CN107848459A - 汽车接近警告系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种对步行者等探测对象报告汽车的接近，同时兼顾确保向周边环境的安静性的汽车接近警告系统。具备被配置成从本车辆的主体不同的位置分别朝向车外发出声音的多个参量扬声器(13、14、15)，当由传感器装置检测到存在于本车辆的周围的探测对象时，距离检测部(5c)根据来自传感器装置的检测信息检测以所述本车辆为基准的所述探测对象的方向以及与所述探测对象的距离。然后，警报控制部(5d)控制成选择朝向该方向发出声音的扬声器(13、14、15)中的任意扬声器，并且根据该距离调整来自该扬声器的指向性的宽窄，发出警报声音。

Description

汽车接近警告系统

技术领域

本发明涉及汽车接近警告系统，特别涉及搭载于混合动力车、电动汽车、燃料电池车等低噪音汽车且对周围的步行者等报告本车辆的存在的汽车接近警告系统。

背景技术

混合动力车、电动汽车、燃料电池车等低噪音汽车因为由电动马达驱动，所以行驶声音比仅由使用石油的内燃机驱动的汽车小。因此，对于周围的步行者而言，注意不到汽车接近而因冷不防的突然出现等而引发事故的危险性增加。

为了解决这样的不好的情况，已知一种电动汽车，该电动汽车当利用探测器探测到存在于行驶方向的前方的步行者时，利用探测器的探测输出使扬声器工作，对步行者报告汽车的接近(例如，参照专利文献1)。

而且，还已知一种接近警告声音产生装置，该接近警告声音产生装置在汽车的前后左右分别配置扬声器，根据探测到的步行者的方向发出接近警告声音(例如，参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7-209424号公报

专利文献2：日本特开2011-201368号公报

发明内容

然而，虽然低噪音汽车对步行者等报告本车辆的接近是非常有前途的，但另一方面，有意地使声音产生会产生损害低噪音汽车的安静性的优点这样的矛盾。

本发明鉴于上述情况，提供对步行者等探测对象报告汽车的接近，同时兼顾确保向周边环境的安静性的汽车接近警告系统。

本发明提供一种汽车接近警告系统，其特征在于，具备：传感器装置，检测存在于本车辆的周围的探测对象；多个参量扬声器，被配置成从所述本车辆的主体不同的位置分别朝向车外发出声音；距离检测部，根据来自所述传感器装置的检测信息检测以所述本车辆为基准的所述探测对象的方向以及与所述探测对象的距离；以及警报控制部，在检测到所述探测对象时，控制成选择位于被检测到的方向的所述扬声器，并且根据所述距离调整从该扬声器的指向性的宽窄，发出警报声音。

此时，所述警报控制部控制成根据所述距离改变所述警报声音的频率、音量而发出声音，另外在为断续声音的情况下改变时间间隔而发出声音，从而能够按照警报声音的音色的变化在听觉上识别汽车的接近度。

在此，能够在由利用一对摄像机形成的立体摄像机构成所述传感器装置时，所述距离检测部根据从两方的所述摄像机的摄像图像生成的视差图像检测与所述探测对象的距离。

另外，在由雷达传感器构成所述传感器装置时，所述距离检测部能够利用针对所述雷达传感器向所述探测对象的照射波的向所述雷达传感器的反射波来检测所述距离。

而且，所述传感器装置也可以是通过通信来接收所述探测对象的位置信息的通信装置。在该情况下，所述距离检测部能够根据所述探测对象发出的位置信息检测所述距离。

发明效果

根据本发明的汽车接近警告系统，在探测到汽车的周围的探测对象时，从发出声音的方向与该探测对象对应的指向性尖锐的参量扬声器产生警报声音，所以警报声音不被扩散到周围，而能够极力抑制其成为噪音。

