CN102272624B - 车辆位置检测装置及车辆位置检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够确定隐藏在障碍物后面的车辆的位置的车辆位置检测装置(200)。该车辆位置检测装置(200)具有声源位置确定部(102a)和提示部(104)等，声源位置确定部(102a)从在声压信息存储部(103a)中存储的车辆声压信息所表示的声压中减去由声压检测部(101a)检测到的声压，来计算车辆声音的声压的衰减量，并根据计算出的衰减量、表示依赖于声音的传播距离的衰减量的规则、和衍射信息存储部(109)存储的衍射信息所表示的关系，确定将由衍射位置确定部(110)确定出的障碍物作为衍射点而衍射的声音的声源位置，由此确定被预测为发出该车辆声音的车辆所在的位置，提示部(104)提示该确定出的位置。

Description

车辆位置检测装置及车辆位置检测方法
技术领域
本发明涉及利用车辆声音来确定车辆的位置的车辆位置检测装置等，尤其涉及确定隐藏在障碍物后面的车辆的位置的车辆位置检测装置。
背景技术
在驾驶车辆时，检测位于本车辆周围的车辆或接近本车辆的车辆等，对安全驾驶极有帮助。过去，关于检测这种车辆的技术提出了各种方法。
例如，一种技术是检测移动物体发出的声音的声压和频率，根据检测到的声压和频率来确定距移动物体的距离(例如专利文献1)。在专利文献1中，根据基于声压的频率的距离衰减式，计算移动物体发出的声音中不同频率f1、f2的声源位置的声压T1、T2(2变量)、和距两处检测位置的距离r1、r2(2变量)合计4变量，由此计算距移动物体的距离。
另外，作为其它的现有技术，一种技术是检测紧急车辆发出的警报声音的声压和频率，根据检测到的声压计算距离，根据频率计算移动方向，并参照地图信息，由此来确定紧急车辆所在的位置(例如专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平1-265176号公报
专利文献2：日本特开2005-301751号公报
发明概要
发明要解决的问题
但是，在上述专利文献1和专利文献2提出的技术中，在检测位置与声源位置之间具有障碍物的情况下，声压衰减量极大，因而有可能存在误判断为处于比实际距离更远的远处的情况。例如，在将这些技术应用于可视线(見通し)较差的交叉点的迎头相撞事故的预防的情况下，有可能导致驾驶员将已接近的检测车辆误认为还在远处。即，现有技术存在不能检测隐藏在障碍物后面的车辆的位置的问题。
发明内容
本发明就是为了解决上述现有的问题而提出的，其目的在于，提供一种车辆位置检测装置等，即使是隐藏在障碍物后面的车辆，也能够确定该车辆的位置。
用于解决问题的手段
本发明的车辆位置检测装置被安装在本车辆中，用于检测位于本车辆周围的车辆的位置，该车辆位置检测装置具有：障碍物信息存储部，存储障碍物信息，该障碍物信息表示可能遮蔽车辆声音传播的障碍物的地理位置；声压信息存储部，存储车辆声压信息，该车辆声压信息表示车辆声音的声源位置处的声压；衍射信息存储部，存储衍射信息，该衍射信息表示位置关系与声压的衰减量之间的关系，其中该位置关系是在声音发生衍射并传播时的声源和衍射点和声音的观测点之间的位置关系；声压检测部，检测来到所述本车辆的车辆声音的声压；方向确定部，确定所述车辆声音到来的方向；本车位置检测部，检测本车辆的位置即本车位置；衍射位置确定部，参照在所述障碍物信息存储部中存储的障碍物信息，并根据由所述本车位置检测部检测到的本车位置，确定位于由所述方向确定部确定出的方向的障碍物的位置；声源位置确定部，通过从在所述声压信息存储部中存储的车辆声压信息所表示的声压中减去由所述声压检测部检测到的声压，来计算所述车辆声音的声压的衰减量，并根据计算出的衰减量、表示依赖于声音的传播距离的衰减量的规则、和所述衍射信息存储部存储的衍射信息所表示的关系，确定将由所述衍射位置确定部确定出的障碍物作为衍射点而衍射的声音的声源位置，由此确定被预测为发出该车辆声音的车辆所在的位置；以及提示部，提示由所述声源位置确定部确定出的位置。
根据这种结构，根据障碍物的位置和声源方向来确定车辆声音的衍射位置，将利用依赖于衍射位置的遮蔽程度而确定的声压衰减量与因距离而形成的声压衰减量一起使用，由此能够确定被障碍物遮挡的车辆声音的声源位置。即，将计算出的声压衰减量分离为依赖于从声源位置经过衍射位置到达本车辆的声压的距离的衰减量、和因衍射而形成的声压的衰减量，与只考虑距离的情况相比，由于也考虑因衍射而形成的声压的衰减，所以能够准确求出声源位置。由此，例如在应用于视线较差的交叉点的迎头相撞事故的预防的情况下，能够将已接近的死角车辆和还在远处的死角车辆进行区分并提示给驾驶员。
另外，关于衍射信息的具体示例，也可以是，所述衍射信息表示声音根据音程差而衰减时的音程差与声压的衰减量之间的关系，来作为所述位置关系与所述声压的衰减量之间的关系，其中所述音程差是指从衍射了的声音的声源经过衍射点到达声音的观测点的音程距离、与从所述声源到所述观测点的直线距离之差。此时，声源位置确定部根据表示依赖于所述声音的传播距离的衰减量的规则、和所述衍射信息存储部存储的衍射信息所表示的音程差与声压的衰减量之间的关系，来确定所述声源位置。
在此，优选地，所述声源位置确定部确定多个音程，来作为满足所述规则和所述关系、而且发生所述衍射的声音的音程，将确定出的多个音程中的声源位置连结，由此确定线状的区域，在确定出的线状的区域内，确定被预测为发出所述车辆声音的车辆所在的位置。这是因为，即使是在考虑了依赖于声音的传播距离的衰减量和依赖于声音的衍射大小的衰减量双方的情况下，由于存在预测到多个声音的音程的情况，因而优选将具有与多个声音的音程相对应的范围的区域预测为声源的位置。
并且，优选地，所述声压信息存储部针对多个频率，存储使车辆声音的频率与所述声压相对应的多个车辆声压信息，所述声压检测部还具有车辆声音频率检测部，该车辆声音频率检测部对到来的车辆声音进行频率分解，由此检测该车辆声音中包含的主要的频率成分的频率和声压，所述声源位置确定部针对由所述车辆声音频率检测部检测到的频率，从在所述声压信息存储部中存储的车辆声压信息所表示的声压中，减去与由所述车辆声音频率检测部检测到的该频率相对应的声压，由此计算所述车辆声音的声压的衰减量。
根据这种结构，能够根据按照遮蔽程度而确定的每个频率的声压衰减量的差异来判定遮蔽程度，因而能够正确求出被障碍物遮挡的车辆声音的声源位置。例如，在较高频率时因衍射而形成的声压衰减量比较大，在较低频率时因衍射而形成的声压衰减量比较小，因此通过考虑该特性的差异来确定遮蔽程度，能够正确求出声源位置。
并且，优选地，所述声压信息存储部针对多个不同的引擎声音的基本频率，存储所述多个车辆声压信息，所述车辆声音频率检测部检测到来的车辆声音中包含的所述引擎声音的基本频率成分的频率和声压。此时，优选地，所述声压信息存储部还针对所述多个不同的引擎声音的基本频率的谐音，存储所述多个车辆声压信息，所述车辆声音频率检测部检测到来的车辆声音中包含的所述引擎声音的基本频率成分和谐音成分的各自的频率和声压，所述声源位置确定部针对由所述车辆声音频率检测部检测到的基本频率成分和谐音成分，分别确定所述线状的区域，将确定出的所述基本频率成分所对应的线状的区域和所述谐音成分所对应的线状的区域相重合的区域，确定为被预测为发出所述车辆声音的车辆所在的位置。
