車両用運転状態検出装置、車両用運転状態検出方法および自動車
【課題】運転者の運転状態をより適切に検出すること。
【解決手段】自動車１Ａは、車両用運転状態検出装置１を備え、車両走行状態（車線内横位置Ｌ）の分布を取得する。そして、取得した分布について複数の統計指標を算出し、これらの組み合わせを基に、車両走行状態の分布に歪みがあるか否かを判定する。自動車１Ａは、車両走行状態（車線内横位置Ｌ）の分布において歪みを検出した場合、運転者が漫然運転を行っていると判定し、音および表示によって、運転者が漫然運転を行っていることに対する報知を行う。したがって、運転者の運転状態をより適切に検出することができる。
【解決手段】自動車１Ａは、車両用運転状態検出装置１を備え、車両走行状態（車線内横位置Ｌ）の分布を取得する。そして、取得した分布について複数の統計指標を算出し、これらの組み合わせを基に、車両走行状態の分布に歪みがあるか否かを判定する。自動車１Ａは、車両走行状態（車線内横位置Ｌ）の分布において歪みを検出した場合、運転者が漫然運転を行っていると判定し、音および表示によって、運転者が漫然運転を行っていることに対する報知を行う。したがって、運転者の運転状態をより適切に検出することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転者の運転状態を検出する車両用運転状態検出装置、車両用運転状態検出方法および自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、運転者の運転状態を検出する装置として、特許文献１に記載された運転支援装置が知られている。
特許文献１に記載された運転支援装置においては、運転者が行った運転操作に関する情報を検出し、検出された情報の分布を運転者の挙動情報として算出している。そして、走行状況毎に設定された判定基準となる分布と、運転者の挙動情報とを比較することにより、運転者の運転状態を検出し、必要に応じて運転者に注意を促している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３４３９０４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に記載された技術においては、走行状況毎に判定基準を設定している。そのため、現在の走行状況に類似する走行状況の判定基準を選択して判定を行ったとしても、判定基準を設定する際に想定した走行状況と、実際の走行状況とが必ずしも一致しない場合がある。
そのため、従来の技術においては、運転者の運転状態を適切に検出できないことがあった。このような場合、運転者に対して無用に注意を促すこととなる。また、特に、漫然運転を行っている運転者に対して適切な注意を促すことが困難である。
本発明の課題は、運転者の運転状態をより適切に検出することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するため、本発明に係る車両用運転状態検出装置は、
車両走行状態検出手段が車両走行状態を検出し、運転状態検出手段が、車両走行状態の分布の歪みを基に、運転者が漫然運転の状態であるか否かを検出する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、車両走行状態の分布の歪みから運転者の漫然運転状態を検出するため、運転者の運転状態をより適切に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態に係る車両用運転状態検出装置１を備えた自動車１Ａの概略構成図である。
【図２】自動車１Ａの制御系統を示すシステム構成図である。
【図３】運転状態検出処理を示すフローチャートである。
【図４】車線内横位置Ｌを用いた場合の車両走行状態の分布を示す図である。
【図５】歪度と尖度とを組み合わせて分布の歪みを検出する場合の検出基準を示すマップである。
【図６】車線到達予測時間ＴＬＣの概念を示す模式図である。
【図７】車線到達予測時間ＴＬＣを用いた場合の車両走行状態の分布を示す図である。
【図８】車線到達予測時間の逆数１/ＴＬＣを用いた場合の車両走行状態の分布を示す図である。
【図９】平均値と最頻値とを組み合わせて分布の歪みを検出する場合の検出基準を示すマップである。
【図１０】平均値と中央値とを組み合わせて分布の歪みを検出する場合の検出基準を示すマップである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図を参照して本発明を適用した自動車の実施の形態を説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る車両用運転状態検出装置１を備えた自動車１Ａの概略構成図である。
また、図２は、自動車１Ａの制御系統を示すシステム構成図である。
図１および図２において、自動車１Ａは、アクセルセンサ１０と、ブレーキセンサ２０と、車速センサ３０ＦＲ，３０ＦＬ，３０ＲＲ，３０ＲＬと、舵角センサ４０と、レーザレーダ５０と、カメラ６０と、ナビゲーションシステム７０とを含んでいる。また、自動車１Ａは、コントローラ８０と、表示ユニット９０と、スピーカ１００とを含んでいる。
なお、これらのうち、車速センサ３０ＦＲ，３０ＦＬ，３０ＲＲ，３０ＲＬと、舵角センサ４０と、レーザレーダ５０と、カメラ６０と、コントローラ８０と、表示ユニット９０と、スピーカ１００とは、車両用運転状態検出装置１を構成している。
【０００９】
アクセルセンサ１０は、アクセルペダルのストローク量を検出し、検出したストローク量を示す信号をコントローラ８０に出力する。
ブレーキペダルセンサ２０は、ブレーキペダルのストローク量を検出し、検出したストローク量を示す信号をコントローラ８０に出力する。
車速センサ３０ＦＲ，３０ＦＬ，３０ＲＲ，３０ＲＬは、自動車１Ａの右前輪、左前輪、右後輪および左後輪にそれぞれ設置された車速パルスセンサであり、各車輪の回転速度を示す信号をコントローラ８０に出力する。
舵角センサ４０は、運転者がステアリングホイールに対して行った操舵操作の舵角を検出し、検出した舵角を示す信号をコントローラ８０に出力する。
【００１０】
レーザレーダ５０は、車両の前方グリルやバンパ等に設置してあり、水平方向に赤外光パルスを照射して自車両の前方領域を走査する。レーザレーダ１０は、前方にある複数の反射物（通常、先行車の後端）で反射した赤外光パルスの反射波を計測し、反射波の到達時間より、複数の障害物までの車間距離Ｄおよび相対速度Ｖｒを検出する。そして、レーザレーダ５０は、検出した車間距離Ｄおよび相対速度Ｖｒを示す信号をコントローラ４０に出力する。レーザレーダ１０がスキャンする前方の領域は、自車正面に対して例えば±６deg程度であり、レーザレーダ１０は、この範囲内に存在する前方物体を検出する。
【００１１】
カメラ６０は、フロントウィンドウ上部に取り付けた小型のＣＣＤ（Charge Coupled Devices）カメラ、またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）カメラ等の撮像装置であり、前方道路の状況を画像として検出する。なお、カメラ６０による検知領域は車両の前後方向中心線に対して水平方向に±３０deg程度であり、カメラ６０は、この領域に含まれる前方道路風景を画像として取り込む。
ナビゲーションシステム７０は、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機、地図データベース、および表示モニタを有し、経路探索および経路案内等を行うシステムである。ナビゲーションシステム７０は、ＧＰＳ受信機によって取得した自車両の現在位置と地図データベースに格納された道路情報に基づいて、自車両が走行する道路の種別や道路幅員等の情報を取得することができる。
【００１２】
コントローラ８０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）等のＣＰＵ周辺部品とを含む電子制御ユニットであり、車両用運転状態検出装置１全体の制御を行う。
