１３】
これにより、請求項１に記載の発明では、視線方向検出手段（３、４）が検出した視線方向と物体方向検出手段（７、８）が検出した物体方向との一致度に基づいて、運転者に警告がされることとなる。
【００１４】
ここで、一致度とは、物体方向検出手段（７、８）により検出された物体の方向と視線方向検出手段（３、４）により検出された視線の方向との角度差を検出誤差として、視線方向検出手段（３、４）の検出誤差とその誤差の発生頻度との関係（誤差・頻度関係）に基づいて決定される値であるので、一致度は、視線方向検出手段（３、４）の視線検出精度が考慮された『運転者が車両前方側に存在する物体（要注視対象）を見ている可能性を示す値』となる。
【００１５】
したがって、本発明に係る車両用警告システムでは、運転者が要注視対象を見ているか否かの判断を二者択一で判断するのではなく、視線方向検出手段の精度を考慮した「一致度（見ている可能性）」に基づいて運転者への警告態様を決定して警告するので、運転者が煩わしさを感じ難い車両用警告システムを実現することが可能となる。
【００１６】
なお、請求項２に記載の発明では、方向一致算出手段（５）は、角度差を検出誤差として、誤差・頻度関係から角度差に対応する頻度を決定した後、その決定された頻度に所定定数を乗じた値を一致度とすることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項３に記載の発明では、視線方向検出手段（３、４）の検出誤差とその誤差の発生頻度との関係が確率密度関数によって対応付けられていることを特徴とする。
【００１８】
因みに、上記各手段等の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記各手段等の括弧内の符号に示された具体的手等に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用警告システムの概要を示す図である。
【図２】誤差・頻度関係を示す図表である。
【図３】検出誤差と頻度との関係を示すグラフである。
【図４】警告態様の一例を示す図である。
【図５】作動説明用の図である。
【図６】警告態様の一例を示す図である。
【図７】警告態様の一例を示す図である。
【図８】警告態様の一例を示す図である。
【図９】本発明の実施形態に係る車両用警告システムの全体作動を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施形態に係る車両用警告システムにおける一致度Ｅ算出方法を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施形態に係る車両用警告システムにおける警告態様の決定制御を示すフローチャートである。
【図１２】視線方向（真値）と視線方向検出装置４０が検出した方向（計測値）のズレ量とその確率を示した確率密度関数を示すグラフである。
【図１３】物体方向（真値）と物体方向検出回路７が検出した方向（計測値）のズレ量とその確率を示した確率密度関数を示すグラフである。
【図１４】数式２を示すグラフ（マップ）である。
【図１５】数式３を示すグラフ（マップ）である。
【図１６】数式４を示すグラフ（マップ）である。
【図１７】数式５を示すグラフ（マップ）である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本実施形態は、本発明に係る車両用警告システムを普通自動車用の警告システムに適用したものであり、以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
【００２１】
（第１実施形態）
１．本実施形態に係る車両用警告システムの概略構成（図１参照）
図１中、ヘッドアップディスプレイ（以下、ＨＵＤ１と記す。）は、運転者への警告表示をフロントガラス２に映し出すための表示器であり、警告制御回路６は、後述する「一致度Ｅ」に基づいて、警告態様を決定してＨＵＤ１及び音声出力用のスピーカ９のうち少なくとも一方に信号を出力するものである。なお、警告態様とは、警告表示又は警告音声の内容、及び警告音声の音量等をいう。
【００２２】
因みに、ＨＵＤ１は、インストルメントパネルの内部に配設されているとともに、警告制御回路６から出力された表示信号を受け取って表示内容をフロントガラス２に投影する。このため、運転者は、フロントガラス２で反射した表示（虚像）を車両前方に見ることができる。
【００２３】
物体検出用カメラ８は車両前方側を撮影するための撮像手段であり、物体方向検出回路７は、この物体検出用カメラ８で撮影された映像に基づいて物体が車両前方に存在しているか否かを判定するとともに、物体が車両前方に存在すると判定した場合には、運転者（の目の位置相当）からその物体への方向を算出する。
【００２４】
因みに、本実施形態では、物体検出用カメラ８は、光学的手法により車両前方を撮影して物体方向検出回路７と協働して物体の有無を検出しているが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、レーザーレーダーやミリ波レーダーやステレオカメラ、これら複数のセンサーを組み合わせて物体の有無を検出してもよい。また、物体方向検出回路７による物体の方向は、公知の手法（例えば、特許文献１と同様な手法）と同様である。
【００２５】
視線方向検出用カメラ３は運転者の視線方向を検出するための撮像手段であり、この視線方向検出用カメラ３により撮影された運転者の顔（虹彩、瞳孔、目尻、目頭等の表情）を示す画像データが視線方向検出回路４によって解析され、公知の手法（例えば、特許文献１と同様な手法）にて運転者の視線方向が算出される。なお、以下、視線方向検出用カメラ３及び視線方向検出回路４を総称して視線方向検出装置４０と記す。
【００２６】
方向一致度算出回路５は、物体方向検出回路７で検出された「物体の方向」と視線方向検出回路４で検出された「運転者の視線方向」との「一致度」を算出する。この一致度は、その算出値が高い場合には「運転者が物体（物体方向検出回路７による検出対象となった物体）を見ている可能性が高い」ことを示し、算出値が低い場合には「運転者がその物体を見ている可能性が低い」ことを示す。なお、一致度の算出方法の詳細は後述する。
【００２７】
因みに、方向一致度算出回路５は、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ等からなる周知のマイクロコンピュータにて構成されたものであり、一致度を算出するためのプログラム、及び後述する誤差・頻度関係を示す式や表（マップ）等は、ＲＯＭ等の不揮発性記憶手段に記憶されている。
【００２８】
警告制御回路６は、一致度（方向一致度算出回路５による算出値）に基づいて、運転者への警告態様を決定して警告を実行する警告出力手段であり、この警告制御回路６は、一致度が大きい場合には「弱い警告」を実施し、一致度が小さい場合には「強い警告」を実施する。なお、警告態様決定の詳細は後述する。
【００２９】
２．一致度の算出について
＜概要＞