况且，关于指向性的范围的角度，能够根据与探测对象之间的距离调整指向性的宽窄，从而能够在与探测对象的距离接近时使指向性的范围扩大，使警报声音可靠地到达。

附图说明

图1示出本发明的优选的实施方式的汽车接近警告系统的结构整体的框图。

图2示出说明作为传感器装置的摄像机和扬声器的配置结构的一个例子的俯视图。

图3示出说明本发明的汽车接近警告系统的动作的流程图。

图4示出左右的摄像机分别捕捉到的图像的示意图。

图5以示意图示出视差图像中的从左右的摄像机至探测对象为止的距离的关系。

图6示出其它实施方式中的汽车接近警告系统的概念图。

附图标记说明

1：汽车接近警告系统；2：传感器装置；5c：距离检测部；5d：警报控制部；6、7：摄像机(立体摄像机)；8：摄像机；13、14、15：参量扬声器；26：通信装置；27a：距离检测部；27b：警报控制部；32、35：参量扬声器。

具体实施方式

以下，根据附图，说明本发明的汽车接近警告系统的实施方式。

图1概念性地用框图示出汽车接近警告系统1的结构整体。汽车接近警告系统1具备传感器装置2、警报声音源保存部3、警报声音产生部4、控制单元5。

传感器装置2探测本车辆的周围的状况，在本例中，如图2所示，具备由为了探测汽车10的行进方向的前方的视野而配置于前挡风玻璃11的一对前方摄像机6、7构成的立体摄像机9、以及为了探测汽车10的后方而配置于后挡风玻璃12的后方摄像机8。

而且，前方摄像机6、7通过使视场角宽角化，立体地检测位于汽车10的左右前方的步行者、自行车、摩托车等探测对象。

警报声音源保存部3是保存有与可听音对应的警报声音源信号的存储部。虽然能够使用各种音源作为警报声音源信号，但模拟引擎声音在人能够容易地识别汽车的存在这点上是最适的。另外，用话语直接传达汽车10的存在的声音合成或者基于录音的声音也是有效的。

如图2所示，警报声音产生装置4具备参量扬声器13、14、15，该参量扬声器13、14、15被组装于汽车10的前部的左右以及后部中央的车体内，以尖锐的指向性向车外产生警报声音。参量扬声器具有将电信号变换为超声波而辐射的超声波振荡器，从超声波振荡器产生根据警报声音源保存部3的警告声音源信号而进行振幅调制后的超声波。在由此辐射的超声波在空中传播的期间，因声波的非线性现象而成为可听音。通常的扬声器的指向性的角度为150度左右，但这样的参量扬声器具有30度至60度的范围的尖锐的指向性。

而且，警报声音产生装置4具备指向性切换部16、17，该指向性切换部16、17在30度左右至60度左右之间对扬声器13、14各自的指向性的范围的角度进行宽窄调节。对于利用指向性切换部16、17来调整扬声器13、14的指向性的范围的角度，已知有各种方法，例如，有设置多个辅助超声波振荡器来使超声波传播的范围变宽的方法、共用超声波指向性宽的参量扬声器和超声波指向性窄的参量扬声器的方法，或者还有使参量扬声器的机械性的构造变化以使超声波扩散的方法。另一方面，在本例中，后方的扬声器15的指向性的范围的角度固定为60度。

控制单元5包括CPU、ROM、RAM的计算机，摄像机控制部5a、图像处理部5b、距离检测部5c、警报控制部5d通过由CPU执行保存于ROM的控制程序来实现。而且，控制单元5电连接于汽车10的行驶系统21，例如，从档位传感器16输入信号。

摄像机控制部5a根据来自档位传感器16的信号来控制摄像机6、7、8的工作。即，摄像机控制部5a在汽车10处于前进的档位时使摄像机6、7工作，在处于后退的档位时使摄像机8工作。

图像处理部5b通过对从各摄像机6、7、8送来的图像进行图案匹配处理，从而从图像之中检测步行者、自行车、摩托车等探测对象的轮廓，判别其存在。因而，所述ROM设定有图案数据文件5e，该图案数据文件5e预先登记有这些探测对象的图像特征。

