JP2011232292A - 車外音検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 検出の対象となる検出対象音が複数の方向に個別に存在する場合でも、それらの複数の検出対象音を精度よく検出することができる車外音検出装置を提供する。
【解決手段】 音源方向検出ＥＣＵ１は、右側マイクロホンアレー２Ｒで集音された車外の音声に関する集音信号に基づいて、接近車両を推定する右側判定処理を行う。また、左側マイクロホンアレー２Ｌで集音された車外の音声に関する集音信号に基づいて、接近車両を推定する左側判定処理を行う。この右側判定処理および左側判定処理を個別に独立して行うことにより、接近車両に関する推定を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両に設けられ、車両の外側の音である車外音を検出する車外音検出装置に関する。

車両の外側の音である車外音を検出する装置として、従来、複数のマイクロホンを備え、これらのマイクロホンによって集音される車外音に基づいて接近車両を検出する接近車両検出装置がある（たとえば、特許文献１参照）。この接近車両検出装置は、左右別々の集音装置を備えており、左右の集音装置で集音された車外音から、それぞれ独立の音圧レベルを検出する。この左右の音圧レベルを比較することにより、接近車両が存在する方向などを検出するようにしている。

特開２０００−１０５２７４号公報

しかし、上記特許文献１に開示された接近車両検出装置においては、左右の音圧レベルを比較することで接近車両の方向を検出している。このため、異なる方向から発生される車外の音声の音圧レベルが異なる場合、音圧レベルの低い車外の音声を発生させる接近車両の検出がもれてしまい、誤検出が生じる可能性が高くなり、複数の検出対象音を精度よく検出することができないという問題があった。

また、音圧レベルが左右対称となってしまう場合などには、接近車両を誤検出してしまう可能性がある。たとえば、左右の両方から接近車両が１台ずつ近づいてくると、車両が正面から１台だけ近づいてくると誤検出してしまう可能性があった。したがって、複数の検出対象音を精度よく検出することができないという問題があった。
そこで、本発明の課題は、検出の対象となる検出対象音が複数の方向に個別に存在する場合でも、それらの複数の検出対象音を精度よく検出することができる車外音検出装置を提供することにある。

そこで、本発明の課題は、検出の対象となる検出対象音が複数の方向に個別に存在する場合でも、それらの複数の検出対象音を精度よく検出することができる車外音検出装置を提供することにある。

上記課題を解決した本発明に係る車外音検出装置は、車両に設けられ、所定の第１配置位置に配置され、第１配置位置に応じた第１方向における車外の音声を集音する第１集音手段と、車両に設けられ、第１配置位置と異なる第２配置位置に配置され、第２配置位置に応じた第２方向における車外の音声を集音する第２集音手段と、第１集音手段で集音した車外の音声から、第１方向側における検出対象音の音源方向を検出する第１対象音検出手段と、第２集音手段で集音した車外の音声から、第２方向側における検出対象音の音源方向を検出する第２対象音検出手段と、を備えることを特徴とする。

本発明に車外音検出装置においては、第１集音手段で集音した車外の音声から検出対象音を検出する第１対象音検出手段と、第２集音手段で集音した車外の音声から検出対象音を検出する第２対象音検出手段と、を備えている。ここで、このため、第１集音装置では第１方向からの車外の音声に基づいて検出対象音を検出し、第２集音装置では、第１方向と異なる第２方向からの車外の音声に基づいて検出対象音を検出することができる。したがって、検出対象音が複数の方向に個別に存在する場合でも、それらの複数の検出対象音を精度よく検出することができる。

ここで、検出対象音が、車両に接近する接近車両の走行音である態様とすることができる。

このように、車両に接近する接近車両の走行音を検出することにより、接近車両の存在をドライバに認識させることができるので、接近車両の存在に応じた対応を予めドライバに対して準備させることができる。

また、第１配置位置が、車両の右側であり、第２配置位置が、車両の左側である態様とすることができる。

このように、第１配置位置が、車両の右側であり、第２配置位置が、車両の左側であることにより、車両の左右位置から接近してくる接近車両を好適に検出することができる。

本発明に係る車外音検出装置によれば、検出の対象となる検出対象音が複数の方向に個別に存在する場合でも、それらの複数の検出対象音を精度よく検出することができる。

本発明に係る車外音検出装置のブロック構成図である。 （ａ）〜（ｃ）とも、車両におけるマイクロホンアレーの搭載例を示す斜視図である。 車外音検出装置における処理手順を示すフローチャートである。 右側判定処理の処理手順を示すフローチャートである。 自車両の接近車両との関係を平面視して示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図示の便宜上、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致しない。

