JP2004301698A - 車載情報サービスシステム - Google Patents

Abstract

【課題】運転に集中しなければならない状況では運転に集中できることを可能とする。
【解決手段】第１に、運転負荷が高い状況では音声等による入出力要求を中断し、運転負荷が低くなったとき再度入出力の要求を再開する対話管理手段を設けた。さらに、第２に、運転手が自由にシステムからの入出力要求を中断したり、再開したりできる手段を設けた。第３に、標準コマンドを設定し、運転手が自由にシステムとの対話管理をできる手段を設けた。
【選択図】 図８

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音声入出力機能を備えたカーナビ等の車載情報サービスシステムにおいて、運転手の運転負荷に基づいて、情報呈示する仕方を制御し、運転事故等の危険性を軽減するに最適なヒューマンインタフェースを備えた車載情報サービスシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の音声によるインタフェースを利用したカーナビシステムでは、運転手の運転負荷が大きい場合でも、システムからの情報呈示が音声にて、継続的に行なわれているのが通常である。この結果、運転者は運転に集中しなければならない右折や追い越しの状況における情報の呈示が運転集中に妨げになる要因、いわゆる運転のディストラクション（Ｄｉｓｔｒａｃｔｉｏｎ：集中を妨げる要因）となっていた。この運転のディストラクションは、車載情報サービスをより広める観点において、重要な問題となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前記従来の運転のディストラクションという問題を解決して、運転に集中しなければならない状況では運転に集中できることを可能とするユーザインタフェースを備えた車載情報サービスシステムを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明ではまず第１に、運転負荷が高い状況では、音声等による入出力要求を中断し、運転負荷が低くなったとき、再度入出力の要求を再開する対話管理手段を設けたことを特徴とする。さらに、第２として、運転手が自由にシステムからの入出力要求を中断したり、再開したりできる手段を設けたことを特徴とする。第３に、標準コマンドを設定し、運転手が自由にシステムとの対話管理をできる手段を設けたことを特徴とする。
第１から第３の手段は、車載情報サービスシステムにおいて、運転負荷が大きい時にも、運転のディストラクションを軽減することを可能とするように作用する。
【０００５】
本発明による車載情報サービスシステムは、音声入力部と、発声内容を認識する音声認識部と、要求された情報を呈示する出力部とを具備し、運転者の運転負荷の状態・程度に基づいて、入出力の仕方を制御し、変更する制御部を備えることを特徴とする。
【０００６】
本発明による車載情報サービスシステムは、また、音声入力部と、出力部とを具備し、通信網により接続された音声認識機能を具備するセンター側装置と通信して取得した情報を前記出力部から呈示するものであり、運転者の運転負荷の状態・程度に基づいて、入出力の仕方を制御し、変更する制御部を備えることを特徴とする。
【０００７】
制御部は、運転負荷の高い状態（例えば、右折、左折、追い越し、合流）を検知したとき音声入力部と出力部による入出力を中断するように制御するのが好ましい。制御部は、運転者の操作に応じて入出力の仕方を制御してもよいし、運転者による音声コマンドに従って入出力の仕方を制御してもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明が生まれるに至った運転負荷と音声情報伝達に関する優先度の評価結果である。運転においては、運転自体の負荷は一次負荷と考えられ、カーステレオ、オーディオ等の操作は、二次負荷とみなされている。一方、車載情報サービスで、インタネット情報を利用する場合、運転者の操作負荷を軽減するために、音声によるインタフェースが有効といわれている。しかし、過去の研究から、音声利用と安全性に関しては、運転のディストラクションの課題が提起されている。例えば、雨天時の運転や右折時の運転は一次負荷が高く、その際の音声による情報サービス自体が、運転におけるディストラクションを引き起こすという問題提起である。本発明は、このような運転におけるディストラクションを軽減するのに最適な音声インタフェースを提供するものである。
【０００９】
図２は、運転時の一次負荷（運転自体）と二次負荷（車載情報サービス利用）、及び運転能力の関係を模式的に示す図である。運転能力には個人差があり、図ではドライバーＡとドライバーＢ、２人の運転能力の程度を記してある。一次負荷としては、定常の運転時は負荷が低く、追い越しや右折、あるいは合流時の運転では負荷が高まる。この負荷が高まった時に、情報サービス取得等の二次負荷が発生すると、運転能力をオーバするという事故に直結する問題が発生する。
【００１０】
