JP2018169441A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両外部に位置するユーザから音声により車両各部の駆動指示を受け付ける際の利便性を向上させる。【解決手段】車両制御装置１０は、車両各部の駆動を制御する。車外用マイク１２Ａ〜１２Ｄは、車両の外部に位置するユーザの発話を集音する。音声認識ＥＣＵ１４は、集音された発話に基づいて、ユーザの位置および車両への指示を認識する。車両制御ＥＣＵ１６は、ユーザから車両への指示に従って車両各部を駆動する。この時、車両制御ＥＣＵ１６は、ユーザの位置に基づいて車両各部の駆動態様を変更する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両各部の駆動を制御する車両制御装置に関する。

従来、ユーザからの音声による指示を認識し、当該指示に合わせて車両各部を制御する技術が提案されている。
例えば、下記特許文献１は、車両外周部に設けられ、人体に接触させて人の発話音声の体内伝導音を集音する接触型マイクにより人の発話音声を集音し、発話音声を処理して操作内容を認識し、認識した操作内容にしたがって車載機器を制御する技術が記載されている。

特開２００６−２７６６０５号公報

ユーザが車両内部にいる場合、ユーザの位置はごく限られた範囲にあるのに対して、ユーザが車外にいる場合、車両に対するユーザの位置は様々な態様が想定される。上述した特許文献１は、車両外部に位置するユーザの位置については考慮されておらず、改善の余地がある。
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、車両外部に位置するユーザから音声により車両各部の駆動指示を受け付けるに当たって、利便性を向上させることができる車両制御装置を提供することにある。

上述の目的を達成するため、請求項１の発明にかかる車両制御装置は、車両各部の駆動を制御する車両制御装置であって、前記車両の外部に位置するユーザの発話を集音する集音部と、集音された前記発話に基づいて、前記ユーザの位置および前記車両への指示を認識する音声認識部と、前記車両への指示に従って前記車両各部を駆動する駆動制御部と、を備え、前記駆動制御部は、前記ユーザの位置に基づいて前記車両各部の駆動態様を変更する、ことを特徴とする。
請求項２の発明にかかる車両制御装置は、前記音声認識部は、前記集音部で生成した音声データを予め登録しておいた前記ユーザの声紋データと照合し、発話した人物が当該ユーザであるかを判断するユーザ認証部を有している、ことを特徴とする。
請求項３の発明にかかる車両制御装置は、前記車両には、車体に設けられた開口をふさぐ位置と前記開口を閉じる位置との間で移動可能な開閉部材が複数設けられており、前記駆動制御部は、前記車両への指示が前記開閉部材の移動指示であった場合、前記ユーザの位置に最も近い前記開閉部材を移動させる、ことを特徴とする。
請求項４の発明にかかる車両制御装置は、前記開閉部材は、車両への進入口を覆うドア部材、前記ドア部材に設けられた窓部材、および前記車両の駆動用エネルギーの供給インターフェースを覆う蓋部材のいずれかであり、前記駆動制御部は、前記車両への指示が前記ドア部材、前記窓部材、および前記蓋部材のいずれかの開閉指示だった場合、前記ユーザの位置に最も近い当該部材を開閉させる、ことを特徴とする。
請求項５の発明にかかる車両制御装置は、前記車両の外部には複数の前記集音部が設けられており、前記音声認識部は、複数の前記集音部における前記発話の集音時刻のずれに基づいて前記ユーザの位置を認識する、ことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、車両外部に位置するユーザから音声により車両各部の駆動指示を受け付けるに当たって、ユーザの位置に基づいて車両各部の駆動態様を変更するので、ユーザの意図に即した駆動態様を実現しやすくする上で有利となる。また、これにより、ユーザは車両への指示の発話時に発する情報量が少なくて済み、短時間で車両への指示を完了させる上で有利となる。
請求項２の発明によれば、他人の発話による誤動作や悪意ある者によるいたずら等を防止することができる。
請求項３の発明によれば、車体の開口に設けられた開閉部材の移動指示があった場合に、ユーザの位置に最も近い開閉部材を移動させるので、ユーザが開口を用いて作業等を行う際に具体的に開閉部材を指定することなく意図する開閉部材を移動させることができる。
請求項４の発明によれば、開閉部材がドア部材の場合には、例えば荷物等でユーザの両手が使えない場合などでも迅速に車両を乗降する上で有利となる。また、開閉部材が窓部材の場合には、ドア部材を開けることなく車外から車内の確認をしたり、車内への忘れ物を取り出したりする上で有利となる。また、開閉部材が車両の駆動用エネルギー供給インターフェースを覆う蓋部材である場合には、車両へのエネルギー供給時に意図した蓋部材を迅速に開閉する上で有利となる。
請求項５の発明によれば、複数の集音部における発話の集音時刻のずれに基づいてユーザの位置を認識するので、精度よくユーザの位置を認識する上で有利となる。

