JP2015230501A - 制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】危険な状態に陥るおそれのある運転の操作を抑制することができる制御装置を提供する。
【解決手段】車両の速度が閾値を超える場合、制御部１１は、音声データ生成部２２によって記憶部２２ａに記憶された心拍音の擬似音である音声データを読み出し、記憶部２２ｂに登録された周期グラフに基づき車両の速度に応じて特定される心拍数（周期）で、かつ、記憶部２２ｂに登録された騒音に対する音声の音量（Ｓ／Ｎ比）を表すグラフに基づき車両の速度に応じて特定される音量で、音声データを再生する。速度が大きい程、周期が短くかつ音量が大きい心拍音がスピーカ１３から発音される。
【選択図】図１

Description

本発明は、警報音を発する制御装置に関する。

従来、車両の運転中、速度の出し過ぎ等の危険な状態に陥るおそれのある運転が検出された場合、運転者に安全運転を促すように警報音を発することが行われていた。この種の先行技術として、自車と前方を走行する車両との位置関係に応じた音程で警報音を出力する装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２０１３−１８６７４２号公報

しかしながら、単なる警報音を発しただけでは、運転者が警報音に慣れてしまい、危険な状態に陥るおそれのある運転を継続してしまうことが想定された。また、運転者は、警報音からどの程度の危険な状態であるかを認識し難かった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、危険な状態に陥るおそれのある運転の操作を抑制することができる制御装置を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係る制御装置は、下記（１）〜（７）を特徴としている。
（１） 音声信号を出力する音声出力部と、
心拍音の音声データを記憶する記憶部と、
を備え、
入力された運転データに基づいて発せられる警告音として、前記音声出力部が、前記記憶部に記憶された前記音声データに基づく音声信号を出力する、
ことを特徴とする制御装置。
（２） 前記運転データに基づき評価される危険度合いが高い程、前記音声出力部が、前記記憶部に記憶された前記音声データに基づく音声信号を短い周期で出力する、
ことを特徴とする上記（１）に記載の制御装置。
（３） 前記運転データに基づき評価される危険度合いが高い程、前記音声出力部が、前記記憶部に記憶された前記音声データに基づく音声信号を、騒音に対する音声の音量が大きくなるように出力する、
ことを特徴とする上記（１）に記載の制御装置。
（４） 運転者の心拍数を検知する検知部をさらに備え、
前記運転データに基づき評価される運転状況が安全運転の範囲にある場合、前記音声出力部が、前記記憶部に記憶された前記音声データに基づく音声信号を、前記検知部によって検知された心拍数に対応する周期で出力する、
ことを特徴とする上記（１）から（３）のいずれか１項に記載の制御装置。
（５） 前記運転データに基づき評価される運転状況が前記安全運転の範囲を超える場合、前記検知部によって検知された心拍数に、前記安全運転の範囲を超える程度に応じた心拍数を加算し、加算後の心拍数に対応する周期で、前記音声出力部が、前記記憶部に記憶された前記音声データに基づく音声信号を出力する、
ことを特徴とする上記（４）に記載の制御装置。
（６） 前記運転状況が前記安全運転の範囲にあるか否かを判断するための閾値を取得し、前記運転データが前記閾値以下である場合、前記安全運転の範囲にあると判断し、前記運転データが前記閾値を超える場合、前記安全運転の範囲を超えると判断する、
ことを特徴とする上記（５）に記載の制御装置。
（７） 前記騒音の音量を計測する音量計測部を備える、
ことを特徴とする上記（３）に記載の制御装置。