本実施形態に係る方向一致度算出回路５は、視線方向検出装置４０の検出誤差を考慮して一致度を算出する。そして、一致度Ｅの算出は、「視線方向検出装置４０が検出した視線方向と物体方向検出回路７が検出した物体方向との角度差Ａ」を、誤差・頻度関係を示す表と照らし合わせ（近似式の場合には、近似式に角度差Ａを入力して）、その角度差Ａに対応する頻度Ｃの値を求め、その求められた頻度Ｃに所定の定数Ｄを乗じること得られる。つまり、一致度Ｅは、以下の数式１により表される。
【００３０】
一致度Ｅ＝頻度Ｃ×定数Ｄ…数式１
＜誤差・頻度関係＞
誤差・頻度関係とは、視線方向検出装置４０がどの程度の検出誤差を有しているかを予め試験により確認し、検出誤差とその誤差の発生頻度との関係をデータ化したもので、本実施形態では、誤差・頻度関係は、ＲＯＭ等の不揮発性記憶手段に予め記憶されている。
【００３１】
すなわち、誤差・頻度関係とは、事前に十分な回数の検出試験によって作成した「真の視線方向（真値）と視線方向検出装置４０により検出された視線方向（計測値）とのズレ量（検出誤差）」と、「そのズレ量が発生する割合（頻度）」との関係をいい、本実施形態では、この誤差・頻度関係を表（マップ）若しくは近似式の形態で記憶させている。
【００３２】
また、図２に示すテーブルＢは、「視線方向（計測値）と物体の方向（物体方向検出回路７が検出した物体の方向）との角度差Ａ」と「頻度Ｃ」との関係、つまり誤差・頻度関係を示す表の具体例であり、この誤差・頻度関係は、予め十分な回数の試験を行うことにより得られた結果（図３参照）に基づいて得られたものである。
【００３３】
そして、図３は、視線方向検出装置４０による検出方向と真の視線方向とのズレ量（検出誤差）とその割合（頻度Ｃ）との調査したときの試験結果を示す図であり、「真の視線方向」とは、運転者に相当する被験者に対して特定の物体を注視するように指示したときの物体の方向である。
【００３４】
つまり、誤差・頻度関係は、被験者に対して予め設定された物体の方向を注視するように指示し、その被験者に対して指示された物体の方向（真の方向）と視線方向検出装置４０により検出された被験者の視線方向とのズレ量、及びその割合（頻度Ｃ）を調査したときの試験結果に基づいて作成されたものである。
【００３５】
このとき、物体方向検出回路７が検出した物体の方向は、視線方向検出装置４０の有する検出精度に比べて十分に精度が高いので、本実施形態では、図３における「真の視線方向」は、「物体方向検出回路７が検出した物体の方向」とみなして、「誤差・頻度関係」を示すテーブルＢ（図２参照）を作成した。
【００３６】
したがって、「視線方向と物体方向との角度差」がＡであるときに、「誤差・頻度関係」を示すテーブルＢにおいて、その角度差Ａに対応する「頻度Ｃ」は、運転者が物体を見ている可能性を表す値として扱うことができる。
【００３７】
なお、本実施形態では、図３に示す試験結果を図２に示すようなテーブル形式（表）として、ＲＯＭに記憶されているが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、図３の破線で示されるような近似曲線を表す近似式の形式でＲＯＭに記憶させてもよい。
【００３８】
＜定数Ｄについて＞
定数Ｄは、検出された角度差Ａ及び誤差・頻度関係に基づいて求められた頻度Ｃを正規化（変換）するための係数である。
【００３９】
具体的には、例えば一致度Ｅの最大値Ｅｍａｘを１００として正規化する場合には、定数Ｄは、最大値Ｅｍａｘ（１００）を頻度Ｃの最大値（９７０）で除した値（１００／９７０≒０．１）となる。したがって、定数Ｄを０．１とし、角度差Ａが２．５の場合には、誤差・頻度関係（図２のＺ部分参照）より対応する頻度Ｃは５００となるので、一致度Ｅは５０（＝５００×０．１）となる。
【００４０】
なお、上記の定数Ｄ（＝０．１）は、一致度Ｅの最大値Ｅｍａｘを１００として正規化した例であり、本実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば最大値Ｅｍａｘを１０として正規化してもよい。因みに、最大値Ｅｍａｘを１０とした場合には、定数Ｄは０．０１となる。
【００４１】
３．警告態様の決定について
警告態様とは、例えば、音声により警告をする際の警告音量Ｆ、並びにＨＵＤ１による警告表示をする際の警告表示輝度Ｇ、警告表示サイズＨ及び警告表示高さＩ等によって決定される警告方法であり、この警告態様は、前述したように、算出された一致度Ｅに基づいて警告制御回路６にて決定される。
【００４２】
そして、本実施形態では、警告音量Ｆ、警告表示輝度Ｇ、警告表示サイズＨ及び警告表示高さＩは、以下の数式に基づいて算出決定される。
【００４３】
Ｆ＝Ｍ１×（１００−Ｅ）／１００…数式２
但し、Ｍ１：最大音量
Ｇ＝Ｍ２×｛（１００−Ｅ）／２００＋０．５｝…数式３
但し、Ｍ２：最大表示輝度
Ｈ＝Ｍ３×｛（１００−Ｅ）／１４３＋０．３｝…数式４
但し、Ｍ３：最大表示サイズ
Ｉ＝Ｍ４×（１００−Ｅ）／１００…数式５
但し、Ｍ４：最大表示高さ
なお、最大音量Ｍ１はスピーカ９及び警告制御回路６の能力（仕様）によって決定される値であり、最大輝度Ｍ２、最大表示サイズＨ及び最大表示高さＩはＨＵＤ１及び警告制御回路６等の能力（仕様）によって決定される値である。
【００４４】
特に、最大表示サイズＭ３及び最大表示高さＭ４は、ＨＵＤ１にて表示可能領域によって決まる値である。つまり、図４の破線で示される矩形領域は、ＨＵＤ１による表示可能領域を示しており、警告表示サイズＨ及び警告表示高さＩは、この表示可能領域内に収まるように決定される。
【００４５】
因みに、図４では、警告内容（「歩行注意！」）を最大表示サイズとした表示例である。そして、上段部に表示された警告は、表示高さＩをＭ４（最大高さ）とした場合の例であり、中段部に表示された警告は、表示高さＩが０．５×Ｍ４とした場合の例であり、下段部に表示された警告は、表示高さＩを０とした場合の例である。
【００４６】
４．本実施形態に係る車両用警告システムの作動
４．１．作動の概略（図５〜図８参照）
車両前方側に歩行者が存在する場合（図５参照）を例に、本実施形態に係る車両用警告システムの概略作動を説明する。
【００４７】
車両のイグニッションスイッチや始動スイッチ等が投入されると、車両用警告システムは、物体検出用カメラ８にて車両前方側を予め指定された監視範囲として監視を開始し、物体方向検出回路７は、物体検出用カメラ８で撮影された映像に基づいて物体（この例では、歩行者）が車両前方に存在しているか否かを判定（監視）する。
【００４８】
因みに、物体方向検出回路７は、監視範囲内において移動する物体の大きさ、形状及び移動速度等に基づいて車両前方側に歩行者が存在するか否かを判定する。
【００４９】
そして、物体方向検出回路７及び物体検出用カメラ８の検出結果により歩行者の存在が車両用警告システムにより確認されると、視線方向検出装置４０が検出した視線方向と物体方向検出回路７が検出した物体方向との角度差Ａに基づいて一致度Ｅが算出された後、数式２〜数式５に基づいて警告態様が決定され、その決定された警告態様に従って、表示及び音声により運転者に対して警告が発せられる。
【００５０】
すなわち、一致度Ｅが大きい場合（例えば、一致度Ｅ＝９０）には、運転者が歩行者を見ている可能性が高いものの、見ていない可能性もゼロではないため、運転者に対して、極力、煩わしさを感じ難くするように、図６に示すように、警告音量１０％、表示輝度５５％、表示サイズ３７％、表示高さ１０％とした弱いレベルの警告態様にて警告が実行される。因みに、各数値[％]は最大音量Ｍ１、最大表示輝度Ｍ２、最大表示サイズＭ３、最大表示高さＭ４に対する割合を表している。