距离检测部5c根据摄像机6摄像而得到的左前方的图像和摄像机7摄像而得到的右前方的图像检测同一探测对象，生成视差图像，测定至探测对象的距离。

警报控制部5d当检测到探测对象时，选择被配置成朝向被检测到的方向发出声音的任意的扬声器13、14、15，对该扬声器输出保存于警报声音源保存部3的警报声音源信号。由此，扬声器产生对警报声音源信号进行了振幅调制的超声波，从而尖锐的指向性的警报声音到达探测对象。此时，警报控制部5d在从扬声器13、14产生警报声音时，控制对应的指向性切换部16、17，根据距离检测部5c测定出的与探测对象的距离来调节指向性的宽窄。

另外，警报控制部5d在将警报声音源信号输出到扬声器13、14、15时，根据距离检测部5c测定出的与探测对象的距离，使警报声音的音质变化。即，为了利用频率改变音质，在与探测对象的距离远时设为低频率，从而形成为低音的警报声音，随着变近而调高频率而形成为高音，从而使其感受到探测对象的接近。在该情况下，也可以在与探测对象的距离远时形成为高频，形成为高音的警报声音，随着变近而调低频率，形成为低音，总之对警报声音附加高低的变化，使其感受到汽车10的接近。

而且，如果利用音量改变音质，则在探测对象处于远的位置时使音量减小，随着接近而使音量增大。而且，也可以通过与探测对象的距离接近，从而使警报声音的频率以及音量同时变化。

警报声音不限于连续的声音，也可以断续地产生。在该情况下，随着探测对象的接近而使时间间隔变短，从而探测对象能够察觉到危险。

图3是说明控制单元5的控制动作的流程图。根据该图3说明上述结构的汽车接近警告系统的动作。

首先，控制单元5的摄像机控制部5a根据在档位传感器16探测到档位的变化时产生的信号的内容，判别汽车10是前进还是后退(步骤S1)。然后，摄像机控制部5a在为前进时使前方摄像机6、7工作，取得来自两方的摄像机的图像数据(步骤S2)。

然后，控制单元5的图像处理部5b参照图案数据文件5a，对摄像机6、7捕捉到的各个图像进行图案匹配处理，识别探测对象的轮廓，从而判别是否检测到探测对象(步骤S3)。

在该情况下，如图4所示，在摄像机6摄像而得到的左图像(a)和摄像机7摄像而得到的右图像(b)中，分别将左前方的步行者20作为探测对象而共同进行了捕捉。在该情况下，控制单元5的距离检测部5c通过在如该2种图像中固定步行者20的位置而重叠，从而生成视差图像，根据该图像通过运算来测定至步行者20的距离(步骤S4)。

图5是示意地示出视差图像中的两方的摄像机6、7至步行者20的距离的关系的图。在该图5中，以两方的摄像机6、17的焦点位置f1、f2和步行者20的位置O为3个顶点的三角形t1与以摄像机6的视差D的两端和焦点位置f1为3个顶点的三角形t2为相似形状，如果将三角形t1的高度尺寸设为L(即，至步行者20的距离)、将三角形t2的高度尺寸设为F(即，摄像机的焦点距离)，将与摄像机6、7之间的距离设为A，则(L/F)＝(A/D)的关系式成立。此时，视差D能够从图像数据的像素数求出，能够根据该原理来运算直至步行者20为止的距离L。

然后，控制单元5的警报控制部5d当测定出至步行者20的距离L时，此时步行者20因为位于汽车10的左前方，所以选择扬声器13，控制指向性切换部4A以便按照与至步行者20的距离L相应的指向范围的角度发出警报声音(步骤S5)。同时，警报控制部5d控制成按照与该距离相应的频率、音量从扬声器13产生警报声音，另外在警报声音为断续声音的情况下控制成按照与距离相应的时间间隔产生。

例如，关于指向角度，在至步行者20的距离L为20m以下时，警报控制部5d控制指向性切换部16、17以使扬声器13的指向性的范围的角度成为30度，当达到10m时，控制指向性切换部16、17以使扬声器13的指向性的范围的角度成为60度。由此，当接近步行者20时，扩大指向性的范围，以便能够可靠地识别警报声音。同时，警报控制部5d增高警报声音的频率或者/以及增大音量，从而能够提醒更加注意。因而，在至步行者20的距离变远时，因为警报声音传达的指向角度小，所以抑制警报声音在宽的范围扩散。

