JP2014127100A - 音像定位装置、及び、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 立体音響の技術を用いて運転者の視線を予測注視点に誘導するにあたり、種々の状況に応じた適切な操作誘導を行うことが可能な音像定位装置を提供することにある。
【解決手段】 走行中に運転者が注視する事が推奨される注視点である予測注視点を算出し、当該予測注視点に対応する位置情報を立体音響システムへ出力することにより、オーディオシステムを介して音像を予測注視点に定位させる。取得手段３０ａは、自車両の走行に関連する情報である走行関連情報を取得し、算出手段３０ｂは、取得手段３０ａにて取得される走行関連情報に基づき、当該走行関連情報に合わせて運転操作を誘導すべく予測注視点を補正して算出する。そして、誘導手段３０ｃにより、算出手段３０ｂにて算出された予測注視点に対応する位置情報が立体音響システム５１へ出力されることにより、音像の定位を利用して運転者の操作が誘導される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両走行中において適切な運転操作を実現するために運転者の視線を誘導するよう音像を定位させる音像定位装置に関する。

車両の走行に関し、その安全を図る技術が種々提案されている。例えば、走行中に自車両の周辺物体との相対状況を検出し、当該相対状況に応じた態様により警告音を発する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

ここには、仮想音源を移動させることにより音像を移動させる技術が開示されており、例えば検出結果に応じた移動速度で音像を移動させることが記載されている。「音像」とは空間的位置などを感覚的にとらえた聴感上の音源であり、「音像を定位させる」とは、音源の聴感上の空間的位置などを一定にすることをいう。そのため、ある位置に音像を定位させた場合、その位置（の方向、距離）に音源があるかのように聞こえる。なお、「定位」には、「位置を一定にする」という意味の他、そのように定めた「位置」の意味も含まれるが、本明細書では、混乱を避けるため、前者を「定位」と記載し、後者をあえて「定位位置」と記載する。

特開２００７−３２８６０３号公報

ところで、特許文献１に記載された技術は、周辺状況を検出し当該検出結果に応じて音像を生成する。つまり、イベント的な音像定位を行うものである。ところが、さらなる安全運転を考えた場合、そもそも車両の挙動を安定させる工夫が重要となってくる。

そこで出願人は、運転中に運転者の視線を誘導するための装置を提案した。
走行中における運転者の視線は、その視覚運動量が最小となる点の周辺に注がれることが分かっている。したがって、運転者が視線を向ける事が推奨される点（以下「予測注視点」という）を算出し、立体音響の技術を用いて、この予測注視点に音像を定位させる。このようにすれば、運転者の視線を予測注視点に誘導することができ、車両の挙動を安定させることができる。

しかしながら、このような視線誘導の技術も、次の点では改良の余地がある。それは、上述したような予測注視点への音像定位による消極的な操作誘導だけでなく、特定の状況においては、さらなる安全運転を実現するための積極的な操作誘導が望ましいという点である。例えば車両の速度が高くなりがちな状況では、車両の減速を運転者に促すよう音像の定位位置を変更するという具合である。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、立体音響の技術を用いて運転者の視線を予測注視点に誘導するにあたり、種々の状況に応じた適切な操作誘導を行うことが可能な音像定位装置を提供することにある。

上記目的を達成するためになされた音像定位装置（３）は、音像を生成するオーディオシステム（５２）及び、オーディオシステムに対し音像を定位させるための伝達関数を設定する立体音響システム（５１）と共に用いられる。

ここで音像定位装置は、例えばナビゲーション装置として具現化される。このとき、オーディオシステム及び立体音響システムは、通常、ナビゲーション装置の外部に設けられる。ただし、ナビゲーション装置、オーディオシステム、及び、立体音響システムを備えたナビゲーションシステムの発明として実現してもよい。

音像定位装置は、走行中に運転者が注視する事が推奨される予測注視点を算出し、当該予測注視点に対応する位置情報を立体音響システムへ出力することにより、オーディオシステムを介して音像を予測注視点に定位させる。

ここで特に本発明では、取得手段（３０ａ）が、自車両の走行に関連する情報である走行関連情報を取得し、算出手段（３０ｂ）が、取得手段にて取得される走行関連情報に基づき、当該走行関連情報に合わせて運転操作を誘導すべく予測注視点を補正して算出する。そして、誘導手段（３０ｃ）により、算出手段にて算出された予測注視点に対応する位置情報が立体音響システムへ出力されることにより、音像の定位を利用して運転者の操作が誘導される。

つまり、予測注視点への音像定位による消極的な操作誘導だけでなく、特定の状況においてはさらなる安全運転を実現するための積極的な操作誘導が望ましいという観点から、走行関連情報を取得し、当該走行関連情報に基づいて予測注視点を補正して算出するのである。このようにすれば、立体音響の技術を用いて運転者の視線を予測注視点に誘導するにあたり、種々の状況に応じた適切な操作誘導を行うことができる。

なお、本発明は、音像定位装置の有する各手段に特徴を有するものであり、各手段は通常コンピュータを機能させるプログラムとして実現される。この意味で、各手段を実現するプログラムの発明として実現してもよい。

ナビゲーションシステムの概略構成を示すブロック図である。 音像定位処理を示すフローチャートである。 予測注視点を指令値として算出することを示す説明図である。 係数算出処理を示すフローチャートである。 トンネル処理を具体化して示す説明図である。 ワイパ状態処理を具体化して示す説明図である。 下り坂における道路勾配処理を具体化して示す説明図である。 上り坂における道路勾配処理を具体化して示す説明図である。 特定領域処理を具体化して示す説明図である。 路面状況処理を具体化して示す説明図である。 障害物処理を具体化して示す説明図である。 道路上に仮想的に設定する格子点Ｌを示す説明図である。 網膜球面モデルを示す説明図である。 予測注視点に対するエフェクトを示す説明図である。 音像定位処理が実行された場合と実行されていない場合とで、同一ドライバが同一コースを走行する際の視線の方向を示す説明図である。 音像定位処理が実行された場合の車両の左右前後方向における加速度の変化を示す説明図である。 音像定位処理が実行されていない場合の車両の左右前後方向における加速度の変化を示す説明図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すナビゲーションシステム１は、車両に搭載され、ナビゲーション装置３と、ナビゲーション装置３にて制御されるサブシステム５とを備えている。

