運転者疲労度推定装置、運転者疲労度推定方法
【課題】コスト増を抑制して運転者が疲労したか否かをより正確に判定し、また、運転者の疲労をより正確に検出することができる運転者疲労度推定装置及び運転者疲労度推定方法を提供すること。
【解決手段】連続運転時間が許容運転時間を超えると、運転者の疲労軽減措置を行う運転者疲労度推定装置１００において、地域ごとに高疲労地域を登録した疲労マップを記憶する疲労マップ記憶手段１３と、疲労マップを参照して決定した、高疲労地域を運転した高疲労運転時間に応じて疲労度を算出する疲労度算出手段２２と、疲労度算出手段２２が算出した疲労度に応じて、許容運転時間を変更する基準変更手段２３と、連続運転時間が許容運転時間を超えると運転者の疲労軽減措置を行うタイミングであると判定する判定手段２４と、を有することを特徴とする。
【解決手段】連続運転時間が許容運転時間を超えると、運転者の疲労軽減措置を行う運転者疲労度推定装置１００において、地域ごとに高疲労地域を登録した疲労マップを記憶する疲労マップ記憶手段１３と、疲労マップを参照して決定した、高疲労地域を運転した高疲労運転時間に応じて疲労度を算出する疲労度算出手段２２と、疲労度算出手段２２が算出した疲労度に応じて、許容運転時間を変更する基準変更手段２３と、連続運転時間が許容運転時間を超えると運転者の疲労軽減措置を行うタイミングであると判定する判定手段２４と、を有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の運転者の疲労を推定する運転者疲労度推定装置及び運転者疲労度推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
運転者の疲労が車両操作に悪影響を及ぼさないよう一般には連続運転時間に目安が設けられており、例えば２時間〜４時間連続して運転した場合には休息を取ることが推奨されている。この休息を取るべきタイミングであることを運転者に報知するため、例えばナビゲーション装置は、所定時間毎に画像と音声で休息の取得を促すメッセージを提供することができるようになっている。
【０００３】
この所定時間の間、運転者が常に運転しているとは限らないので、運転者の疲労をより正確に把握する指標が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１には、車両が走行している時間のみを連続運転時間に計上する連続運転警告装置が記載されている。
【０００４】
しかしながら、連続運転時間は、運転者の疲労に大きな影響を及ぼす要因ではあるものの、運転者の疲労は連続運転時間のみに依存するものでないことが知られている。この点について、生理データを用いて運転者の疲労を検出する精神状態検出装置が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。特許文献２記載の精神状態検出装置は、ナビゲーション装置から取得された走行継続時間及び走行道路情報等の情報を、計測された運転者の心拍数に乗算して運転者の疲労度を推定する。
【０００５】
また、目的地までの経路における信号機の数、カーブ情報、渋滞情報及び右左折回数、に基づき運転者の疲労を予測するナビゲーション装置が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。特許文献３記載のナビゲーション装置によれば、運転者の疲労に影響を及ぼしやすい渋滞度や右左折の数から疲労の少ない経路を選択することができる。
【特許文献１】特開平５−６７２６３号公報
【特許文献２】特許第３５１２４９３号公報
【特許文献３】特開２００６−１７６７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２記載の運転精神状態検出装置では、運転者の疲労度を測定するために心拍等を検出する必要があるため、コスト増や車両重量増をもたらすという問題がある。また、特許文献２記載の運転精神状態検出装置は、連続運転時間との関係が考慮されていないので、上記の所定時間（２〜４時間程度）よりも極端に短い時間又は長い時間で、休息を取るよう助言されるおそれがある。
【０００７】
また、特許文献３記載のナビゲーション装置は、信号機の数、カーブ情報、渋滞情報及び右左折回数から疲労を検出するが、これ以外の運転者の疲労に大きな影響を与える要因が考慮されていないという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑み、コスト増を抑制して運転者が疲労したか否かをより正確に判定し、また、運転者の疲労をより正確に検出することができる運転者疲労度推定装置及び運転者疲労度推定方法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】
【０００９】
上記課題に鑑み、本発明は、連続運転時間が許容運転時間を超えると、運転者の疲労軽減措置を行う運転者疲労度推定装置において、地域ごとに高疲労地域を登録した疲労マップを記憶する疲労マップ記憶手段と、疲労マップを参照して決定した、高疲労地域を運転した高疲労運転時間に応じて疲労度を算出する疲労度算出手段と、疲労度算出手段が算出した疲労度に応じて、許容運転時間を変更する基準変更手段と、連続運転時間が許容運転時間を超えると運転者の疲労軽減措置を行うタイミングであると判定する判定手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、走行した地域に応じて疲労度を算出し、疲労度に応じて連続運転時間と比較される許容運転時間を変更するので、走行した地域に応じて疲労したか否かを正確に判定できるようになる。
【００１１】
また、本発明の一形態において、運転者が運転に慣れた道路か否かを道路毎に登録した走行済み道路情報を参照し、運転に慣れてない道路を走行したことを検出する初走行道路判定手段を有し、初走行道路判定手段が運転に慣れてない道路を走行したことを検出した場合、疲労度算出手段は、該道路を運転した時間を前記高疲労運転時間に計上する、ことを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、初めて通る道路などを高疲労運転時間に計上するので、運転者の疲労度をより正確に検出することができる。
【発明の効果】
【００１３】
コスト増を抑制して運転者が疲労したか否かをより正確に判定し、また、運転者の疲労をより正確に検出することができる運転者疲労度推定装置及び運転者疲労度推定方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。
【００１５】
〔疲労の考え方〕
始めに、本実施形態の運転者疲労度推定装置１００における、疲労の考え方について説明する。図１（ａ）は運転者の疲労と連続運転時間の関係を模式的に示す図の一例である。運転者の疲労の大きさを疲労度と称すれば、一般には運転者の疲労度は連続運転時間で規定され、連続運転時間が所定時間（例えば、２時間。以下、許容運転時間という）になると許容疲労度に到達し休息が必要になったと判断される。このように許容疲労度を一律に設定した場合、図示するように運転時間に対し一様に比例して運転者の疲労度は増大することになる。
【００１６】
しかしながら、運転者の疲労度は、走行する走行状況に大きく影響されると考えられる。図１（ｂ）は、運転者の疲労度が大きく増大しやすい走行状況の一例を示す。例えば、渋滞した道路では先行車両との車間距離に応じてアクセル操作及びブレーキ操作を繰り返す必要があり、立体道路では進路の判断や車線変更、他車両の割込み等が頻発し、また、都市部では信号機による停止・発進の繰り返しや信号待ち、歩行者の横断待ち等が頻発する。このため、図１（ｂ）に示したような走行状況では運転者は疲労を感じやすく、疲労度が増大しやすいと考えられる。
【００１７】
これに対し、田園地帯や山間部（カーブの少ない）等では、運転者は疲労を感じにくく、運転者の疲労度は時間に対し一様に比例して増大するとしてよい。
【００１８】
したがって、渋滞等の疲労度が増大しやすい走行状況（以下、高疲労地帯という）と、田園地帯等の疲労度が増大しにくい走行状況（以下、低疲労地帯という）とが、混在する領域を走行した場合、図１（ａ）に示すよう、高疲労地帯で疲労度が大きく増大し（傾きが大きくなり）、許容運転時間になる前に運転者の疲労度が許容疲労度を超えることになる（以下、運転者の疲労度が許容疲労度を超えた時間を許容疲労度到達時間という）。
【００１９】
本実施形態の運転者疲労度推定装置１００は、運転者の疲労度が許容疲労度を超えた時に、運転者の疲労軽減措置を行う。
【００２０】
具体的には後述するが、高疲労地帯の疲労度の増大のしやすさが同じであるとすると、連続運転時間の減少分（許容運転時間−許容疲労度到達時間）は、高疲労地帯を走行した時間に応じて定まるとしてよい。
【００２１】
そこで、運転者疲労度推定装置１００は、全走行時間における高疲労地帯の走行時間の割合を算出し、この割合に応じて許容疲労度到達時間を算出する。したがって、全走行時間における高疲労地帯の走行時間の割合に応じて、見かけ上の許容運転時間が減少することになる。
【００２２】
なお、疲労軽減措置とは、例えば、休息を取るように助言すること、芳香剤の香りを車内に漂わせること、クラシック音楽を流すこと、パーキングエリアまでの経路を案内すること等、運転者の疲労を軽減する種々の措置をいう。疲労軽減措置は各運転者に共通でなくてもよく、各運転者が所望の疲労軽減措置を設定しておくことができる。以下では、休息を取るように助言することを例に説明する。
【００２３】
〔運転者の疲労度に初走行道路が与える影響〕
ところで、上記の渋滞した道路、立体道路、都市部の他に、運転者が初めて走行する道路（以下、初走行道路という）も運転者に大きな疲労を感じさせる。これは運転者が先の状況を予測できないため、急な操舵や車線変更などの車両操作が必要であったり、精神的なプレッシャーによるものであると考えられる。本実施形態の運転者疲労度推定装置１００は、この初走行道路を検出して、高疲労地帯と同様に扱うことで、より正確に運転者の疲労度を検出することを可能にする。
【実施例１】
【００２４】
図２は、運転者疲労度推定装置１００のブロック図の一例を示す。運転者疲労度推定装置１００は、所定のＥＣＵ(Electronic Control Unit）により制御されるが、図２ではナビゲーション装置との親和性を考慮してナビＥＣＵ２０が運転者疲労度推定装置１００を制御するものとした。車載されるＥＣＵであればどのＥＣＵが運転者疲労度推定装置１００を制御してもよい。
【００２５】
ナビＥＣＵ２０は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載ＬＡＮや専用線を介してＧＰＳ（Global Positioning System）受信機１１、ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System）受信機１２、地図ＤＢ（Data Base）１３、ディスプレイ１４及びスピーカ１５が接続されている。
【００２６】
ＧＰＳ受信機１１は、複数のＧＰＳ衛星からの電波の到達時間に基づき車両の位置（緯度・経度・標高）を決定する。また、図示しないが、ナビＥＣＵ２０は、車速センサから車速情報を、ジャイロセンサから進行方向情報をそれぞれ受信しており、ＧＰＳ受信機１１が検出した位置を基準に、ジャイロセンサが検出する進行方向に車速情報に含まれる走行距離を累積して、車両の位置を高精度に推定する。なお、車速センサは、例えば、車両の各輪に備えられたロータの円周上に定間隔で設置された凸部が通過する際の磁束の変化をパルスとして計測して、単位時間あたりのパルス数に基づき各輪毎に車輪速を計測する。ジャイロセンサは、例えばマイクロマシニングで形成された震動片型ジャイロセンサであり、コリオリ力の作用により変化する震動片（電極間）の距離に基づき、車両がヨーイング方向又はピッチング方向に回転する時の角速度を検知する。
