本发明涉及驾驶支援装置。
背景技术
在驾驶车辆或轮船时，期望驾驶员不是发呆的漫不经心状态或焦躁的兴奋状态，而是适当的清醒状态(适当状态)。近年来，提出一种驾驶支援装置，该驾驶支援装置用于始终监视驾驶员的状态并输出与驾驶员的状态相应的刺激，由此将驾驶员维持和引导为适当状态。
例如，在专利文献1中记载有如下内容：根据心跳间隔的变动来计算交感神经活动量和副交感神经活动量，根据计算出的交感神经活动量和副交感神经活动量是否为基准值以上来输出刺激，使得驾驶员的交感神经活动量和副交感神经活动量接近目标值。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-125801号公报
技术实现要素：
发明要解决的问题
专利文献1所记载的技术根据自主神经活动量与目标值的偏离度来调整刺激和强度，没有考虑如何从适当状态陷入漫不经心状态或兴奋状态。因此，存在如下问题：在突然陷入漫不经心状态或兴奋状态时、或在频繁陷入漫不经心状态或兴奋状态时，想要给予较强的刺激，但在偏离度较小的情况下，无法给予较强的刺激。即，仅根据各时刻的驾驶员的状态而决定了对驾驶员给予的刺激，因此，存在无法对驾驶员给予适当的刺激这样的问题。
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，得到一种支援对驾驶员给予更加适当的刺激的驾驶支援装置。
用于解决问题的手段
本发明的驾驶支援装置具备：取得部，其取得表示驾驶员的清醒状态的时间变化的时间变化信息；以及刺激决定部，取得部取得的时间变化信息所示的时间变化的绝对值越大，该刺激决定部决定强度越高的刺激作为对驾驶员给予的刺激。
发明的效果
根据本发明的驾驶支援装置，具备刺激决定部，时间变化信息所示的驾驶员的清醒状态的时间变化的绝对值越大，该刺激决定部决定强度越高的刺激作为对驾驶员给予的刺激，因此，能够支援对驾驶员给予考虑了驾驶员的清醒状态的时间变化的更加适当的刺激。
附图说明
图1是示出实施方式1中的驾驶支援装置100和驾驶支援系统1000的结构的结构图。
图2是示出实施方式1中的主矩阵的结构例的说明图。
图3是示出实施方式1中的系统定义矩阵的结构例的说明图。
图4是示出实施方式1中的物理定义矩阵的结构例的说明图。
图5是示出实施方式1中的驾驶支援装置100的硬件结构的例子的结构图。
图6是示出实施方式1中的驾驶支援系统1000进行驾驶支援的动作的流程图
图7是示出驾驶员的清醒状态的变化与清醒状态的变化的主要原因的具体例的说明图。
图8是示出驾驶员的清醒度水平值的时间变化的具体例的说明图。
图9是示出实施方式2中的驾驶支援装置100和驾驶支援系统1000的结构的结构图。
图10是示出驾驶员的清醒度的状态转变和转变概率的具体例的说明图。
图11是示出在实施方式2中由存储部3存储的主矩阵的具体例的说明图。
具体实施方式
实施方式1.
图1是示出实施方式1中的驾驶支援装置100和驾驶支援系统1000的结构的结构图。
在图1中，驾驶支援系统1000具备驾驶支援装置100、驾驶员状态检测装置200、车辆状态信息取得装置300、以及车辆周边信息取得装置400、刺激输出装置500，驾驶支援装置100具备取得部1、刺激决定部2、存储部3以及刺激输出控制部4。之后叙述驾驶支援装置100的具体结构。
驾驶员状态检测装置200监视驾驶员的状态，检测驾驶员的生物体信息，例如是通过拍摄而检测表示驾驶员的出汗、瞳孔的大小、颜色、表情、视线的信息的相机、计测脉搏数的脉搏计、计测心跳数的心电传感器、计测包含阿尔法波和贝塔波的脑波的脑波计等。
车辆状态信息取得装置300取得表示车辆的状态的车辆状态信息，使用各种传感器等。车辆状态信息取得装置300所取得的车辆的控制信息例如是踏板的踩踏角、方向盘的旋转角、车辆的行驶速度等。此外，车辆状态信息取得装置300能够取得车辆状态信息即可，也可以构成为，不使用传感器等，而是通过取得车辆的控制装置输出的控制信号而取得车辆状态信息。
车辆周边信息取得装置400取得车辆的周边信息，使用相机或激光雷达这样的各种传感器等。作为车辆周边信息取得装置400所取得的车辆的周边信息，例如为裂缝等道路的状态或拥堵等交通信息等。