ナビゲーション装置３は、制御部３０を中心に構成されている。制御部３０は、いわゆるコンピュータシステムとして構成され、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ及びこれらを接続するバスラインを有している。

制御部３０には、レーダ部３１、地磁気センサ３２、ジャイロスコープ３３、距離センサ３４、ＧＰＳ受信機３５、地図データ入力部３６、操作スイッチ群３７、通信部４１、外部メモリ４２、及び、表示部４３が接続されている。

レーダ部３１は、前方の対象物までの距離を測定するための構成である。例えば、車両の前端に取り付けられ、その取り付け位置から車両の前方へ向けてレーザ光を照射するように構成されている。レーダ部３１は、予め設定された探査周期毎に、レーザ光を送受信することにより、探査範囲に存在する物標との距離を表す測距データを制御部３０に供給する。

地磁気センサ３２は、地磁気によって車両の方位を検出する構成である。また、ジャイロスコープ３３は、車両に加えられる回転運動の角速度に応じた検出信号を出力する。さらにまた、距離センサ３４は、車両の走行距離を出力する。また、ＧＰＳ受信機３５は、ＧＰＳ（Global Positioning System ）用の人工衛星からの送信信号を受信し、車両の位置座標や高度を検出する。かかる構成により、制御部３０は、車両の位置、方位などを算出可能となっている。なお、ＧＰＳ受信機３５からの出力信号に基づいて位置を求める方式は、単独測位方式、相対測位方式の何れであってもよい。

また、地図データ入力部３６は、制御部３０へ地図データを入力するための構成である。地図データは、ＤＶＤ−ＲＯＭ３６ａに記憶されており、地図データ入力部３６を介して制御部３０へ入力される。もちろん、ＤＶＤ−ＲＯＭ３６ａ以外に、ＨＤＤやＣＤ−ＲＯＭなどを用いてもよい。地図データには、道路データ、描画データ、マップマッチング用データ、経路案内用データなどが含まれる。道路データには、道路を示すリンクの情報が含まれており、各リンクは、その端点（例えばノード）の座標値及びリンク長を有している。

操作スイッチ群３７は、ユーザからの各種指示を入力するための構成であり、物理的な押しボタンスイッチなどとして具現化される。あるいは、表示部４３と一体に構成されたタッチパネルとして具現化してもよい。

通信部４１は、外部との通信を行うための構成である。例えば他車両との車車間通信、路側機との路車間通信、あるいは、センタとのデータ通信などが考えられる。
外部メモリ４２は、一時的な記憶を可能とするメモリである。例えば電源オフ時にも記憶内容が消失しないようにフラッシュメモリなどによって構成することが考えられる。また、ＨＤＤなどによって構成してもよい。

表示部４３は、例えば液晶ディスプレイなどで構成される。この表示部４３には、地図データ入力部３６を介して入力される地図データに基づく地図及び当該地図上の自車位置が表示される。目的地までのルートが探索された場合には、当該ルートを表示することも可能である。

サブシステム５は、立体音響システム５１及びオーディオシステム５２を有している。
立体音響システム５１は、音像を定位させるために、オーディオシステム５２に対し、伝達関数の設定を指示する。具体的には、後述するように、制御部３０から出力される位置情報に基づいて、伝達関数の設定を指示する。伝達関数は、周知の音像定位技術に用いられるものであり、詳しくは、仮想音源から聴取者の鼓膜までの音の伝達特性を表す頭部伝達関数（ＨＲＴＦ：Head-Related Transfer Function）である。

オーディオシステム５２は、音源５３、フィルタ５４Ｌ，５４Ｒ、及び、スピーカ５５Ｌ，５５Ｒを有している。
音源５３は、ＣＤ音源やラジオ音源として具現化される。なお、ユーザによる録音を音源として利用してもよいし、警報音などを音源として利用してもよい。これら音源５３は、ナビゲーション装置３の操作スイッチ群３７を介して切り換えることが可能である。

スピーカ５５Ｌ，５５Ｒは、その一方がユーザの左側からの音出力を行うための左側スピーカ５５Ｌとなっており、他方がユーザの右側からの音出力を行うための右側スピーカ５５Ｒとなっている。

左側スピーカ５５Ｌに対応するのが左側フィルタ５４Ｌであり、右側スピーカ５５Ｒに対応するのが右側フィルタ５４Ｒである。上述したように音像を定位させる場合には、左側フィルタ５４Ｌ及び右側フィルタ５４Ｒが、伝達関数に基づくフィルタリングを行う。このようにしてフィルタリングされた音源５３からの信号が、それぞれ左側スピーカ５５Ｌ、右側スピーカ５５Ｒへ出力される。

なお、左側スピーカ５５Ｌ及び右側スピーカ５５Ｒとしたのは２チャンネルであることを示しており、左側スピーカ５５Ｌ及び右側スピーカ５５Ｒがそれぞれ複数のスピーカによって構成されていてもよい。また、視線誘導を行わない通常時にあっては、ユーザによって設定されたオーディオ環境に基づいて音源５３からの信号出力が行われる。このときオーディオシステム５２は、フィルタ５４Ｌ，５４Ｒを介さず信号出力を行う。

オーディオ環境とは、出力信号の周波数特性を変更するイコライザの設定であることが考えられる。また、左右のバランスの設定であることが考えられる。前後方向にスピーカが配置されている場合には、前後のバランスの設定も含まれる。オーディオ環境の設定は、操作スイッチ群３７を介して行われ、ナビゲーション装置３の外部メモリ４２に記憶される。なお、ユーザによる設定がなされていない場合、デフォルトのオーディオ環境が外部メモリ４２に記憶されているものとする。