具体的には、コントローラ８０は、車速センサ３０ＦＲ，３０ＦＬ，３０ＲＲ，３０ＲＬからの信号を基に自車両の速度Ｖを算出する。
また、コントローラ８０は、前方カメラ１５からの画像信号に画像処理を施し、自車両前方領域に存在するレーンマーカ等を検出する。
【００１３】
さらに、コントローラ８０は、舵角センサ４０、カメラ６０、車速センサ３０ＦＲ，３０ＦＬ，３０ＲＲ，３０ＲＬ、ナビゲーションシステム７０等から取得した信号に基づいて、後述する運転状態検出処理を実行することにより、運転者の運転状態を分析する。
表示ユニット９０は、液晶ディスプレイあるいはＬＥＤ（Light Emitting Diode）ランプといった表示装置を有し、コントローラ８０からの指示信号に従って、運転者に対する各種情報の報知を行う。
スピーカ１００は、コントローラ８０からの指示信号に従って、ブザー音や音声により運転者に対する各種情報の報知を行う。
【００１４】
（運転状態検出処理）
次に、コントローラ８０が実行する運転状態検出処理について説明する。
図３は、運転状態検出処理を示すフローチャートである。
コントローラ８０は、イグニションオンと共に運転状態検出処理を開始し、以後、一定時間（例えば数秒〜数十秒）毎に割込み処理として繰り返し実行する。
図３において、運転状態検出処理を開始すると、コントローラ８０は、まず車両走行状態を取得する（ステップＳ１０）。このとき、コントローラ８０は、自車両の車速Ｖ、左右レーンマーカまでの距離Ｒ等を取得し、これらを基に、車両走行状態として、左右方向制御に関するパラメータを算出する。
【００１５】
具体的には、コントローラ８０は、車両走行状態として、例えば、以下のパラメータを算出して用いる。
・車線内の横位置データＬ
車線中央をゼロとし、車線幅Ｗとした場合、通常の走行時には、車線内の横位置データＬは、ほぼ±Ｗ/２の範囲で分布する。即ち、通常の走行時において、運転者は、車線の端部に到達しないよう、車線内（±Ｗ/２）の範囲に留まるようにハンドル操作を行っていると考えられる。
ステップＳ１０に続いて、コントローラ８０は、今回取得された車両走行状態をＲＯＭに保存する（ステップＳ２０）。コントローラ８０は、過去の設定時間（例えば５分間）における車両走行状態をＲＯＭに保存し、以降の処理で用いている。
【００１６】
次に、コントローラ８０は、ステップＳ２０において保存した車両走行状態を基に、車両走行状態の分布を算出する（ステップＳ３０）。
次いで、コントローラ８０は、ステップＳ３０で算出した車両走行状態の分布から、分布が歪んでいることを検出するための統計指標を算出する（ステップＳ４０）。
具体的には、コントローラ８０は、車両走行状態量を示すパラメータをＸｉとしたときに、下記のような統計指標を算出する。
・歪度（Skewness）
歪度は、分布の対称性の違いを表しており、分布特性において右の裾野が広い場合は正、左の裾野が広い場合は負の値となる。
歪度Ｓｋは、次式によって算出できる。
【００１７】
【数１】
【００１８】
・尖度（Ｋｕｒｔｏｓｉｓ）
尖度は、正規分布と比較した場合の分布の尖り度合いを表す。即ち、分布の中心が先にとがり裾野をもつ分布であれば尖度は大きい値となり、分布の中心がなだらかで全体として扁平な分布であれば尖度は小さい値となる。
尖度Ｋｕは、次式によって算出できる。
【００１９】
【数２】
【００２０】
ステップＳ４０に続き、コントローラ８０は、ステップＳ４０で算出した統計指標から、総合的に車両走行状態の分布の歪みを検出する（ステップＳ５０）。すなわち、コントローラ８０は、ステップＳ４０で算出した統計指標を組み合わせて、車両走行状態の分布が歪んでいる状態を検出する。
ここで、分布の歪みの形態は、車両走行状態として用いるパラメータの種類によって異なるものとなるが、例えば、車両走行状態の左右方向制御のパラメータとして、車線内横位置Ｌを用いた場合の分布は、図４のように例示できる。
【００２１】
図４は、車線内横位置Ｌを用いた場合の車両走行状態の分布を示す図である。
図４において、破線は分布が歪んでいない状態を示し、実線は分布が歪んだ状態を示している（以下の図において同様である。）。
即ち、図４において、破線は運転者が比較的高い注意力をもって運転を行っている状態の分布を示し、実線は運転者が漫然運転を行っている状態（注意力が低下した運転状態）の分布を示している。
漫然運転を行っている状態の分布には、図４（ａ）に示すように、左右いずれかに分布が偏る場合（パターン１）と、図４（ｂ）に示すように、左右の両端に分布が偏る場合（パターン２）の概して２つのパターンがある。
また、上記ステップＳ５０においては、図４に例示するような分布の歪みを検出するために、歪度と尖度との組み合わせを用いる。
【００２２】
図５は、歪度と尖度とを組み合わせて分布の歪みを検出する場合の検出基準を示すマップである。
図５に示すように、歪度を横軸、尖度を縦軸としたマップにおいて、コントローラ８０は、ステップＳ４０で算出した歪度と尖度とが、いずれの領域に属するかを基に、分布が歪んでいる状態を検出する。具体的には、コントローラ８０は、歪度と尖度の合計が設定した閾値よりも大きい場合に分布が歪んでいると判定する。なお、車両走行状態の分布をとったとき、歪度は概して−１から３の範囲に分布し、尖度は概して−５から＋５の範囲に分布する。また、正規分布の場合、尖度の値は＋３となる。
【００２３】
上記ステップＳ５０に続き、コントローラ８０は、運転者の運転状態が漫然運転の状態であるか否かを判定する（ステップＳ６０）。具体的には、コントローラ８０は、ステップＳ５０において、分布の歪みを検出している場合に、運転者が漫然運転の状態であるものと判定する。
ここで、車両走行状態の分布の歪みは、運転者が適正であると感じる範囲から逸脱しそうになった場合に、積極的な回避行動を取ることによって生じるものである。
【００２４】
そのため、車両走行状態の分布の歪みを検出することは、即ち、運転者が通常の運転状態（適正であると感じる運転状態）とは異なる運転状態であることを検出することに相当する。さらに、車両走行状態として、車両の左右方向制御に関するパラメータの分布の歪みを検出することは、運転者の車線内における走行位置がふらついている状態を検出することから、漫然運転を行っている状態を検出することとなる。
【００２５】
そして、コントローラ８０は、ステップＳ６０において、運転者が漫然運転を行っている状態を検出したと判定した場合、スピーカ１００から音を発することにより、運転者が漫然運転を行っていることを報知する（ステップＳ７０）。
さらに、コントローラ８０は、表示ユニット９０によって漫然運転を行っていることを報知する表示を行う（ステップＳ８０）。
一方、ステップＳ６０において、運転者が漫然運転を行っている状態を検出していないと判定した場合、コントローラ８０は、運転状態検出処理を終了する。
【００２６】
（動作）
次に、動作を説明する。
自動車１Ａは、イグニションオンと共に、コントローラ８０によって図３に示す運転状態検出処理を繰り返し実行し、車両走行状態の分布およびそのときの分布についての統計指標を算出している（図３のステップＳ１０〜Ｓ４０）。
自動車１Ａの運転者は、通常、車両走行状態がある適正な範囲内に留まるように、車両の制御操作を行っている。
このとき、図４（ａ），（ｂ）における破線で示したように、車線内横位置Ｌの分布は、車線中央を示すゼロを中心として、制御誤差による多少のばらつきを含む分布となり、この範囲内において正規分布に近い分布となる。
【００２７】
このような場合、自動車１Ａは、運転状態検出処理のステップＳ５０において、車両走行状態の分布が歪んでいないと判定し、運転者に漫然さがない適正な運転時のデータとして、取得した車線内横位置ＬをＲＯＭに記憶していく。
一方、運転者が漫然運転を行っている状況では、図４（ａ），（ｂ）における実線で示す車両走行状態（車線内横位置Ｌ）の分布となる。