【００２７】
ＶＩＣＳ受信機１２は、ＶＩＣＳセンタが配信するＶＩＣＳ情報を受信する。ＶＩＣＳセンタは、ＦＭ多重放送、光ビーコン及び電波ビーコンの３つのメディアでＶＩＣＳ情報を配信する。ＶＩＣＳ受信機１２は、ＦＭ放送に多重された電波、電波ビーコン及び光ビーコンを復調しベースバンド信号に戻した後、信号処理して元のデジタル信号に復号することでＶＩＣＳ情報を受信する。それぞれのメディア毎に、配信するＶＩＣＳ情報の種類やカバーするエリアが異なるが、ＶＩＣＳ情報は、例えばＶＩＣＳセンターが区分したＶＩＣＳリンクに対応づけられた、渋滞情報、リンク旅行時間、交通規制情報、駐車場情報、等である。本実施形態では、車両が走行した道路の混雑状態を疲労度を算出するための一要因とするので、ＶＩＣＳ情報のうち混雑に関わる渋滞情報やリンク旅行時間を抽出する。
【００２８】
また、ナビＥＣＵ２０は、ＶＩＣＳだけでなくプローブカーセンタ（プローブカーから収集したプローブ情報から交通情報を生成し配信するサーバ）から交通情報を受信してもよい。ＶＩＣＳセンタが配信するＶＩＣＳ情報は主要な幹線道路のものに限られているのに対し、プローブカーセンタが配信する交通情報は車両が通行する道路を全て含みうるので、より広範囲の渋滞情報を受信できる。
【００２９】
地図ＤＢ１３はハードディスクやフラッシュメモリなどで構成され、道路網を形成するための道路地図情報が記憶されている。道路地図情報は、実際の道路網に対応したノードと、ノードとノードを結ぶリンクとを対応づけるテーブル状のデータベースである。ノードテーブルは、ノードの番号、座標、そのノードから流出するリンク数及びそれらのリンク番号を有する。また、リンクテーブルは、リンクの番号、リンクを構成する始点ノードと終点ノード、リンク長、ノードに対する方位を有する。ノード番号及びリンク番号は、互いに重複しないように定められており、ノード番号とリンク番号をそれぞれ辿ることで道路網が形成される。なお、地図ＤＢ１３には、各道路毎に一般道、高速道路等の道路種別、及び、ガソリンスタンド等の施設情報（ポイントデータ）が記憶されている。
【００３０】
そして、本実施例の地図ＤＢ１３には高疲労地帯が記憶されている。図３（ａ）は、高疲労地帯を示す道路地図を模式的に説明する図である。図示するように、道路地図を緯度・経度線でメッシュ状に分割し、各メッシュ毎に高疲労地帯か低疲労地帯かが登録されている（以下、疲労マップという）。図では、斜線部が高疲労地帯である。したがって、車両の位置を疲労マップに当てはめることで、高疲労地帯を走行しているのか低疲労地帯を走行しているのかを判別できる。なお、図示するようなメッシュ状の区分は、国土をメッシュ状に分割して扱うために定められた1次メッシュ〜3次メッシュと同じ区分を利用することができる。疲労マップは予め地図ＤＢ１３に記憶されていてもよいし、所定のサーバからダウンロードしてもよい。
【００３１】
ところで、立体道路のような敷設物は一年中（常に）疲労度を増大させる走行状況となるので疲労マップ上に固定であるが、渋滞地域はある程度固定的であるものの時間と共に遷移するし、都市部が高疲労地帯であるのは昼間の混雑を考慮したものであるので夜間は高疲労地帯とは限らない。また、逆に、低疲労地帯の田園部は、夜間になると敷設された照明の数が少ないなどの理由で高疲労地帯になることがあり、同様に、山間部は、雨天や積雪があると極端に走行しにくくなり高疲労地帯となることがある。また、週末になると必ず渋滞する地域があったり、夏季や冬季になるとレジャーの旅行者のため渋滞する地域がある。
【００３２】
したがって、疲労マップは固定でなく、時間帯、曜日、季節、天候、等に応じてそれぞれ切り替えて使用することが好ましい。なお、渋滞地域はＶＩＣＳ情報等により随時更新できるので、予め疲労マップに記憶していなくてもよく、交通情報を取得する度に疲労マップに反映すればよい。
【００３３】
図３（ｂ）は、時間帯等に応じてそれぞれ定められた疲労マップの一例を示す。かかる疲労マップを参照することにより運転者疲労度推定装置１００は、車両がそのメッシュを通過する時間帯や天候等に応じて、高疲労地帯か低疲労地帯かを柔軟に判定することができる。
【００３４】
図３（ａ）又は（ｂ）の如き疲労マップは、高疲労地帯になりうる立体道路などの道路形状、山間部などの地域をメッシュ毎に道路地図情報から読み出しておき、時間帯、曜日、季節、天候に応じて、それぞれのメッシュが高疲労地帯か低疲労地帯かを決定することで生成できる。
【００３５】
高疲労地帯となりうる道路形状や地域は、例えば、次のようなものである。
・立体道路
・複雑な交差点（例えば、４つ以上の道路が連結）
・急カーブ（例えば、事故多発地帯、所定の曲率半径以上）
・連続したカーブ
・山間部
・臨海部
いずれも、地図ＤＢ１３に記憶された道路地図情報から読み出すことができる。このうち、立体道路、複雑な交差点、急カーブ、及び、連続したカーブを含むメッシュは常に高疲労地帯として疲労マップに登録される。また、山間部を含むメッシュは、夜間や降雪時には高疲労地帯として疲労マップに登録され、臨海部を含むメッシュは、雨天時には高疲労地帯として疲労マップに登録される。
【００３６】
図２戻り、ディスプレイ１４は、タッチパネルを搭載した液晶や有機ＥＬなどのフラットパネルディスプレイであり、例えばセンタークラスタや２ＤＩＮ収納部に収納されている。また、スピーカ１５はアンプで増幅された音声を出力する音声の出力部であり、例えばドアの内部に開口部を車室側に向けて配置されている。ディスプレイ１４及びスピーカ１５は、運転者に許容疲労度到達時間になったことを報知するユーザインターフェイスとなる。なお、ディスプレイ１４はタッチパネルを有し、ディスプレイ１４の周囲やリモコン、音声入力部等と共に、乗員が操作を入力する入力部となる。
【００３７】
〔疲労度の算出〕
図４は、ナビＥＣＵ２０の機能ブロック図の一例を示す。ナビＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、入出力インターフェイス、レジスタ、メモリ、及びＣＡＮインターフェイス等を備えたコンピュータの一形態である。そして、ＣＰＵがメモリに記憶されたプログラムを実行するか、又は、ＡＳＩＣ等のハードウェアにより実現される、連続運転時間計測部２１、疲労度算出部２２、判定基準変更部２３、助言判定部２４及び初走行道路判定部２５を有する。
【００３８】
連続運転時間計測部２１は、例えばＩＧ（イグニッション）スイッチがオンされると連続運時間の計測を開始する。車速が所定値以上の場合にのみ連続運転時間に運転時間を計上してもよい。なお、「連続」運転時間であるので、例えばＩＧがオフにされると連続運転時間は初期化（ゼロになり）され、次にＩＧがオンになるとゼロから連続運転時間の計測を再開する。
【００３９】
・初走行道路の検出
初走行道路は、原則的に、過去に走行したことのある道路以外の道路である。ナビＥＣＵ２０は、自車両の位置をマップマッチングにより道路地図上の道路（リンク）に対応づけているので、走行している道路、すなわち走行したことのある道路については既知となる。
【００４０】
ところで、過去に走行した道路であっても、その後長い間走行しない道路は、運転者の慣れと言う点から判定すると初走行道路として扱うべきである。このため、本実施例では、道路毎に、走行の有無だけでなく走行日を記録し、走行日から所定期間が経過した道路は初走行道路とみなす。
【００４１】
図５は、走行済み道路情報の一例を示す図である。走行済み道路情報は、例えば地図ＤＢ１３のリンクテーブルに記録される。初走行道路判定部２５は、走行した道路のリンク番号に対応づけて走行した走行日を記録する。
【００４２】
また、走行済み道路情報にはその道路を過去に走行した回数が登録されている。初走行道路判定部２５は、同じ道路を走行する毎に回数を１つずつ増大させ、かつ、最後の走行日から例えば数ヶ月経過すると１つずつ減少させる。このような計算により、運転者の学習の程度に相関する回数を記録することができる。また、走行済み道路情報に登録されていない道路は、走行したことがないか、走行したことがあっても走行してから数ヶ月以上経過している道路、言い換えれば運転に慣れていない道路となる。
【００４３】
なお、走行した回数が大きい道路は、運転者が十分に走行状況を学習したとしてよいので、所定以上の回数（例えば、２０回）走行した道路は、最後に走行した日から数ヶ月経過しても走行済み道路情報から消去しないように定めてもよい。これにより、例えば、自宅の周辺や勤務先までの道路のように、極めて頻繁に走行する道路については、長期の出張等により最後に走行した日から数ヶ月が経過しても初走行道路と判定されることを防止できる。
【００４４】
車両の走行中、初走行道路判定部２５は、道路毎に走行済み道路情報を参照して、初走行道路か否かの判定結果を疲労度算出部２２に通知する。
【００４５】
なお、本実施例では、道路毎に走行済みか否かを判定することとしたが、走行したことのない道路が含まれるメッシュを高疲労地帯として疲労マップに登録してもよい。メッシュの一部の道路を走行したことがある場合そのメッシュを高疲労地帯とするか否かは、例えば、そのメッシュの全道路数のうち走行したことのない道路が半数以上であれば、高疲労地帯とする。このように疲労マップに登録することで、初走行道路を走行状況と同様に扱うことができるようになる。
【００４６】
疲労度算出部２２は、全走行時間における高疲労地帯の運転時間（以下、高疲労運転時間という）の割合から疲労度を算出する。したがって、疲労度算出部２２は、運転中、車両の位置に照らし合わせて疲労マップを参照し、高疲労地帯を走行している場合には、高疲労運転時間を計測する。
【００４７】
同様に、疲労度算出部２２は、初走行道路判定部２５の通知に従い、初走行道路を運転中は高疲労運転時間を計測する。高疲労地帯と初走行道路が重複する場合は、いずれか一方の高疲労運転時間を計測すればよいが、高疲労地帯と初走行道路が重複することで疲労度がより増大しやすいことを考慮して、初走行道路の運転時間と高疲労地帯の運転時間を高疲労運転時間に重複して計上してもよい。
【００４８】
図６は、疲労度の算出を模式的に説明する図の一例である。図６では、連続運転時間ｔのうち、ａ秒、ｂ秒、ｃ秒が高疲労運転時間である。この場合の疲労度は、次式で定義される（この疲労度は図１の疲労度と厳密に一致するものではない。）。
疲労度 ＝ （ａ＋ｂ＋ｃ）／ｔ ×１００ … （１）
例えば、連続運転時間ｔが５４００秒（９０分）、ａ＝６００秒、ｂ＝３００秒、ｃ＝１００秒の場合、疲労度は１８．５と算出される。
【００４９】
〔判定基準の変更〕
判定基準変更部２３は、疲労度に応じて判定基準（図１の許容運転時間）を可変に変更する。図１にて説明したように、許容運転時間（例えば、２時間）が、連続運転が許容される最大時間である。本実施例では、この許容運転時間を判定基準の一態様として、許容運転時間を疲労度に応じて変更する。許容運転時間は、疲労度に応じて短くなると考えられるので、例えば疲労度に応じた比率だけ許容疲労度到達時間を短くする。
許容疲労度到達時間 ＝
許容運転時間 × （１− 疲労度／１００） …（２）
したがって、疲労度が１８．５、許容運転時間が１２０分（２時間）の場合、許容疲労度到達時間は９７．８分となる。このような許容疲労度到達時間の算出により、疲労度に応じて許容できる運転時間を決定でき、運転者が疲労しているか否かを判定できるようになる。
【００５０】
なお、（２）式は一例であるので、例えば、疲労度を少なく（１／２〜１／３程度）して、疲労度が許容疲労度到達時間に与える影響を低減してもよいし、疲労度を大きく（１．１〜２倍程度）して、疲労度が許容疲労度到達時間に与える影響を増大してもよい。
【００５１】
〔疲労の有無の判定〕