【００５１】
また、一致度Ｅが小さい場合（例えば、一致度Ｅ＝２０）には、運転者が歩行者を見ていない（歩行者に気づいていない）可能性が高いため、歩行者に気付くような注意を促すべく、図７に示すように、警告音９０％、警告表示輝度９０％、表示サイズ８６％、表示高さ２０％とした強いレベルの警告態様にて警告が実行される。
【００５２】
さらに、一致度Ｅが中間値である場合（例えば、一致度Ｅ＝５０）には、運転者が歩行者を見ているか否かが曖昧であるので、警告の音量を抑えて煩わしさを軽減しながら、運転者の視覚を通じて注意を促すべく、図８に示すように、警告音５０％、警告表示輝度７５％、表示サイズ６５％、表示高さ５０％とした中間レベル警告態様にて警告を実行する。
【００５３】
４．２．作動の詳細（図９〜図１１）参照
＜全体作動＞
本実施形態に係る車両用警告システムは、図９に示すフローチャートに従って制御される。なお、本実施形態では、図９に示すフローチャートを実行するためのプログラムは、方向一致度算出回路５のＲＯＭに記憶されており、イグニッションスイッチ等が投入されると、方向一致度算出回路５（ＣＰＵ）は、そのプログラムを読み込んで車両用警告システムを起動（作動）させ、イグニッションスイッチ等が遮断されると、車両用警告システムを停止させる。
【００５４】
そして、車両用警告システムが起動されると、先ず、物体検出用カメラ８及び物体方向検出回路７により、車両前方側に歩行者や自転車等の物体が存在するか否かが判定され（Ｓ１１０）、物体が存在しないと判定された場合には（Ｓ１１０：ＮＯ）、再び、Ｓ１１０が実行される。
【００５５】
一方、物体が存在すると判定された場合には（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、物体方向検出回路７により、運転者の位置から見た物体の方向が算出された後（Ｓ１２０）、その算出された物体の方向が指定された範囲内であるか否かが判定される（Ｓ１２５）。
【００５６】
ここで、指定された範囲（以下、指定範囲という。）とは、安全性を確保するために運転者が注意すべき前方側の範囲をいう。つまり、単純に「車両前方側の範囲」とすると、極めて広い範囲となってしまい、安全運転を実行する際に、特段の注意を注ぐ必要の範囲まで含むことになってしまう。
【００５７】
そこで、本実施形態では、車両の速度やカーナビゲーションシステム（図示せず。）から得た道路（地図）情報等に基づいて指定範囲を決定している。このため、本実施形態では、車両の走行状態及び位置等によって指定範囲が変化するが、本発明はこれに限定されるものではなく、予め決定された固定範囲を指定範囲としてもよい。
【００５８】
そして、Ｓ１２５にて指定範囲内に物体が存在しないと判定された場合には（Ｓ１２５：ＮＯ）、再び、Ｓ１１０が実行され、一方、指定範囲内に物体が存在すると判定された場合には（Ｓ１２５：ＹＥＳ）、視線方向検出装置４０により運転者の視線方向が算出された後（Ｓ１３０）、視線方向検出装置４０が検出した視線方向と物体方向検出回路７が検出した物体方向との角度差Ａに基づいて一致度Ｅが算出される（Ｓ１４０）。
【００５９】
次に、Ｓ１４０にて算出された一致度Ｅに基づいて警告態様が決定され（Ｓ１５０）、その決定された傾向態様に従って警告が実行された後（Ｓ１６０）、再び、Ｓ１１０が実行される。
【００６０】
＜Ｓ１４０について（図１０参照）＞
Ｓ１４０においては、先ず、視線方向検出装置４０が検出した視線方向と物体方向検出回路７が検出した物体方向との角度差Ａが算出される（Ｓ１４１）。次に、角度差Ａに基づいてテーブルＢ（図２参照）から頻度Ｃが求められた後（Ｓ１４２）、その頻度Ｃに定数Ｄが乗じられて一致度Ｅが算出される（Ｓ１４３）。
【００６１】
＜Ｓ１５０について（図１１参照）＞
Ｓ１４０にて一致度Ｅが決定されると、先ず、数式２により警告音量Ｆが決定され（Ｓ１５１）、次に、数式３により警告表示輝度Ｇが決定される（Ｓ１５２）。次に、数式４により警告表示サイズＨが決定された後（Ｓ１５３）、数式５により警告表示高さＩが決定される（Ｓ１５４）。
【００６２】
なお、図１１に示す例では、警告音量Ｆ、警告表示輝度Ｇ、警告表示サイズＨ、警告表示高さＩの順で警告態様を決定したが、本実施形態はこれに限定されるものではない。
【００６３】
５．本実施形態に係る車両用警告システムの特徴
一致度Ｅとは、物体方向検出回路７等により検出された物体の方向と視線方向検出装置４０により検出された視線の方向との角度差Ａを検出誤差として、視線方向検出装置４０の検出誤差とその誤差の発生頻度との関係（図２、図３）に基づいて決定される値であるので、一致度Ｅは、視線方向検出装置４０の視線検出精度が考慮された『運転者が車両前方側に存在する物体（要注視対象）を見ている可能性を示す値』となる。
【００６４】
したがって、本実施形態に係る車両用警告システムでは、運転者が要注視対象を見ているか否かの判断を二者択一で判断するのではなく、視線方向検出装置４０の精度を考慮した「一致度（見ている可能性）」、つまり、運転者が要注視対象を見ているか否かの二値で判断するのではなく、「運転者が要注視対象を見ている、又は見ていない」の中間状態も考慮して運転者への警告態様を決定して警告するので、運転者が煩わしさを感じ難い車両用警告システムを実現することが可能となる。
【００６５】
（第２実施形態）
第１実施形態では、誤差・頻度関係を示すテーブルＢ（図２参照）を用いて一致度Ｅを算出したが、本実施形態は、視線方向検出装置４０の検出誤差とその誤差の発生頻度との関係が確率密度関数により対応付け、これに基づいて一致度Ｅを算出するものである。
【００６６】
なお、本実施形態と第１実施形態とは、一致度Ｅの算出方法が異なるのみで、その他は第１実施形態と同一であるので、一致度Ｅの算出方法についてのみ説明する。
【００６７】
すなわち、図１２は「視線方向（真値）と視線方向検出装置４０が検出した方向（計測値）のズレ量」（検出誤差Ｘ）とその確率を示した確率密度関数を示すグラフであり、以下の数式６は、図１２に示すグラフを表すものである。そして、図１２及び数式６は、視線方向検出装置４０が検出した視線方向がどの程度の正確であるかを確率で示している。
【００６８】
ＦD(Ｘ) ＝１／（２π）0.5 ｅｘｐ(−Ｘ2／２)…数式６
なお、本実施形態では、分散＝１、平均値＝０の確率密度分布関数を用いているが、視線方向検出装置４０がどの程度の検出誤差Ｘがあるのかを予め十分な回数の試験を実施して分散と平均値を求めて決定することが望ましい。
【００６９】
また、図１３は「物体方向（真値）と物体方向検出回路７が検出した方向（計測値）のズレ量」（検出誤差Ｘ）とその確率を示した確率密度関数を示すグラフであり、以下の数式７は、図１３に示すグラフを表すものである。そして、図１３及び数式７は、物体方向検出回路７がどの程度の正確であるかの確率で示している。
【００７０】
Ｆo(Ｘ) ＝１／（２π）0.5 ｅｘｐ(−Ｘ2／２)…数式７