実施の形態にかかる車両制御装置１０の構成を示すブロック図である。 車外用マイク１２Ａ〜１２Ｄの設置例を示す説明図である。 車両制御装置１０の処理を示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照して、本発明にかかる車両制御装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
図１は、実施の形態にかかる車両制御装置１０の構成を示すブロック図である。
車両制御装置１０は、音声によるユーザからの指示を認識し、当該指示に従って車両各部の駆動を制御する。車両各部とは、例えばドア部材や窓部材等の開閉部材、車両の駆動機構（駆動用モータやエンジン、ステアリング機構、ブレーキ機構など）、ランプ類などである。本実施の形態では、車両制御装置１０の制御対象とする車両部位が、車両のドア部材２０であるものとする。

車両制御装置１０は、集音部１２、音声認識ＥＣＵ（音声認識部）１４、車両制御ＥＣＵ（駆動制御部）１６を備える。
集音部１２は、車両の外部に位置するユーザの発話を集音する。より詳細には、集音部１２は、空気振動として到達したユーザの発話を検知し、音声データに変換する。
本実施の形態では、集音部１２として車両外部に設けられた複数の車外用マイク１２Ａ〜１２Ｄを用いる。なお、車両内部にも車内に位置するユーザの発話を集音する車内用マイク１２Ｅが設けられている。
図２は、車外用マイク１２Ａ〜１２Ｄの設置例を示す説明図である。
車外用マイク１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄは、それぞれ車両Ｃの右前方部、左前方部、右後方部、左後方部に設置されている。なお、図２における車外用マイク１２Ａ〜１２Ｄの形状は模式的なものであり、実際には小型マイクが車両の外観を損ねない方法で設置されている。
このように複数の車外用マイク１２Ａ〜１２Ｄを設置するのは、後述するように発話したユーザの位置を推定するためである。
なお、本実施の形態では複数の車外用マイクを用いるが、発話したユーザの位置を特定できれば、車外用マイクの設置数はいくつであってもよい。

図１の説明に戻り、音声認識ＥＣＵ１４は、集音部１２で集音されたユーザの発話に基づいて、ユーザの位置および車両への指示を認識する音声認識部として機能する。
音声認識ＥＣＵ１４は、ＣＰＵ、制御プログラムなどを格納・記憶するＲＯＭ、制御プログラムの作動領域としてのＲＡＭ、各種データを書き換え可能に保持するＥＥＰＲＯＭ、周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部などによって構成され、上記ＣＰＵが各種プログラムを実行することにより、ユーザ認証部１４０、位置推定部１４２、指示認識部１４４として機能する。

ユーザ認証部１４０は、集音部１２で生成した音声データを、予め登録しておいたユーザ（車両への指示を与える権限がある者）の声紋データと照合し、発話した人物がユーザであるかを判断する。このようなユーザ認証を行うのは、他人の発話による誤動作や悪意ある者によるいたずら等を防止するためである。
ユーザ認証の精度を向上させるため、ユーザ認証用の声紋データを特定の語句を発話した際の声紋データとしてもよい。例えば、後述するように、音声による指示を開始するためのトリガとなる語句（例えば「ヘイ！ミツビシ」など）の声紋データをユーザ認証用声紋データとしてもよい。