また、制御部３０には、ＣＡＮなどの車内ネットワークを介してＥＣＵ群６０が接続されている。制御部３０は、ＥＣＵ群６０を構成する複数のＥＣＵと通信を行うことにより、例えば車輪速度センサにて取得される車速を取得することが可能となる。

次に、図２のフローチャートに基づき、音像定位処理を説明する。この音像定位処理を実行することにより、音像が定位し、運転者の視線を誘導することが可能となる。音像定位処理は、視線誘導モードが「ＯＮ」又は「ＡＵＴＯ」となっている場合に、制御部３０により所定時間間隔（例えば３００ｍｓ）で繰り返し実行される。

視線誘導モードとは音像定位処理を実行して運転者の視線誘導を行うか否かを選択指示するためのものであり、視線誘導モードには「ＯＮ」、「ＡＵＴＯ」及び「ＯＦＦ」がある。視線誘導モード「ＯＮ」の場合は基本的に音像定位処理が実行される。また、視線誘導モード「ＯＦＦ」の場合は音像定位処理が実行されない。さらにまた、視線誘導モード「ＡＵＴＯ」の場合は、種々の走行関連情報に基づいて音像定位処理の実行が決定される。

最初のＳ１００では、自車両の速度を取得する。この処理は、ＥＣＵ群６０を介して自車両の現時点の速度を取得するものである。
続くＳ１１０では、自車両の現時点の位置を取得する。この処理は、地磁気センサ３２及びＧＰＳ受信機３５などを用い自車両の位置及び方位を算出し、さらに、地図データ入力部３６を介して入力される地図データ中の道路データ及びマップマッチングデータを用い、地図上での自車両の位置を取得するものである。

次のＳ１２０では、道路形状を取得する。この処理は、Ｓ１１０にて取得される自車両の位置に基づき、自車両が走行している道路形状を取得するものである。後述するようにＴ秒（例えば５秒）後の自車両の将来位置を推定するため、走行方向を考慮して所定範囲（例えば１００ｍ先まで）の道路形状を取得する。

続くＳ１３０では、自車両の位置における道路の曲率を取得する。この処理は、Ｓ１１０にて取得した自車両の位置における道路の曲率を求めるものである。
次のＳ１４０では、Ｔ秒後における自車両の将来位置を推定する。Ｔ秒間の自車両の走行距離Ｌは、Ｓ１００にて取得した自車両の速度をＶとすると、次の式１で示される。

Ｌ＝Ｔ×Ｖ …式１
地図データ入力部３６を介して入力される地図データのうちの道路データには、道路を示すリンクが含まれている。このときリンク長をｌ_kとした場合、走行距離Ｌは、次の式２で示される。

そこで、Ｌにほぼ等しくなるまでリンク長ｌ_kを足し合わせることで、リンクの端点の座標としてＴ秒後における自車両の位置が推定される。
続くＳ１５０では、係数算出処理を実行する。この係数算出処理は、係数Ｋ_envを算出するものである。係数算出処理については後述する。

次のＳ１６０では、予測注視点を算出する。この予測注視点は、予測注視点までの距離Ｒ、予測注視点への方位角θ、及び、予測注視点への仰角φからなる指令値として算出される。

図３に示すように、自車両１００のＴ秒後の平面座標を（ｘ，ｙ）とすると、予測注視点までの距離Ｒは、次の式３で示される。あるいは、道路の曲率をρとすると、式４で示される。

なお、係数Ｋ_envは、Ｓ１５０の係数算出処理にて算出されるものである。この係数Ｋ_envが小さくなると、予測注視点までの距離Ｒが小さくなる。これにより、運転者の視線がより近い位置に誘導されることになり、結果として、運転者の抱く速度感が大きくなるため、減速操作を誘発する可能性が大きくなる。一方、係数Ｋ_envが大きくなると、予測注視点までの距離Ｒが大きくなる。これにより、運転者の視線がより遠い位置に誘導されることになり、結果として、運転者の抱く速度感が小さくなるため、加速操作を誘発する可能性が大きくなる。

また、距離Ｒは下限値Ｒｌ以上とし、距離Ｒが下限値Ｒｌを下回った場合には、距離Ｒ＝Ｒｌとする。これは、自車両の速度が小さくなったときに、予測注視点が極端に近くなることを回避するためである。下限値Ｒｌは、例えば２ｍとして設定することが例示される。

予測注視点への方位角θは、次の式５で示される。

また、予測注視点への仰角φは、次の式６で示される。

なお、Ｋは、予め設定される係数である。
続くＳ１７０では、位置情報を出力する。この処理は、三次元直交座標系での音像の定位位置を算出し、当該定位位置を立体音響システム５１へ出力するものである。

例えばＳ１６０にて予測注視点が距離Ｒ、方位角θ、及び、仰角φからなる指令値として算出されている場合、次の式７，８，９により、三次元直交座標系での目標の定位位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を算出する。

Ｘ＝Ｒ・ｃｏｓφ・ｃｏｓθ …式７
Ｙ＝Ｒ・ｃｏｓφ・ｓｉｎθ …式８
Ｚ＝Ｒ・ｓｉｎφ …式９
Ｓ１７０の処理により、立体音響システム５１は、フィルタ５４Ｌ，５４Ｒで用いる伝達関数の設定をオーディオシステム５２へ指示する。例えばオーディオシステム５２は、立体音響システム５１からの指示に対応する複数の伝達関数を予め保持しており、選択的に伝達関数を設定するという具合である。これにより、スピーカ５５Ｌ，５５Ｒにより形成される音像は、予測注視点に定位する。

なお、音像定位による予測注視点への視線誘導においては、以下のような効果が奏されることが確認されている。
図１５に示すように、正面方向を０度とする運転者の視線の方向（角度）を縦軸とし測定時間を横軸とすると、音像定位処理を実行した場合の運転者の視線の動きは、曲線Ａ（太実線で示した曲線）に示すごとくとなった。一方、音像定位処理を実行していない場合の運転者の視線の動きは、曲線Ｂ（細実線で示した曲線）に示すごとくとなった。このとき、曲線Ｘ（破線で示した曲線）が予測注視点の方向の変化を示している。