根据这种结构，与根据行驶状态或路面状况而容易产生声源声压的变动的轮胎行驶声音不同，引擎声音具有与引擎的转速(对应于引擎声音的基本频率)相对应的特定的声压的值，因而能够正确求出检测位置与声源位置之间的声压衰减量。另外，由于引擎声音具有谐音构造，通过利用按照遮蔽程度而确定的每个频率的声压衰减量的差异，能够正确求出被障碍物遮挡的车辆声音的声源位置。例如，在谐音构造的较高频率的引擎声音中，因衍射而形成的声压衰减量较大，在谐音构造的较低频率的引擎声音中，因衍射而形成的声压衰减量较小，因此通过利用该特定的差异来计算满足两个频率的衰减量的关系的声源的位置，确定更正确的遮蔽程度，因而能够正确求出声源位置。
并且，也可以是，所述声压信息存储部针对所述多个不同的引擎声音的基本频率，分别存储利用声压的范围来表示所述声源位置处的声压的多个车辆声压信息，所述声压的范围采用了至少两个声压即低声压和高声压，所述声源位置确定部针对与由所述车辆声音频率检测部检测到的频率相对应的所述车辆声压信息所表示的低声压和高声压，分别从在所述声压信息存储部中存储的车辆声压信息所表示的声压中，减去与由所述车辆声音频率检测部检测到的该频率相对应的声压，由此计算所述车辆声音的声压的衰减量，根据计算出的衰减量，分别对所述低声压和所述高声压确定所述线状的区域，将由确定出的所述低声压所对应的线状的区域和所述高声压所对应的线状的区域所包围的区域，确定为被预测为发出所述车辆声音的车辆所在的位置。
根据这种结构，考虑到声源的声压具有范围，因此所预测的车辆的位置产生范围，能够实现更现实的车辆位置的预测。
并且，也可以是，所述障碍物信息存储部还存储表示道路的位置的地图信息，所述声源位置确定部将在所述线状的区域内、而且是所述地图信息所表示的道路上的区域，确定为被预测为发出所述车辆声音的车辆所在的位置，也可以是，所述声源位置确定部将所述线状的区域相重合的区域、而且是所述地图信息所表示的道路上的区域，确定为被预测为发出所述车辆声音的车辆所在的位置，也可以是，所述声源位置确定部将由所述线状的区域所包围的区域、而且是所述地图信息所表示的道路上的区域，确定为被预测为发出所述车辆声音的车辆所在的位置。
根据这种结构，通过补充利用道路位置的信息来确定声源位置，在由于周围噪声的影响而不能正确检测车辆声音的声压的值的情况下，通过将声源位置限制为道路位置，能够正确求出声源位置。并且，在由于周围噪声的影响而只能检测到一部分频率频带的声压的值，并且不能正确求出因衍射而形成的声压衰减量的情况下，通过将声源位置限制为道路位置，能够正确求出声源位置。
并且，也可以是，通过学习来更新声压存储部存储的声源位置的车辆声音的声压的值。例如，也可以是，在声源位置与道路位置间存在误差的情况下，通过学习来更新声压存储部存储的声源位置处的车辆声音的声压的值，以便使声源位置与道路位置一致。由此，声压存储部存储的声源位置处的车辆声音的声压的值更加正确，因而能够求出正确的声源位置。
另外，本发明不仅能够实现为具有这种特征性构成要素的车辆位置检测装置，也能够实现为将车辆位置检测装置所包含的特征性处理部分作为步骤的车辆位置检测方法，还能够实现为使车辆位置检测装置或个人计算机等具有的计算机执行这些步骤的程序。并且，这种程序当然能够通过CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory：紧致盘只读存储器)等计算机可读的记录介质或因特网等通信网络进行流通。
发明效果
根据本发明，即使是隐藏在障碍物后面的车辆，也能够确定该车辆的位置。
由此，例如在应用于视线较差的交叉点的迎头相撞事故的预防的情况下，能够将已接近的死角车辆和还在远处的死角车辆进行区分并提示给驾驶员，能够确保安全驾驶。
附图说明
图1是实施方式1的车辆位置检测装置的结构图。
图2是说明实施方式1的车辆声音的检测的图。
图3是说明实施方式1的声压信息的图。
图4是说明实施方式1的车辆区域确定的图(表示声压与距离的关系的表)。
图5是说明实施方式1的车辆区域确定的图(表示声压与距离的关系的曲线)。
图6是说明实施方式1的车辆区域确定的图(表示确定出的车辆区域的图)。
图7是表示实施方式1的车辆区域确定的提示示例的图。
图8是表示实施方式1的车辆位置检测装置的动作的流程图。
图9是说明实施方式1的车辆区域确定的图(表示声压与距离的关系的曲线)。
图10是表示实施方式1的车辆区域确定的具体示例的图。
图11是表示实施方式1的车辆区域的提示示例的图。
图12是实施方式2的车辆位置检测装置的结构图。
图13(a)和图13(b)是表示实施方式2的车辆声音的频率特性的图。
图14是表示实施方式2的车辆声压信息的一例的图。
图15是说明实施方式2的车辆声音的检测的图。
图16是说明实施方式2的障碍物信息的内容的图。
图17是说明实施方式2的障碍物信息的数据示例的图。
图18是说明实施方式2的确定障碍物的位置的图。
图19是说明实施方式2的衍射信息的图。
图20是说明实施方式2的衍射信息的一例的曲线图。
图21是说明实施方式2的车辆区域确定的图。
图22是表示实施方式2的车辆区域的提示示例的图。
图23是表示实施方式2的车辆位置检测装置的动作的流程图。
图24是表示实施方式2的变形例的车辆声压信息的一例的图。
图25是说明实施方式2的变形例的车辆区域确定的图。
图26是说明实施方式2的变形例的另一个车辆区域确定的图。
图27是表示实施方式2的变形例的车辆区域的提示示例的图。
图28是表示实施方式2的变形例的衍射信息的另一个示例的图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式。
本发明的车辆位置检测装置的特征在于，即使是隐藏在有可能遮蔽车辆声音的传播的障碍物后面的车辆(死角车辆)，也能够确定该车辆的位置，当然，在不存在这种障碍物的情况下，也能够确定车辆的位置，因而在本说明书中为了便于容易理解，首先作为实施方式1说明不存在障碍物时的车辆位置的确定方法，然后作为实施方式2说明存在障碍物时的车辆位置的确定方法。
(实施方式1)
首先，对本发明的车辆位置检测装置的实施方式1进行说明。在此，对确定不存在障碍物时的车辆的位置的方法进行说明。
图1是表示本发明的实施方式1的车辆位置检测装置100的整体结构的框图。本发明的实施方式1的车辆位置检测装置100是安装在本车辆上来检测位于本车辆周围的车辆的位置的装置，车辆位置检测装置100具有声压检测部101、声源位置确定部102、声压信息存储部103、提示部104、车辆声音频率检测部105和方向确定部106。
声压检测部101由麦克风等构成，对检测位置(即本车辆的位置)中的车辆的声压(即，来到本车辆的车辆声音的声压)的值进行检测。在此，车辆是指位于本车辆周围的摩托车或汽车等，车辆声音是指摩托车或汽车等的引擎声音或道路噪声、汽车喇叭、急救车辆等的警报声、电动汽车等发出的信号声音等。另外，作为声压检测部101，可以将其结构划分为检测声音的麦克风、和根据检测到的声音来确定声压的处理部，在此，说明只利用麦克风构成的声压检测部101。
图2是说明检测车辆声音的方法的图。麦克风A和B是设于车辆的前保险杠的声压检测部101的一例。在图2的示例中，存在从前方接近交叉点的车辆A(下面，将由该车辆位置检测装置100检测的车辆也称为“被检测车辆”)，麦克风A检测车辆A的引擎声音的声压52dB。
方向确定部106是确定车辆声音的到来方向的处理部。例如，根据由麦克风A和B检测到的声音的到达时间差来确定车辆声音的方向。如图2的示例所示，在此，在前保险杠设有作为声压检测部101的两个麦克风(麦克风A、麦克风B)。方向确定部106根据进入到声压检测部101即这两个麦克风的车辆声音的到达时间差，确定车辆A的声源方向。到达时间差能够通过获取两个麦克风的相互相关性而算出。
