JP5056513B2 - 運行支援装置、運行支援方法、運行支援プログラム - Google Patents

Description

本発明は、覚醒度に基づいて運行支援を行う技術に関連する。

近年、運行支援装置（カーナビゲーションシステム）などを搭載した車両が一般化してきたことにより、初めて行く場所にも安心して行くことができるようになった。さらに、最近のカーナビゲーションシステムでは、ルート検索時に、最短時間で目的地に到着するための時間優先探索、移動のためのコストを重視した一般道優先探索などが装備されるようになっている。

しかしながら、従来のカーナビゲーションシステムは上記のような運行支援はしているが、安全面を考慮していないという問題がある。つまり、運転者が長時間運転して疲れていても、緊張して運転する時間が長時間におよんでも、事故を起こす可能性が増加したとしても、それを回避するような安全面での対策や通知をしていない。

特許文献１には、高速道路通過中の車両の走行軌跡が覚醒度低下運転の特徴を示すときには、格納された地図情報に基づき、最寄りの前記異常走行解消のための施設の方向および／または距離を案内する提案がされている。
特許第２８０９３３８号公報

覚醒度に基づいて安全運転を運転者に促すようなルート検索（運行計画）を行う運行支援装置、運行支援方法、運行支援プログラムを提供することを目的とする。

第１の態様のひとつである目的地により地図データに基づいてルート検索をして運転者に最適の運行ルートを提示する運行支援装置である。目的地に関する情報を含む過去の運行ルートと、運行ルートに対して前記運転者につき測定された時間ごとの覚醒度から構成される眠気データを有する眠気データベースと、運転者の心拍間隔に基づいて運行ルートに対して時間ごとに覚醒度を測定し、眠気データベースに記録させる動的覚醒度判断部と、前記ルート検索を行う際に、前記眠気データベースに既に記録されている目的地が新たな目的地として設定された場合、前記眠気データベース内に該目的地と対応付けて格納されている複数のルートのうち、覚醒度が所定の値以上に悪化しなかったルートを推奨ルートとして選択する運行計画作成部と、を備える構成である。

上記により休憩を含めた無理のない運行計画が組まれるので、安心して運転を開始することができること、眠気を起こす前に休憩をとることになり、事故を起こす可能性が低くなる。

また、動的に覚醒度を検知することで、初期状態時に反して、覚醒度が低下している場合やその逆の場合は、そのときの状況にあわせた柔軟な対応がとれる。例えば、眠くなると想定していなかったところで、急激な覚醒度の低下が見られた場合などでは、動的な経路探索を行って、運転者の危険も回避することができる。

覚醒度に基づいて安全運転を運転者に促すようなルート検索（運行計画）を行うことが
できる。

以下図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細を説明する。
（運行支援装置の構成）
図１に運行支援装置１（例えば、カーナビゲーションシステム）のブロック図を示す。運行支援装置１は、入力部２、個人認証部３、データベース選択部４、眠気データベース５、眠気特徴判断部６、初期ルート検索部７、地図データベース８、休憩嗜好リスト判断部９、運行案内情報生成部１０、センサー１１、動的覚醒度判断部１２、動的ルート検索部１３、制御部１４、表示部１５から構成されている。また、運行計画作成部は、データベース選択部４、眠気特徴判断部６、初期ルート検索部７、地図データベース８、休憩嗜好リスト判断部９、運行案内情報生成部１０、動的ルート検索部１３から構成されている。

入力部２は、運転者がデータ入力や行先設定（目的地の入力）を行うときに使用するタッチパネルやキーボードなどの入力装置や、地図データなどを読み込むためのＣＤ、ＤＶＤなどの記録媒体からデータを読み込む装置である。

個人認証部３は、運転者が誰であるかを認証してデータベース選択部４に認証した結果を通知する。認証方法は例えばパスワードを入力してもよいし、生体認証などを用いてもよい。

データベース選択部４は、認証結果に基づいて予め記録された個人別の眠気データを眠気データベース５(メモリ)から読み出して眠気特徴判断部６に出力するための制御を行う。また、眠気データベース５から休憩嗜好リストを読み出し休憩嗜好リスト判断部９に出力する制御を行う。また、初期ルート検索部７または入力部２より目的地のデータを取得する。

眠気データベース５には後述する眠気データ、休憩嗜好リストなどのデータが格納されている。
眠気特徴判断部６は、読み込んだ眠気データを解析して運転者が運行に支障をきたす恐れが予想される時間帯、地域などを予測し、その予想結果（眠気予想データ）を初期ルート検索部７に転送する。

初期ルート検索部７は、入力部２から入力された行先情報などのルートを検出するために必要なデータと、地図データベース８に格納されている地図データに基づいてルート検索をする。さらに、運転者や同乗者が安全面を重視する場合には、上記眠気特徴判断部６から眠気予想データを取得して安全な走行を考慮したルート検索を行い、初期のルート検索結果（初期ルート検索情報）を運行案内情報生成部１０に転送する。

地図データベース８は、入力部２にセットされた記録媒体に保存されている地図データである。または、記録媒体と別に設けたメモリに保存した地図データを示している。
休憩嗜好リスト判断部９は、運転者のよく立ち寄る飲食店やガソリンスタンドなどの情報が記録されている休憩嗜好リストを解析して解析結果を運行案内情報生成部１０に転送する。

運行案内情報生成部１０は、出発時は初期ルート検索情報と上記解析結果に基づいて運行案内情報を生成する。運行案内情報は現在の車両の位置、地図、運行方向の指示、音声データなどの運行支援に必要な情報を有するデータである。

