JP2007153078A - 車載用音声出力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】出力対象と自車との相対位置が変化する場合や出力対象が複数存在する場合に、出力対象までの距離および方向に応じて出力対象の属する所定の範囲に音声を出力する車載用音声出力装置を提供すること。
【解決手段】車載用音声出力装置１００は、車外環境を撮影するカメラ１と、カメラ１により撮影された車外環境の画像から音声を出力する出力対象を抽出する出力対象抽出部６と、所定の限られた範囲に音声を出力する指向性スピーカ８とを備え、指向性スピーカ８は、出力対象抽出部６により抽出された出力対象に追従させて音声を出力する。好適には、車載用音声出力装置１００は、出力対象との距離を測定する距離センサ２をさらに有し、指向性スピーカ８は、出力対象抽出部６により抽出され、かつ、距離センサ２により距離が測定された出力対象に追従させて音声を出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車載用音声出力装置に関し、より詳細には、距離および方向が特定された出力対象に追従させて所定の範囲に音声を出力する車載用音声出力装置に関する。

従来から、可聴音を直進性の高い超音波（非可聴音）に変換して狙った方向に放射し，ビーム状の音場を形成して可聴音として再現するパラメトリックスピーカが存在する。

このパラメトリックスピーカは、スピードメーター、騒音計、画像認識装置および赤外線測定装置を用いて走行車両が違反行為を行っているか否かを判定し、違反行為を行っている車両に向けて所定の限られた範囲に警告メッセージや警告音を出力するという監視警告システムでの使用が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００４−１９２４６３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の監視警告システムは、出力対象が移動する場合や自車が移動している場合等、自車と出力対象との位置関係が相対的に変化する場合や、出力対象が複数存在する場合の対応についての言及がない。

そこで、本発明は、出力対象と自車との相対位置が変化する場合や出力対象が複数存在する場合にも、出力対象までの距離および方向に応じて出力対象の属する所定の範囲に音声を出力する車載用音声出力装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、第１の発明に係る車載用音声出力装置は、車外環境を撮影する撮影部と、前記撮影部により撮影された車外環境の画像から音声を出力する出力対象を抽出する出力対象抽出部と、所定の限られた範囲に音声を出力する指向性拡声部とを備え、前記指向性拡声部は、前記出力対象抽出部により抽出された前記出力対象に追従させて音声を出力することを特徴とする。

また、第２の発明は、第１の発明に係る車載用音声出力装置において、前記出力対象との距離を測定する距離測定部を備え、前記指向性拡声部は、前記出力対象抽出部により抽出され、前記距離測定部により距離が測定された前記出力対象に追従させて音声を出力することを特徴とする。

また、第３の発明は、第１または第２の発明に係る車載用音声出力装置において、前記撮影部により撮影された車外環境の画像を表示する表示部と、前記表示部により表示された前記画像から前記出力対象を選択させる出力対象選択部とを備えることを特徴とする。

また、第４の発明は、第３の発明に係る車載用音声出力装置において、前記出力対象選択部は、前記出力対象を画面上で選択させるタッチパネルであることを特徴とする。

また、第５の発明は、第１乃至第４の発明のうちの何れかに係る車載用音声出力装置において、出力する音声を入力させる音声入力部を備え、前記指向性拡声部は、前記音声入力部において入力された音声を出力することを特徴とする。

また、第６の発明は、第２乃至第５の発明のうちの何れかに係る車載用音声出力装置において、前記指向性拡声部は、前記出力対象抽出部により抽出され、かつ、前記距離測定部により距離が測定された警告音反射物に追従させて警告音を出力することを特徴とする。

上述の手段により、本発明は、出力対象と自車との相対位置が変化する場合や出力対象が複数存在する場合にも、当該出力対象までの距離および方向に応じて出力対象の属する所定の範囲に音声を出力する車載用音声出力装置を提供することができる。

以下、図面を参照しつつ、いくつかの実施例に分けて、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。

図１は、実施例１に係る車載用音声出力装置の構成例を示す図である。車載用音声出力装置１００は、カメラ１、距離センサ２、マイク３、モニター４、入力装置５、出力対象抽出部６、音声出力制御部７および指向性スピーカ８から構成される。

カメラ１は、車両外部に少なくとも１つ取り付けられ、車両周辺の人物や動物を撮影する。カメラ１は、好適には車両の前後左右のコーナーそれぞれに取り付けられる。また、カメラ１は、立体画像を認識し、被写体までの距離が測定できるステレオカメラであってもよく、温度を感知して人物や動物を特定できる赤外線カメラであってもよい。