图2还是说明确定车辆声音的方向的方法的图。将麦克风A和麦克风B的间隔设为d(m)。如图2的示例所示，设从相对于本车辆的行进方向的方位角θ(弧度)检测车辆A(摩托车)的引擎声音。将麦克风之间的到达时间差设为Δt(s)，将音速设为c(m/s)，能够利用下式1表示方向θ(弧度)。
[数式1]
θ＝sin-1(Δtc/d)··(式1)
在图2所示的示例中，方向确定部106例如将车辆声音的方向确定为相对于本车辆向右45度的方向。
另外，在本实施方式中，针对检测位置的车辆声音的声压的值和车辆声音的方向能够采用同一麦克风，因而具有实现简化系统、简化处理、削减成本的效果。
并且，也可以将车辆所在的方向确定为具有诸如“45度～60度”这样的范围。车辆所在的方向在理论上被确定为一个方向，但在实际环境下由于声音的到达时间差包含有误差，因而所在的方向产生误差。例如，在按照100ms等规定的时间间隔来确定方向的情况下，存在检测角度在45度～60度之间波动的情况。因此，将以规定的时间间隔而确定出的方向、而且是具有最小值～最大值的范围的方位，作为所确定出的方向，例如确定具有诸如“45度～60度”这样的范围的声源的方向。
声压信息存储部103是存储器等，用于存储表示作为声源的车辆所在的位置(声源位置)中的车辆声音的声压的值的信息(将该信息称为“车辆声压信息”)。在本实施方式1中，将声压存储为利用基准声压为20μPa的所谓声压等级(dB)表示的值。
图3是表示声压信息存储部103存储的声源位置的车辆声音的车辆声压信息的一例的图。在此，记录有各种车辆的平均(通常)声压的范围(低声压和高声压)。在该图中图示了车辆为400cc的摩托车的车辆声压信息。
另外，根据实验结果，摩托车声音的声源位置的怠速时(1200rpm)的声压的值约为68dB。并且，在加速时改变档位之前，例如5000rpm的声压的值约为78dB。因此，在本实施方式中，按照图3所示，将声源位置的车辆声音的声压的值存储为例如具有68dB～78dB范围的值。因为声压不一定是固定值，所以通过存储为具有范围的值，能够高精度地确定车辆所在区域。
声源位置确定部102是处理部，根据检测到的车辆的声压和在声压信息存储部103中存储的车辆声压信息，计算从本车辆到检测到的车辆的距离，并确定作为声源的车辆所在区域。为了确定车辆所在区域，根据声压的衰减与距离(声源位置与声音检测位置之间的距离，此处是指检测到的车辆的位置与本车辆的位置之间的距离)之间的关系进行计算。
将声源位置的声压设为p(0)。声压与距离的平方成反比例，因此在将从声源位置到检测到声音的地点的距离设为r(m)、将系数设为k时，检测地点r(m)的声压p(r)能够利用下式2表示。
[数式2]
p(r)＝p(0)/(k*r*r)··(式2)
因此，在利用分贝P(dB)表示声压p(r)时，能够利用下式3表示。
[数式3]
P(r)＝10logp(r)＝10log(p(0))-10log(k*r*r)··(式3)
图4记述了表示相对于各个声源位置的声压，在离开15m、18m、…等规定的距离的位置处的声压的表。在此，示例了按照上述式3计算出的声压。例如，在声源位置的声压为78dB的情况下，在离开距离18m的位置成为77dB，在离开40m的位置成为70dB，在离开100m的位置成为62dB。在声压是68dB的情况下，在离开距离18m的位置成为67dB，在离开40m的位置成为60dB，在离开100m的位置成为52dB。并且，图5是利用曲线来表示这些声压的图。横轴表示距声源的距离，纵轴表示离开该距离的位置处的声压，示出了在声源位置的声压为78dB时和68dB时相对于各个距离的声压的变化。可知声压根据距离而衰减。并且，例如在检测位置的声压为52dB的情况下(图5中的横向虚线)，在假设声源位置的声压为78dB(摩托车的高声压)时，能够预测声源位置是距离300m的地点，在假设声源位置的声压为68dB(摩托车的低声压)时，能够预测声源位置是距离100m的地点，并且能够预测声源位置与检测位置之间的距离。
图6是表示车辆区域的确定的图，示出了本车辆的位置(下面，将本车辆的位置称为“本车位置”)与摩托车的位置之间的关系。在本实施方式中，如图3所示，作为摩托车的声源位置的声压，存储了68dB～78dB，作为车辆声压信息。对此，在本车位置处由声压检测部101检测到声压为52dB。在这种情况下，声源位置确定部102能够根据上述式2和式3，确定为摩托车位于距离本车位置约100m～约300m的地点。并且，由方向确定部106将声源方向确定为右45度～60度之间。因此，声源位置确定部102确定在相对于本车向右45度～60度、距离本车位置100m～300m的区域(图6所示的斜线的范围)中存在车辆。
提示部104是提示由声源位置确定部102确定出的车辆的位置的处理部，在此，提示部104是指提示在由声源位置确定部102确定出的区域中存在车辆的显示器和扬声器等。
图7是表示提示部104的提示的一例的图。提示部104例如是指汽车导航装置的显示画面。在图7中示出了本车辆与周围的地图信息。在由声源位置确定部102确定为车辆位于100m～300m内后，提示部104利用显示和声音，将“周围100m～300m内车辆正在接近”和该信息通知用户。并且，如图6中的斜线所示，由于也确定出被检测车辆所在区域，所以提示部104利用斜线示出在汽车导航装置的画面内的所在区域。
图8是表示本实施方式的车辆位置检测装置100的动作的流程图。
首先，麦克风(声压检测部101)检测车辆声音(步骤S101)。并且，方向确定部106根据由麦克风A和B(声压检测部101)检测到的车辆声音，计算车辆声音的到达时间差，并确定被检测车辆所在的方向(步骤S102)。另一方面，麦克风A或B(声压检测部101)检测车辆声音的声压(步骤S103)。并且，声源位置确定部102参照在声压信息存储部103中存储的车辆声压信息，并参照被检测车辆所在的位置(声源位置)的声压(步骤S104)。并且，声源位置确定部102根据检测到的声压和检测到的车辆所在的位置(声源位置)的声压，计算从本车辆到被检测车辆的距离，根据计算出的距离和被检测车辆所在的方向来确定被检测车辆所在区域(步骤S105)。并且，提示部104提示确定出的车辆所在区域(步骤S106)。
以上是检测车辆声音的声压并确定被检测车辆所在区域的流程。并且，在本发明中，在规定的定时检测车辆声音的声压，通过反复执行上述流程来确定车辆所在区域，将确定出的区域的变化以动态图像方式显示在例如汽车导航装置的画面等上。下面，具体说明其显示示例。
在图2示出的示例中，假设由声压检测部101检测到的声压是52dB，但在经过规定时间后的定时进行检测时是64dB。
另外，声源方向同样设为45度～60度。图9是与图5同样地表示声压与距离(从本车位置到被检测车辆的位置的距离)的关系的曲线图。在检测到的声压是64dB的情况下(图9中的横向虚线中的一条虚线)，在假设声源位置的声压是78dB(摩托车的高声压)时，从本车位置到被检测车辆的位置的距离为30m，在假设声源位置的声压是68dB(摩托车的低声压)时，从本车位置到被检测车辆的位置的距离为80m。由此，可知在检测声压从52dB提高到62dB时，从本车位置到被检测车辆的位置的距离的范围(与从摩托车的低声压到高声压的范围对应的距离的范围)狭小。
图10是与图6同样地表示车辆区域的确定的图。在该示例中，声源位置确定部102能够确定为车辆位于离开约30m～约80m的地点。并且，由方向确定部106将声源方向确定为右45度～60度之间。因此，声源位置确定部102确定为在相对于本车向右45度～60度、而且从本车位置离开30m～80m的区域(图10所示的斜线的范围)中存在车辆。
