JP2002116791A

JP2002116791A - 音声入力装置

Info

Publication number: JP2002116791A
Application number: JP2000310115A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ono; 健大野; Okihiko Nakayama; 沖彦中山
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-10-11
Filing date: 2000-10-11
Publication date: 2002-04-19
Anticipated expiration: 2020-10-11
Also published as: JP3760755B2; US7047198B2; US20020059067A1

Abstract

(57)【要約】【課題】音声認識能力を充分確保しつつ、発話をより
短縮させて操作の煩わしさを解消する。【解決手段】使用者の発話と、音声辞書３１内の認識
対象語との一致度を、音声認識を用いて演算し、最も一
致度の高い認識対象語を音声辞書３１内から抽出して、
操作対象機器４７に動作指令を出力する音声入力装置に
おいて、車両に搭載されるラジオ，ＣＤプレイヤー，エ
アコンなどの操作対象機器４７にそれぞれ設けた受信機
６３，６５，６７に電磁波を送信することで遠隔操作の
指令を行うリモコン７１を設け、このリモコン７１が向
けられている操作対象機器４７の受信機における受信強
度が大きい操作対象機器４７ほど、音声辞書３１内の認
識対象語の重み付けを大きくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、使用者の発話と
音声辞書内の認識対象語との一致度を、音声認識を用い
て演算し、最も一致度の高い認識対象語を音声辞書内か
ら抽出して、操作対象機器に動作指令を出力する音声入
力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０は、従来の音声入力装置の全体構
成を示すブロック図であり、この音声入力装置は、自動
車に搭載されるものである。この音声入力装置は、ＣＰ
Ｕ１およびメモリ３を備えた信号処理装置５に、認識対
象語を含む音声辞書７ａを備えた外部記憶装置７が接続
されている。

【０００３】信号処理装置５には、Ａ／Ｄコンバータ９
を介してマイク１１が、Ｄ／Ａコンバータ１３を介して
出力アンプ１５およびスピーカ１７がそれぞれ接続され
るとともに、対話開始スイッチ１９およびモニタディス
プレイ２１が接続されている。そして、マイク１１から
入力される使用者の音声により指示した、ラジオやＣＤ
プレイヤー，エアコンなどの複数の操作対象機器２３の
いずれかに対し、制御信号Ｓを出力して動作させる。

【０００４】図１１は、外部記憶装置７に格納されてい
る音声辞書７ａを示している。この音声辞書７ａは、使
用者が音声を使って自動車に搭載されているラジオ，Ｃ
Ｄプレイヤーおよびエアコンを作動させる場合の認識対
象語を記憶している辞書である。図中で、１１０１〜１
１０９で表記される発話を受け付けることができ、Ｘで
示したのは数字部分である。例えば、使用者が「シーデ
ィージュウバン」と発話した結果、１１０６の認識対
象語が抽出されれば、音声認識が成功したといえる。

【０００５】次に、上記した従来の音声入力装置の作用
を図１２のフローチャートに基づき説明する。まず、信
号処理装置５は、電源ＯＮとともに外部記憶装置７に含
まれる音声辞書７ａをメモリ３に読み込む（ステップ１
２００）。ここで、対話開始スイッチ１９が使用者によ
って操作され（ステップ１２０１）、使用者が音声辞書
７ａに含まれる言葉を発話することで、音声の取り込み
が開始される（ステップ１２０２）。例えば「シーディ
ージュウバン」と発話したとすると、この言葉を信号
処理装置５は、次のように音声として検出する。

【０００６】マイク１１から入力された音声信号はＡ／
Ｄコンバータ９でデジタル信号に変換され信号処理装置
５に入力される。信号処理装置５は対話開始スイッチ１
９が押されるまでは、前記デジタル信号の平均パワーを
演算している。対話開始スイッチ１９が操作された後、
前記平均パワーにくらべてデジタル信号の瞬間パワーが
所定値以上大きくなった場合、使用者が発話したと判断
し、音声取り込みを開始する。

【０００７】次に、信号処理装置５は、メモリ３に読み
込んだ音声辞書７ａ内の認識対象語群と前記発話した音
声区間部分との一致度を演算する（ステップ１２０
３）。一致度の演算は、近年の音声認識アルゴリズムの
主流となっているＨＭＭ法などにより行われる。なお、
この動作を行う間も、並列処理により音声取り込みは継
続されている。デジタル信号の瞬間パワーが所定時間以
上所定値以下になったとき、使用者の発話が終了したと
判断し、音声の取り込み動作を終了する（ステップ１２
０４）。