また、上述した声紋データによるユーザ認証に代えて、または声紋データによるユーザ認証とともに、車両のキーレスオペレーション用キーが周囲にあることを検知することによりユーザ認証を行ってもよい。
また、車両外部にスイッチまたはタッチセンサ等を設けておき、キーレスオペレーション用キーが周囲にあることを検知した上で（ユーザ認証成立）、ユーザが上記スイッチまたはタッチセンサに触れた状態で発話した場合に車両に対する指示を受け付けてもよい。この場合、ユーザはスイッチまたはタッチセンサのごく近傍にいるため、後述する位置推定部１４２の処理は不要となる。

また、ユーザ認証部１４０によるユーザ認証が成立した場合に、その旨をユーザが認識できるようなアンサーバックを行ってもよい。
これは、音声による指示は、ボタン等の操作部を用いた指示と比較して、車両側に指示が伝わったかどうか分かりにくい場合があるためである。
ユーザ認証後にアンサーバックを行うことにより、ユーザは自身の発した指示を車両が認識し、また受け付ける準備ができていることを確認することができ、安心して車両に対する指示の発話を行うことができる。
アンサーバックの例としては、車両外部のランプ（前照灯やハザードランプ、バックランプなど）の点灯（点滅や点灯、パッシングなど）、ホーン等による発音などが挙げられる。また、車両外部に専用のインジケータを設けて、音声の認識状態（例えばユーザ認証成立／不成立や指示内容の認識完了、音量不足による指示不成立など）をランプの点灯状態などにより確認できるようにしてもよい。
本実施の形態では、ユーザ認証成立時のアンサーバックとして、ハザードランプ２４を点灯させるものとする。ユーザ認証部１４０は、ユーザ認証が成立した場合には、車両制御ＥＣＵ１６にハザードランプを２回点滅させるよう制御信号を送信する。

位置推定部１４２は、集音部１２で集音した発話を発したユーザの位置を推定する。
本実施の形態では、複数の車外用マイク１２Ａ〜１２Ｄにおける発話の集音時刻のずれに基づいてユーザの位置を認識する。
例えば、図２では車両右側方にユーザＵが位置して発話を行っており、車両右前方部の車外用マイク１２Ａにおける発話集音開始時刻ＴＡと、車両右後方部の車外用マイク１２Ｃにおける発話集音開始時刻ＴＣとの差が３／３４０秒であったものとする（ＴＣ−ＴＡ＝３／３４０、車両右後方部の車外用マイク１２Ｃの方が遅く集音開始）。
音速は気温１５℃で約３４０ｍ／ｓなので、音源からの距離が１ｍ違えば到達時間には１／３４０秒の差が生じる。すなわち、上記の例では、ユーザＵと車外用マイク１２Ｃとの距離は、ユーザＵと車外用マイク１２Ａとの距離よりも３ｍ長いことがわかる。
車外用マイク１２Ａと車外用マイク１２Ｃとの間の距離は既知（図２の例では４．６ｍ）であるため、幾何的にユーザＵの位置を特定することができる。上記の例ではユーザＵは車外用マイク１２Ａから２ｍ、車外用マイク１２Ｃから５ｍの地点Ｐに位置すると推定できる。
また、左前方部の車外用マイク１２Ｂにおける発話集音開始時刻ＴＢ、左後方部の車外用マイク１２Ｄにおける発話集音開始時刻ＴＤも併せて考慮することにより、より精度よくユーザＵの位置を推定することができる。

なお、位置推定部１４２によるユーザの位置推定は、発話の集音時刻のずれを用いるに限らず、例えば複数の車外用マイク１２における発話の音圧の大小を用いるなど、従来公知の様々な方法を適用可能である。
また、位置推定部１４２によりユーザの位置を特定した後に、例えば車外カメラでユーザを追跡し、継続的に位置を把握するようにしてもよい。これにより、位置認識の精度をより向上させることができる。

指示認識部１４４は、ユーザの発話から車両への指示内容を認識する。指示認識部１４４は、従来公知の音声認識技術を用い、ユーザの発話内容を示す文字列を推定し、当該文字列が示す意味を推定する。例えば、「ドア開けて」、「開けて」などは車両のドア部材の開放指示であるものと推定する。また、単に「ドア」と発話された場合、ドア部材が現状開放されている場合はドアの閉鎖指示、ドア部材が現状閉鎖されている場合はドアの開放指示であると推定する。