图11是表示提示部104的提示的一例的图。在由声源位置确定部102确定为车辆位于30m～80m内后，提示部104利用显示和声音，将“周围30m～80m内车辆正在接近”和该信息通知用户。并且，如图10中的斜线所示，由于也确定出所在区域，所以提示部104在汽车导航装置的画面内利用斜线示出所在区域。
将图11和图7进行对比，可知图11所示的车辆区域狭小。这是因为随着被检测车辆接近，检测到的声压在变化，随着该变化而确定出的区域(在此是指与从摩托车的低声压到高声压的声压范围对应的距离的范围)也在变化。例如，在摩托车还在远处的情况下，该区域是较大的范围，但该区域随着接近而变小，并且限定性地确定所在区域，也能够在视觉上动态地察觉该变化。
另外，关于车辆声压信息，在本实施方式中，将车辆所在的位置的声压存储为分贝信息，声源位置确定部102使用该分贝信息随时计算本车位置与被检测车辆的位置之间的距离，但本发明不限于这种声源位置的确定。例如，也可以按照图4示出的表那样预先计算相对于检测到的声压的距离，并存储计算出的距离的范围。由此，发挥削减计算成本的效果。并且，这种检测声压与距离的关系不一定需要存储，也可以通过例如无线网络等从服务器装置获取。例如，根据每个交叉点或者周围建筑物的状况等，相对于检测到的声压的声源的位置在每一次未必相同。因此，也可以从服务器装置获取与在每个交叉点检测到的声压相对应的声源的距离。
(实施方式2)
下面，说明本发明的车辆位置检测装置的实施方式2。
在本实施方式2中说明确定位于障碍物后面的死角车辆的所在区域的方法。
图12是本实施方式的车辆位置检测装置200的结构图。该车辆位置检测装置200是安装在本车辆上来检测位于本车辆周围的车辆的位置的装置，车辆位置检测装置200具有声压检测部101a、声源位置确定部102a、声压信息存储部103a、提示部104、车辆声音频率检测部105、方向确定部106、本车位置检测部107、障碍物信息存储部108、衍射信息存储部109和衍射位置确定部110。下面，对与实施方式1相同的构成要素标注相同的标号，以与实施方式1不同的内容为中心进行说明。
声压检测部101a是与前述实施方式1相同地检测车辆的声压的麦克风等，与实施方式1的声压检测部101的不同之处在于，具有对车辆声音进行频率分解并检测频率的车辆声音频率检测部105。
声压信息存储部103a是与实施方式1的声压信息存储部103相同地存储车辆声压信息的存储器等，在此，按照每个频率来存储与声源位置处的通常的声压相关的信息作为车辆声压信息。下面，使用附图进行说明。
过去已经知道人讲话时的声音能够大致划分为具有周期性的母音和非周期的子音。另一方面，关于从车辆发出的声音，认为其中混合了与引擎的转速和汽缸数量等相关联地变化的具有周期性的引擎声音、由于轮胎与路面的摩擦等而发出的道路噪声、由于空气阻抗、风扇等而产生的噪声。
引擎声音具有与人的母音相似的特性。即，与“あ”或“い”等母音的类型无关，与声音变高时音调变高的声音同样地，引擎声音的频率与引擎的转速相对应地提高，并且与声音相同地具有基本频率的谐音构造。基本频率F例如能够使用转速(rpm)、汽缸(cylinder)数量s、系数k，按照下式4来进行近似。
[数式4]
F = k × rpm 60 × s 2 ··(式4)
另一方面，道路噪声等不一定依赖于基本频率F，在比较高的频率时表现出特征，能够捕捉为人讲话时的声音中的子音。后者根据行驶速度及路面状态而变化，很难事前确定声源声压，但是引擎声音依赖于转速，因而更适合用来确定声源声压。因此，在本实施方式中，对从车辆发出的声音中的引擎声音进行处理。
图13(a)是表示对已开始行驶(已提高引擎的转速)的摩托车的引擎声音进行频率分解而得到的数据的时间变化的一例的图。横轴表示行驶时间，纵轴表示频率。利用深浅来表示声压的大小。在图13(b)中示出了在图13(a)所示的图中的某个定时(A-A’)的、频率(横轴)与声压(纵轴)的关系(频率频谱)。
认为从车辆发出的声音以基本频率与白噪声那样的随机噪声的组合形式而存在。基本频率是指在某个频率具有峰值，在其2倍、3倍等时也具有峰值的谐音构造。该基本频率根据引擎的构造、大小、材料、汽缸数量等按各个汽车而具有不同的频率，频率随着引擎转速的提高而提高。
例如，如图13(b)所示，摩托车的引擎声音具备在110Hz具有基本频率，在220Hz等时具有声压峰值的谐音构造。如图13(a)所示，可知这些基本频率和谐音的峰值位置(频率)随着引擎的转速而变化。
图14是表示在声压信息存储部103a中存储的车辆声压信息的图。根据使某个摩托车的引擎转速从约1100rpm的怠速状态变化到约4000rpm来检测频率特征的实验结果，得知在约100Hz～约130Hz附近具有频率特征等的结果。并且，与前述实施方式1同样地，在将声源位置的引擎声音的声压设为68dB的情况下，在利用声压等级进行表示时，结果为100Hz～130Hz附近的声压是38dB。
因此，在本实施方式中，作为车辆声压信息，将100Hz～130Hz存储为车辆声音的频率，将该频率的声压范围存储为38dB。并且，关于谐音构造的车辆声压信息，该声压信息存储部103a将200Hz～260Hz存储为频率，将该频率的声压范围存储为37dB。另外，在本实施方式中是存储频率信息作为车辆信息(识别车辆的信息)，但关于该频率，在假设是摩托车时，也可以取代频率而与车型相对应地存储声压。
并且，同样根据从实验得到的数值，该声压信息存储部103a存储将汽车的车辆声音设为40Hz～60Hz频率、将该频率的声压范围设为35dB的车辆声压信息。因为与摩托车相比，汽车的引擎转速低、基本频率也低。
图15是说明车辆声音的检测的图。在此，声压检测部101a检测车辆声音，车辆声音频率检测部105检测到110Hz的声压为10dB、220Hz的声压为6dB。并且，方向确定部106根据麦克风A和B的车辆声音的到达时间差，检测出声源方向为相对于本车辆向右10度的方向。
障碍物信息存储部108是硬盘等，用于存储表示能够遮蔽车辆声音的传播的障碍物的地理位置的障碍物信息、即障碍物的位置信息。
图16是说明所存储的与障碍物相关的信息的图。在汽车导航装置等中存储的地图信息通常包括与设施或地标(landmark)相关的信息，或将交叉点或设施作为一个节点，利用连结该节点和节点的路段(link)将路径结构化的道路网络信息。在图16中示出了对应于华町1交叉点的“N(节点)100”、华町2交叉点即“N101”。并且，连结了华町1交叉点和华町2交叉点的路径即华1京都大街是“L(路段)204”，并且“N100”除了“L204”之外，还包括与“L201”、“L202”、“L203”的路段连结等的节点或路段的连接信息。另外，还包括“华町1交叉点”与“华町2交叉点”之间、即“L204”的距离为400m等路段的长度信息。并且，作为设施或大厦等地标，示出了对应于华町百货店的“M(标记)301”。另外，本实施方式中的地图信息包括表示设施的范围的形状点m1、m2、m3、m4，也包括形状点m1与形状点m2之间的距离100m等信息。在本实施方式中，将这些设施或大厦等地标作为使声音衍射的障碍物，在障碍物信息存储部108中存储与地标相关的信息，作为与障碍物相关的信息。这是因为在地图信息中这样被登记为设施的大厦等大多是高层建筑物，容易产生车辆声音的衍射。另一方面，在民宅等低层建筑物的情况下，声音大多从屋顶上到达。因此，也可以根据建筑物等的高度信息来判定是否是障碍物。例如，将具有规定的阈值(5m等)以上的高度的建筑物设为障碍物，而对于小于阈值的建筑物，则与前述实施方式1相同地不考虑衍射(即，因衍射而形成的声压的衰减量为0)来确定声源方向。