なお、本実施形態では、分散＝１、平均値＝０の確率密度分布関数を用いているが、物体方向検出回路７がどの程度の検出誤差Ｘがあるのかを予め十分な回数の試験を実施して分散と平均値を求めて決定することが望ましい。
【００７１】
そして、本実施形態では、一致度Ｅは、「視線方向検出装置４０が検出した視線方向と物体方向検出回路７が検出した物体方向との角度差Ａ」をパラメータとして含めた式、つまり前記２つの関数（数式６、７）の積（数式８参照）によって算出される。
【００７２】
一致度Ｅ＝∫[ＦD(Ｘ−Ａ) ・Ｆo(Ｘ)]ｄＸ…数式８
なお、本実施形態では、一致度Ｅの算出方法が第１実施形態と異なるので、警告態様（警告音量Ｆ、警告表示輝度Ｇ、警告表示サイズＨ及び警告表示高さＩ）を決定するための数式は、以下の数式９〜１２が用いられる。
【００７３】
Ｆ＝Ｍ１×（１−Ｅ）…数式９
Ｇ＝Ｍ２×｛（１−Ｅ）／２＋０．５｝…数式１０
Ｈ＝Ｍ３×｛（１−Ｅ）／１．４３＋０．３｝…数式１１
Ｉ＝Ｍ４×（１−Ｅ）…数式１２
以上のように、本実施形態では、物体方向検出回路７等により検出された物体の方向と視線方向検出装置４０により検出された視線の方向との角度差Ａに加えて、物体方向検出回路７の検出誤差も考慮されるので、より一層、運転者が煩わしさを感じ難い車両用警告システムを実現することが可能となる。
【００７４】
（第３実施形態）
上述の実施形態では、算出された一致度Ｅを数式２〜５又は数式９〜１２に代入することにより、警告態様（警告音量Ｆ、警告表示輝度Ｇ、警告表示サイズＨ及び警告表示高さＩ）を決定したが、本実施形態は、図１４〜１７に示すように、数式２〜５等を示すグラフ（マップ）から警告態様を決定するものである。
【００７５】
因みに、図１４は数式２を示すグラフ（マップ）であり、図１５は数式３を示すグラフ（マップ）であり、図１６は数式４を示すグラフ（マップ）であり、図１７は数式５を示すグラフ（マップ）である。
【００７６】
（その他の実施形態）
本発明は、視線方向検出装置４０が検出した視線方向と物体方向検出回路７が検出した物体方向とに基づいて算出された一致度Ｅに基づいて、運転者への警告態様を決定して警告を実行することを特徴としているので、一致度Ｅの算出方法、並びに視線方向検出手段及び物体方向検出手段の具体的な構成は、上述の実施形態に示された構成に限定されるものではない。
【００７７】
また、本発明は、視線方向の検出誤差を考慮して警告態様を決定することを特徴とするので、視線方向の検出方法及びその装置、並びに物体方向の検出方法及びその装置は、上述の実施形態に示されたもの限定されるものではない。
【００７８】
また、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００７９】
２…フロントガラス、３…視線方向検出用カメラ、４…視線方向検出回路、
５…方向一致度算出回路、６…警告制御回路、７…物体方向検出回路、
８…物体検出用カメラ、９…スピーカ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転者の視線方向を検出し、これに応じて運転者に警告を発する車両用警告システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用警報システムでは、運転者に対して注意を促すべく、音声や表示により運転者に警告を発するが、頻繁に警告を発すると運転者は、その警告を煩わしく感じてしまい、警告の目的が没却してしまうおそれがある。
【０００３】
これに対して、特許文献１に記載の発明では、この警告の煩わしさを低減すべく、車両用警告システムが注視すべきと判断した要注視方向と車両用警告システムが計測した運転者の視線方向が一致する頻度を計測して、その値に応じて警告レベルを決定している。
【０００４】
そして、一致の頻度が多い（運転者が注意深く要注視対象を見ている）と判定された場合には、警告レベルを「低レベル」に設定し、一致の頻度が少ない（運転者があまり注意深く要注視対象を見ていない）と判定された場合には、警告レベルを「高レベル」に設定した後、実際に警告を発している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１６７６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、現状の視線検出装置の視線検出処理においては、例えば、虹彩、瞳孔、目尻、目頭等が検出されているが、走行環境や運転者の顔向きや表情といったことが検出性能に影響してしまうため、十分な精度を実現することは難しく、視線検出精度が十分でなく、検出結果にバラツキが発生するという問題がある。そして、視線検出装置の精度が低いと、視線方向と物体方向とが一致しているか否に基づいて運転者が要注視対象を見ているか否かを判定するのは非常に困難である。
【０００７】
具体的には、例えば、５０ｍ前方に存在する歩行者（体幅０．３ｍ）を見ているかどうかを判別するには、０．３度＝Ｔａｎ-1（０．３／５０）の精度が必要であるが、現状では、そのような精度で視線を検出することが可能な視線検出装置は実用化されていない。
【０００８】
このため、現状では、例えば視線検出精度が３度、つまり±３度の範囲のバラツキを有する視線検出装置を用いて、５０ｍ前方の体幅０．３度の歩行者を検出することとなるので、視線方向と物体方向とが一致しているか否に基づいて運転者が要注視対象を見ているか否かを判定することは非現実的である。
【０００９】
つまり、現状の車両用警告システムでは、運転者が歩行者を見ていた時に視線検出装置により検出された視線方向が、偶然、０．３度の範囲である場合には見たと判定できるかもしれないが、実際には、検出された殆どの視線方向は０．３度の範囲から外れているため、車両用警告システムは、「運転者は要注視対象を見ていない」と判断し、誤判定による不要な警告が頻繁に出力されてしまい、運転者に煩わしさを感じさせることになる。
【００１０】
しかし、特許文献１に記載の発明は、視線検出装置の視線検出精度を全く考慮していないので、現実には、誤判定による不要な警告が頻繁に出力されてしまい、運転者に煩わしさを感じさせることになる。
【００１１】
本発明は、上記点に鑑み、車両用警報システムにおいて、誤判定による不要な警告が頻繁に出力されてしまうことを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、車両前方側に存在する物体の方向を検出する物体方向検出手段（７、８）と、運転者の視線方向を検出する視線方向検出手段（３、４）と、物体方向検出手段（７、８）により検出された物体の方向と視線方向検出手段（３、４）により検出された視線の方向との一致度を算出する方向一致算出手段（５）と、方向一致算出手段（５）により算出された一致度に基づいて、運転者への警告態様を決定して警告を実行する警告出力手段（６）と、視線方向検出手段（３、４）の検出誤差とその誤差の発生頻度との関係（以下、この関係を誤差・頻度関係という。）が記憶された記憶手段（ＲＯＭ）とを有し、方向一致算出手段（５）は、物体方向検出手段（７、８）が検出した車両前方側に存在する物体が、予め指定された範囲内にある場合に一致度を算出し、さらに、方向一致算出手段（５）は、物体方向検出手段（７、８）により検出された物体の方向と視線方向検出手段（３、４）により検出された視線の方向との角度差を検出誤差として、記憶手段（ＲＯＭ）に記憶されている誤差・頻度関係に基づいて一致度を算出することを特徴とする。
