| 【発明の名称】 |
状態表示装置及び状態表示方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】畠山 善幸
【住所又は居所】愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動車株式会社内
【氏名】岡村 宏樹
【住所又は居所】愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動車株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】運転者へ与える心理的影響を極力低減させながら、運転者の状態を同乗者に知らせること。
【解決手段】この状態表示装置１０は、運転者の生体情報及び行動情報の少なくとも一方を取得する運転者計測部１０１及び運転者信号処理部１０２と、当該取得した生体情報及び行動情報の少なくとも一方に基づいて運転者の生理状態を推定する運転者状態推定部１０４と、運転者が操縦する車両に同乗する同乗者の生体情報及び動作情報の少なくとも一方を取得する同乗者計測部１１１及び同乗者信号処理部１１２と、当該取得した生体情報及び動作情報の少なくとも一方に基づいて同乗者の心理状態を推定する同乗者状態推定部１１４と、当該推定した心理状態に基づいて運転者の生理状態を示す状態情報を表示するか否かを決定する表示可否決定部１２１と、当該決定に基づいて状態情報を表示する表示部１２０と、を備える。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者の生体情報及び動作情報の少なくとも一方を取得する運転者情報取得手段と、
当該取得した生体情報及び動作情報の少なくとも一方に基づいて前記運転者の生理状態を推定する運転者状態推定手段と、
前記運転者が操縦する車両に同乗する同乗者の生体情報及び動作情報の少なくとも一方を取得する同乗者情報取得手段と、
当該取得した生体情報及び動作情報の少なくとも一方に基づいて前記同乗者の心理状態を推定する同乗者状態推定手段と、
当該推定した心理状態に基づいて前記運転者の生理状態を示す状態情報を表示するか否かを決定する表示可否決定手段と、
当該決定に基づいて前記状態情報を表示する表示手段と、
を備える状態表示装置。
【請求項２】
運転者情報取得手段が運転者の生体情報及び動作情報の少なくとも一方を取得する第１取得ステップと、
前記第１取得ステップにおいて取得した生体情報及び動作情報の少なくとも一方に基づいて、運転者状態推定手段が前記運転者の生理状態を推定する第１推定ステップと、
同乗者情報取得手段が、前記運転者が操縦する車両に同乗する同乗者の生体情報及び動作情報の少なくとも一方を取得する第２取得ステップと、
前記第２取得ステップにおいて取得した生体情報及び動作情報の少なくとも一方に基づいて、同乗者状態推定手段が前記同乗者の心理状態を推定する第２推定ステップと、
前記第２推定ステップにおいて推定した心理状態に基づいて、表示可否決定手段が前記運転者の生理状態を示す状態情報を表示するか否かを決定する決定ステップと、
決定ステップにおける決定に基づいて、表示手段が前記状態情報を表示する表示ステップと、
を備える状態表示方法。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は車両の運転者の状態を示す情報を表示するための状態表示装置及び状態表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の運転者の身体状態等を表示する表示装置の一例として下記特許文献１に開示されている表示装置がある。下記特許文献１に開示されている表示装置は、運転者が車両の運転に支障をきたす状態である場合に、その状態を示すシンボルマークを表示するものである。
【特許文献１】特開２００３−３３９６８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１に記載の表示装置では、運転者の状態を常に監視し、その状態の変化によってシンボルマークを表示することとしている。この表示されたシンボルマークは同乗者にも見えるものであるから、運転者は同乗者に常に監視されているという心理的圧迫を受けることになる。