刺激输出装置500向驾驶员输出由后述的刺激决定部2决定的刺激。在实施方式1中，刺激输出装置500具备对驾驶员的视觉给予刺激的显示设备501、对驾驶员的听觉给予刺激的音响设备502、对驾驶员的触觉给予刺激的振动设备503、以及对驾驶员的触觉和嗅觉给予刺激的空调设备504。
在显示设备501中，例如使用进行要输出的显示与背景的重合的平视显示器、液晶显示器、发光二极管等。显示设备501输出文字、标记、静态图像、动态图像、由多色光构成的光线等来刺激驾驶员的视觉。
对于音响设备502，例如使用扬声器，音响设备502输出音乐、语言、效果声音等来刺激驾驶员的听觉。
振动设备503例如是在供驾驶员就座的座椅或把手上附带的运行部，通过使座椅或把手按照特定的振动模式进行振动来刺激驾驶员的触觉。
对于空调设备504，例如使用制冷制热用空调或香味喷出器，空调设备504向驾驶员的面部、颈部、手背等输出冷热风或者芳香系的香味等，刺激驾驶员的触觉或嗅觉。
以下，对驾驶支援装置100详细进行说明。
取得部1从驾驶员状态检测装置200、车辆状态信息取得装置300以及车辆周边信息取得装置400取得各种信息，在实施方式1中，尤其是从驾驶员状态检测装置200取得表示驾驶员的清醒状态的时间变化的时间变化信息。
具体而言，在实施方式1中，取得部1具备生物体信息取得部11和清醒度计算部12，取得后述的清醒度水平值的时间变化率作为时间变化信息。
此外，在实施方式1中，取得部1从设置于驾驶支援装置100的外部的驾驶员状态检测装置200、车辆状态信息取得装置300以及车辆周边信息取得装置400取得各种信息，但也可以构成为取得部1直接取得各种信息。例如，也可以构成为取得部1直接检测并取得驾驶员的生物体信息。
生物体信息取得部11取得驾驶员的生物体信息，在实施方式1中，取得由驾驶员状态检测装置200检测到的生物体信息。
清醒度计算部12根据由生物体信息取得部11取得的生物体信息，计算表示驾驶员的清醒状态的程度的清醒度水平值和清醒度水平值的时间变化率。
在实施方式1中，清醒度计算部12基于由生物体信息取得部11取得的生物体信息来计算驾驶员的交感神经活动量和副交感神经活动量，基于计算出的交感神经活动量和副交感神经活动量，进一步计算清醒度水平值和清醒度水平值的时间变化率。在实施方式1中，通过用交感神经活动量除以副交感神经活动量得到的值来定义清醒度水平值。当驾驶员的清醒状态为适当状态时，交感神经活动量和副交感神经活动量是均衡的，将此时的清醒度水平值作为基准值而存储于存储部3。
作为基准值的计算和设定方法，例如，能够根据在开始驾驶前驾驶员闭上眼睛休息规定时间的状态下得到的生物体信息来计算清醒度水平值，将该清醒度水平值设定为基准值。
这里，交感神经活动量是在驾驶员的交感神经变得活跃时增加的量，是根据心跳的低频成分、贝塔波或伽马波这样的脑波、驾驶员的愤怒这样的表情等而计算的量。此外，副交感神经活动量是在驾驶员的副交感神经变得活跃时增加的量，是根据心跳的高频成分、阿尔法波或西塔波这样的脑波、驾驶员的放松表情等而计算的量。
取得部1取得的时间变化信息所示的时间变化的绝对值越大，则刺激决定部2决定强度越高的刺激作为对驾驶员给予的刺激，在实施方式1中，清醒度计算部12计算出的清醒度水平值的时间变化率的绝对值越大，则刺激决定部2决定强度越高的刺激作为对驾驶员给予的刺激。此外，在实施方式1中，基于后述的存储部3所存储的刺激对应信息来决定对驾驶员给予的刺激。
更详细而言，在实施方式1中，刺激决定部2在清醒度计算部12计算出的清醒度水平值在规定时间Tt1内低于规定的阈值L1、并且驾驶员的清醒状态从适当状态变化为漫不经心状态的情况下，决定给予积极刺激。这里，积极刺激是通过交感神经的活性化来提高驾驶员的清醒度水平值的刺激，目的在于将驾驶员从漫不经心状态向适当状态引导。此外，刺激决定部2基于驾驶员的清醒状态从适当状态变化为慢性状态的前后的规定时间ΔT1内的清醒度水平值的时间变化率的绝对值，来决定对驾驶员给予的刺激。
同样，刺激决定部2在清醒度计算部12计算出的清醒度水平值在规定时间Tt2内超过规定的阈值L2、并且驾驶员的清醒状态从适当状态变化为兴奋状态的情况下，决定给予消极刺激。这里，消极刺激是通过副交感神经的活性化来抑制驾驶员的清醒度水平值的刺激，目的在于将驾驶员从兴奋状态向适当状态引导。此外，刺激决定部2基于驾驶员的清醒状态从适当状态变化为兴奋状态的前后的规定时间ΔT2内的清醒度水平值的时间变化率，来决定对驾驶员给予的刺激。