助言判定部２４は、判定基準変更部２３が変更した許容運転時間と、連続運転時間を比較して、連続運転時間≧許容運転時間（判定基準）の場合に、運転者に休息を取るべき疲労がたまったと判定する。これにより、ディスプレイ１４及びスピーカ１５の少なくとも一方から「休息を取りましょう」等のメッセージを出力して運転者に助言することができる。
【００５２】
なお、助言判定部２４は、助言する連続運転時間に助言最小値を設定している。運転開始当初から高疲労地帯のみを走行すると、許容疲労度到達時間がゼロになってしまうなど、連続して運転しうる時間が極端に短くなってしまうからである。このため、例えば、連続運転時間に助言最小値（例えば、６０分〜９０分）を定めておき、連続運転時間が助言最小値を超えた場合にのみ、判定基準変更部２３が変更した許容運転時間（判定基準）と連続運転時間を比較する。したがって、この助言最小値未満で助言が発せられることはない。
【００５３】
〔動作手順〕
図７は、運転者疲労度推定装置１００が運転者の疲労度に応じて休息を取るよう助言する手順を示すフローチャート図の一例である。図７のフローチャート図は、例えばイグニッションがオンになるとスタートする。
【００５４】
イグニッションがオンになると連続運転時間計測部２１は連続運転時間の計測を開始する（Ｓ１０）。また、疲労度算出部２２は、高疲労地帯又は初走行道路のいずれかを走行している場合に高疲労運転時間を計測し、高疲労運転時間と連続運転時間とから式（１）により疲労度を算出する（Ｓ２０）。そして、判定基準変更部２３は、式（２）を用いて疲労度に応じて許容運転時間（判定基準）を変更する（Ｓ３０）。
【００５５】
ついで、助言判定部２４は、連続運転時間が判定基準以上か否かを判定する（Ｓ４０）。連続運転時間が判定基準未満の場合（Ｓ４０のＮｏ）、運転者の疲労度は許容疲労度に到達していないとしてよいので、ステップＳ１０からの処理を繰り返す。
【００５６】
連続運転時間が判定基準以上の場合（Ｓ４０のＹｅｓ）、運転者の疲労度が許容疲労度に到達していると判定して、助言判定部２４はディスプレイ１４又はスピーカ１５の少なくとも一方から、運転者に休息するよう助言する（Ｓ５０）。
【００５７】
助言すると助言判定部２４は、連続運転時間をリセット（ゼロに戻す）するよう連続運転時間計測部２１に要求する（Ｓ６０）。このリセットにより、連続運転時間はゼロから再度計測されることになる。
【００５８】
以上説明したように、本実施例の運転者疲労度推定装置１００は、走行した地域に応じて疲労しているか否かの判定基準を可変にすることができるので、疲労度に影響を与える走行状況を考慮して、正確な疲労判定を行うことができる。また、初めて運転する初走行道路が運転者の疲労度を増大させることを考慮して疲労度を算出するので、より正確な疲労度の算出が可能となる。
【実施例２】
【００５９】
実施例１では運転者が疲労しているか否かの判定基準を変更したが、本実施例では判定基準を変更することなく、連続運転時間の算出方法を変更することで、走行状況に応じて正確な疲労判定を行う運転者疲労度推定装置１００について説明する。なお、運転者疲労度推定装置１００のブロック図は実施例１と同様であるので説明を省略する。
【００６０】
図８（ａ）はナビＥＣＵ２０の機能ブロックの一例を、図８（ｂ）は本実施例の重み付け運転時間の算出を模式的に説明する図の一例である。図８（ａ）に示すように、本実施例のナビＥＣＵ２０は判定基準変更部２３を有さず、また、疲労度算出部２２の代わりに重み付け運転時間算出部２６を有する。
【００６１】
〔重み付け運転時間の算出〕
重み付け運転時間算出部２６は、高疲労地帯及び初走行道路を走行している運転時間に重み付けする。例えば図８（ｂ）では、ａ秒、ｂ秒、ｃ秒が高疲労地帯及び初走行道路を走行している高疲労運転時間であるが、重み付け運転時間算出部２６は、ａ秒、ｂ秒及びｃ秒に重みづけする。
【００６２】
具体的には、例えば、高疲労地帯及び初走行道路を走行している場合、高疲労運転時間をK倍（高疲労運転時間×Ｋ）すればよい。重み付け係数Ｋは１より大きい値で、例えば１．１〜４．０の間の値に定めることができる。
【００６３】
連続運転時間６２００秒（約１０３分）のうち、実施例１と同様にａ秒、ｂ秒、ｃ秒の合計が１０００秒であるとすると、重み付け運転時間は次のように算出できる。
重み付け運転時間＝５２００＋１０００×K
ここで、重み付け係数Ｋ＝２とすると、重み付け運転時間＝７２００秒（１２０分）となるので、重み付け係数Ｋ＝２とすれば連続運転時間が６２００秒になると許容運転時間を超えることになり、実施例１と同程度の連続運転時間で休息を取るよう助言することができる。
【００６４】
このように本実施例の重み付け運転時間算出部２６は、高疲労地帯又は初走行道路を走行している場合、高疲労運転時間×重み付け係数Ｋを、高疲労地帯又は初走行道路を走行している高疲労運転時間とする。
【００６５】
なお、連続運転時間には高疲労地帯又は初走行道路を運転した時間が含まれているので、連続運転時間から高疲労地帯又は初走行道路を運転した時間を除いた低疲労運転時間を算出することが好ましい。これにより、重み付け運転時間の算出が容易になる。
重み付け運転時間＝低疲労運転時間 ＋ 高疲労運転時間×重み付け係数Ｋ …（３）
重み付け係数Ｋは、高疲労地帯又は初走行道路で可変に設定でき、さらに、高疲労地帯を細分化して立体道路や渋滞した道路等で重み付け係数Ｋを可変に設定できるので、より柔軟に運転者の重み付け運転時間を算出することができる。また、初走行道路でない道路（走行済み道路情報に登録された道路）であっても、最後に走行した日時からの経過時間又は過去に走行した回数に応じて重み付け係数Ｋを設定することができる。
【００６６】
〔疲労の有無の判定〕
そして、本実施例の助言判定部２４は、重み付け運転時間と許容運転時間とを比較して、重み付け運転時間≧許容運転時間 となると、運転者の疲労度が許容疲労度に到達していると判定する。
【００６７】
本実施例では、高疲労地帯又は初走行道路を走行するほど直接的に許容される連続運転時間が短くなるので、例えば算出された重み付け運転時間をそのまま運転者に提供しても、運転者にとって理解の容易な指標となる。
【００６８】
〔動作手順〕
図９は、運転者疲労度推定装置１００が運転者の重み付け運転時間に応じて休息を取るよう助言する手順を示すフローチャート図の一例である。図９のフローチャート図は、例えばイグニッションがオンになるとスタートする。
【００６９】
イグニッションがオンになると連続運転時間計測部２１は連続運転時間の計測を開始する（Ｓ１０）。また、重み付け運転時間算出部２６は、高疲労地帯又は初走行道路のいずれかを走行している場合に高疲労運転時間を計測し、低疲労地帯を走行している場合は低疲労運転時間を、それぞれ計測する（Ｓ２１）。そして、重み付け運転時間算出部２６は、式（３）から重み付け運転時間を算出する（Ｓ３０）。
【００７０】
ついで、助言判定部２４は、重み付け運転時間が許容運転時間（判定基準）以上か否かを判定する（Ｓ４１）。重み付け運転時間が判定基準未満の場合（Ｓ４１のＮｏ）、運転者の疲労度は許容疲労度に到達していないとしてよいので、ステップＳ１０からの処理を繰り返す。
【００７１】
重み付け運転時間が判定基準以上の場合（Ｓ４１のＹｅｓ）、運転者の疲労度が許容疲労度に到達していると判定して、助言判定部２４はディスプレイ１４又はスピーカ１５の少なくとも一方から、運転者に休息するよう助言する（Ｓ５０）。
【００７２】
助言すると助言判定部２４は、連続運転時間をリセット（ゼロに戻す）するよう要求する（Ｓ６０）。このリセットにより、連続運転時間はゼロから再度計測されることになる。
【００７３】
以上説明したように、本実施例の運転者疲労度推定装置１００は、実施例１の効果に加え、運転者にとって理解の容易な指標により、運転者が疲労したか否かを判定することを可能にする。
【実施例３】
【００７４】
実施例１及び２では、運転者疲労度推定装置１００が予め疲労マップを予め記憶していることとしたが、本実施例では走行時に疲労度を増大させやすい道路か否かを判定しながら、疲労度を算出する運転者疲労度推定装置１００について説明する。なお、運転者疲労度推定装置１００のブロック図は実施例１と同様であるので説明を省略する。
【００７５】
図１０（ａ）はナビＥＣＵ２０の機能ブロックの一例を、図１０（ｂ）は本実施例の疲労度の算出を模式的に説明する図の一例である。なお、図１０（ａ）において図４と同一部には同一の符号を付しその説明は小略する。
【００７６】
図１０（ａ）に示すように、本実施例のナビＥＣＵ２０は、判定基準変更部２３を有さず、また、初走行道路判定部２５の代わりに高疲労道路判定部２７を有する。高疲労道路判定部２７は、車両の位置情報に基づき地図ＤＢ１３を参照しながら、道路（リンク）毎に高疲労をもたらす高疲労道路、例えば混雑状態、立体道路の有無、複雑な交差点の有無、急カーブの有無、連続したカーブの有無、及び、初走行道路か否か、を判定する。判定の方法や基準は実施例１と同様であるが、本実施例では実際に走行して高疲労道路か否かを判定するので、急カーブの有無を、例えば操舵角センサが検出する操舵角、ヨーレート等から判定することができる。また、メッシュのように広範囲にわたって高疲労をもたらすかどうかを定めた疲労マップでなく、道路毎に高疲労か否かを判定するので、より正確な疲労度が検出可能となる。
【００７７】
そして、疲労度算出部２２は、実施例１と同様に、全走行時間における高疲労道路の運転時間の割合から疲労度を算出する。したがって、疲労度算出部２２は、高疲労道路判定部２７の通知に従い、高疲労道路を運転中は高疲労運転時間を計測する。図１０（ｂ）では、連続運転時間ｔのうち、ａ秒、ｂ秒、ｃ秒が高疲労運転時間である。疲労度の算出式は式（１）と同じである。
【００７８】
また、道路毎に高疲労道路か否かを判定するので、実施例２と同様に道路毎に高疲労運転時間に重み付けすることも可能である。したがって、より正確な疲労度を検出可能なだけでなく、道路毎に重み付け係数Ｋを変えることができ、柔軟に重み付け運転時間を算出することができる。
【００７９】
〔疲労の有無の判定〕
本実施例の助言判定部２４においても、実施例１の式（１）から算出された疲労度を式（２）に適用して判定基準を変更し、連続運転時間≧許容疲労度到達時間（判定基準）の場合に、運転者に休息を取るべき疲労がたまったと判定できる。また、実施例２と同様に、式（３）から重み付け運転時間を算出し、重み付け運転時間≧許容運転時間（判定基準）の場合に、運転者に休息を取るべき疲労がたまったと判定してもよい。
【００８０】
また、助言判定部２４は、式（１）から疲労度を算出し、疲労度と予め定めた判定閾値と比較して、疲労度≧判定閾値の場合に、運転者に休息を取るべき疲労がたまったと判定してもよい。図では判定閾値を「１５」としたが、これは全走行時間のうち１５％以上が高疲労道路の運転時間を占めることを意味する。例えば、連続運転時間６２００秒（約１０３分）の場合、９３０秒に相当する。すなわち、かかる判定方法でも、実施例１又は２と同程度の連続運転時間で、運転者に休息を取るべき疲労がたまったと判定することができる。
【００８１】
疲労があると判定すると運転者疲労度推定装置１００は、ディスプレイ１４及びスピーカ１５の少なくとも一方から「休息を取りましょう」等のメッセージを出力して運転者に助言する。なお、本実施例においても助言判定部２４は、助言する連続運転時間に助言最小値を設定している。したがって、この助言最小値未満で助言が発せられることはない。
【００８２】
〔動作手順〕
図１１は、運転者疲労度推定装置１００が運転者の疲労度に応じて休息を取るよう助言する手順を示すフローチャート図の一例である。図１１のフローチャート図は、例えばイグニッションがオンになるとスタートする。
【００８３】