【０００８】信号処理装置５は一致度の演算終了後、最
も一致度の高い認識対象語を選択する（ステップ１２０
５）。ここでは認識対象語１１０６において「シーディ
ー」に続く数字部Ｘが１０である認識対象語の一致度が
最も高くなる。続いて信号処理装置５は、前記一致度の
高い認識対象語を認識の結果として音声で使用者にフィ
ードバックする（ステップ１２０６）。すなわち、外部
記憶装置７に記憶された音声合成データを用いて「シー
ディープレイヤーの１０曲目を再生します。」という音
声メッセージを合成し、アンプ１５、スピーカ１７を通
して出力する。

【０００９】次に信号処理装置５は、図示しない確定ス
イッチが所定時間の間に使用者によって押されたかどう
かを検出し（ステップ１２０７）、検出された場合に
は、認識対象語に対応した操作対象機器２３に動作指令
を出力する（ステップ１２０８）。この場合はＣＤプレ
イヤーに対し、現在のディスク上の１０曲目の曲を再生
する指示を出す。前記ステップ１２０７で、所定時間の
間に検出されなかった場合あるいは図示しない取り消し
スイッチの操作が検出された場合には、前記ステップ１
２０１に戻る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来の音声入力装置は、必ず「シーディー」や「エアコ
ン」などの操作対象機器名から始まる発話を受け付ける
ようになっている。これは認識率を確保するためであ
る。すなわち操作対象機器名を省いた発話を受け付け可
能にすると、音声辞書内に発話が似てしまう認識対象語
が現れる可能性が高くなる。

【００１１】例えば、図１１の音声辞書において、認識
対象語１１０６から操作対象機器名のＣＤを省くと「Ｘ
−番」となり、また同１１０７から操作対象機器名のエ
アコンを省くと「Ｘ−度」となってしまい、両者の発音
が似ているため発話の明瞭でない使用者や、騒音が多い
場合には誤認識してしまう可能性が高くなってしまう。
よって操作対象機器名を付加した音声辞書が有効となる
が、その場合操作対象機器名と操作内容の両方を発話し
なくてはならず、発話の長さが長くなり、使用者にとっ
て煩わしさが伴うことになる。

【００１２】そこで、この発明は、音声認識能力を充分
確保しつつ、発話をより短縮させて操作の煩わしさを解
消することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に請求項１の発明は、使用者の発話と、認識対象語を格
納する音声辞書内の前記認識対象語との一致度を、音声
認識を用いて演算し、最も一致度の高い認識対象語を前
記音声辞書内から抽出し、その抽出結果に基づいて操作
対象機器に動作指令を出力する音声入力装置において、
前記操作対象機器に信号波を送信することで遠隔操作の
指令を行う遠隔操作機器と、この遠隔操作機器が向けら
れている操作対象機器を推定する推定手段と、使用者の
発話を受けて音声認識処理を行うときに、前記推定され
た操作対象機器に関する前記音声辞書内の認識対象語の
重み付けを、他の操作対象機器より大きくする構成とし
てある。

【００１４】請求項２の発明は、請求項１の発明の構成
において、推定手段は、遠隔操作機器から送信される信
号波を受信し、この受信した信号波の受信強度を検出す
る受信強度検出部を備え、この受信強度検出部が検出し
た信号波の受信強度が大きい操作対象機器ほど重み付け
を大きくする構成としてある。

【００１５】請求項３の発明は、請求項１の発明の構成
において、推定手段は、遠隔操作機器の３次元位置およ
び方位を検出する位置方位検出手段で構成されている。

【００１６】請求項４の発明は、請求項３の発明の構成
において、位置方位検出手段は、遠隔操作機器に設けら
れた少なくとも２つの超音波発信機と、この超音波発信
機から発信された超音波を受信する、前記遠隔操作機器
の周囲に配置した少なくとも３つの超音波受信機と、前
記各超音波発信機から発信された超音波が前記各超音波
受信機に到達するまでの時間に基づいて、前記各超音波
発信機の３次元位置をそれぞれ検出する超音波発信機位
置検出部とを備える構成としてある。

【００１７】請求項５の発明は、請求項１ないし４のい
ずれかの発明の構成において、操作対象機器は、自動車
の室内に設置され、前記自動車を運転する使用者の運転
負荷を検出する運転負荷検出手段を設け、この運転負荷
検出手段が検出した運転負荷が大きい状態のとき、遠隔
操作機器から送信される信号波の照射範囲を広く設定す
る構成としてある。

【００１８】請求項６の発明は、請求項５の発明の構成
において、運転負荷検出手段は、使用者の自動車に対す
る運転操作の忙しさを検出する運転操作負荷検出部を備
え、この運転操作負荷検出部が検出した運転操作負荷が
大きい状態のとき、遠隔操作機器から送信される信号波
の照射範囲を広く設定する構成としてある。