また、出発後（移動中）は動的ルート検索部１３により検索された後述する動的ルート検索情報に基づいて運行案内情報は更新される。
また、初期ルート検索情報や動的ルート検索情報から得られる情報を必要に応じて眠気データベース５の対応する運転者の眠気データベース５ａ、５ｂ、５ｃに保存し、眠気データベースの更新がされる。

センサー１１は、運転者の身体的変化を検知して動的覚醒度判断部１２に転送する。例えば、運転者に電極を接触させてその電極に電圧を印加し、その電極の電位差から心拍信号を取得する。または、心臓の鼓動を捕らえるものであれば心電計、脈波計、心音センサーなどを用いてもよい。

動的覚醒度判断部１２は、センサー１１から転送されたデータにより運転者の覚醒度を判断する。また、測定した覚醒度のデータは眠気データベース５にリアルタイムで記録される。

動的ルート検索部１３は、動的覚醒度判断部１２から転送された覚醒度、車両位置、運行時間などに基づいて再度ルート検索を行う。
制御部１４は運行支援装置の制御を行う。

表示部１５は、運行案内情報生成部１０で生成された運行案内情報に基づいて生成された画像を表示する。
なお、図示していないが音声データを出力するスピーカなども備えており運行案内情報に基づいて生成された音声を出力する。

（覚醒度判断方法）
動的覚醒度判断部１２について説明する。動的覚醒度判断部１２は、心拍間隔算出、スペクトル算出、ピーク周波数算出、ピーク周波数クラスタリング、覚醒度判定などの演算処理を行う。

例えば、運転者の心拍信号をセンサー１１により計測し、動的覚醒度判断部１２により心拍信号の振幅のピーク間隔を算出し、さらに、その心拍信号の振幅ピーク間隔の変動に対するスペクトル密度を計算する。そして、スペクトル密度が極大となる周波数を算出し、極大周波数を各クラスタに分類する。

心拍間隔算出は、心拍信号の振幅のピーク間隔の検出をする。図２のＡ（心電の強さ−時間）ではピーク間隔を算出するために、心拍信号をセンサー１１から取得し、予め設定した閾値（図２のＡの破線）以上になるポイントを検出する（振幅波形の立ち上がり、立ち下がりどちらで検出してもよい）。そして、検出したポイントの計測時間をメモリに記憶し、この計測時間に基づいて心拍間隔（心拍間隔データ）算出する。図２のＡのように検出したポイントの計測時間がＴ１〜Ｔ３である場合、心拍間隔ｗ１はＴ２−Ｔ１＝ｗ１、心拍間隔ｗ２はＴ３−Ｔ２＝ｗ２のように算出する。また、心拍信号の微分係数が正から負に変わるゼロクロス点を用いてもよいし、振幅波形にパターンマッチングを行い振幅ピークの検出を用いて心拍間隔を検出してもよい。

スペクトル算出は、時間の変化によって変動する心拍間隔の差である心拍間隔変動を算出する。図２のＢ（心拍間隔−時間）のように、図２のＡで算出した心拍間隔データｗ０、ｗ１、ｗ２に基づいて心拍間隔変動（心拍間隔変動データ）を算出するときは、心拍間隔変動ｈ１は｜ｗ１−ｗ０｜＝ｈ１、心拍間隔変動ｈ２は｜ｗ２−ｗ１｜＝ｈ２のように算出する。

次に、心拍間隔変動データに基づいて各周波数に対するスペクトル密度を算出する（図２のＣ（周波数−スペクトル密度）を参照）。スペクトル密度は、ＡＲモデル（Auto-regressive model）やフーリエ変換によって算出することができる。周波数は図２のＡに示す心拍間隔の波形データを周波数解析したものである。

ＡＲモデルを用いてスペクトル密度を算出する方法を説明する。ＡＲモデルは、ある時点の状態を過去の時系列データの線形和で表すモデルであり、フーリエ変換と比較して少ないデータ数でも明瞭な極大点が得られる。

時系列ｘ（ｓ）のｐ次のＡＲモデルは、過去の値に対する重みであるＡＲ係数ａ（ｍ）および誤差項ｅ（ｓ）を用いて、式１によって表すことができる。ここで、ｅ（Ｓ）はホワイトノイズを表している。

そして、ｐを同定次数としてｋ次のＡＲ係数を式２のように示し、ｆ_ｓをサンプリング周波数、ε_ｐを同定誤差としてスペクトル密度を式３のように表すことができる。

そして、スペクトル算出では、式３および心拍間隔変動データに基づいて、スペクトル密度データを算出する。
ピーク周波数算出は、スペクトル密度データに基づいてスペクトル密度が極大となる周波数（極大周波数）および極大周波数に対応するスペクトル密度（極大スペクトル密度）を算出する。

つまり、式３に示す周波数ｆを極大周波数として算出し、この極大周波数を式（４）に代入することによって極大スペクトル密度を得る。

ピーク周波数クラスタリングの処理は、極大周波数および極大スペクトル密度を複数のクラスタ（図３の表Ａに示すデータ:クラスタ１〜）に分類してメモリに記憶する。つまり、類似する極大周波数ごとに各クラスタに分類される。ここで、類似する極大周波数とは予め設定した所定帯域に含まれる極大周波数である。また、クラスタデータ（図３の表Ａ）はそれぞれの極大周波数に極大スペクトル密度が対応付けられて構成されている。

このクラスタデータは、計測開始後一定時間の極大周波数および極大スペクトル密度のデータを取得して初期登録してもよいし、個人ごとに予め作成されたデータベースから個人固有の極大周波数および極大スペクトル密度のデータに基づいて初期登録してもよい。

また、図３の表Ｂに示すように各クラスタには、代表周波数および代表スペクトル密度を設ける。代表周波数は、クラスタに含まれる極大周波数の代表値であり、代表スペクトル密度は、クラスタに含まれる極大スペクトル密度の代表値である。