イグニッションがオンになると連続運転時間計測部２１は連続運転時間の計測を開始する（Ｓ１０）。疲労度算出部２２は、高疲労道路を走行している場合に高疲労運転時間を計測し、高疲労運転時間と連続運転時間とから、疲労度を算出する（Ｓ２０）。
【００８４】
ついで、助言判定部２４は、疲労度が判定閾値以上か否かを判定する（Ｓ４２）。疲労度が判定閾値未満の場合（Ｓ４２のＮｏ）、運転者の疲労度は許容疲労度に到達していないとしてよいので、ステップＳ１０からの処理を繰り返す。
【００８５】
疲労度が判定基準以上の場合（Ｓ４２のＹｅｓ）、運転者の疲労度が許容疲労度に到達していると判定して、助言判定部２４はディスプレイ１４又はスピーカ１５の少なくとも一方から、運転者に休息するよう助言する（Ｓ５０）。
【００８６】
助言すると助言判定部２４は、連続運転時間をリセット（ゼロに戻す）するよう要求する（Ｓ６０）。このリセットにより、連続運転時間はゼロから再度計測されることになる。
【００８７】
以上説明したように、本実施例の運転者疲労度推定装置１００は、道路毎に高疲労道路か否かを判定することで、より正確かつ柔軟な疲労度を検出することができる。
【実施例４】
【００８８】
実施例１〜３の運転者疲労度推定装置１００では、高疲労地帯又は高疲労道路の運転により、いずれも許容運転時間よりも許容疲労度到達時間が短くなることになる。しかしながら、高疲労地帯又は高疲労道路の運転による疲労の蓄積は、快適な走行が継続すれば緩和されると考えられる（以下、高疲労地帯以外の道路又は高疲労道路以外の道路を低疲労道路という）。快適な走行とは、例えば、ステアリングの操作が少なかったり、アクセルやブレーキ操作の頻度が十分に少ない地帯又は道路を走行している場合であり、このような走行状況が低疲労道路に相当する。また、快適に運転しているのに休息を取ることを強制するとドライバビリティを低下させてしまう。
【００８９】
そこで、本実施例では、高疲労地帯又は高疲労道路を運転しても、低疲労道路が所定時間以上継続する場合、許容疲労度到達時間を許容運転時間までは延長しうる運転者疲労度推定装置１００について説明する。なお、運転者疲労度推定装置１００のブロック図は実施例１と同様であるので説明を省略する。
【００９０】
図１２（ａ）はナビＥＣＵ２０の機能ブロック図の一例を 図１２（ｂ）は、本実施例の疲労度の算出を模式的に説明する図の一例を、それぞれ示す。疲労度の算出は実施例１を例に説明するが、高疲労運転時間ａ〜ｃ秒を補正して疲労度を算出するので、実施例２の重み付け運転時間の算出にも同様に適用できる。また、本実施例では道路毎に高疲労道路か否かを判定するが、実施例１又は２と同様に疲労マップを参照して高疲労地帯か否かを判定してもよい。
【００９１】
〔疲労度の算出〕
本実施例の運転者疲労度推定装置１００は、低疲労道路を継続して運転した時間（以下、低疲労継続運転時間Ｔという）が十分に長ければ、直前の高疲労運転時間ａ〜ｃを、低疲労継続運転時間Ｔに続く疲労緩和時間αにより低減する。具体的には、疲労緩和時間αに１以下の定数Ｐをかけ、高疲労運転時間ａから減じる。定数Ｐは、例えば０．１〜０．５程度である。
【００９２】
低疲労継続時間判定部２８は低疲労道路を継続して運転する時間が低疲労継続運転時間Ｔより大となったか否かを判定し、低疲労継続運転時間Ｔより大となった場合、疲労度算出部２２に通知する。疲労度算出部２２は通知を受け、以下のように疲労度を算出する。 例えば、高疲労運転時間ａの高疲労道路を通過してから、高疲労運転時間ｂの高疲労道路に到達するまでの時間が、低疲労継続運転時間Ｔより大であるとすると、高疲労運転時間ａは、（ａ−Ｐ・α１）に低減される。高疲労運転時間ｂの高疲労道路を通過してから、高疲労運転時間ｃの高疲労道路に到達するまでの時間が、低疲労継続運転時間Ｔより大であるとすると、高疲労運転時間ｃは、（ａ−Ｐ・α２）に低減される。
【００９３】
一方、高疲労運転時間ｂの高疲労道路を通過してから、高疲労運転時間ｃの高疲労道路に到達するまでの時間が、低疲労継続運転時間Ｔ以下であるとすると、高疲労運転時間ｂは補正されない。
【００９４】
したがって、疲労度は次式で算出される。
疲労度 ＝ ｛（ａ−Ｐ・α１）＋ｂ＋（ｃ−Ｐ・α２）｝／ｔ ×１００ … （４）
例えば、Ｐ＝０．１とした場合、低疲労継続運転時間Ｔ経過後、高疲労運転時間の１０倍の時間、疲労緩和時間αが継続すると、高疲労運転時間がゼロとなる。
【００９５】
このように、低疲労継続運転時間Ｔより低疲労道路の運転が長く継続した場合にのみ、高疲労運転時間ａを低減でき、算出される疲労度を緩和することができる。式（４）によれば、低疲労継続運転時間Ｔに続く疲労緩和時間αが十分長ければ、疲労度をゼロにしうるので、式（２）により算出される許容疲労度到達時間 を
許容運転時間と等しくすることができる。また、このような考え方は、高疲労道路が連続するほど、運転者に疲労が蓄積しやすいという考え方に沿ったものとなる。
【００９６】
〔動作手順〕
図１３は、運転者疲労度推定装置１００が運転者の疲労度に応じて休息を取るよう助言する手順を示すフローチャート図の一例である。図１３のフローチャート図は、例えばイグニッションがオンになるとスタートする。
【００９７】
イグニッションがオンになると連続運転時間計測部２１は連続運転時間の計測を開始する（Ｓ１０）。また、低疲労継続時間判定部２８は、低疲労道路を継続して運転する運転時間が低疲労継続運転時間Ｔを超えているか否かを判定する（Ｓ１５）。
【００９８】
そして、疲労度算出部２２は、高疲労道路を走行している場合に高疲労運転時間を計測し、疲労緩和時間αに応じて高疲労運転時間を補正して、補正後の高疲労運転時間と連続運転時間とから、疲労度を算出する（Ｓ２０）。そして、判定基準変更部２３は、疲労度に応じて判定基準を変更する（Ｓ３０）。
【００９９】
ついで、助言判定部２４は、連続運転時間が判定基準以上か否かを判定する（Ｓ４０）。連続運転時間が判定基準未満の場合（Ｓ４０のＮｏ）、運転者の疲労度は許容疲労度に到達していないとしてよいので、ステップＳ１０からの処理を繰り返す。
【０１００】
連続運転時間が判定基準以上の場合（Ｓ４０のＹｅｓ）、運転者の疲労度が許容疲労度に到達していると判定して、助言判定部２４はディスプレイ１４又はスピーカ１５の少なくとも一方から、運転者に休息するよう助言する（Ｓ５０）。
【０１０１】
助言すると助言判定部２４は、連続運転時間をリセット（ゼロに戻す）するよう要求する（Ｓ６０）。このリセットにより、連続運転時間はゼロから再度計測されることになる。
【０１０２】
以上説明したように、本実施例の運転者疲労度推定装置１００は、実施例１〜３の効果に加え、許容疲労度到達時間を許容運転時間と等しくしうることで、運転時の実際の疲労を考慮したタイミングで休息するよう助言することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】運転者の疲労度と連続運転時間の関係を模式的に示す図の一例である。
【図２】運転者疲労度推定装置１００のブロック図の一例である。
【図３】高疲労地帯を示す道路地図を模式的に説明する図の一例である。
【図４】ナビＥＣＵの機能ブロック図の一例である（実施例１）。
【図５】走行済み道路情報の一例を示す図である。
【図６】疲労度の算出を模式的に説明する図の一例である。
【図７】運転者疲労度推定装置が運転者の疲労度に応じて休息を取るよう助言する手順を示すフローチャート図の一例である（実施例１）。
【図８】ナビＥＣＵの機能ブロックの一例、重み付け運転時間の算出を模式的に説明する図の一例である（実施例２）。
【図９】運転者疲労度推定装置が運転者の重み付け運転時間に応じて休息を取るよう助言する手順を示すフローチャート図の一例である（実施例２）。
【図１０】ナビＥＣＵの機能ブロックの一例、疲労度の算出を模式的に説明する図の一例である（実施例３）。
【図１１】運転者疲労度推定装置が運転者の疲労度に応じて休息を取るよう助言する手順を示すフローチャート図の一例である（実施例３）。
【図１２】ナビＥＣＵの機能ブロックの一例、疲労度の算出を模式的に説明する図の一例である（実施例４）。
【図１３】運転者疲労度推定装置が運転者の疲労度に応じて休息を取るよう助言する手順を示すフローチャート図の一例である（実施例４）。
【符号の説明】
【０１０４】
１３ 地図ＤＢ
１４ ディスプレイ
１５ スピーカ
２０ ナビＥＣＵ
２１ 連続運転時間計測部
２２ 疲労度算出部
２３ 判定基準変更部
２４ 助言判定部
２５ 初走行道路判定部
２６ 重み付け運転時間算出部
２７ 高疲労道路判定部
２８ 低疲労継続時間判定部
１００ 運転者疲労度推定装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の運転者の疲労を推定する運転者疲労度推定装置及び運転者疲労度推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
運転者の疲労が車両操作に悪影響を及ぼさないよう一般には連続運転時間に目安が設けられており、例えば２時間〜４時間連続して運転した場合には休息を取ることが推奨されている。この休息を取るべきタイミングであることを運転者に報知するため、例えばナビゲーション装置は、所定時間毎に画像と音声で休息の取得を促すメッセージを提供することができるようになっている。
【０００３】
この所定時間の間、運転者が常に運転しているとは限らないので、運転者の疲労をより正確に把握する指標が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１には、車両が走行している時間のみを連続運転時間に計上する連続運転警告装置が記載されている。
【０００４】
しかしながら、連続運転時間は、運転者の疲労に大きな影響を及ぼす要因ではあるものの、運転者の疲労は連続運転時間のみに依存するものでないことが知られている。この点について、生理データを用いて運転者の疲労を検出する精神状態検出装置が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。特許文献２記載の精神状態検出装置は、ナビゲーション装置から取得された走行継続時間及び走行道路情報等の情報を、計測された運転者の心拍数に乗算して運転者の疲労度を推定する。
【０００５】
また、目的地までの経路における信号機の数、カーブ情報、渋滞情報及び右左折回数、に基づき運転者の疲労を予測するナビゲーション装置が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。特許文献３記載のナビゲーション装置によれば、運転者の疲労に影響を及ぼしやすい渋滞度や右左折の数から疲労の少ない経路を選択することができる。
【特許文献１】特開平５−６７２６３号公報
【特許文献２】特許第３５１２４９３号公報
【特許文献３】特開２００６−１７６７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２記載の運転精神状態検出装置では、運転者の疲労度を測定するために心拍等を検出する必要があるため、コスト増や車両重量増をもたらすという問題がある。また、特許文献２記載の運転精神状態検出装置は、連続運転時間との関係が考慮されていないので、上記の所定時間（２〜４時間程度）よりも極端に短い時間又は長い時間で、休息を取るよう助言されるおそれがある。
【０００７】
また、特許文献３記載のナビゲーション装置は、信号機の数、カーブ情報、渋滞情報及び右左折回数から疲労を検出するが、これ以外の運転者の疲労に大きな影響を与える要因が考慮されていないという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑み、コスト増を抑制して運転者が疲労したか否かをより正確に判定し、また、運転者の疲労をより正確に検出することができる運転者疲労度推定装置及び運転者疲労度推定方法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】