図３は、本発明の応用の一つであるカー・マルチメディアシステムの今後の展開を示す概念図である。現在の単体装置であるカーナビシステムから、今後はインタネット等のネットワークに結合したネットワーク型システムへの展開が予想される。その際に、従来のカーナビシステムでの音声インタフェース機能の他に、車載情報サービスを効率よく、かつサービスの質を向上させるために、車載端末とネットワーク側のセンターとの効率的な融合が必須となっている。ネットワーク型の車載情報サービスとしては、インタネット上にある各種店舗、レストラン等の時々刻々変わるサービス情報、スキー場などスポーツ施設近辺の天気予報や交通状態に関する情報、さらには音楽等のエンタテーメントの配信情報等のサービスがある。また、緊急時の連絡に関するサービスも必須となっている。車載情報サービスの種類としては、通常のカーナビのように行き先設定等のルートガイダンスと、レストラン情報、天気情報、渋滞情報等の各種情報検索、及び音楽配信等のエンタテインメントなどがある。
【００１１】
図４は、端末とネットワークとのシステム構成を示す概念図である。端末４０１は音声ポータルゲートウェイ４０２を介して、インタネット等のネットワーク４０３に結合されている。ネットワーク上には、各種のコンテンツサーバ４０４〜４０６が結合されており、利用者であるユーザ４００は、端末での音声インタフェースを利用して音声入力を行い、各種情報サービスを利用する事が可能となっている。端末は、車載情報システムの場合は、車に搭載されている車載端末であり、通信手段は、携帯電話等で使用しているインフラであるＰＤＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）の通信手段を利用する。また、携帯電話を端末とする利用構成もある。音声認識機能は、車載端末が持っていてもよいし、ネットワークに接続されたセンター側装置、例えば音声ポータルゲートウェイ４０２が持っていてもよい。
【００１２】
図５は、音声インタフェース機能を具備した車載情報サービス等で使用される音声対話システムの一構成を示す図である。音声５０１を入力として、少なくとも雑音抑圧部５０２と音声認識部５０３、さらに対話管理部５０４による構成となり、認識結果５０９が導出される。音声認識部５０３は、通常ならば、音響モデル情報５０６と単語辞書情報５０６とを持ち、さらに対話管理部５０４は対話コーパス５０７とユーザプロファイル５０８に関する情報を有する。音声認識と対話管理は、ＶｏｉｃｅＸＭＬ記述言語５０５により、より密接に連携され、対話シーケンスの実現がなされる。
【００１３】
図６は、図５の構成で出現する音声認識部の処理構成の一例を示すブロック図である。入力された音声５０１は、音声入力部６０２でサンプリングの折り返し雑音を除去するためにＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）処理を施され、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器によりアナログデータからデジタルデータへ変換される。デジタルデータに変換された音声波形データは、音声分析部６０３でスペクトル分析により、音声のスペクトル情報へ変換される。その後、音声区間検出部６０４にて音声区間の検出が行われ、音声区間内の音声データが照合部６０５にて標準音声データとの類似度の算出が施され、判定部６０９にて、最終的に入力音声の内容が認識、決定され認識結果５０９が出力される。本実施例では、照合部の処理を、現在最も使用されている隠れマルコフモデル（ＨＭＭ：Ｈｉｄｄｅｎ Ｍａｒｋｏｖ Ｍｏｄｅｌ）方式の場合を示した。その際には、標準音声データとして、少なくともＨＭＭ音響モデル６０７と単語辞書６０８、及びＨＭＭ連結部６０６の構成が必要となる。隠れマルコフモデル方式による音声認識に関しては、文献「確率モデルによる音声認識（中川聖一著、電子情報通信学会編）」が詳しい。本実施例では、隠れマルコフモデルを一例としたが、ニューラルネットワーク等による認識方式もある。
【００１４】
図７は、音声認識・合成端末の一実施例を示す図である。音声認識や合成はパソコン等のソフトでも実現されるが、本実施例では、汎用マイコンを使った音声認識、合成ボードによる実現の例を示している。入力音声５０１をＡ／Ｄ変換するモジュール７０１とサンプリングされた音声データを編集するシステムコントローラ７０２、音声認識ミドルウェアと標準音声データが記憶されているＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）７０３、主処理部であるＳＨマイコン７０４とワークメモリとして働くＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）７０５、それらを有機的に結合処理するＢＵＳ７０６、並びに認識結果５０９の出力を行うインタフェースであるＲＳ２３２Ｃ等７０７で構成される。さらに、音声合成ボードでは、音声合成音７０９を出力するＤ／Ａ変換モジュール７０８が必要である。但し、これは、最低必要な機能による実現の一例を示しており、この他に、種々の回路構成が考えられる。
【００１５】
