高齢ドライバサポートシステム、運転年齢判定方法及び運転年齢判定プログラム
【課題】本発明は、高齢ドライバと若年ドライバとの間で有意差が認められる操舵円滑度指標を予め設定したしきい値と比較し、円滑度の低いドライバに対して警告を発することで運転技術の低下を自覚させる高齢ドライバサポートシステムを提供する。
【解決手段】本発明の高齢ドライバサポートシステムは、操舵角センサ４の操舵角信号を時間微分して角速度データを得、曲り角の入点から出点までの期間内に属する角速度データ群をフーリエ変換し、かつ、変換値を２乗して周波数軸上のエネルギ分布を算出し、このエネルギ分布から操舵円滑度指標Ｒを求め、安全運転指標しきい値Ｒｅｆ２と比較し、当該操舵円滑度指標が安全運転指標しきい値を超えるときに警告出力することで、特に高齢ドライバに顕著な指標としての曲り角での操舵にぎこちなさが現われることを警告し、運転年齢の衰えを自覚させる。
【解決手段】本発明の高齢ドライバサポートシステムは、操舵角センサ４の操舵角信号を時間微分して角速度データを得、曲り角の入点から出点までの期間内に属する角速度データ群をフーリエ変換し、かつ、変換値を２乗して周波数軸上のエネルギ分布を算出し、このエネルギ分布から操舵円滑度指標Ｒを求め、安全運転指標しきい値Ｒｅｆ２と比較し、当該操舵円滑度指標が安全運転指標しきい値を超えるときに警告出力することで、特に高齢ドライバに顕著な指標としての曲り角での操舵にぎこちなさが現われることを警告し、運転年齢の衰えを自覚させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、曲り角の操舵の円滑度が低いドライバの注意を喚起し、特に高齢ドライバの運転技量の低下に自覚を促すための高齢ドライバサポートシステム、運転年齢判定方法及び運転年齢判定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ドライバの運転操作状況を監視する技術として操舵角に注目し、操舵角データをフーリエ変換したのちの周波数分析を行い、その分析結果に基づいて運転操作状況を判断する技術が特開平９−２７７８４８号公報（特許文献１）に記載されたもの、特開平５−５８１９２号公報（特許文献２）に記載されたものが知られている。また、特開２００１−２５３２６６号公報（特許文献３）、特開２００３−２４６２２７号公報（特許文献４）にも、ドライバの運転能力を判断する技術が記載されている。
【０００３】
しかしながら、これらの従来技術はいずれも、道路の曲り角での操舵の円滑さに着目したものでない。
【０００４】
近年の高齢化社会の到来により、高齢ドライバも増加傾向にある。運動能力の低下に伴い、高齢ドライバの場合、反射神経の鈍りによるブレーキ操作の遅れや、道路交通標識の見落としを起こしがちであるが、それと共に、運転操作の円滑さが低下する傾向にある。この運転操作の円滑さの低下、つまり、「運転操作のぎこちなさ」は、特に曲り角の操舵のぎこちなさに顕著に現われる。
【０００５】
本願発明者等は、３０−４５歳の壮年層のドライバ２０名と、６５歳以上の高齢層のドライバ８０名に対して、各自の常用している自動車にて一般道を走行してもらい、そのときのドライバ各人の操舵角データを収集し、分析してみた。そして、曲り角での操舵角の微分値、つまり、角速度をフーリエ変換し、さらに２乗した角速度のエネルギ分布に年齢層によって有意差があることを発見した。
【０００６】
図９は走行コースの地図を示している。この走行コースにおいて、曲り角Ｃ２，Ｃ３，Ｃ６，Ｃ７，Ｃ９での操舵角データをサンプリングし、その時間微分によって角速度データを算出し、これをフーリエ変換し、さらに２乗することで図１０、図１１に示すような周波数対エネルギ分布を求めた。図１０は壮年層の一人ドライバの結果、図１１は高齢層のドライバ一人の結果を示している。そして、しきい値を周波数０．５／ｓｅｃにして、しきい値０．５／ｓｅｃ以上の高域の積分値が全周波数域の積分値に示す割合（ここでは、操舵円滑度指標、またＣ ｉｎｄｅｘと呼ぶことにする。）を求め、ドライバ毎に５つの曲り角でのその円滑度指標の平均を求めた。この結果は、図１２に示す分布となった。そして、この分布に対して、ウェルチのＴ検定を実施したところ、高齢層ドライバと壮年層ドライバとの間に有意差（Ｐ＜０．０００１）が認められた。
【特許文献１】特開平９−２７７８４８号公報
【特許文献２】特開平５−５８１９２号公報
【特許文献３】特開２００１−２５３２６６号公報
【特許文献４】特開２００３−２４６２２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記実験結果に基づいてなされたもので、高齢層ドライバと若壮年層ドライバとの間で有意差が認められる操舵円滑度指標を予め設定したしきい値と比較し、円滑度の低い（Ｃ ｉｎｄｅｘが高い）ドライバに対して警告を発することで運転技術の低下を自覚させる高齢ドライバサポートシステム、運転年齢判定方法及び運転年齢判定プログラム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】
【０００８】
本発明の１つの特徴は、道路上の曲り角を判定する曲り角判定手段と、ステアリングホイールの操舵角を検出し、第１の所定周期で出力する操舵角センサと、前記操舵角センサの操舵角信号を時間微分して角速度データを得る角速度演算手段と、前記曲り角判定手段が判定した曲り角の入点から出点までの期間内に属する角速度データ群をフーリエ変換し、かつ、変換値を２乗して周波数軸上のエネルギ分布を算出するフーリエ変換手段と、前記フーリエ変換手段の算出した前記エネルギ分布のうち、所定の周波数しきい値よりも高い周波数領域の値の積分値（高域積分値）と、該角速度フーリエ変換値の全周波数領域の値の積分値（全域積分値）とを求める積分手段と、前記積分手段の求めた前記高域積分値が前記全域積分値に占める割合を操舵円滑度指標として求める操舵円滑度指標演算手段と、前記操舵円滑度指標演算手段の求めた操舵円滑度指標を安全運転指標しきい値と比較し、当該操舵円滑度指標が安全運転指標しきい値を超えるときに警告出力する運転年齢判定手段とを備えた高齢ドライバサポートシステムである。
【０００９】
本発明の別の特徴は、道路上の曲り角を判定する曲り角判定手段と、ステアリングホイールの操舵角を検出し、第１の所定周期で出力する操舵角センサと、前記操舵角センサの操舵角信号を時間微分して角速度データを得る角速度演算手段と、前記曲り角判定手段が判定した曲り角の入点から出点までの期間内に属する角速度データ群をフーリエ変換し、かつ、変換値を２乗して周波数軸上のエネルギ分布を算出するフーリエ変換手段と、前記フーリエ変換手段の算出した前記エネルギ分布のうち、所定の周波数しきい値よりも高い周波数領域の値の積分値（高域積分値）と、該角速度フーリエ変換値の全周波数領域の値の積分値（全域積分値）とを求める積分手段と、前記積分手段の求めた前記高域積分値と前記全域積分値との比率を操舵円滑度指標として求める操舵円滑度指標演算手段と、操舵円滑度指標と運転年齢指標との対応表手段と、前記対応表手段を参照し、前記操舵円滑度指標演算手段の求めた操舵円滑度指標を運転年齢指標に変換して出力する運転年齢判定手段とを備えた高齢ドライバサポートシステムである。
【００１０】
本発明のまた別の特徴は、道路上の曲り角を判定する曲り角判定ステップと、操舵角センサの操舵角信号を時間微分して角速度データを得る角速度演算ステップと、前記曲り角判定ステップで判定した曲り角の入点から出点までの期間内に属する角速度データ群をフーリエ変換し、かつ、変換値を２乗して周波数軸上のエネルギ分布を算出するフーリエ変換ステップと、前記フーリエ変換ステップで算出した前記エネルギ分布のうち、所定の周波数しきい値よりも高い周波数領域の値の積分値（高域積分値）と、該角速度フーリエ変換値の全周波数領域の値の積分値（全域積分値）とを求める積分ステップと、前記積分ステップで求めた前記高域積分値が前記全域積分値に占める割合を操舵円滑度指標として求める操舵円滑度指標演算ステップと、前記操舵円滑度指標演算ステップで求めた操舵円滑度指標を安全運転指標しきい値と比較し、当該操舵円滑度指標が安全運転指標しきい値を超えるときに警告出力する運転年齢判定ステップとを有する運転年齢判定方法である。
【００１１】
本発明のまた別の特徴は、道路上の曲り角を判定する曲り角判定ステップと、操舵角センサの操舵角信号を時間微分して角速度データを得る角速度演算ステップと、前記曲り角判定ステップで判定した曲り角の入点から出点までの期間内に属する角速度データ群をフーリエ変換し、かつ、変換値を２乗して周波数軸上のエネルギ分布を算出するフーリエ変換ステップと、前記フーリエ変換ステップで算出した前記エネルギ分布のうち、所定の周波数しきい値よりも高い周波数領域の値の積分値（高域積分値）と、該角速度フーリエ変換値の全周波数領域の値の積分値（全域積分値）とを求める積分ステップと、前記積分ステップで求めた前記高域積分値が前記全域積分値に占める割合を操舵円滑度指標として求める操舵円滑度指標演算ステップと、操舵円滑度指標と運転年齢指標との対応表を参照し、前記操舵円滑度指標演算ステップで求めた操舵円滑度指標を運転年齢指標に変換して出力する運転年齢判定ステップとを運転年齢判定方法である。