控制单元5的摄像机控制部5a根据来自档位传感器16的信号判断档位是否为空档或者是否处于停车档的位置，来判别汽车10的停止(步骤S6)。然后，在不是停止时，控制单元5重复从步骤S1起的处理。因而，警报控制部5d在距离检测部5c根据来自图像处理部5b的图像数据检测到与步行者20的距离L达到20m以内时，控制成以使指向性的范围的角度为30度的方式产生警报声音，在进一步接近而距离L达到小于10m时，控制成将指向性范围的角度切换为60度而发出警报声音。

另一方面，摄像机控制部5a当判别出汽车10为后退时(步骤S1的“否”)，使后方摄像机8工作，取入后方的图像数据(步骤S7)。接着，图像处理部5b参照图案数据文件5a，对后方摄像机8捕捉到的图像进行图案匹配处理，识别探测对象的轮廓，从而判别探测对象的存在(步骤S8)。在此，在图像处理部5b无法识别探测对象的存在的情况下，控制单元5进行从步骤S1起的处理。

当在后方存在探测对象时，警报控制部5d控制成从扬声器15发出警报声音(步骤S9)。然后，摄像机控制部5a根据来自档位传感器16的信号判断出档位处于空档或者停车档的位置，从而当判别出汽车10的停止时(步骤S6的“是”)，使摄像机6、17、18的工作停止，由控制单元5进行的控制结束。

汽车10后退的情况几乎都是停靠车辆、进库时，只要能够确认探测对象的存在即可，在本例中，后方摄像机8为1台，未测定与探测对象之间的距离。因此，如前所述，扬声器的指向性的范围的角度固定为60度左右，但也可以是后方摄像机8也分别配置于左右，使得能够根据与探测对象的距离L来对指向性的范围的角度进行宽窄调节。

以上，说明了本发明的实施方式的低噪音汽车10的警告系统，但传感器装置2不限定于摄像机，也可以是雷达传感器。雷达传感器能够使用毫米波雷达、微波雷达、激光雷达、红外线传感器、超声波传感器等。当在图1的结构中代替摄像机6、17，18而使用了毫米波雷达时，毫米波雷达发射30GHz至300GHz的波束，接收波束因与目标的碰撞而反射的反射波，输出到距离检测部5c。在距离检测部5c中，根据波束与反射波的时间的偏差测定与目标之间的距离L，警报控制部5d控制成从与接收到该反射波的毫米波雷达的位置对应的扬声器，按照与该距离L相应的指向性范围的角度发出警报声音。

然而，近年来，用于更加提高道路交通的安全的自动驾驶系统的研究开发推进着，但该系统是汽车识别周围的环境而自动行驶的系统。在日本国，关于汽车等车辆的自动行驶系统，其自动化水平按照水平1至水平4被定义为4个等级。关于水平1，汽车进行加速、转向、制动中的某控制，被称为安全驾驶支援系统。关于水平2，汽车同时进行加速、转向、制动中的多个操作，被称为准自动行驶系统(半自动驾驶)。关于水平3，汽车全部进行加速、转向、制动，是仅在紧急时司机进行应对的状态，这也被称为准自动行驶系统。关于水平4，司机不干预地全部进行加速、转向、制动，是司机完全不干预的状态，被称为完全自动行驶系统。另外，将水平2至水平4还称为自动行驶系统(“阶段SIP(战略性的革新创造计划)自动行驶系统研究开发计划”，2014年11月13日，内阁府，政策统辖官(科学技术/革新担当))。在此使用的“自动驾驶”的语句基本上意味着上述水平1至水平4的全自动化水平的自动行驶。