車両制御ＥＣＵ１６は、指示認識部１４４により認識された車両への指示に従って車両各部を駆動する駆動制御部として機能する。
上述のように、本実施の形態では、車両制御装置１０の制御対象とする車両部位を車両への進入口を覆うドア部材２０（２０Ａ〜２０Ｅ）とする。ドア部材２０Ａ〜２０Ｅは、それぞれ右前ドア部材２０Ａ（右ハンドル車における運転席用ドア部材）、左前ドア部材２０Ｂ（右ハンドル車における助手席用ドア部材）、右後ドア部材２０Ｃ（後部座席用ドア部材）、左後ドア部材２０Ｄ（後部座席用ドア部材）、後部ドア部材２０Ｅ（テールゲート用ドア部材）である。

ここで、車両制御ＥＣＵ１６は、ユーザからの指示に従って車両各部を駆動する際に、ユーザの位置に基づいて車両各部の駆動態様を変更する。
例えば、車両への指示がドア部材２０の開閉指示（開放指示または閉鎖指示）であった場合、ユーザの位置に最も近いドア部材２０を開閉させる。具体的には、例えば図２のような位置関係でユーザＵからドア部材２０の開閉指示があった場合には、ユーザＵに最も近い右前ドア部材２０Ａを開閉させる。これは、車両に同じ種類の部材が複数ある中で、ユーザからその部材に対する指示があった場合、ユーザから最も近い部材に対する指示である可能性が高いためである。
なお、例えばユーザＵからの指示に具体的な部材の位置を指定する語句が含まれていた場合には、当然に当該指示で指定された部材を駆動する。例えば、ユーザが図２のような位置にいる際に、「テールゲートドア開けて」などと発話した際には、ユーザの位置に関わらず後部ドア部材２０Ｅを開閉させる。

このようなドア部材２０の駆動方法を適用できる他の部材として、例えばドア部材に設けられた窓部材や、車両の駆動用エネルギーの供給インターフェース（以下、「エネルギー供給ＩＦ」という）を覆う蓋部材などが挙げられる。これらの部材には、車体に設けられた開口をふさぐ位置と開口を閉じる位置との間で移動可能な開閉部材である、という共通点がある。車両制御ＥＣＵ１６は、車両への指示がこのような開閉部材の移動指示（開閉指示）であった場合、ユーザの位置に最も近い開閉部材を移動（開閉）させる。
窓部材に関しては、後部ドア部材２０Ｅを除き、各ドア部材２０に対応して設けられているため、ドア部材２０と同様に駆動を制御すればよい。
また、エネルギー供給ＩＦの蓋部材に関しては、例えば車両の一方の側部（例えば右側）に急速充電口、他方の側部（例えば左側）に普通充電口があり、それぞれを覆う蓋部材がある場合や、プラグインハイブリッド車両において、一方の側部（例えば右側）に充電口、他方の側部（例えば左側）に給油口があり、それぞれを覆う蓋部材がある場合などが該当する。この場合、ユーザは使用したい方のエネルギー供給ＩＦに近い位置で「充電口開けて」、「リッドオープン」などと指示すると考えられる。よって、上述したドア部材２０と同様の制御が有効と考えられる。

図３は、車両制御装置１０の処理を示すフローチャートである。
車両制御装置１０は、車両の停車中など車両外部からの指示がある可能性がある際は、全ての車外用マイク１２Ａ〜１２Ｄを待機状態とし、全方位集音状態でユーザからの発話を待機する（ステップＳ４００）。
いずれかの車外用マイク１２でユーザ認証用の発話を集音すると（ステップＳ４００：Ｙｅｓ、ユーザ側のステップＳ５００）、ユーザ認証部１４０は、今回集音した音声データの声紋と、予め登録されたユーザの声紋が一致するか否かを判断する（ステップＳ４０２）。
声紋が一致する、すなわちユーザ認証が成立した場合は（ステップＳ４０６：Ｙｅｓ）、車両制御ＥＣＵ１６にハザードランプ２４の点灯用制御信号を送信し、ハザードランプ２４を点灯させることによりアンサーバックを行う（ステップＳ４０６）。
また、声紋が一致しない、すなわちユーザ認証が成立しない場合は（ステップＳ４０６：Ｎｏ）、ユーザの発話を無視し、ステップＳ４００に戻る。この時、例えば車外にエラー音を出力するなど、ユーザ認証が成立しなかったことをユーザが把握できるようにしてもよい。