【００１２】
本発明のまた別の特徴は、道路上の曲り角を判定する曲り角判定ステップと、操舵角センサの操舵角信号を時間微分して角速度データを得る角速度演算ステップと、前記曲り角判定ステップで判定した曲り角の入点から出点までの期間内に属する角速度データ群をフーリエ変換し、かつ、変換値を２乗して周波数軸上のエネルギ分布を算出するフーリエ変換ステップと、前記フーリエ変換ステップで算出した前記エネルギ分布のうち、所定の周波数しきい値よりも高い周波数領域の値の積分値（高域積分値）と、該角速度フーリエ変換値の全周波数領域の値の積分値（全域積分値）とを求める積分ステップと、前記積分ステップで求めた前記高域積分値が前記全域積分値に占める割合を操舵円滑度指標として求める操舵円滑度指標演算ステップと、前記操舵円滑度指標演算ステップで求めた操舵円滑度指標を安全運転指標しきい値と比較し、当該操舵円滑度指標が安全運転指標しきい値を超えるときに警告出力する運転年齢判定ステップとをコンピュータに実行させる運転年齢判定プログラムである。
【００１３】
本発明のさらに別の特徴は、道路上の曲り角を判定する曲り角判定ステップと、操舵角センサの操舵角信号を時間微分して角速度データを得る角速度演算ステップと、前記曲り角判定ステップで判定した曲り角の入点から出点までの期間内に属する角速度データ群をフーリエ変換し、かつ、変換値を２乗して周波数軸上のエネルギ分布を算出するフーリエ変換ステップと、前記フーリエ変換ステップで算出した前記エネルギ分布のうち、所定の周波数しきい値よりも高い周波数領域の値の積分値（高域積分値）と、該角速度フーリエ変換値の全周波数領域の値の積分値（全域積分値）とを求める積分ステップと、前記積分ステップで求めた前記高域積分値が前記全域積分値に占める割合を操舵円滑度指標として求める操舵円滑度指標演算ステップと、操舵円滑度指標と運転年齢指標との対応表を参照し、前記操舵円滑度指標演算ステップで求めた操舵円滑度指標を運転年齢指標に変換して出力する運転年齢判定ステップとをコンピュータに実行させる運転年齢判定プログラムである。
【００１４】
上記の各発明において、ＧＰＳの検出する地点が道路地図上の曲り角に相当するときに曲り角と判定するものとすることができる。
【００１５】
また、上記の各発明において、加速度センサが所定のしきい値以上の加速度を検出している期間の操舵角積分値が所定のしきい値以上の角度になった時に曲り角と判定するものとすることができる。
【００１６】
また、上記の各発明において、高域積分値と判定する所定のしきい値は、０．５／ｓｅｃに設定することができる。
【００１７】
さらに、上記の各発明において、安全運転指標しきい値は、０．１０〜０．２５の範囲内の値に設定することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、操舵角センサの操舵角信号を時間微分して角速度データを得、曲り角の入点から出点までの期間内に属する角速度データ群をフーリエ変換し、かつ、変換値を２乗して周波数軸上のエネルギ分布を算出し、このエネルギ分布から操舵円滑度指標を求め、安全運転指標しきい値と比較し、当該操舵円滑度指標が安全運転指標しきい値を超えるときに警告出力するので、特に高齢ドライバに顕著な指標としての曲り角での操舵にぎこちなさが現われることを警告し、運転年齢の衰えを自覚させることができる。
【００１９】
また、本発明によれば、操舵角センサの操舵角信号を時間微分して角速度データを得、曲り角の入点から出点までの期間内に属する角速度データ群をフーリエ変換し、かつ、変換値を２乗して周波数軸上のエネルギ分布を算出し、このエネルギ分布から操舵円滑度指標を求め、対応表を参照して操舵円滑度指標を運転年齢指標に変換して出力するので、ドライバに自分の運転年齢を提示することができ、特に高齢ドライバに運転年齢の衰えを自覚させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。
【００２１】
（第１の実施の形態）本発明の第１の実施の形態の高齢ドライバサポートシステムについて説明する。図１に示すように、本実施の形態の高齢ドライバサポートシステムは、ステアリングホイール１のホイール軸２に取り付けられ、ステアリングホイール１の操舵角瞬時値を検出する操舵角センサ３、自動車の適所に設置されたＧＰＳセンサ４、これら操舵角センサ３の操舵角検出データとＧＰＳセンサ４の地点検出データを定周期にサンプリングして時系列に保存するデータストレージ５、このデータストレージ５の保存されたデータを後述する手法にて解析し、操舵円滑度を判定し、警告を出力する運転年齢判定部６、警告を出力するディスプレイ、ブザー、プリンタのような出力装置７から構成されている。尚、データストレージ５と運転年齢判定部６と出力装置７は後述する演算処理を実行するプログラムをインストールしたパーソナルコンピュータとそれに接続される周辺装置にて構成することができる。
【００２２】
運転年齢判定部６の実行する演算処理方法、演算処理プログラムについて、図２のブロック図、図３のフローチャートを用いて説明する。ドライバがステアリングホイール１を操作すれば、操舵角センサ３はホイール軸２の回転角度を操舵角として検出し、データストレージ５に出力し、データストレージ５は所定のサンプリング周期で操舵角データを時系列に蓄積していく。この操舵角データの保存と平行して、ＧＰＳセンサ４がその地点検出信号をデータストレージ５に出力し、データストレージ５は所定のサンプリング周期で操舵角データを時系列に蓄積していく。
【００２３】
ある程度の距離を走行した後、運転年齢判定部６は、データストレージ５に蓄積されている時系列の操舵角データと地点データを用いて曲り角での操舵円滑度指標を算定する。これは、次の手順による。
【００２４】
ステップＳ１：ステアリングホイール１の軸２の部分に装着した操舵角センサ３にて、１／２０ｓｅｃ周期でデジタル値を出力する。
【００２５】
ステップＳ２，Ｓ３：移動平均演算部１１にて３個程度のサンプル数で移動平均を求め、これをデータストレージ５に時系列に保存していく。これは、人間の意図しない成分を排除することを目的としている。システムの簡素化が必要であれば、このステップＳ２，Ｓ３の処理機能は省略することも可能である。次に、リサンプリング部１１にて１／１０ｓｅｃなどの周期でリサンプリングする。
【００２６】
ステップＳ４：データストレージ５から取り込んだ操舵角データに対して、システムの始動時に、操舵角センサ３のゼロ点をキャリブレートする必要がないよう（ハンドルを正置させる必要がないよう）、減衰器１３にて時間と共に出力値を適度にダンピングする。この機能をソフトウェアとして実装させている。これによりハンドルの取り付けのメカニカルな誤差や、角度センサの取り付け位置のずれを許容できるようになる。ただし減衰係数が大きすぎるとハンドルの戻しのタイミングの測定に誤差が出るなどの悪影響があるので、係数は「弱め」に設定する。
【００２７】
ステップＳ５：差分器１４にてサンプリングタイミング毎に、１つ前のサンプリングタイミングでの操舵角データとの差分を取ることで角速度データに変換し、データストレージ５に保存していく。
【００２８】
ステップＳ６，Ｓ７：曲り角判定部１０はＧＰＳセンサ４の地点データを道路地図データ８と照合することで、曲り角の入点と出点とのタイミングを判別する。そして、データ切出し部１５は、この曲り角期間内に属する角速度データ群を切り出す。
【００２９】
ステップＳ８，Ｓ９：ＦＦＴ演算部１６にて、切り出された角速度データ群に対して、折り返し効果を低減するためにハミング窓関数を乗じる。そして、離散フーリエ変換ＦＦＴを行う。この結果は複素数のベクトルである。
【００３０】
ステップＳ１０：２乗器１７にてＦＦＴの結果を２乗して、時間軸上のエネルギ分布を表すベクトル（実数のベクトル）に変換する。
【００３１】
ステップＳ１１：比率（操舵円滑度指標）算出部１８にて、実数のベクトルを全周波数域で積分して積分値Ｓ１を求め、また、しきい値Ｒｅｆ１（ここでは、最適値として０．５／ｓｅｃに設定している。尚、この値はシステムに応じて調整可能である。）以上の周波数域でも積分して積分値Ｓ２を求め、この高域積分値Ｓ２の全域積分値Ｓ１に対する比率Ｒ（＝Ｓ２／Ｓ１）を操舵円滑度指標として算出する。尚、Ｒｅｆ１は、可変設定若しくは微調整可能にすることができる。
【００３２】
ステップＳ１２：操舵円滑度判定部１９にて、ステップＳ１１で求めた操舵円滑度指標Ｒを運転年齢判定指標Ｒｅｆ２（ここでは、０．１０〜０．２５の範囲で可変設定できる。）と比較し、このＲｅｆ２を超える場合に運転能力が低下している高齢ドライバと判定し、警告出力部２０にて、例えば、「運転能力が顕著に低下してきています。十分に注意して運転なさって下さい。」とか、「運転能力が極度に低下してきています。運転免許証を返上をされることをお勧めします。」といった警告を出力させる。この警告出力は、表示装置７に画面表示し、また、プリントアウトしてドライバ本人に手渡しできるようにする。