代表周波数は、クラスタに含まれる極大周波数の平均によって算出することができ、代表スペクトル密度も、クラスタに含まれる極大スペクトル密度の平均によって算出することができる。

また、極大周波数のデータと代表周波数とを比較し、極大周波数と代表周波数との差が最小となるクラスタにこの極大周波数および対応する極大スペクトル密度を登録する。
覚醒度判定は、所定時間ごとに取得した対象のクラスタの代表周波数および代表スペクトル密度を取得し、取得した代表周波数および代表スペクトル密度から運転者が覚醒状態か否かを判定する。

例えば、図４のグラフに示すように３段階の領域を設けて運転者の覚醒状態を判定する。図４では３段階の領域として安全領域、注意領域、危険領域が設定されており、どの領域にプロットされるかによって運転者の覚醒状態（覚醒度）を判定する。安全領域は運転者が覚醒していて眠くない状態であることを示す領域である。注意領域は運転者が少し眠くなりやや危険な状態であることを示す領域である。危険領域はかなり眠く危険な状態であることを示す領域である。なお、図４では３段階の領域を設けているが特に限定するものではなく、複数の領域を設定してもよい。

なお、図４は所定時間ごとに対象のクラスタの代表周波数および代表スペクトル密度の関係を示したグラフであり、７５分間の運行時の運転者の運転開始から運転終了までの覚醒度を示し、縦軸にスペクトル密度、横軸に周波数を示している。

上記のグラフから分かるように、運転者の代表周波数および代表スペクトル密度が危険領域に入らないように運行を支援することにより安全運転をすることができる。
（安全運行）
車で出かける場合、同じような時間に出発することが多い。例えば、ＤＬ遊園地に行く場合は、土曜日の朝早く出かけ、帰りは、閉演時間の近くに帰るなど、人間側の条件（眠さ、体調）や、環境条件（渋滞状態など）が比較的そろうと考えられる。つまり、運転者は、比較的同じ行動をとりやすい傾向があることがいえる。

そこで、運転者がどのようにすれば安全運行ができるかを考えると、休憩をとるタイミングが重要であることがわかる。
例えば、運転者の覚醒度が図４に示したように注意領域、危険領域に移行しようとするタイミングで休憩をすると眠気が回復して覚醒度が安定領域またはその付近に移行する。

図５に示すグラフは所定時間ごとに対象のクラスタの代表周波数および代表スペクトル密度の関係を示したグラフであり、運行時の運転者の運転開始から運転終了までの覚醒度を示し、縦軸にスペクトル密度、横軸に周波数を示している。例えば、自宅からＤＬ遊園地に何度かいった場合の眠気データを表している。

図５Ａは運転者の覚醒度が安全領域から危険領域に移行した場合のグラフであり、休憩
なしで危険な状態で運転を続けた場合のグラフである。
図５Ｂ、図５Ｃは運転者が眠気を覚ますために、安全領域から注意領域に覚醒度が移行した場合に、サービスエリア（ＳＡ）またはコンビニエンスストアに立ち寄り休憩をして覚醒度を安全領域または安全領域付近まで戻して再び運行をした場合のグラフである。

上記のような結果から、安全運行をするためには従来の運行支援装置のルート検索だけでなく、以前安全運転ができたルート（図５Ｂ、Ｃのようなルート）、運転者ごとの眠気の特徴（覚醒度）を眠気データベースに保存しておき、運転開始時には、覚醒度が所定の値以上に悪化しなかったルートを推奨ルートとして選択することにより安全な運行計画が立てられる。

また、運転を開始した後は、現状の覚醒度をリアルタイムで判断し、適時、休憩場所を検索し運行計画を再設定（ルートの引きなおし）することにより安全な運行計画が立てられる。

このように、従来のように運転者が眠くなってから眠気を解消する施設を案内するよりも、運転者が眠くならないような運行計画（ルート＋休憩場所）を初めから出力したほうが、より安全な運行に寄与できる。

（安全運行支援方法）
運転開始時に行う初期ルート検索により計画される運行計画（初期運行計画）と、既に設定された運行計画と現在の覚醒度により動的に運行計画を再設定（動的運行計画）する方法について説明する。

（初期運行計画）
初期運行計画は、行ったことがある場所を目的地に設定した場合、あるいは、目的地の途中に通ったことがあるルートが用いられる場合に、眠気が起きにくいルートを選択するものである。

まず、眠気データベース５により眠気データを抽出する。また、休憩嗜好リストが登録されていれば抽出する。
図１の入力部２から運転者を特定するために個人認証用のデータが個人認証部３に入力される。個人認証が完了するとデータベース選択部４に、運転者に対応する眠気データを取得するためにデータを通知する。また、データベース選択部４には、初期ルート検索部７から目的地を示すデータが入力される。データベース選択部４は眠気データベース５から運転者の眠気データを選択し、さらに、目的地に以前行ったことがある場合には、眠気データベース５から運転者に対応する既存の眠気データを読み出して初期運行計画の設定をするための準備をする。行ったことがない場合には既存の運転者に対応するデータを読み出す。

眠気データベース５に記録されているデータベースについて図６を用いて説明する。
図６のデータベースは、以前に運行したときに眠気データベース５に記録された運行記録と覚醒度の記録である。

図６のデータベースの「運転者」には、図１であれば運転者名Ａ（父）、運転者Ｂ名（長男）、運転者名Ｃ（長女）が記憶されている（データベース５ａ（父：Ａ）、データベース５ｂ（長男：Ｂ）、データベース５ｃ（長女：Ｃ））。