图17是表示作为障碍物信息的一例的、作为汽车导航装置等的地图信息而存储的道路网络信息的一例的图。地图通常被划分为规定的区域，存储在每个区域中存在的设施及交叉点等的节点、和连结这些节点的路段的信息。在图17中，区域ID“E01”是指图16所示的区域。作为在区域ID“E01”中存在的节点信息，存储了“N100”、“N101”、“M301”。另外，也存储了各个节点的信息和与该节点连接的路段信息。“N100”表示位置“东经135度34分、北纬34度33分”、名称“华町1交叉点”，作为所连接的路段附带了“L201”、“L201”的长度300m等各个路段的信息。并且，“M301”表示位置“东经135度36分、北纬34度31分”、名称“华町百货店”，关于形状点例如被存储为距中心节点M301的相对距离。例如，形状点m1＝(-50、-50)被存储为以“东经135度36分、北纬34度31分”为中心，位置是x轴(东经)-50m、y轴(北纬)-50m的形状点。与该地标相关的信息成为与障碍物相关的信息。
本车位置检测部107是检测本车辆的位置即本车位置的处理部，例如利用GPS等构成。
衍射位置确定部110是处理部，通过参照在障碍物信息存储部108中存储的障碍物信息，根据由本车位置检测部107检测到的本车位置，确定位于由方向确定部106确定出的方向的障碍物的位置。具体地讲，该衍射位置确定部110从由障碍物信息存储部108存储的障碍物信息所表示的多个障碍物中，确定位于由所述方向确定部106确定出的方向、而且处于距本车位置为最短距离的位置的障碍物，将确定出的所述障碍物的位置确定为所述车辆声音发生衍射的衍射位置。
图18是说明衍射位置的确定的图。现在，假设利用GPS等构成的本车位置检测部107检测到本车位置是东经135.55、北纬34.30的纬度经度。并且，假设方向确定部106将车辆声音确定为右10度的方向。
另一方面，如图17等所示，存储了障碍物的角部的位置信息作为障碍物信息，衍射位置确定部110判定在相对于本车位置而确定的声源方向是否具有障碍物，而且确定距本车位置为最短距离的障碍物。在图18中，华町百货店的建筑物的角部即形状点m4位于从本车位置向右10度的方向。另外，华町银行的角部即形状点p4也相当于位于在向右10度的方向的延长线上，但由于形状点m4距本车位置为最短距离，所以衍射位置确定部110将形状点m4确定为障碍物。
衍射信息存储部109存储表示在声音衍射传播时的声源和衍射点和声音的观测点的位置关系(换言之是指衍射的程度)与声压的衰减量之间的关系的衍射信息，作为有关声音由于障碍物而衍射时的声压的衰减量的信息。在本实施方式中，作为该衍射信息的一例，衍射信息存储部109存储表示声音根据音程差而衰减时的音程差与声压的衰减量之间的关系的衍射信息，其中该音程差是指从衍射了的声音的声源经过衍射点到达声音的观测点的音程的距离、与从上述声源到上述观测点的直线距离之差。已知衍射的程度(角度)越大，声音越衰减，并且频率越高时，因衍射而形成的衰减量越大。因此，作为衍射信息，将频率和与衍射的程度对应的衰减量相对应地进行存储。具体的数值的计算例如通常是下面的图19和式5所示的前川图表(chart)。
图19是说明因衍射而形成的声压的衰减的图。假设在声源位置X与声音的检测位置Y(声音的观测点)之间存在障碍物(此处是指“隔音壁”等)，并在位置Z(衍射点)进行衍射。在这种情况下，
假设音程差δ＝XZ间距(设该距离为a)+ZY间距(设该距离为b)-XY间距(设该距离为c)，
则因衍射而形成的声压的衰减Ld能够利用下式5表示。
[数式5]
Ld＝10log10N+13 (N≥1)
                            ··(式5)
Ld＝5±9.1sinh-1(|N|0.485)  (-0.322≤N＜1)
其中，N表示菲涅耳数(＝2δ/λ)，λ表示车辆声音的波长(Hz)。式5中的±符号的+表示N＜0时，-表示N＞0时。
图20是表示频率与因衍射而形成的声压的衰减(Ld)、即表示各个频率时的音程差与声压的衰减量之间的关系的衍射信息的一例的曲线图(参照非专利文献1)。
非专利文献1：日本建筑学会编，“実務的騒音对策指針”，技报堂出版，1987年，P14
在该图中，例如在频率110Hz时，在音程差是2m时衰减量是15dB，在音程差是10m时衰减量是21dB，在音程差是20m时衰减量是25dB，可知随着音程差增加，衰减量也增加。即，由障碍物衍射的程度越大，因衍射而形成的声压的衰减越大。
根据以上所述，在设声源位置的声压为P(0)时，考虑到衍射的衰减量Ld，在离开r(m)的检测位置处的声压P(r)如下面的式6所示。
[数式6]
P(r)＝10logp(r)＝10log(p(0))-10log(k*r*r)-Ld  ··(式6)
即，根据上述式6所示的规则来假设声源位置的声压，通过检测与检测位置的声压之间的声压差，根据基于距离的衰减(第二项)和基于衍射的衰减(第三项)来确定距离r。
声源位置确定部102a是确定被检测车辆所在区域的处理部，在本实施方式中，从在声压信息存储部103a中存储的车辆声压信息所表示的声压，减去由声压检测部101a(车辆声音频率检测部105)检测到的声压，由此计算车辆声音的声压的衰减量，以在计算出的衰减量中包含依赖于声音的传播距离的衰减量和依赖于声音的衍射大小的衰减量为前提，根据计算出的衰减量、表示依赖于声音的传播距离的衰减量的规则(上述式6)、和衍射信息存储部109存储的衍射信息所表示的关系(曲线图)，确定将由衍射位置确定部110确定出的障碍物作为衍射点而衍射的声音的声源位置，由此确定预测发出该车辆声音的车辆所在的位置。
更具体地讲，作为满足式6和图20所示的衍射信息所表示的关系(曲线图)、而且假设在由衍射位置确定部110确定出的障碍物处进行了衍射的情况下的声音的音程，该声源位置确定部102a确定多个音程，将确定出的多个音程中的声源位置进行连结，由此确定线状的区域，在确定出的线状的区域内，确定被预测为发出该车辆声音的车辆所在的位置。此时，该声源位置确定部102a针对由车辆声音频率检测部105检测到的频率，从在声压信息存储部103a中存储的车辆声压信息所表示的声压，减去与由车辆声音频率检测部105检测到的相应频率所对应的声压，由此计算车辆声音的声压的衰减量。下面，使用附图详细说明声源位置的确定方法。
图21是说明车辆区域的确定的图。如图21所示，假设本车位置检测部107检测到本车辆的位置(位置a)。并且，假设由设于本车辆的麦克风A和B检测到频率110Hz、该频率的声压10dB、声源方向右10度。
在这种情况下，衍射位置确定部110确定为障碍物(位置b)位于从本车辆位置(位置a)的行进方向向右10度的方向。另外，假设本车辆位置是GPS(本车位置检测部107)的检测位置。另外，也可以将更加严密的、麦克风的安装位置设为本车辆的位置。并且，如图21所示，在从本车的位置起相对于声源方向存在障碍物的情况下，声源位置确定部102a考虑到因衍射而形成的声压的衰减，根据上述式6来确定车辆所在区域。
即，声源方向被检测为右10度方向，但由于认为声音通过障碍物而衍射，所以声源位置确定部102a考虑声音的衍射来确定区域。
声源位置确定部102a参照在声压信息存储部103a中存储的车辆声压信息，根据由声压检测部101(更具体地讲是车辆声音频率检测部105)检测到的车辆声音的频率及其声压，确定车辆所在区域。在车辆声压信息中，110Hz属于100Hz～130Hz(摩托车)的范围，声压是38dB(图14)。