自動車１Ａは、運転状態検出処理において、車両走行状態の分布における図４（ａ），（ｂ）の実線で示すような歪みを検出し（ステップＳ５０）、歪みが検出された場合には、運転者が漫然運転を行っている状態と推定できるため、運転者に対して表示あるいは音により、漫然運転を行っていることを報知する。
【００２８】
以上のように、本実施形態に係る自動車１Ａは、車両用運転状態検出装置１を備え、車両走行状態（車線内横位置Ｌ）の分布を取得する。そして、取得した分布について複数の統計指標を算出し、これらの組み合わせを基に、車両走行状態の分布に歪みがあるか否かを判定する。
自動車１Ａは、車両走行状態（車線内横位置Ｌ）の分布において歪みを検出した場合、運転者が漫然運転を行っていると判定し、音および表示によって、運転者が漫然運転を行っていることに対する報知を行う。
したがって、運転者の運転状態をより適切に検出することができる。
また、これにより、運転者に対する報知をより適切に行うことができる。
【００２９】
なお、本実施形態において、車速センサ３０ＦＲ，３０ＦＬ，３０ＲＲ，３０ＲＬ、レーザレーダ５０、カメラ６０およびコントローラ８０が車両走行状態検出手段に対応し、運転状態検出処理を実行するコントローラ８０が運転状態検出手段に対応する。また、運転状態検出処理のステップＳ４０を実行するコントローラ８０が統計指標算出手段に対応し、運転状態検出処理のステップＳ５０を実行するコントローラ８０が歪み検出手段に対応する。また、運転状態検出処理のステップＳ６０を実行するコントローラ８０が運転状態判定手段に対応する。また、運転状態検出処理のステップＳ７０，８０を実行するコントローラ８０が報知手段に対応する。
【００３０】
（第１実施形態の効果）
（１）車両走行状態検出手段が車両走行状態を検出し、運転状態検出手段が、車両走行状態の分布の歪みを基に、運転者が漫然運転の状態であるか否かを検出する。
したがって、車両走行状態の分布の歪みから運転者の漫然運転状態を検出するため、運転者の運転状態をより適切に検出することができる。
【００３１】
（２）統計指標算出手段が、車両走行状態の分布を基に、分布の統計指標を算出し、歪み検出手段が、算出した統計指標に基づいて、車両走行状態の分布に歪みがあるか否かを検出する。また、運転状態判定手段が、歪み検出手段による車両走行状態の分布における歪みの検出結果に基づいて、運転者が漫然運転の状態であるか否かを判定する。
したがって、統計指標によって、分布に歪みがあるか否かを容易に検出できる。また、歪みを検出したときの車両走行状態に基づいて漫然運転の状態であるか否かを判定できるため、より正確に運転者の漫然運転を検出することができる。
【００３２】
（３）統計指標算出手段が、車両走行状態の分布を基に、複数の統計指標を算出し、歪み検出手段が、複数の統計指標について設定した判定基準を基に、車両走行状態の分布に歪みがあるか否かを検出する。
したがって、複数の統計指標によって多面的な判定基準で分布の歪みを検出できるため、より正確に運転者の漫然運転を検出することができる。
（４）車両走行状態として、車両の操舵制御操作に関するパラメータを取得するため、漫然運転の場合に表れる車両のふらつきを基に、運転者の漫然運転を検出することができる。
【００３３】
（５）車両走行状態として、走行車線内の横方向位置を取得するため、漫然運転の場合に表れる車両のふらつきを基に、運転者の漫然運転を検出することができる。
（６）車両走行状態として、走行車線端部への到達予測時間である車線到達予測時間または該車線到達予測時間の逆数の少なくともいずれかを取得するため、漫然運転の場合に表れる車両のふらつきを基に、運転者の漫然運転を検出することができる。
（７）複数の統計指標として、車両走行状態の分布に関する歪度と尖度とを算出するため、分布の歪みを適切に検出することができる。
（８）複数の統計指標として、車両走行状態の分布に関する平均値と最頻値とを算出するため、分布の歪みを適切に検出することができる。
（９）複数の統計指標として、車両走行状態の分布に関する平均値と中央値とを算出するため、分布の歪みを適切に検出することができる。
【００３４】
（１０）複数の統計指標として、車両走行状態の分布に関する歪度と標準偏差とを算出するため、分布の歪みを適切に検出することができる。
（１１）車両走行状態を検出する車両走行状態検出ステップと、車両走行状態検出ステップにおいて検出した車両走行状態の分布に歪みがあるか否かを基に、運転者が漫然運転の状態であるか否かを検出する運転状態検出ステップとを含む車両用運転状態検出方法である。
したがって、車両走行状態の分布の歪みから運転者の漫然運転状態を検出するため、運転者の運転状態をより適切に検出することができる。
【００３５】
（１２）車両走行状態を検出する車両走行状態検出手段と、車両走行状態検出手段によって検出した車両走行状態の分布に歪みがあるか否かを基に、運転者が漫然運転の状態であるか否かを検出する運転状態検出手段と、運転状態判定手段の検出結果に基づいて、運転者に対して運転状態の報知を行なう報知手段とを備える自動車である。
したがって、車両走行状態の分布の歪みから運転者の漫然運転状態を検出するため、運転者の運転状態をより適切に検出することができる。また、運転者が漫然運転を行っている場合に、適切な注意を促すことができる。
【００３６】
（応用例１）
第１実施形態においては、車両走行状態として、車両左右方向の制御に関するパラメータである車線内横位置データＬを用いることとして説明した。
これに対し、車両左右方向の制御に関するパラメータとして、以下のパラメータを用いることができる。
・車線到達予測時間ＴＬＣ
車線到達予測時間ＴＬＣは、現在の車速Ｖと走行方向において、車線端部への到達が予測されるまでの残り時間を示すパラメータである。
【００３７】
図６は、車線到達予測時間ＴＬＣの概念を示す模式図である。
図６に示す距離Ｒと車速Ｖとを用いて、車線到達予測時間ＴＬＣは、以下の式で求めることができる。
ＴＬＣ＝Ｒ/Ｖ （３）
車線到達予測時間ＴＬＣについては、検出された左右レーンマーカまでの距離の時間変化を求めることにより、その時間変化から左右レーンマーカまでの距離がゼロになると予測される予測時間を求めることで算出することも可能である。
車線到達予測時間ＴＬＣは、車線端部に到達しそうな場合における左右レーンマーカとの接近度合を示すと考えられ、車線端部に到達しそうな場合、車線到達予測時間ＴＬＣが小さくなりすぎないように運転者が修正操舵を行っていると考えられる。
【００３８】
・車線到達予測時間の逆数１/ＴＬＣ
上記車線到達予測時間ＴＬＣは、直線道路で道路中心を直進している時には、値を定義することができず、車線到達予測時間ＴＬＣの分布の形状を求めることが困難となる。また、左右いずれの方向への変位も同じものとして扱うため、変位の傾向が左右で異なる場合に、その差を検出することが困難となる。そこで、車線到達予測時間ＴＬＣの逆数を取り、左右方向の一方をプラス、他方をマイナスで定義することにより、より正確に統計的な処理を行うことが可能となる。
【００３９】
また、車両走行状態を示すパラメータとして、これらを用いた場合、分布の歪みの形態は、以下のように例示できる。
即ち、車両走行状態の左右方向制御のパラメータとして、車線到達予測時間ＴＬＣを用いた場合の分布は、図７のように例示できる。
図７は、車線到達予測時間ＴＬＣを用いた場合の車両走行状態の分布を示す図である。
さらに、車両走行状態の左右方向制御のパラメータとして、車線到達予測時間の逆数１/ＴＬＣを用いた場合の分布は、図８のように例示できる。
【００４０】
図８は、車線到達予測時間の逆数１/ＴＬＣを用いた場合の車両走行状態の分布を示す図である。
図８において、破線は運転者が比較的高い注意力をもって運転を行っている状態の分布を示し、実線は運転者が漫然運転を行っている状態の分布を示している。
漫然運転を行っている状態の分布には、図８（ａ）に示すように、左右いずれかに分布が偏る場合（パターン１）と、図８（ｂ）に示すように、左右の両端に分布が偏る場合（パターン２）の概して２つのパターンがある。