「目的地」には、以前入力した目的地が記憶されている。図６では「ＤＬ遊園地」「軽井沢」「湘南海岸」などが記録されている。
「出発地」には、以前入力した目的地に対応する出発地が記憶されている。図６では「自宅」「海老名」などが記録されている。

「出発時間」「到着時間」には以前入力した目的地に対応する出発時間と到着時間が記憶されている。
「測定時間」には運転開始から一定間隔で測定時間が記録されている。図６では、１０分間隔で測定をしている。

「緯度」「経度」には休憩したときの車両位置が記録されている。図６では、「La1」「Lo1」、「La2」「Lo2」が記録されているが、実際には記号ではなく休憩した場所の緯度、経度が記録されている（図６の丸範囲）。例えば、ある場所に一定時間以上停車していた場合、ＧＰＳ位置と経過時間から休憩していたと判断し、その時間も記録しておく。

図６では休憩したときに緯度、経度のデータを記録しているが、走行中（休憩場所以外）の通過場所の緯度、経度のデータを記録してもかまわない。
「覚醒度」は、覚醒度のレベルが記録されている。図６では、図４、図５などで説明したように安全領域、注意領域、危険領域によって３段階に分け、さらに図７の表Ａに示すように４段階に覚醒度を「１」〜「４」段階に分けている。つまり、図７のＢのグラフに示すように安全領域を覚醒度「１」、注意領域は覚醒度「２」「３」、危険領域に覚醒度「４」を割り付けている。

なお、休憩中は運転者が車両を離れるため覚醒度が記録されていない。また、目的地、出発地、出発時間、到着時間を空欄として、単に走行開始からの経過時間とその時点での覚醒度とを対応付けて記録したデータを予備データとして記録しておいても構わない。

また、別の方法として、図８に示すように覚醒度が変化したときのみを記録しておく方法も考えられる。図８は、図６の表６１、表６２に示された範囲を、覚醒度が変化したときのみ記録した表である。

また、図９に示す表は休憩嗜好リストであり運転者（Ａ、Ｂ、Ｃ）ごとに用意されている。
「休憩場所」には運転者が以前休憩した休憩場所が記録されている。例えば、ガソリンスタンド、レストラン、コンビニエンスストア、サービスエリアなどである。

「回復度」には、以前休憩したときにどれくらい覚醒度が回復したかが記録されている。例えば、図６の「運行者」Ａ、「目的地」軽井沢に行ったときに、コンビニエンスストアＡＮＰＮに立ち寄り３０分間（９０分〜１２０分）休憩を取ったときに覚醒度「４」から覚醒度「２」に回復している。すなわち該コンビニエンスストアＡＮＰＮの回復度は「２」である。つまり、次回もコンビニエンスストアＡＮＰＮに立ち寄ると覚醒度が「２」回復することが予測される。

次に、以前行ったことがある目的地に再度行く場合において、眠気データベース５より眠気データを抽出し、初期運行計画を設定する場合について説明をする。
運転者Ａが、以前行った軽井沢に再度いく例について説明をする。運転者Ａが再度軽井沢に行く場合、データベース選択部４が、眠気データベース５から眠気データとして表６２に示したデータを眠気特徴判断部６に転送し、休憩嗜好リストとして図９の表Ａに示したデータを休憩嗜好リスト判断部９に転送する。

眠気特徴判断部６では、覚醒度が例えば「３」以上である箇所を検索し、その時間の周辺で休憩場所があるかを検索する。検索の結果、運転者Ａは運転開始から４０分後に既に
覚醒度が「３」になっていることがわかる。

以前、運転者Ａは、覚醒度が「４」でも運転をしているため覚醒度が危険領域に入らないうちに覚醒度を安全領域付近にするため、運転開始から４０分または５０分後に休憩を取る必要があると判断し、その判断結果である眠気予想データを初期ルート検索部７に転送する。

初期ルート検索部７は、地図データと眠気予想データに基づいてその時間にいる位置を予測し、その周辺にある休憩場所を探索する。安全運転を考慮していない基本のルート検索結果に探索した休憩場所で休憩をするようにルートを変更した初期運行計画を生成する。

また、休憩場所を探す場合に休憩嗜好リスト判断部９で運転者の好みの休憩場所があればその休憩場所を優先的に設定する。
もし、選択した眠気予想データを検索して覚醒度「３」以上がなければ安全運転を考慮していない基本のルートの運行計画のまま利用してもよい。

次に、上記で生成した運行計画を初期ルート検索情報として運行案内情報生成部１０に転送する。
ここで、初期運行計画が複数個あるときは、推奨ルートを提示する。

なお、初期運行計画だけを設定する場合には、図１に示したブロック図の動的ルート検索部１３がなくてもよい。
初期運行計画に生成方法について図１０のフロー図を用いて説明する。

ステップＳ１０１では個人認証をして運転者を特定する。
ステップＳ１０２では目的地が選択される。
ステップＳ１０３では、選択された目的地が既に行ったことがある場所かを判定する。即ち、眠気データベース５に、該目的地を含んだデータが格納されているか否かを判定する。行ったことがある、即ち、眠気データベース５に、該目的地を含んだデータが格納されている場合にはステップＳ１０４に移行する。行ったことがなければ、即ち、該目的地を含んだデータが格納されていなければステップＳ１０５に移行する。

さらに、他の既存目的地において通過したことがある地域（場所）があるかを判定し、通過したことがある場合にはステップＳ１０４に移行し、通過したことがなければステップＳ１０５に移行してもよい。