図１は、本発明に係る車外音検出装置のブロック構成図である。図１に示すように、本実施形態に係る車外音検出装置Ｍは、音源方向検出ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１を備えている。音源方向検出ＥＣＵ１は、ＣＰＵ[Central ProcessingUnit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]（図示せず）などからなる電子制御ユニットである。音源方向検出ＥＣＵ１には、マイクロホンアレー２および表示器３が接続されている。さらに、音源方向検出ＥＣＵ１は、マルチチャンネルＡＤ変換部１１、マイクロホンアレー処理部１２、車両方向推定部１３、および車両検出部１４を備えている。

マイクロホンアレー２は、複数、本実施形態では７個のマイクロホン２Ａ〜２Ｇを備えている。マイクロホンアレー２におけるマイクロホン２Ａ〜２Ｇは、車両の周囲における車外の音声を集音している。マイクロホン２Ａ〜２Ｇは、集音した音声に関する集音信号を音源方向検出ＥＣＵ１に送信している。

また、第１マイクロホン２Ａ〜第３マイクロホン２Ｃは、本発明の第１配置位置となる車両の右側に配置されており、本発明の第１集音手段となる右側マイクロホンアレー２Ｒを構成している。また、第５マイクロホン２Ｅ〜第７マイクロホン２Ｇは、本発明の第２配置位置となる車両の左側に配置されており、本発明の第２集音手段となる左側マイクロホンアレー２Ｌを構成している。また、右方向が本発明の第１方向となり、左方向が本発明の第２方向となる。

マイクロホンアレー２は、図２に示すように、車両Ｐの幅方向に並ぶように配置されている。マイクロホンアレー２は、図２（ａ）に示すように、車両Ｐにおけるバンパ部Ｂに設置されていてもよいし、図２（ｂ）に示すようにボンネットＢＮ内部におけるウィンドシールドの近傍に設置されていてもよい。あるいは、図２（ｃ）に示すように、車両Ｐの天井部に設けられたルーフキャリアＲ内に設置されていてもよい。さらには、右マイクロホンアレー２Ｒが車両の右側面に設置され、左マイクロホンアレー２Ｌが車両の左側面に配置されていてもよい。

マルチチャンネルＡＤ変換部１１には、マイクロホンアレー２におけるマイクロホン２Ａ〜２Ｇがそれぞれ接続されている。マルチチャンネルＡＤ変換部１１は、マイクロホン２Ａ〜２Ｇから送信される集音信号を各チャンネルのデジタル信号にＡＤ変換する。マルチチャンネルＡＤ変換部１１は、ＡＤ変換した集音信号をマイクロホンアレー処理部１２に出力する。

マイクロホンアレー処理部１２は、マルチチャンネルＡＤ変換部１１から出力された各チャンネルのデジタル信号に基づいて、相互相関値を算出する。ここでは、走行音を発生させる接近車両の走行音やその他の音などが音源となっている。また、相互相関値としては、右マイクロホンアレー２Ｒに対応するデジタル信号に基づいて算出される右側相互相関値と、左マイクロホンアレー２Ｌに対応するデジタル信号に基づいて算出される左側相互相関値と、を算出する。

さらに、マイクロホンアレー処理部１２では、右側マイクロホンアレー２Ｒによって集音された音声のデジタル信号に基づいて、一定時間をおいて取得されるフレームごとに右側相互相関値を算出する。このようにして、右側相互相関値は、複数フレーム分算出される。また、左側マイクロホンアレー２Ｌによって集音された音声のデジタル信号に基づいて、一定時間をおいて取得されるフレームごとに左側相互相関値を算出する。このようにして、左側相互相関値は、複数フレーム分算出される。マイクロホンアレー処理部１２は、算出した複数フレーム分の右側相互相関値および左側相互相関値を車両方向推定部１３に出力する。

車両方向推定部１３は、右側候補選定部２１および左側候補選定部２２を備えている。右側候補選定部２１は、マイクロホンアレー処理部１２から出力された複数フレーム分の右側相互相関値に演算を施し、接近車両の到来方向における右側相互相関値を抽出する。ここでは、接近車両の到来方向として右側のみを設定しており、算出した右側相互相関値から右側半分のみを抽出する。右側候補選定部２１は、抽出した接近車両の到来方向における右側相互相関値を、右側候補選定部２１で選定した車両の接近方向の候補である右側候補として記憶しておく。こうして、右側候補選定部２１では、右方向に対応する時間差に対する車両存在の候補を選定している。さらに、右側候補選定部２１は、記憶している右側候補に基づく右側候補情報を車両検出部１４に出力する。