これらのパラメータを車両走行状態を示すパラメータとして用いた場合にも、第１実施形態と同様に、分布の歪みを検出することができる。
【００４１】
（応用例２）
第１実施形態において、車両走行状態の分布の歪みを検出するための統計指標として、歪度と尖度を算出し、これらを組み合わせて用いる場合を例に挙げて説明したが、以下に示す他の統計指標を用いることができる。
・平均値（Ｍｅａｎ）
平均値は、分布の中心的な位置を表しており、全てのデータを常に１つの値で予測するときに、その予測が外れている度合いの２乗和を最小にする定数である。
平均値Ｘは、次式によって算出できる。
【００４２】
【数３】
【００４３】
・標準偏差
標準偏差は、平均値によってすべてのデータの値を予測するときの予測の外れ度を示す。
標準偏差ｓは、次式によって算出できる。
【００４４】
【数４】
【００４５】
・中央値（Ｍｅｄｉａｎ）
中央値は、データを大きさ順に並べた時に、データが分布する大きさの範囲の中央に当たる値を示すものである。
・最頻値（Ｍｏｄｅ）
最頻値は、区分毎に分けてデータの度数を計数したときに、最も高い度数を示す区分の値である。
車両走行状態の分布の歪みを検出する場合、これらの統計指標を組み合わせて用いることができる。組み合わせの態様としては、第１実施形態で示した歪度と尖度のパターンの他、以下のパターンを例示できる。
【００４６】
（１）平均値と最頻値との組み合わせ
図９は、平均値と最頻値とを組み合わせて分布の歪みを検出する場合の検出基準を示すマップである。
図９に示すように、平均値を横軸、最頻値を縦軸としたマップにおいて、コントローラ８０は、ステップＳ４０で算出した平均値と最頻値とが、いずれの領域に属するかを基に、分布が歪んでいる状態を検出する。具体的には、コントローラ８０は、平均値と最頻値との差が設定した閾値よりも大きい場合に分布が歪んでいると判定する。
【００４７】
（２）平均値と中央値との組み合わせ
図１０は、平均値と中央値とを組み合わせて分布の歪みを検出する場合の検出基準を示すマップである。
図１０に示すように、平均値を横軸、中央値を縦軸としたマップにおいて、コントローラ８０は、ステップＳ４０で算出した平均値と中央値とが、いずれの領域に属するかを基に、分布が歪んでいる状態を検出する。具体的には、コントローラ８０は、平均値と中央値との差が設定した閾値よりも大きい場合に分布が歪んでいると判定する。
【００４８】
（３）歪度と標準偏差との組み合わせ
標準偏差は、尖度に代用可能な特性を有すると考えられ、第１実施形態において、尖度に代えて標準偏差を用いることができる。
また、標準偏差は、分布の一様性を示す指標と捉えることができるため、標準偏差が設定した閾値より大きい場合には、その車両走行状態の分布は、歪みを検出することが適切でないものと判定できる。
【００４９】
（応用例３）
上述のように、標準偏差は、分布の一様性を示す指標として用いることができ、車両走行状態の分布が歪みの検出に適するものかどうかを判定することができる。
そこで、運転状態検出処理のステップＳ４０において、統計指標として標準偏差を用いない場合であっても、コントローラ８０によって標準偏差を算出し、車両走行状態の分布が歪みの検出に適するものかどうかを判定することができる。
コントローラ８０は、算出した標準偏差が閾値より大きいと判定した場合には、その処理ルーチンに限り、車両走行状態の分布について歪みを検出する処理をスキップする。
【００５０】
車両走行状態の計測期間によっては、一般道路と高速道路のように道路特性が異なる２つの道路における検出値を含むことがある。この場合に、２つの道路における車両走行状態の正規分布が重なり、分布が歪んだ状態と類似する分布形態となる可能性がある。
上述のように、標準偏差を用いて、閾値との判定を行うことにより、このような分布形態を分布の歪みと判定する事態を軽減することが可能となる。
【００５１】
（応用例４）
第１実施形態において、車両走行状態の分布を示す統計指標として、歪度と尖度の２つの指標を用いる場合を例に挙げて説明したが、３つ以上の統計指標を組み合わせて歪みの検出を行うことができる。
例えば、歪度と歪度に加え、平均値を加味した判定基準を設定し、その判定基準に基づいて、車両走行状態の分布が歪んでいるか否かを判定することができる。
この場合、統計指標を２つ組み合わせて分布の歪みを検出する場合に比べ、多面的な条件を考慮することができるため、運転者の運転状態をより適切に検出することが可能となる。
【符号の説明】
【００５２】
１Ａ 自動車、１ 車両用運転状態検出装置、１０ アクセルセンサ、２０ ブレーキセンサ、３０ＦＲ，３０ＦＬ，３０ＲＲ，３０ＲＬ 車速センサ、４０ 舵角センサ、５０ レーザレーダ、６０ カメラ、７０ ナビゲーションシステム、８０ コントローラ、９０ 表示ユニット、１００ スピーカ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転者の運転状態を検出する車両用運転状態検出装置、車両用運転状態検出方法および自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、運転者の運転状態を検出する装置として、特許文献１に記載された運転支援装置が知られている。
特許文献１に記載された運転支援装置においては、運転者が行った運転操作に関する情報を検出し、検出された情報の分布を運転者の挙動情報として算出している。そして、走行状況毎に設定された判定基準となる分布と、運転者の挙動情報とを比較することにより、運転者の運転状態を検出し、必要に応じて運転者に注意を促している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３４３９０４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に記載された技術においては、走行状況毎に判定基準を設定している。そのため、現在の走行状況に類似する走行状況の判定基準を選択して判定を行ったとしても、判定基準を設定する際に想定した走行状況と、実際の走行状況とが必ずしも一致しない場合がある。
そのため、従来の技術においては、運転者の運転状態を適切に検出できないことがあった。このような場合、運転者に対して無用に注意を促すこととなる。また、特に、漫然運転を行っている運転者に対して適切な注意を促すことが困難である。
本発明の課題は、運転者の運転状態をより適切に検出することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するため、本発明に係る車両用運転状態検出装置は、
車両走行状態検出手段が車両走行状態を検出し、運転状態検出手段が、車両走行状態の分布の歪みを基に、運転者が漫然運転の状態であるか否かを検出する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、車両走行状態の分布の歪みから運転者の漫然運転状態を検出するため、運転者の運転状態をより適切に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態に係る車両用運転状態検出装置１を備えた自動車１Ａの概略構成図である。
【図２】自動車１Ａの制御系統を示すシステム構成図である。
【図３】運転状態検出処理を示すフローチャートである。
【図４】車線内横位置Ｌを用いた場合の車両走行状態の分布を示す図である。
【図５】歪度と尖度とを組み合わせて分布の歪みを検出する場合の検出基準を示すマップである。
【図６】車線到達予測時間ＴＬＣの概念を示す模式図である。
【図７】車線到達予測時間ＴＬＣを用いた場合の車両走行状態の分布を示す図である。
【図８】車線到達予測時間の逆数１/ＴＬＣを用いた場合の車両走行状態の分布を示す図である。
【図９】平均値と最頻値とを組み合わせて分布の歪みを検出する場合の検出基準を示すマップである。