ステップＳ１０４では、眠気データベース５から対象の運転者と目的地とに対応する既存の眠気データの読み出しをする。
ステップＳ１０５では、Ｓ１０４同様、眠気データベース５から対象の運転者に対応する既存の眠気データの読み出しをする。なお、Ｓ１０５においては、目的地や時間に関係なく走行開始からの経過時間と覚醒度と記録した予備データを読み出しても良いし、Ｓ１０２で設定された目的地から所定の距離内に位置する目的地を含んだ眠気データを読み出しても良いし、現在時刻から所定の時間内である出発時刻を含んだ眠気データを読み出しても良い。

ステップＳ１０６では、初期運行計画の設定をする。
初期運行計画の設定は図１１に示すように行う。
ステップＳ１１１では覚醒度ｎ以上の検索をする。図７ではｎ＝３とする。もし、覚醒度「３」以上がない場合はステップＳ１１２に移行する。覚醒度「３」以上がある場合に
はステップＳ１１３に移行する。

ステップＳ１１２では既存運行計画をそのまま設定する。既存の運行計画とは安全運転を考慮していない基本のルート検索結果である。
ステップＳ１１３では、覚醒度が「３」以上になった時間と車両位置の周辺で休憩場所を探索し設定する。この場合、休憩場所として、運転者に対応する休憩嗜好リストを参照し、覚醒度を３以下に回復可能な回復度と対応付けられている休憩場所を選択する。

ステップＳ１１４では、既存運行計画に探索した休憩場所に立ち寄る追加設定をする。
上記のように初期運行計画を立てることにより運転者は安全運転をすることができる。
（動的運行計画）
動的運行計画について説明する。動的運行計画では、初期運行計画に従った運行中に、現在の覚醒度に基づいて、覚醒度に変化が見られない場合に、より強い反応が得られる休憩をするように運行計画を再設定する。

動的覚醒度判断部１２により判定された覚醒度を一定時間ごとに動的ルート検索部１３が取得する。動的ルート検索部１３は、現在の運転者の覚醒度が危険領域または危険領域付近にある場合は、休憩が必要であると判定する。その後、現在の運転者の覚醒度を休憩により回復するために、休憩する場所を探索する。休憩をする場所は、現在の覚醒度が安定領域または安定領域付近に回復可能な回復度を有する休憩場所を選択する。また、運転者の嗜好にあわせた休憩場所は、例えば該運転者と対応付けられている休憩嗜好リストなどを用いて選択し、選択された休憩場所を追加したルートを再検索する。再検索結果である動的ルート検索情報を運行案内情報生成部１０に転送する。

ここで、実際には初期運行計画で予測した時間帯と異なる時間に覚醒度が危険領域や危険領域付近になることがある。そこで、覚醒度が予め設定した覚醒度になった場合に運転者に休憩場所を提示するために判断を行う。例えば、判断開始の覚醒度として「３」が予め設定されていたときは、現在の運転者の覚醒度が「３」以上になったときに動的ルート検索を行う。

また、初期運行計画では休憩をする時間であっても、現在の運転者の覚醒度が安全領域であれば休憩をしなくていいため、運転者に休憩が必要であるかの確認をしてもよい。さらに、このとき休憩が必要でなければ、この時間帯に休憩するはずの休憩場所に立ち寄らないように動的ルート検索をしてもよい。

次に、運行案内情報生成部１０は、新しい動的ルート検索情報を運行案内情報に盛り込み制御部１４に転送する。新しいルートを眠気データベース５に記録する（更新）。
なお、以前行ったことがある目的地に再度行った場合、眠気データベース５の対応する古い眠気データを更新して最新の眠気データを記録してもよいし、新旧の眠気データを記録しておいてもよい。

動的ルート検索の動作について図１２を用いて説明する。
ステップＳ１２１〜ステップＳ１２３は、初期運行計画を立てるステップである。
ステップＳ１２４で運転が開始される。

ステップＳ１２５では、リアルタイムで生成された覚醒度を取得する。
ステップＳ１２６では覚醒度に基づいて運行計画の見直しを判断する。初期運行計画で予測した時間帯と異なる時間に覚醒度が危険領域や危険領域付近になることがある。そこで、覚醒度が予め設定した覚醒度になった場合に運転者に休憩場所を提示するために判断を行う。現在の運転者の覚醒度が、予め設定した覚醒度以上であるかを判定する。例えば
、覚醒度「３」が予め設定されていたときは、現在の運転者の覚醒度が「３」以上になったときにステップＳ１２７に移行する。覚醒度が「３」以上でないときはステップＳ１２８に移行する。

なお、現在の運転者の覚醒度が一定の時間連続したときにステップＳ１２７に移行してもよい。
ステップＳ１２７では運行計画を再設定する。再設定した運行計画である動的運行計画は眠気データベース５に記録される。ここでは、休憩場所として、運転者に対応する休憩嗜好リストを参照し、現在の車両位置周辺に存在し、かつ覚醒度を３以下に回復可能な回復度と対応付けられている休憩場所を選択する。そして、運行計画の再設定として、該選択した休憩場所を新たな通過地点として運行中のルートに追加する。

ステップＳ１２８では目的地到達に到着したかを判断する。到着していないときはステップＳ１２５に移行する。到着した場合には運行案内を終了する。
上記により、眠気を回避した（安全な）個人にあわせた精度の高いルート検索ができる。

（変形例１）
動的覚醒度判断部１２は眠気方向を検知してもよい。
図４に示すように、代表周波数および代表スペクトル密度の関係が、周渡数が低下し、かつ、代表スペクトル密度が上昇する方向に移行する際に（図４の矢印：眠気方向）、運転者が覚醒状態から睡眠状態に移行していると判定することができる。つまり、取得した代表周波数および代表スペクトル密度の変動傾向から運転者が覚醒状態か否かを判定する。