【０００４】
そこで本発明では、運転者へ与える心理的影響を極力低減させながら、運転者の状態を同乗者に知らせることのできる、状態表示装置及び状態表示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】
【０００５】
本発明の状態表示装置は、運転者の生体情報及び動作情報の少なくとも一方を取得する運転者情報取得手段と、当該取得した生体情報及び動作情報の少なくとも一方に基づいて運転者の生理状態を推定する運転者状態推定手段と、運転者が操縦する車両に同乗する同乗者の生体情報及び動作情報の少なくとも一方を取得する同乗者情報取得手段と、当該取得した生体情報及び動作情報の少なくとも一方に基づいて同乗者の心理状態を推定する同乗者状態推定手段と、当該推定した心理状態に基づいて運転者の生理状態を示す状態情報を表示するか否かを決定する表示可否決定手段と、当該決定に基づいて状態情報を表示する表示手段と、を備える。
【０００６】
本発明の状態表示方法は、運転者情報取得手段が運転者の生体情報及び動作情報の少なくとも一方を取得する第１取得ステップと、第１取得ステップにおいて取得した生体情報及び動作情報の少なくとも一方に基づいて、運転者状態推定手段が運転者の生理状態を推定する第１推定ステップと、同乗者情報取得手段が、運転者が操縦する車両に同乗する同乗者の生体情報及び動作情報の少なくとも一方を取得する第２取得ステップと、第２取得ステップにおいて取得した生体情報及び動作情報の少なくとも一方に基づいて、同乗者状態推定手段が同乗者の心理状態を推定する第２推定ステップと、第２推定ステップにおいて推定した心理状態に基づいて、表示可否決定手段が運転者の生理状態を示す状態情報を表示するか否かを決定する決定ステップと、決定ステップにおける決定に基づいて、表示手段が状態情報を表示する表示ステップと、を備える。
【０００７】
本発明の状態表示装置及び状態表示方法によれば、同乗者の生体情報又は動作情報から推定した同乗者の心理状態に基づいて運転者の状態情報を表示するので、運転者の状態情報は同乗者がその表示を必要と感じた心理状態になったときに表示することが可能となる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、運転者へ与える心理的影響を極力低減させながら、運転者の状態を同乗者に知らせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の知見は、例示のみのために示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解することができる。引き続いて、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００１０】
本発明の実施形態である状態表示装置１０の機能的な構成を示した図１を参照しながら、状態表示装置１０について説明する。
【００１１】
状態表示装置１０は、物理的には、対象者の脳波や心拍数を取得するためのセンサ、ＣＰＵ、メモリ、ハードディスクといった格納装置、ディスプレイといった表示装置を備える情報処理装置である。
【００１２】
状態表示装置１０は機能的な構成要素として、運転者計測部１０１（運転者情報取得手段）と、運転者信号処理部１０２（運転者情報取得手段）と、運転者モデル選択部１０３（運転者状態推定手段）と、運転者状態推定部１０４（運転者状態推定手段）と、同乗者計測部１１１（同乗者情報取得手段）と、同乗者信号処理部１１２（同乗者情報取得手段）と、同乗者モデル選択部１１３（同乗者状態推定手段）と、同乗者状態推定部１１４（同乗者状態推定手段）と、表示部１２０（表示手段）と、表示可否決定部１２１（表示可否決定手段）と、モデル情報格納部１５０とを備えている。引き続いて各構成要素について説明する。
【００１３】