【図１０】平均値と中央値とを組み合わせて分布の歪みを検出する場合の検出基準を示すマップである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図を参照して本発明を適用した自動車の実施の形態を説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る車両用運転状態検出装置１を備えた自動車１Ａの概略構成図である。
また、図２は、自動車１Ａの制御系統を示すシステム構成図である。
図１および図２において、自動車１Ａは、アクセルセンサ１０と、ブレーキセンサ２０と、車速センサ３０ＦＲ，３０ＦＬ，３０ＲＲ，３０ＲＬと、舵角センサ４０と、レーザレーダ５０と、カメラ６０と、ナビゲーションシステム７０とを含んでいる。また、自動車１Ａは、コントローラ８０と、表示ユニット９０と、スピーカ１００とを含んでいる。
なお、これらのうち、車速センサ３０ＦＲ，３０ＦＬ，３０ＲＲ，３０ＲＬと、舵角センサ４０と、レーザレーダ５０と、カメラ６０と、コントローラ８０と、表示ユニット９０と、スピーカ１００とは、車両用運転状態検出装置１を構成している。
【０００９】
アクセルセンサ１０は、アクセルペダルのストローク量を検出し、検出したストローク量を示す信号をコントローラ８０に出力する。
ブレーキペダルセンサ２０は、ブレーキペダルのストローク量を検出し、検出したストローク量を示す信号をコントローラ８０に出力する。
車速センサ３０ＦＲ，３０ＦＬ，３０ＲＲ，３０ＲＬは、自動車１Ａの右前輪、左前輪、右後輪および左後輪にそれぞれ設置された車速パルスセンサであり、各車輪の回転速度を示す信号をコントローラ８０に出力する。
舵角センサ４０は、運転者がステアリングホイールに対して行った操舵操作の舵角を検出し、検出した舵角を示す信号をコントローラ８０に出力する。
【００１０】
レーザレーダ５０は、車両の前方グリルやバンパ等に設置してあり、水平方向に赤外光パルスを照射して自車両の前方領域を走査する。レーザレーダ１０は、前方にある複数の反射物（通常、先行車の後端）で反射した赤外光パルスの反射波を計測し、反射波の到達時間より、複数の障害物までの車間距離Ｄおよび相対速度Ｖｒを検出する。そして、レーザレーダ５０は、検出した車間距離Ｄおよび相対速度Ｖｒを示す信号をコントローラ４０に出力する。レーザレーダ１０がスキャンする前方の領域は、自車正面に対して例えば±６deg程度であり、レーザレーダ１０は、この範囲内に存在する前方物体を検出する。
【００１１】
カメラ６０は、フロントウィンドウ上部に取り付けた小型のＣＣＤ（Charge Coupled Devices）カメラ、またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）カメラ等の撮像装置であり、前方道路の状況を画像として検出する。なお、カメラ６０による検知領域は車両の前後方向中心線に対して水平方向に±３０deg程度であり、カメラ６０は、この領域に含まれる前方道路風景を画像として取り込む。
ナビゲーションシステム７０は、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機、地図データベース、および表示モニタを有し、経路探索および経路案内等を行うシステムである。ナビゲーションシステム７０は、ＧＰＳ受信機によって取得した自車両の現在位置と地図データベースに格納された道路情報に基づいて、自車両が走行する道路の種別や道路幅員等の情報を取得することができる。
【００１２】
コントローラ８０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）等のＣＰＵ周辺部品とを含む電子制御ユニットであり、車両用運転状態検出装置１全体の制御を行う。
具体的には、コントローラ８０は、車速センサ３０ＦＲ，３０ＦＬ，３０ＲＲ，３０ＲＬからの信号を基に自車両の速度Ｖを算出する。
また、コントローラ８０は、前方カメラ１５からの画像信号に画像処理を施し、自車両前方領域に存在するレーンマーカ等を検出する。
【００１３】
さらに、コントローラ８０は、舵角センサ４０、カメラ６０、車速センサ３０ＦＲ，３０ＦＬ，３０ＲＲ，３０ＲＬ、ナビゲーションシステム７０等から取得した信号に基づいて、後述する運転状態検出処理を実行することにより、運転者の運転状態を分析する。
表示ユニット９０は、液晶ディスプレイあるいはＬＥＤ（Light Emitting Diode）ランプといった表示装置を有し、コントローラ８０からの指示信号に従って、運転者に対する各種情報の報知を行う。
スピーカ１００は、コントローラ８０からの指示信号に従って、ブザー音や音声により運転者に対する各種情報の報知を行う。
【００１４】
（運転状態検出処理）
次に、コントローラ８０が実行する運転状態検出処理について説明する。
図３は、運転状態検出処理を示すフローチャートである。
コントローラ８０は、イグニションオンと共に運転状態検出処理を開始し、以後、一定時間（例えば数秒〜数十秒）毎に割込み処理として繰り返し実行する。
図３において、運転状態検出処理を開始すると、コントローラ８０は、まず車両走行状態を取得する（ステップＳ１０）。このとき、コントローラ８０は、自車両の車速Ｖ、左右レーンマーカまでの距離Ｒ等を取得し、これらを基に、車両走行状態として、左右方向制御に関するパラメータを算出する。
【００１５】
具体的には、コントローラ８０は、車両走行状態として、例えば、以下のパラメータを算出して用いる。
・車線内の横位置データＬ
車線中央をゼロとし、車線幅Ｗとした場合、通常の走行時には、車線内の横位置データＬは、ほぼ±Ｗ/２の範囲で分布する。即ち、通常の走行時において、運転者は、車線の端部に到達しないよう、車線内（±Ｗ/２）の範囲に留まるようにハンドル操作を行っていると考えられる。
ステップＳ１０に続いて、コントローラ８０は、今回取得された車両走行状態をＲＯＭに保存する（ステップＳ２０）。コントローラ８０は、過去の設定時間（例えば５分間）における車両走行状態をＲＯＭに保存し、以降の処理で用いている。
【００１６】
次に、コントローラ８０は、ステップＳ２０において保存した車両走行状態を基に、車両走行状態の分布を算出する（ステップＳ３０）。
次いで、コントローラ８０は、ステップＳ３０で算出した車両走行状態の分布から、分布が歪んでいることを検出するための統計指標を算出する（ステップＳ４０）。
具体的には、コントローラ８０は、車両走行状態量を示すパラメータをＸｉとしたときに、下記のような統計指標を算出する。
・歪度（Skewness）
歪度は、分布の対称性の違いを表しており、分布特性において右の裾野が広い場合は正、左の裾野が広い場合は負の値となる。
歪度Ｓｋは、次式によって算出できる。
【００１７】
【数１】
【００１８】
・尖度（Ｋｕｒｔｏｓｉｓ）
尖度は、正規分布と比較した場合の分布の尖り度合いを表す。即ち、分布の中心が先にとがり裾野をもつ分布であれば尖度は大きい値となり、分布の中心がなだらかで全体として扁平な分布であれば尖度は小さい値となる。
尖度Ｋｕは、次式によって算出できる。
【００１９】
【数２】
【００２０】
ステップＳ４０に続き、コントローラ８０は、ステップＳ４０で算出した統計指標から、総合的に車両走行状態の分布の歪みを検出する（ステップＳ５０）。すなわち、コントローラ８０は、ステップＳ４０で算出した統計指標を組み合わせて、車両走行状態の分布が歪んでいる状態を検出する。
ここで、分布の歪みの形態は、車両走行状態として用いるパラメータの種類によって異なるものとなるが、例えば、車両走行状態の左右方向制御のパラメータとして、車線内横位置Ｌを用いた場合の分布は、図４のように例示できる。
【００２１】
図４は、車線内横位置Ｌを用いた場合の車両走行状態の分布を示す図である。
図４において、破線は分布が歪んでいない状態を示し、実線は分布が歪んだ状態を示している（以下の図において同様である。）。
即ち、図４において、破線は運転者が比較的高い注意力をもって運転を行っている状態の分布を示し、実線は運転者が漫然運転を行っている状態（注意力が低下した運転状態）の分布を示している。
