JP2012138092A - 車両用聴覚モニタ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】集音した車両周辺の音に基づく再生音を作成し、検出した自車両に関わる情報に基づいて自車両の走行状態を判断し、判断した自車両の走行状態に基づいて出力する再生音の制御をおこなう。
【選択図】図1
Description
このような構成であると、例えば自車両が走行している車線の右側の車線を他車両が走行している場合、自車両が右側の車線へのレーンチェンジを意図していなければ、他車両が近い位置を走行していても警報する必要は低いと判断できるが、従来の車両用聴覚モニタ装置であると、他車両との距離に基づいて警報を与えてしまうので、運転者が注意する必要性のない外来音を聞かせることになり、車室内が静かで快適な環境ではなくなるという問題がある。
本発明の車両用聴覚モニタ装置を車両に搭載した発明の一実施の形態を説明する。図1にこの実施の形態の構成を示す。音入力部10は車両周囲の外壁付近に設置され、車両周囲の音を集音する。音入力部10としてはマイク210_1〜210_nを用いることができ、これらのマイクは車両外壁に取り付けられる程度に小型であればよく、一般的なダイナミック型マイクなどを用いることができる。
高速道路を走行中または高速道路に進入するとき、ナビゲーション装置からの地図情報により料金所までの距離を取得し、例えば500mとなったときに(図2のA、図3のS211)、車両用聴覚モニタ装置の出力音を徐々に大きくしてフェードインし(図3のS212)、運転者に車両周辺物体の音を受聴させる。その後、ナビゲーション装置からの地図情報により料金所からの距離を取得し、料金所を通過し例えば100m走行したときに(図2のB、図3のS213)、車両用聴覚モニタ装置の出力音を徐々に小さくしてフェードアウトし(図3のS214)、運転者に対する車両周辺物体の音の提供を終了する。
これにより、他車両と複雑に絡み合う料金所において、運転者は進行方向を定めるのが困難な場合が多いため、周辺の情報音を参考にして自車両の進行方向を定めることが可能になる。
運転者が車線変更のためにウィンカー操作を行ったとき(図4(a)、図5のS221)、聴覚モニタ装置の出力音を徐々に大きくしてフェードインし(図4(b)、図5のS222)、運転者に車両周辺物体の音を受聴させる。ウィンカー操作が終了してから例えば30mまたは5秒走行後に(図4(c)、図5のS223)、聴覚モニタ装置の出力音を徐々に小さくしてフェードアウトする(図4(d)、図5のS224)。なお、走行速度が高いときにはさらに手前からフェードインしてもよい。
ウィンカーを操作したタイミングで聴覚モニタ装置を作動させるので、車線変更時に後方から接近する車両を確認できる。また、常時、情報音が出力されていることがなくなるため、うっとうしさがなくなる。
ナビゲーション装置からの地図情報により交差点までの距離を取得し、交差点までの距離が例えば50m以下になって交差点に接近したとき(図6(a)、図7のS231)、自車両の右左折直進に関わらず、聴覚モニタ装置の出力音を徐々に大きくしてフェードインし(図6(b)、図7のS232)、運転者に車両周辺物体の音を受聴させる。ナビゲーション装置からの地図情報により交差点からの距離を取得し、交差点からの距離が例えば50m以上になって交差点の通過を確認したときに(図6(c)、図7のS233)、聴覚モニタ装置の出力音を徐々に小さくしてフェードアウトする(図7のS234)。
交差点では直進、右左折する車両、歩行者などが存在し、事故が多いことから、自車両周辺の情報音を受聴することによって視覚情報をフォローできる。