【０００９】
上記課題に鑑み、本発明は、連続運転時間が許容運転時間を超えると、運転者の疲労軽減措置を行う運転者疲労度推定装置において、地域ごとに高疲労地域を登録した疲労マップを記憶する疲労マップ記憶手段と、疲労マップを参照して決定した、高疲労地域を運転した高疲労運転時間に応じて疲労度を算出する疲労度算出手段と、疲労度算出手段が算出した疲労度に応じて、許容運転時間を変更する基準変更手段と、連続運転時間が許容運転時間を超えると運転者の疲労軽減措置を行うタイミングであると判定する判定手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、走行した地域に応じて疲労度を算出し、疲労度に応じて連続運転時間と比較される許容運転時間を変更するので、走行した地域に応じて疲労したか否かを正確に判定できるようになる。
【００１１】
また、本発明の一形態において、運転者が運転に慣れた道路か否かを道路毎に登録した走行済み道路情報を参照し、運転に慣れてない道路を走行したことを検出する初走行道路判定手段を有し、初走行道路判定手段が運転に慣れてない道路を走行したことを検出した場合、疲労度算出手段は、該道路を運転した時間を前記高疲労運転時間に計上する、ことを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、初めて通る道路などを高疲労運転時間に計上するので、運転者の疲労度をより正確に検出することができる。
【発明の効果】
【００１３】
コスト増を抑制して運転者が疲労したか否かをより正確に判定し、また、運転者の疲労をより正確に検出することができる運転者疲労度推定装置及び運転者疲労度推定方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。
【００１５】
〔疲労の考え方〕
始めに、本実施形態の運転者疲労度推定装置１００における、疲労の考え方について説明する。図１（ａ）は運転者の疲労と連続運転時間の関係を模式的に示す図の一例である。運転者の疲労の大きさを疲労度と称すれば、一般には運転者の疲労度は連続運転時間で規定され、連続運転時間が所定時間（例えば、２時間。以下、許容運転時間という）になると許容疲労度に到達し休息が必要になったと判断される。このように許容疲労度を一律に設定した場合、図示するように運転時間に対し一様に比例して運転者の疲労度は増大することになる。
【００１６】
しかしながら、運転者の疲労度は、走行する走行状況に大きく影響されると考えられる。図１（ｂ）は、運転者の疲労度が大きく増大しやすい走行状況の一例を示す。例えば、渋滞した道路では先行車両との車間距離に応じてアクセル操作及びブレーキ操作を繰り返す必要があり、立体道路では進路の判断や車線変更、他車両の割込み等が頻発し、また、都市部では信号機による停止・発進の繰り返しや信号待ち、歩行者の横断待ち等が頻発する。このため、図１（ｂ）に示したような走行状況では運転者は疲労を感じやすく、疲労度が増大しやすいと考えられる。
【００１７】
これに対し、田園地帯や山間部（カーブの少ない）等では、運転者は疲労を感じにくく、運転者の疲労度は時間に対し一様に比例して増大するとしてよい。
【００１８】
したがって、渋滞等の疲労度が増大しやすい走行状況（以下、高疲労地帯という）と、田園地帯等の疲労度が増大しにくい走行状況（以下、低疲労地帯という）とが、混在する領域を走行した場合、図１（ａ）に示すよう、高疲労地帯で疲労度が大きく増大し（傾きが大きくなり）、許容運転時間になる前に運転者の疲労度が許容疲労度を超えることになる（以下、運転者の疲労度が許容疲労度を超えた時間を許容疲労度到達時間という）。
【００１９】
本実施形態の運転者疲労度推定装置１００は、運転者の疲労度が許容疲労度を超えた時に、運転者の疲労軽減措置を行う。
【００２０】
具体的には後述するが、高疲労地帯の疲労度の増大のしやすさが同じであるとすると、連続運転時間の減少分（許容運転時間−許容疲労度到達時間）は、高疲労地帯を走行した時間に応じて定まるとしてよい。
【００２１】
そこで、運転者疲労度推定装置１００は、全走行時間における高疲労地帯の走行時間の割合を算出し、この割合に応じて許容疲労度到達時間を算出する。したがって、全走行時間における高疲労地帯の走行時間の割合に応じて、見かけ上の許容運転時間が減少することになる。
【００２２】
なお、疲労軽減措置とは、例えば、休息を取るように助言すること、芳香剤の香りを車内に漂わせること、クラシック音楽を流すこと、パーキングエリアまでの経路を案内すること等、運転者の疲労を軽減する種々の措置をいう。疲労軽減措置は各運転者に共通でなくてもよく、各運転者が所望の疲労軽減措置を設定しておくことができる。以下では、休息を取るように助言することを例に説明する。
【００２３】
〔運転者の疲労度に初走行道路が与える影響〕
ところで、上記の渋滞した道路、立体道路、都市部の他に、運転者が初めて走行する道路（以下、初走行道路という）も運転者に大きな疲労を感じさせる。これは運転者が先の状況を予測できないため、急な操舵や車線変更などの車両操作が必要であったり、精神的なプレッシャーによるものであると考えられる。本実施形態の運転者疲労度推定装置１００は、この初走行道路を検出して、高疲労地帯と同様に扱うことで、より正確に運転者の疲労度を検出することを可能にする。
【実施例１】
【００２４】
図２は、運転者疲労度推定装置１００のブロック図の一例を示す。運転者疲労度推定装置１００は、所定のＥＣＵ(Electronic Control Unit）により制御されるが、図２ではナビゲーション装置との親和性を考慮してナビＥＣＵ２０が運転者疲労度推定装置１００を制御するものとした。車載されるＥＣＵであればどのＥＣＵが運転者疲労度推定装置１００を制御してもよい。
【００２５】
ナビＥＣＵ２０は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載ＬＡＮや専用線を介してＧＰＳ（Global Positioning System）受信機１１、ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System）受信機１２、地図ＤＢ（Data Base）１３、ディスプレイ１４及びスピーカ１５が接続されている。
【００２６】
ＧＰＳ受信機１１は、複数のＧＰＳ衛星からの電波の到達時間に基づき車両の位置（緯度・経度・標高）を決定する。また、図示しないが、ナビＥＣＵ２０は、車速センサから車速情報を、ジャイロセンサから進行方向情報をそれぞれ受信しており、ＧＰＳ受信機１１が検出した位置を基準に、ジャイロセンサが検出する進行方向に車速情報に含まれる走行距離を累積して、車両の位置を高精度に推定する。なお、車速センサは、例えば、車両の各輪に備えられたロータの円周上に定間隔で設置された凸部が通過する際の磁束の変化をパルスとして計測して、単位時間あたりのパルス数に基づき各輪毎に車輪速を計測する。ジャイロセンサは、例えばマイクロマシニングで形成された震動片型ジャイロセンサであり、コリオリ力の作用により変化する震動片（電極間）の距離に基づき、車両がヨーイング方向又はピッチング方向に回転する時の角速度を検知する。
【００２７】
ＶＩＣＳ受信機１２は、ＶＩＣＳセンタが配信するＶＩＣＳ情報を受信する。ＶＩＣＳセンタは、ＦＭ多重放送、光ビーコン及び電波ビーコンの３つのメディアでＶＩＣＳ情報を配信する。ＶＩＣＳ受信機１２は、ＦＭ放送に多重された電波、電波ビーコン及び光ビーコンを復調しベースバンド信号に戻した後、信号処理して元のデジタル信号に復号することでＶＩＣＳ情報を受信する。それぞれのメディア毎に、配信するＶＩＣＳ情報の種類やカバーするエリアが異なるが、ＶＩＣＳ情報は、例えばＶＩＣＳセンターが区分したＶＩＣＳリンクに対応づけられた、渋滞情報、リンク旅行時間、交通規制情報、駐車場情報、等である。本実施形態では、車両が走行した道路の混雑状態を疲労度を算出するための一要因とするので、ＶＩＣＳ情報のうち混雑に関わる渋滞情報やリンク旅行時間を抽出する。
【００２８】
また、ナビＥＣＵ２０は、ＶＩＣＳだけでなくプローブカーセンタ（プローブカーから収集したプローブ情報から交通情報を生成し配信するサーバ）から交通情報を受信してもよい。ＶＩＣＳセンタが配信するＶＩＣＳ情報は主要な幹線道路のものに限られているのに対し、プローブカーセンタが配信する交通情報は車両が通行する道路を全て含みうるので、より広範囲の渋滞情報を受信できる。
【００２９】
地図ＤＢ１３はハードディスクやフラッシュメモリなどで構成され、道路網を形成するための道路地図情報が記憶されている。道路地図情報は、実際の道路網に対応したノードと、ノードとノードを結ぶリンクとを対応づけるテーブル状のデータベースである。ノードテーブルは、ノードの番号、座標、そのノードから流出するリンク数及びそれらのリンク番号を有する。また、リンクテーブルは、リンクの番号、リンクを構成する始点ノードと終点ノード、リンク長、ノードに対する方位を有する。ノード番号及びリンク番号は、互いに重複しないように定められており、ノード番号とリンク番号をそれぞれ辿ることで道路網が形成される。なお、地図ＤＢ１３には、各道路毎に一般道、高速道路等の道路種別、及び、ガソリンスタンド等の施設情報（ポイントデータ）が記憶されている。
【００３０】
そして、本実施例の地図ＤＢ１３には高疲労地帯が記憶されている。図３（ａ）は、高疲労地帯を示す道路地図を模式的に説明する図である。図示するように、道路地図を緯度・経度線でメッシュ状に分割し、各メッシュ毎に高疲労地帯か低疲労地帯かが登録されている（以下、疲労マップという）。図では、斜線部が高疲労地帯である。したがって、車両の位置を疲労マップに当てはめることで、高疲労地帯を走行しているのか低疲労地帯を走行しているのかを判別できる。なお、図示するようなメッシュ状の区分は、国土をメッシュ状に分割して扱うために定められた1次メッシュ〜3次メッシュと同じ区分を利用することができる。疲労マップは予め地図ＤＢ１３に記憶されていてもよいし、所定のサーバからダウンロードしてもよい。
【００３１】
ところで、立体道路のような敷設物は一年中（常に）疲労度を増大させる走行状況となるので疲労マップ上に固定であるが、渋滞地域はある程度固定的であるものの時間と共に遷移するし、都市部が高疲労地帯であるのは昼間の混雑を考慮したものであるので夜間は高疲労地帯とは限らない。また、逆に、低疲労地帯の田園部は、夜間になると敷設された照明の数が少ないなどの理由で高疲労地帯になることがあり、同様に、山間部は、雨天や積雪があると極端に走行しにくくなり高疲労地帯となることがある。また、週末になると必ず渋滞する地域があったり、夏季や冬季になるとレジャーの旅行者のため渋滞する地域がある。
【００３２】
したがって、疲労マップは固定でなく、時間帯、曜日、季節、天候、等に応じてそれぞれ切り替えて使用することが好ましい。なお、渋滞地域はＶＩＣＳ情報等により随時更新できるので、予め疲労マップに記憶していなくてもよく、交通情報を取得する度に疲労マップに反映すればよい。
【００３３】
図３（ｂ）は、時間帯等に応じてそれぞれ定められた疲労マップの一例を示す。かかる疲労マップを参照することにより運転者疲労度推定装置１００は、車両がそのメッシュを通過する時間帯や天候等に応じて、高疲労地帯か低疲労地帯かを柔軟に判定することができる。
【００３４】
図３（ａ）又は（ｂ）の如き疲労マップは、高疲労地帯になりうる立体道路などの道路形状、山間部などの地域をメッシュ毎に道路地図情報から読み出しておき、時間帯、曜日、季節、天候に応じて、それぞれのメッシュが高疲労地帯か低疲労地帯かを決定することで生成できる。
【００３５】
高疲労地帯となりうる道路形状や地域は、例えば、次のようなものである。
・立体道路