さて、運転のディストラクションを軽減する方法として、図５、５０４で示される対話管理の仕方が重要となっている。右折や追い越しのように、運転負荷が高い場合には、音声による入出力呈示機能を中断させ、運転付加が低くなってから再度音声のサービスを開始することが考えられる。
【００１６】
図８は、本発明を用いた、右折時の対話制御の状況を示す図である。ウィンカーが出た時（ＯＮ）には、何らかの状態変化があり、運転負荷が高まるとみなし、音声情報サービスでの対話を中断する制御を行う。右折が完了した場合（ウィンカーＯＦＦ）には、再度音声情報サービスを開始するような対話制御を行う。
【００１７】
図９は、本発明の対話制御を利用した対話制御シナリオを示す図である。具体的には、駐車場検索予約サービスシナリオを、一実施例として取り上げる。システムからの音声ガイダンス「ご用件は何ですか？」に始まって、駐車場への入庫、支払い処理までを音声対話で誘導するサービスシナリオである。走行中と停止中の２つの場合において木目細かな入出力対話制御を行う。走行中は、画面はナビ画面に固定されており、停止中は画面へメニューや詳細情報が表示されるようにする。
【００１８】
図１０は、本発明の主眼である対話時における中断等の一実施例を示す図である。本実施例では、駐車場の条件設定前に中断された場合は、再開時に条件設定の初めに戻る制御となっている。中断は、右折時等の運転負荷が高まったときに、ウィンカー等のセンサー情報を取り入れて、システムが強制的に対話を中断させる場合と、運転者が中断できる機能を持たせる等の実装の仕方がある。本発明は、どちらの場合にも対応できる方式を提案している。
【００１９】
図１１は、本発明の主眼である音声入力時に使用される標準コマンドの考え方を示す図である。標準コマンドは、少なくとも２つの場合を想定して設定する。一つは、対話の進行を運転手（ドライバー）の意思で制御する標準コマンドと、対話の進行制御の程度を調整する標準コマンドである。前者の標準コマンドには、「始めて（開始）」「待って（中断）」等があり、後者の例としては、「たくさん」「すこし」「戻って」等がある。
【００２０】
図１２は、具体的な標準コマンドの一実施例を操作書的に示した図であり、標準コマンドがどのような機能を持つかを示している。これによって、運転時の負荷が高まった時に、運転のディストラクションを軽減する効果がある。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によると、右折時のように運転時の負荷が大きい場合でも、システム側からの入出力の仕方を制御できるので、安全な、運転におけるディストラクションを軽減できる情報サービス入出力システムの提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】運転負荷と音声情報伝達に関する優先度の評価結果を示す図。
【図２】運転時の一次負荷（運転自体）と二次負荷（車載情報サービス利用）、及び運転能力の関係を模式的に示す図。
【図３】カー・マルチメディアシステムの今後の展開を示す概念図。
【図４】端末とネットワークとのシステム構成を示す概念図。
【図５】音声インタフェース機能を具備した車載情報サービス等で使用される音声対話システムの構成例を示す図。
【図６】音声認識部の処理構成の一例を示すブロック図。
【図７】音声認識・合成の端末の一実施例を示す図。
【図８】右折時の対話制御の状況を示す図。
【図９】本発明の対話制御を利用した対話制御シナリオを示す図。
【図１０】対話時の中断等の一実施例を示す図。
【図１１】音声入力時に使用される標準コマンドの考え方を示す図。
【図１２】具体的な標準コマンドの一実施例を操作書的に示した図。
【符号の説明】
４０１…端末、４０２…音声ポータルゲートウェイ、４０３…インタネット等のネットワーク、４０４〜４０６…各種のコンテンツサーバ、５０３…音声認識部、５０４…対話管理部

Claims (5)

1. 音声入力部と、発声内容を認識する音声認識部と、要求された情報を呈示する出力部とを具備する車載情報サービスシステムにおいて、
   運転者の運転負荷の状態・程度に基づいて、入出力の仕方を制御し、変更する制御部を備えることを特徴とする車載情報サービスシステム。
2. 音声入力部と、出力部とを具備し、通信網により接続された音声認識機能を具備するセンター側装置と通信して取得した情報を前記出力部から呈示する車載情報サービスシステムにおいて、
   運転者の運転負荷の状態・程度に基づいて、入出力の仕方を制御し、変更する制御部を備えることを特徴とする車載情報サービスシステム。
3. 請求項１又は２記載の車載情報サービスシステムにおいて、前記制御部は、運転負荷の高い状態を検知したとき前記音声入力部と前記出力部による入出力を中断することを特徴とする車載情報サービスシステム。
4. 請求項１又は２記載の車載情報サービスシステムにおいて、前記制御部は、運転者の操作に応じて入出力の仕方を制御することを特徴とする車載情報サービスシステム。
5. 請求項１又は２記載の車載情報サービスシステムにおいて、前記制御部は、運転者による音声コマンドに従って入出力の仕方を制御することを特徴とする車載情報サービスシステム。

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