ナビゲーション装置からの地図情報によりサービスエリアへの進入を検出したときに(図8のA、図9のS241)、聴覚モニタ装置の出力音を徐々に大きくしてフェードインし(図9のS242)、運転者に車両周辺物体の音を受聴させる。エンジン制御装置からのエンジン作動情報によりサービスエリア内でエンジンの停止が検出されたときは(図8のB、図9のS243)、聴覚モニタ装置の出力音を徐々に小さくしてフェードアウトする(図9のS244)。その後、エンジン制御装置からのエンジン作動情報によりエンジンの始動が検出されたときは(図9のS245)、聴覚モニタ装置の出力音を徐々に大きくしてフェードインし(図9のS246)、さらにナビゲーション装置からの地図情報により本線に合流してから例えば100m走行したことを検出したときに(図8のC、図9のS247)、聴覚モニタ装置の出力音を徐々に小さくしてフェードアウトする(図9のS247)。
サービスエリアでは、車両の間から歩行者が出てきたり、歩行者が自車両の脇を歩行していたり、突然他車両が後退して来たりといったことが多く、自車両周辺の情報音を受聴することによって周囲への気配りが容易になる。
ナビゲーション装置からの地図情報により道路を離脱したことが検出されたとき、例えばデパートやスーパーなどの敷地内駐車場に入ったときは(図10のA、図11のS251)、聴覚モニタ装置の出力音を徐々に大きくしてフェードインし(図11のS252)、運転者に車両周辺物体の音を受聴させる。道路を離脱した状態でエンジン制御装置からのエンジン作動情報によりエンジンの停止が検出されたときは(図10のB、図11のS253)、聴覚モニタ装置の出力音を徐々に小さくしてフェードアウトする(図11のS254)。
デパートやスーパーなどの駐車場では、家族連れや高齢者などの歩行者が多く、突然動き出す他車両も存在するので、自車両周辺の情報音を受聴することによって周囲への気配りが容易になる。
VICS受信機から走行道路の渋滞情報を取得し(図12のA、図13のS261)、渋滞エリアに進入したときは(図12のB、図13のS262)、聴覚モニタ装置の出力音を徐々に大きくしてフェードインし(図13のS263)、運転者に車両周辺物体の音を受聴させる。車載機器からの走行距離情報により渋滞エリアに入ってから例えば30m走行したことが検出されたときに(図12のC、図13のS264)、聴覚モニタ装置の出力音のレベルを例えば3dB下げて“うるささ”を和らげる(図13のS265)。その後、VICS受信機や車載機器などからの渋滞情報により渋滞エリアからの離脱が検出されたときは(図12のD、図13のS266)、聴覚モニタ装置の出力音を徐々に小さくしてフェードアウトする(図13のS267)。
特に一般道路での渋滞時には、車両の間をすり抜けるバイクや横断する歩行者がいるため、自車両周辺の情報音を受聴することによってそれらの動きを容易に確認できる。しかし、走行時に出力される情報音と同じレベルであるとうるさく感じるので、例えば10km/h以下で走行するときは3dBレベルを下げる。
ナビゲーション装置からの地図情報により走行道路前方に踏切が検出され(図14のA、図15のS271)、踏切までの距離が例えば10mになったときに(図14のB、図15のS272)、聴覚モニタ装置の出力音を徐々に大きくしてフェードインし(図15のS273)、運転者に車両周辺物体の音を受聴させる。その後、ナビゲーション装置からの地図情報により踏切の通過が検出されたときは(図14のC、図15のS274)、聴覚モニタ装置の出力音を徐々に小さくしてフェードアウトする(図15のS275)。
踏み切り周辺で自車両周辺の情報音を受聴することによって、電車の接近と踏み切りを横断する歩行者の存在を窓を開けずに確認することが容易になる。
エンジン制御装置からのエンジン作動情報によりエンジンの始動が検出されたときは(図17のS281)、聴覚モニタ装置の出力音を徐々に大きくしてフェードインし(図17のS282)、運転者に車両周辺物体の音を受聴させる。その後、車載機器からの走行距離情報により例えば10m走行したことが検出されたときに(図17のS283)、聴覚モニタ装置の出力音を徐々に小さくしてフェードアウトする(図17のS284)。
特に自宅駐車場などでエンジンを始動後、車両を動かすときに自車両周辺の情報音を受聴することによって、周囲の子供などの存在を容易に確認することができる。