【００１９】請求項７の発明は、請求項５または６の発
明の構成において、運転負荷検出手段は、使用者の自動
車に対する運転の注意力の必要性を検出する注意力必要
性検出部を備え、この注意力必要性検出部が検出した注
意力必要性が高い状態のとき、遠隔操作機器から送信さ
れる信号波の照射範囲を広く設定する構成としてある。

【００２０】請求項８の発明は、請求項１ないし７のい
ずれかの発明の構成において、最も一致度の高い認識対
象語の抽出を行った後に、遠隔操作機器の向けられてい
る方向が変化した場合、最も一致度の高い認識対象語の
抽出処理を再度行う構成としてある。

【００２１】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、操作対象機器
に信号波を送信する遠隔操作機器が向けられている操作
対象機器を推定し、使用者の発話を受けて音声認識処理
を行うときに、前記推定された操作対象機器に関する音
声辞書内の認識対象語の重み付けを、他の操作対象機器
より大きくするようにしたため、発話をより短縮させた
音声辞書を用いた場合でも、音声認識能力を充分確保で
き、操作の煩わしさを解消することができる。

【００２２】請求項２の発明によれば、推定手段は、遠
隔操作機器からの信号波を受信してその受信強度を検出
する受信強度検出部を備えており、この受信強度検出部
が検出した受信強度が大きい操作対象機器ほど、重付け
を大きくするようにしたため、構成の複雑さを招くこと
なく、遠隔操作機器が向けられている操作対象機器の推
定を確実に行うことができる。

【００２３】請求項３の発明によれば、推定手段は、遠
隔操作機器の３次元位置および方位を検出する位置方位
検出手段で構成されているため、構成の複雑さを招くこ
となく、遠隔操作機器が向けられている操作対象機器の
推定を確実に行うことができる。

【００２４】請求項４の発明によれば、位置方位検出手
段は、遠隔操作機器に設けられた少なくとも２つの超音
波発信機と、この超音波発信機から発信された超音波を
受信する、前記遠隔操作機器の周囲に配置した少なくと
も３つの超音波受信機と、前記超音波発信機から発信さ
れた超音波が前記超音波受信機に到達するまでの時間に
基づいて、前記各超音波発信機の３次元位置および方位
をそれぞれ検出する超音波発信機位置検出手段とから構
成されているため、構成の複雑さを招くことなく、遠隔
操作機器が向けられている操作対象機器の推定を確実に
行うことができる。

【００２５】請求項５の発明によれば、操作対象機器が
搭載される自動車を運転する使用者の運転負荷を検出す
る運転負荷検出手段を設け、この運転負荷検出手段が検
出した運転負荷が大きい状態のとき、遠隔操作機器から
送信される信号波の照射範囲を広く設定するようにした
ため、運転負荷が大きく、遠隔操作機器を正確に操作対
象機器に向けられないような場合でも、遠隔操作機器が
向けられている操作対象機器の推定を確実に行うことが
できる。

【００２６】請求項６の発明によれば、運転負荷検出手
段は、使用者の自動車に対する運転操作の忙しさを検出
する運転操作負荷検出部を備え、この運転操作負荷検出
部が検出した運転操作負荷が大きい状態のとき、遠隔操
作機器から送信される信号波の照射範囲を広く設定する
ようにしたため、使用者が運転操作に忙しく、遠隔操作
機器を正確に操作対象機器に向けられないような場合で
も、遠隔操作機器が向けられている操作対象機器の推定
を確実に行うことができる。

【００２７】請求項７の発明によれば、運転負荷検出手
段は、使用者の自動車に対する運転の注意力の必要性を
検出する注意力必要性検出部を備え、この注意力必要性
検出手段が検出した注意力必要性が高い状態のとき、遠
隔操作機器から送信される信号波の照射範囲を広く設定
するようにしたため、使用者が運転の注意力の必要性が
高く、遠隔操作機器を正確に操作対象機器に向けられな
いような場合でも、遠隔操作機器が向けられている操作
対象機器の推定を確実に行うことができる。

【００２８】請求項８の発明によれば、最も一致度の高
い認識対象語の抽出を行った後に、遠隔操作機器の向け
られている方向が変化した場合、最も一致度の高い認識
対象語の抽出処理を再度行うようにしたため、遠隔操作
機器による操作対象機器の指示を誤った場合に、直ちに
修正することができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づき説明する。

【００３０】図１は、この発明の実施の一形態に係わる
音声入力装置の全体構成を示すブロック図であり、この
音声入力装置は、前記した従来のものと同様に自動車に
搭載されるものであり、ＣＰＵ２５およびメモリ２７を
備えた信号処理装置２９に、認識対象語を含む音声辞書
３１備えた外部記憶装置３３が接続されている。