【００３３】
これにより、本実施の形態の高齢ドライバサポートシステム、それにて実施される運転年齢判定方法及び運転年齢判定プログラムによれば、運転能力が低下している高齢ドライバに運転能力の低下を自覚させることができる。
【００３４】
尚、ステップＳ５〜Ｓ７の角速度演算、曲り角判定及びデータの切り出しについては、次の手順であってもよい。まず、ステップＳ５で曲り角判定を先にし、ステップＳ６で操舵角データのうち曲り角走行期間内に属するデータ群を切り出し、ステップＳ７で切り出した操舵角データ群に対して差分を実施して曲り角走行期間内に属する角速度データ群を得、これをデータストレージ５に保存し、ステップＳ９の離散ＦＦＴをこの角速度データ群に対して実行することになる。結果は同じである。
【００３５】
（第２の実施の形態）本発明の第２の実施の形態の高齢ドライバサポートシステム、それが実施する運転年齢判定方法及び運転年齢判定プログラムについて説明する。
【００３６】
本実施の形態の特徴は、道路上の曲り角の判別を車載の加速度センサ（Ｇセンサ）の加速度検出データと操舵角センサの検出する操舵量から行うことにあり、ハードウェア構成は図４に示すものであり、また運転年齢判定部６の機能構成は図５に示すものである。
【００３７】
本実施の形態の高齢ドライバサポートシステムでは、第１の実施の形態のＧＰＳセンサ４に代えて、加速度センサ４Ａを備え、また加速度センサ４Ａが所定値以上の加速度を検出している期間について、減衰器１３の出力する操舵角データを時間積分する操舵量演算部２１を備え、曲り角度判定部１０は、この操舵量演算部２１の出力する操舵量が所定角度（例えば、９０度以上）であれば曲り角を走行していると判定する。尚、図４、図５において、図１、図２に示した第１の実施の形態と共通する要素には同一の符号を付して示してある。
【００３８】
本実施の形態の場合、高齢ドライバサポートシステムが実施する運転年齢判定方法及び運転方法判定プログラムの処理フローは第１の実施の形態と同様に図３に示すものである。ただし、ステップＳ６における曲り角判定法だけは第１の実施の形態と異なり、上述の加速度センサ４Ａの出力する加速度検出期間とその間の操舵量とに基づいて判定する。
【００３９】
本実施の形態にあっても、第１の実施の形態と同様に、運転能力が低下している高齢ドライバに運転能力の低下を自覚させることができる。
【００４０】
（第３の実施の形態）本発明の第３の実施の形態の高齢ドライバサポートシステム、それが実施する運転年齢判定方法及び運転年齢判定プログラムについて説明する。
【００４１】
本実施の形態の特徴は、ドライバの操舵円滑度指標Ｒをランク分けし、ランク毎の運転年齢を推定してドライバに提示する点にある。本実施の形態の高齢ドライバサポートシステムのハードウェア構成は、第１の実施の形態と同様に図１に示すものである。そして、運転年齢判定部６の機能構成は図６に示してあり、図２に示した第１の実施の形態における警告出力部２０に代えて、運転年齢ランキング部２２を備えている。尚、図６において、その他の実施の形態と共通する要素には同一の符号を用いて示してある。
【００４２】
本実施の形態によれば、図７のフローチャートにおけるステップＳ１２’で、次のような処理を行う。すなわち、操舵円滑度判定部１９のＲｅｆ２を複数段に設定し、操舵円滑度指標算出部１８が求めた操舵円滑度指標Ｒがいずれのランクに属するかを判定する。そして運転年齢ランキング部２２は、そのランクに対応して、Ｒ＝０．１を超えていれば「運転年齢６０歳を超えています。運転能力低下傾向にありますので、十分慎重に運転なさって下さい。」、さらにＲ＝０．１５を超えていれば「運転年齢７０歳を超えています。運転能力が低下しています。運転は中止された方が良いです。」、そしてさらにＲ＝０．２０を超えていれば「運転年齢８０歳を超えています。運転は無理です。免許証の返上をお勧めします。」といった運転年齢のランクに応じた警告を発する。
【００４３】
尚、この図７のフローチャートにおいて、図３に示したフローチャートと共通するステップ番号は同様の演算処理を行う。また第１の実施の形態と同様に、ステップＳ５〜Ｓ７の処理は入れ替えることができる。
【００４４】
これにより、本実施の形態によれば、曲り角での操舵円滑度指標のランクに応じて運転年齢を提示すると共に警告も出力するようにしたので、運転能力が低下している高齢ドライバに運転能力の低下を自覚させることができる。
【００４５】
（第４の実施の形態）本発明の第４の実施の形態の高齢ドライバサポートシステム、それが実施する運転年齢判定方法及び運転年齢判定プログラムについて説明する。
【００４６】
本実施の形態の特徴は、第２の実施の形態と同様に、道路上の曲り角の判別を車載の加速度センサ（Ｇセンサ）の加速度検出データと操舵角センサの検出する操舵量から行う点にあり、また、第３の実施の形態と同様に、ドライバの操舵円滑度指標Ｒをランク分けし、ランク毎の運転年齢を推定してドライバに提示することも特徴としている。ハードウェア構成は第２の実施の形態と共通であって図５に示すものであり、運転年齢判定部６の機能構成は図８に示すものである。
【００４７】
本実施の形態の高齢ドライバサポートシステムでは、第１、第３の実施の形態のＧＰＳセンサ４に代えて、加速度センサ４Ａを備え、また加速度センサ４Ａが所定値以上の加速度を検出している期間について、減衰器１３の出力する操舵角データを時間積分する操舵量演算部２１を備え、曲り角度判定部１０は、この操舵量演算部２１の出力する操舵量が所定角度（例えば、９０度以上）であれば曲り角を走行していると判定する。
【００４８】
また、本実施の形態の場合、第３の実施の形態と同様に、運転年齢ランキング部２２が、ステップＳ１２’においてＲｅｆ２に複数段に設定し、Ｒ＝０．１を超えれば「運転年齢６０歳を超えています。運転能力低下傾向にありますので、十分慎重に運転なさって下さい。」、さらにＲ＝０．１５を超えれば「運転年齢７０歳を超えています。運転能力が低下しています。運転は中止された方が良いです。」、そしてさらにＲ＝０．２０を超えれば「運転年齢８０歳を超えています。運転は無理です。免許証の返上をお勧めします。」といった運転年齢の段階的なランク分けと共に各ランクに応じた警告を発する。
【００４９】
本実施の形態にあっても、第３の実施の形態と同様に、曲り角での操舵円滑度指標のランクに応じて運転年齢を提示すると共に警告も出力するようにしたので、運転能力が低下している高齢ドライバに運転能力の低下を自覚させることができる。
【００５０】
尚、本発明にあって曲り角の判定は任意であり、ドライバと同乗しているテスト員が曲り角入点、出点のボタンを押して時点の時間情報と共に入力し、角速度データ切出し部１５では、この時間情報に基づき曲り角の入点、出点の期間内に属する角速度データ群を切り出してＦＦＴ処理させるようにすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１の実施の形態の高齢ドライバサポートシステムのブロック図。
【図２】本発明の第１の実施の形態における運転年齢判定部の機能ブロック図。
【図３】本発明の第１の実施の形態による運転年齢判定処理のフローチャート。
【図４】本発明の第２の実施の形態の高齢ドライバサポートシステムのブロック図。
【図５】本発明の第２の実施の形態における運転年齢判定部の機能ブロック図。
【図６】本発明の第３の実施の形態における運転年齢判定部の機能ブロック図。
【図７】本発明の第３の実施の形態による運転年齢判定処理のフローチャート。
【図８】本発明の第４の実施の形態における運転年齢判定部の機能ブロック図。
【図９】本発明の実用性の立証のための設定したテストコースの地図。
【図１０】壮年層ドライバの操舵角速度のエネルギ分布のグラフ。
【図１１】高齢ドライバの操舵角速度のエネルギ分布のグラフ。
【図１２】壮年層ドライバと高齢ドライバとの操舵円滑度指標の分布を示すグラフ。
【符号の説明】
【００５２】
１…ステアリングホイール
２…ステアリング軸
３…操舵角センサ
４…ＧＰＳセンサ
４Ａ…加速度センサ
５…データストレージ
６…運転年齢判定部
７…出力部
８…道路地図データ
１０…曲り角判定部
１４…差分器
１６…ＦＦＴ演算器
１７…２乗器
１８…操舵円滑度指標算出部
１９…操舵円滑度判定部
２０…警告出力部
２１…操舵量演算部