運転者計測部１０１は、運転者のデータを取得する部分である。より具体的には、運転者計測部１０１は、運転者の脈拍、心拍、瞬きの頻度、皮膚インピーダンス、呼吸数、及び体温といった生理的な指標を示すデータをセンシングして電気信号として取得する部分である。運転者計測部１０１は更に、運転手の視線、表情、及び体の動きといった行動的な指標を示すデータをセンシングして電気信号として取得する部分でもある。運転者計測部１０１は、電気信号として取得したデータを運転者信号処理部１０２に出力する。また、運転者計測部１０１は、このデータを運転者モデル選択部１０３にも出力する。
【００１４】
運転者信号処理部１０２は、運転者計測部１０１から出力されたデータを信号処理する部分である。運転者信号処理部１０２は、出力されたデータをそのデータの性質に応じて信号処理し、そのデータの特性を表現できる数値を解析する。
【００１５】
運転者信号処理部１０２の解析手法について図２（Ａ）及び図２（Ｂ）を参照しながら説明する。図２（Ａ）に示すように、運転者計測部１０１は時間軸に沿って、３系統のデータを取得しているものとする。ここで、覚醒度推定タイミングｔ０から所定時間Ｔだけ遡ったデータを運転者信号処理部１０２が信号処理する。
【００１６】
図２（Ｂ）に示すように、運転者信号処理部１０２が信号処理して取得する数値としては、周波数解析結果を示す数値ｚ、所定時刻における信号値ｙ、所定時間内における平均の信号値ｘなどがある。この所定時刻とは、運転者の状態を推定する時刻からｍ（秒、分）前の時刻である。運転者信号処理部１０２は、信号処理を行って数値化された信号を運転者状態推定部１０４に出力する。また、運転者信号処理部１０２は、この数値化された信号を運転者モデル選択部１０３にも出力する。
【００１７】
運転者モデル選択部１０３は、運転者計測部１０１から出力されたデータ又は運転者信号処理部１０２から出力された数値化された信号に基づいて、モデル情報格納部１５０に格納されているモデル式を選択する部分である。より具体的には、運転者モデル選択部１０３は、出力されたデータ又は信号に適合するモデル式を選択して運転者状態推定部１０４に出力する。
【００１８】
ここで、モデル情報格納部１５０に格納されている情報について図３（Ａ）及び図３（Ｂ）を参照しながら説明する。図３（Ａ）は、運転者モデル選択部１０３がモデル式を選択する際に参照するテーブルの例を示している。また、図３（Ｂ）は、後述するように同乗者モデル選択部１１３がモデル式を選択する際に参照するテーブルの例を示している。図３（Ａ）に例示するテーブルも図３（Ｂ）に例示するテーブルも、モデル式とモデル内容とが関連付けられているテーブルである。
【００１９】
運転者モデル選択部１０３は、運転者計測部１０１から出力されたデータ又は運転者信号処理部１０２から出力された数値化された信号が、運転者の生理的な指標としての生体情報を示すものである場合には、モデル内容が「生体情報からの推定モデル」であるモデル式として「ｖ＝ｆ（α０Ｘ，β０Ｙ，δ０Ｚ）」を選択して運転者状態推定部１０４に出力する。このモデル式における、α０、β０、δ０はモデル式を特徴付ける定数であり、Ｘ、Ｙ、Ｚはそれぞれの定数に対応する数値化された信号（運転者信号処理部１０２から出力される）を示している。
【００２０】
また、運転者モデル選択部１０３は、運転者計測部１０１から出力されたデータ又は運転者信号処理部１０２から出力された数値化された信号が、運転者の行動的な指標としての行動情報を示すものである場合には、モデル内容が「行動情報からの推定モデル」であるモデル式として「ｖ＝ｆ（α１Ｘ，β１Ｙ，δ１Ｚ）」を選択して運転者状態推定部１０４に出力する。このモデル式における、α１、β１、δ１はモデル式を特徴付ける定数であり、Ｘ、Ｙ、Ｚはそれぞれの定数に対応する数値化された信号（運転者信号処理部１０２から出力される）を示している。
【００２１】
また、運転者モデル選択部１０３は、運転者計測部１０１から出力されたデータ又は運転者信号処理部１０２から出力された数値化された信号が、運転者の生理的な指標としての生体情報及び行動的な指標としての行動情報を示すものである場合には、モデル内容が「生態情報・行動情報からの推定モデル」であるモデル式として「ｖ＝ｆ（α２Ｘ，β２Ｙ，δ２Ｚ）」を選択して運転者状態推定部１０４に出力する。このモデル式における、α２、β２、δ２はモデル式を特徴付ける定数であり、Ｘ、Ｙ、Ｚはそれぞれの定数に対応する数値化された信号（運転者信号処理部１０２から出力される）を示している。