在这样的自动驾驶车中，为了识别行驶中的汽车的周围的环境，具备如图2所示的摄像机6、7、8以及/或者雷达传感器。因而，在低噪音的自动驾驶车中，将用于自动驾驶的摄像机、雷达传感器用作传感器装置2，从而能够进一步提高道路交通的安全性。

另外，在本发明的其它实施方案中，汽车与步行者等探测对象持有的通信装置进行通信，从而能够通过获取探测对象的位置、其它各种信息来对该探测对象产生警报声音。

图6示出了对通过通信检测到的探测对象产生警报声音的汽车接近警告系统的概念图。在图6中，在安装于自行车的骑车人23的通信卡22中嵌入有通信芯片和GPS模块，与汽车25搭载的通信装置26进行通信。因而，在该实施方式中，通信装置26成为检测存在于本车辆的周围的探测对象的传感器装置。在该情况下，通信装置26与通信卡22的通信有直接或者经由设置于道路的天线37来进行这两种方式。

通信卡22通过与通信装置26的通信发送由GPS模块获取到的位置信息。然后，该实施方式中的控制单元27具备：距离检测部27a，对照发送来的位置信息和搭载于汽车25的导航装置28检测到的位置信息来测定相互间的距离；以及警报控制部27b，控制成根据测定出的距离来调整来自该扬声器的指向性的宽窄，发出警报声音。

另外，警报声音产生装置31具备：一对参量扬声器32、33，分别配置于车体的前部的左右；指向性切换部34、35，配置有配置于后部的中央的1个参量扬声器(未图示)，且调整扬声器32、33的指向性的宽窄。

在上述结构中，当由通信装置26通过与安装于人23的通信卡22的通信获取到其位置信息时，控制单元27的距离检测部27a对照发送来的位置信息和搭载于汽车25的导航装置28检测到的位置信息，测定相互间的距离。

在图示的例子中，通信装置26在汽车25的行进方向的左侧检测到通信卡22。然后，当距离检测部27a测定出至自行车骑车人23的距离达到第1预定距离时，警报控制部27b控制指向性切换部34以使扬声器32的指向性的范围的角度成为30度，控制成发出基于警报声音源保存部36的警报声音源信号的警报声音。进而，当距离检测部27a测定出至自行车骑车人23的距离达到第2预定距离时，警报控制部27b控制指向性切换部34以使扬声器32的指向性的范围的角度成为30度，发出基于警报声音源保存部36的警报声音源信号的声音。

以上，详细地说明了本发明的优选的实施方式，但本发明并不限定于上述实施方式，能够在其技术的范围内施加各种变形或者变更而实施。

Claims (5)

1.一种汽车接近警告系统，其特征在于包括：

传感器装置，检测存在于本车辆的周围的探测对象；

多个参量扬声器，被配置成从所述本车辆的主体不同的位置分别朝向车外发出声音；

距离检测部，根据来自所述传感器装置的检测信息检测以所述本车辆为基准的所述探测对象的方向以及与所述探测对象的距离；以及

警报控制部，在检测到所述探测对象时，控制成选择位于被检测到的方向的所述扬声器，并且根据所述距离调整来自该扬声器的指向性的宽窄，发出警报声音。

2.根据权利要求1所述的汽车接近警告系统，其特征在于：所述警报控制部控制成根据所述距离改变所述警报声音的频率、音量而发出声音，另外在为断续声音的情况下改变时间间隔而发出声音。

3.根据权利要求1所述的汽车接近警告系统，其特征在于：所述传感器装置包括利用一对摄像机形成的立体摄像机，所述距离检测部根据由两方的所述摄像机的摄像图像生成的视差图像检测与所述探测对象的距离。

4.根据权利要求1所述的汽车接近警告系统，其特征在于：所述传感器装置包括雷达传感器，所述距离检测部利用针对所述雷达传感器向所述探测对象的照射波的向所述雷达传感器的反射波来检测所述距离。

5.根据权利要求1所述的汽车接近警告系统，其特征在于：所述传感器装置是通过通信来接收所述探测对象的位置信息的通信装置，所述距离检测部根据所述探测对象发出的位置信息检测所述距离。