つぎに、車両制御装置１０は、位置推定部１４２によって発話したユーザの位置を推定する（ステップＳ４０８）。そして、ユーザの位置に近いマイクにおける音声検出精度を上げる、すなわちユーザの位置に近いマイクの優先順位を上げる（ステップＳ４１０）。これにより、より高精度にユーザからの指示を認識することができる。
車両制御装置１０は、ユーザからの指示発話があるまで待機する（ステップＳ４１２：Ｎｏのループ）。指示発話がない状態がユーザ認証の成立後所定時間以上継続すると（ステップＳ４１４：Ｙｅｓ）、ステップＳ４００の待機状態に戻る。

ステップＳ４０６でアンサーバックを受けたユーザは、アンサーバック確認後（ステップＳ５０２）、車両への指示発話を行う（ステップＳ５０４）。
ユーザ認証の成立後所定時間経過する前にユーザからの指示発話（本実施の形態では、ドア部材２０の開放指示）があると（ステップＳ４１２：Ｙｅｓ）、ユーザ認証部１４０は、指示発話から得られた声紋を再度認証用の声紋データと照合する（ステップＳ４１６）。声紋が一致しない場合は（ステップＳ４１６：Ｎｏ）、近くにいる他者の発話を集音した等が考えられるため、ステップＳ４１２に戻り、再度の指示発話を待機する。なお、この時も車外へのエラー音の出力などを行い、ユーザ認証が成立しなかったことをユーザが把握できるようにしてもよい。
そして、声紋が一致する場合は（ステップＳ４１６：Ｙｅｓ）、ステップＳ４０８で検出したユーザの位置に最も近いドア部材２０を開放する（ステップＳ４１８）。
ユーザは、ドア部材２０が開放された乗車口から車内へ進入（乗車）する（ステップＳ５０６）。

以上説明したように、実施の形態にかかる車両制御装置１０によれば、車両外部に位置するユーザから音声により車両各部の駆動指示を受け付けるに当たって、ユーザの位置に基づいて車両各部の駆動態様を変更するので、ユーザの意図に即した駆動態様を実現しやすくする上で有利となる。また、これにより、ユーザは車両への指示の発話時に発する情報量が少なくて済み、短時間で車両への指示を完了させる上で有利となる。
また、車両制御装置１０によれば、登録しておいたユーザの声紋データを用いて発話した人物が正規のユーザであるかを判断するので、他人の発話による誤動作や悪意ある者によるいたずら等を防止することができる。
また、車両制御装置１０によれば、車体の開口に設けられた開閉部材の移動指示があった場合に、ユーザの位置に最も近い開閉部材を移動させるので、ユーザが開口を用いて作業等を行う際に具体的に開閉部材を指定することなく意図する開閉部材を移動させることができる。
例えば、開閉部材がドア部材の場合には、例えば荷物等でユーザの両手が使えない場合などでも迅速に車両を乗降する上で有利となる。また、開閉部材が窓部材の場合には、ドア部材を開けることなく車外から車内の確認をしたり、車内への忘れ物を取り出したりする上で有利となる。また、開閉部材が車両のエネルギー供給ＩＦを覆う蓋部材である場合には、車両へのエネルギー供給時に意図した蓋部材を迅速に開閉する上で有利となる。
また、車両制御装置１０によれば、複数の車外用マイク１２Ａ〜１２Ｄにおける発話の集音時刻のずれに基づいてユーザの位置を認識するので、精度よくユーザの位置を認識する上で有利となる。