【００２２】
運転者状態推定部１０４は、運転者計測部１０１が取得したデータを信号処理した結果としての生体情報に基づいて、運転者の生理状態を推定する部分である。より具体的には、運転者状態推定部１０４は、運転者モデル選択部１０３が選択して出力するモデル式と、運転者信号処理部１０２が出力する数値化された信号とに基づいて、運転者の生理状態を推定する。例えば、運転者モデル選択部１０３が出力したモデル式が「ｖ＝ｆ（α０Ｘ，β０Ｙ，δ０Ｚ）」であって、運転者信号処理部１０２が出力した信号が「（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（ｘ，ｙ，ｚ）」の場合には、（ｘ，ｙ，ｚ）を代入して「ｖ」を算出する。この算出された「ｖ」は運転者の覚醒度（生理状態）を示す数値であって、その値によって運転者の覚醒度を推定できる。運転者状態推定部１０４は推定した運転者の覚醒度を示す情報を表示部１２０に出力する。
【００２３】
同乗者計測部１１１は、同乗者のデータを取得する部分である。より具体的には、同乗者計測部１１１は、同乗者の脈拍、心拍、瞬きの頻度、皮膚インピーダンス、呼吸数、及び体温といった生理的な指標を示すデータと、同乗者の視線、表情、及び体の動きといった行動的な指標を示すデータをセンシングして電気信号として取得する部分である。同乗者計測部１１１は、電気信号として取得したデータを同乗者信号処理部１１２に出力する。また、同乗者計測部１１１は、このデータを同乗者モデル選択部１１３にも出力する。
【００２４】
同乗者信号処理部１１２は、同乗者計測部１１１から出力されたデータを信号処理する部分である。同乗者信号処理部１１２は、出力されたデータをそのデータの性質に応じて信号処理し、そのデータの特性を表現できる数値を解析する。例えばこの数値としては、周波数解析結果を示す数値、所定時刻における信号値、所定時間内における平均の信号値などがある。この所定時刻とは、同乗者の状態を推定する時刻からｍ（秒、分）前の時刻である。同乗者信号処理部１１２は、信号処理を行って数値化された信号を同乗者状態推定部１１４に出力する。また、同乗者信号処理部１１２は、この数値化された信号を同乗者モデル選択部１１３にも出力する。
【００２５】
同乗者モデル選択部１１３は、同乗者計測部１１１から出力されたデータ又は同乗者信号処理部１１２から出力された数値化された信号に基づいて、モデル情報格納部１５０に格納されているモデル式を選択する部分である。より具体的には、同乗者モデル選択部１１３は、出力されたデータ又は信号に適合するモデル式を選択して同乗者状態推定部１１４に出力する。
【００２６】
より具体的には、同乗者モデル選択部１１３は、同乗者計測部１１１から出力されたデータ又は同乗者信号処理部１１２から出力された数値化された信号が、同乗者の生理的な指標としての生体情報を示すものである場合には、モデル内容が「生体情報からの推定モデル」であるモデル式として「ｗ＝ｆ（α３Ｘ，β３Ｙ，δ３Ｚ）」を選択して同乗者状態推定部１１４に出力する（図３（Ｂ）参照）。このモデル式における、α３、β３、δ３はモデル式を特徴付ける定数であり、Ｘ、Ｙ、Ｚはそれぞれの定数に対応する数値化された信号（同乗者信号処理部１１２から出力される）を示している。
【００２７】
また、同乗者モデル選択部１１３は、同乗者計測部１１１から出力されたデータ又は信号が、同乗者の行動的な指標としての行動情報を示すものである場合には、モデル内容が「行動情報からの推定モデル」である「ｗ＝ｆ（α４Ｘ，β４Ｙ，δ４Ｚ）」を選択して出力する。
【００２８】
また、同乗者モデル選択部１１３は、同乗者計測部１１１から出力されたデータ又は信号が、同乗者の生態情報及び行動情報を示すものである場合には、モデル内容が「生体情報・行動情報からの推定モデル」である「ｗ＝ｆ（α５Ｘ，β５Ｙ，δ５Ｚ）」を選択して出力する。
【００２９】