上記（１）の構成の制御装置によれば、運転手に緊迫感を与えることができる心拍音によって運転状況が通知されるため、運転手に運転状況の良否を伝えやすくなる。このため、危険な状態に陥るおそれのある運転の操作を抑制することができる。
上記（２）の構成の制御装置によれば、運転者は心拍音の速さから危険の度合いを認識することができる。
上記（３）の構成の制御装置によれば、運転者は心拍音の大きさから危険の度合いを認識することができる。また、速度に応じて音声信号のＳ／Ｎ比、つまり騒音に対する音声の音量を上げることで、速度の上昇とともに車内騒音が大きくなっても、運転者にはより大きくなった心拍音が聴こえる。
上記（４）の構成の制御装置によれば、安全運転の範囲にある場合、運転手の心拍数に応じて、通知される心拍音の周期が変動するので、運転者が心拍音に慣れてしまうことを抑制することができる。
上記（５）の構成の制御装置によれば、安全運転の範囲を超える場合、超過速度に応じた心拍数を加算した短い周期で、心拍音が聴こえるようになるので、運転者は、切迫感のある心拍音を聴くことができ、危険度の度合いが高いことを認識できる。従って、速度を落とす等の危険回避操作を促すことができる。
上記（６）の構成の制御装置によれば、閾値を取得するので、様々な方法で取得した、運転データと比較される閾値を設定可能である。
上記（７）の構成の制御装置によれば、実際に計測された騒音の音量に対する音量で音声が出力されるので、車内の騒音にかき消されることなく、運転者はしっかりと心拍音を聴くことができる。

本発明によれば、危険な状態に陥るおそれのある運転の操作を抑制することができる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

図１は本実施形態の車載器１の構成を示す図である。 図２は音声データ生成部２２内の記憶部２２ａに記憶された心拍音を連想させる音声データを示す波形図である。 図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は車両の速度に対する擬似音として発音される心拍音の心拍数及び超過速度に対して加算される心拍数の変化を示す周期グラフである。 図４は車両の速度に対する擬似音として発音される心拍音のＳ／Ｎ比の変化を表すグラフである。 図５は警報動作手順を示すフローチャートである。

以下、本実施形態に係る制御装置について図面を用いて説明する。本実施形態の制御装置は、車両に搭載されたメータ、デジタルタコグラフ、カーナビゲーション、専用装置等である車載器に適用される場合を示す。

図１は本実施形態の車載器１の構成を示す図である。車載器１は、制御部１１、心拍数検知部１２、スピーカ１３及び騒音レベル計測部１５から主に構成される。

心拍数検知部１２は、心拍数を検知するセンサであり、例えば、腕時計型で血流を測定するものや、ベルトで胸に取り付けられて心電図を検出するもの等が挙げられる。

また、心拍数検知部１２は、心拍数を検知するセンサを、車両のシートやステアリング等の運転者の体が触れる部位に埋め込んだものであってもよい。その他、心拍数検知部１２は、例えば、運転者に触れることなく心拍数を検出する非接触型のセンサをメータ等の車内に設置して検出するものであってもよい。

制御部１１は、車載器１による警報動作を制御するものであり、心拍数解析部２１、音声データ生成部２２及び音声出力部２３を内蔵する。制御部１１には、心拍数検知部１２で検知された心拍数のデータの他、車両に備わる速度センサやエンジン回転数センサからそれぞれ速度やエンジン回転数等の運転データが入力される。

心拍数解析部２１は、心拍数検知部１２によって測定あるいは検出されたデータから心拍数を解析する。

音声データ生成部２２は、心拍音を模擬した擬似音であるデジタル音声データを記憶する記憶部２２ａ、及び後述する周期グラフ、騒音に対する音声の音量（Ｓ／Ｎ比）を表すグラフや閾値データ等が登録された記憶部２２ｂを有する。
音声データ生成部２２は、騒音レベル計測部１５で計測された騒音の音量（レベル）を入力する。

騒音レベル計測部１５は、車内に設置されたマイクを有し、このマイクで検出される音を騒音としてその音量を表すデータを出力する。この騒音レベル計測部１５で計測された騒音の音量が、図４に示すＳ／Ｎ比を表すグラフの雑音（Ｎ）として用いられる。

音声データ生成部２２は、運転状況が安全運転の範囲にあるか否か（危険運転の範囲にあるか）を判断するための閾値データを入力し取得する。この閾値データは、例えば次のような方法で取得される。運転データとして、速度が用いられる場合、路車間通信により走行中の道路の制限速度情報を取得して、その値を閾値とする。また、カーナビゲーション等の車載器から制限速度情報を取得して、その値を閾値とする。また、車両に搭載したカメラ等で道路標識（速度規制等）を認識してその値を閾値とする。また、運転者が停車時または走行時に設定した値を閾値とする。このように、音声データ生成部２２は、様々な方法で取得した閾値を設定可能である。尚、閾値データは固定値として予め記憶部２２ｂに登録されたものでもよい。