また、左側候補選定部２２は、マイクロホンアレー処理部１２から出力された複数フレーム分の左側相互相関値に演算を施し、接近車両の到来方向における左側相互相関値を抽出する。ここでは、接近車両の到来方向として左側のみを設定しており、算出した左側相互相関値から左側半分のみを抽出する。左側候補選定部２２は、抽出した接近車両の到来方向における左側相互相関値を、左側候補選定部２２で選定した車両の接近方向の候補である左側候補として記憶しておく。こうして、左側候補選定部２２では、左方向に対応する時間差に対する車両存在の候補を選定している。さらに、左側候補選定部２２は、記憶している左側候補に基づく左側候補情報を車両検出部１４に出力する。

車両検出部１４は、右側判定部３１、左側判定部３２、および出力調停部３３を備えている。右側判定部３１は、車両方向推定部１３における右側候補選定部２１から出力される右側候補情報に基づいて車両の右側から接近する接近車両の走行音を検出し、車両の右側から接近する接近車両に関する推定を行う。右側判定部３１は、車両の右側から接近する接近車両に関する推定結果に基づく右側判定結果情報を出力調停部３３に出力する。右側判定部３１は、本発明の第１対象音検出手段と。なる。また、接近車両の走行音が本発明の検出対象音となる。

また、左側判定部３２は、車両方向推定部１３における左側候補選定部２２から出力される左側候補情報に基づいて車両の左側から接近する接近車両の走行音を検出し、車両の左側から接近する接近車両に関する推定を行う。左側判定部３２は、車両の左側から接近する接近車両に関する推定結果に基づく左側判定結果情報を最終判定部３３に出力する。左側判定部３２は、本発明の第２対象音検出手段となる。

最終判定部３３は、右側判定部３１から出力される右側判定結果情報および左側判定部３２から出力される左側判定結果情報に基づいて、表示器３から出力される出力内容の調停を行う。最終判定部３３は、右側判定部３１または左側判定部３２から接近車両があるとの判定結果情報が出力された場合には、接近車両の到来方向を示す警報信号を表示器３に送信する。また、右側判定部３１および左側判定部３２の両方から接近車両があるとの判定結果情報が出力された場合には、警報の内容を調停して警報信号を表示器３に送信する。

表示器３は、音声を出力するスピーカや警報表示を行うモニタなどを備えている。表示器３は、車両検出部１４における最終判定部３３から送信される警報信号により、接近車両がある場合に、接近車両に関する情報を出力する。ここでは、たとえば接近車両の方向などをスピーカから出力したりモニタに表示したりする。

次に、本実施形態に係る車外音検出装置における処理手順について説明する。図３は、本実施形態に係る車外音検出装置における処理手順を示すフローチャートである。図３に示すように、本実施形態に係る車外音検出装置においては、まず、右側マイクロホンアレー２Ｒによって取得された車外の音声に対する判定処理である右側判定処理を行う（Ｓ１）。右側判定処理は、図４に示す手順に沿って行われる。図４は、右側判定処理の手順を示すフローチャートである。

図４に示すように、右側判定処理を行う際には、まず、マルチチャンネルＡＤ変換部１１において、右側マイクロホンアレー２Ｒによって集音された車外の音声の複数フレーム分の集音信号を取得する（Ｓ１１）。マルチチャンネルＡＤ変換部１１は、集音信号を取得したら、集音信号をデジタル信号に変換してマイクロホンアレー処理部１２に出力する。次に、マイクロホンアレー処理部１２において、取得した複数フレーム分の集音信号に対応するデジタル信号に基づいて右側相互相関値を算出する（Ｓ１２）。マイクロホンアレー処理部１２は、算出した右側相互相関値を車両方向推定部１３に出力する。

続いて、車両方向推定部１３における右側候補選定部２１において、マイクロホンアレー処理部１２で算出した右側相互相関値の中から、接近車両の到来方向における右側相互相関値を抽出する（Ｓ１３）。ここでは、接近車両の到来方向として右側のみを設定しており、算出した右側相互相関値から右側半分のみを抽出する。その後、右側候補選定部２１において、抽出した右側相互相関値を、フレーム数Ｎに応じた右側相互相関値としてＦＩＦＯメモリに格納する。