距離測定部である距離センサ２は、カメラ１による画像と対応するよう車両外部に少なくとも１つ取り付けられ、カメラ１により撮影された車両周辺の人物や動物との距離を測定する。距離センサ２は、赤外線や超音波を利用して人物や動物との距離を測定する。距離センサ２により測定された距離と、指向性スピーカ８により音声が伝達される方向の角度範囲（指向特性）とから、音声を聞くことができる範囲（以下、「可聴範囲」という。）が決定される。音声が伝達される方向の角度範囲が一定の場合、指向性スピーカ８からの距離が大きいほど、可聴範囲は広くなる。

音声入力部であるマイク３は、車内に取り付けられ、運転者または搭乗者等の音声情報を電気信号に変換し、音声出力制御部７に送信する。

モニター４は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）や有機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ等の表示装置であり、カメラ１で撮影された車外環境の画像を表示する。

出力対象選択部である入力装置５は、例えば、モニター４の画面上に設置されたタッチパネルであり、モニター４の画面をタッチ操作することによりＸＹ座標入力を受け付け、画面に表示された複数の出力対象から１または２以上の出力対象を操作者が選択できるようにする。また、入力装置５は、カーソルキー等のハードボタンを有する入力装置であってもよく、この場合には、カーソルキーにより出力対象を選択させる。

出力対象抽出部６は、カメラ１で撮影されモニター４に表示された車外環境の画像から、パターン認識や温度分布等により出力対象となる人物または動物を抽出し、出力対象の候補を他の画像構成要素から識別できるように異なる色彩で強調表示したり、円形の印を付したりする。また、出力対象抽出部６は、入力装置５を介して操作者に出力対象を選択させ、選択された出力対象だけを異なる色彩で強調表示したり、円形の印を付したりする。また、出力対象抽出部６は、入力装置５がパターン認識等により所定の出力対象を自動的に選択するようにしてもよい。なお、出力対象抽出部６は、入力装置５が複数の出力対象を同時に選択するようにしてもよい。

また、出力対象抽出部６は、入力装置５を介して選択された出力対象の距離センサ２に対する方向を画像位置から判定し、その方向情報を距離センサ２に送信する。距離センサ２は、出力対象抽出部６から受信した方向情報に基づいて出力対象までの距離を測定し、その距離情報を出力対象抽出部６に送信する。さらに、出力対象抽出部６は、このようにして得た方向情報および距離情報を音声出力制御部７に送信する。なお、出力対象抽出部６は、ステレオカメラの画像情報から選択された出力対象の指向性スピーカ８に対する方向および距離を測定し音声出力制御部７に送信するようにしてもよく、指向性スピーカ８からの距離は測定せず、指向性スピーカ８に対する方向だけを測定し音声出力制御部７に送信するようにしてもよい。

また、出力対象抽出部６は、抽出された出力対象である車両周辺の人物や動物が移動する場合、或いは、自車（指向性スピーカ８）が移動する場合等、当該抽出された出力対象と指向性スピーカ８との相対位置が変化する場合には、これら抽出された出力対象の指向性スピーカ８に対する方向情報および距離情報を継続的に更新する。

音声出力制御部７は、出力対象抽出部６から受信した方向情報および距離情報と、マイク３から受信した音声情報とに基づいて、出力すべき音声情報、音声出力方向およびその角度範囲、並びに、音量および増幅度等に関する情報を指向性スピーカ８に送信する。なお、音声出力制御部７は、マイク３を介した運転者または搭乗者等の音声情報の他に、図示しないＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等に予め記憶された音声メッセージや警告音等の音声情報を指向性スピーカ８に送信してもよい。また、音声出力制御部７は、距離情報なしに指向性スピーカ８からの出力を制御してもよい。この場合、出力する音声情報等の音量および出力方向の角度範囲は、所定の値に設定される。

指向性拡声部である指向性スピーカ８は、車両外部の任意の方向に音声を出力できるよう、車両外部の少なくとも一箇所に取り付けられ、出力対象である車両周辺の人物や動物に音声メッセージや警告音等の音声情報を出力する。
図２は、指向性スピーカ８の可聴範囲を示す図である。指向性スピーカ８の可聴範囲は、例えば、音源Ｓを頂点とした円錐形であり、音声の進行方向Ｆから１５°の角度範囲の拡がりを有する。また、この場合、音源Ｓから５ｍ地点での可聴範囲は、進行方向Ｆを中心とした半径約１ｍの円Ａ内部であり、音源Ｓから１０ｍでの可聴範囲は、進行方向Ｆを中心とした半径約２ｍの円Ｂ内部である。なお、指向性スピーカ８の可聴範囲は、好適には、音声の進行方向Ｆから０°乃至９０°の角度範囲であるが、より大きな角度範囲を有する等、可聴範囲を所定の範囲に限定する円錐形以外の他の可聴範囲を有するものであってもよい。