漫然運転を行っている状態の分布には、図４（ａ）に示すように、左右いずれかに分布が偏る場合（パターン１）と、図４（ｂ）に示すように、左右の両端に分布が偏る場合（パターン２）の概して２つのパターンがある。
また、上記ステップＳ５０においては、図４に例示するような分布の歪みを検出するために、歪度と尖度との組み合わせを用いる。
【００２２】
図５は、歪度と尖度とを組み合わせて分布の歪みを検出する場合の検出基準を示すマップである。
図５に示すように、歪度を横軸、尖度を縦軸としたマップにおいて、コントローラ８０は、ステップＳ４０で算出した歪度と尖度とが、いずれの領域に属するかを基に、分布が歪んでいる状態を検出する。具体的には、コントローラ８０は、歪度と尖度の合計が設定した閾値よりも大きい場合に分布が歪んでいると判定する。なお、車両走行状態の分布をとったとき、歪度は概して−１から３の範囲に分布し、尖度は概して−５から＋５の範囲に分布する。また、正規分布の場合、尖度の値は＋３となる。
【００２３】
上記ステップＳ５０に続き、コントローラ８０は、運転者の運転状態が漫然運転の状態であるか否かを判定する（ステップＳ６０）。具体的には、コントローラ８０は、ステップＳ５０において、分布の歪みを検出している場合に、運転者が漫然運転の状態であるものと判定する。
ここで、車両走行状態の分布の歪みは、運転者が適正であると感じる範囲から逸脱しそうになった場合に、積極的な回避行動を取ることによって生じるものである。
【００２４】
そのため、車両走行状態の分布の歪みを検出することは、即ち、運転者が通常の運転状態（適正であると感じる運転状態）とは異なる運転状態であることを検出することに相当する。さらに、車両走行状態として、車両の左右方向制御に関するパラメータの分布の歪みを検出することは、運転者の車線内における走行位置がふらついている状態を検出することから、漫然運転を行っている状態を検出することとなる。
【００２５】
そして、コントローラ８０は、ステップＳ６０において、運転者が漫然運転を行っている状態を検出したと判定した場合、スピーカ１００から音を発することにより、運転者が漫然運転を行っていることを報知する（ステップＳ７０）。
さらに、コントローラ８０は、表示ユニット９０によって漫然運転を行っていることを報知する表示を行う（ステップＳ８０）。
一方、ステップＳ６０において、運転者が漫然運転を行っている状態を検出していないと判定した場合、コントローラ８０は、運転状態検出処理を終了する。
【００２６】
（動作）
次に、動作を説明する。
自動車１Ａは、イグニションオンと共に、コントローラ８０によって図３に示す運転状態検出処理を繰り返し実行し、車両走行状態の分布およびそのときの分布についての統計指標を算出している（図３のステップＳ１０〜Ｓ４０）。
自動車１Ａの運転者は、通常、車両走行状態がある適正な範囲内に留まるように、車両の制御操作を行っている。
このとき、図４（ａ），（ｂ）における破線で示したように、車線内横位置Ｌの分布は、車線中央を示すゼロを中心として、制御誤差による多少のばらつきを含む分布となり、この範囲内において正規分布に近い分布となる。
【００２７】
このような場合、自動車１Ａは、運転状態検出処理のステップＳ５０において、車両走行状態の分布が歪んでいないと判定し、運転者に漫然さがない適正な運転時のデータとして、取得した車線内横位置ＬをＲＯＭに記憶していく。
一方、運転者が漫然運転を行っている状況では、図４（ａ），（ｂ）における実線で示す車両走行状態（車線内横位置Ｌ）の分布となる。
自動車１Ａは、運転状態検出処理において、車両走行状態の分布における図４（ａ），（ｂ）の実線で示すような歪みを検出し（ステップＳ５０）、歪みが検出された場合には、運転者が漫然運転を行っている状態と推定できるため、運転者に対して表示あるいは音により、漫然運転を行っていることを報知する。
【００２８】
以上のように、本実施形態に係る自動車１Ａは、車両用運転状態検出装置１を備え、車両走行状態（車線内横位置Ｌ）の分布を取得する。そして、取得した分布について複数の統計指標を算出し、これらの組み合わせを基に、車両走行状態の分布に歪みがあるか否かを判定する。
自動車１Ａは、車両走行状態（車線内横位置Ｌ）の分布において歪みを検出した場合、運転者が漫然運転を行っていると判定し、音および表示によって、運転者が漫然運転を行っていることに対する報知を行う。
したがって、運転者の運転状態をより適切に検出することができる。
また、これにより、運転者に対する報知をより適切に行うことができる。
【００２９】
なお、本実施形態において、車速センサ３０ＦＲ，３０ＦＬ，３０ＲＲ，３０ＲＬ、レーザレーダ５０、カメラ６０およびコントローラ８０が車両走行状態検出手段に対応し、運転状態検出処理を実行するコントローラ８０が運転状態検出手段に対応する。また、運転状態検出処理のステップＳ４０を実行するコントローラ８０が統計指標算出手段に対応し、運転状態検出処理のステップＳ５０を実行するコントローラ８０が歪み検出手段に対応する。また、運転状態検出処理のステップＳ６０を実行するコントローラ８０が運転状態判定手段に対応する。また、運転状態検出処理のステップＳ７０，８０を実行するコントローラ８０が報知手段に対応する。
【００３０】
（第１実施形態の効果）
（１）車両走行状態検出手段が車両走行状態を検出し、運転状態検出手段が、車両走行状態の分布の歪みを基に、運転者が漫然運転の状態であるか否かを検出する。
したがって、車両走行状態の分布の歪みから運転者の漫然運転状態を検出するため、運転者の運転状態をより適切に検出することができる。
【００３１】
（２）統計指標算出手段が、車両走行状態の分布を基に、分布の統計指標を算出し、歪み検出手段が、算出した統計指標に基づいて、車両走行状態の分布に歪みがあるか否かを検出する。また、運転状態判定手段が、歪み検出手段による車両走行状態の分布における歪みの検出結果に基づいて、運転者が漫然運転の状態であるか否かを判定する。
したがって、統計指標によって、分布に歪みがあるか否かを容易に検出できる。また、歪みを検出したときの車両走行状態に基づいて漫然運転の状態であるか否かを判定できるため、より正確に運転者の漫然運転を検出することができる。
【００３２】
（３）統計指標算出手段が、車両走行状態の分布を基に、複数の統計指標を算出し、歪み検出手段が、複数の統計指標について設定した判定基準を基に、車両走行状態の分布に歪みがあるか否かを検出する。
したがって、複数の統計指標によって多面的な判定基準で分布の歪みを検出できるため、より正確に運転者の漫然運転を検出することができる。
（４）車両走行状態として、車両の操舵制御操作に関するパラメータを取得するため、漫然運転の場合に表れる車両のふらつきを基に、運転者の漫然運転を検出することができる。
【００３３】
（５）車両走行状態として、走行車線内の横方向位置を取得するため、漫然運転の場合に表れる車両のふらつきを基に、運転者の漫然運転を検出することができる。
（６）車両走行状態として、走行車線端部への到達予測時間である車線到達予測時間または該車線到達予測時間の逆数の少なくともいずれかを取得するため、漫然運転の場合に表れる車両のふらつきを基に、運転者の漫然運転を検出することができる。
（７）複数の統計指標として、車両走行状態の分布に関する歪度と尖度とを算出するため、分布の歪みを適切に検出することができる。
（８）複数の統計指標として、車両走行状態の分布に関する平均値と最頻値とを算出するため、分布の歪みを適切に検出することができる。
（９）複数の統計指標として、車両走行状態の分布に関する平均値と中央値とを算出するため、分布の歪みを適切に検出することができる。
【００３４】
（１０）複数の統計指標として、車両走行状態の分布に関する歪度と標準偏差とを算出するため、分布の歪みを適切に検出することができる。
（１１）車両走行状態を検出する車両走行状態検出ステップと、車両走行状態検出ステップにおいて検出した車両走行状態の分布に歪みがあるか否かを基に、運転者が漫然運転の状態であるか否かを検出する運転状態検出ステップとを含む車両用運転状態検出方法である。