なお、本実施の形態では、車両制御装置１０の制御対象とする車両部位を車両のドア部材２０（または窓部材等の開閉部材）であるものとしたが、本発明の適用はこれに限らず、ユーザの位置と車両各部の駆動態様との連動が有効な場合に広く適用することができる。
例えば、商業施設等の駐車場などで自車両の位置が分からなくなった時に、ユーザが周囲に「どこ？」などと呼びかけると、ユーザの位置に近いランプを点灯させるなどが考えられる。この場合、例えばユーザが右斜め前方方向にいる場合には、右側の前照灯を点灯させる。また、視認性を向上させるために右側の前照灯に加えて左側の前照灯を点灯させるようにしてもよい。一方で、ユーザから視認できない車両後部ランプは点灯しない。
また、車両に照射方向を変更可能なビームランプを搭載し、ユーザの位置に向かってビーム光を照射することにより、自車両の位置を認識させるようにしてもよい。

また、例えば自動運転機能が搭載された車両では、ユーザが「こっちに来て」などと車両を自身の近傍に移動させるように指示する場合が考えられる。このような場合、ユーザ側に特定の席への進入用ドアが位置するように車両を移動させるようにしてもよい。
例えば、ユーザが通常車両を運転する者（例えばキーレスオペレーション用キーを所持する者）である場合には、ユーザ側に運転席への進入用ドアが位置するように車両を移動させる。
また、例えば声紋によってユーザ個人を認証し、当該ユーザが通常乗車する席が決まっている場合には、当該通常乗車する席への進入用ドアがユーザ側に位置するように車両を移動させるようにしてもよい。例えばユーザが子供である場合に、当該子供用のチャイルドシートが設置されている席側のドアがユーザ側になるように車両を移動させる、などが想定される。また、車内に設けられたカメラにより、各ユーザの通常乗車位置を把握して移動方向（ユーザ側となるドア）を決定してもよい。

１０ 車両制御装置
１２ 集音部
１２Ａ-１２Ｄ 車外用マイク
１２Ｅ 車内用マイク
１４ 音声認識ＥＣＵ（音声認識部）
１４０ ユーザ認証部
１４２ 位置推定部
１４４ 指示認識部
１６ 車両駆動ＥＣＵ（駆動制御部）
２０（２０Ａ-２０Ｄ） ドア部材
２４ ハザードランプ

Claims (5)

1. 車両各部の駆動を制御する車両制御装置であって、
   前記車両の外部に位置するユーザの発話を集音する集音部と、
   集音された前記発話に基づいて、前記ユーザの位置および前記車両への指示を認識する音声認識部と、
   前記車両への指示に従って前記車両各部を駆動する駆動制御部と、を備え、
   前記駆動制御部は、前記ユーザの位置に基づいて前記車両各部の駆動態様を変更する、
   ことを特徴とする車両制御装置。
2. 前記音声認識部は、前記集音部で生成した音声データを予め登録しておいた前記ユーザの声紋データと照合し、発話した人物が当該ユーザであるかを判断するユーザ認証部を有している、
   ことを特徴とする請求項１記載の車両制御装置。
3. 前記車両には、車体に設けられた開口をふさぐ位置と前記開口を閉じる位置との間で移動可能な開閉部材が複数設けられており、
   前記駆動制御部は、前記車両への指示が前記開閉部材の移動指示であった場合、前記ユーザの位置に最も近い前記開閉部材を移動させる、
   ことを特徴とする請求項１または２記載の車両制御装置。
4. 前記開閉部材は、車両への進入口を覆うドア部材、前記ドア部材に設けられた窓部材、および前記車両の駆動用エネルギーの供給インターフェースを覆う蓋部材のいずれかであり、
   前記駆動制御部は、前記車両への指示が前記ドア部材、前記窓部材、および前記蓋部材のいずれかの開閉指示だった場合、前記ユーザの位置に最も近い当該部材を開閉させる、
   ことを特徴とする請求項３記載の車両制御装置。
5. 前記車両の外部には複数の前記集音部が設けられており、
   前記音声認識部は、複数の前記集音部における前記発話の集音時刻のずれに基づいて前記ユーザの位置を認識する、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の車両制御装置。

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