２２…運転年齢ランキング部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、曲り角の操舵の円滑度が低いドライバの注意を喚起し、特に高齢ドライバの運転技量の低下に自覚を促すための高齢ドライバサポートシステム、運転年齢判定方法及び運転年齢判定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ドライバの運転操作状況を監視する技術として操舵角に注目し、操舵角データをフーリエ変換したのちの周波数分析を行い、その分析結果に基づいて運転操作状況を判断する技術が特開平９−２７７８４８号公報（特許文献１）に記載されたもの、特開平５−５８１９２号公報（特許文献２）に記載されたものが知られている。また、特開２００１−２５３２６６号公報（特許文献３）、特開２００３−２４６２２７号公報（特許文献４）にも、ドライバの運転能力を判断する技術が記載されている。
【０００３】
しかしながら、これらの従来技術はいずれも、道路の曲り角での操舵の円滑さに着目したものでない。
【０００４】
近年の高齢化社会の到来により、高齢ドライバも増加傾向にある。運動能力の低下に伴い、高齢ドライバの場合、反射神経の鈍りによるブレーキ操作の遅れや、道路交通標識の見落としを起こしがちであるが、それと共に、運転操作の円滑さが低下する傾向にある。この運転操作の円滑さの低下、つまり、「運転操作のぎこちなさ」は、特に曲り角の操舵のぎこちなさに顕著に現われる。
【０００５】
本願発明者等は、３０−４５歳の壮年層のドライバ２０名と、６５歳以上の高齢層のドライバ８０名に対して、各自の常用している自動車にて一般道を走行してもらい、そのときのドライバ各人の操舵角データを収集し、分析してみた。そして、曲り角での操舵角の微分値、つまり、角速度をフーリエ変換し、さらに２乗した角速度のエネルギ分布に年齢層によって有意差があることを発見した。
【０００６】
図９は走行コースの地図を示している。この走行コースにおいて、曲り角Ｃ２，Ｃ３，Ｃ６，Ｃ７，Ｃ９での操舵角データをサンプリングし、その時間微分によって角速度データを算出し、これをフーリエ変換し、さらに２乗することで図１０、図１１に示すような周波数対エネルギ分布を求めた。図１０は壮年層の一人ドライバの結果、図１１は高齢層のドライバ一人の結果を示している。そして、しきい値を周波数０．５／ｓｅｃにして、しきい値０．５／ｓｅｃ以上の高域の積分値が全周波数域の積分値に示す割合（ここでは、操舵円滑度指標、またＣ ｉｎｄｅｘと呼ぶことにする。）を求め、ドライバ毎に５つの曲り角でのその円滑度指標の平均を求めた。この結果は、図１２に示す分布となった。そして、この分布に対して、ウェルチのＴ検定を実施したところ、高齢層ドライバと壮年層ドライバとの間に有意差（Ｐ＜０．０００１）が認められた。
【特許文献１】特開平９−２７７８４８号公報
【特許文献２】特開平５−５８１９２号公報
【特許文献３】特開２００１−２５３２６６号公報
【特許文献４】特開２００３−２４６２２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記実験結果に基づいてなされたもので、高齢層ドライバと若壮年層ドライバとの間で有意差が認められる操舵円滑度指標を予め設定したしきい値と比較し、円滑度の低い（Ｃ ｉｎｄｅｘが高い）ドライバに対して警告を発することで運転技術の低下を自覚させる高齢ドライバサポートシステム、運転年齢判定方法及び運転年齢判定プログラム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】
【０００８】
本発明の１つの特徴は、道路上の曲り角を判定する曲り角判定手段と、ステアリングホイールの操舵角を検出し、第１の所定周期で出力する操舵角センサと、前記操舵角センサの操舵角信号を時間微分して角速度データを得る角速度演算手段と、前記曲り角判定手段が判定した曲り角の入点から出点までの期間内に属する角速度データ群をフーリエ変換し、かつ、変換値を２乗して周波数軸上のエネルギ分布を算出するフーリエ変換手段と、前記フーリエ変換手段の算出した前記エネルギ分布のうち、所定の周波数しきい値よりも高い周波数領域の値の積分値（高域積分値）と、該角速度フーリエ変換値の全周波数領域の値の積分値（全域積分値）とを求める積分手段と、前記積分手段の求めた前記高域積分値が前記全域積分値に占める割合を操舵円滑度指標として求める操舵円滑度指標演算手段と、前記操舵円滑度指標演算手段の求めた操舵円滑度指標を安全運転指標しきい値と比較し、当該操舵円滑度指標が安全運転指標しきい値を超えるときに警告出力する運転年齢判定手段とを備えた高齢ドライバサポートシステムである。
【０００９】
本発明の別の特徴は、道路上の曲り角を判定する曲り角判定手段と、ステアリングホイールの操舵角を検出し、第１の所定周期で出力する操舵角センサと、前記操舵角センサの操舵角信号を時間微分して角速度データを得る角速度演算手段と、前記曲り角判定手段が判定した曲り角の入点から出点までの期間内に属する角速度データ群をフーリエ変換し、かつ、変換値を２乗して周波数軸上のエネルギ分布を算出するフーリエ変換手段と、前記フーリエ変換手段の算出した前記エネルギ分布のうち、所定の周波数しきい値よりも高い周波数領域の値の積分値（高域積分値）と、該角速度フーリエ変換値の全周波数領域の値の積分値（全域積分値）とを求める積分手段と、前記積分手段の求めた前記高域積分値と前記全域積分値との比率を操舵円滑度指標として求める操舵円滑度指標演算手段と、操舵円滑度指標と運転年齢指標との対応表手段と、前記対応表手段を参照し、前記操舵円滑度指標演算手段の求めた操舵円滑度指標を運転年齢指標に変換して出力する運転年齢判定手段とを備えた高齢ドライバサポートシステムである。
【００１０】
本発明のまた別の特徴は、道路上の曲り角を判定する曲り角判定ステップと、操舵角センサの操舵角信号を時間微分して角速度データを得る角速度演算ステップと、前記曲り角判定ステップで判定した曲り角の入点から出点までの期間内に属する角速度データ群をフーリエ変換し、かつ、変換値を２乗して周波数軸上のエネルギ分布を算出するフーリエ変換ステップと、前記フーリエ変換ステップで算出した前記エネルギ分布のうち、所定の周波数しきい値よりも高い周波数領域の値の積分値（高域積分値）と、該角速度フーリエ変換値の全周波数領域の値の積分値（全域積分値）とを求める積分ステップと、前記積分ステップで求めた前記高域積分値が前記全域積分値に占める割合を操舵円滑度指標として求める操舵円滑度指標演算ステップと、前記操舵円滑度指標演算ステップで求めた操舵円滑度指標を安全運転指標しきい値と比較し、当該操舵円滑度指標が安全運転指標しきい値を超えるときに警告出力する運転年齢判定ステップとを有する運転年齢判定方法である。
【００１１】
本発明のまた別の特徴は、道路上の曲り角を判定する曲り角判定ステップと、操舵角センサの操舵角信号を時間微分して角速度データを得る角速度演算ステップと、前記曲り角判定ステップで判定した曲り角の入点から出点までの期間内に属する角速度データ群をフーリエ変換し、かつ、変換値を２乗して周波数軸上のエネルギ分布を算出するフーリエ変換ステップと、前記フーリエ変換ステップで算出した前記エネルギ分布のうち、所定の周波数しきい値よりも高い周波数領域の値の積分値（高域積分値）と、該角速度フーリエ変換値の全周波数領域の値の積分値（全域積分値）とを求める積分ステップと、前記積分ステップで求めた前記高域積分値が前記全域積分値に占める割合を操舵円滑度指標として求める操舵円滑度指標演算ステップと、操舵円滑度指標と運転年齢指標との対応表を参照し、前記操舵円滑度指標演算ステップで求めた操舵円滑度指標を運転年齢指標に変換して出力する運転年齢判定ステップとを運転年齢判定方法である。
【００１２】
本発明のまた別の特徴は、道路上の曲り角を判定する曲り角判定ステップと、操舵角センサの操舵角信号を時間微分して角速度データを得る角速度演算ステップと、前記曲り角判定ステップで判定した曲り角の入点から出点までの期間内に属する角速度データ群をフーリエ変換し、かつ、変換値を２乗して周波数軸上のエネルギ分布を算出するフーリエ変換ステップと、前記フーリエ変換ステップで算出した前記エネルギ分布のうち、所定の周波数しきい値よりも高い周波数領域の値の積分値（高域積分値）と、該角速度フーリエ変換値の全周波数領域の値の積分値（全域積分値）とを求める積分ステップと、前記積分ステップで求めた前記高域積分値が前記全域積分値に占める割合を操舵円滑度指標として求める操舵円滑度指標演算ステップと、前記操舵円滑度指標演算ステップで求めた操舵円滑度指標を安全運転指標しきい値と比較し、当該操舵円滑度指標が安全運転指標しきい値を超えるときに警告出力する運転年齢判定ステップとをコンピュータに実行させる運転年齢判定プログラムである。
【００１３】