【００３１】信号処理装置２９には、Ａ／Ｄコンバータ
３５を介してマイク３７が、Ｄ／Ａコンバータ３９を介
して出力アンプ４１およびスピーカ４３がそれぞれ接続
されるとともに、モニタディスプレイ４５が接続されて
いる。そして、マイク３７から入力される使用者の音声
により指示した、ラジオやＣＤプレイヤー，エアコンな
どの複数の操作対象機器４７のうちのいずれかに対し、
制御信号Ｓを出力して動作させる。

【００３２】信号処理装置２９にはさらに、車輪速セン
サ４９，ナビゲーション装置５１，操舵角センサ５３お
よびアクセルペダルセンサ５５のそれぞれの検出信号が
入力されるよう接続されている。

【００３３】図２は、上記した操作対象機器４７が、自
動車の車室内におけるダッシュ回りに設置された状態を
示している。図中の上部からエアコンのコントロールユ
ニット５７，ラジオおよびＣＤプレイヤーを含むカーオ
ーディオのコントロールユニット５９，ＣＤの挿入口６
１がそれぞれ配置されている。コントロールユニット５
７，５９およびＣＤの挿入口６１には、受信機６３，６
５および６７がそれぞれ設けられ、これら各受信機６
３，６５および６７は、図１に示すように外部記憶装置
３３に受信信号が入力されるよう接続されている。この
各受信機６３，６５および６７は、後述するリモコン７
１から送信される信号波となる電磁波信号の受信強度を
検出する受信強度検出部を備えている。また、外部記憶
装置２９には、リモコン７１による電磁波の照射範囲を
変更させるための信号を送信する送信機６９も接続され
ている。

【００３４】そして、上記した各受信機６３，６５およ
び６７に向けて電磁波を送信することで、操作対象機器
４７に対して遠隔操作の指令を行う遠隔操作機器として
の前記したリモコン７１が、本音声入力装置に備えられ
ている。このリモコンに７１には、電磁波を送信する電
磁波送信機７２および対話開始スイッチ７３がそれぞれ
設けられている。

【００３５】図３は、外部記憶装置３３に格納されてい
る音声辞書３１を示している。この音声辞書３１は、使
用者が音声を使って自動車に搭載されているラジオ，Ｃ
Ｄプレイヤーおよびエアコンを作動させる場合の認識対
象語を記憶している辞書である。図３中で、３０１〜３
１５で表記される発話を受け付けることができ、Ｘで示
したのは数字部分である。例えば、使用者が「シーディ
ージュウバン」と発話した結果、３０６の認識対象語
が抽出されれば、音声認識が成功したといえる。

【００３６】また、この音声辞書３１は、前記従来の図
１１に示した音声辞書７１ａと異なり、認識対象語とし
て、３０７〜３０９および３１３〜３１５の発話を受け
付けるようになっている。すなわち、３０７〜３０９は
「シーディー」を省略したものであり、３１３〜３１５
は「エアコン」を省略したものである。

【００３７】さらに、この音声辞書３１は、操作対象機
器４７毎に、重み付けの値を記録する記憶領域を備えて
いる。ここでは、各操作対象機器４７に対する初期の重
み付けが１．０としてある。

【００３８】次に、上記した構成の音声入力装置の作用
を図４のフローチャートに基づき説明する。まず、信号
処理装置２９は電源ＯＮとともに外部記憶装置３３に含
まれる音声辞書３１をメモリ２７に読み込む（ステップ
４００）。ここで、リモコン７１上の対話開始スイッチ
７３が使用者によって操作されると、リモコン７１か
ら、対話開始スイッチ７３の検出を知らせるための電磁
波信号が信号波として送信される。

【００３９】そして、受信機６３，６５，６７の少なく
とも１つが前記電磁波信号を受信すると（ステップ４０
１）、信号処理装置２９は、音声入力処理を開始した旨
を使用者に知らせるために、外部記憶装置３３に記憶し
てある告知音信号を、Ｄ／Ａコンバータ３９，出力アン
プ４１およびスピーカ４３を介して出力させる（ステッ
プ４０２）。

【００４０】次に、信号処理装置２９は、リモコン７１
がどの操作対象機器４７に向けられているかに応じて、
図３の音声辞書３１内の１．０となっている重み付けを
変更する。すなわち、信号処理装置２９は、各受信機６
３，６５，６７の受信強度検出部が検出した電磁波の受
信強度を比較し、最も受信強度の大きい操作対象機器４
７を、使用者が操作しようとしている操作対象機器４７
と推定し、これによりリモコン７１の向けられている方
向を検出した後、前記推定された操作対象機器４７を動
作させるための認識対象語の重み付けを増加させる（ス
テップ４０３）。したがって、上記信号処理装置２９
は、受信強度検出部とともに、リモコン７１が向けられ
ている操作対象機器４７を推定する推定手段を構成して
いる。