車載機器からの運転操作情報によりウィンカーまたはハザードスイッチの操作が検出されたときは(図18(a)〜(c)、図19のS291)、聴覚モニタ装置の出力音を徐々に大きくしてフェードインし(図19のS292)、運転者に車両周辺物体の音を受聴させる。その後、車載機器からの運転操作情報によりウインカーまたはハザードスイッチのオフが検出されたときは(図19のS293)、例えば5秒後に聴覚モニタ装置の出力音を徐々に小さくしてフェードアウトする(図19のS294)。
自車両の位置や向きを変えるときには操作項目が多く、自車両周辺の情報音を受聴することによって、巻き込みや追突などの危険を回避することができる。
車載機器からの操舵角情報によりステアリングが所定角度以上回転したときに(図20(a)、図21のS301)、車両の位置や向きなどを変更していると判断し、聴覚モニタ装置の出力音を徐々に大きくしてフェードインし(図21のS302)、運転者に車両周辺物体の音を受聴させる。車載機器からの操舵角情報によりステアリングが基準位置に戻されたことが検出され(図20(b)、図21のS303)、例えば5秒が経過したときに(図21のS305)、聴覚モニタ装置の出力音を徐々に小さくしてフェードアウトする(図21のS306)。
自車両の位置や向きを変えるときには操作項目が多く、自車両周辺の情報音を受聴することによって、巻き込みや追突などの危険を回避することができる。
車載機器からの車速情報により車速が例えば10km/h以下のときは(図22のA、図23のS311)、徐行中と判断し聴覚モニタ装置の出力音を徐々に大きくしてフェードインし(図23のS312)、運転者に車両周辺物体の音を受聴させる。その後、車載機器からの車速情報により車速が例えば15km/hを超えたときに(図22のB、図23のS313)、聴覚モニタ装置の出力音を徐々に小さくしてフェードアウトする(図23のS314)。
渋滞での走行や歩行者等が多い場所を走行しているときに、自車両周辺の情報音を受聴することによって周囲の気配を感じ取ることができ、接触事故などを回避することができる。
車載機器からの車速情報とタイマーにより例えば10km/h以下の低速走行が例えば10秒間以上継続したときに(図24のA、図25のS321〜S322)、徐行状態と判断し聴覚モニタ装置の出力音を徐々に大きくしてフェードインし(図25のS323)、運転者に車両周辺物体の音を受聴させる。その後、車載機器からの車速情報により車速が例えば15km/hを超えたときに(図24のB、図25のS324)、聴覚モニタ装置の出力音を徐々に小さくしてフェードアウトする(図25のS325)。
渋滞での走行や歩行者等が多い場所を走行しているときに、自車両周辺の情報音を受聴することによって周囲の気配を感じ取ることができ、接触事故などを回避することができる。
車載機器からのシフト情報によりシフトレバーが後退位置に設定されたときは(図27のS331)、図26(a)、(b)に示すように駐車場へ後進していると判断し、聴覚モニタ装置の出力音を徐々に大きくしてフェードインし(図27のS332)、運転者に車両周辺物体の音を受聴させる。その後、車載機器からのシフト情報によりシフトレバーがパーキング位置に設定されたときは(図27のS333)、駐車動作が完了したと判断し、聴覚モニタ装置の出力音を徐々に小さくしてフェードアウトする(図27のS334)。一方、駐車状態でシフトレバーが走行位置に設定され(図27のS333→S335)、車載機器からの車速情報により車速が例えば10km/hを超えたときに(図27のS336)、聴覚モニタ装置の出力音を徐々に小さくしてフェードアウトする(図27のS334)。
自車両を後退させているときに、自車両周辺の情報音を受聴することによって、運転者の周囲確認をフォローすることができる。