したがって、車両走行状態の分布の歪みから運転者の漫然運転状態を検出するため、運転者の運転状態をより適切に検出することができる。
【００３５】
（１２）車両走行状態を検出する車両走行状態検出手段と、車両走行状態検出手段によって検出した車両走行状態の分布に歪みがあるか否かを基に、運転者が漫然運転の状態であるか否かを検出する運転状態検出手段と、運転状態判定手段の検出結果に基づいて、運転者に対して運転状態の報知を行なう報知手段とを備える自動車である。
したがって、車両走行状態の分布の歪みから運転者の漫然運転状態を検出するため、運転者の運転状態をより適切に検出することができる。また、運転者が漫然運転を行っている場合に、適切な注意を促すことができる。
【００３６】
（応用例１）
第１実施形態においては、車両走行状態として、車両左右方向の制御に関するパラメータである車線内横位置データＬを用いることとして説明した。
これに対し、車両左右方向の制御に関するパラメータとして、以下のパラメータを用いることができる。
・車線到達予測時間ＴＬＣ
車線到達予測時間ＴＬＣは、現在の車速Ｖと走行方向において、車線端部への到達が予測されるまでの残り時間を示すパラメータである。
【００３７】
図６は、車線到達予測時間ＴＬＣの概念を示す模式図である。
図６に示す距離Ｒと車速Ｖとを用いて、車線到達予測時間ＴＬＣは、以下の式で求めることができる。
ＴＬＣ＝Ｒ/Ｖ （３）
車線到達予測時間ＴＬＣについては、検出された左右レーンマーカまでの距離の時間変化を求めることにより、その時間変化から左右レーンマーカまでの距離がゼロになると予測される予測時間を求めることで算出することも可能である。
車線到達予測時間ＴＬＣは、車線端部に到達しそうな場合における左右レーンマーカとの接近度合を示すと考えられ、車線端部に到達しそうな場合、車線到達予測時間ＴＬＣが小さくなりすぎないように運転者が修正操舵を行っていると考えられる。
【００３８】
・車線到達予測時間の逆数１/ＴＬＣ
上記車線到達予測時間ＴＬＣは、直線道路で道路中心を直進している時には、値を定義することができず、車線到達予測時間ＴＬＣの分布の形状を求めることが困難となる。また、左右いずれの方向への変位も同じものとして扱うため、変位の傾向が左右で異なる場合に、その差を検出することが困難となる。そこで、車線到達予測時間ＴＬＣの逆数を取り、左右方向の一方をプラス、他方をマイナスで定義することにより、より正確に統計的な処理を行うことが可能となる。
【００３９】
また、車両走行状態を示すパラメータとして、これらを用いた場合、分布の歪みの形態は、以下のように例示できる。
即ち、車両走行状態の左右方向制御のパラメータとして、車線到達予測時間ＴＬＣを用いた場合の分布は、図７のように例示できる。
図７は、車線到達予測時間ＴＬＣを用いた場合の車両走行状態の分布を示す図である。
さらに、車両走行状態の左右方向制御のパラメータとして、車線到達予測時間の逆数１/ＴＬＣを用いた場合の分布は、図８のように例示できる。
【００４０】
図８は、車線到達予測時間の逆数１/ＴＬＣを用いた場合の車両走行状態の分布を示す図である。
図８において、破線は運転者が比較的高い注意力をもって運転を行っている状態の分布を示し、実線は運転者が漫然運転を行っている状態の分布を示している。
漫然運転を行っている状態の分布には、図８（ａ）に示すように、左右いずれかに分布が偏る場合（パターン１）と、図８（ｂ）に示すように、左右の両端に分布が偏る場合（パターン２）の概して２つのパターンがある。
これらのパラメータを車両走行状態を示すパラメータとして用いた場合にも、第１実施形態と同様に、分布の歪みを検出することができる。
【００４１】
（応用例２）
第１実施形態において、車両走行状態の分布の歪みを検出するための統計指標として、歪度と尖度を算出し、これらを組み合わせて用いる場合を例に挙げて説明したが、以下に示す他の統計指標を用いることができる。
・平均値（Ｍｅａｎ）
平均値は、分布の中心的な位置を表しており、全てのデータを常に１つの値で予測するときに、その予測が外れている度合いの２乗和を最小にする定数である。
平均値Ｘは、次式によって算出できる。
【００４２】
【数３】
【００４３】
・標準偏差
標準偏差は、平均値によってすべてのデータの値を予測するときの予測の外れ度を示す。
標準偏差ｓは、次式によって算出できる。
【００４４】
【数４】
【００４５】
・中央値（Ｍｅｄｉａｎ）
中央値は、データを大きさ順に並べた時に、データが分布する大きさの範囲の中央に当たる値を示すものである。
・最頻値（Ｍｏｄｅ）
最頻値は、区分毎に分けてデータの度数を計数したときに、最も高い度数を示す区分の値である。
車両走行状態の分布の歪みを検出する場合、これらの統計指標を組み合わせて用いることができる。組み合わせの態様としては、第１実施形態で示した歪度と尖度のパターンの他、以下のパターンを例示できる。
【００４６】
（１）平均値と最頻値との組み合わせ
図９は、平均値と最頻値とを組み合わせて分布の歪みを検出する場合の検出基準を示すマップである。
図９に示すように、平均値を横軸、最頻値を縦軸としたマップにおいて、コントローラ８０は、ステップＳ４０で算出した平均値と最頻値とが、いずれの領域に属するかを基に、分布が歪んでいる状態を検出する。具体的には、コントローラ８０は、平均値と最頻値との差が設定した閾値よりも大きい場合に分布が歪んでいると判定する。
【００４７】
（２）平均値と中央値との組み合わせ
図１０は、平均値と中央値とを組み合わせて分布の歪みを検出する場合の検出基準を示すマップである。
図１０に示すように、平均値を横軸、中央値を縦軸としたマップにおいて、コントローラ８０は、ステップＳ４０で算出した平均値と中央値とが、いずれの領域に属するかを基に、分布が歪んでいる状態を検出する。具体的には、コントローラ８０は、平均値と中央値との差が設定した閾値よりも大きい場合に分布が歪んでいると判定する。
【００４８】
（３）歪度と標準偏差との組み合わせ
標準偏差は、尖度に代用可能な特性を有すると考えられ、第１実施形態において、尖度に代えて標準偏差を用いることができる。
また、標準偏差は、分布の一様性を示す指標と捉えることができるため、標準偏差が設定した閾値より大きい場合には、その車両走行状態の分布は、歪みを検出することが適切でないものと判定できる。
【００４９】
（応用例３）
上述のように、標準偏差は、分布の一様性を示す指標として用いることができ、車両走行状態の分布が歪みの検出に適するものかどうかを判定することができる。
そこで、運転状態検出処理のステップＳ４０において、統計指標として標準偏差を用いない場合であっても、コントローラ８０によって標準偏差を算出し、車両走行状態の分布が歪みの検出に適するものかどうかを判定することができる。
コントローラ８０は、算出した標準偏差が閾値より大きいと判定した場合には、その処理ルーチンに限り、車両走行状態の分布について歪みを検出する処理をスキップする。
【００５０】
車両走行状態の計測期間によっては、一般道路と高速道路のように道路特性が異なる２つの道路における検出値を含むことがある。この場合に、２つの道路における車両走行状態の正規分布が重なり、分布が歪んだ状態と類似する分布形態となる可能性がある。
上述のように、標準偏差を用いて、閾値との判定を行うことにより、このような分布形態を分布の歪みと判定する事態を軽減することが可能となる。
【００５１】
（応用例４）
第１実施形態において、車両走行状態の分布を示す統計指標として、歪度と尖度の２つの指標を用いる場合を例に挙げて説明したが、３つ以上の統計指標を組み合わせて歪みの検出を行うことができる。
例えば、歪度と歪度に加え、平均値を加味した判定基準を設定し、その判定基準に基づいて、車両走行状態の分布が歪んでいるか否かを判定することができる。
この場合、統計指標を２つ組み合わせて分布の歪みを検出する場合に比べ、多面的な条件を考慮することができるため、運転者の運転状態をより適切に検出することが可能となる。