図１５から分かるように、音像定位処理の実行により、運転者の視線の方向は、その変化幅が大きくなっており、予測注視点の方向の変化と類似する傾向にある。これにより、音像定位処理を実行した場合は、運転者の視線が予測注視点の方向へ誘導され、運転者は、道路におけるコーナーの奥へ視線を運んでいることが分かる。

図１６及び図１７は、音像定位処理を実行している場合と実行していない場合とで、車両の前後方向及び左右方向の加速度をそれぞれ縦軸と横軸とにプロットしたものである。ここで、音像定位処理が実行されていないときを示す図１７では加速度の大きさや方向が急激に変化しているのに対し、音像定位処理が実行されているときを示す図１６では、加速の大きさや方向の変化が連続的で滑らかなものとなった。これにより、音像定位処理を実行した場合は、運転者の視線が予測注視点の方向へ誘導される結果、車両の挙動を滑らかにするような運転操作が実現されることが分かる。

さらに、本実施形態では、予測注視点への音像定位による消極的な操作誘導だけでなく、特定の状況においては、さらなる安全運転を実現するための積極的な操作誘導を行うように係数算出処理（図２中のＳ１５０）を実行する。

次に、図４のフローチャートに基づいて、係数算出処理を説明する。係数算出処理では、上述した式３又は式４の係数Ｋ_envが算出される。
最初のＳ２００では、トンネル処理を実行する。トンネル処理は、トンネルの内部と外部とで係数Ｋ_envを変更するものである。トンネル内部では、速度感が失われることによって車両の速度が高くなりがちであることに鑑み、予測注視点までの距離が短くなるように係数Ｋ_envを変更する。

次のＳ２１０では、ワイパ状態処理を実行する。ワイパ状態処理は、ワイパの作動状態に応じて係数Ｋ_envを変更するものである。ワイパが作動している状況では、視界が悪くなっている蓋然性が高い。そこで、ワイパが作動している状況では、予測注視点までの距離が短くなるように係数Ｋ_envを変更する。

続くＳ２２０では、道路勾配処理を実行する。道路勾配処理は、道路勾配に応じて係数Ｋ_envを変更するものである。下り勾配である場合は車両の速度が大きくなりがちであるため、予測注視点までの距離が短くなるように係数Ｋ_envを変更し、上り勾配である場合は車両の速度が小さくなりがちであるため、予測注視点までの距離が長くなるように係数Ｋ_envを変更する。

次のＳ２３０では、特定領域処理を実行する。特定領域処理は、自車両が特定の領域内を走行している場合に係数Ｋ_envを変更するものである。一例として、繁華街などを走行している場合には、車両の速度を落とすべく予測注視点までの距離が短くなるように係数Ｋ_envを変更する。

続くＳ２４０では、路面状況処理を実行する。路面状況処理は、自車両が走行する路面の状況に応じて係数Ｋ_envを変更するものである。具体的には、路面凍結度合いや路面湿潤度合いが高くなっている場合には、車両の速度を落とすべく予測注視点までの距離が短くなるように係数Ｋ_envを変更する。

次のＳ２５０では、障害物処理を実行する。障害物処理は、自車両前方の障害物との距離に応じて係数Ｋ_envを変更するものである。障害物との距離が短くなると、車両の速度を落とすべく予測注視点までの距離が短くなるように係数Ｋ_envを変更する。

なお、Ｓ２００〜Ｓ２５０の各処理で算出される係数Ｋ_envを掛け合わせ、式３又は式４の係数Ｋ_envとする。
以下では、Ｓ２００〜Ｓ２５０の処理に対する理解を容易にするため、各処理を具体的に説明する。

Ｓ２００のトンネル処理では、図５（ａ）に示すように、自車両がトンネルに進入すると、予測注視点までの距離ｄ１が距離ｄ２まで短くなる。具体的には、図５（ｂ）に示すように、自車両１００の位置である基準位置に応じて係数Ｋ_envが変更される。トンネルに進入する前の基準位置ｋ１では係数Ｋ_envはＫ１となり、トンネル内部の基準位置ｋ２では、係数Ｋ_envはＫ２（Ｋ２＜Ｋ１）となる。

また、トンネル入口付近では図５（ｂ）に記号Ａで示すように係数Ｋ_envを連続的に変化させる。同様に、トンネル出口付近では記号Ｂで示すように係数Ｋ_envを連続的に変化させる。もちろん、係数Ｋ_envを瞬時に切り換え、不連続に変化させてもよい。

このように係数Ｋ_envが変更されることにより、上述したように予測注視点までの距離ｄ１は、トンネルへの進入によって距離ｄ２まで短くなる。
Ｓ２１０のワイパ状態処理では、図６に示すように、ワイパの作動状態に応じて係数Ｋ_envが変更される。ワイパの作動状態には、停止状態を示す「ＯＦＦ」、払拭速度が比較的遅い状態を示す「Ｌｏ」、及び、払拭速度が比較的速い状態を示す「Ｈｉ」の３つの作動状態があるものとし、ここでは、「ＯＦＦ」のときに係数Ｋ_envがＫ３となり、「Ｌｏ」のときに係数Ｋ_envがＫ４となり、「Ｈｉ」のときに係数Ｋ_envがＫ５なる（Ｋ３＞Ｋ４＞Ｋ５）。つまり、ワイパの作動状態が速くなるほど、車両の速度を落とすべく係数Ｋ_envは小さくなる。

また、「ＯＦＦ」から「Ｈｉ」に切り換えられた場合、図６中に記号Ａで示すように係数Ｋ_envを連続的に変化させる。同様に、「Ｈｉ」から「Ｌｏ」に切り換えられた場合、記号Ｂで示すように係数Ｋ_envを連続的に変化させる。つまり、ワイパ状態に変化があった場合、係数Ｋ_envを連続的に変化させるのである。もちろん、係数Ｋ_envを瞬時に切り換え、不連続に変化させてもよい。