【００４１】例えば、今リモコン７１がカーオーディオ
のコントロールユニット５９に向けられているとする。
カーオーディオはラジオおよびＣＤを含むので、信号処
理装置２９はラジオおよびＣＤを操作するための認識対
象語の重み付けを、図５のように増加させる。すなわ
ち、図３ではすべての認識対象語の重み付けは等しく
１．０となっているものが、重み付けを増加させた後
は、ラジオ操作のための認識対象語３０１，３０２およ
びＣＤを操作させるための認識対象語３０３〜３０９の
重み付けが１．２に増加している。この重み付けは後述
するステップ４０７において演算結果の一致度に乗算さ
れ、その結果が新たな一致度となる。

【００４２】ここで使用者が、音声辞書３１に含まれる
言葉、例えば「ジュウバン」を発話したとすると、信号
処理装置２９は、音声を次のように検出する。マイク３
７からの信号は、Ａ／Ｄコンバータ３５でデジタル信号
に変換され信号処理装置２９に入力される。信号処理装
置２９はリモコン７１上の対話開始スイッチ７３が押さ
れたことを知らせる電磁波信号を受信するまでは、前記
デジタル信号の平均パワーを演算している。対話開始ス
イッチ７３が操作された後、前記平均パワーにくらべて
デジタル信号の瞬間パワーが所定値以上大きくなったと
き、使用者が発話したと判断し、音声取り込みを開始す
る（ステップ４０４）。

【００４３】次に信号処理装置２９は、メモリ２７に読
み込んだ音声辞書３１内の認識対象語群と前記発話した
音声区間部分との一致度を演算する（ステップ４０
５）。一致度の演算は、従来技術と同様に、近年の音声
認識アルゴリズムの主流となっているＨＭＭ法などによ
り行われるものとする。なお、この動作を行う間も、並
列処理により音声取り込みは継続されている。前記デジ
タル信号の瞬間パワーが所定時間以上所定値以下になっ
たとき、使用者の発話が終了したと判断し、音声の取り
込み動作を終了する（ステップ４０６）。

【００４４】さらに信号処理装置２９は、一致度の演算
終了を待つ。通常は図３において数字部Ｘが１０である
認識対象語３０９の一致度が最も高くなる。しかし、話
者の音声の特性や周囲の騒音の量などによって、他の認
識対象語の一致度が最高になる場合がある。例えば、数
字部Ｘが１０である認識対象語３１３の一致度が最も高
くなったとする。一致度は０以上３桁の整数値で表現さ
れ、認識対象語３１３の一致度が６００で最大値であ
り、それに引き続き認識対象語３０９の一致度が５５０
であったとする。このままでは誤認識であるが、信号処
理装置２９は各々の一致度に重み付けを乗算する。認識
対象語３１３の重み付けは１．０であるので乗算の結果
最終的な一致度は６００×１．０＝６００である。それ
に対し認識対象語３０９の重み付けは１．２であるので
乗算の結果最終的な一致度は５５０×１．２＝６６０と
なる。よって最終的な一致度が最大である認識対象語は
３０９となり（ステップ４０７）、使用者の発話と一致
することとなる。

【００４５】このように、操作対象機器４７の名称（こ
の例では「ＣＤ」）を省略した発話であっても、音声認
識能力を充分確保することができ、使用者にとって煩わ
しさが解消されたものとなる。

【００４６】次に、信号処理装置２９は、前記一致度の
高い認識対象語を認識の結果として音声で使用者にフィ
ードバックする（ステップ４０８）。すなわち、外部記
憶装置３３に記憶された音声合成データを用いて「シー
ディープレイヤーの１０曲目を再生します。」という音
声メッセージを合成し、これをＤ／Ａコンバータ３９，
出力アンプ４１およびスピーカ４３を通して出力する。

【００４７】ここで信号処理装置２９は、使用者がリモ
コン７１を他の操作対象機器４７に向け直して修正して
いないかどうかをチェックし、向け直している場合は重
み付けを変更して（ステップ４０９）前記ステップ４０
５に戻る。これは、使用者が意図しない操作対象機器４
７にリモコン７１が向けられてしまっている場合の修正
を直ちに行うための処理である。これにより使用者は、
再度発話する必要がなく、リモコン７１を目標とする操
作対象機器４７に向け直すだけで修正を行うことができ
る。