・複雑な交差点（例えば、４つ以上の道路が連結）
・急カーブ（例えば、事故多発地帯、所定の曲率半径以上）
・連続したカーブ
・山間部
・臨海部
いずれも、地図ＤＢ１３に記憶された道路地図情報から読み出すことができる。このうち、立体道路、複雑な交差点、急カーブ、及び、連続したカーブを含むメッシュは常に高疲労地帯として疲労マップに登録される。また、山間部を含むメッシュは、夜間や降雪時には高疲労地帯として疲労マップに登録され、臨海部を含むメッシュは、雨天時には高疲労地帯として疲労マップに登録される。
【００３６】
図２戻り、ディスプレイ１４は、タッチパネルを搭載した液晶や有機ＥＬなどのフラットパネルディスプレイであり、例えばセンタークラスタや２ＤＩＮ収納部に収納されている。また、スピーカ１５はアンプで増幅された音声を出力する音声の出力部であり、例えばドアの内部に開口部を車室側に向けて配置されている。ディスプレイ１４及びスピーカ１５は、運転者に許容疲労度到達時間になったことを報知するユーザインターフェイスとなる。なお、ディスプレイ１４はタッチパネルを有し、ディスプレイ１４の周囲やリモコン、音声入力部等と共に、乗員が操作を入力する入力部となる。
【００３７】
〔疲労度の算出〕
図４は、ナビＥＣＵ２０の機能ブロック図の一例を示す。ナビＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、入出力インターフェイス、レジスタ、メモリ、及びＣＡＮインターフェイス等を備えたコンピュータの一形態である。そして、ＣＰＵがメモリに記憶されたプログラムを実行するか、又は、ＡＳＩＣ等のハードウェアにより実現される、連続運転時間計測部２１、疲労度算出部２２、判定基準変更部２３、助言判定部２４及び初走行道路判定部２５を有する。
【００３８】
連続運転時間計測部２１は、例えばＩＧ（イグニッション）スイッチがオンされると連続運時間の計測を開始する。車速が所定値以上の場合にのみ連続運転時間に運転時間を計上してもよい。なお、「連続」運転時間であるので、例えばＩＧがオフにされると連続運転時間は初期化（ゼロになり）され、次にＩＧがオンになるとゼロから連続運転時間の計測を再開する。
【００３９】
・初走行道路の検出
初走行道路は、原則的に、過去に走行したことのある道路以外の道路である。ナビＥＣＵ２０は、自車両の位置をマップマッチングにより道路地図上の道路（リンク）に対応づけているので、走行している道路、すなわち走行したことのある道路については既知となる。
【００４０】
ところで、過去に走行した道路であっても、その後長い間走行しない道路は、運転者の慣れと言う点から判定すると初走行道路として扱うべきである。このため、本実施例では、道路毎に、走行の有無だけでなく走行日を記録し、走行日から所定期間が経過した道路は初走行道路とみなす。
【００４１】
図５は、走行済み道路情報の一例を示す図である。走行済み道路情報は、例えば地図ＤＢ１３のリンクテーブルに記録される。初走行道路判定部２５は、走行した道路のリンク番号に対応づけて走行した走行日を記録する。
【００４２】
また、走行済み道路情報にはその道路を過去に走行した回数が登録されている。初走行道路判定部２５は、同じ道路を走行する毎に回数を１つずつ増大させ、かつ、最後の走行日から例えば数ヶ月経過すると１つずつ減少させる。このような計算により、運転者の学習の程度に相関する回数を記録することができる。また、走行済み道路情報に登録されていない道路は、走行したことがないか、走行したことがあっても走行してから数ヶ月以上経過している道路、言い換えれば運転に慣れていない道路となる。
【００４３】
なお、走行した回数が大きい道路は、運転者が十分に走行状況を学習したとしてよいので、所定以上の回数（例えば、２０回）走行した道路は、最後に走行した日から数ヶ月経過しても走行済み道路情報から消去しないように定めてもよい。これにより、例えば、自宅の周辺や勤務先までの道路のように、極めて頻繁に走行する道路については、長期の出張等により最後に走行した日から数ヶ月が経過しても初走行道路と判定されることを防止できる。
【００４４】
車両の走行中、初走行道路判定部２５は、道路毎に走行済み道路情報を参照して、初走行道路か否かの判定結果を疲労度算出部２２に通知する。
【００４５】
なお、本実施例では、道路毎に走行済みか否かを判定することとしたが、走行したことのない道路が含まれるメッシュを高疲労地帯として疲労マップに登録してもよい。メッシュの一部の道路を走行したことがある場合そのメッシュを高疲労地帯とするか否かは、例えば、そのメッシュの全道路数のうち走行したことのない道路が半数以上であれば、高疲労地帯とする。このように疲労マップに登録することで、初走行道路を走行状況と同様に扱うことができるようになる。
【００４６】
疲労度算出部２２は、全走行時間における高疲労地帯の運転時間（以下、高疲労運転時間という）の割合から疲労度を算出する。したがって、疲労度算出部２２は、運転中、車両の位置に照らし合わせて疲労マップを参照し、高疲労地帯を走行している場合には、高疲労運転時間を計測する。
【００４７】
同様に、疲労度算出部２２は、初走行道路判定部２５の通知に従い、初走行道路を運転中は高疲労運転時間を計測する。高疲労地帯と初走行道路が重複する場合は、いずれか一方の高疲労運転時間を計測すればよいが、高疲労地帯と初走行道路が重複することで疲労度がより増大しやすいことを考慮して、初走行道路の運転時間と高疲労地帯の運転時間を高疲労運転時間に重複して計上してもよい。
【００４８】
図６は、疲労度の算出を模式的に説明する図の一例である。図６では、連続運転時間ｔのうち、ａ秒、ｂ秒、ｃ秒が高疲労運転時間である。この場合の疲労度は、次式で定義される（この疲労度は図１の疲労度と厳密に一致するものではない。）。
疲労度 ＝ （ａ＋ｂ＋ｃ）／ｔ ×１００ … （１）
例えば、連続運転時間ｔが５４００秒（９０分）、ａ＝６００秒、ｂ＝３００秒、ｃ＝１００秒の場合、疲労度は１８．５と算出される。
【００４９】
〔判定基準の変更〕
判定基準変更部２３は、疲労度に応じて判定基準（図１の許容運転時間）を可変に変更する。図１にて説明したように、許容運転時間（例えば、２時間）が、連続運転が許容される最大時間である。本実施例では、この許容運転時間を判定基準の一態様として、許容運転時間を疲労度に応じて変更する。許容運転時間は、疲労度に応じて短くなると考えられるので、例えば疲労度に応じた比率だけ許容疲労度到達時間を短くする。
許容疲労度到達時間 ＝
許容運転時間 × （１− 疲労度／１００） …（２）
したがって、疲労度が１８．５、許容運転時間が１２０分（２時間）の場合、許容疲労度到達時間は９７．８分となる。このような許容疲労度到達時間の算出により、疲労度に応じて許容できる運転時間を決定でき、運転者が疲労しているか否かを判定できるようになる。
【００５０】
なお、（２）式は一例であるので、例えば、疲労度を少なく（１／２〜１／３程度）して、疲労度が許容疲労度到達時間に与える影響を低減してもよいし、疲労度を大きく（１．１〜２倍程度）して、疲労度が許容疲労度到達時間に与える影響を増大してもよい。
【００５１】
〔疲労の有無の判定〕
助言判定部２４は、判定基準変更部２３が変更した許容運転時間と、連続運転時間を比較して、連続運転時間≧許容運転時間（判定基準）の場合に、運転者に休息を取るべき疲労がたまったと判定する。これにより、ディスプレイ１４及びスピーカ１５の少なくとも一方から「休息を取りましょう」等のメッセージを出力して運転者に助言することができる。
【００５２】
なお、助言判定部２４は、助言する連続運転時間に助言最小値を設定している。運転開始当初から高疲労地帯のみを走行すると、許容疲労度到達時間がゼロになってしまうなど、連続して運転しうる時間が極端に短くなってしまうからである。このため、例えば、連続運転時間に助言最小値（例えば、６０分〜９０分）を定めておき、連続運転時間が助言最小値を超えた場合にのみ、判定基準変更部２３が変更した許容運転時間（判定基準）と連続運転時間を比較する。したがって、この助言最小値未満で助言が発せられることはない。
【００５３】
〔動作手順〕
図７は、運転者疲労度推定装置１００が運転者の疲労度に応じて休息を取るよう助言する手順を示すフローチャート図の一例である。図７のフローチャート図は、例えばイグニッションがオンになるとスタートする。
【００５４】
イグニッションがオンになると連続運転時間計測部２１は連続運転時間の計測を開始する（Ｓ１０）。また、疲労度算出部２２は、高疲労地帯又は初走行道路のいずれかを走行している場合に高疲労運転時間を計測し、高疲労運転時間と連続運転時間とから式（１）により疲労度を算出する（Ｓ２０）。そして、判定基準変更部２３は、式（２）を用いて疲労度に応じて許容運転時間（判定基準）を変更する（Ｓ３０）。
【００５５】
ついで、助言判定部２４は、連続運転時間が判定基準以上か否かを判定する（Ｓ４０）。連続運転時間が判定基準未満の場合（Ｓ４０のＮｏ）、運転者の疲労度は許容疲労度に到達していないとしてよいので、ステップＳ１０からの処理を繰り返す。
【００５６】
連続運転時間が判定基準以上の場合（Ｓ４０のＹｅｓ）、運転者の疲労度が許容疲労度に到達していると判定して、助言判定部２４はディスプレイ１４又はスピーカ１５の少なくとも一方から、運転者に休息するよう助言する（Ｓ５０）。
【００５７】
助言すると助言判定部２４は、連続運転時間をリセット（ゼロに戻す）するよう連続運転時間計測部２１に要求する（Ｓ６０）。このリセットにより、連続運転時間はゼロから再度計測されることになる。
【００５８】
以上説明したように、本実施例の運転者疲労度推定装置１００は、走行した地域に応じて疲労しているか否かの判定基準を可変にすることができるので、疲労度に影響を与える走行状況を考慮して、正確な疲労判定を行うことができる。また、初めて運転する初走行道路が運転者の疲労度を増大させることを考慮して疲労度を算出するので、より正確な疲労度の算出が可能となる。
【実施例２】
【００５９】
実施例１では運転者が疲労しているか否かの判定基準を変更したが、本実施例では判定基準を変更することなく、連続運転時間の算出方法を変更することで、走行状況に応じて正確な疲労判定を行う運転者疲労度推定装置１００について説明する。なお、運転者疲労度推定装置１００のブロック図は実施例１と同様であるので説明を省略する。
【００６０】
図８（ａ）はナビＥＣＵ２０の機能ブロックの一例を、図８（ｂ）は本実施例の重み付け運転時間の算出を模式的に説明する図の一例である。図８（ａ）に示すように、本実施例のナビＥＣＵ２０は判定基準変更部２３を有さず、また、疲労度算出部２２の代わりに重み付け運転時間算出部２６を有する。
【００６１】
〔重み付け運転時間の算出〕
重み付け運転時間算出部２６は、高疲労地帯及び初走行道路を走行している運転時間に重み付けする。例えば図８（ｂ）では、ａ秒、ｂ秒、ｃ秒が高疲労地帯及び初走行道路を走行している高疲労運転時間であるが、重み付け運転時間算出部２６は、ａ秒、ｂ秒及びｃ秒に重みづけする。
【００６２】
具体的には、例えば、高疲労地帯及び初走行道路を走行している場合、高疲労運転時間をK倍（高疲労運転時間×Ｋ）すればよい。重み付け係数Ｋは１より大きい値で、例えば１．１〜４．０の間の値に定めることができる。
【００６３】
連続運転時間６２００秒（約１０３分）のうち、実施例１と同様にａ秒、ｂ秒、ｃ秒の合計が１０００秒であるとすると、重み付け運転時間は次のように算出できる。
重み付け運転時間＝５２００＋１０００×K
ここで、重み付け係数Ｋ＝２とすると、重み付け運転時間＝７２００秒（１２０分）となるので、重み付け係数Ｋ＝２とすれば連続運転時間が６２００秒になると許容運転時間を超えることになり、実施例１と同程度の連続運転時間で休息を取るよう助言することができる。
【００６４】