因此，可知声源位置的声压是38dB，声压的衰减量为28dB(＝38dB-10dB)。衰减由基于距离的衰减和基于衍射的音程差构成，在此假设几乎不存在因衍射而形成的衰减的影响，即假设声源位于从本车位置到障碍物的直线的延长线上，根据上述式6，距声源的距离约为230m，在图21中能够预测位置c是声源位置。另一方面，在音程差增加时(即衍射增大)，因衍射而形成的衰减量增加，而距声源的距离减小。例如，在声源位置是位置e(与本车辆的行进方向垂直的最近道路上的点)的情况下，根据图20所示的曲线图和上述式6，本车(位置a)与障碍物(位置b)之间的距离为20m，障碍物(位置b)与声源位置(位置e)之间的距离为25m，声源与本车位置的直线距离约为32m。这样，假设多个在计算出的声压的衰减量中包含的依赖于声音的传播距离的衰减量和依赖于声音的衍射大小的衰减量之比，针对假设的多个比值中的各个比值，根据式6和图20的曲线图，计算从(满足式6和图20的曲线图双方的)声源位置到检测位置的声音的音程，并确定该声源的位置，包括位置c、位置e等在内的线状的区域(曲线r)成为能够预测为存在110Hz声源的位置。
并且，利用麦克风A和B检测频率220Hz、该频率的声压6dB。同样，根据图14所示的车辆声压信息可知声源位置的声压是37dB，因而声压的衰减量是31dB(＝37dB-6dB)。假设声源位于从本车位置到障碍物的直线的延长线上，距声源的距离约为300m，在图21中可以预测为位置d是声源位置。
另一方面，在声源位置是位置e(与本车辆的行进方向垂直的最近道路上的点)的情况下，根据图20所示的曲线图和上述式6，本车(位置a)与障碍物(位置b)之间的距离为20m，障碍物(位置b)与声源位置(位置e)之间的距离为25m，声源与本车位置的直线距离约为32m。这样，根据式6和图20的曲线图，计算声源位置和距检测位置的距离，包括位置d、位置e等在内的线状的区域(曲线s)成为220Hz声源所在的位置。并且，在本实施方式中，声源位置确定部102a确定为车辆位于曲线r和曲线s相交的交点e(两条线状的区域相重合的区域)。
曲线r或曲线s意味着检测到的声压小于声源位置的声压，因而虽然处于距离较远的位置，但是由于障碍物的影响而产生衍射，并使得因衍射而形成的衰减增大，即随着音程差增大，基于距离的衰减的影响减小，因此认为距声源的距离变近，并存在于图21所示的曲线r或曲线s那样的区域中。另一方面，在频率越高时，因衍射而形成的衰减越大，虽然在音程差比较小的位置d或位置c时声源位置具有差异，但是随着音程差增大，较高的频率进一步衰减，如果从相同声源产生两个频率，则交点成为实际的声源所在的位置。并且，将该计算出的区域(在本实施方式中是指交点e)确定为车辆所在区域，并由提示部104提示给用户。
图22是表示提示部104将图21所示的确定出的车辆区域提示给用户的一例的图。在汽车导航装置的显示画面中显示有本车和周围的地图信息。声源位置确定部102a确定为车辆位于图21所示的区域内，因而提示部104利用显示和声音将车辆位于该区域的情况通知用户。
使用图23来说明本发明的动作流程。麦克风(声压检测部101)检测车辆声音(步骤S201)。并且，根据由多个麦克风(声压检测部101)检测到的车辆声音的到达时间差，方向确定部106确定车辆声音的方向(步骤S202)。然后，本车位置检测部107检测本车位置(步骤S203)。并且，衍射位置确定部110参照在障碍物信息存储部108中存储的障碍物信息，取得障碍物的位置信息(步骤S204)。
衍射位置确定部110针对本车位置，判定在车辆声音的方向是否具有障碍物(步骤S205)。
在没有障碍物的情况下(步骤S205：否)，车辆声音频率检测部105根据由麦克风(声压检测部101)检测到的车辆声音，检测车辆声音的频率(步骤S206)。并且，声源位置确定部102a参照在声压信息存储部103a中存储的车辆声压信息，取得与检测到的频率对应的声压信息(步骤S207)。并且，声源位置确定部102a根据检测到的声压和所在的位置的声压，计算距车辆的距离，并根据距车辆的距离和车辆所在的方向来确定车辆所在区域(步骤S208)。并且，提示部104提示确定出的车辆所在区域(步骤S209)。
另一方面，在具有障碍物的情况下(步骤S205：是)，衍射位置确定部110根据本车位置和障碍物的位置来确定衍射位置(步骤S210)。
车辆声音频率检测部105根据由麦克风(声压检测部101)检测到的车辆声音，检测车辆声音的频率(步骤S211)。并且，车辆声音频率检测部105检测在步骤S211检测到的频率的谐音频率、例如2倍的频率(步骤S212)。并且，声源位置确定部102a参照在声压信息存储部103a中存储的车辆声压信息，取得与检测到的各个频率对应的声压信息(步骤S213)。声源位置确定部102a参照在衍射信息存储部109中存储的衍射信息来取得衍射信息(步骤S214)。
并且，声源位置确定部102a根据在步骤S210确定出的衍射位置、和在步骤S214取得的衍射信息，考虑与衍射程度对应的声压的衰减量，并参照在步骤S213取得的声压信息，确定与由车辆声音频率检测部105检测到的车辆声音的频率(基本频率)对应的车辆的所在区域(步骤S215)。
并且，声源位置确定部102a根据在步骤S210确定出的衍射位置、和在步骤S214取得的衍射信息，考虑与衍射程度对应的声压的衰减量，并参照在步骤S213取得的声压信息，确定与由车辆声音频率检测部105检测到的车辆声音的谐音频率对应的车辆的所在区域(步骤S216)。并且，声源位置确定部102a根据在步骤S215确定出的车辆的所在区域、和在步骤S216确定出的车辆的所在区域，将车辆的所在的候选区域相交的区域确定为车辆所在区域(步骤S217)。
并且，提示部104提示所确定出的区域(步骤S208)。
如上所述，根据本实施方式的车辆位置检测装置200，针对基本频率和谐音频率这两个频率，分别考虑从本车位置到被检测车辆的声音的基于距离的衰减和基于衍射的衰减，确定位于死角的被检测车辆的位置。
另外，在前述实施方式2中，在进行衍射的情况下，检测从同一车辆产生的不同的频率，按照该不同的每个频率来确定车辆的所在区域，并将相交的区域确定为所在区域。但是，不一定能够检测到谐音等不同的频率。在利用一个频率的声音来预测车辆位置的情况下，产生车辆所在区域跨越较宽范围的情况。并且，产生声压的基于距离的衰减具有范围，车辆所在区域跨越较宽范围的情况。因此，在本发明中，不仅使用多个频率的声压来确定被检测车辆所在区域，而且参照地图信息来确定被检测车辆所在区域。下面，说明参照地图信息来检测被检测车辆的位置的方法。
图24是表示车辆声压信息的图。在前述实施方式2的车辆声压信息(图14)中，声压的值是固定的，而在本实施方式中，使声压具有范围(此处是指低声压和高声压)来进行存储。具体地讲，将100Hz～130Hz的摩托车声音的声源位置的声压存储为48dB～38dB，将30Hz～45Hz的汽车声音的声源位置的声压存储为53dB～35dB。
图25、图26是说明车辆区域的确定的图。如图25所示，假设由本车位置检测部107检测到本车辆的位置(位置a)。并且，假设由设于本车辆的麦克风A和B检测到频率110Hz、该频率的声压10dB、声源方向右10度。在图24中，障碍物(位置b)位于从本车辆位置(位置a)起向右10度的方向。因此，车辆位置检测装置考虑因衍射而形成的声压的衰减，根据式6来确定车辆所在区域。