表1是表示对驾驶员给予的积极刺激和消极刺激的例子的表。
在表1中，纵轴对给予刺激的感觉的种类进行项目划分，横轴对积极刺激和消极刺激进行项目划分，各栏示出所给予的刺激的具体例。例如，作为有效使交感神经活性化的对视觉的积极刺激，在规定的显示设备中以特定的显示模式显示暖色系的明亮且清晰的颜色的光或文字等。此外，作为对听觉的积极刺激，从扬声器输出快节奏且高音的音乐或成为询问的语言的讲话。这些刺激可以单独输出，也可以同时输出针对多个感觉的刺激。
[表1]
存储部3存储将驾驶员的清醒状态的时间变化与对驾驶员给予的刺激对应起来的刺激对应信息，该刺激对应信息针对驾驶员的清醒状态的时间变化而被分类为多个阶段，按照每个阶段，驾驶员的清醒状态的时间变化的绝对值越大，则对应强度越高的刺激。
在实施方式1中，存储部3存储将清醒度水平值的时间变化率与对驾驶员给予的刺激对应起来的矩阵表即刺激矩阵，作为刺激对应信息。
此外，在实施方式1中，存储部3存储：用于判定驾驶员的清醒状态从适当状态变化为漫不经心状态的清醒度水平值的阈值L1、用于判定从适当状态变化为兴奋状态的清醒度水平值的阈值L2、用于刺激决定部2判断从适当状态变化为漫不经心状态之后不返回适当状态的时间Tt1、在刺激决定部2决定对驾驶员给予的积极刺激时考虑清醒度水平值的规定时间ΔT1、用于刺激决定部2判断从适当状态变化为兴奋状态之后不返回适当状态用的时间Tt2、在刺激决定部2决定对驾驶员给予的消极刺激时考虑清醒度水平值的规定时间ΔT2、刺激输出装置500输出积极刺激的时间To1、刺激输出装置500输出消极刺激的时间To2。
图2至图4是示出刺激矩阵的结构例的图。
刺激矩阵保持表示对驾驶员给予的刺激的刺激信息，在实施方式1中，包括主矩阵、系统定义矩阵以及物理定义矩阵。图2表示主矩阵的结构例，图3表示系统定义矩阵的结构例，图4表示物理定义矩阵的结构例。此外，刺激信息包括后述的指针信息、刺激内容信息以及设备信息。
如图2所示，关于主矩阵，将清醒度水平值的变化率在正负范围内分类为“缓慢”、“中间”、“急剧”合计6个阶段，针对各阶段而保持将系统定义矩阵关联的指针信息。
如图3所示，系统定义矩阵保持基于系统使用的、表示对驾驶员给予的刺激内容的刺激内容信息。具体而言，系统定义矩阵由通过主矩阵的各指针信息而示出的6个矩阵构成，在各矩阵中，纵轴对给予刺激的感觉器官的种类进行项目划分，横轴按照“弱”、“中”、“强”这三个阶段对刺激的强度进行项目划分，在各栏中保持表示刺激种类、刺激强度、刺激输出模式等具体刺激内容的刺激内容信息。
在矩阵N1至N3中定义了消极刺激，在矩阵P1至P3中定义了积极刺激。此外，在实施方式1中，在矩阵N1中只定义了位于“强”这一列的消极刺激，在矩阵N2中只定义了位于“中”这一列的消极刺激，在矩阵N3中只定义了位于“弱”这一列的消极刺激。同样，在矩阵P1中，只定义了位于“强”这一列的积极刺激，在矩阵P12中，只定义了位于“中”这一列的积极刺激，在矩阵P3中，只定义了位于“弱”这一列的积极刺激。
如图4所示，物理定义矩阵保持基于独立车辆的物理使用的、表示输出刺激的设备的设备信息。具体而言，纵轴对给予刺激的感觉器官的种类进行项目划分，横轴对消极刺激和积极刺激进行项目划分，在各栏中保持输出刺激的设备的信息。
返回图1，刺激输出控制部4发送用于使刺激输出装置500输出由刺激决定部2决定出的刺激的控制信号。例如，在实施方式1中，刺激输出控制部4向显示设备501输出控制信号，该控制信号表示关于由刺激决定部2决定出的对视觉给予的刺激应该输出多少亮度或者施加多少电压等。同样，在实施方式1中，刺激输出控制部4向音响设备502、振动设备503及空调设备504输出用于输出适当的刺激的控制信号。
驾驶支援装置100的各功能由计算机实现。图5是示出实现驾驶支援装置100的计算机的硬件结构的例子的结构图。
在图5所示的硬件中，具备CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)等处理装置10000、ROM(Read Only Memory：只读存储器)或硬盘等存储装置10001、输入接口部10002、以及输出接口部10003。