同乗者状態推定部１１４は、同乗者計測部１１１が取得したデータを信号処理した結果としての生体情報及び動作情報に基づいて、同乗者の心理状態を推定する部分である。より具体的には、同乗者状態推定部１１４は、同乗者モデル選択部１１３が選択して出力するモデル式と、同乗者信号処理部１１２が出力する数値化された信号とに基づいて、同乗者の心理状態を推定する。例えば、同乗者モデル選択部１１３が出力したモデル式が「ｗ＝ｆ（α３Ｘ，β３Ｙ，δ３Ｚ）」であって、同乗者信号処理部１１２が出力した信号が「（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（ｘ’，ｙ’，ｚ’）」の場合には、（ｘ’，ｙ’，ｚ’）を代入して「ｗ」を算出する。この算出された「ｗ」は同乗者の意図（心理状態）を示す数値であって、その値によって同乗者の意図を推定できる。この意図は、同乗者が運転者の覚醒度を確認したいという意図の強さを表している。従って、同乗者が運転者の動作に不安を感じて、運転者の覚醒度を確認したいという欲求が高まれば、この意図は強くなる。同乗者状態推定部１１４は推定した同乗者の心理状態を示す情報を表示可否決定部１２１に出力する。
【００３０】
表示可否決定部１２１は、同乗者状態推定部１１４が推定した同乗者の心理状態に基づいて、運転者の生理状態を示す状態情報を表示するか否かを決定する部分である。より具体的には、表示可否決定部１２１は、同乗者状態推定部１１４から出力される情報を、閾値処理や隠れマルコフモデルによる状態推移の判定処理等によって処理し、同乗者が運転者の生理状態を確認しようとする意図があるかどうかを判断する。表示可否決定部１２１は、同乗者が運転者の生理状態を確認しようとする意図があると判断すれば、運転者の生理状態を示す情報（運転者の覚醒度を示す情報）を表示するように指示する情報を表示部１２０に出力する。
【００３１】
表示部１２０は、運転者状態推定部１０４から出力される運転者の覚醒度を示す状態情報を、表示可否決定部１２１から出力される指示情報に基づいて表示する部分である。この状態情報としては、「ちょっと眠くなっています」といった文字情報でも、運転者の状態をシンボル表示する図形情報でもよい。
【００３２】
引き続いて、状態表示装置１０の動作について図４に示すフローチャートを参照しながら説明する。運転者計測部１０１が運転者の状態を計測して運転者のデータを取得する（ステップＳ０１、第１取得ステップ）。運転者計測部１０１が取得したデータは運転者信号処理部１０２及び運転者モデル選択部１０３に出力される。
【００３３】
運転者信号処理部１０２は、運転者計測部１０１から出力されたデータを信号処理して数値化された信号を生成する（ステップＳ０２、第１取得ステップ）。運転者信号処理部１０２は生成した信号を運転者状態推定部１０４及び運転者モデル選択部１０３に出力する。
【００３４】
運転者モデル選択部１０３は、運転者計測部１０１から出力されたデータ又は運転者信号処理部１０２から出力された信号に基づいて、モデル情報格納部１５０に格納されているモデル式を選択する（ステップＳ０３）。運転者モデル選択部１０３は選択したモデル式を運転者状態推定部１０４に出力する。
【００３５】
運転者状態推定部１０４は、運転者信号処理部１０２から出力される信号と運転者モデル選択部１０３から出力されるモデル式とに基づいて、運転者の生理状態（覚醒度）を推定する（ステップＳ０４、第１推定ステップ）。運転者状態推定部１０４は推定した生理状態（覚醒度）を表示部１２０に出力する（ステップＳ０５）。
【００３６】
運転者計測部１０１の計測の開始に合せて、同乗者計測部１１１が同乗者の状態を計測して同乗者のデータを取得する（ステップＳ１１、第２取得ステップ）。同乗者計測部１１１が取得したデータは同乗者信号処理部１１２及び同乗者モデル選択部１１３に出力される。
【００３７】
同乗者信号処理部１１２は、同乗者計測部１１１から出力されたデータを信号処理して数値化された信号を生成する（ステップＳ１２、第２取得ステップ）。同乗者信号処理部１１２は生成した信号を同乗者状態推定部１１４及び同乗者モデル選択部１１３に出力する。
【００３８】