このように係数Ｋ_envが変更されることにより、予測注視点までの距離は、ワイパの作動によって短くなる。
Ｓ２２０の道路勾配処理では、図７（ａ）に示すように、下り勾配に差し掛かると、予測注視点までの距離ｄ３が距離ｄ４まで短くなる。具体的には、図７（ｂ）に示すように、自車両１００の位置である基準位置に応じて係数Ｋ_envが変更される。下り勾配の手前の基準位置ｋ３では係数Ｋ_envがＫ６となり、下り勾配での基準位置ｋ４では、係数Ｋ_envがＫ７（Ｋ７＜Ｋ６）となっている。

また、勾配開始地点付近では図７（ｂ）に記号Ａで示すように係数Ｋ_envを連続的に変化させる。同様に、勾配終了地点付近では記号Ｂで示すように係数Ｋ_envを連続的に変化させる。もちろん、係数Ｋ_envを瞬時に切り換え、不連続に変化させてもよい。

このように係数Ｋ_envが変更されることにより、上述したように予測注視点までの距離ｄ３は、下り勾配に差し掛かることによって距離ｄ４まで短くなる。
また、Ｓ２２０の道路勾配処理では、図８（ａ）に示すように、上り勾配に差し掛かると、予測注視点までの距離ｄ５が距離ｄ６まで長くなる。具体的には、図８（ｂ）に示すように、自車両１００の位置である基準位置に応じて係数Ｋ_envが変更される。上り勾配の手前の基準位置ｋ５では係数Ｋ_envがＫ９となり、上り勾配での基準位置ｋ６では、係数Ｋ_envがＫ８（Ｋ８＞Ｋ９）となっている。

また、勾配開始地点付近では図８（ｂ）に記号Ａで示すように係数Ｋ_envを連続的に変化させる。同様に、勾配終了地点付近では記号Ｂで示すように係数Ｋ_envを連続的に変化させる。もちろん、係数Ｋ_envを瞬時に切り換え、不連続に変化させてもよい。

このように係数Ｋ_envが変更されることにより、上述したように予測注視点までの距離ｄ５は、上り勾配に差し掛かることによって距離ｄ６まで長くなる。
Ｓ２３０の特定領域処理では、図９（ａ）に示すように、特定領域内では、予測注視点までの距離ｄ７が距離ｄ８まで短くなる。特定領域は、例えば通信部４１を介して取得されるＶＩＣＳ（登録商標）情報、通信部４１を介した車車間通信や路車間通信などによって得られる情報から設定される。具体的には、渋滞区間、事故多発区間、繁華街、路地裏といった走行に注意を要する領域である。これらの領域は、都度取得されるものとしてもよいし、取得後外部メモリ４２に記憶されているものとしてもよい。

ここでは図９（ｂ）に示すように、自車両１００の位置である基準位置に応じて係数Ｋ_envが変更される。特定領域の手前の基準位置ｋ７では係数Ｋ_envがＫ１０となり、特定領域内の基準位置ｋ８では、係数Ｋ_envがＫ１１（Ｋ１１＜Ｋ１０）となっている。

また、特定領域入口付近では図９（ｂ）に記号Ａで示すように係数Ｋ_envを連続的に変化させる。同様に、特定領域出口付近では記号Ｂで示すように係数Ｋ_envを連続的に変化させる。もちろん、係数Ｋ_envを瞬時に切り換え、不連続に変化させてもよい。

このように係数Ｋ_envが変更されることにより、上述したように予測注視点までの距離ｄ７は、特定領域内では距離ｄ８まで短くなる。
Ｓ２４０の路面状況処理では、図１０（ａ）に示すように、路面状況が悪化すると、予測注視点までの距離ｄ９が短くなる。路面状況は、路面凍結度合いや路面湿潤度合いであることが例示される。この路面状況は、通信部４１を介して得られる天候情報、通信部４１を介した他車両１０１との車車間通信や、路側機ＲＳとの路車間通信などによって得られる。

具体的には、図１０（ｂ）に示すように、路面状況に応じて係数Ｋ_envが変更される。ここでは、路面凍結度合いがｗ１以上になると、係数Ｋ_envは、Ｋ１２から一定の傾きで下限値Ｋ１３まで減少する。路面凍結度合いがｗの場合、係数Ｋ_envがＫｗになる。もちろん、路面凍結度合いに応じて係数Ｋ_envを非線形に変化させてもよい。

このように係数Ｋ_envが変更されることにより、上述したように予測注視点までの距離ｄ９は、路面凍結度合いや路面湿潤度合いが大きくなると短くなる。
なお、ここでは、路面状況によって係数Ｋ_envを変更しているが、天候情報によって変更するようにしてもよい。視界が悪くなる悪天候（雨や雪）の場合に、予測注視点までの距離が短くなるように係数Ｋ_envを変更することが考えられる。

Ｓ２５０の障害物処理では、図１１（ａ）に示すように、障害物Ｒｂの接近に伴って予測注視点までの距離ｄ１０が短くなる。障害物Ｒｂは、通信部４１を介した車車間通信や路側機ＲＳとの路車間通信などで得られる情報から検出することが例示される。また、レーダ部３１からの測距データに基づいて障害物Ｒｂを検出することが例示される。さらにまた、レーダ部３１に代えカメラを備える構成では、カメラにて撮像される画像から障害物Ｒｂを検出するようにしてもよい。

具体的には、図１１（ｂ）に示すように、障害物までの距離に応じて係数Ｋ_envが変更される。ここでは、障害物までの距離がＤ２以下になり距離が小さくなると、係数Ｋ_envは、Ｋ１４から一定の傾きで下限値Ｋ１５まで減少する。障害物までの距離がＤの場合、係数Ｋ_envがＫＤになる。もちろん、障害物までの距離に応じて係数Ｋ_envを非線形に変化させてもよい。