图1所示的刺激决定部2通过由处理装置10000执行存储装置10001所存储的程序来实现。取得部1由输入接口部10002实现。输入接口部10002具有将从驾驶员状态检测装置200等外部的装置输入的电信号处理装置10000转送的功能。刺激输出控制部4由输出接口部10003实现。输出接口部10003按照来自处理装置10000的命令，输出控制刺激输出装置500的电信号。
此外，实现刺激决定部2的各功能的方法不限于上述的硬件与程序的组合，可以由在处理装置中执行程序的LSI(Large Scale Integrated Circuit：大规模集成电路)这样的硬件单体实现，也可以由专用的硬件实现一部分功能，通过处理装置与程序的组合来实现一部分。
如以上那样构成驾驶支援装置100和驾驶支援系统1000。
接着，对驾驶支援装置100和驾驶支援系统1000的动作进行说明。
图6是示出驾驶支援系统1000进行驾驶支援的动作的流程图。驾驶支援系统1000进行驾驶支援的动作对应于驾驶支援方法，步骤S2对应于驾驶支援方法中的取得工序，步骤S4对应于刺激决定工序。此外，使计算机执行该驾驶支援方法的程序是驾驶支援程序。
首先，当驾驶支援系统1000开始动作时，在步骤S1中，驾驶员状态检测装置200检测驾驶员的生物体信息并向生物体信息取得部11发送。此外，车辆状态信息取得装置300取得车辆状态信息，车辆周边信息取得装置400取得车辆周边信息并向取得部1分别发送。
接着，在步骤S2中，取得部1取得表示驾驶员的清醒状态的时间变化的时间变化信息。
具体而言，清醒度计算部12根据生物体信息取得部11所取得的生物体信息来计算驾驶员的清醒度水平值和清醒度水平值的时间变化率。取得部1取得由清醒度计算部12计算出的清醒度水平值的时间变化率作为时间变化信息。
接着，在步骤S3中，刺激决定部2判定由清醒度计算部12计算出的清醒度水平值是低于预先决定的第一阈值即阈值L1还是超过第二阈值即阈值L2。并且，判定驾驶员是否在漫不经心状态或兴奋状态的状态下经过了规定时间，在超过规定时间的情况下，决定对驾驶员给予刺激。即，判定清醒度水平值低于阈值L1的时间或者超过阈值L2的时间是否超过规定时间，在超过规定时间的情况下，决定对驾驶员给予刺激。在清醒度水平值为阈值L1以上且阈值L2以下的情况下、清醒度水平值低于阈值L1的时间未超过规定时间的情况下、以及清醒度水平值超过阈值L2的时间未超过规定时间的情况下，返回步骤S1，再次进行驾驶员的生物体信息的检测。
接着，在步骤S4中，在步骤S2中取得的时间变化信息所示的时间变化的绝对值越大，则刺激决定部2决定强度越高的刺激作为对驾驶员给予的刺激。
具体而言，首先，刺激决定部2基于驾驶员的清醒度水平值和清醒度水平值的时间变化率，取得从主矩阵指向系统定义矩阵的指针信息。具体而言，在驾驶员的清醒度水平值低于阈值L1的情况下，取得P1至P3中的任意一个指针信息，在驾驶员的清醒度水平值超过阈值L2的情况下，取得N1至N3中的任意一个指针信息。这里，驾驶员的清醒度水平值的时间变化率的绝对值越大，则取得指向定义了强度越高的刺激的系统定义矩阵的指针信息。例如，如图2所示，在清醒度水平值的时间变化率为1.5的情况下，取得指向N2的指针信息。
如图3所示，刺激决定部2参照指针信息所示的系统定义矩阵的栏，决定对驾驶员给予的刺激。这里，在N2的系统定义矩阵中，仅中列定义了刺激，因此，依次参照中列的各栏，决定对驾驶员给予的刺激。
此外，如图4所示，刺激决定部2从物理定义矩阵取得输出刺激的设备的信息，将输出刺激的设备的信息与对驾驶员给予的刺激的信息一起向刺激输出控制部4发送。
接着，在步骤S5中，刺激输出控制部4基于由刺激决定部2决定出的刺激信息，发送用于使刺激输出装置500输出刺激的控制信号，刺激输出装置500基于来自刺激输出控制部4的控制信号，对驾驶员给予刺激。
在步骤S6中，刺激输出装置500停止刺激的输出，驾驶支援系统1000结束动作。这里，如后所述，关于刺激输出装置500停止刺激的输出的条件，例如可以为在输出规定时间刺激之后停止，也可以为刺激决定部2检测到驾驶员的清醒状态返回到适当状态，进行停止刺激的输出的控制。