【００１３】
これにより、請求項１に記載の発明では、視線方向検出手段（３、４）が検出した視線方向と物体方向検出手段（７、８）が検出した物体方向との一致度に基づいて、運転者に警告がされることとなる。
【００１４】
ここで、一致度とは、物体方向検出手段（７、８）により検出された物体の方向と視線方向検出手段（３、４）により検出された視線の方向との角度差を検出誤差として、視線方向検出手段（３、４）の検出誤差とその誤差の発生頻度との関係（誤差・頻度関係）に基づいて決定される値であるので、一致度は、視線方向検出手段（３、４）の視線検出精度が考慮された『運転者が車両前方側に存在する物体（要注視対象）を見ている可能性を示す値』となる。
【００１５】
したがって、本発明に係る車両用警告システムでは、運転者が要注視対象を見ているか否かの判断を二者択一で判断するのではなく、視線方向検出手段の精度を考慮した「一致度（見ている可能性）」に基づいて運転者への警告態様を決定して警告するので、運転者が煩わしさを感じ難い車両用警告システムを実現することが可能となる。
【００１６】
なお、請求項２に記載の発明では、方向一致算出手段（５）は、角度差を検出誤差として、誤差・頻度関係から角度差に対応する頻度を決定した後、その決定された頻度に所定定数を乗じた値を一致度とすることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項３に記載の発明では、視線方向検出手段（３、４）の検出誤差とその誤差の発生頻度との関係が確率密度関数によって対応付けられていることを特徴とする。
【００１８】
因みに、上記各手段等の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記各手段等の括弧内の符号に示された具体的手等に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用警告システムの概要を示す図である。
【図２】誤差・頻度関係を示す図表である。
【図３】検出誤差と頻度との関係を示すグラフである。
【図４】警告態様の一例を示す図である。
【図５】作動説明用の図である。
【図６】警告態様の一例を示す図である。
【図７】警告態様の一例を示す図である。
【図８】警告態様の一例を示す図である。
【図９】本発明の実施形態に係る車両用警告システムの全体作動を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施形態に係る車両用警告システムにおける一致度Ｅ算出方法を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施形態に係る車両用警告システムにおける警告態様の決定制御を示すフローチャートである。
【図１２】視線方向（真値）と視線方向検出装置４０が検出した方向（計測値）のズレ量とその確率を示した確率密度関数を示すグラフである。
【図１３】物体方向（真値）と物体方向検出回路７が検出した方向（計測値）のズレ量とその確率を示した確率密度関数を示すグラフである。
【図１４】数式２を示すグラフ（マップ）である。
【図１５】数式３を示すグラフ（マップ）である。
【図１６】数式４を示すグラフ（マップ）である。
【図１７】数式５を示すグラフ（マップ）である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本実施形態は、本発明に係る車両用警告システムを普通自動車用の警告システムに適用したものであり、以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
【００２１】
（第１実施形態）
１．本実施形態に係る車両用警告システムの概略構成（図１参照）
図１中、ヘッドアップディスプレイ（以下、ＨＵＤ１と記す。）は、運転者への警告表示をフロントガラス２に映し出すための表示器であり、警告制御回路６は、後述する「一致度Ｅ」に基づいて、警告態様を決定してＨＵＤ１及び音声出力用のスピーカ９のうち少なくとも一方に信号を出力するものである。なお、警告態様とは、警告表示又は警告音声の内容、及び警告音声の音量等をいう。
【００２２】
因みに、ＨＵＤ１は、インストルメントパネルの内部に配設されているとともに、警告制御回路６から出力された表示信号を受け取って表示内容をフロントガラス２に投影する。このため、運転者は、フロントガラス２で反射した表示（虚像）を車両前方に見ることができる。
【００２３】
物体検出用カメラ８は車両前方側を撮影するための撮像手段であり、物体方向検出回路７は、この物体検出用カメラ８で撮影された映像に基づいて物体が車両前方に存在しているか否かを判定するとともに、物体が車両前方に存在すると判定した場合には、運転者（の目の位置相当）からその物体への方向を算出する。
【００２４】
因みに、本実施形態では、物体検出用カメラ８は、光学的手法により車両前方を撮影して物体方向検出回路７と協働して物体の有無を検出しているが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、レーザーレーダーやミリ波レーダーやステレオカメラ、これら複数のセンサーを組み合わせて物体の有無を検出してもよい。また、物体方向検出回路７による物体の方向は、公知の手法（例えば、特許文献１と同様な手法）と同様である。
【００２５】
視線方向検出用カメラ３は運転者の視線方向を検出するための撮像手段であり、この視線方向検出用カメラ３により撮影された運転者の顔（虹彩、瞳孔、目尻、目頭等の表情）を示す画像データが視線方向検出回路４によって解析され、公知の手法（例えば、特許文献１と同様な手法）にて運転者の視線方向が算出される。なお、以下、視線方向検出用カメラ３及び視線方向検出回路４を総称して視線方向検出装置４０と記す。
【００２６】
方向一致度算出回路５は、物体方向検出回路７で検出された「物体の方向」と視線方向検出回路４で検出された「運転者の視線方向」との「一致度」を算出する。この一致度は、その算出値が高い場合には「運転者が物体（物体方向検出回路７による検出対象となった物体）を見ている可能性が高い」ことを示し、算出値が低い場合には「運転者がその物体を見ている可能性が低い」ことを示す。なお、一致度の算出方法の詳細は後述する。
【００２７】
因みに、方向一致度算出回路５は、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ等からなる周知のマイクロコンピュータにて構成されたものであり、一致度を算出するためのプログラム、及び後述する誤差・頻度関係を示す式や表（マップ）等は、ＲＯＭ等の不揮発性記憶手段に記憶されている。
【００２８】
警告制御回路６は、一致度（方向一致度算出回路５による算出値）に基づいて、運転者への警告態様を決定して警告を実行する警告出力手段であり、この警告制御回路６は、一致度が大きい場合には「弱い警告」を実施し、一致度が小さい場合には「強い警告」を実施する。なお、警告態様決定の詳細は後述する。
【００２９】
２．一致度の算出について