聴覚モニタ装置から車両周辺物体の音を出力中に(図28のA、図29のS341)、ナビゲーション装置および車載機器からの地図情報、照明灯点灯情報、マイク210_1、210_n(図1参照)への入力レベルなどによりトンネルへの進入が検出されると(図28のB、図29のS342)、一時的にマイク210_1、210_n(図1参照)への入力レベルが大きくなるため、聴覚モニタ装置の出力音のレベルを例えば3dB下げる(図29のS343)。その後、ナビゲーション装置および車載機器からの地図情報や照明灯消灯情報などによりトンネルを出たことが検出されたときに(図28のC、図29のS344)、聴覚モニタ装置の出力音のレベルを3dB上げてトンネル進入前のレベルに戻す(図29のS345)。
これにより、利用者に不快な思いを与えず、周囲の情報音を提示できる。
ナビゲーション装置やVICS受信機からの走行道路情報によりスクールゾーンやシルバーゾーンなどの徐行しなければならない走行道路へ進入したときは(図31のS351)、聴覚モニタ装置の出力音を徐々に大きくしてフェードインし(図31のS352)、運転者に車両周辺物体の音を受聴させる。その後、ナビゲーション装置やVICS受信機からの走行道路情報によりスクールゾーンやシルバーゾーンなどの徐行しなければならない走行道路を抜けたときに(図31のS353)、聴覚モニタ装置の出力音を徐々に小さくしてフェードアウトする(図31のS354)。
運転者にスクールゾーンやシルバーゾーンを走行していることを気づいてもらうことができ、周囲への注意度が向上される。
ナビゲーション装置からの地図情報により海岸通りや林道などの予め設定した道路にさしかかったことが検出されると(図32のA、図33のS361)、聴覚モニタ装置の出力音を徐々に大きくしてフェードインし(図33のS362)、運転者に車両周辺物体の音を受聴させる。その後、ナビゲーション装置からの地図情報により予め設定した道路を抜けたことが検出されると(図33のS363)、聴覚モニタ装置の出力音を徐々に小さくしてフェードアウトする(図33のS364)。
これにより、聴覚モニタ装置にエンターテイメント性を持たせることができ、運転時の楽しさ、リラックス効果などを提供できる。
聴覚モニタ装置から車両周辺物体の音を出力中に(図35のS371)、車載機器から車速情報を取得し(図35のS372)、車速に応じてフィルター部113で用いるバンドパスフィルターを変更する(図35のS373〜S376)。例えば、車速が30km/hよりも低いときはフィルターAを選択し、車速が30km/h以上、80km/h未満のときはフィルターBを選択し、車速が80km/h以上のときはフィルターCを選択する。これらのバンドパスフィルターA、B、Cは、それぞれの車速で走行しているときに車両周囲の入力音から自車両の走行音を排除するように動作するものである。音入力部10で検出した車両周辺の音に対して選択したバンドパスフィルター処理を施し(図35のS377)、増幅部20、第1補正部30、第2補正部40で上述した処理をした後、音出力部50から出力する(図35のS378)。
これにより、自車両の音が聞こえないため、周囲の情報音を自然に提供することができる。
本発明の車両用聴覚モニタ装置を車両に搭載した発明の他の一実施の形態を説明する。図36は一実施の形態の基本構成を示すブロック図であり、図37は一実施の形態の具体的な構成を示す図である。音入力部10は車両周囲の外壁付近に設置され、車両周囲の音を集音する。音入力部10としては、図37に示すようにマイク210_1〜210_nを用いることができ、これらのマイクは車両外壁に取り付けられる程度に小型であればよく、一般的なダイナミック型マイクなどを用いることができる。
Y1=X1*H1 ・・・(1)、
Y2=X2*H2 ・・・(2)
で表現できる。なお、(1)式および(2)式において、記述「A*B」はベクトルAおよびベクトルBの畳み込み演算を表す。このとき、Y1、Y2はX1、X2と等価であってよいので、フィルターH1、H2はタップ数1、係数1とするか、タップ数Nで何れかの時間(かつ、H1、H2において同時間)に係数1が立つ時間遅延フィルターとすることが望ましい。例えば、
H1=H2=1 ・・・(3)、