図１３に動作フローを示す。
ステップＳ１３１では、時間Ｔにおける覚醒度を測定し、例えば覚醒度「２」（ｍ）以上の検索を行い、覚醒度が「２」以上であればステップＳ１３２に移行する。覚醒度が「２」以上でなければループする。

ステップＳ１３２では、時間Ｔ＋Δｔにおける覚醒度を測定し、例えば覚醒度「３」（ｎ）以上の検索を行い、覚醒度が「３」以上であればステップＳ１１３に移行し、覚醒度が「２」以上でなければステップＳ１１２に移行して図１１と同じように処理をおこなう。

（変形例２）
覚醒度を顔面表情から判断してもよい。例えば、覚醒度１として視線の移動が速く頻繁である、瞬きは２回位の安定した周期、動きが活発で身体の動きをともなう。

覚醒度２として、唇を開いている。視線移動の動きが遅い。
覚醒度３として、瞬きはゆっくりと頻発、口の動きがある、座り直し有り、顔に手おやる。

覚醒度４として、意識的と思われる瞬きがある、頭を振る、肩の上下動などの無用な身体全体の動きがある、あくびは頻発し深呼吸も見られる、瞬きも視線の動きも遅い。
覚醒度５として、瞼を閉じる、頭が前に傾く、頭が後ろに倒れる。

上記のような運転者の顔面表情の画像データを取得して、その画像データを画像処理などして、上記実施例の覚醒度の変わりに使用してもよい。
（変形例３）
帰りのルートも検索し、眠くならずに運転できたルートを記録しておき、後ほど推奨ルートとして運転者に簡単に提示できるようにする。

例えば、出発地を神奈川県小田原市、目的地をＤＬ遊園地とした場合に、行きは、神奈川県小田原市発→小田原厚木道路→東名高速道路→海老名ＳＡで休憩１５分→横浜出口→保土ヶ谷バイパス→首都高速湾岸線→大黒ＰＡ休憩１５分→京葉道路→葛西ＩＣ出口→ＤＬ遊園地であれば、帰りは、ＤＬ遊園地→葛西ＩＣ入口→京葉道路→首都高速湾岸線→大黒ＰＡ休憩１５分→保土ヶ谷バイパス→東名高速道路横浜ＩＣ→東名高速道路→海老名ＳＡで休憩１５分→小田原厚木道路→小田原着のようにしてもよい。

また、高速道路優先、一般道優先のほかに、疲れにくい（眠くならない）ルート検索を作成する。
また、ルート検索時にいくつかの候補を表示して運転者に選択させる。動的な状況を見ながら、推奨運行計画の眠気遷移状態と明らかに異なれば別の運行計画を再設定する。

また、眠気データ内容として運行時の時刻や天候を含んでも良い。運行時の時間や天候の含んでいる場合には、新たに目的地の入力を受け付けた時点の時刻および天候と類似している履歴を参照するようにしてもよい。

眠気データベースに下記を記録してもよい。１）全覚醒度レベルの遷移ログ、２）どのくらい連続運転すると眠くなる傾向があるか、３）季節、４）天候、５）特定の場所（必ず眠くなる場所（覚醒度レベルより判断）、６）通勤時、７）よく行く場所、８）長時間運転しても眠くならなかったルート、条件（時間、天候など）を記録してもよい。

また、図１の運行支援装置１の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散、統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または任意の一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行われる各処理機能はその全部または任意の一部がＣＰＵよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。

図１４は、図１に示した運行支援装置１を構成するコンピュータのハードウェアの構成を示す図である。このコンピュータは、運転者からのデータの入力を受け付ける入力部２、表示部１５、ＲＡＭ１４１（Random Access Memory）、ＲＯＭ１４２（Read Only Memory）、各種プログラムを記録した記録媒体からプログラムを読み取る媒体読取装置１４３、ネットワークを介して他のコンピュータとの間でデータの授受を行うネットワークインターフェース１４４、被験者の心拍を検出するセンサー１１、ＣＰＵ１４５（Central Processing Unit）、および、ＨＤＤ１４６（Hard Disk Drive）をバス１４８で接続して構成される。

そして、ＨＤＤ１４６には、上述した運行支援装置１の機能と同様の機能を発揮するプログラム１４７が記憶されている。そして、ＣＰＵ１４５が、そのプログラム１４７をＨＤＤ１４６から読み出して実行することにより、上述した運行支援装置１の機能部の機能を実現する。

また、ＨＤＤ１４６、ＲＡＭ１４１、ＲＯＭ１４２などのメモリに、眠気データベースのデータなどを格納している。
ところで、プログラム１４７は、最初からＨＤＤ１４６に記憶させておく必要はない。例えば、コンピュータに挿入されるフレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶ
Ｄディスク、光磁気ディスク、ＩＣカードなどの「可搬用の物理媒体」、または、コンピュータの内外に備えられるハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などの「固定用の物理媒体」、さらには、公衆回線、インターネット、ＬＡＮ、ＷＡＮなどを介してコンピュータに接続される「他のコンピュータ（またはサーバ）」などにプログラム１４７を記憶しておき、コンピュータがこれらからのプログラム１４７を読み出しで実行するようにしてもよい。
また、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。