このように係数Ｋ_envが変更されることにより、上述したように予測注視点までの距離ｄ１０は、障害物Ｒｂまでの距離Ｄが小さくなると短くなる。
以上詳述したように、本実施形態では、走行中に運転者が注視する事が推奨される注視点である予測注視点を算出し、当該予測注視点に対応する位置情報を立体音響システムへ出力することにより、オーディオシステムを介して音像を予測注視点に定位させることを前提に、取得手段３０ａが、自車両の走行に関連する情報である走行関連情報を取得し、算出手段３０ｂが、取得手段３０ａにて取得される走行関連情報に基づき、当該走行関連情報に合わせて運転操作を誘導すべく予測注視点を補正して算出する。そして、誘導手段３０ｃにより、算出手段３０ｂにて算出された予測注視点に対応する位置情報が立体音響システム５１へ出力されることで、音像の定位を利用して運転者の操作が誘導される。

つまり、予測注視点への音像定位による消極的な操作誘導だけでなく、特定の状況においてはさらなる安全運転を実現するための積極的な操作誘導が望ましいという観点から、走行関連情報を取得し、当該走行関連情報に基づいて予測注視点を補正して算出するのである。これにより、立体音響の技術を用いて運転者の視線を予測注視点に誘導するにあたり、種々の状況に応じた適切な操作誘導を行うことができる。

具体的には、係数Ｋ_envを算出することにより（図２中のＳ１５０）、予測注視点までの距離Ｒを短くし、運転者の抱く速度感を大きくして車両の減速を促したり、予測注視点までの距離Ｒを長くし、運転者の抱く速度感を小さくして車両の加速を促したりする。すなわち、算出手段３０ｂは、予測注視点までの距離を変更し、誘導手段３０ｃは、距離が変更された予測注視点に対応する位置情報を立体音響システムへ出力することにより、運転者の加速操作又は減速操作を促す。これにより、適切な操作誘導を行うことができる。

例えば、本実施形態では、トンネル処理を実行することで（図４中のＳ２００）、図５（ａ）に示すように、自車両がトンネルに進入すると、予測注視点までの距離ｄ１が距離ｄ２まで短くなる。具体的には、図５（ｂ）に示すように、自車両１００の位置である基準位置に応じて係数Ｋ_envが変更される。すなわち、取得手段３０ａは、走行関連情報として、自車両前方のトンネルの情報を取得し、算出手段３０ｂは、トンネルと自車両との関係に基づき、予測注視点を補正して算出する。これにより、速度感が曖昧となるトンネル内部では予測注視点までの距離が短くなるため、運転者の抱く速度感が大きくなり、減速操作を誘発できる可能性が高くなる。

また例えば、本実施形態では、ワイパ状態処理を実行することで（図４中のＳ２１０）、図６に示すように、ワイパの作動状態に応じて係数Ｋ_envが変更される。これにより、ワイパの作動状態が速くなるほど、係数Ｋ_envは小さくなる。すなわち、取得手段３０ａは、走行関連情報として、ワイパの作動状態であるワイパ状態を取得し、算出手段３０ｂは、ワイパ状態に基づき、予測注視点を補正して算出する。これにより、視界が悪くなっている蓋然性の高いワイパ作動状態では予測注視点までの距離が短くなるため、運転者の抱く速度感が大きくなり、減速操作を誘発できる可能性が高くなる。

例えば、本実施形態では、道路勾配処理を実行することで（図４中のＳ２２０）、図７（ａ）に示すように、下り勾配に差し掛かると、予測注視点までの距離ｄ３が距離ｄ４まで短くなる。具体的には、図７（ｂ）に示すように、自車両１００の位置である基準位置に応じて係数Ｋ_envが変更される。また、図８（ａ）に示すように、上り勾配に差し掛かると、予測注視点までの距離ｄ５が距離ｄ６まで長くなる。具体的には、図８（ｂ）に示すように、自車両１００の位置である基準位置に応じて係数Ｋ_envが変更される。すなわち、取得手段３０ａは、走行関連情報として、自車両前方の勾配を有する勾配道路の情報を取得し、算出手段３０ｂは、勾配道路と自車両との関係に基づき、予測注視点を補正して算出する。これにより、速度が大きくなりがちな下り勾配である場合は予測注視点までの距離が短くなるため、運転者の抱く速度感が大きくなり、減速操作を誘発できる可能性が高くなる。一方、速度が小さくなりがちな上り勾配である場合は予測注視点までの距離が長くなるため、運転者の抱く速度感が小さくなり、加速操作を誘発できる可能性が高くなる。

なお、道路勾配情報は、下り勾配及び上り勾配という情報であってもよいし、勾配を数値で示すような情報であってもよい。勾配が数値で示される場合には、勾配に合わせて細かく係数Ｋ_envを変更することとしてもよい。

また例えば、本実施形態では、特定領域処理を実行することで（図４中のＳ２３０）、図９（ａ）に示すように、走行に注意を要する特定領域では、予測注視点までの距離ｄ７が距離ｄ８まで短くなる。具体的には、図９（ｂ）に示すように、自車両１００の位置である基準位置に応じて係数Ｋ_envが変更される。すなわち、取得手段３０ａは、走行関連情報として、自車両前方の走行に注意を要する領域である特定領域の情報を取得し、算出手段３０ｂは、特定領域と自車両との関係に基づき、予測注視点を補正して算出する。これにより、走行に注意を要する特定領域内では、予測注視点までの距離が短くなるため、運転者の抱く速度感が大きくなり、減速操作を誘発できる可能性が高くなる。

例えば、本実施形態では、路面状況処理を実行することで（図４中のＳ２４０）、図１０（ａ）に示すように、路面状況が悪化すると、予測注視点までの距離ｄ９が短くなる。具体的には、図１０（ｂ）に示すように、路面状況に応じて係数Ｋ_envが変更される。すなわち、取得手段３０ａは、走行関連情報として、路面が滑りやすいか否かの指標となる路面状況情報を取得し、算出手段３０ｂは、路面状況情報に基づき、予測注視点を補正して算出する。これにより、路面が滑りやすい状況にある場合には、予測注視点までの距離が短くなるため、運転者の抱く速度感が大きくなり、減速操作を誘発できる可能性が高くなる。