このように本実施例の重み付け運転時間算出部２６は、高疲労地帯又は初走行道路を走行している場合、高疲労運転時間×重み付け係数Ｋを、高疲労地帯又は初走行道路を走行している高疲労運転時間とする。
【００６５】
なお、連続運転時間には高疲労地帯又は初走行道路を運転した時間が含まれているので、連続運転時間から高疲労地帯又は初走行道路を運転した時間を除いた低疲労運転時間を算出することが好ましい。これにより、重み付け運転時間の算出が容易になる。
重み付け運転時間＝低疲労運転時間 ＋ 高疲労運転時間×重み付け係数Ｋ …（３）
重み付け係数Ｋは、高疲労地帯又は初走行道路で可変に設定でき、さらに、高疲労地帯を細分化して立体道路や渋滞した道路等で重み付け係数Ｋを可変に設定できるので、より柔軟に運転者の重み付け運転時間を算出することができる。また、初走行道路でない道路（走行済み道路情報に登録された道路）であっても、最後に走行した日時からの経過時間又は過去に走行した回数に応じて重み付け係数Ｋを設定することができる。
【００６６】
〔疲労の有無の判定〕
そして、本実施例の助言判定部２４は、重み付け運転時間と許容運転時間とを比較して、重み付け運転時間≧許容運転時間 となると、運転者の疲労度が許容疲労度に到達していると判定する。
【００６７】
本実施例では、高疲労地帯又は初走行道路を走行するほど直接的に許容される連続運転時間が短くなるので、例えば算出された重み付け運転時間をそのまま運転者に提供しても、運転者にとって理解の容易な指標となる。
【００６８】
〔動作手順〕
図９は、運転者疲労度推定装置１００が運転者の重み付け運転時間に応じて休息を取るよう助言する手順を示すフローチャート図の一例である。図９のフローチャート図は、例えばイグニッションがオンになるとスタートする。
【００６９】
イグニッションがオンになると連続運転時間計測部２１は連続運転時間の計測を開始する（Ｓ１０）。また、重み付け運転時間算出部２６は、高疲労地帯又は初走行道路のいずれかを走行している場合に高疲労運転時間を計測し、低疲労地帯を走行している場合は低疲労運転時間を、それぞれ計測する（Ｓ２１）。そして、重み付け運転時間算出部２６は、式（３）から重み付け運転時間を算出する（Ｓ３０）。
【００７０】
ついで、助言判定部２４は、重み付け運転時間が許容運転時間（判定基準）以上か否かを判定する（Ｓ４１）。重み付け運転時間が判定基準未満の場合（Ｓ４１のＮｏ）、運転者の疲労度は許容疲労度に到達していないとしてよいので、ステップＳ１０からの処理を繰り返す。
【００７１】
重み付け運転時間が判定基準以上の場合（Ｓ４１のＹｅｓ）、運転者の疲労度が許容疲労度に到達していると判定して、助言判定部２４はディスプレイ１４又はスピーカ１５の少なくとも一方から、運転者に休息するよう助言する（Ｓ５０）。
【００７２】
助言すると助言判定部２４は、連続運転時間をリセット（ゼロに戻す）するよう要求する（Ｓ６０）。このリセットにより、連続運転時間はゼロから再度計測されることになる。
【００７３】
以上説明したように、本実施例の運転者疲労度推定装置１００は、実施例１の効果に加え、運転者にとって理解の容易な指標により、運転者が疲労したか否かを判定することを可能にする。
【実施例３】
【００７４】
実施例１及び２では、運転者疲労度推定装置１００が予め疲労マップを予め記憶していることとしたが、本実施例では走行時に疲労度を増大させやすい道路か否かを判定しながら、疲労度を算出する運転者疲労度推定装置１００について説明する。なお、運転者疲労度推定装置１００のブロック図は実施例１と同様であるので説明を省略する。
【００７５】
図１０（ａ）はナビＥＣＵ２０の機能ブロックの一例を、図１０（ｂ）は本実施例の疲労度の算出を模式的に説明する図の一例である。なお、図１０（ａ）において図４と同一部には同一の符号を付しその説明は小略する。
【００７６】
図１０（ａ）に示すように、本実施例のナビＥＣＵ２０は、判定基準変更部２３を有さず、また、初走行道路判定部２５の代わりに高疲労道路判定部２７を有する。高疲労道路判定部２７は、車両の位置情報に基づき地図ＤＢ１３を参照しながら、道路（リンク）毎に高疲労をもたらす高疲労道路、例えば混雑状態、立体道路の有無、複雑な交差点の有無、急カーブの有無、連続したカーブの有無、及び、初走行道路か否か、を判定する。判定の方法や基準は実施例１と同様であるが、本実施例では実際に走行して高疲労道路か否かを判定するので、急カーブの有無を、例えば操舵角センサが検出する操舵角、ヨーレート等から判定することができる。また、メッシュのように広範囲にわたって高疲労をもたらすかどうかを定めた疲労マップでなく、道路毎に高疲労か否かを判定するので、より正確な疲労度が検出可能となる。
【００７７】
そして、疲労度算出部２２は、実施例１と同様に、全走行時間における高疲労道路の運転時間の割合から疲労度を算出する。したがって、疲労度算出部２２は、高疲労道路判定部２７の通知に従い、高疲労道路を運転中は高疲労運転時間を計測する。図１０（ｂ）では、連続運転時間ｔのうち、ａ秒、ｂ秒、ｃ秒が高疲労運転時間である。疲労度の算出式は式（１）と同じである。
【００７８】
また、道路毎に高疲労道路か否かを判定するので、実施例２と同様に道路毎に高疲労運転時間に重み付けすることも可能である。したがって、より正確な疲労度を検出可能なだけでなく、道路毎に重み付け係数Ｋを変えることができ、柔軟に重み付け運転時間を算出することができる。
【００７９】
〔疲労の有無の判定〕
本実施例の助言判定部２４においても、実施例１の式（１）から算出された疲労度を式（２）に適用して判定基準を変更し、連続運転時間≧許容疲労度到達時間（判定基準）の場合に、運転者に休息を取るべき疲労がたまったと判定できる。また、実施例２と同様に、式（３）から重み付け運転時間を算出し、重み付け運転時間≧許容運転時間（判定基準）の場合に、運転者に休息を取るべき疲労がたまったと判定してもよい。
【００８０】
また、助言判定部２４は、式（１）から疲労度を算出し、疲労度と予め定めた判定閾値と比較して、疲労度≧判定閾値の場合に、運転者に休息を取るべき疲労がたまったと判定してもよい。図では判定閾値を「１５」としたが、これは全走行時間のうち１５％以上が高疲労道路の運転時間を占めることを意味する。例えば、連続運転時間６２００秒（約１０３分）の場合、９３０秒に相当する。すなわち、かかる判定方法でも、実施例１又は２と同程度の連続運転時間で、運転者に休息を取るべき疲労がたまったと判定することができる。
【００８１】
疲労があると判定すると運転者疲労度推定装置１００は、ディスプレイ１４及びスピーカ１５の少なくとも一方から「休息を取りましょう」等のメッセージを出力して運転者に助言する。なお、本実施例においても助言判定部２４は、助言する連続運転時間に助言最小値を設定している。したがって、この助言最小値未満で助言が発せられることはない。
【００８２】
〔動作手順〕
図１１は、運転者疲労度推定装置１００が運転者の疲労度に応じて休息を取るよう助言する手順を示すフローチャート図の一例である。図１１のフローチャート図は、例えばイグニッションがオンになるとスタートする。
【００８３】
イグニッションがオンになると連続運転時間計測部２１は連続運転時間の計測を開始する（Ｓ１０）。疲労度算出部２２は、高疲労道路を走行している場合に高疲労運転時間を計測し、高疲労運転時間と連続運転時間とから、疲労度を算出する（Ｓ２０）。
【００８４】
ついで、助言判定部２４は、疲労度が判定閾値以上か否かを判定する（Ｓ４２）。疲労度が判定閾値未満の場合（Ｓ４２のＮｏ）、運転者の疲労度は許容疲労度に到達していないとしてよいので、ステップＳ１０からの処理を繰り返す。
【００８５】
疲労度が判定基準以上の場合（Ｓ４２のＹｅｓ）、運転者の疲労度が許容疲労度に到達していると判定して、助言判定部２４はディスプレイ１４又はスピーカ１５の少なくとも一方から、運転者に休息するよう助言する（Ｓ５０）。
【００８６】
助言すると助言判定部２４は、連続運転時間をリセット（ゼロに戻す）するよう要求する（Ｓ６０）。このリセットにより、連続運転時間はゼロから再度計測されることになる。
【００８７】
以上説明したように、本実施例の運転者疲労度推定装置１００は、道路毎に高疲労道路か否かを判定することで、より正確かつ柔軟な疲労度を検出することができる。
【実施例４】
【００８８】
実施例１〜３の運転者疲労度推定装置１００では、高疲労地帯又は高疲労道路の運転により、いずれも許容運転時間よりも許容疲労度到達時間が短くなることになる。しかしながら、高疲労地帯又は高疲労道路の運転による疲労の蓄積は、快適な走行が継続すれば緩和されると考えられる（以下、高疲労地帯以外の道路又は高疲労道路以外の道路を低疲労道路という）。快適な走行とは、例えば、ステアリングの操作が少なかったり、アクセルやブレーキ操作の頻度が十分に少ない地帯又は道路を走行している場合であり、このような走行状況が低疲労道路に相当する。また、快適に運転しているのに休息を取ることを強制するとドライバビリティを低下させてしまう。
【００８９】
そこで、本実施例では、高疲労地帯又は高疲労道路を運転しても、低疲労道路が所定時間以上継続する場合、許容疲労度到達時間を許容運転時間までは延長しうる運転者疲労度推定装置１００について説明する。なお、運転者疲労度推定装置１００のブロック図は実施例１と同様であるので説明を省略する。
【００９０】
図１２（ａ）はナビＥＣＵ２０の機能ブロック図の一例を 図１２（ｂ）は、本実施例の疲労度の算出を模式的に説明する図の一例を、それぞれ示す。疲労度の算出は実施例１を例に説明するが、高疲労運転時間ａ〜ｃ秒を補正して疲労度を算出するので、実施例２の重み付け運転時間の算出にも同様に適用できる。また、本実施例では道路毎に高疲労道路か否かを判定するが、実施例１又は２と同様に疲労マップを参照して高疲労地帯か否かを判定してもよい。
【００９１】
〔疲労度の算出〕
本実施例の運転者疲労度推定装置１００は、低疲労道路を継続して運転した時間（以下、低疲労継続運転時間Ｔという）が十分に長ければ、直前の高疲労運転時間ａ〜ｃを、低疲労継続運転時間Ｔに続く疲労緩和時間αにより低減する。具体的には、疲労緩和時間αに１以下の定数Ｐをかけ、高疲労運転時間ａから減じる。定数Ｐは、例えば０．１〜０．５程度である。
【００９２】
低疲労継続時間判定部２８は低疲労道路を継続して運転する時間が低疲労継続運転時間Ｔより大となったか否かを判定し、低疲労継続運転時間Ｔより大となった場合、疲労度算出部２２に通知する。疲労度算出部２２は通知を受け、以下のように疲労度を算出する。 例えば、高疲労運転時間ａの高疲労道路を通過してから、高疲労運転時間ｂの高疲労道路に到達するまでの時間が、低疲労継続運転時間Ｔより大であるとすると、高疲労運転時間ａは、（ａ−Ｐ・α１）に低減される。高疲労運転時間ｂの高疲労道路を通過してから、高疲労運転時間ｃの高疲労道路に到達するまでの時間が、低疲労継続運転時間Ｔより大であるとすると、高疲労運転時間ｃは、（ａ−Ｐ・α２）に低減される。
【００９３】
一方、高疲労運転時間ｂの高疲労道路を通過してから、高疲労運転時間ｃの高疲労道路に到達するまでの時間が、低疲労継続運転時間Ｔ以下であるとすると、高疲労運転時間ｂは補正されない。
【００９４】
したがって、疲労度は次式で算出される。
疲労度 ＝ ｛（ａ−Ｐ・α１）＋ｂ＋（ｃ−Ｐ・α２）｝／ｔ ×１００ … （４）
例えば、Ｐ＝０．１とした場合、低疲労継続運転時間Ｔ経過後、高疲労運転時間の１０倍の時間、疲労緩和時間αが継続すると、高疲労運転時間がゼロとなる。
【００９５】
このように、低疲労継続運転時間Ｔより低疲労道路の運転が長く継続した場合にのみ、高疲労運転時間ａを低減でき、算出される疲労度を緩和することができる。式（４）によれば、低疲労継続運転時間Ｔに続く疲労緩和時間αが十分長ければ、疲労度をゼロにしうるので、式（２）により算出される許容疲労度到達時間 を