H1=H2=[0,1,0,0,0,0,0] (N=7タップ、時間遅延1タップ)
・・・(4)
などの構成によって実現できる。
処理が施され、入力チャネル(この例ではm=1、2)ごとに、かつ、それぞれの時間要素ごとに加算される。
G12の他の構成例を示す。フィルターG11、G12は、マイク210_1の位置(仮想的に開ける窓、または仮想的に想定する窓の位置)から運転者の頭部(両耳付近)までの伝達関数を用いる。ここでは10タップのFIRフィルターを用いた伝達関数の場合を示す。なお、伝達関数はマイク210_1の位置から運転者の両耳付近までの音響伝達系を予め測定することにって実現できる。
Y1=Z1 ・・・(5)、
Y2=Z2 ・・・(6)
の関係が成立することが望ましい。そこで、この一実施の形態では補正のためのフィルターを用いて空間伝達系の影響を除去する。以下、このフィルターを“逆フィルター”と呼ぶ。
再現信号(制御点における観測信号)Znおよび空間伝達特性Fnmとしたとき、各要素の
関係は、
F・H・Y=Z ・・・(7)
と表される。[7]式において、F、H、Y、Zはベクトルであり、F=[Fnm]、H=[Hmn]、Y=[Yn]、Z=[Zn]の行列式で表される。このとき、上記(5)、(6)式の関係を満たすためには、
F・H=I ・・・(8)
(Iは単位ベクトル)であることが要求される。したがって、FよりHを導き出すためには、任意の周波数ごとに
H=F− ・・・(9)
を計算すればよい。(9)式において、[・]−は行列[・]の一般逆行列を表す。例えば、“最小ノルム解を用いた逆フィルター設計のトランスオーラルシステムへの応用:日本音響学会講演論文集、pp495-496(1998)”に記載された計算方法を採用することができる。
30 第1補正部(第1補正手段)
40 第2補正部(第2補正手段)
50 音出力部(再生手段)
111 車両情報検出部(情報検出手段)
112 スイッチ部(制御手段)
113 フィルター部(制御手段)
114 ボリューム変更部(制御手段)
210_1〜210_n マイク(集音手段)
230、262 AD変換器
240、250 演算装置(制御手段)
245、255 記憶装置
261、270 DA変換器
290_1〜290_n スピーカー(再生手段)
300 頭部位置検出装置(位置検出手段)
Claims (18)
- 車体外周に設けられて車両周辺の音を集音する集音手段と、
車室内に配置されて音を再生する再生手段と、
自車両に関わる情報を検出する情報検出手段と、
前記集音手段により集音した音に基づく再生音を作成し、前記情報検出手段により検出した前記情報に基づいて前記自車両の走行状態を判断し、判断した前記自車両の走行状態に基づいて前記再生手段より出力する前記再生音の制御をおこなう制御手段とを備えることを特徴とする車両用聴覚モニタ装置。 - 請求項1に記載の車両用聴覚モニタ装置において、
前記自車両に関わる情報は自車位置情報と道路地図上の予め設定した位置情報を含み、
前記制御手段は、前記自車位置が前記予め設定した位置に達したときに前記再生手段からの再生音の出力または停止を行うことを特徴とする車両用聴覚モニタ装置。 - 請求項1に記載の車両用聴覚モニタ装置において、
前記自車両に関わる情報は自車位置情報と道路地図上の予め設定した位置情報を含み、
前記再生手段の音量を調節する音量調節手段を備え、
前記制御手段は、前記自車位置が前記予め設定した位置に達したときに、前記音量調節手段により前記再生手段の出力音量を変更することを特徴とする車両用聴覚モニタ装置。 - 請求項1に記載の車両用聴覚モニタ装置において、
前記自車両に関わる情報は運転者による車両の運転操作情報を含み、
前記制御手段は、前記車両の運転操作情報に応じて前記再生手段からの再生音の出力または停止を行うことを特徴とする車両用聴覚モニタ装置。 - 請求項1に記載の車両用聴覚モニタ装置において、
前記自車両に関わる情報は道路交通情報を含み、