指向性スピーカ８の構成は、スピーカの前面にホーンを接続し指向性を高めたものや、スピーカの後部に音響反射板を配置し音の収束を図ったものであってもよい。また、指向性スピーカ８は、超音波を搬送波として使用し極めて鋭い指向性を発揮するパラメトリックスピーカであってもよい。

また、指向性スピーカ８は、車両外部の任意の方向に音声を出力できるよう、モーター駆動により回転可能に車体に取り付けられてもよく、車両外部の任意の方向をカバーする複数の音源を１つのスピーカに有し、所定の方向に音声を出力するために必要な一部の音源から音声を出力させるようにしてもよい。

また、指向性スピーカ８は、指向性の角度範囲を変更してもよく、重複しない複数の方向に同時に音声を出力させてもよい。

このように、車載用音声出力装置１００は、出力対象が複数存在する場合にも、出力対象を操作者に選択させることが可能であり、確実に１または複数の出力対象に向けて音声を出力することができる。

また、車載用音声出力装置１００は、出力対象以外には出力される音声が伝わらないようにすることができ、不必要な音声出力による騒音を防止できる。

また、車載用音声出力装置１００は、運転者等が窓を開けて大声を出す必要なく、車外にいる者に音声を伝えることができる。また、車外にいる人が比較的離れた場所にいる場合であっても、視認できる範囲にいる限り、音量を増幅させることにより音声を伝えることができる。さらに、車載用音声出力装置１００は、強い指向性を発揮することができるので、限られた範囲にいる者だけに音声を伝えることができ、他人に不必要に音声を伝えることを防止できる。このように、車載用音声出力装置１００は、運転中の使用が法規により禁止されている携帯電話の代わりに、近距離にいる相手との連絡手段として使用することができる。

図３は、実施例２に係る車載用音声出力装置の構成例を示す図である。車載用音声出力装置２００は、カメラ１、距離センサ２、出力対象抽出部６、音声出力制御部７、指向性スピーカ８、無指向性スピーカ９および警告音発生支持部１０から構成される。ここで、構成要素のうち実施例１の車載用音声出力装置１００と同じものは、同じ参照番号を使用し、説明を省略する。

車載用音声出力装置２００は、マイク３、モニター４および入力装置５を有さず、無指向性スピーカ９および警告音発生指示部１０を有する点で車載用音声出力装置１００と異なる。マイク３を有さないのは、運転者または搭乗者等の音声を出力するものではないからであり、モニター４および入力装置５を有さないのは、出力対象を操作者が選択することなく車載用音声出力装置２００が自動的に設定するためである。

無指向性スピーカ９は、指向性を持たないスピーカであり、全方位に向かって音声を出力する。

警告音発生指示部１０は、ステアリングに配置されるホーンボタン等であり、押下されると指向性スピーカ８および無指向性スピーカ９が警告音を発生させるよう音声出力制御部７に信号を送信する。

カメラ１は、車両外部に少なくとも１つ取り付けられ、車両前方を撮影する。距離センサ２は、カメラ１による画像と対応するよう車両外部に少なくとも１つ取り付けられ、赤外線や超音波を利用してカメラ１により撮影された車両前方の画像に含まれる出力対象との距離を測定する。

出力対象抽出部６は、カメラ１で撮影された画像から出力対象として音を反射させる反射板をパターン認識により自動的に抽出する。ここで、「反射板」とは、見通しの悪い交差点やカーブに設置される道路反射鏡や音響反射板等の音を対向車の方向に反射させるものである。なお、出力対象抽出部６は、複数の反射板を同時に出力対象として設定してもよい。

また、出力対象抽出部６は、抽出した反射板の距離センサ２に対する方向を画像位置から判定し、その方向情報を距離センサ２に送信する。距離センサ２は、出力対象抽出部６から受信した方向情報に基づいて反射板までの距離を測定し、その距離情報を出力対象抽出部６に送信する。さらに、出力対象抽出部６は、このようにして得た方向情報および距離情報を音声出力制御部７に送信する。なお、出力対象抽出部６は、ステレオカメラの画像情報から、抽出された反射板の指向性スピーカ８に対する方向および距離を判定し、音声出力制御部７に送信するようにしてもよく、指向性スピーカ８から反射板までの距離を測定することなく、指向性スピーカ８に対する反射板の方向だけを音声出力制御部７に送信するようにしてもよい。