本発明のさらに別の特徴は、道路上の曲り角を判定する曲り角判定ステップと、操舵角センサの操舵角信号を時間微分して角速度データを得る角速度演算ステップと、前記曲り角判定ステップで判定した曲り角の入点から出点までの期間内に属する角速度データ群をフーリエ変換し、かつ、変換値を２乗して周波数軸上のエネルギ分布を算出するフーリエ変換ステップと、前記フーリエ変換ステップで算出した前記エネルギ分布のうち、所定の周波数しきい値よりも高い周波数領域の値の積分値（高域積分値）と、該角速度フーリエ変換値の全周波数領域の値の積分値（全域積分値）とを求める積分ステップと、前記積分ステップで求めた前記高域積分値が前記全域積分値に占める割合を操舵円滑度指標として求める操舵円滑度指標演算ステップと、操舵円滑度指標と運転年齢指標との対応表を参照し、前記操舵円滑度指標演算ステップで求めた操舵円滑度指標を運転年齢指標に変換して出力する運転年齢判定ステップとをコンピュータに実行させる運転年齢判定プログラムである。
【００１４】
上記の各発明において、ＧＰＳの検出する地点が道路地図上の曲り角に相当するときに曲り角と判定するものとすることができる。
【００１５】
また、上記の各発明において、加速度センサが所定のしきい値以上の加速度を検出している期間の操舵角積分値が所定のしきい値以上の角度になった時に曲り角と判定するものとすることができる。
【００１６】
また、上記の各発明において、高域積分値と判定する所定のしきい値は、０．５／ｓｅｃに設定することができる。
【００１７】
さらに、上記の各発明において、安全運転指標しきい値は、０．１０〜０．２５の範囲内の値に設定することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、操舵角センサの操舵角信号を時間微分して角速度データを得、曲り角の入点から出点までの期間内に属する角速度データ群をフーリエ変換し、かつ、変換値を２乗して周波数軸上のエネルギ分布を算出し、このエネルギ分布から操舵円滑度指標を求め、安全運転指標しきい値と比較し、当該操舵円滑度指標が安全運転指標しきい値を超えるときに警告出力するので、特に高齢ドライバに顕著な指標としての曲り角での操舵にぎこちなさが現われることを警告し、運転年齢の衰えを自覚させることができる。
【００１９】
また、本発明によれば、操舵角センサの操舵角信号を時間微分して角速度データを得、曲り角の入点から出点までの期間内に属する角速度データ群をフーリエ変換し、かつ、変換値を２乗して周波数軸上のエネルギ分布を算出し、このエネルギ分布から操舵円滑度指標を求め、対応表を参照して操舵円滑度指標を運転年齢指標に変換して出力するので、ドライバに自分の運転年齢を提示することができ、特に高齢ドライバに運転年齢の衰えを自覚させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。
【００２１】
（第１の実施の形態）本発明の第１の実施の形態の高齢ドライバサポートシステムについて説明する。図１に示すように、本実施の形態の高齢ドライバサポートシステムは、ステアリングホイール１のホイール軸２に取り付けられ、ステアリングホイール１の操舵角瞬時値を検出する操舵角センサ３、自動車の適所に設置されたＧＰＳセンサ４、これら操舵角センサ３の操舵角検出データとＧＰＳセンサ４の地点検出データを定周期にサンプリングして時系列に保存するデータストレージ５、このデータストレージ５の保存されたデータを後述する手法にて解析し、操舵円滑度を判定し、警告を出力する運転年齢判定部６、警告を出力するディスプレイ、ブザー、プリンタのような出力装置７から構成されている。尚、データストレージ５と運転年齢判定部６と出力装置７は後述する演算処理を実行するプログラムをインストールしたパーソナルコンピュータとそれに接続される周辺装置にて構成することができる。
【００２２】
運転年齢判定部６の実行する演算処理方法、演算処理プログラムについて、図２のブロック図、図３のフローチャートを用いて説明する。ドライバがステアリングホイール１を操作すれば、操舵角センサ３はホイール軸２の回転角度を操舵角として検出し、データストレージ５に出力し、データストレージ５は所定のサンプリング周期で操舵角データを時系列に蓄積していく。この操舵角データの保存と平行して、ＧＰＳセンサ４がその地点検出信号をデータストレージ５に出力し、データストレージ５は所定のサンプリング周期で操舵角データを時系列に蓄積していく。
【００２３】
ある程度の距離を走行した後、運転年齢判定部６は、データストレージ５に蓄積されている時系列の操舵角データと地点データを用いて曲り角での操舵円滑度指標を算定する。これは、次の手順による。
【００２４】
ステップＳ１：ステアリングホイール１の軸２の部分に装着した操舵角センサ３にて、１／２０ｓｅｃ周期でデジタル値を出力する。
【００２５】
ステップＳ２，Ｓ３：移動平均演算部１１にて３個程度のサンプル数で移動平均を求め、これをデータストレージ５に時系列に保存していく。これは、人間の意図しない成分を排除することを目的としている。システムの簡素化が必要であれば、このステップＳ２，Ｓ３の処理機能は省略することも可能である。次に、リサンプリング部１１にて１／１０ｓｅｃなどの周期でリサンプリングする。
【００２６】
ステップＳ４：データストレージ５から取り込んだ操舵角データに対して、システムの始動時に、操舵角センサ３のゼロ点をキャリブレートする必要がないよう（ハンドルを正置させる必要がないよう）、減衰器１３にて時間と共に出力値を適度にダンピングする。この機能をソフトウェアとして実装させている。これによりハンドルの取り付けのメカニカルな誤差や、角度センサの取り付け位置のずれを許容できるようになる。ただし減衰係数が大きすぎるとハンドルの戻しのタイミングの測定に誤差が出るなどの悪影響があるので、係数は「弱め」に設定する。
【００２７】
ステップＳ５：差分器１４にてサンプリングタイミング毎に、１つ前のサンプリングタイミングでの操舵角データとの差分を取ることで角速度データに変換し、データストレージ５に保存していく。
【００２８】
ステップＳ６，Ｓ７：曲り角判定部１０はＧＰＳセンサ４の地点データを道路地図データ８と照合することで、曲り角の入点と出点とのタイミングを判別する。そして、データ切出し部１５は、この曲り角期間内に属する角速度データ群を切り出す。
【００２９】
ステップＳ８，Ｓ９：ＦＦＴ演算部１６にて、切り出された角速度データ群に対して、折り返し効果を低減するためにハミング窓関数を乗じる。そして、離散フーリエ変換ＦＦＴを行う。この結果は複素数のベクトルである。
【００３０】
ステップＳ１０：２乗器１７にてＦＦＴの結果を２乗して、時間軸上のエネルギ分布を表すベクトル（実数のベクトル）に変換する。
【００３１】
ステップＳ１１：比率（操舵円滑度指標）算出部１８にて、実数のベクトルを全周波数域で積分して積分値Ｓ１を求め、また、しきい値Ｒｅｆ１（ここでは、最適値として０．５／ｓｅｃに設定している。尚、この値はシステムに応じて調整可能である。）以上の周波数域でも積分して積分値Ｓ２を求め、この高域積分値Ｓ２の全域積分値Ｓ１に対する比率Ｒ（＝Ｓ２／Ｓ１）を操舵円滑度指標として算出する。尚、Ｒｅｆ１は、可変設定若しくは微調整可能にすることができる。
【００３２】
ステップＳ１２：操舵円滑度判定部１９にて、ステップＳ１１で求めた操舵円滑度指標Ｒを運転年齢判定指標Ｒｅｆ２（ここでは、０．１０〜０．２５の範囲で可変設定できる。）と比較し、このＲｅｆ２を超える場合に運転能力が低下している高齢ドライバと判定し、警告出力部２０にて、例えば、「運転能力が顕著に低下してきています。十分に注意して運転なさって下さい。」とか、「運転能力が極度に低下してきています。運転免許証を返上をされることをお勧めします。」といった警告を出力させる。この警告出力は、表示装置７に画面表示し、また、プリントアウトしてドライバ本人に手渡しできるようにする。
【００３３】
これにより、本実施の形態の高齢ドライバサポートシステム、それにて実施される運転年齢判定方法及び運転年齢判定プログラムによれば、運転能力が低下している高齢ドライバに運転能力の低下を自覚させることができる。
【００３４】
尚、ステップＳ５〜Ｓ７の角速度演算、曲り角判定及びデータの切り出しについては、次の手順であってもよい。まず、ステップＳ５で曲り角判定を先にし、ステップＳ６で操舵角データのうち曲り角走行期間内に属するデータ群を切り出し、ステップＳ７で切り出した操舵角データ群に対して差分を実施して曲り角走行期間内に属する角速度データ群を得、これをデータストレージ５に保存し、ステップＳ９の離散ＦＦＴをこの角速度データ群に対して実行することになる。結果は同じである。
【００３５】
（第２の実施の形態）本発明の第２の実施の形態の高齢ドライバサポートシステム、それが実施する運転年齢判定方法及び運転年齢判定プログラムについて説明する。
【００３６】
本実施の形態の特徴は、道路上の曲り角の判別を車載の加速度センサ（Ｇセンサ）の加速度検出データと操舵角センサの検出する操舵量から行うことにあり、ハードウェア構成は図４に示すものであり、また運転年齢判定部６の機能構成は図５に示すものである。
【００３７】
本実施の形態の高齢ドライバサポートシステムでは、第１の実施の形態のＧＰＳセンサ４に代えて、加速度センサ４Ａを備え、また加速度センサ４Ａが所定値以上の加速度を検出している期間について、減衰器１３の出力する操舵角データを時間積分する操舵量演算部２１を備え、曲り角度判定部１０は、この操舵量演算部２１の出力する操舵量が所定角度（例えば、９０度以上）であれば曲り角を走行していると判定する。尚、図４、図５において、図１、図２に示した第１の実施の形態と共通する要素には同一の符号を付して示してある。