【００４８】続いて信号処理装置２９は、図示しない確
定スイッチが所定時間の間に使用者によって押されるか
どうかを検出し（ステップ４１１）、検出された場合に
は、認識対象語に対応した操作対象機器４７に動作指令
を出力する（ステップ４１３）。この場合はＣＤプレイ
ヤーに対し、現在のディスク上の１０曲目の曲を再生す
る指示を出す。前記ステップ４１１で、所定時間の間に
検出されなかった場合あるいは図示しない取り消しスイ
ッチの操作が検出された場合には前記ステップ４０１に
戻る。

【００４９】図６は、上記実施の形態におけるリモコン
７１から操作対象機器４７に向けて照射される電磁波の
照射範囲を、自動車を運転する際の使用者の運転負荷に
応じて変更させる動作を示すフローチャートである。こ
の動作の処理は、数百ミリ秒程度の一定周期で起動され
る。

【００５０】運転負荷Ｗは、使用者の運転操作の忙しさ
を示す運転操作負荷Ｗｄと、使用者が運転に注意を向け
るべき度合いを示す注意必要性Ｗｃとの和である。運転
操作負荷Ｗｄは、ハンドル操舵のための運転操作負荷Ｗ
ｄｗとアクセルペダル操作のための運転操作負荷Ｗｄａ
との和である。注意必要性Ｗｃは、現在速度に対する注
意の必要性Ｗｃｖと走行道路に対する注意の必要性Ｗｃ
ｒとの和である。

【００５１】まず、運転操作負荷Ｗｄの算出作業を説明
する。信号処理装置２９は、本フローチャートで示す処
理が起動される毎に使用者の操舵角θ（ｔ）を操舵角セ
ンサ５３から読み取るとともに、使用者のアクセルペダ
ルの操作角Ａ（ｔ）をアクセルペダルセンサ５５から読
み取る（ステップ６００）。読み取った操舵角θ（ｔ）
および操作角Ａ（ｔ）について、それぞれ過去Ｎｗサン
プル（θ（１），θ（２），・・・θ（Ｎｗ））および
過去Ｎａサンプル（Ａ（１），Ａ（２），・・・Ａ（Ｎ
ａ））にわたって記憶保持する（ステップ６０１）。

【００５２】次に、運転操作負荷ＷｄｗおよびＷｄａ
を、次式（１）および（２）でそれぞれ算出する（ステ
ップ６０２）。

【００５３】

【数１】なお、Ｍａｘ（Ｗｄｗ）はＷｄｗの最大値であり、実験
的に求められる。またＷｄｗは最大値が１となるように
制限される。

【００５４】

【数２】なお、Ｍａｘ（Ｗｄａ）はＷｄａの最大値であり、実験
的に求められる。またＷｄａは最大値が１となるように
制限される。

【００５５】続いて、運転負荷Ｗｄを次式（３）により
算出する（ステップ６０３）。

【００５６】Ｗｄ＝ｋ×Ｗｄｗ＋（１−ｋ）×Ｗｄａ（式３）なお、ｋは０より大きく１より小さい値である。

【００５７】以上より、操舵角センサ５３およびアクセ
ルペダルセンサ５５は、使用者の自動車に対する運転操
作の忙しさを検出する運転操作負荷検出部を備えた運転
負荷検出手段を構成していることになる。

【００５８】次に注意必要性Ｗｃの算出作業を説明す
る。信号処理装置２９は車両の現在の車速Ｖを車輪速セ
ンサ４９から読み取り（ステップ６０４）、現在速度に
対する注意必要性Ｗｃｖを次式（４）で算出する（ステ
ップ６０５）。

【００５９】Ｗｃｖ＝Ｖ／Ｍａｘ（Ｖ）（式４）なお、Ｍａｘ（Ｖ）はＶの最大値であり、実験的に求め
られる。またＷｃｖは最大値が１となるように制限され
る。

【００６０】次に走行道路に対する注意必要性Ｗｃｒを
ナビゲーション装置５１から受信する（ステップ６０
７）。ナビゲーション装置５１は路線毎の注意の必要性
を記憶している。その値は０より大きく１より小さい値
であり、たとえば市街地の路線に対しては０．８、幅員
の大きい自動車専用道路では０．２のような値となる。

【００６１】続いて、注意必要性Ｗｃを次式（５）によ
り算出する（ステップ６０７）。

【００６２】Ｗｃ＝ｈ×Ｗｃｖ＋（１−ｈ）×Ｗｃｒ（式５）なお、ｋは０より大きく１より小さい値である。

【００６３】以上より、車輪速センサ４９およびナビゲ
ーション装置５１は、使用者の自動車に対する運転の注
意力の必要性を検出する注意力必要性検出部を備えた運
転負荷検出手段を構成していることになる。