音声データ生成部２２は、記憶部２２ａに記憶されたデジタル音声データ（以下、音声データと称することがある。）を読み出し、心拍数解析部２１で解析された心拍数及び入力した運転データ（ここでは速度）に基づき、記憶部２２ｂに登録された周期グラフや騒音に対する音声の音量（Ｓ／Ｎ比）を表すグラフでそれぞれ示される周期及び音量を持つ音声データを再生する。

音声出力部２３は、音声データ生成部２２で再生されたデジタル音声データをアナログの音声信号に変換、増幅してスピーカ１３に出力する。

スピーカ１３は、音声出力部２３から出力された音声信号を音声に変換して発音する。

なお、前述した心拍数解析部２１、音声データ生成部２２及び音声出力部２３は、ハードウェアで実現されてもよいし、制御部１１内のＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムを実行することによって機能として実現されてもよい。

図２は音声データ生成部２２内の記憶部２２ａに記憶された心拍音を連想させる音声データを示す波形図である。横軸は時間を示し、縦軸は振幅の大きさを示す。本実施形態では、音声データは、正常値にある心電図波形をもとに、心拍音の擬似音として予め記憶部２２ａにデジタルデータとして記憶されている。

図３は車両の速度に対する擬似音として発音される心拍音の心拍数及び超過速度に対して加算される心拍数の変化を示す周期グラフである。本実施形態では、擬似音として再生される心拍音の心拍数（周期）は、図３（Ａ）に示すように、車両の速度が安全運転の範囲にある場合、心拍数検知部１２によって検知される心拍数であり、変動する。速度が安全運転の範囲にある場合、運転者の心拍数は、あらかじめ心拍数検知部１２によって検知され記憶部２２ｂに登録されたものでもよいし、リアルタイムに心拍数検知部１２によって検知されるものでもよい。

運手者の心拍数をあらかじめ検知し、記憶部２２ｂに登録する方法として、例えば発進する前に、車内で一定時間検知する方法や、自宅等の車両以外の場所で計測し、携帯電話等を使って計測したデータを車両に送信する方法等が挙げられる。

他方、速度が閾値である法定速度（６０ｋｍ／ｈ）や制限速度あるいは設定値を超え、安全運転の範囲から外れる場合、つまり危険の度合いが高くなると、擬似音として再生される心拍音の心拍数は、あらかじめ心拍数検知部１２によって検知され記憶部２２ｂに登録された心拍数、またはリアルタイムに心拍数検知部１２によって検知される心拍数に、超過速度に応じた心拍数を加算した周期となる。ここでは、一例として、図３（Ｂ）に示すように、加算される心拍数は、超過速度に比例しており、例えば３０ｋｍ／ｈの超過速度で６０回／分となる。これにより、図３（Ａ）の実線ｂで示される、心拍数検知部１２によって検知される心拍数と比べ、加算後の心拍数は、図３（Ａ）の破線ａに示すように増加する。

閾値は、前述したような方法で取得され、記憶部２２ｂに記憶される。即ち、路車間通信により走行中の道路の制限速度情報を取得して、その値に閾値は設定される。また、カーナビゲーション等の車載器から制限速度情報を取得して、その値に閾値は設定される。また、車両に搭載したカメラ等で道路標識（速度規制等）を認識してその値に閾値は設定される。また、運転者が停車時または走行時に設定した値に閾値は設定される。

図４は車両の速度に対する擬似音として発音される心拍音のＳ／Ｎ比の変化を表す音量グラフである。ここで、信号を表すＳは出力する音声であり、雑音を表すＮは車内騒音である。このグラフでは、Ｓ／Ｎ比、つまり騒音に対する音声の音量は、速度の大きさに応じて上昇するように変化する。