【符号の説明】
【００５２】
１Ａ 自動車、１ 車両用運転状態検出装置、１０ アクセルセンサ、２０ ブレーキセンサ、３０ＦＲ，３０ＦＬ，３０ＲＲ，３０ＲＬ 車速センサ、４０ 舵角センサ、５０ レーザレーダ、６０ カメラ、７０ ナビゲーションシステム、８０ コントローラ、９０ 表示ユニット、１００ スピーカ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両走行状態を検出する車両走行状態検出手段と、
前記車両走行状態検出手段によって検出した車両走行状態の分布に歪みがあるか否かを基に、運転者が漫然運転の状態であるか否かを検出する運転状態検出手段と、
を備えることを特徴とする車両用運転状態検出装置。
【請求項２】
前記運転状態検出手段は、
前記車両走行状態検出手段によって検出した車両走行状態の分布を基に、該分布の統計指標を算出する統計指標算出手段と、
前記統計指標算出手段によって算出した統計指標に基づいて、車両走行状態の分布に歪みがあるか否かを検出する歪み検出手段と、
前記歪み検出手段の検出結果に基づいて、運転者が漫然運転の状態であるか否かを判定する運転状態判定手段と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の車両用運転状態検出装置。
【請求項３】
前記統計指標算出手段は、前記車両走行状態検出手段によって検出した車両走行状態の分布を基に、複数の統計指標を算出し、
前記歪み検出手段は、前記統計指標算出手段が算出した複数の統計指標について設定した判定基準を基に、車両走行状態の分布に歪みがあるか否かを検出することを特徴とする請求項２記載の車両用運転状態検出装置。
【請求項４】
前記車両走行状態検出手段は、前記車両走行状態として、車両の操舵制御操作に関するパラメータを取得することを特徴とする請求項１または２記載の車両用運転状態検出装置。
【請求項５】
前記車両走行状態検出手段は、前記車両走行状態として、走行車線内の横方向位置を取得することを特徴とする請求項３記載の車両用運転状態検出装置。
【請求項６】
前記車両走行状態検出手段は、前記車両走行状態として、走行車線端部への到達予測時間である車線到達予測時間または該車線到達予測時間の逆数の少なくともいずれかを取得することを特徴とする請求項３記載の車両用運転状態検出装置。
【請求項７】
前記統計指標算出手段は、前記複数の統計指標として、車両走行状態の分布に関する歪度と尖度とを算出することを特徴とする請求項３記載の車両用運転状態検出装置。
【請求項８】
前記統計指標算出手段は、前記複数の統計指標として、車両走行状態の分布に関する平均値と最頻値とを算出することを特徴とする請求項３記載の車両用運転状態検出装置。
【請求項９】
前記統計指標算出手段は、前記複数の統計指標として、車両走行状態の分布に関する平均値と中央値とを算出することを特徴とする請求項３記載の車両用運転状態検出装置。
【請求項１０】
前記統計指標算出手段は、前記複数の統計指標として、車両走行状態の分布に関する歪度と標準偏差とを算出することを特徴とする請求項３記載の車両用運転状態検出装置。
【請求項１１】
車両走行状態を検出する車両走行状態検出ステップと、
前記車両走行状態検出ステップにおいて検出した車両走行状態の分布に歪みがあるか否かを基に、運転者が漫然運転の状態であるか否かを検出する運転状態検出ステップと、
を含むことを特徴とする車両用運転状態検出方法。
【請求項１２】
車両走行状態を検出する車両走行状態検出手段と、
前記車両走行状態検出手段によって検出した車両走行状態の分布に歪みがあるか否かを基に、運転者が漫然運転の状態であるか否かを検出する運転状態検出手段と、
前記運転状態判定手段の検出結果に基づいて、運転者に対して運転状態の報知を行なう報知手段と、
を備えることを特徴とする自動車。
【請求項１】
車両走行状態を検出する車両走行状態検出手段と、
前記車両走行状態検出手段によって検出した車両走行状態の分布に歪みがあるか否かを基に、運転者が漫然運転の状態であるか否かを検出する運転状態検出手段と、
を備えることを特徴とする車両用運転状態検出装置。
【請求項２】
前記運転状態検出手段は、
前記車両走行状態検出手段によって検出した車両走行状態の分布を基に、該分布の統計指標を算出する統計指標算出手段と、
前記統計指標算出手段によって算出した統計指標に基づいて、車両走行状態の分布に歪みがあるか否かを検出する歪み検出手段と、
前記歪み検出手段の検出結果に基づいて、運転者が漫然運転の状態であるか否かを判定する運転状態判定手段と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の車両用運転状態検出装置。
【請求項３】
前記統計指標算出手段は、前記車両走行状態検出手段によって検出した車両走行状態の分布を基に、複数の統計指標を算出し、
前記歪み検出手段は、前記統計指標算出手段が算出した複数の統計指標について設定した判定基準を基に、車両走行状態の分布に歪みがあるか否かを検出することを特徴とする請求項２記載の車両用運転状態検出装置。
【請求項４】
前記車両走行状態検出手段は、前記車両走行状態として、車両の操舵制御操作に関するパラメータを取得することを特徴とする請求項１または２記載の車両用運転状態検出装置。
【請求項５】
前記車両走行状態検出手段は、前記車両走行状態として、走行車線内の横方向位置を取得することを特徴とする請求項３記載の車両用運転状態検出装置。
【請求項６】
前記車両走行状態検出手段は、前記車両走行状態として、走行車線端部への到達予測時間である車線到達予測時間または該車線到達予測時間の逆数の少なくともいずれかを取得することを特徴とする請求項３記載の車両用運転状態検出装置。
【請求項７】
前記統計指標算出手段は、前記複数の統計指標として、車両走行状態の分布に関する歪度と尖度とを算出することを特徴とする請求項３記載の車両用運転状態検出装置。
【請求項８】
前記統計指標算出手段は、前記複数の統計指標として、車両走行状態の分布に関する平均値と最頻値とを算出することを特徴とする請求項３記載の車両用運転状態検出装置。
【請求項９】
前記統計指標算出手段は、前記複数の統計指標として、車両走行状態の分布に関する平均値と中央値とを算出することを特徴とする請求項３記載の車両用運転状態検出装置。
【請求項１０】
前記統計指標算出手段は、前記複数の統計指標として、車両走行状態の分布に関する歪度と標準偏差とを算出することを特徴とする請求項３記載の車両用運転状態検出装置。
【請求項１１】
車両走行状態を検出する車両走行状態検出ステップと、
前記車両走行状態検出ステップにおいて検出した車両走行状態の分布に歪みがあるか否かを基に、運転者が漫然運転の状態であるか否かを検出する運転状態検出ステップと、
を含むことを特徴とする車両用運転状態検出方法。
【請求項１２】
車両走行状態を検出する車両走行状態検出手段と、
前記車両走行状態検出手段によって検出した車両走行状態の分布に歪みがあるか否かを基に、運転者が漫然運転の状態であるか否かを検出する運転状態検出手段と、
前記運転状態判定手段の検出結果に基づいて、運転者に対して運転状態の報知を行なう報知手段と、
を備えることを特徴とする自動車。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−５９８５５（Ｐ２０１１−５９８５５Ａ）
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０６９８８（Ｐ２００９−２０６９８８）
【出願日】平成２１年９月８日（２００９．９．８）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月８日（２００９．９．８）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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