【００６４】最後に、運転負荷Ｗを次式（６）により算
出する（ステップ６０８）。

【００６５】Ｗ＝ｇ×Ｗｄ＋（１−ｇ）×Ｗｃ（式６）なお、ｇは０より大きく１より小さい値である。

【００６６】算出された運転負荷Ｗは、所定値Ｂと比較
され（ステップ６０９）、Ｗ≧Ｂのときには、信号処理
装置２９はリモコン７１から照射される電磁波照射範囲
を拡大する指令を、送信機６９からリモコン７１に対し
て送信する（ステップ６１０）。これにより、運転負荷
Ｗが大きいときには、リモコン７１を目標とする操作対
象機器４７に正確に向けなくも、使用者が希望する操作
対象機器４７に電磁波を確実に送信でき、その操作対象
機器４７に対して音声認識による操作を確実に行うこと
ができる。

【００６７】一方、運転負荷Ｗが所定値Ｂより小さいと
きには、信号処理装置２９は電磁波照射範囲を縮小する
指令を送信機６９からリモコン７１に対して送信する
（ステップ６１１）。これにより、不要な電力の電磁波
を常に出力する必要がなく、電力を節約することがで
き、同時にリモコン７１上の電磁波発信素子の寿命を延
ばすことができる。

【００６８】次に、他の実施形態を説明する。この実施
形態は、前記図４のフローチャート中のステップ４０３
でのリモコン７１の向けられた方向の検出を、次の原理
で行うものである。ここでのリモコン７１は、図７に示
すように電磁波送信機７２に加え、先端部の超音波発信
機７５と後端部の超音波発信機７７を備えている。そし
て、この２つの超音波発信機７５および７７から発信さ
れる超音波の伝播速度と、リモコン７１の周囲に位置す
る車室内の所定位置（図８中のＣ１，Ｃ２，Ｃ３）に配
置された３つの超音波受信機の位置との関係を用い、超
音波発信機７５および７７の３次元位置を算出する。２
つの超音波発信機７５，７７の位置が求められれば、リ
モコン７１が向けられた方向を知ることができる。

【００６９】超音波発信機７５，７７の位置と超音波受
信機の位置関係を図８に示す。図中Ｐが超音波発信機７
５（または７７）の位置であり、車室内３個所Ｃ１〜Ｃ
３に超音波受信機が設置してある。リモコン７１上の対
話開始スイッチ７３が使用者によって操作されると、リ
モコン７１は電磁波送信機７２から対話開始スイッチ７
３の検出を知らせるための電磁波信号を送信すると同時
に、２つの超音波発信機７５，７７から超音波を発信す
る。

【００７０】信号処理装置２９は図示しないタイマによ
り、受信機６３，６５，６７の何れかが前記電磁波信号
を受信してから超音波受信機Ｃ１〜Ｃ３に超音波が到達
するまでの時間を計測する。光の伝播速度は音の伝播速
度に比べてはるかに大きいので、次式（７）によりＰの
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３までの距離Ｌｉ（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）
をそれぞれ算出できる。

【００７１】Ｌｉ＝Ｔｉ×Ｖｓ（式７）なお、ｉ＝｛１，２，３｝であり、ＴｉはＣｉ（Ｃ１，
Ｃ２，Ｃ３）にて計測された音の伝播時間であり、Ｖｓ
は音の伝播速度である。

【００７２】Ｃｉの座標を｛Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ｝とおく
と、Ｐの座標｛Ｘ，Ｙ，Ｚ｝は下式（８）を満たす。

【００７３】｛（Ｘ−Ｘｉ）^２＋（Ｙ−Ｙｉ）^２＋（Ｚ−Ｚｉ）^２｝^１／２＝Ｌｉ（式８）ｉ＝｛１，２，３｝であり、式８は３元連立方程式とな
り、解を求めることが可能である。これにより超音波発
信機７５（７７）の座標を求めることができる。

【００７４】この原理により２つの超音波発信機７５，
７７の座標を求めれば、図９に示すように、リモコン７
１が向けられる方向Ｄ、すなわちリモコン７１がどの操
作対象機器４７に向けられているかを容易に検出するこ
とができる。

【００７５】以上より、超音波発信機７５，７７、超音
波受信機および信号処理装置２９により、リモコン７１
の向けられる方向を推定する推定手段となる位置方位検
出手段を構成しており、信号処理装置２９は超音波発信
機７５，７７の３次元位置を検出する超音波発信機位置
検出部を備えていることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の一形態に係わる音声入力装置
の全体構成を示すブロック図である。