なお、路面状況情報は、路面凍結度合いや路面湿潤度合いに限定されず、路面の滑り易さを示す情報であればよい。
また例えば、本実施形態では、障害物処理を実行することで（図４中のＳ２５０）、図１１（ａ）に示すように、障害物Ｒｂの接近に伴って予測注視点までの距離ｄ１０が短くなる。具体的には、図１１（ｂ）に示すように、障害物までの距離に応じて係数_envが変更される。すなわち、取得手段３０ａは、走行関連情報として、自車両前方の障害物までの距離に関する距離関連情報を取得し、算出手段３０ｂは、距離関連情報に基づき、予測注視点を補正して算出する。これにより、障害物までの距離が小さくなった場合に、予測注視点までの距離が短くなるため、運転者の抱く速度感が増し、減速操作を誘発できる可能性が高くなる。

なお、距離関連情報は、障害物までの距離そのものであってもよいし、障害物までの到達に要する時間であってもよい。
また、本実施形態では、上記トンネル処理（図４中のＳ２００）、ワイパ状態処理（Ｓ２１０）、道路勾配処理（Ｓ２２０）、特定領域処理（Ｓ２３０）において、係数Ｋ_envを変更する際、係数Ｋ_envを連続的に変化させている（図５（ｂ），図６，図７（ｂ），図８（ｂ），図９（ｂ）参照）。すなわち、算出手段３０ｂは、予測注視点が連続的に変化するように、予測注視点を補正して算出する。これにより、運転者が抱く違和感を減少させることができる。

なお、本実施形態では２チャンネルの立体音響技術を用いた。これに対し、チャンネル数を増やしてオーディオシステムのスピーカを運転者の周囲に配置すれば、立体音響技術を用いなくとも音像を定位させることは出来る。ただし、車室内という限られたスペースの中では、任意の位置にスピーカを配置することは困難となる。したがって、２チャンネルの立体音響技術を用いることが、車室内では極めて有効となる。

以上、本発明は、上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その技術的範囲を逸脱しない限り、種々なる形態で実施可能である。
（イ）上記実施形態では、将来における自車両の将来位置を予測注視点として算出していた。これに対し、特許第４７３５６７６号公報に記載されている方法で算出するようにしてもよい。

具体的には、図１２に示すように、将来における自車両１００を基準にし、自車両１００の走行する道路Ｒ上に、一定間隔で、区切り線Ｋを設定する。そして、この区切り線Ｋ上に複数の格子点Ｌを仮想的に設定する。ここで各格子点Ｌの位置及び距離は、ナビゲーション装置３の地図データ入力部３６を介して入力される地図データから取得する。図中では区切り線Ｋ上に設定される格子点Ｌの一部を示した。また、格子点Ｌの個数もイメージ的なものである。

次に、運転者の首振り角の変化率を推測する。この首振り角の変化率は、図２中のＳ１３０で取得される道路の曲率から推測可能である。ここで推測される首振り角の変化率をＡとして説明を続ける。

続いて、将来における自車両１００を基準とし、各格子点Ｌについて、網膜球面モデルに投射した場合の運動量（以下「視覚運動量」という）を算出する。図１３に示すように網膜球面モデルは、運転者の網膜を球面としてモデル化したものであり、網膜球面モデル上の物体の位置は、網膜座標系における物体に位置に対応する。

ここで物体の方位角をθとし仰角をφとすると、将来における自車両１００を基準とした任意の格子点Ｌの網膜球面モデル上での位置は（θ，φ）と記述することができる。そして、離心角ωの変化率（離心角変化率ω’）の絶対値を視覚運動量として算出する。離心角変化率ω’は、車速をＶとし、格子点Ｌまでの距離をＲとし、ヨーレートをγとすると、次の式１０で表すことができる。

式１０を用い各格子点Ｌについて離心角変化率ω’を算出し、離心角変化率ω’の絶対値が最小となる格子点Ｌを予測注視点とする。
なお、離心角変化率ω’は、網膜球面モデルを用いて算出したものであることから路上の格子点Ｌの視覚運動量を示している。運転者は、運転中に視覚運動量の最小点を注視する傾向にあることが知られている。

（ロ）上記実施形態では、将来における自車両の位置に予測注視点を算出していた（図２中のＳ１４０，Ｓ１６０）。
一般的には、次の式１１，１２，１３で、予測注視点までの距離Ｒ、方位角θ、仰角φを算出することになる。

Ｒ＝ｒ（ｔ，ｌ，ｖ，ρ） …式１１
θ＝ｆ（ｔ，ｌ，ｖ，ρ） …式１２
φ＝ｇ（ｔ，ｌ，ｖ，ρ） …式１３
（ハ）上記実施形態では、予測注視点を算出した後（図２中のＳ１６０）、当該予測注視点に対応する位置情報を出力している（Ｓ１７０）。これに対し、Ｓ１６０にて算出された予測注視点を（Ｒ₀，θ₀，φ₀）とし、予測注視点にエフェクトをかけた後、Ｓ１７０の処理を行ってもよい。すなわち次の式１４，１５，１６に示すごとくである。

Ｒ＝ｒ_effect（Ｒ₀） …式１４
θ＝ｆ_effect（θ₀） …式１５
φ＝ｇ_effect（φ₀） …式１６
具体的には、図１４（ａ）に示すように、線形の関数ｒ１，ｒ２を用いて予測注視点までの距離Ｒ₀を変換することが考えられる。このとき、関数ｒ１による変換では距離変化ΔＲ₀に対する距離変化がΔＲ１となるが、より傾きの大きな関数ｒ２による変換では同一の距離変化ΔＲ₀に対する距離変化がΔＲ２となり、関数ｒ１による距離変化ΔＲ１よりも大きくすることができる。

また、図１４（ｂ）に示すように、非線形の関数ｒ３を用いて予測注視点までの距離Ｒを変換してもよい。この場合、距離Ｒ₀が比較的小さくなっている場合、その変化ΔＲ₀に対する距離変化はΔＲ３１となって比較的大きくなる。一方、距離Ｒ₀が比較的大きくなっている場合、その変化ΔＲ₀に対する距離変化はΔＲ３２となって比較的小さくなる。このような非線形の関数を用意することによって、予測注視点を種々の割合で変化させることができる。