＜概要＞
本実施形態に係る方向一致度算出回路５は、視線方向検出装置４０の検出誤差を考慮して一致度を算出する。そして、一致度Ｅの算出は、「視線方向検出装置４０が検出した視線方向と物体方向検出回路７が検出した物体方向との角度差Ａ」を、誤差・頻度関係を示す表と照らし合わせ（近似式の場合には、近似式に角度差Ａを入力して）、その角度差Ａに対応する頻度Ｃの値を求め、その求められた頻度Ｃに所定の定数Ｄを乗じること得られる。つまり、一致度Ｅは、以下の数式１により表される。
【００３０】
一致度Ｅ＝頻度Ｃ×定数Ｄ…数式１
＜誤差・頻度関係＞
誤差・頻度関係とは、視線方向検出装置４０がどの程度の検出誤差を有しているかを予め試験により確認し、検出誤差とその誤差の発生頻度との関係をデータ化したもので、本実施形態では、誤差・頻度関係は、ＲＯＭ等の不揮発性記憶手段に予め記憶されている。
【００３１】
すなわち、誤差・頻度関係とは、事前に十分な回数の検出試験によって作成した「真の視線方向（真値）と視線方向検出装置４０により検出された視線方向（計測値）とのズレ量（検出誤差）」と、「そのズレ量が発生する割合（頻度）」との関係をいい、本実施形態では、この誤差・頻度関係を表（マップ）若しくは近似式の形態で記憶させている。
【００３２】
また、図２に示すテーブルＢは、「視線方向（計測値）と物体の方向（物体方向検出回路７が検出した物体の方向）との角度差Ａ」と「頻度Ｃ」との関係、つまり誤差・頻度関係を示す表の具体例であり、この誤差・頻度関係は、予め十分な回数の試験を行うことにより得られた結果（図３参照）に基づいて得られたものである。
【００３３】
そして、図３は、視線方向検出装置４０による検出方向と真の視線方向とのズレ量（検出誤差）とその割合（頻度Ｃ）との調査したときの試験結果を示す図であり、「真の視線方向」とは、運転者に相当する被験者に対して特定の物体を注視するように指示したときの物体の方向である。
【００３４】
つまり、誤差・頻度関係は、被験者に対して予め設定された物体の方向を注視するように指示し、その被験者に対して指示された物体の方向（真の方向）と視線方向検出装置４０により検出された被験者の視線方向とのズレ量、及びその割合（頻度Ｃ）を調査したときの試験結果に基づいて作成されたものである。
【００３５】
このとき、物体方向検出回路７が検出した物体の方向は、視線方向検出装置４０の有する検出精度に比べて十分に精度が高いので、本実施形態では、図３における「真の視線方向」は、「物体方向検出回路７が検出した物体の方向」とみなして、「誤差・頻度関係」を示すテーブルＢ（図２参照）を作成した。
【００３６】
したがって、「視線方向と物体方向との角度差」がＡであるときに、「誤差・頻度関係」を示すテーブルＢにおいて、その角度差Ａに対応する「頻度Ｃ」は、運転者が物体を見ている可能性を表す値として扱うことができる。
【００３７】
なお、本実施形態では、図３に示す試験結果を図２に示すようなテーブル形式（表）として、ＲＯＭに記憶されているが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、図３の破線で示されるような近似曲線を表す近似式の形式でＲＯＭに記憶させてもよい。
【００３８】
＜定数Ｄについて＞
定数Ｄは、検出された角度差Ａ及び誤差・頻度関係に基づいて求められた頻度Ｃを正規化（変換）するための係数である。
【００３９】
具体的には、例えば一致度Ｅの最大値Ｅｍａｘを１００として正規化する場合には、定数Ｄは、最大値Ｅｍａｘ（１００）を頻度Ｃの最大値（９７０）で除した値（１００／９７０≒０．１）となる。したがって、定数Ｄを０．１とし、角度差Ａが２．５の場合には、誤差・頻度関係（図２のＺ部分参照）より対応する頻度Ｃは５００となるので、一致度Ｅは５０（＝５００×０．１）となる。
【００４０】
なお、上記の定数Ｄ（＝０．１）は、一致度Ｅの最大値Ｅｍａｘを１００として正規化した例であり、本実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば最大値Ｅｍａｘを１０として正規化してもよい。因みに、最大値Ｅｍａｘを１０とした場合には、定数Ｄは０．０１となる。
【００４１】
３．警告態様の決定について
警告態様とは、例えば、音声により警告をする際の警告音量Ｆ、並びにＨＵＤ１による警告表示をする際の警告表示輝度Ｇ、警告表示サイズＨ及び警告表示高さＩ等によって決定される警告方法であり、この警告態様は、前述したように、算出された一致度Ｅに基づいて警告制御回路６にて決定される。
【００４２】
そして、本実施形態では、警告音量Ｆ、警告表示輝度Ｇ、警告表示サイズＨ及び警告表示高さＩは、以下の数式に基づいて算出決定される。
【００４３】
Ｆ＝Ｍ１×（１００−Ｅ）／１００…数式２
但し、Ｍ１：最大音量
Ｇ＝Ｍ２×｛（１００−Ｅ）／２００＋０．５｝…数式３
但し、Ｍ２：最大表示輝度
Ｈ＝Ｍ３×｛（１００−Ｅ）／１４３＋０．３｝…数式４
但し、Ｍ３：最大表示サイズ
Ｉ＝Ｍ４×（１００−Ｅ）／１００…数式５
但し、Ｍ４：最大表示高さ
なお、最大音量Ｍ１はスピーカ９及び警告制御回路６の能力（仕様）によって決定される値であり、最大輝度Ｍ２、最大表示サイズＨ及び最大表示高さＩはＨＵＤ１及び警告制御回路６等の能力（仕様）によって決定される値である。
【００４４】
特に、最大表示サイズＭ３及び最大表示高さＭ４は、ＨＵＤ１にて表示可能領域によって決まる値である。つまり、図４の破線で示される矩形領域は、ＨＵＤ１による表示可能領域を示しており、警告表示サイズＨ及び警告表示高さＩは、この表示可能領域内に収まるように決定される。
【００４５】
因みに、図４では、警告内容（「歩行注意！」）を最大表示サイズとした表示例である。そして、上段部に表示された警告は、表示高さＩをＭ４（最大高さ）とした場合の例であり、中段部に表示された警告は、表示高さＩが０．５×Ｍ４とした場合の例であり、下段部に表示された警告は、表示高さＩを０とした場合の例である。
【００４６】
４．本実施形態に係る車両用警告システムの作動
４．１．作動の概略（図５〜図８参照）
車両前方側に歩行者が存在する場合（図５参照）を例に、本実施形態に係る車両用警告システムの概略作動を説明する。
【００４７】
車両のイグニッションスイッチや始動スイッチ等が投入されると、車両用警告システムは、物体検出用カメラ８にて車両前方側を予め指定された監視範囲として監視を開始し、物体方向検出回路７は、物体検出用カメラ８で撮影された映像に基づいて物体（この例では、歩行者）が車両前方に存在しているか否かを判定（監視）する。
【００４８】
因みに、物体方向検出回路７は、監視範囲内において移動する物体の大きさ、形状及び移動速度等に基づいて車両前方側に歩行者が存在するか否かを判定する。
【００４９】
そして、物体方向検出回路７及び物体検出用カメラ８の検出結果により歩行者の存在が車両用警告システムにより確認されると、視線方向検出装置４０が検出した視線方向と物体方向検出回路７が検出した物体方向との角度差Ａに基づいて一致度Ｅが算出された後、数式２〜数式５に基づいて警告態様が決定され、その決定された警告態様に従って、表示及び音声により運転者に対して警告が発せられる。
【００５０】