【００３８】
本実施の形態の場合、高齢ドライバサポートシステムが実施する運転年齢判定方法及び運転方法判定プログラムの処理フローは第１の実施の形態と同様に図３に示すものである。ただし、ステップＳ６における曲り角判定法だけは第１の実施の形態と異なり、上述の加速度センサ４Ａの出力する加速度検出期間とその間の操舵量とに基づいて判定する。
【００３９】
本実施の形態にあっても、第１の実施の形態と同様に、運転能力が低下している高齢ドライバに運転能力の低下を自覚させることができる。
【００４０】
（第３の実施の形態）本発明の第３の実施の形態の高齢ドライバサポートシステム、それが実施する運転年齢判定方法及び運転年齢判定プログラムについて説明する。
【００４１】
本実施の形態の特徴は、ドライバの操舵円滑度指標Ｒをランク分けし、ランク毎の運転年齢を推定してドライバに提示する点にある。本実施の形態の高齢ドライバサポートシステムのハードウェア構成は、第１の実施の形態と同様に図１に示すものである。そして、運転年齢判定部６の機能構成は図６に示してあり、図２に示した第１の実施の形態における警告出力部２０に代えて、運転年齢ランキング部２２を備えている。尚、図６において、その他の実施の形態と共通する要素には同一の符号を用いて示してある。
【００４２】
本実施の形態によれば、図７のフローチャートにおけるステップＳ１２’で、次のような処理を行う。すなわち、操舵円滑度判定部１９のＲｅｆ２を複数段に設定し、操舵円滑度指標算出部１８が求めた操舵円滑度指標Ｒがいずれのランクに属するかを判定する。そして運転年齢ランキング部２２は、そのランクに対応して、Ｒ＝０．１を超えていれば「運転年齢６０歳を超えています。運転能力低下傾向にありますので、十分慎重に運転なさって下さい。」、さらにＲ＝０．１５を超えていれば「運転年齢７０歳を超えています。運転能力が低下しています。運転は中止された方が良いです。」、そしてさらにＲ＝０．２０を超えていれば「運転年齢８０歳を超えています。運転は無理です。免許証の返上をお勧めします。」といった運転年齢のランクに応じた警告を発する。
【００４３】
尚、この図７のフローチャートにおいて、図３に示したフローチャートと共通するステップ番号は同様の演算処理を行う。また第１の実施の形態と同様に、ステップＳ５〜Ｓ７の処理は入れ替えることができる。
【００４４】
これにより、本実施の形態によれば、曲り角での操舵円滑度指標のランクに応じて運転年齢を提示すると共に警告も出力するようにしたので、運転能力が低下している高齢ドライバに運転能力の低下を自覚させることができる。
【００４５】
（第４の実施の形態）本発明の第４の実施の形態の高齢ドライバサポートシステム、それが実施する運転年齢判定方法及び運転年齢判定プログラムについて説明する。
【００４６】
本実施の形態の特徴は、第２の実施の形態と同様に、道路上の曲り角の判別を車載の加速度センサ（Ｇセンサ）の加速度検出データと操舵角センサの検出する操舵量から行う点にあり、また、第３の実施の形態と同様に、ドライバの操舵円滑度指標Ｒをランク分けし、ランク毎の運転年齢を推定してドライバに提示することも特徴としている。ハードウェア構成は第２の実施の形態と共通であって図５に示すものであり、運転年齢判定部６の機能構成は図８に示すものである。
【００４７】
本実施の形態の高齢ドライバサポートシステムでは、第１、第３の実施の形態のＧＰＳセンサ４に代えて、加速度センサ４Ａを備え、また加速度センサ４Ａが所定値以上の加速度を検出している期間について、減衰器１３の出力する操舵角データを時間積分する操舵量演算部２１を備え、曲り角度判定部１０は、この操舵量演算部２１の出力する操舵量が所定角度（例えば、９０度以上）であれば曲り角を走行していると判定する。
【００４８】
また、本実施の形態の場合、第３の実施の形態と同様に、運転年齢ランキング部２２が、ステップＳ１２’においてＲｅｆ２に複数段に設定し、Ｒ＝０．１を超えれば「運転年齢６０歳を超えています。運転能力低下傾向にありますので、十分慎重に運転なさって下さい。」、さらにＲ＝０．１５を超えれば「運転年齢７０歳を超えています。運転能力が低下しています。運転は中止された方が良いです。」、そしてさらにＲ＝０．２０を超えれば「運転年齢８０歳を超えています。運転は無理です。免許証の返上をお勧めします。」といった運転年齢の段階的なランク分けと共に各ランクに応じた警告を発する。
【００４９】
本実施の形態にあっても、第３の実施の形態と同様に、曲り角での操舵円滑度指標のランクに応じて運転年齢を提示すると共に警告も出力するようにしたので、運転能力が低下している高齢ドライバに運転能力の低下を自覚させることができる。
【００５０】
尚、本発明にあって曲り角の判定は任意であり、ドライバと同乗しているテスト員が曲り角入点、出点のボタンを押して時点の時間情報と共に入力し、角速度データ切出し部１５では、この時間情報に基づき曲り角の入点、出点の期間内に属する角速度データ群を切り出してＦＦＴ処理させるようにすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１の実施の形態の高齢ドライバサポートシステムのブロック図。
【図２】本発明の第１の実施の形態における運転年齢判定部の機能ブロック図。
【図３】本発明の第１の実施の形態による運転年齢判定処理のフローチャート。
【図４】本発明の第２の実施の形態の高齢ドライバサポートシステムのブロック図。
【図５】本発明の第２の実施の形態における運転年齢判定部の機能ブロック図。
【図６】本発明の第３の実施の形態における運転年齢判定部の機能ブロック図。
【図７】本発明の第３の実施の形態による運転年齢判定処理のフローチャート。
【図８】本発明の第４の実施の形態における運転年齢判定部の機能ブロック図。
【図９】本発明の実用性の立証のための設定したテストコースの地図。
【図１０】壮年層ドライバの操舵角速度のエネルギ分布のグラフ。
【図１１】高齢ドライバの操舵角速度のエネルギ分布のグラフ。
【図１２】壮年層ドライバと高齢ドライバとの操舵円滑度指標の分布を示すグラフ。
【符号の説明】
【００５２】
１…ステアリングホイール
２…ステアリング軸
３…操舵角センサ
４…ＧＰＳセンサ
４Ａ…加速度センサ
５…データストレージ
６…運転年齢判定部
７…出力部
８…道路地図データ
１０…曲り角判定部
１４…差分器
１６…ＦＦＴ演算器
１７…２乗器
１８…操舵円滑度指標算出部
１９…操舵円滑度判定部
２０…警告出力部
２１…操舵量演算部
２２…運転年齢ランキング部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路上の曲り角を判定する曲り角判定手段と、
ステアリングホイールの操舵角を検出し、第１の所定周期で出力する操舵角センサと、
前記操舵角センサの操舵角信号を時間微分して角速度データを得る角速度演算手段と、
前記曲り角判定手段が判定した曲り角の入点から出点までの期間内に属する角速度データ群をフーリエ変換し、かつ、変換値を２乗して周波数軸上のエネルギ分布を算出するフーリエ変換手段と、
前記フーリエ変換手段の算出した前記エネルギ分布のうち、所定の周波数しきい値よりも高い周波数領域の値の積分値（高域積分値）と、該角速度フーリエ変換値の全周波数領域の値の積分値（全域積分値）とを求める積分手段と、
前記積分手段の求めた前記高域積分値が前記全域積分値に占める割合を操舵円滑度指標として求める操舵円滑度指標演算手段と、
前記操舵円滑度指標演算手段の求めた操舵円滑度指標を安全運転指標しきい値と比較し、当該操舵円滑度指標が安全運転指標しきい値を超えるときに警告出力する運転年齢判定手段とを備えた高齢ドライバサポートシステム。
【請求項２】
道路上の曲り角を判定する曲り角判定手段と、
ステアリングホイールの操舵角を検出し、第１の所定周期で出力する操舵角センサと、
前記操舵角センサの操舵角信号を時間微分して角速度データを得る角速度演算手段と、
前記曲り角判定手段が判定した曲り角の入点から出点までの期間内に属する角速度データ群をフーリエ変換し、かつ、変換値を２乗して周波数軸上のエネルギ分布を算出するフーリエ変換手段と、
前記フーリエ変換手段の算出した前記エネルギ分布のうち、所定の周波数しきい値よりも高い周波数領域の値の積分値（高域積分値）と、該角速度フーリエ変換値の全周波数領域の値の積分値（全域積分値）とを求める積分手段と、
前記積分手段の求めた前記高域積分値と前記全域積分値との比率を操舵円滑度指標として求める操舵円滑度指標演算手段と、
操舵円滑度指標と運転年齢指標との対応表手段と、
前記対応表手段を参照し、前記操舵円滑度指標演算手段の求めた操舵円滑度指標を運転年齢指標に変換して出力する運転年齢判定手段とを備えた高齢ドライバサポートシステム。