前記制御手段は、前記道路交通情報に応じて前記再生手段からの再生音の出力または停止を行うことを特徴とする車両用聴覚モニタ装置。 - 請求項1に記載の車両用聴覚モニタ装置において、
前記自車両に関わる情報は自車両の車速情報を含み、
前記制御手段は、前記集音手段で集音した前記車両周辺の音に対して前記自車両の車速情報に応じたバンドパスフィルター処理を施し、前記車両周辺の音から自車両の走行音を排除することを特徴とする車両用聴覚モニタ装置。 - 請求項1に記載の車両用聴覚モニタ装置において、
前記制御手段は、前記集音手段により車両周辺に存在する物体から位置情報を含む音を入力し、前記再生手段により前記車両周辺物体の音を前記位置情報を維持したまま車両乗員に出力することを特徴とする車両用聴覚モニタ装置。 - 請求項7に記載の車両用聴覚モニタ装置において、
前記制御手段は、前記車両周辺物体の音が車両乗員に対して前記車両周辺物体が存在する方向から聞こえるように、前記集音手段で集音した音を補正する第1補正手段と、
車両乗員に聞こえる前記再生手段の出力音が前記第1補正手段による補正後の音と等しくなるように、前記第1補正手段の出力音を補正する第2補正手段とを有することを特徴とする車両用聴覚モニタ装置。 - 請求項8に記載の車両用聴覚モニタ装置において、
前記集音手段はマイクを車両の左右に2個配置し、
前記第1補正手段は、前記2個のマイクで集音した音をバイノーラル音に補正することを特徴とする車両用聴覚モニタ装置。 - 請求項8に記載の車両用聴覚モニタ装置において、
前記集音手段は、車両外周にダミーヘッドを取り付けて2個のマイクを前記ダミーヘッドの左右耳介内に配置し、
前記第1補正手段は、前記2個のマイクで集音した音をバイノーラル音に補正することを特徴とする車両用聴覚モニタ装置。 - 請求項8に記載の車両用聴覚モニタ装置において、
前記集音手段は前記マイクを車両の左右に2個配置し、
前記第1補正手段は、前記車両周辺物体の音が車両の任意の窓を介して前記車両周辺物体の方向から聞こえるように、前記2個のマイクで集音した音を補正することを特徴とする車両用聴覚モニタ装置。 - 請求項11に記載の車両用聴覚モニタ装置において、
前記第1補正手段は、前記車両周辺物体の音に対して前記窓から車両乗員の頭部までの距離に応じた遅延と減衰の処理を施すことを特徴とする車両用聴覚モニタ装置。 - 請求項11に記載の車両用聴覚モニタ装置において、
前記第1補正手段は、前記車両周辺物体の音に対して前記窓から車両乗員の頭部までの音響伝達系の伝達関数により処理を施すことを特徴とする車両用聴覚モニタ装置。 - 請求項8〜13のいずれか1項に記載の車両用聴覚モニタ装置において、
前記再生手段は車室内に配置される複数のスピーカーを有し、
前記第2補正手段は、前記第1補正手段の出力音に対して前記各スピーカーから車両乗員までの音響伝達系の影響を除去する処理を施すことを特徴とする車両用聴覚モニタ装置。 - 請求項14に記載の車両用聴覚モニタ装置において、
前記第2補正手段は、車両乗員の両耳付近で前記車両周辺物体の音が聞こえるように、前記複数のスピーカーの出力音を制御することを特徴とする車両用聴覚モニタ装置。 - 請求項14に記載の車両用聴覚モニタ装置において、
前記第2補正手段は、車両運転者以外の車両乗員に前記車両周辺物体の音が聞こえないように、前記複数のスピーカーの出力音を制御することを特徴とする車両用聴覚モニタ装置。 - 請求項8〜16のいずれか1項に記載の車両用聴覚モニタ装置において、
車両運転者の頭部位置を検出する位置検出手段を備え、
前記第1補正手段は、車両運転者の前記頭部位置に応じて前記第1補正手段の処理を変更することを特徴とする車両用聴覚モニタ装置。 - 請求項8〜16のいずれか1項に記載の車両用聴覚モニタ装置において、
車両運転者の頭部位置を検出する位置検出手段を備え、
前記第2補正手段は、車両運転者の前記頭部位置に応じて前記第2補正手段の処理を変更することを特徴とする車両用聴覚モニタ装置。
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