以下使用图7和图8，详细说明驾驶支援装置100和驾驶支援系统1000所进行的动作的具体例。
图7是示出驾驶员的清醒状态的变化和清醒状态的变化的主要原因的具体例的说明图。
图7所图示的3个块中的位于中央的适当状态B1是指交感神经活动量与副交感神经活动量以大致相同的活跃程度工作的状态，是集中力和判断力良好的状态。位于适当状态的左侧的漫不经心状态B2是指副交感神经活动量优于交感神经活动量的状态。作为在驾驶中从适当状态陷入漫不经心状态的主要原因，例如，考虑长时间驾驶所引起的疲劳、自动驾驶中的困倦发生等。位于适当状态的右侧的兴奋状态B3是指交感神经活动量优于副交感神经活动量的状态，作为在驾驶中从适当状态陷入兴奋状态的主要原因，例如，考虑由于突然出现而引起的潜在危险发生、交通拥堵所造成的焦躁、从自动驾驶向手动驾驶切换时的紧张等。
驾驶支援系统1000在驾驶员的清醒状态处于漫不经心状态B2时，输出积极刺激，在驾驶员的清醒状态处于兴奋状态B3时，输出消极刺激，由此，引导驾驶员的清醒状态长时间留在适当状态。
图8是示出驾驶员的清醒度水平值的时间变化的具体例的说明图。
在图8中，纵轴表示驾驶员的清醒度水平值，横轴表示时刻。清醒度水平值比阈值L1小的区域是副交感神经活动量占优势的漫不经心状态，清醒度水平值为阈值L1以上且阈值L2以下的区域是副交感神经活动量与交感神经活动量平衡的适当状态，清醒度水平值比阈值L2大的区域是交感神经活动量占优势的兴奋状态。
从时刻T＝0开始，驾驶员由于驾驶的疲劳而导致注意力渐渐下降。此时，驾驶员的清醒度水平值V1渐渐下降，在时刻T1的时间点，低于阈值L1。之后，经过规定时间Tt1，在时刻T2，驾驶员的清醒度水平值也保持低于阈值L1的状态，因此，刺激决定部2决定对驾驶员给予积极刺激。刺激决定部2基于驾驶员的清醒状态从适当状态变化为漫不经心状态的前后的规定时间ΔT1(在本实施方式中，时刻T0至时刻T2的时间)内的清醒度水平值的时间变化率，从刺激矩阵中决定对驾驶员给予的积极刺激。刺激输出装置500在时刻T2至时刻T3的期间(规定时间To1)，向驾驶员输出由刺激决定部2决定的刺激。驾驶员的清醒状态返回适当状态，驾驶支援系统1000停止向驾驶员输出积极刺激。
这里，例如，ΔT1也可以设定为Tt1的2倍。通过像这样设定ΔT1，能够均等地处理驾驶员的清醒度水平值低于阈值L1之前和低于阈值L1之后的时间变化信息。此外，在清醒度水平值低于阈值L1的前后想要重视某个时间带的情况下，不设定为Tt1的2倍而进行适当的加权即可。
之后，驾驶员以适当状态继续驾驶，但在时刻T4，由于行人的突然出现而产生干扰，驾驶员的清醒度水平值V1急剧上升，在时刻T5，超过阈值L2，驾驶员陷入兴奋状态。在时刻T5清醒度水平值V1超过阈值L2之后经过规定时间Tt2，在时刻T6，清醒度水平值也保持超过阈值L2的状态，因此，刺激决定部决定对驾驶员给予消极刺激。刺激决定部2基于驾驶员的清醒状态从适当状态变化为兴奋状态的前后的规定时间ΔT2(在本实施方式中，时刻T4至时刻T6的期间)内的清醒度水平值的时间变化率，从刺激矩阵中决定对驾驶员给予的消极刺激。驾驶支援系统1000在时刻T6至时刻T7的期间(规定时间To2)，将刺激决定部2决定出的刺激向驾驶员输出。驾驶员的清醒状态返回适当状态，驾驶支援系统1000停止向驾驶员输出消极刺激。
这里，例如，ΔT2也可以为从清醒度水平值的时间变化率从负变化为正的时刻T4到清醒度水平值超过阈值L2之后经过了规定时间Tt2为止的时间。通过像这样设定，能够适当地考虑清醒度水平值的急剧上升。此外，也可以与ΔT1的设定同样地将ΔT2也设定为Tt2的规定倍。
这里，关于驾驶支援系统1000停止刺激的输出的时机，可以是如上述那样在开始刺激的输出之后经过了预先决定的规定时间的时间点停止，也可以是检测到驾驶员的清醒状态变化为适当状态而停止。此外，在图8中，清醒度水平值从时刻T3缓慢下降到时刻T4，在时刻T4发生潜在危险之后，急剧上升，像这样在某个时刻T4以前和以后清醒度水平值急剧变化的情况下，期望刺激决定部2使用时刻T4以后的清醒度水平值的时间变化率来决定对驾驶员给予的刺激。此外，关于刺激决定部2决定刺激时使用的规定时间ΔT1和ΔT2，期望该时间内的清醒度水平值的时间变化率不太变化，而是大致固定。