以上実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
目的地により地図データに基づいてルート検索をして運転者に運行ルートを提示する運行支援装置であって、
目的地に関する情報を含む過去の運行ルートと、前記運行ルートに対して前記運転者につき測定された時間ごとの覚醒度から構成される眠気データを有する眠気データベースと、
前記運転者の心拍間隔に基づいて前記運行ルートに対して時間ごとに前記覚醒度を測定し、前記眠気データベースに記録させる動的覚醒度判断部と、
前記ルート検索を行う際に、前記眠気データベースに既に記録されている目的地が新たな目的地として設定された場合、前記眠気データベース内に該目的地と対応付けて格納されている複数のルートのうち、覚醒度が所定の値以上に悪化しなかったルートを推奨ルートとして選択する運行計画作成部と、
を備えることを特徴とする運行支援装置。
（付記２）
前記運行計画作成部は、
前記ルート検索を行う際に、前記眠気データベースに既に記録されている目的地が新たな目的地として設定された場合、あるいは、前記ルート検索の結果検索されたルート上に前記眠気データベースに既に記録されている場所がある場合は、前記眠気データベースより対象の眠気データを抽出し、該抽出した眠気データが予め設定した覚醒度以上になっている場合に、該覚醒度を回復させる回復度を持つ休憩場所を含むルートである初期運行計画を作成することを特徴とする付記１に記載の運行支援装置。
（付記３）
前記運行計画作成部は、
前記動的覚醒度判断部の測定結果である覚醒度に基づいて、該覚醒度が予め設定した覚醒度以上になった場合、前記運転者の覚醒度を安全な覚醒度に回復可能な回復度を有する前記休憩場所を探索し、前記休憩場所を含む運行計画を再設定することを特徴とする付記１または２に記載の運行支援装置。
（付記４）
前記休憩場所は、
前記運転者の嗜好に基づいて作成された休憩嗜好リストから選択することを特徴とする付記１〜３のいずれかにひとつに記載の運行支援装置。
（付記５）
目的地により地図データに基づいてルート検索をして運転者に最適の運行ルートを提示する運行支援方法であって、
目的地に関する情報を含む過去の運行ルートと、前記運行ルートに対して前記運転者につき測定された時間ごとの覚醒度から構成される眠気データを記録する眠気データベースと、
前記運転者の心拍間隔に基づいて前記運行ルートに対して時間ごとに前記覚醒度を測定して前記眠気データベースに記録し、
前記ルート検索を行う際に、前記眠気データベースに既に記録されている目的地が新た
な目的地として設定された場合、前記眠気データベース内に該目的地と対応付けて格納されている複数のルートのうち、覚醒度が所定の値以上に悪化しなかったルートを推奨ルートとして選択する、
ことを特徴とする運行支援方法。
（付記６）
目的地により地図データに基づいてルート検索をして運転者に最適の運行ルートを提示する運行支援プログラムであって、
コンピュータに、
目的地に関する情報を含む過去の運行ルートと、前記運行ルートに対して前記運転者につき測定された時間ごとの覚醒度から構成される眠気データベースに、前記運転者の心拍間隔に基づいて前記運行ルートに対して時間ごとに前記覚醒度を記録する処理と、
前記ルート検索を行う際に、前記眠気データベースに既に記録されている目的地が新たな目的地として設定された場合、前記眠気データベース内に該目的地と対応付けて格納されている複数のルートのうち、覚醒度が所定の値以上に悪化しなかったルートを推奨ルートとして選択する処理と、
を実行させることを特徴とする運行支援プログラム。
（付記７）
前記運行計画作成部は、
前記覚醒度に基づいて眠気方向を検知することを特徴とする付記１に記載の運行支援装置。
（付記８）
前記運行計画作成部は、
顔面表情から覚醒度を検出することを特徴とする付記１に記載の運行支援装置。
（付記９）
前記眠気データベースに、天気または季節を対象の前記覚醒度と対応するように記録することを特徴とする付記１に記載の運行支援装置。
（付記１０）
前記ルート検索を行う際に、前記眠気データベースに既に記録されている目的地が新たな目的地として設定された場合、あるいは、前記ルート検索の結果検索されたルート上に前記眠気データベースに既に記録されている場所がある場合は、前記眠気データベースより対象の眠気データを抽出し、該抽出した眠気データが予め設定した覚醒度以上になっている場合に、該覚醒度を回復させる回復度を持つ休憩場所を含むルートである初期運行計画を作成することを特徴とする付記５に記載の運行支援方法。
（付記１１）
前記覚醒度に基づいて、該覚醒度が予め設定した覚醒度以上になった場合、前記運転者の覚醒度を安全な覚醒度に回復可能な回復度を有する前記休憩場所を探索し、前記休憩場所を含む運行計画を再設定することを特徴とする付記５または１０に記載の運行支援方法。
（付記１２）
前記休憩場所は、
前記運転者の嗜好に基づいて作成された休憩嗜好リストから選択することを特徴とする付記５、１０、１１のいずれかにひとつに記載の運行支援方法。
（付記１３）
前記ルート検索を行う際に、前記眠気データベースに既に記録されている目的地が新たな目的地として設定された場合、あるいは、前記ルート検索の結果検索されたルート上に前記眠気データベースに既に記録されている場所がある場合は、前記眠気データベースより対象の眠気データを抽出し、該抽出した眠気データが予め設定した覚醒度以上になっている場合に、該覚醒度を回復させる回復度を持つ休憩場所を含むルートである初期運行計画を作成することを特徴とする付記６に記載の運行支援プログラム。
（付記１４）
前記覚醒度に基づいて、該覚醒度が予め設定した覚醒度以上になった場合、前記運転者の覚醒度を安全な覚醒度に回復可能な回復度を有する前記休憩場所を探索し、前記休憩場所を含む運行計画を再設定することを特徴とする付記６または１３に記載の運行支援方法。
（付記１５）
前記休憩場所は、
前記運転者の嗜好に基づいて作成された休憩嗜好リストから選択することを特徴とする付記６、１３、１４のいずれかにひとつに記載の運行支援方法。