【請求項３】
前記曲り角判定手段は、道路地図データとＧＰＳとを備え、当該ＧＰＳの検出する地点が道路地図上の曲り角に相当するときに曲り角と判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の高齢ドライバサポートシステム。
【請求項４】
前記曲り角判定手段は、加速度センサと前記操舵角センサの出力する操舵角を積分して曲り角度を求める操舵角積分器とを備え、当該加速度センサが所定のしきい値以上の加速度を検出している期間の前記操舵角積分器の積分値が所定のしきい値以上の角度になった時に曲り角と判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の高齢ドライバサポートシステム。
【請求項５】
前記積分手段が前記高域積分値と判定する所定のしきい値は、０．５／ｓｅｃにしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の高齢ドライバサポートシステム。
【請求項６】
前記安全運転指標しきい値は、０．１０〜０．２５の範囲内のいずれかの値に設定したことを特徴とする請求項１に記載の高齢ドライバサポートシステム。
【請求項７】
道路上の曲り角を判定する曲り角判定ステップと、
操舵角センサの操舵角信号を時間微分して角速度データを得る角速度演算ステップと、
前記曲り角判定ステップで判定した曲り角の入点から出点までの期間内に属する角速度データ群をフーリエ変換し、かつ、変換値を２乗して周波数軸上のエネルギ分布を算出するフーリエ変換ステップと、
前記フーリエ変換ステップで算出した前記エネルギ分布のうち、所定の周波数しきい値よりも高い周波数領域の値の積分値（高域積分値）と、該角速度フーリエ変換値の全周波数領域の値の積分値（全域積分値）とを求める積分ステップと、
前記積分ステップで求めた前記高域積分値が前記全域積分値に占める割合を操舵円滑度指標として求める操舵円滑度指標演算ステップと、
前記操舵円滑度指標演算ステップで求めた操舵円滑度指標を安全運転指標しきい値と比較し、当該操舵円滑度指標が安全運転指標しきい値を超えるときに警告出力する運転年齢判定ステップとを有する運転年齢判定方法。
【請求項８】
道路上の曲り角を判定する曲り角判定ステップと、
操舵角センサの操舵角信号を時間微分して角速度データを得る角速度演算ステップと、
前記曲り角判定ステップで判定した曲り角の入点から出点までの期間内に属する角速度データ群をフーリエ変換し、かつ、変換値を２乗して周波数軸上のエネルギ分布を算出するフーリエ変換ステップと、
前記フーリエ変換ステップで算出した前記エネルギ分布のうち、所定の周波数しきい値よりも高い周波数領域の値の積分値（高域積分値）と、該角速度フーリエ変換値の全周波数領域の値の積分値（全域積分値）とを求める積分ステップと、
前記積分ステップで求めた前記高域積分値が前記全域積分値に占める割合を操舵円滑度指標として求める操舵円滑度指標演算ステップと、
操舵円滑度指標と運転年齢指標との対応表を参照し、前記操舵円滑度指標演算ステップで求めた操舵円滑度指標を運転年齢指標に変換して出力する運転年齢判定ステップとを有する運転年齢判定方法。
【請求項９】
前記曲り角判定ステップでは、ＧＰＳの検出する地点を道路地図データと対応させ、道路地図上の曲り角に相当するときに曲り角と判定することを特徴とする請求項７又は８に記載の運転年齢判定方法。
【請求項１０】
前記曲り角判定ステップでは、操舵角センサの出力する操舵角を積分して曲り角度を求め、加速度センサが所定のしきい値以上の加速度を検出している期間の前記曲り角度が所定のしきい値以上の角度になった時に曲り角と判定することを特徴とする請求項７又は８に記載の運転年齢判定方法。
【請求項１１】
前記積分ステップでは、前記高域積分値と判定する所定のしきい値を０．５／ｓｅｃにしたことを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載の運転年齢判定方法。
【請求項１２】
前記安全運転指標しきい値は、０．１０〜０．２５の範囲内のいずれかの値に設定したことを特徴とする請求項７に記載の運転年齢判定方法。
【請求項１３】
道路上の曲り角を判定する曲り角判定ステップと、
操舵角センサの操舵角信号を時間微分して角速度データを得る角速度演算ステップと、
前記曲り角判定ステップで判定した曲り角の入点から出点までの期間内に属する角速度データ群をフーリエ変換し、かつ、変換値を２乗して周波数軸上のエネルギ分布を算出するフーリエ変換ステップと、
前記フーリエ変換ステップで算出した前記エネルギ分布のうち、所定の周波数しきい値よりも高い周波数領域の値の積分値（高域積分値）と、該角速度フーリエ変換値の全周波数領域の値の積分値（全域積分値）とを求める積分ステップと、
前記積分ステップで求めた前記高域積分値が前記全域積分値に占める割合を操舵円滑度指標として求める操舵円滑度指標演算ステップと、
前記操舵円滑度指標演算ステップで求めた操舵円滑度指標を安全運転指標しきい値と比較し、当該操舵円滑度指標が安全運転指標しきい値を超えるときに警告出力する運転年齢判定ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする運転年齢判定プログラム。
【請求項１４】
道路上の曲り角を判定する曲り角判定ステップと、
操舵角センサの操舵角信号を時間微分して角速度データを得る角速度演算ステップと、
前記曲り角判定ステップで判定した曲り角の入点から出点までの期間内に属する角速度データ群をフーリエ変換し、かつ、変換値を２乗して周波数軸上のエネルギ分布を算出するフーリエ変換ステップと、
前記フーリエ変換ステップで算出した前記エネルギ分布のうち、所定の周波数しきい値よりも高い周波数領域の値の積分値（高域積分値）と、該角速度フーリエ変換値の全周波数領域の値の積分値（全域積分値）とを求める積分ステップと、
前記積分ステップで求めた前記高域積分値が前記全域積分値に占める割合を操舵円滑度指標として求める操舵円滑度指標演算ステップと、
操舵円滑度指標と運転年齢指標との対応表を参照し、前記操舵円滑度指標演算ステップで求めた操舵円滑度指標を運転年齢指標に変換して出力する運転年齢判定ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする運転年齢判定プログラム。
【請求項１５】
前記曲り角判定ステップでは、ＧＰＳの検出する地点を道路地図データと対応させ、道路地図上の曲り角に相当するときに曲り角と判定することを特徴とする請求項１３又は１４に記載の運転年齢判定プログラム。
【請求項１６】
前記曲り角判定ステップでは、操舵角センサの出力する操舵角を積分して曲り角度を求め、加速度センサが所定のしきい値以上の加速度を検出している期間の前記曲り角度が所定のしきい値以上の角度になった時に曲り角と判定することを特徴とする請求項１３又は１４に記載の運転年齢判定プログラム。
【請求項１７】
前記積分ステップでは、前記高域積分値と判定する所定のしきい値を０．５／ｓｅｃにしたことを特徴とする請求項１３〜１６のいずれかに記載の運転年齢判定プログラム。
【請求項１８】
前記安全運転指標しきい値は、０．１０〜０．２５の範囲内のいずれかの値に設定したことを特徴とする請求項１３に記載の運転年齢判定プログラム。
【請求項１】
道路上の曲り角を判定する曲り角判定手段と、
ステアリングホイールの操舵角を検出し、第１の所定周期で出力する操舵角センサと、
前記操舵角センサの操舵角信号を時間微分して角速度データを得る角速度演算手段と、
前記曲り角判定手段が判定した曲り角の入点から出点までの期間内に属する角速度データ群をフーリエ変換し、かつ、変換値を２乗して周波数軸上のエネルギ分布を算出するフーリエ変換手段と、
前記フーリエ変換手段の算出した前記エネルギ分布のうち、所定の周波数しきい値よりも高い周波数領域の値の積分値（高域積分値）と、該角速度フーリエ変換値の全周波数領域の値の積分値（全域積分値）とを求める積分手段と、
前記積分手段の求めた前記高域積分値が前記全域積分値に占める割合を操舵円滑度指標として求める操舵円滑度指標演算手段と、
前記操舵円滑度指標演算手段の求めた操舵円滑度指標を安全運転指標しきい値と比較し、当該操舵円滑度指標が安全運転指標しきい値を超えるときに警告出力する運転年齢判定手段とを備えた高齢ドライバサポートシステム。
【請求項２】
道路上の曲り角を判定する曲り角判定手段と、
ステアリングホイールの操舵角を検出し、第１の所定周期で出力する操舵角センサと、
前記操舵角センサの操舵角信号を時間微分して角速度データを得る角速度演算手段と、
前記曲り角判定手段が判定した曲り角の入点から出点までの期間内に属する角速度データ群をフーリエ変換し、かつ、変換値を２乗して周波数軸上のエネルギ分布を算出するフーリエ変換手段と、
前記フーリエ変換手段の算出した前記エネルギ分布のうち、所定の周波数しきい値よりも高い周波数領域の値の積分値（高域積分値）と、該角速度フーリエ変換値の全周波数領域の値の積分値（全域積分値）とを求める積分手段と、