以下，对实施方式1中的驾驶支援装置100和驾驶支援系统1000的变形例进行说明。
主矩阵将清醒度水平值的时间变化率在正负范围内分类为合计6个阶段，但也可以分类为5个阶段以下或7个阶段以上。
此外，刺激决定部2使用主矩阵和系统定义矩阵，从清醒度水平值的时间变化率在正负范围内被分类的合计6个阶段中决定对驾驶员给予的刺激，但是，也可以随着清醒度水平值的时间变化率的绝对值变大，决定强度连续变大的刺激。
将清醒度水平值分类为7个阶段以上或者决定强度连续变大的刺激，能够决定并给予与驾驶员的清醒状态更加细致地对应的刺激。
存储部3所存储的系统定义矩阵在矩阵P1至矩阵P3以及矩阵N1至矩阵N3的各矩阵中，只在一列中保持刺激内容信息，但是，也可以在其他列中保持刺激内容信息。而且，例如，也可以基于车辆状态信息、车辆周边信息，决定在各矩阵内选择在哪个列定义的刺激的内容。通过像这样定义刺激内容信息，能够对驾驶员给予不仅考虑了驾驶员的状态还考虑了车辆的状态和车辆的周边环境的更加适当的刺激。
此时，在表示驾驶员的清醒状态的时间变化的时间变化信息以外的信息全部相同的状况下，针对积极刺激，将刺激的内容决定为在矩阵P1中定义的刺激的强度最大，在矩阵P3中定义的刺激的强度最小。针对消极刺激也同样，将刺激的内容设定为在矩阵N1中定义的刺激的强度最大，在矩阵N3中定义的刺激的强度最小。例如，在如上述那样基于车辆状态信息、车辆周边信息来决定在各矩阵内选择在哪个列中定义的刺激的内容的情况下，在矩阵N1的弱的列中定义的刺激的强度可以小于在矩阵N2的强的列中定义的刺激的强度，但是，当比较了矩阵N1的强的列与矩阵N2的强的列、即彼此相同的列时，将刺激的内容设定为，矩阵N1的刺激的强度大于矩阵N2的刺激的强度。
刺激决定部2在清醒度水平值超过或低于阈值之后经过了规定时间时，决定对驾驶员给予刺激，但是，也可以在超过或低于阈值之后马上决定给予刺激。在经过了规定时间时决定对驾驶员给予刺激的情况下，在即便不给予刺激驾驶员也马上返回适当状态的情况下不给予刺激，因此对驾驶员来说不麻烦，在超过或低于阈值之后马上决定给予刺激的情况下，能够对驾驶员更快地给予刺激，因此，能够提高响应性。
刺激决定部2基于驾驶员的清醒状态从适当状态变化为兴奋状态的前后的规定时间内的时间变化信息所示的时间变化率的绝对值、或者驾驶员的清醒状态从适当状态变化为漫不经心状态的前后的规定时间内的时间变化信息所示的时间变化率的绝对值，决定对驾驶员给予的刺激，但此时的规定时间也可以不是前后，而是仅为前或者仅为后。例如，在超过阈值之后想要马上决定刺激的情况下，能够通过使用变化的紧前面的时间变化信息，更迅速地决定刺激，在经过规定时间之后决定刺激的情况下，能够通过使用变化后的时间变化信息，决定考虑了更近的清醒状态的刺激。此外，关于规定时间内的时间变化率的绝对值，可以使用根据规定时间的开始时刻与结束时刻的清醒度水平值而计算出的时间变化率的绝对值，也可以对规定时间内的各时刻的时间变化率的绝对值进行平均。
刺激输出控制部4将刺激输出装置500控制为在规定时间内输出刺激，但也可以控制为在驾驶员的清醒状态返回适当状态时停止刺激的输出，或者控制为，即便在驾驶员的清醒状态为兴奋状态或漫不经心状态时，当变化为向适当状态转变这样的状态时也停止刺激的输出。这里，向适当状态转变这样的状态例如是指在兴奋状态下清醒度水平值持续规定时间为负值的情况、或者在漫不经心状态下清醒度水平值持续规定时间为正值的情况等。或者，在驾驶员的清醒度水平值存在细微变动的情况下，也可以不判定清醒度水平值本身，而是判定进行了移动平均等规定处理之后的清醒度水平值是否持续规定时间为负或正，从而判断驾驶员的清醒状态是否正在向适当状态转变。
清醒度计算部12基于生物体信息取得部11所取得的生物体信息，始终计算驾驶员的清醒度水平值，但在根据车辆的行驶状况等而可以不对驾驶员给予刺激的情况下，也可以不计算清醒度水平值。例如，在步骤S2中也可以是，在取得部1从车辆状态信息取得装置300取得了表示车辆处于停车状态的信息的情况下，清醒度计算部12不计算清醒度水平值，驾驶支援装置100不进行此后的动作。