接近車両の到来方向は、右側相互相関値が大きくなっている方向に対応する方向、ここでは右方向と考えられる。このため、ここでは、相互相関値が所定のしきい値を超える方向を接近車両の到来方向の候補とする。接近車両の到来方向を求める際には、周囲の雑音の影響をできるだけ小さくすることが重要となる。このため、接近車両の到来方向を求めるにあたって予測フィルタを用いることができる。あるいは、地図情報などにより接近車両が到来する可能性がある方向が予め推測できる場合には、接近車両が到来する可能性がある方向に対応する右側相互相関値のみを取り扱うこともできる。

それから、右側候補選定部２１において、右側相互相関値を算出したフレーム数Ｎが予め設定された一定値を超えたか否かを判断する（Ｓ１４）。その結果、右側相互相関値を算出したフレーム数Ｎが予め設定された一定値を超えていないと判断した場合には、ステップＳ１１に戻って同様の処理を繰り返す。

一方、右側相互相関値を算出したフレーム数Ｎが予め設定された一定値を超えたと判断した場合には、ＦＩＦＯメモリに格納された右側相互相関値を車両検出部１４における右側判定部３１に出力する。右側判定部３１では、出力された右側相互相関値の時間増加分を算出（Ｓ１５）、続いて、算出した相互相関値の時間増加分に積分を施して、積分値を算出する（Ｓ１６）。

右側判定部３１においては、車両が接近してくるか否かを推定するために、右側相互相関値の時間増加を検出することを基本としている。このため、右側相互相関値の時間的差分を取り、この時間的増加を積分することとしている。ここで算出された時間的増加分の積分値が正であれば、車両が接近してくる可能性がある。さらに、ここで算出された時間的増加分の積分値が予め設定された正のしきい値を超える場合には、車両が接近してくる可能性が高くなる。

したがって、右側判定部３１では、時間的増加分の積分値が所定のしきい値を超えるか否かを判断する（Ｓ１７）。その結果、時間的増加分の積分値が所定のしきい値を超えると判断した場合には、右方向に接近車両があると判断する（Ｓ１８）。この場合、右方向に接近車両があるという右側判定結果情報を出力調停部３３に出力して、右側判定処理を終了する。

一方、時間的増加分の積分値が所定のしきい値を超えないと判断した場合には、右方向に接近車両がないと判断する（Ｓ１９）。この場合、右方向に接近車両がないという右側判定結果情報を出力調停部３３に出力して、右側判定処理を終了する。なお、接近車両の有無を判断するにあたり、時間的増加分の積分値を用いる代わりに、右側相互相関値のスペクトルを求め、そのスペクトルの時間的変化に基づいて接近車両の有無を判断することもできる。

図３に示すフローに戻り、右側判定処理（Ｓ１）を行ったら、左側判定処理を行う（Ｓ２）。左側判定処理は、図４に示す右側判定処理と同様の手順によって、マイクロホンアレー処理部１２、車両方向推定部１３における左側候補選定部２２、および車両検出部１４における左側判定部３２において行われる。その結果、車両検出部１４においては、左側判定部３２から出力調停部３３に対して、左側判定処理による左方向における接近車両の有無に関する左側判定結果情報が出力される。

こうして、右側判定結果および左側判定結果が出力された出力調停部３３においては、右側判定結果と左側判定結果に基づく出力調停を行う（Ｓ３）。出力調停では、表示器３に対する警報信号の内容を調停によって決定する。ここで、右側または左側のいずれかに接近車両があると判断できる場合には、接近車両の存在およびその存在方向に関する警報信号とする。

また、右側および左側のいずれにも接近車両が無いと判断した場合には、警報信号を送信しない。さらに、右側および左側の両方に接近車両がある場合には、右側および左側の両方に接近車両がある内容の警報信号とすることもできるし、自車両が走行する交差点に早く到達する接近車両の内容の警報信号とすることもできる。その後、決定した内容の警報信号を表示気に送信して（Ｓ４）、車外音検出装置における処理を終了する。