【図２】図１の音声入力装置における操作対象機器が自
動車の車室内におけるダッシュ回りに配置された状態を
示す説明図である。

【図３】図１の音声入力装置における音声辞書を示す説
明図である。

【図４】図１の音声入力装置の動作を示すフローチャー
トである。

【図５】図３の音声辞書における認識対象語に重み付け
をした説明図である。

【図６】図１の音声入力装置において、運転負荷に応じ
て電磁波の照射範囲を変更させる動作を示すフローチャ
ートである。

【図７】この発明の他の実施形態に係わる音声入力装置
に使用されるリモコンの説明図である。

【図８】図７の音声入力装置における２つの超音波発信
機と３つの超音波受信機との位置関係を示す説明図であ
る。

【図９】図７の音声入力装置におけるリモコンが向けら
れる方向を示す説明図である。

【図１０】従来の音声入力装置の全体構成を示すブロッ
ク図である。

【図１１】図１０の音声入力装置における音声辞書を示
す説明図である。

【図１２】図１１の音声入力装置の動作を示すフローチ
ャートである。

【符号の説明】

２９信号処理装置（推定手段、超音波発信機位置検出
部、位置方位検出手段、超音波発信機位置検出部）３１音声辞書４７操作対象機器４９車輪速センサ（運転負荷検出手段，注意力必要性
検出部）５１ナビゲーション装置（運転負荷検出手段，注意力
必要性検出部）５３操舵角センサ（運転負荷検出手段，運転操作負荷
検出部）５５アクセルペダルセンサ（運転負荷検出手段，運転
操作負荷検出部）７１リモコン（遠隔操作機器）７５，７７超音波発信機（推定手段、位置方位検出手
段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】使用者の発話と、認識対象語を格納する
音声辞書内の前記認識対象語との一致度を、音声認識を
用いて演算し、最も一致度の高い認識対象語を前記音声
辞書内から抽出し、その抽出結果に基づいて操作対象機
器に動作指令を出力する音声入力装置において、前記操
作対象機器に信号波を送信することで遠隔操作の指令を
行う遠隔操作機器と、この遠隔操作機器が向けられてい
る操作対象機器を推定する推定手段と、使用者の発話を
受けて音声認識処理を行うときに、前記推定された操作
対象機器に関する前記音声辞書内の認識対象語の重み付
けを、他の操作対象機器より大きくすることを特徴とす
る音声入力装置。
【請求項２】推定手段は、遠隔操作機器から送信され
る信号波を受信し、この受信した信号波の受信強度を検
出する受信強度検出部を備え、この受信強度検出部が検
出した信号波の受信強度が大きい操作対象機器ほど重み
付けを大きくすることを特徴とする請求項１記載の音声
入力装置。
【請求項３】推定手段は、遠隔操作機器の３次元位置
および方位を検出する位置方位検出手段で構成されてい
ることを特徴とする請求項１記載の音声入力装置。
【請求項４】位置方位検出手段は、遠隔操作機器に設
けられた少なくとも２つの超音波発信機と、この超音波
発信機から発信された超音波を受信する、前記遠隔操作
機器の周囲に配置した少なくとも３つの超音波受信機
と、前記各超音波発信機から発信された超音波が前記各
超音波受信機に到達するまでの時間に基づいて、前記各
超音波発信機の３次元位置をそれぞれ検出する超音波発
信機位置検出部とを備えていることを特徴とする請求項
３記載の音声入力装置。
【請求項５】操作対象機器は、自動車の室内に設置さ
れ、前記自動車を運転する使用者の運転負荷を検出する
運転負荷検出手段を設け、この運転負荷検出手段が検出
した運転負荷が大きい状態のとき、遠隔操作機器から送
信される信号波の照射範囲を広く設定することを特徴と
する請求項１ないし４のいずれかに記載の音声入力装
置。
【請求項６】運転負荷検出手段は、使用者の自動車に
対する運転操作の忙しさを検出する運転操作負荷検出部
を備え、この運転操作負荷検出部が検出した運転操作負
荷が大きい状態のとき、遠隔操作機器から送信される信
号波の照射範囲を広く設定することを特徴とする請求項
５記載の音声入力装置。
【請求項７】運転負荷検出手段は、使用者の自動車に
対する運転の注意力の必要性を検出する注意力必要性検
出部を備え、この注意力必要性検出部が検出した注意力
必要性が高い状態のとき、遠隔操作機器から送信される
信号波の照射範囲を広く設定することを特徴とする請求
項５または６記載の音声入力装置。
【請求項８】最も一致度の高い認識対象語の抽出を行
った後に、遠隔操作機器の向けられている方向が変化し
た場合、最も一致度の高い認識対象語の抽出処理を再度
行うことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記
載の音声入力装置。