声源位置确定部102a参照在声压信息存储部103a中存储的车辆声压信息，根据由声压检测部101(更具体地讲是车辆声音频率检测部105)检测到的车辆声音的频率及其声压，确定车辆所在区域。在此，根据车辆声压信息，110Hz属于100Hz～130Hz(摩托车)的范围因此与其相符，声压的范围是38dB～48dB(图24)。
首先，假设声源位置的声压是38dB，声压的衰减量是28dB(＝38dB-10dB)。衰减由基于距离的衰减和基于衍射的音程差构成，在此假设几乎不存在因衍射而形成的衰减的影响，即假设声源位于从本车位置到障碍物的直线的延长线上，距声源的距离约为230m，在图25中能够预测位置c是声源位置。另一方面，在音程差增加时(即衍射增大)，因衍射而形成的衰减量增加，而距声源的距离减小。例如，在声源位置是位置e(与本车辆的行进方向垂直的最近道路上的点)的情况下，本车(位置a)与障碍物(位置b)之间的距离为20m，障碍物(位置b)与声源位置(位置e)之间的距离为25m，声源与本车位置的直线距离约为32m。这样，根据式6和图20的曲线图，计算声源位置和距检测位置的距离，包括位置c、位置e等在内的线状的区域(曲线r)成为能够预测为存在声源位置的声压是38dB的情况下的声源的位置。
同样，在声源位置的声压是48dB的情况下，声压的衰减量是38dB(＝48dB-10dB)。假设声源位于从本车位置到障碍物的直线的延长线上，距声源的距离约为1200m，在图25中可以预测位置d是声源位置。另一方面，例如在声源位置是位置f(与本车辆的行进方向垂直的最近道路上的点)的情况下，本车(位置a)与障碍物(位置b)之间的距离为20m，障碍物(位置b)与声源位置(位置f)之间的距离为65m，声源与本车位置的直线距离约为68m。包括位置d、位置f在内的线状的区域(曲线s)成为能够预测为存在声源位置的声压是48dB时的声源的位置。并且，声源位置确定部102a计算由曲线r和曲线s包围的区域是声源(即被检测车辆)所在的范围。
并且，声源位置确定部102a将该计算出的区域中的道路上的区域确定为车辆所在区域。在本变形例中，关于是否是道路上的区域的确定，利用汽车导航装置的地图信息等在障碍物信息存储部108中存储的道路网络来进行。另外，也可以在障碍物信息之外，作为道路信息而另外具有存储部。
在图26中，曲线r是指声源位置的声压是38dB时的声源所在区域。曲线s是指声源位置的声压是48dB时的声源所在区域。另一方面，在障碍物信息存储部108中存储有如图16、图17所示的与道路网络相关的信息，图26表示华町1交叉点(N100)、华町2交叉点(N101)以及将这些交叉点连结的路段L204。声源位置确定部102a计算例如所在区域即曲线r及曲线s与表示道路的路段L204的交点。计算位置e和位置f作为交点。声源位置确定部102a将以位置e和位置f为端点的道路(斜线部分)确定为车辆所在区域。通过这样根据声压的衰减量来确定声源所在区域，并将与道路的重复区域设为车辆区域，能够更准确地向用户提示车辆所在区域。
图27是表示提示部104将图26所示的确定出的车辆区域提示给用户的一例的图。在汽车导航装置的显示画面中显示有本车和周围的地图信息。声源位置确定部102a确定为车辆位于图27所示的区域内，因而利用斜线示出该区域，并利用显示和声音将车辆位于该区域的情况通知用户。
这样，根据本变形例的车辆位置检测装置，使声源的声压具有范围，并考虑基于距离的声压的衰减和基于衍射的声压的衰减双方，由此预测被检测车辆的所在区域，将预测到的区域与从地图信息得到的道路相交的区域确定为被检测车辆的最终所在区域。因此，将被预测为存在隐藏在障碍物后面的车辆的道路上的位置，以范围显示方式通知驾驶员。
另外，在本变形例中，如使用图11说明的那样，被检测车辆越接近本车辆，越限定性地确定被检测车辆所在区域，因而随着被检测车辆接近，作为被检测车辆的所在区域而进行提示的范围越小。由此，驾驶员能够从视觉上实时地察觉到被检测车辆的接近。
以上，根据实施方式1和2及其变形例对本发明的车辆位置检测装置进行了说明，但本发明不限于这些实施方式及变形例。在不脱离本发明的宗旨的范围之内，针对这些实施方式及变形例实施本行业人员能够想到的各种变形而得到的方式、和通过任意选择这些实施方式及变形例的构成要素进行组合而实现的方式，都包含在本发明中。
例如，在实施方式2中，针对两个频率(引擎声音的基本频率及其谐音)，确定被预测为存在车辆的两条线状的区域(曲线r、曲线s)，但本发明不一定需要确定两条线状的区域。即使是在确定一条线状的区域来显示其区域的情况下，当然也能够知道隐藏在障碍物后面的死角车辆所在区域，并实现安全驾驶的支持。
并且，在实施方式2中，衍射信息存储部109存储表示衍射了的声音的音程和直线距离之间的音程差、与声压的衰减量之间的关系的衍射信息，来作为表示声源和衍射点和声音的观测点的位置关系、与声压的衰减量之间的关系的衍射信息，但本发明不限于这种衍射信息。例如，也可以是如图28所示的衍射信息的一例所示的、表示声源和衍射点和声音的观测点的位置关系、与声压的衰减量之间的关系的信息(例如，地图形式或表形式的信息)。在图28所示的衍射信息中，示出了：在将声源(此处是指摩托车)的位置的声压设为78dB的情况下，75dB、70dB等声压根据距声源的距离而衰减的情况；以及在声音由于大厦(衍射点)等而衍射的情况下，示出了在基于距离的衰减上又增加了基于衍射的衰减，例如即使距声源的距离相同时在衍射程度较小的观测点B的声压是55dB，而在衍射程度较大的观测点A的声压是45dB等情况。另外，如果频率不同，则基于衍射的衰减程度不同(频率越高，基于衍射的衰减越大)，因此也可以按照每个频率来存储如图28所示的衍射信息。并且，在实施方式2的变形例中，将由与在车辆声压信息中登记的两个声压(低声压、高声压)对应的两条线状区域(r曲线、s曲线)包围的区域、与地图上的道路相重合的区域，预测为车辆所在区域，但是关于地图上的道路的利用，本发明不限于这种利用方法。也可以将实施方式2中的与车辆声压信息所示的一个声压(基本频率的声压)对应的线状区域、和地图上的道路相重合的区域，预测为车辆所在区域，还可以将与两个声压(基本频率及其谐音的声压)对应的两条线状区域、和地图上的道路相重合的区域，预测为车辆所在区域。关于采用哪个重合区域，可以在考虑车辆所在区域的预测精度、以及与精度为权衡关系的处理负荷(或者处理时间)的基础上适当确定。
并且，在上述实施方式中，利用上述式6示出了表示依赖于声音的传播距离的衰减量的规则，但这种规则不限于该式，也可以是表。
并且，关于本实施方式及变形例中的构成要素中、除麦克风等传感器和显示器装置等输入输出装置之外的构成要素，也可以利用由计算机执行的程序和数据(即软件)实现，也可以利用电子电路、存储器和记录介质等硬件实现，还可以利用混合了软件和硬件的方式来实现。
在利用软件实现本发明的情况下，当然可以利用CPU、存储器和输入输出电路等计算机的硬件资源来执行程序，由此实现本发明的功能要素。即，CPU从存储器和输入输出电路读出(取出)处理对象的数据并进行运算，将运算结果暂时存储(输出)在存储器和输入输出电路中，由此实现各种处理部的功能。
并且，在利用硬件实现本发明的情况下，可以利用单片的半导体集成电路实现，可以在一个电路基板上安装多个半导体芯片来实现，也可以利用在一个框体中收纳了全部构成要素的一个装置来实现，还可以通过经由传输路径而连接的多个装置的协作来实现。例如，可以将本实施方式的存储部设置在服务器装置中，将本实施方式的处理部设置在与该服务器装置进行无线通信的客户端装置中，由此以服务器/客户端方式来实现本发明。
产业上的可利用性