運行支援装置の構成を示すブロック図である。 グラフＡは心拍信号を示す図である。グラフＢは心拍間隔変動を示すための図である。グラフＣは周波数とスペクトル密度の関係を示す図である。 表Ａは極大周波数と極大スペクトル密度のクラスタ分類を示す表である。表Ｂはクラスタごとの代表周波数と代表スペクトル密度を示す図である。 安全領域、注意領域、危険領域を示す図である。 グラフＡは休憩なしで危険な状態で運転を続けたときのグラフである。グラフＢは途中のＳＡで休憩を取ったときのグラフである。グラフＣは途中のコンビニエンスストアで買い物をしたときのグラフである。 眠気データベースの構造を示す表である。 覚醒度を示す表ＡとグラフＢである。 図６の表６１、表６２に示された範囲を、覚醒度が変化したときのみ記録した表である。 休憩嗜好リストを示す表である。 初期運行計画に生成方法を示す図である。 初期運行計画の設定を示すフロー図である。 動的ルート検索の動作を示すフロー図である。 眠気方向を用いて覚醒度を判断する場合のフロー図である。 運行支援装置を構成するコンピュータの構成図である。

符号の説明

１ 運行支援装置
２ 入力部
３ 個人認証部
４ データベース選択部
５ 眠気データベース
６ 眠気特徴判断部
７ 初期ルート検索部
８ 地図データベース
９ 休憩嗜好リスト判断部
１０ 運行案内情報生成部
１１ センサー
１２ 動的覚醒度判断部
１３ 動的ルート検索部
１４ 制御部
１５ 表示部
１４１ ＲＡＭ
１４２ ＲＯＭ
１４３ 媒体読取装置
１４４ ネットワークインターフェース
１４５ ＣＰＵ
１４６ ＨＤＤ
１４７ プログラム
１４８ バス

Claims (6)

1. 目的地により地図データに基づいてルート検索をして運転者に最適の運行ルートを提示する運行支援装置であって、
   目的地に関する情報を含む過去の運行ルートと、前記運行ルートに対して前記運転者につき測定された時間ごとの覚醒度から構成される眠気データを有する眠気データベースと、
   前記運転者の心拍間隔に基づいて前記運行ルートに対して時間ごとに前記覚醒度を測定し、前記眠気データベースに記録させる動的覚醒度判断部と、
   前記ルート検索を行う際に、前記眠気データベースに既に記録されている目的地が新たな目的地として設定された場合、あるいは、前記ルート検索の結果検索されたルート上に前記眠気データベースに既に記録されている場所がある場合は、前記眠気データベースより対象の眠気データを抽出し、該抽出した眠気データの第１の時刻における覚醒度が第１の値以上であり、該第１の時刻より後の第２の時刻における覚醒度が、該第１の値より大きな第２の値以上である場合に、覚醒度を回復させる回復度を持つ休憩場所を含むルートである初期運行計画を作成する運行計画作成部と、
   を備えることを特徴とする運行支援装置。
2. 前記運行計画作成部は、
   前記第２の時刻における覚醒度が前記第２の値より小さい場合に、前記休憩場所を含まないルートである初期運行計画を作成することを特徴とする請求項１に記載の運行支援装置。
3. 前記運行計画作成部は、
   前記動的覚醒度判断部の測定結果である覚醒度に基づいて、該覚醒度が予め設定した覚醒度以上になった場合、前記運転者の覚醒度を安全な覚醒度に回復可能な回復度を有する前記休憩場所を探索し、前記休憩場所を含む運行計画を再設定することを特徴とする請求項１または２に記載の運行支援装置。
4. 前記休憩場所は、
   前記運転者の嗜好に基づいて作成された休憩嗜好リストから選択することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の運行支援装置。
5. 目的地により地図データに基づいてルート検索をして運転者に最適の運行ルートを提示する運行支援方法であって、
   目的地に関する情報を含む過去の運行ルートと、前記運行ルートに対して前記運転者につき測定された時間ごとの覚醒度から構成される眠気データを記録する眠気データベースと、
   前記運転者の心拍間隔に基づいて前記運行ルートに対して時間ごとに前記覚醒度を測定して前記眠気データベースに記録し、
   前記ルート検索を行う際に、前記眠気データベースに既に記録されている目的地が新たな目的地として設定された場合、あるいは、前記ルート検索の結果検索されたルート上に前記眠気データベースに既に記録されている場所がある場合は、前記眠気データベースより対象の眠気データを抽出し、該抽出した眠気データの第１の時刻における覚醒度が第１の値以上であり、該第１の時刻より後の第２の時刻における覚醒度が、該第１の値より大きな第２の値以上である場合に、覚醒度を回復させる回復度を持つ休憩場所を含むルートである初期運行計画を作成する
   ことを特徴とする運行支援方法。
6. 目的地により地図データに基づいてルート検索をして運転者に最適の運行ルートを提示する運行支援プログラムであって、
   コンピュータに、
   目的地に関する情報を含む過去の運行ルートと、前記運行ルートに対して前記運転者に
   つき測定された時間ごとの覚醒度から構成される眠気データベースに、前記運転者の心拍間隔に基づいて前記運行ルートに対して時間ごとに前記覚醒度を記録する処理と、
   前記ルート検索を行う際に、前記眠気データベースに既に記録されている目的地が新たな目的地として設定された場合、あるいは、前記ルート検索の結果検索されたルート上に前記眠気データベースに既に記録されている場所がある場合は、前記眠気データベースより対象の眠気データを抽出し、該抽出した眠気データの第１の時刻における覚醒度が第１の値以上であり、該第１の時刻より後の第２の時刻における覚醒度が、該第１の値より大きな第２の値以上である場合に、覚醒度を回復させる回復度を持つ休憩場所を含むルートである初期運行計画を作成する処理と、
   を実行させることを特徴とする運行支援プログラム。