驾驶支援系统1000也可以具备紧急控制部(未图示)，该紧急控制部在即便继续输出刺激、驾驶员的清醒状态也不恢复到适当状态的情况下，向车辆的控制部(未图示)发送用于进行减速或停止的控制信号。例如，在尽管刺激输出装置500输出了规定次数的刺激，清醒度计算部12计算的清醒度水平值也小于阈值L1或者超过阈值L2的情况下，紧急控制部也可以向车辆的控制部发送用于使车辆停止的控制信号。
如以上那样，时间变化信息所示的驾驶员的清醒状态的时间变化的绝对值越大，则实施方式1的驾驶支援装置100决定强度越高的刺激作为对驾驶员给予的刺激，因此，能够支援对驾驶员给予考虑了驾驶员的清醒状态的时间变化的更加适当的刺激，驾驶支援系统能够对驾驶员给予考虑了驾驶员的清醒状态的时间变化的更加适当的刺激。
例如，在驾驶员的清醒度水平值急剧变大而成为兴奋状态的情况下，想要通过在超过阈值L2之后马上给予强度高的刺激而恢复到适当状态，但是，在仅基于清醒度水平值来决定刺激的强度的情况下，刚刚超过阈值L2之后，阈值L2与清醒度水平值之差仍较小，因此，作为对驾驶员给予的刺激，没有选择强度高的刺激。但是，清醒度水平值的时间变化率的绝对值越大，则实施方式1的驾驶支援装置100决定强度越高的刺激作为对驾驶员给予的刺激，因此，即便在上述那样的情况下，也能够比仅基于清醒度水平值更快地决定强度高的刺激。换言之，能够在刚刚超过阈值L2之后的相同时刻，决定与仅基于清醒度水平值相比强度更高的刺激。
反之，如果在缓慢地从适当状态变化为漫不经心状态时给予过度的刺激，则可能会超越适当状态而成为兴奋状态。实施方式1的驾驶支援装置100通过考虑清醒状态的时间变化而决定对驾驶员给予的刺激，从而能够防止如上述那样给予过度的刺激。
此外，作为时间变化信息的清醒度水平值的时间变化率的绝对值越大，则实施方式1中的驾驶支援装置100决定强度越高的刺激作为对所述驾驶员给予的刺激，因此，能够定量地评价驾驶员的清醒状态的程度，对驾驶员给予适当的刺激。
此外，实施方式1中的驾驶支援装置100在驾驶员的清醒状态从适当状态变化为兴奋状态的情况下，基于驾驶员的清醒状态从适当状态变化为兴奋状态的前后的规定时间内的时间变化信息所示的时间变化的绝对值，来决定对驾驶员给予的刺激，在驾驶员的清醒状态从适当状态变化为漫不经心状态的情况下，基于驾驶员的清醒状态从适当状态变化为漫不经心状态的前后的规定时间内的时间变化信息所示的时间变化的绝对值，来决定对驾驶员给予的刺激，因此，能够选择比基于全部时间段的时间变化信息更适合于驾驶员的状态的刺激。
此外，实施方式1中的驾驶支援装置100具备存储部3，该存储部3存储将驾驶员的清醒状态的时间变化与对驾驶员给予的刺激对应起来的刺激对应信息，刺激决定部2基于存储部3所存储的刺激对应信息，来决定对驾驶员给予的刺激，因此，能够使用刺激对应信息，灵活地设定刺激的种类、组合、强度、模式等，决定刺激内容，更加有效地从漫不经心状态或兴奋状态引导到适当状态。
实施方式2.
接着，对本发明的实施方式2进行说明。
针对与实施方式1同样的结构和动作而省略说明。
图9是示出实施方式2中的驾驶支援装置100和驾驶支援系统1000的结构的结构图。
在实施方式1中，取得部1取得清醒度水平值的时间变化率作为时间变化信息，清醒度水平值的时间变化率的绝对值越大，则刺激决定部2决定强度越高的刺激作为对所述驾驶员给予的刺激。与此相对，在实施方式2中，取得部10取得驾驶员的清醒状态的转变概率作为时间变化信息，取得部10所取得的转变概率越大，则刺激决定部20决定强度越高的刺激作为对驾驶员给予的刺激。
图10是示出驾驶员的清醒度的状态转变和转变概率的具体例的说明图。
在图10中，驾驶员的清醒状态被分类为漫不经心状态、适当状态以及兴奋状态这3个状态，将规定时间后的状态间的转变与向该状态转变的概率一起用箭头示出。
在实施方式2中，取得部10具备生物体信息取得部11、清醒度计算部12以及转变概率取得部13。生物体信息取得部11和清醒度计算部12具有与实施方式1同样的功能。
此外，在实施方式2中，存储部3存储有表示各状态间的转变概率的转变概率信息，转变概率取得部13从存储部3取得表示各状态间的转变概率的转变概率信息。这里，关于存储部3在初始状态中存储的转变概率信息，可以通过人工进行设定，比如按照经验规则或者将全部的概率按照比例进行设定等，也可以事先收集驾驶员的时间变化信息作为实验数据，如后述那样通过转变概率取得部13计算转变概率而生成。在第二次以后的驾驶开始时，也可以预先存储上次驾驶结束时的转变概率信息，在下一次驾驶时也使用该转变概率信息。