また、出力対象抽出部６は、抽出された反射板の指向性スピーカ８に対する方向情報および距離情報を車両走行中も継続的に、例えば、１００ｍｓ毎に更新する。

音声出力制御部７は、出力対象抽出部６から受信した方向情報および距離情報と、警告音発生指示部１０から受信した指示情報とに基づいて、音声出力方向およびその角度範囲、並びに、音量および増幅度等に関する情報を指向性スピーカ８に送信する。また、音声出力制御部７は、警告音発生指示部１０から受信した指示情報に基づいて、無指向性スピーカ９に警告音を発生させる。なお、音声出力制御部７は、距離情報なしに方向情報のみに基づいて指向性スピーカ８からの出力を制御してもよい。この場合、出力する音声情報等の音量および指向特性は、所定の値に設定される。また、音声出力制御部７は、警告音発生指示部１０からの指示情報によらず、出力対象抽出部６が反射板を抽出すると自動的に指向性スピーカ８から警告音を出力させるようにしてもよい。

指向性スピーカ８は、車両外部の任意の方向に音声を出力できるよう、車両外部の少なくとも一箇所に取り付けられ、反射板に向かって警告音を出力する。同時に、無指向性スピーカ９は、全方位に向かって警告音を出力する。

図４は、指向性スピーカ８が反射板に向かって警告音を出力する場合の状態を説明する図である。警告音を発生させる車両２０は、反射率の良い反射板２２に向けて指向性を有する警告音を指向性スピーカ８から出力することにより、見通しの悪いカーブの先を走行する車両２１が確実に警告音を聞き取れるようにする。なお、図中の矢印は、指向性を有する警告音の伝達経路を示す。

このように、車載用音声出力装置２００は、見通しの悪い交差点やカーブにおいても、対向車を運転する者がホーン等の警告音を確実に聞き取れるようにすることができる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、上述の実施例では、指向性スピーカ８は、出力される音声の指向性を強くし、所定の角度範囲に音声を伝達させるが、図５に示すように、２つのパラメトリックスピーカ３０、３１を有し、一方を無変調の超音波信号、他方を可聴音声電気信号により変調された超音波信号として、所定の距離にある局所領域Ｃでのみこれら２つの超音波が干渉し合うようにして、局所領域Ｃにのみ音声が伝達されるようにしてもよい。

また、上述の実施例では、車載用音声出力装置１００および２００は、独立の装置として説明されているが、カーナビゲーションシステムに統合され、モニター４および入力装置５は、カーナビゲーションシステムにおいて使用されるディスプレイやタッチパネルであってもよい。

また、上述の実施例では、一度に一種類の音声情報を出力するが、一度に異なる音声情報を異なる方向に向けて出力するようにしてもよい。

車載用音声出力装置の構成例を示す図（その１）である。 指向性スピーカの可聴範囲を示す図である。 車載用音声出力装置の構成例を示す図（その２）である。 指向性スピーカが反射板に向かって警告音を出力する場合の状態を説明する図である。 ２つのパラメトリックスピーカにより局所領域Ｃに音声を伝達する状態を示す図である。

符号の説明

１ カメラ
２ 距離センサ
３ マイク
４ モニター
５ 入力装置
６ 出力対象抽出部
７ 音声出力制御部
８ 指向性スピーカ
９ 無指向性スピーカ
１０ 警告音発生指示部
２０、２１ 車両
２２ 反射板
３０、３１ パラメトリックスピーカ
１００、２００ 車載用音声出力装置
Ａ、Ｂ、 可聴範囲
Ｃ 局所領域
Ｆ 進行方向

Claims (6)

1. 車外環境を撮影する撮影部と、
   前記撮影部により撮影された車外環境の画像から音声を出力する出力対象を抽出する出力対象抽出部と、
   所定の限られた範囲に音声を出力する指向性拡声部と、を備え、
   前記指向性拡声部は、前記出力対象抽出部により抽出された前記出力対象に追従させて音声を出力する、
   ことを特徴とする車載用音声出力装置。
2. 前記出力対象との距離を測定する距離測定部を備え、
   前記指向性拡声部は、前記出力対象抽出部により抽出され、前記距離測定部により距離が測定された前記出力対象に追従させて音声を出力する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車載用音声出力装置。
3. 前記撮影部により撮影された車外環境の画像を表示する表示部と、
   前記表示部により表示された前記画像から前記出力対象を選択させる出力対象選択部と、
   を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の車載用音声出力装置。
4. 前記出力対象選択部は、前記出力対象を画面上で選択させるタッチパネルである、
   ことを特徴とする請求項３に記載の車載用音声出力装置。
5. 出力する音声を入力させる音声入力部を備え、
   前記指向性拡声部は、前記音声入力部において入力された音声を出力する、
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の車載用音声出力装置。
6. 前記指向性拡声部は、前記出力対象抽出部により抽出され、かつ、前記距離測定部により距離が測定された警告音反射物に追従させて警告音を出力する、
   ことを特徴とする請求項２乃至５の何れか一項に記載の車載用音声出力装置。

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