たとえば、図５に示すように、自車両Ｐ１の右側と左側とからそれぞれ右接近車両Ｐ２Ｒおよび左接近車両Ｐ２Ｌが接近する場合を想定する。この場合、右接近車両Ｐ２Ｒと左接近車両Ｐ２Ｌとが自車両Ｐ１に対してまったく同一の距離および速度で近づいてきた場合、図１に示すマイクロホン２Ａ〜２Ｇによって取得された車外の音声のすべてによって接近車両の推定を行うと、正面から接近車両Ｐ２Ｃが接近してくると誤検出する可能性が高くなる。また、右側から接近する右側接近車両Ｐ２Ｒおよび左側から接近する左側接近車両Ｐ２Ｌの走行音に大小があったり、距離が相違したりすると、走行音が小さいまたは距離が遠い側の接近車両の検出がもれてしまう可能性がある。

この点、本実施形態に係る車外音検出装置では、車両の右側に配置された右側マイクロホンアレー２Ｒによって取得された車外の音声に基づく右側判定と、車両の左側に配置された左側マイクロホンアレー２Ｌによって取得された車外の音声に基づく左側判定とを個別に独立して行いながら接近車両を検出している。このため、右接近車両Ｐ２Ｒと左接近車両Ｐ２Ｌとが自車両Ｐ１に対してまったく同一の距離および速度で近づいてきた場合であっても、正面から接近車両Ｐ２Ｃが接近してきた場合とは異なる結果となる。したがって、左右の対称に位置する接近車両について、その中立位置である正面などから接近する接近車両と誤検出することを防止することができる。

特に、本実施形態に係る車外音検出装置では、自車両の右側から接近する接近車両および左側から接近する接近車両を精度よく検出することができる。このため、自車両の前方における交差点が三叉路である場合に、左右から接近する接近車両を精度よく検出することができる。また、走行音が小さい接近車両についても、その接近車両の存在を確実に検出することができる。よって、接近車両の走行音が複数の方向に個別に存在する場合でも、それらの複数の走行音を精度よく検出することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では、７本のマイクロホン２Ａ〜２Ｇを備えるマイクロホンアレー２としたが、他の数の複数のマイクロホンを備えるマイクロホンアレーとすることもできる。

また、上記実施形態では、検出対象音として車外の音声である接近車両の走行音を挙げているが、検出対象音を他の車外の音声とすることもできる。たとえば、移動体の発生音である緊急車両のサイレン音、歩行者が発生する歩行者発生音などとすることもできる。この場合、移動体の種類等によっては、音源方向検出ＥＣＵ１を車両の外部に設置する態様とすることもできる。

さらに、上記実施形態では、第１集音手段である右側マイクロホンアレー２Ｒの配置位置となる第１配置位置が車両の右側であり、第２集音手段である左側マイクロホンアレー２Ｌの配置位置となる第２配置位置が車両の左側であるが、第１配置位置および第２配置位置はそれぞれ他の位置とすることもできる。

また、上記実施形態では、第１配置位置および第２配置位置を設定しているが、さらに配置位置を増やすこともできる。この場合、たとえば五差路などの交差する道路が多い交差点において、接近車両をさらに精度よく検出することができる。他方、たとえば、第１配置位置を車両の横方向中央、第２配置位置を車両の右側あるいは左側とすることもできる。さらには、第１配置位置と第２配置位置とで、マイクロホンの配置本数や集音特性を変更することもできる。

１…音源方向検出ＥＣＵ、２…マイクロホンアレー、２Ａ〜２Ｇ…マイクロホン、２Ｌ…左側マイクロホンアレー、２Ｒ…右側マイクロホンアレー、３…表示器、１１…マルチチャンネルＡＤ変換部、１２…マイクロホンアレー処理部、１３…車両方向推定部、１４…車両検出部、２１…右側候補選定部、２２…左側候補選定部、３１…右側判定部、３２…左側判定部、３３…出力調停部、Ｐ…車両。

Claims (3)

1. 車両に設けられ、所定の第１配置位置に配置され、前記第１配置位置に応じた第１方向における車外の音声を集音する第１集音手段と、
   車両に設けられ、前記第１配置位置と異なる第２配置位置に配置され、前記第２配置位置に応じた第２方向における車外の音声を集音する第２集音手段と、
   前記第１集音手段で集音した車外の音声から、前記第１方向側における検出対象音の音源方向を検出する第１対象音検出手段と、
   前記第２集音手段で集音した車外の音声から、前記第２方向側における検出対象音の音源方向を検出する第２対象音検出手段と、
   を備えることを特徴とする車外音検出装置。
2. 前記検出対象音が、前記車両に接近する接近車両の走行音である請求項１に記載の車外音検出装置。
3. 前記第１配置位置が、前記車両の右側であり、
   前記第２配置位置が、前記車両の左側である請求項１または請求項２に記載の車外音検出装置。

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