すなわち、一致度Ｅが大きい場合（例えば、一致度Ｅ＝９０）には、運転者が歩行者を見ている可能性が高いものの、見ていない可能性もゼロではないため、運転者に対して、極力、煩わしさを感じ難くするように、図６に示すように、警告音量１０％、表示輝度５５％、表示サイズ３７％、表示高さ１０％とした弱いレベルの警告態様にて警告が実行される。因みに、各数値[％]は最大音量Ｍ１、最大表示輝度Ｍ２、最大表示サイズＭ３、最大表示高さＭ４に対する割合を表している。
【００５１】
また、一致度Ｅが小さい場合（例えば、一致度Ｅ＝２０）には、運転者が歩行者を見ていない（歩行者に気づいていない）可能性が高いため、歩行者に気付くような注意を促すべく、図７に示すように、警告音９０％、警告表示輝度９０％、表示サイズ８６％、表示高さ２０％とした強いレベルの警告態様にて警告が実行される。
【００５２】
さらに、一致度Ｅが中間値である場合（例えば、一致度Ｅ＝５０）には、運転者が歩行者を見ているか否かが曖昧であるので、警告の音量を抑えて煩わしさを軽減しながら、運転者の視覚を通じて注意を促すべく、図８に示すように、警告音５０％、警告表示輝度７５％、表示サイズ６５％、表示高さ５０％とした中間レベル警告態様にて警告を実行する。
【００５３】
４．２．作動の詳細（図９〜図１１）参照
＜全体作動＞
本実施形態に係る車両用警告システムは、図９に示すフローチャートに従って制御される。なお、本実施形態では、図９に示すフローチャートを実行するためのプログラムは、方向一致度算出回路５のＲＯＭに記憶されており、イグニッションスイッチ等が投入されると、方向一致度算出回路５（ＣＰＵ）は、そのプログラムを読み込んで車両用警告システムを起動（作動）させ、イグニッションスイッチ等が遮断されると、車両用警告システムを停止させる。
【００５４】
そして、車両用警告システムが起動されると、先ず、物体検出用カメラ８及び物体方向検出回路７により、車両前方側に歩行者や自転車等の物体が存在するか否かが判定され（Ｓ１１０）、物体が存在しないと判定された場合には（Ｓ１１０：ＮＯ）、再び、Ｓ１１０が実行される。
【００５５】
一方、物体が存在すると判定された場合には（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、物体方向検出回路７により、運転者の位置から見た物体の方向が算出された後（Ｓ１２０）、その算出された物体の方向が指定された範囲内であるか否かが判定される（Ｓ１２５）。
【００５６】
ここで、指定された範囲（以下、指定範囲という。）とは、安全性を確保するために運転者が注意すべき前方側の範囲をいう。つまり、単純に「車両前方側の範囲」とすると、極めて広い範囲となってしまい、安全運転を実行する際に、特段の注意を注ぐ必要の範囲まで含むことになってしまう。
【００５７】
そこで、本実施形態では、車両の速度やカーナビゲーションシステム（図示せず。）から得た道路（地図）情報等に基づいて指定範囲を決定している。このため、本実施形態では、車両の走行状態及び位置等によって指定範囲が変化するが、本発明はこれに限定されるものではなく、予め決定された固定範囲を指定範囲としてもよい。
【００５８】
そして、Ｓ１２５にて指定範囲内に物体が存在しないと判定された場合には（Ｓ１２５：ＮＯ）、再び、Ｓ１１０が実行され、一方、指定範囲内に物体が存在すると判定された場合には（Ｓ１２５：ＹＥＳ）、視線方向検出装置４０により運転者の視線方向が算出された後（Ｓ１３０）、視線方向検出装置４０が検出した視線方向と物体方向検出回路７が検出した物体方向との角度差Ａに基づいて一致度Ｅが算出される（Ｓ１４０）。
【００５９】
次に、Ｓ１４０にて算出された一致度Ｅに基づいて警告態様が決定され（Ｓ１５０）、その決定された傾向態様に従って警告が実行された後（Ｓ１６０）、再び、Ｓ１１０が実行される。
【００６０】
＜Ｓ１４０について（図１０参照）＞
Ｓ１４０においては、先ず、視線方向検出装置４０が検出した視線方向と物体方向検出回路７が検出した物体方向との角度差Ａが算出される（Ｓ１４１）。次に、角度差Ａに基づいてテーブルＢ（図２参照）から頻度Ｃが求められた後（Ｓ１４２）、その頻度Ｃに定数Ｄが乗じられて一致度Ｅが算出される（Ｓ１４３）。
【００６１】
＜Ｓ１５０について（図１１参照）＞
Ｓ１４０にて一致度Ｅが決定されると、先ず、数式２により警告音量Ｆが決定され（Ｓ１５１）、次に、数式３により警告表示輝度Ｇが決定される（Ｓ１５２）。次に、数式４により警告表示サイズＨが決定された後（Ｓ１５３）、数式５により警告表示高さＩが決定される（Ｓ１５４）。
【００６２】
なお、図１１に示す例では、警告音量Ｆ、警告表示輝度Ｇ、警告表示サイズＨ、警告表示高さＩの順で警告態様を決定したが、本実施形態はこれに限定されるものではない。
【００６３】
５．本実施形態に係る車両用警告システムの特徴
一致度Ｅとは、物体方向検出回路７等により検出された物体の方向と視線方向検出装置４０により検出された視線の方向との角度差Ａを検出誤差として、視線方向検出装置４０の検出誤差とその誤差の発生頻度との関係（図２、図３）に基づいて決定される値であるので、一致度Ｅは、視線方向検出装置４０の視線検出精度が考慮された『運転者が車両前方側に存在する物体（要注視対象）を見ている可能性を示す値』となる。
【００６４】
したがって、本実施形態に係る車両用警告システムでは、運転者が要注視対象を見ているか否かの判断を二者択一で判断するのではなく、視線方向検出装置４０の精度を考慮した「一致度（見ている可能性）」、つまり、運転者が要注視対象を見ているか否かの二値で判断するのではなく、「運転者が要注視対象を見ている、又は見ていない」の中間状態も考慮して運転者への警告態様を決定して警告するので、運転者が煩わしさを感じ難い車両用警告システムを実現することが可能となる。
【００６５】
（第２実施形態）
第１実施形態では、誤差・頻度関係を示すテーブルＢ（図２参照）を用いて一致度Ｅを算出したが、本実施形態は、視線方向検出装置４０の検出誤差とその誤差の発生頻度との関係が確率密度関数により対応付け、これに基づいて一致度Ｅを算出するものである。
【００６６】
なお、本実施形態と第１実施形態とは、一致度Ｅの算出方法が異なるのみで、その他は第１実施形態と同一であるので、一致度Ｅの算出方法についてのみ説明する。
【００６７】
すなわち、図１２は「視線方向（真値）と視線方向検出装置４０が検出した方向（計測値）のズレ量」（検出誤差Ｘ）とその確率を示した確率密度関数を示すグラフであり、以下の数式６は、図１２に示すグラフを表すものである。そして、図１２及び数式６は、視線方向検出装置４０が検出した視線方向がどの程度の正確であるかを確率で示している。
【００６８】
ＦD(Ｘ) ＝１／（２π）0.5 ｅｘｐ(−Ｘ2／２)…数式６
なお、本実施形態では、分散＝１、平均値＝０の確率密度分布関数を用いているが、視線方向検出装置４０がどの程度の検出誤差Ｘがあるのかを予め十分な回数の試験を実施して分散と平均値を求めて決定することが望ましい。
【００６９】
また、図１３は「物体方向（真値）と物体方向検出回路７が検出した方向（計測値）のズレ量」（検出誤差Ｘ）とその確率を示した確率密度関数を示すグラフであり、以下の数式７は、図１３に示すグラフを表すものである。そして、図１３及び数式７は、物体方向検出回路７がどの程度の正確であるかの確率で示している。