同乗者モデル選択部１１３は、同乗者計測部１１１から出力されたデータ又は同乗者信号処理部１１２から出力された信号に基づいて、モデル情報格納部１５０に格納されているモデル式を選択する（ステップＳ１３）。同乗者モデル選択部１１３は選択したモデル式を同乗者状態推定部１１４に出力する。
【００３９】
同乗者状態推定部１１４は、同乗者信号処理部１１２から出力される信号と同乗者モデル選択部１１３から出力されるモデル式とに基づいて、同乗者の心理状態（意図）を推定する（ステップＳ１４、第２推定ステップ）。同乗者状態推定部１１４は推定した心理状態（意図）を表示可否決定部１２１に出力する。
【００４０】
表示可否決定部１２１は同乗者状態推定部１１４から出力された同乗者の心理状態から、同乗者が運転者の状態を知りたがっているか否かを判断する（ステップＳ１５、決定ステップ）。同乗者が運転者の状態を知りたがっている判断すれば、表示可否決定部１２１は表示部１２０に対して、運転者状態推定部１０４から出力される運転者の生理状態を示す情報を表示するように指示する（ステップＳ１６、表示ステップ）。
【００４１】
本実施形態の作用効果について説明する。運転者計測部１０１及び運転者信号処理部１０２が取得した運転者の生体情報及び行動情報の少なくとも一方に基づいて、運転者状態推定部１０４が運転者の生理状態を表示するための状態情報を生成するので、運転者の生理状態を表示するための情報を取得できる。同乗者計測部１１１及び同乗者信号処理部１１２が取得した同乗者の生体情報及び行動情報の少なくとも一方に基づいて、同乗者状態推定部１１４が同乗者の心理状態を推定するので、同乗者の意図を把握できる。表示可否決定部１２１は同乗者状態推定部１１４の推定結果に基づいて、状態情報の表示可否を決定するので、同乗者が運転者の状態を知りたいという意図を持ったときに状態情報を表示できる。従って、運転者の状態情報は同乗者が必要としたときに表示できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態である状態表示装置の構成を示した図である。
【図２】図１の運転者信号処理部の動作を説明するための図である。
【図３】図１のモデル情報格納部に格納される情報の例を示した図である。
【図４】本発明の実施形態である状態表示装置の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０…状態表示装置、１０１…運転者計測部、１０２…運転者信号処理部、１０３…運転者モデル選択部、１０４…運転者状態推定部、１１１…同乗者計測部、１１２…同乗者信号処理部、１１３…同乗者モデル選択部、１１４…同乗者状態推定部、１２１…表示可否決定部、１２０…表示部。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３２０７
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
【住所又は居所】愛知県豊田市トヨタ町１番地
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| 【出願日】 |
平成１６年５月１２日（２００４．５．１２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８８１５５
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
【識別番号】１０００８９９７８
【弁理士】
【氏名又は名称】塩田 辰也
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| 【公開番号】 |
特開２００５−３２３６９１（Ｐ２００５−３２３６９１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１７年１１月２４日（２００５．１１．２４） |
| 【出願番号】 |
特願２００４−１４２７４１（Ｐ２００４−１４２７４１） |
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