速度が上昇すると、車内騒音が大きくなるので、音声の音量を上げることで、Ｓ／Ｎ比を大きくする。尚、速度に対応する車内騒音の大きさは、車両毎に異なる既知の値である。また、危険度合いの高低によって、Ｓ／Ｎ比を上昇させる傾きを変更する。つまり、速度が閾値を超えて危険度が高い場合、速度が閾値未満で危険度合いが低い場合と比べ、Ｓ／Ｎ比を急激に上昇させる。

擬似音として再生される心拍音のＳ／Ｎ比（騒音に対する音声の音量）は、車両の速度が安全運転の範囲にある場合、擬似音が煩わしく感じない程度の大きさで出力する。この時、Ｓ／Ｎ比は速度の大きさに対して一定とする。速度が閾値である法定速度（６０ｋｍ／ｈ）や制限速度あるいは設定値を超え、安全運転の範囲から外れる場合、つまり危険の度合いが高くなると、車内騒音下でも擬似音がはっきりと聴きとれる大きさで出力する。この時、騒音に対する音声の音量は速度の大きさに応じて急激に上昇する。例えば、速度が８０（ｋｍ／ｈ）の場合、車内騒音が６０ｄＢの大きさであると、出力される擬似音は、６０ｄＢ（騒音）に１０ｄＢ（８０ｋｍ／ｈのＳ／Ｎ比）を加えた値、つまり７０ｄＢとなる。また、速度が１００（ｋｍ／ｈ）でＳ／Ｎ比は＋２０ｄＢとなる。

ここで使用する車内騒音の値には、上記のように速度に対応した車両毎に異なる既知の値が用いられてもよいし、車内に設置されたマイクで計測した騒音レベル等の値が用いられてもよい。

上記構成を有する車載器の動作を示す。図５は警報動作手順を示すフローチャートである。この動作プログラムは、制御部１１内のＲＯＭに格納されており、電源オンによって車載器１が起動すると、制御部１１内のＣＰＵによって繰り返し実行される。

制御部１１は、速度センサ（図示せず）から入力される車両の速度を取得する（Ｓ１）。制御部１１は、心拍数検知部１２によって検知され、心拍数解析部２１によって解析された心拍数を取得する（Ｓ２）。
制御部１１は、路車間通信等により閾値となる速度情報を取得する（Ｓ３）。尚、閾値を取得する代わりに、予め記憶部２２ｂに登録された固定値を用いてもよい。
制御部１１は、騒音レベル計測部１５によって計測された騒音レベル（車内騒音の値）を入力し取得する（Ｓ４）。尚、前述したように、計測された騒音レベルを入力する代わりに、予め記憶部２２ｂに登録された、速度に対応する騒音レベルを用いてもよい。
制御部１１は、車両の速度が閾値（ここでは６０ｋｍ／ｈ）を超えるか否かを判別する（Ｓ５）。閾値を超えない場合、制御部１１は、危険度合いが低いと評価する。

制御部１１は、音声データ生成部２２によって記憶部２２ａに記憶された心拍音の擬似音である音声データを読み出し、心拍数解析部２１でリアルタイムに解析される心拍数、あるいは記憶部２２ｂに予め登録された周期グラフに基づき車両の速度に応じて特定される心拍数（周期）で、かつ、記憶部２２ｂに登録された騒音に対する音声の音量（Ｓ／Ｎ比）を表すグラフに基づき車両の速度に応じて特定される音量で、音声データを再生する（Ｓ６）。

制御部１１は、音声出力部２３によって、再生されたデジタル音声データをアナログの音声信号に変換、増幅し、この音声信号をスピーカ１３に出力する（Ｓ８）。スピーカ１３は特定された音量で心拍音を発音する。この後、制御部１１は本動作を終了する。なお、本実施形態では、運転状況の危険度合いが低いと評価された場合、言い換えれば運転状況が安全運転の範囲にある場合、心拍音の周期を、運転手の心拍数に揃えていたが、一定の周期に設定してもよい。