【００７０】
Ｆo(Ｘ) ＝１／（２π）0.5 ｅｘｐ(−Ｘ2／２)…数式７
なお、本実施形態では、分散＝１、平均値＝０の確率密度分布関数を用いているが、物体方向検出回路７がどの程度の検出誤差Ｘがあるのかを予め十分な回数の試験を実施して分散と平均値を求めて決定することが望ましい。
【００７１】
そして、本実施形態では、一致度Ｅは、「視線方向検出装置４０が検出した視線方向と物体方向検出回路７が検出した物体方向との角度差Ａ」をパラメータとして含めた式、つまり前記２つの関数（数式６、７）の積（数式８参照）によって算出される。
【００７２】
一致度Ｅ＝∫[ＦD(Ｘ−Ａ) ・Ｆo(Ｘ)]ｄＸ…数式８
なお、本実施形態では、一致度Ｅの算出方法が第１実施形態と異なるので、警告態様（警告音量Ｆ、警告表示輝度Ｇ、警告表示サイズＨ及び警告表示高さＩ）を決定するための数式は、以下の数式９〜１２が用いられる。
【００７３】
Ｆ＝Ｍ１×（１−Ｅ）…数式９
Ｇ＝Ｍ２×｛（１−Ｅ）／２＋０．５｝…数式１０
Ｈ＝Ｍ３×｛（１−Ｅ）／１．４３＋０．３｝…数式１１
Ｉ＝Ｍ４×（１−Ｅ）…数式１２
以上のように、本実施形態では、物体方向検出回路７等により検出された物体の方向と視線方向検出装置４０により検出された視線の方向との角度差Ａに加えて、物体方向検出回路７の検出誤差も考慮されるので、より一層、運転者が煩わしさを感じ難い車両用警告システムを実現することが可能となる。
【００７４】
（第３実施形態）
上述の実施形態では、算出された一致度Ｅを数式２〜５又は数式９〜１２に代入することにより、警告態様（警告音量Ｆ、警告表示輝度Ｇ、警告表示サイズＨ及び警告表示高さＩ）を決定したが、本実施形態は、図１４〜１７に示すように、数式２〜５等を示すグラフ（マップ）から警告態様を決定するものである。
【００７５】
因みに、図１４は数式２を示すグラフ（マップ）であり、図１５は数式３を示すグラフ（マップ）であり、図１６は数式４を示すグラフ（マップ）であり、図１７は数式５を示すグラフ（マップ）である。
【００７６】
（その他の実施形態）
本発明は、視線方向検出装置４０が検出した視線方向と物体方向検出回路７が検出した物体方向とに基づいて算出された一致度Ｅに基づいて、運転者への警告態様を決定して警告を実行することを特徴としているので、一致度Ｅの算出方法、並びに視線方向検出手段及び物体方向検出手段の具体的な構成は、上述の実施形態に示された構成に限定されるものではない。
【００７７】
また、本発明は、視線方向の検出誤差を考慮して警告態様を決定することを特徴とするので、視線方向の検出方法及びその装置、並びに物体方向の検出方法及びその装置は、上述の実施形態に示されたもの限定されるものではない。
【００７８】
また、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００７９】
２…フロントガラス、３…視線方向検出用カメラ、４…視線方向検出回路、
５…方向一致度算出回路、６…警告制御回路、７…物体方向検出回路、
８…物体検出用カメラ、９…スピーカ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前方側に存在する物体の方向を検出する物体方向検出手段と、
運転者の視線方向を検出する視線方向検出手段と、
前記物体方向検出手段により検出された物体の方向と前記視線方向検出手段により検出された視線の方向との一致度を算出する方向一致算出手段と、
前記方向一致算出手段により算出された一致度に基づいて、運転者への警告態様を決定して警告を実行する警告出力手段と、
前記視線方向検出手段の検出誤差とその誤差の発生頻度との関係（以下、この関係を誤差・頻度関係という。）が記憶された記憶手段とを有し、
前記方向一致算出手段は、前記物体方向検出手段が検出した車両前方側に存在する物体が、予め指定された範囲内にある場合に前記一致度を算出し、
さらに、前記方向一致算出手段は、前記物体方向検出手段により検出された物体の方向と前記視線方向検出手段により検出された視線の方向との角度差を検出誤差として、前記記憶手段に記憶されている前記誤差・頻度関係に基づいて前記一致度を算出することを特徴とする車両用警告システム。
【請求項２】
前記方向一致算出手段は、前記角度差を検出誤差として、前記誤差・頻度関係から前記角度差に対応する頻度を決定した後、その決定された頻度に所定定数を乗じた値を前記一致度とすることを特徴とする請求項１に記載の車両用警告システム。
【請求項３】
前記視線方向検出手段の検出誤差とその誤差の発生頻度との関係が確率密度関数によって対応付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用警告システム。
【請求項１】
車両前方側に存在する物体の方向を検出する物体方向検出手段と、
運転者の視線方向を検出する視線方向検出手段と、
前記物体方向検出手段により検出された物体の方向と前記視線方向検出手段により検出された視線の方向との一致度を算出する方向一致算出手段と、
前記方向一致算出手段により算出された一致度に基づいて、運転者への警告態様を決定して警告を実行する警告出力手段と、
前記視線方向検出手段の検出誤差とその誤差の発生頻度との関係（以下、この関係を誤差・頻度関係という。）が記憶された記憶手段とを有し、
前記方向一致算出手段は、前記物体方向検出手段が検出した車両前方側に存在する物体が、予め指定された範囲内にある場合に前記一致度を算出し、
さらに、前記方向一致算出手段は、前記物体方向検出手段により検出された物体の方向と前記視線方向検出手段により検出された視線の方向との角度差を検出誤差として、前記記憶手段に記憶されている前記誤差・頻度関係に基づいて前記一致度を算出することを特徴とする車両用警告システム。
【請求項２】
前記方向一致算出手段は、前記角度差を検出誤差として、前記誤差・頻度関係から前記角度差に対応する頻度を決定した後、その決定された頻度に所定定数を乗じた値を前記一致度とすることを特徴とする請求項１に記載の車両用警告システム。
【請求項３】
前記視線方向検出手段の検出誤差とその誤差の発生頻度との関係が確率密度関数によって対応付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用警告システム。
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図３】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−１７０１８９（Ｐ２０１０−１７０１８９Ａ）
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９８８６（Ｐ２００９−９８８６）
【出願日】平成２１年１月２０日（２００９．１．２０）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２０日（２００９．１．２０）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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