转变概率取得部13具有如下功能：基于清醒度计算部12计算出的清醒度水平值来测定每个规定时间的清醒状态的转变次数，计算转变概率。转变概率取得部13将计算出的转变概率发送到存储部3，对存储部3所存储的转变概率信息进行更新。关于转变概率信息的更新，可以在驾驶中随时进行更新，也可以在驾驶结束时进行更新，在下一次驾驶时使用更新后的转变概率信息。
图10是示出这种情况下的驾驶员的清醒度的状态转变与转变概率的例子的说明图。在图10中，驾驶员的清醒状态被分类为漫不经心状态、适当状态以及兴奋状态这3个状态，将规定时间后的状态间的转变与向该状态转变的概率一起用箭头示出。为了简化记述，在将包含上述的三个清醒状态的空间记述为S＝{适当状态：1，漫不经心状态：2，兴奋状态：3}，将转变概率记述为Pij(I，j＝1，2，3)时，图10所示的转变概率能够如数式1那样写出。
[数式1]
例如，在某个时刻处于适当状态时，在规定时间之后保持适当状态的概率为P11＝0.6，转变为漫不经心状态的概率为P12＝0.3，转变为兴奋状态的概率为P13＝0.1。此外，在规定时间之后从各状态转变为某个状态的概率之和被标准化为1。即，上述的转变概率以具有数式2的性质的方式被标准化。
[数式2]
此外，当基于转变概率的性质(马尔可夫链)而计算转变概率矩阵的平方时，能够计算从当前的清醒状态起的两倍规定时间后的状态成为何种情况的概率。
图11是示出在实施方式2中存储部3所存储的主矩阵的具体例的说明图。
主矩阵将转变概率分类为5个阶段，针对各阶段而保持将系统定义矩阵关联的指针信息。这里，主矩阵的纵轴被分类为5个阶段，但如果与实施方式1同样地分类为多个阶段，则可以是4个阶段以下也可以是6个阶段以上。
系统定义矩阵和物理定义矩阵与实施方式1同样。但是，由于在主矩阵中将转变概率分类为5个阶段，因此，系统定义矩阵所保持的刺激信息所示的刺激的强度也被分类为5个阶段。
关于动作，与实施方式1的驾驶支援装置100和驾驶支援系统1000的动作的不同之处也仅在于，刺激决定部2不是基于清醒度水平值的时间变化率而是基于清醒状态的转变概率来决定刺激，其他的动作是同样的。
刺激决定部2在决定给予刺激之后，基于存储部3所存储的刺激对应信息来决定刺激。例如，在某个时刻驾驶员处于兴奋状态且持续保持兴奋状态的概率为P33＝0.7的情况下，参照主矩阵，得到指向系统定义矩阵N9的指针信息。从系统定义矩阵和物理定义矩阵分别取得刺激内容信息和设备信息的动作与实施方式1是同样的。
通过以上那样的动作，驾驶员的清醒状态的转变概率越大，则实施方式2的驾驶支援装置100决定强度越高的刺激作为对驾驶员给予的刺激，因此，能够统计地考虑驾驶员的清醒状态的时间变化，对驾驶员给予适当的刺激。
实施方式2的驾驶支援装置100也与实施方式1的驾驶支援装置100同样地，当清醒度水平值超过规定的阈值时决定刺激，但实施方式2的驾驶支援装置100也可以在驾驶员的清醒状态处于适当状态时给予刺激。例如，在图10中，关于驾驶员处于适当状态时的转变概率，P11＝0.6为最大，P12＝0.3第二大，P13＝0.1为最小。这里，P12＞P13，驾驶员转变为漫不经心状态的概率大于转变为兴奋状态的概率，因此，也可以决定在超过阈值之前给予积极刺激。关于刺激内容的决定，与超过阈值时同样地使用刺激对应信息进行决定。例如，在图11中，在P12＝0.3的情况下取得系统定义矩阵P2的指针信息，参照在系统定义矩阵P2中定义的信息来决定刺激的内容。然后，驾驶支援系统1000基于驾驶支援装置100决定出的内容，向驾驶员输出刺激。
如上述那样，当驾驶员处于适当状态时也基于转变概率来给予刺激，由此，能够在驾驶员的清醒状态的变化之前决定并给予刺激。
产业利用性
本发明的驾驶支援装置和驾驶支援系统适合用于搭载于车辆的反馈装置。
标号说明
100驾驶支援装置，1000驾驶支援系统，1取得部，11生物体信息取得部，12清醒度计算部，13转变概率取得部，2刺激决定部，3存储部，4刺激输出控制部，200驾驶员状态检测装置，300车辆状态信息取得装置，400车辆周边信息取得装置，500刺激输出装置。
本文用于企业家、创业者技术爱好者查询，结果仅供参考。