一方、ステップＳ５で速度が閾値を超える場合、制御部１１は、危険度合いが高いと評価し、音声データ生成部２２によって記憶部２２ａに記憶された心拍音の擬似音である音声データを読み出し、心拍数解析部２１でリアルタイムに解析される心拍数に、超過速度に応じた心拍数を加算した心拍数（周期）で、かつ、記憶部２２ｂに登録された騒音に対する音声の音量（Ｓ／Ｎ比）を表すグラフに基づき車両の速度に応じて特定される音量で、音声データを再生する（Ｓ７）。尚、心拍数解析部２１でリアルタイムに解析される心拍数の代わりに、あらかじめ心拍数検知部１２によって検知され、記憶部２２ｂに登録された心拍数を用いてもよい。この後、制御部１１はステップＳ８の処理に進み、同様の動作を行う。即ち、速度が大きい程（危険度合いが高い程）、周期が短くかつ音量が大きい心拍音が発音される。

本実施形態の車載器によれば、運転手に緊迫感を与えることができる心拍音によって運転状況が通知されるため、運転手に運転状況の良否を伝えやすくなる。このため、危険な状態に陥るおそれのある運転の操作を抑制することができる。

また、運転者は心拍音の速さから危険の度合いを認識できる。さらに、運転者は心拍音の大きさから危険の度合いを認識できる。

また、安全運転の範囲にある場合、運転手の心拍数に応じて、通知される心拍音の周期が変動するので、運転者が心拍音に慣れてしまうことを抑制することができる。
また、安全運転の範囲を超える場合、超過速度に応じた心拍数を加算した短い周期で、心拍音が聴こえるようになるので、運転者は、切迫感のある心拍音を聴くことができ、危険度の度合いが高いことを認識できる。従って、速度を落とす等の危険回避操作を促すことができる。

また、速度に応じて音声信号のＳ／Ｎ比、つまり騒音に対する音声の音量を上げることで、速度の上昇とともに車内騒音が大きくなっても、運転者にはより大きくなった心拍音が聴こえる。特に、危険度合いが高い場合、騒音に対する音声の音量を急激に上昇させることで、車内騒音にかき消されることなく、運転者に大音量で心拍音を伝えることができる。

また、閾値を取得するので、前述した様々な方法で取得した、運転データと比較される閾値を設定可能である。

また、実際に計測された騒音の音量に対する音量で音声が出力されるので、車内の騒音にかき消されることなく、運転者はしっかりと心拍音を聴くことができる。

尚、本発明の技術的範囲は、上述した実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態は、本発明の技術的範囲内で種々の変形や改良等を伴うことができる。

例えば、上記実施形態では、車載器に適用される場合を示したが、スマートフォン等の携帯端末に適用されてもよい。この場合、携帯端末は、加速度センサやＧＰＳ受信器を搭載し、Ｇ値や速度等の運転データを取得可能である。

また、上記実施形態では、運転データの一例として、車両の速度を挙げ、スピードの出し過ぎに対して警報音を発する場合を示した。この他、運転データとして、エンジン回転数、連続運転時間、前方車両との車間距離等を用い、それぞれに対して警報音を発する場合にも、本発明は同様に適用可能である。

また、上記実施形態では、運転データ（速度）に対する心拍音の変化として、心拍数と音量を変化させる場合を示したが、心拍数と音量のいずれか一方を変化させてもよい。

また、上記実施形態では、心拍数と音量を変化させる以外に、心拍音を表す擬似音の音声データをあらかじめ複数用意しておき、運転データに基づき選択された音声データを用いて発音するようにしてもよい。例えば、安全運転の範囲にある場合、正常な心電図波形に基づく擬似音の音声データを用い、危険な運転領域では、病的な心電図波形に基づく擬似音の音声データを用いて発音するようにしてもよい。これにより、運転手により緊迫感を与えることができる心拍音によって運転状況が通知されるため、運転手に運転状況の良否を伝えやすくなる。このため、危険な状態に陥るおそれのある運転の操作を抑制することができる。