前記積分手段の求めた前記高域積分値と前記全域積分値との比率を操舵円滑度指標として求める操舵円滑度指標演算手段と、
操舵円滑度指標と運転年齢指標との対応表手段と、
前記対応表手段を参照し、前記操舵円滑度指標演算手段の求めた操舵円滑度指標を運転年齢指標に変換して出力する運転年齢判定手段とを備えた高齢ドライバサポートシステム。
【請求項３】
前記曲り角判定手段は、道路地図データとＧＰＳとを備え、当該ＧＰＳの検出する地点が道路地図上の曲り角に相当するときに曲り角と判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の高齢ドライバサポートシステム。
【請求項４】
前記曲り角判定手段は、加速度センサと前記操舵角センサの出力する操舵角を積分して曲り角度を求める操舵角積分器とを備え、当該加速度センサが所定のしきい値以上の加速度を検出している期間の前記操舵角積分器の積分値が所定のしきい値以上の角度になった時に曲り角と判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の高齢ドライバサポートシステム。
【請求項５】
前記積分手段が前記高域積分値と判定する所定のしきい値は、０．５／ｓｅｃにしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の高齢ドライバサポートシステム。
【請求項６】
前記安全運転指標しきい値は、０．１０〜０．２５の範囲内のいずれかの値に設定したことを特徴とする請求項１に記載の高齢ドライバサポートシステム。
【請求項７】
道路上の曲り角を判定する曲り角判定ステップと、
操舵角センサの操舵角信号を時間微分して角速度データを得る角速度演算ステップと、
前記曲り角判定ステップで判定した曲り角の入点から出点までの期間内に属する角速度データ群をフーリエ変換し、かつ、変換値を２乗して周波数軸上のエネルギ分布を算出するフーリエ変換ステップと、
前記フーリエ変換ステップで算出した前記エネルギ分布のうち、所定の周波数しきい値よりも高い周波数領域の値の積分値（高域積分値）と、該角速度フーリエ変換値の全周波数領域の値の積分値（全域積分値）とを求める積分ステップと、
前記積分ステップで求めた前記高域積分値が前記全域積分値に占める割合を操舵円滑度指標として求める操舵円滑度指標演算ステップと、
前記操舵円滑度指標演算ステップで求めた操舵円滑度指標を安全運転指標しきい値と比較し、当該操舵円滑度指標が安全運転指標しきい値を超えるときに警告出力する運転年齢判定ステップとを有する運転年齢判定方法。
【請求項８】
道路上の曲り角を判定する曲り角判定ステップと、
操舵角センサの操舵角信号を時間微分して角速度データを得る角速度演算ステップと、
前記曲り角判定ステップで判定した曲り角の入点から出点までの期間内に属する角速度データ群をフーリエ変換し、かつ、変換値を２乗して周波数軸上のエネルギ分布を算出するフーリエ変換ステップと、
前記フーリエ変換ステップで算出した前記エネルギ分布のうち、所定の周波数しきい値よりも高い周波数領域の値の積分値（高域積分値）と、該角速度フーリエ変換値の全周波数領域の値の積分値（全域積分値）とを求める積分ステップと、
前記積分ステップで求めた前記高域積分値が前記全域積分値に占める割合を操舵円滑度指標として求める操舵円滑度指標演算ステップと、
操舵円滑度指標と運転年齢指標との対応表を参照し、前記操舵円滑度指標演算ステップで求めた操舵円滑度指標を運転年齢指標に変換して出力する運転年齢判定ステップとを有する運転年齢判定方法。
【請求項９】
前記曲り角判定ステップでは、ＧＰＳの検出する地点を道路地図データと対応させ、道路地図上の曲り角に相当するときに曲り角と判定することを特徴とする請求項７又は８に記載の運転年齢判定方法。
【請求項１０】
前記曲り角判定ステップでは、操舵角センサの出力する操舵角を積分して曲り角度を求め、加速度センサが所定のしきい値以上の加速度を検出している期間の前記曲り角度が所定のしきい値以上の角度になった時に曲り角と判定することを特徴とする請求項７又は８に記載の運転年齢判定方法。
【請求項１１】
前記積分ステップでは、前記高域積分値と判定する所定のしきい値を０．５／ｓｅｃにしたことを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載の運転年齢判定方法。
【請求項１２】
前記安全運転指標しきい値は、０．１０〜０．２５の範囲内のいずれかの値に設定したことを特徴とする請求項７に記載の運転年齢判定方法。
【請求項１３】
道路上の曲り角を判定する曲り角判定ステップと、
操舵角センサの操舵角信号を時間微分して角速度データを得る角速度演算ステップと、
前記曲り角判定ステップで判定した曲り角の入点から出点までの期間内に属する角速度データ群をフーリエ変換し、かつ、変換値を２乗して周波数軸上のエネルギ分布を算出するフーリエ変換ステップと、
前記フーリエ変換ステップで算出した前記エネルギ分布のうち、所定の周波数しきい値よりも高い周波数領域の値の積分値（高域積分値）と、該角速度フーリエ変換値の全周波数領域の値の積分値（全域積分値）とを求める積分ステップと、
前記積分ステップで求めた前記高域積分値が前記全域積分値に占める割合を操舵円滑度指標として求める操舵円滑度指標演算ステップと、
前記操舵円滑度指標演算ステップで求めた操舵円滑度指標を安全運転指標しきい値と比較し、当該操舵円滑度指標が安全運転指標しきい値を超えるときに警告出力する運転年齢判定ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする運転年齢判定プログラム。
【請求項１４】
道路上の曲り角を判定する曲り角判定ステップと、
操舵角センサの操舵角信号を時間微分して角速度データを得る角速度演算ステップと、
前記曲り角判定ステップで判定した曲り角の入点から出点までの期間内に属する角速度データ群をフーリエ変換し、かつ、変換値を２乗して周波数軸上のエネルギ分布を算出するフーリエ変換ステップと、
前記フーリエ変換ステップで算出した前記エネルギ分布のうち、所定の周波数しきい値よりも高い周波数領域の値の積分値（高域積分値）と、該角速度フーリエ変換値の全周波数領域の値の積分値（全域積分値）とを求める積分ステップと、
前記積分ステップで求めた前記高域積分値が前記全域積分値に占める割合を操舵円滑度指標として求める操舵円滑度指標演算ステップと、
操舵円滑度指標と運転年齢指標との対応表を参照し、前記操舵円滑度指標演算ステップで求めた操舵円滑度指標を運転年齢指標に変換して出力する運転年齢判定ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする運転年齢判定プログラム。
【請求項１５】
前記曲り角判定ステップでは、ＧＰＳの検出する地点を道路地図データと対応させ、道路地図上の曲り角に相当するときに曲り角と判定することを特徴とする請求項１３又は１４に記載の運転年齢判定プログラム。
【請求項１６】
前記曲り角判定ステップでは、操舵角センサの出力する操舵角を積分して曲り角度を求め、加速度センサが所定のしきい値以上の加速度を検出している期間の前記曲り角度が所定のしきい値以上の角度になった時に曲り角と判定することを特徴とする請求項１３又は１４に記載の運転年齢判定プログラム。
【請求項１７】
前記積分ステップでは、前記高域積分値と判定する所定のしきい値を０．５／ｓｅｃにしたことを特徴とする請求項１３〜１６のいずれかに記載の運転年齢判定プログラム。
【請求項１８】
前記安全運転指標しきい値は、０．１０〜０．２５の範囲内のいずれかの値に設定したことを特徴とする請求項１３に記載の運転年齢判定プログラム。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−２５０４０６（Ｐ２００８−２５０４０６Ａ）
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−８７６７５（Ｐ２００７−８７６７５）
【出願日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【出願人】（５０４１７３４７１）国立大学法人 北海道大学 (971)
【出願人】（３９７０５５８９４）株式会社ソフトフロント (5)
【出願人】（３０１０２３３６４）株式会社ジェネティックラボ (10)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【出願人】（５０４１７３４７１）国立大学法人 北海道大学 (971)
【出願人】（３９７０５５８９４）株式会社ソフトフロント (5)
【出願人】（３０１０２３３６４）株式会社ジェネティックラボ (10)
【Ｆターム（参考）】
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