本发明能够作为检测位于本车辆周围的车辆的位置的车辆位置检测装置、尤其是作为确定隐藏在障碍物后面的车辆的位置的车辆位置检测装置，应用于汽车导航装置等中，例如在被用来预防视线较差的交叉点的迎头相撞事故时，能够将已接近的死角车辆和还在远处的死角车辆进行区分并提示给驾驶员。
标号说明
100、200车辆位置检测装置；101、101a声压检测部；102、102a声源位置确定部；103、103a声压信息存储部；104提示部；105车辆声音频率检测部；106方向确定部；107本车位置检测部；108障碍物信息存储部；109衍射信息存储部；110衍射位置确定部。

Claims (11)

1.一种车辆位置检测装置，被安装在本车辆中，用于检测位于本车辆周围的车辆的位置，该车辆位置检测装置具有：
障碍物信息存储部，存储障碍物信息，该障碍物信息表示可能遮蔽车辆声音传播的障碍物的地理位置；
声压信息存储部，存储车辆声压信息，该车辆声压信息表示车辆声音的声源位置处的声压；
衍射信息存储部，存储衍射信息，该衍射信息表示位置关系与声压的衰减量之间的关系，其中该位置关系是在声音发生衍射并传播时的声源和衍射点和声音的观测点之间的位置关系；
声压检测部，检测来到所述本车辆的车辆声音的声压；
方向确定部，确定所述车辆声音到来的方向；
本车位置检测部，检测本车辆的位置即本车位置；
衍射位置确定部，参照在所述障碍物信息存储部中存储的障碍物信息，并根据由所述本车位置检测部检测到的本车位置，确定位于由所述方向确定部确定出的方向的障碍物的位置；
声源位置确定部，通过从在所述声压信息存储部中存储的车辆声压信息所表示的声压中减去由所述声压检测部检测到的声压，来计算所述车辆声音的声压的衰减量，并根据计算出的衰减量、表示依赖于声音的传播距离的衰减量的规则、和所述衍射信息存储部存储的衍射信息所表示的关系，确定将由所述衍射位置确定部确定出的障碍物作为衍射点而衍射的声音的声源位置，由此确定被预测为发出该车辆声音的车辆所在的位置；以及
提示部，提示由所述声源位置确定部确定出的位置。
2.根据权利要求1所述的车辆位置检测装置，
所述衍射信息表示声音根据音程差而衰减时的音程差与声压的衰减量之间的关系，来作为所述位置关系与所述声压的衰减量之间的关系，其中所述音程差是指从衍射了的声音的声源经过衍射点到达声音的观测点的音程距离、与从所述声源到所述观测点的直线距离之差，
声源位置确定部根据表示依赖于所述声音的传播距离的衰减量的规则、和所述衍射信息存储部存储的衍射信息所表示的音程差与声压的衰减量之间的关系，来确定所述声源位置。
3.根据权利要求2所述的车辆位置检测装置，
所述声源位置确定部确定多个音程，来作为满足所述规则和所述关系、而且发生所述衍射的声音的音程，将确定出的多个音程中的声源位置连结，由此确定线状的区域，在确定出的线状的区域内，确定被预测为发出所述车辆声音的车辆所在的位置。
4.根据权利要求3所述的车辆位置检测装置，
所述声压信息存储部针对多个频率，存储使车辆声音的频率与所述声压相对应的多个车辆声压信息，
所述声压检测部还具有车辆声音频率检测部，该车辆声音频率检测部对到来的车辆声音进行频率分解，由此检测该车辆声音中包含的主要的频率成分的频率和声压，
所述声源位置确定部针对由所述车辆声音频率检测部检测到的频率，从在所述声压信息存储部中存储的车辆声压信息所表示的声压中，减去与由所述车辆声音频率检测部检测到的该频率相对应的声压，由此计算所述车辆声音的声压的衰减量。
5.根据权利要求4所述的车辆位置检测装置，
所述声压信息存储部针对多个不同的引擎声音的基本频率，存储所述多个车辆声压信息，
所述车辆声音频率检测部检测到来的车辆声音中包含的所述引擎声音的基本频率成分的频率和声压。
6.根据权利要求5所述的车辆位置检测装置，
所述声压信息存储部还针对所述多个不同的引擎声音的基本频率的谐音，存储所述多个车辆声压信息，
所述车辆声音频率检测部检测到来的车辆声音中包含的所述引擎声音的基本频率成分和谐音成分的各自的频率和声压，
所述声源位置确定部针对由所述车辆声音频率检测部检测到的基本频率成分和谐音成分，分别确定所述线状的区域，将确定出的所述基本频率成分所对应的线状的区域和所述谐音成分所对应的线状的区域相重合的区域，确定为被预测为发出所述车辆声音的车辆所在的位置。
7.根据权利要求5所述的车辆位置检测装置，
所述声压信息存储部针对所述多个不同的引擎声音的基本频率，分别存储利用声压的范围来表示所述声源位置处的声压的多个车辆声压信息，所述声压的范围采用了至少两个声压即低声压和高声压，
所述声源位置确定部针对与由所述车辆声音频率检测部检测到的频率相对应的所述车辆声压信息所表示的低声压和高声压，分别从在所述声压信息存储部中存储的车辆声压信息所表示的声压中，减去与由所述车辆声音频率检测部检测到的该频率相对应的声压，由此计算所述车辆声音的声压的衰减量，根据计算出的衰减量，分别对所述低声压和所述高声压确定所述线状的区域，将由确定出的所述低声压所对应的线状的区域和所述高声压所对应的线状的区域所包围的区域，确定为被预测为发出所述车辆声音的车辆所在的位置。
8.根据权利要求3～5中任意一项所述的车辆位置检测装置，
所述障碍物信息存储部还存储表示道路的位置的地图信息，
所述声源位置确定部将在所述线状的区域内、而且是所述地图信息所表示的道路上的区域，确定为被预测为发出所述车辆声音的车辆所在的位置。
9.根据权利要求6所述的车辆位置检测装置，
所述障碍物信息存储部还存储表示道路的位置的地图信息，
所述声源位置确定部将所述线状的区域相重合的区域、而且是所述地图信息所表示的道路上的区域，确定为被预测为发出所述车辆声音的车辆所在的位置。
10.根据权利要求7所述的车辆位置检测装置，
所述障碍物信息存储部还存储表示道路的位置的地图信息，
所述声源位置确定部将由所述线状的区域所包围的区域、而且是所述地图信息所表示的道路上的区域，确定为被预测为发出所述车辆声音的车辆所在的位置。
11.一种车辆位置检测方法，由车辆位置检测装置执行，该车辆位置检测装置被安装在本车辆中，用于检测位于本车辆周围的车辆的位置，
所述车辆位置检测装置具有：
障碍物信息存储部，存储障碍物信息，该障碍物信息表示可能遮蔽车辆声音传播的障碍物的地理位置；
声压信息存储部，存储车辆声压信息，该车辆声压信息表示车辆声音的声源位置处的声压；以及
衍射信息存储部，存储衍射信息，该衍射信息表示位置关系与声压的衰减量之间的关系，其中该位置关系是在声音发生衍射并传播时的声源和衍射点和声音的观测点之间的位置关系，
所述车辆位置检测方法包括：
声压检测步骤，检测来到所述本车辆的车辆声音的声压；
方向确定步骤，确定所述车辆声音到来的方向；
本车位置检测步骤，检测本车辆的位置即本车位置；
衍射位置确定步骤，参照在所述障碍物信息存储部中存储的障碍物信息，并根据由所述本车位置检测步骤检测到的本车位置，确定位于由所述方向确定步骤确定出的方向的障碍物的位置；
声源位置确定步骤，通过从在所述声压信息存储部中存储的车辆声压信息所表示的声压中减去由所述声压检测步骤检测到的声压，来计算所述车辆声音的声压的衰减量，并根据计算出的衰减量、表示依赖于声音的传播距离的衰减量的规则、和所述衍射信息存储部存储的衍射信息所表示的关系，确定将由所述衍射位置确定步骤确定出的障碍物作为衍射点而衍射的声音的声源位置，由此确定被预测为发出该车辆声音的车辆所在的位置；以及
提示步骤，提示由所述声源位置确定步骤确定出的位置。
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