なお、非線形の関数は、ここで例示するものに限定されず、ｎ次曲線関数、対数関数、指数関数など、様々なバリエーションが考えられる。
また、ここでは、予測注視点までの距離Ｒについて説明したが、予測注視点への方位角θ及び仰角φについても同様のエフェクトをかけることができる。

（ニ）上記実施形態では基準位置を自車両の現時点での位置としていたが、ｔ秒後（例えば１秒後）の自車両の位置を基準位置としてもよい。このようにしても、上記実施形態と同様の効果が奏される。

（ホ）上記実施形態は予測注視点までの距離Ｒに係数Ｋ_envを乗じて積極的な操作誘導を実現するものであるが、予測注視点への方位角θを補正して算出しステアリング操作による操舵操作を誘導するようにしてもよい。あるいは、予測注視点への仰角φを補正して算出し操作誘導を行うようにしてもよい。仰角φを変更することにより予測注視点をより下方に設定すると、距離Ｒと同様、運転者の抱く速度感が大きくなり、減速操作を誘発できる可能性が高くなる。反対に、より上方に予測注視点を設定すると、運転者の抱く速度感が小さくなり、加速操作を誘発できる可能性が高くなる。

１…ナビゲーションシステム、３…ナビゲーション装置、５…サブシステム、３０…制御部、３０ａ…取得手段、３０ｂ…算出手段、３１…レーダ部、３２…地磁気センサ、３３…ジャイロスコープ、３４…距離センサ、３５…ＧＰＳ受信機、３６…地図データ入力部、３６ａ…ＤＶＤ−ＲＯＭ、３７…操作スイッチ群、４１…通信部、４２…外部メモリ、４２…取得後外部メモリ、４３…表示部、５１…立体音響システム、５２…オーディオシステム、５３…音源、５４Ｌ…左側フィルタ、５４Ｒ…右側フィルタ、５５Ｌ…左側スピーカ、５５Ｒ…右側スピーカ、６０…ＥＣＵ群、１００…自車両、１０１…他車両

Claims (10)

1. 音像を生成するオーディオシステム（５２）及び、前記オーディオシステムに対し前記音像を定位させるための伝達関数を設定する立体音響システム（５１）と共に用いられ、
   走行中に運転者が注視する事が推奨される予測注視点を算出し、当該予測注視点に対応する位置情報を前記立体音響システムへ出力することにより、前記オーディオシステムを介して前記音像を前記予測注視点に定位させる音像定位装置（３）であって、
   自車両の走行に関連する情報である走行関連情報を取得する取得手段（３０ａ）と、
   前記取得手段にて取得される前記走行関連情報に基づき、当該走行関連情報に合わせて運転操作を誘導すべく前記予測注視点を補正して算出する算出手段（３０ｂ）と、
   前記算出手段にて算出された前記予測注視点に対応する前記位置情報を前記立体音響システムへ出力することにより、前記音像の定位を利用して運転者の操作を誘導する誘導手段（３０ｃ）と、
   を備えていることを特徴とする音像定位装置。
2. 請求項１に記載の音像定位装置において、
   前記算出手段は、前記予測注視点までの距離を変更し、
   前記誘導手段は、前記距離が変更された前記予測注視点に対応する前記位置情報を前記立体音響システムへ出力することにより、運転者の加速操作又は減速操作を促すこと
   を特徴とする音像定位装置。
3. 請求項２に記載の音像定位装置において、
   前記取得手段は、前記走行関連情報として、自車両前方のトンネルの情報を取得し、
   前記算出手段は、前記トンネルと自車両との関係に基づき、前記予測注視点を補正して算出すること（Ｓ２００）
   を特徴とする音像定位装置。
4. 請求項２又は３に記載の音像定位装置において、
   前記取得手段は、前記走行関連情報として、ワイパの作動状態であるワイパ状態を取得し、
   前記算出手段は、前記ワイパ状態に基づき、前記予測注視点を補正して算出すること（Ｓ２１０）
   を特徴とする音像定位装置。
5. 請求項２〜４の何れか一項に記載の音像定位装置において、
   前記取得手段は、前記走行関連情報として、自車両前方の勾配を有する勾配道路の情報を取得し、
   前記算出手段は、前記勾配道路と自車両との関係に基づき、前記予測注視点を補正して算出すること（Ｓ２２０）
   を特徴とする音像定位装置。
6. 請求項２〜５の何れか一項に記載の音像定位装置において、
   前記取得手段は、前記走行関連情報として、自車両前方の走行に注意を要する領域である特定領域の情報を取得し、
   前記算出手段は、前記特定領域と自車両との関係に基づき、前記予測注視点を補正して算出すること（Ｓ２３０）
   を特徴とする音像定位装置。
7. 請求項２〜６の何れか一項に記載の音像定位装置において、
   前記取得手段は、前記走行関連情報として、路面が滑りやすいか否かの指標となる路面状況情報を取得し、
   前記算出手段は、前記路面状況情報に基づき、前記予測注視点を補正して算出すること（Ｓ２４０）
   を特徴とする音像定位装置。
8. 請求項２〜７の何れか一項に記載の音像定位装置において、
   前記取得手段は、前記走行関連情報として、自車両前方の障害物までの距離に関する距離関連情報を取得し、
   前記算出手段は、前記距離関連情報に基づき、前記予測注視点を補正して算出すること（Ｓ２５０）
   を特徴とする音像定位装置。
9. 請求項１〜８の何れか一項に記載の音像定位装置において、
   前記算出手段は、前記予測注視点が連続的に変化するように、前記予測注視点を補正して算出すること（Ｓ２００〜Ｓ２３０）
   を特徴とする音像定位装置。
10. 請求項１〜９の何れか一項に記載の音像定位装置の各手段としてコンピュータを機能させるプログラム。