許容運転時間と等しくすることができる。また、このような考え方は、高疲労道路が連続するほど、運転者に疲労が蓄積しやすいという考え方に沿ったものとなる。
【００９６】
〔動作手順〕
図１３は、運転者疲労度推定装置１００が運転者の疲労度に応じて休息を取るよう助言する手順を示すフローチャート図の一例である。図１３のフローチャート図は、例えばイグニッションがオンになるとスタートする。
【００９７】
イグニッションがオンになると連続運転時間計測部２１は連続運転時間の計測を開始する（Ｓ１０）。また、低疲労継続時間判定部２８は、低疲労道路を継続して運転する運転時間が低疲労継続運転時間Ｔを超えているか否かを判定する（Ｓ１５）。
【００９８】
そして、疲労度算出部２２は、高疲労道路を走行している場合に高疲労運転時間を計測し、疲労緩和時間αに応じて高疲労運転時間を補正して、補正後の高疲労運転時間と連続運転時間とから、疲労度を算出する（Ｓ２０）。そして、判定基準変更部２３は、疲労度に応じて判定基準を変更する（Ｓ３０）。
【００９９】
ついで、助言判定部２４は、連続運転時間が判定基準以上か否かを判定する（Ｓ４０）。連続運転時間が判定基準未満の場合（Ｓ４０のＮｏ）、運転者の疲労度は許容疲労度に到達していないとしてよいので、ステップＳ１０からの処理を繰り返す。
【０１００】
連続運転時間が判定基準以上の場合（Ｓ４０のＹｅｓ）、運転者の疲労度が許容疲労度に到達していると判定して、助言判定部２４はディスプレイ１４又はスピーカ１５の少なくとも一方から、運転者に休息するよう助言する（Ｓ５０）。
【０１０１】
助言すると助言判定部２４は、連続運転時間をリセット（ゼロに戻す）するよう要求する（Ｓ６０）。このリセットにより、連続運転時間はゼロから再度計測されることになる。
【０１０２】
以上説明したように、本実施例の運転者疲労度推定装置１００は、実施例１〜３の効果に加え、許容疲労度到達時間を許容運転時間と等しくしうることで、運転時の実際の疲労を考慮したタイミングで休息するよう助言することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】運転者の疲労度と連続運転時間の関係を模式的に示す図の一例である。
【図２】運転者疲労度推定装置１００のブロック図の一例である。
【図３】高疲労地帯を示す道路地図を模式的に説明する図の一例である。
【図４】ナビＥＣＵの機能ブロック図の一例である（実施例１）。
【図５】走行済み道路情報の一例を示す図である。
【図６】疲労度の算出を模式的に説明する図の一例である。
【図７】運転者疲労度推定装置が運転者の疲労度に応じて休息を取るよう助言する手順を示すフローチャート図の一例である（実施例１）。
【図８】ナビＥＣＵの機能ブロックの一例、重み付け運転時間の算出を模式的に説明する図の一例である（実施例２）。
【図９】運転者疲労度推定装置が運転者の重み付け運転時間に応じて休息を取るよう助言する手順を示すフローチャート図の一例である（実施例２）。
【図１０】ナビＥＣＵの機能ブロックの一例、疲労度の算出を模式的に説明する図の一例である（実施例３）。
【図１１】運転者疲労度推定装置が運転者の疲労度に応じて休息を取るよう助言する手順を示すフローチャート図の一例である（実施例３）。
【図１２】ナビＥＣＵの機能ブロックの一例、疲労度の算出を模式的に説明する図の一例である（実施例４）。
【図１３】運転者疲労度推定装置が運転者の疲労度に応じて休息を取るよう助言する手順を示すフローチャート図の一例である（実施例４）。
【符号の説明】
【０１０４】
１３ 地図ＤＢ
１４ ディスプレイ
１５ スピーカ
２０ ナビＥＣＵ
２１ 連続運転時間計測部
２２ 疲労度算出部
２３ 判定基準変更部
２４ 助言判定部
２５ 初走行道路判定部
２６ 重み付け運転時間算出部
２７ 高疲労道路判定部
２８ 低疲労継続時間判定部
１００ 運転者疲労度推定装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続運転時間が許容運転時間を超えると、運転者の疲労軽減措置を行う運転者疲労度推定装置において、
地域ごとに高疲労地域を登録した疲労マップを記憶する疲労マップ記憶手段と、
前記疲労マップを参照して決定した、高疲労地域を運転した高疲労運転時間に応じて疲労度を算出する疲労度算出手段と、
前記疲労度算出手段が算出した疲労度に応じて、前記許容運転時間を変更する基準変更手段と、
連続運転時間が前記許容運転時間を超えると運転者の前記疲労軽減措置を行うタイミングであると判定する判定手段と、
を有することを特徴とする運転者疲労度推定装置。
【請求項２】
運転者が運転に慣れた道路か否かを道路毎に登録した走行済み道路情報を参照し、運転に慣れてない道路を走行したことを検出する初走行道路判定手段、を有し、
前記初走行道路判定手段が運転に慣れてない道路を走行したことを検出した場合、前記疲労度算出手段は、該道路を運転した時間を前記高疲労運転時間に計上する、
ことを特徴とする請求項１記載の運転者疲労度推定装置。
【請求項３】
前記疲労マップには、時間帯、曜日、季節又は天候の少なくとも１以上に応じて、前記地域が高疲労地域か否かが登録されている、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の運転者疲労度推定装置。
【請求項４】
前記疲労度算出手段は、連続運転時間に対する前記高疲労運転時間の割合から前記疲労度を算出する、
ことを特徴とする請求項１〜３いずれか1項記載の運転者疲労度推定装置。
【請求項５】
前記高疲労運転時間を重み付けし、連続運転時間に重み付けされた前記高疲労運転時間を加えて、重み付け運転時間を算出する重み付け運転時間算出手段を有し、
前記判定手段は、前記重み付け運転時間が前記許容運転時間を超えると、運転者の前記疲労軽減措置を行うタイミングであると判定する、
ことを特徴とする請求項１記載の運転者疲労度推定装置。
【請求項６】
前記判定手段は、前記疲労度算出手段が算出した前記疲労度が、予め定められた判定閾値を超えると、運転者の前記疲労軽減措置を行うタイミングであると判定する、
ことを特徴とする請求項１記載の運転者疲労度推定装置。
【請求項７】
高疲労地域以外の地域又は運転に慣れた道路を、所定時間以上、継続して運転しているか否かを判定する低疲労継続時間判定手段を有し、
前記疲労度算出手段は、高疲労地域以外の地域又は運転に慣れた道路を継続して運転した運転時間に応じて、前記高疲労運転時間を低減する、
ことを特徴とする請求項２記載の運転者疲労度推定装置。
【請求項８】
前記判定手段が、運転者の前記疲労軽減措置を行うタイミングであると判定した場合、
運転者に休息を取るよう助言する助言手段、
を有することを特徴とする請求項１〜７いずれか１項記載の運転者疲労度推定装置。
【請求項９】
連続運転時間が許容運転時間を超えると、運転者の疲労軽減措置を行う運転者疲労度推定方法において、
疲労度算出手段が、地域ごとに高疲労地域を登録した疲労マップを記憶する疲労マップ記憶手段を参照して決定した、高疲労地域を運転した高疲労運転時間に応じて疲労度を算出するステップと、
基準変更手段が、前記疲労度算出手段が算出した疲労度に応じて、前記許容運転時間を変更するステップと、
判定手段が、連続運転時間が前記許容運転時間を超えると、運転者の前記疲労軽減措置を行うタイミングであると判定するステップと、
を有することを特徴とする運転者疲労度推定方法。
【請求項１】
連続運転時間が許容運転時間を超えると、運転者の疲労軽減措置を行う運転者疲労度推定装置において、
地域ごとに高疲労地域を登録した疲労マップを記憶する疲労マップ記憶手段と、
前記疲労マップを参照して決定した、高疲労地域を運転した高疲労運転時間に応じて疲労度を算出する疲労度算出手段と、
前記疲労度算出手段が算出した疲労度に応じて、前記許容運転時間を変更する基準変更手段と、
連続運転時間が前記許容運転時間を超えると運転者の前記疲労軽減措置を行うタイミングであると判定する判定手段と、
を有することを特徴とする運転者疲労度推定装置。
【請求項２】
運転者が運転に慣れた道路か否かを道路毎に登録した走行済み道路情報を参照し、運転に慣れてない道路を走行したことを検出する初走行道路判定手段、を有し、
前記初走行道路判定手段が運転に慣れてない道路を走行したことを検出した場合、前記疲労度算出手段は、該道路を運転した時間を前記高疲労運転時間に計上する、
ことを特徴とする請求項１記載の運転者疲労度推定装置。
【請求項３】
前記疲労マップには、時間帯、曜日、季節又は天候の少なくとも１以上に応じて、前記地域が高疲労地域か否かが登録されている、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の運転者疲労度推定装置。
【請求項４】
前記疲労度算出手段は、連続運転時間に対する前記高疲労運転時間の割合から前記疲労度を算出する、
ことを特徴とする請求項１〜３いずれか1項記載の運転者疲労度推定装置。
【請求項５】
前記高疲労運転時間を重み付けし、連続運転時間に重み付けされた前記高疲労運転時間を加えて、重み付け運転時間を算出する重み付け運転時間算出手段を有し、
前記判定手段は、前記重み付け運転時間が前記許容運転時間を超えると、運転者の前記疲労軽減措置を行うタイミングであると判定する、
ことを特徴とする請求項１記載の運転者疲労度推定装置。
【請求項６】
前記判定手段は、前記疲労度算出手段が算出した前記疲労度が、予め定められた判定閾値を超えると、運転者の前記疲労軽減措置を行うタイミングであると判定する、
ことを特徴とする請求項１記載の運転者疲労度推定装置。
【請求項７】
高疲労地域以外の地域又は運転に慣れた道路を、所定時間以上、継続して運転しているか否かを判定する低疲労継続時間判定手段を有し、
前記疲労度算出手段は、高疲労地域以外の地域又は運転に慣れた道路を継続して運転した運転時間に応じて、前記高疲労運転時間を低減する、
ことを特徴とする請求項２記載の運転者疲労度推定装置。
【請求項８】
前記判定手段が、運転者の前記疲労軽減措置を行うタイミングであると判定した場合、
運転者に休息を取るよう助言する助言手段、
を有することを特徴とする請求項１〜７いずれか１項記載の運転者疲労度推定装置。
【請求項９】
連続運転時間が許容運転時間を超えると、運転者の疲労軽減措置を行う運転者疲労度推定方法において、
疲労度算出手段が、地域ごとに高疲労地域を登録した疲労マップを記憶する疲労マップ記憶手段を参照して決定した、高疲労地域を運転した高疲労運転時間に応じて疲労度を算出するステップと、
基準変更手段が、前記疲労度算出手段が算出した疲労度に応じて、前記許容運転時間を変更するステップと、
判定手段が、連続運転時間が前記許容運転時間を超えると、運転者の前記疲労軽減措置を行うタイミングであると判定するステップと、
を有することを特徴とする運転者疲労度推定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−２９３９９６（Ｐ２００９−２９３９９６Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４６０１９（Ｐ２００８−１４６０１９）
【出願日】平成２０年６月３日（２００８．６．３）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＶＩＣＳ
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月３日（２００８．６．３）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＶＩＣＳ
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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