また、上記実施形態では、運転状況の安全及び危険に関わらず、音声データの出力を常に行う場合を示したが、安全な状況では音声データの出力を行わないとしてもよい。

ここで、上述した本発明に係る制御装置の実施形態の特徴をそれぞれ以下（１）〜（７）に記す。
（１） 音声信号を出力する音声出力部（２３）と、
心拍音の音声データを記憶する記憶部（２２ａ）と、
を備え、
入力された運転データに基づいて発せられる警告音として、前記音声出力部が、前記記憶部に記憶された前記音声データに基づく音声信号を出力する、
ことを特徴とする制御装置。
（２） 前記運転データに基づき評価される危険度合いが高い程、前記音声出力部が、前記記憶部に記憶された前記音声データに基づく音声信号を短い周期で出力する、
ことを特徴とする上記（１）に記載の制御装置。
（３） 前記運転データに基づき評価される危険度合いが高い程、前記音声出力部が、前記記憶部に記憶された前記音声データに基づく音声信号を、騒音に対する音声の音量が大きくなるように出力する、
ことを特徴とする上記（１）に記載の制御装置。
（４） 運転者の心拍数を検知する心拍数検知部（検知部１２）をさらに備え、
前記運転データに基づき評価される運転状況が安全運転の範囲にある場合、前記音声出力部が、前記記憶部に記憶された前記音声データに基づく音声信号を、前記検知部によって検知された心拍数に対応する周期で出力する、
ことを特徴とする上記（１）から（３）のいずれか１項に記載の制御装置。
（５） 前記運転データに基づき評価される運転状況が前記安全運転の範囲を超える場合、前記検知部によって検知された心拍数に、前記安全運転の範囲を超える程度に応じた心拍数を加算し、加算後の心拍数に対応する周期で、前記音声出力部が、前記記憶部に記憶された前記音声データに基づく音声信号を出力する、
ことを特徴とする上記（４）に記載の制御装置。
（６） 前記運転状況が前記安全運転の範囲にあるか否かを判断するための閾値を取得し、前記運転データが前記閾値以下である場合、前記安全運転の範囲にあると判断し、前記運転データが前記閾値を超える場合、前記安全運転の範囲を超えると判断する、
ことを特徴とする上記（５）に記載の制御装置。
（７） 前記騒音の音量を計測する音量計測部（騒音レベル計測部１５）を備える、
ことを特徴とする上記（３）に記載の制御装置。

１ 車載器
１１ 制御部
１２ 心拍数検知部
１３ スピーカ
１５ 騒音レベル計測部
２１ 心拍数解析部
２２ 音声データ生成部
２２ａ、２２ｂ 記憶部
２３ 音声出力部

Claims (7)

1. 音声信号を出力する音声出力部と、
   心拍音の音声データを記憶する記憶部と、
   を備え、
   入力された運転データに基づいて発せられる警告音として、前記音声出力部が、前記記憶部に記憶された前記音声データに基づく音声信号を出力する、
   ことを特徴とする制御装置。
2. 前記運転データに基づき評価される危険度合いが高い程、前記音声出力部が、前記記憶部に記憶された前記音声データに基づく音声信号を短い周期で出力する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記運転データに基づき評価される危険度合いが高い程、前記音声出力部が、前記記憶部に記憶された前記音声データに基づく音声信号を、騒音に対する音声の音量が大きくなるように出力する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
4. 運転者の心拍数を検知する検知部をさらに備え、
   前記運転データに基づき評価される運転状況が安全運転の範囲にある場合、前記音声出力部が、前記記憶部に記憶された前記音声データに基づく音声信号を、前記検知部によって検知された心拍数に対応する周期で出力する、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の制御装置。
5. 前記運転データに基づき評価される運転状況が前記安全運転の範囲を超える場合、前記検知部によって検知された心拍数に、前記安全運転の範囲を超える程度に応じた心拍数を加算し、加算後の心拍数に対応する周期で、前記音声出力部が、前記記憶部に記憶された前記音声データに基づく音声信号を出力する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
6. 前記運転状況が前記安全運転の範囲にあるか否かを判断するための閾値を取得し、
   前記運転データが前記閾値以下である場合、前記安全運転の範囲にあると判断し、前記運転データが前記閾値を超える場合、前記安全運転の範囲を超えると判断する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の制御装置。
7. 前記騒音の音量を計測する音量計測部を備える、
   ことを特徴とする請求項３に記載の制御装置。

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