JP2019028498A

JP2019028498A - 通知方法、通知装置、および発音装置

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Publication number: JP2019028498A
Application number: JP2017143671A
Authority: JP
Inventors: 利明中山; Toshiaki Nakayama
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-07-25
Filing date: 2017-07-25
Publication date: 2019-02-21
Also published as: WO2019021869A1; US20200160673A1; CN110998680A; DE112018003814T5

Abstract

【課題】安全な位置にいる対象者への通知を抑制し、安全ではない位置にいる対象者に通知する技術を提供する。
【解決手段】通知システムにおいて制御部は、Ｓ１１０，Ｓ１２０で、超音波出力部にて送信されたパターン音を検知する。パターン音とは、通知領域に対して送信される音波であって、指向性を有する特定のパターンを有する音を表す。制御部は、Ｓ１３０，Ｓ１４０で、パターン音を検知すると対象者に対する通知を行う。
【選択図】図５

Description

本開示は、音波を検知して通知する技術に関する。

下記の特許文献１には、歩行者等の対象者によって所持される所持装置が、車両から発せられる音を検知すると通知を行う技術が提案されている。

特許第４６７８６８号公報

特許文献１の技術では、安全でない位置にいる対象者に対して通知を行う場合には、通知が有効に機能するが、車両から発せられる音を検知すれば、車両との関係で安全な位置にいる対象者に対しても通知を行うので、この場合の通知が煩わしいという問題があった。車両以外であっても、安全な位置にいる対象者に対して通知を行う構成は、通知が煩わしいという問題がある。
本開示は、安全な位置にいる対象者への通知を抑制し、安全ではない位置にいる対象者に通知する技術を提供する。

本開示の通知方法は、対象者が所持して行動する所持装置（１Ｂ）が実行し、所持装置が予め設定された対象領域（５１，５２）に位置することを通知する通知方法（Ｓ１１０〜Ｓ１４０）であって、検知工程（Ｓ１１０，Ｓ１２０）と、通知工程（Ｓ１３０，Ｓ１４０）と、を実行する。

検知工程では、音波送信部（２０）にて送信されたパターン音を検知する。なお、音波送信部は、対象領域に対して特定のパターンの音を表すパターン音を送信するように構成される。通知工程では、パターン音を検知すると対象者に対する通知を行う。

このような通知方法によれば、パターン音によって形成された対象領域にいる対象者に対して通知を行うので、安全でない領域を対象領域に設定すれば、安全な位置にいる対象者への通知を抑制し、安全ではない位置にいる対象者に通知することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。

第１実施形態において、通知システムの構成を示すブロック図である。第１実施形態において、通知領域の設定例を示す側面図である。第１実施形態において、通知領域の設定例を示す平面図である。音場生成装置が出力するパターン音の一例を示す波形図である。所持装置の制御部が実行する危険通知処理のフローチャートである。通知例を示す説明図である。第２実施形態において、通知領域の設定例を示す平面図である。

以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。
［１．第１実施形態］
［１−１．構成］
図１に示す通知システム１は、対象者が所持して行動する所持装置１Ｂが予め設定された対象領域内に位置する場合に所持装置１Ｂが対象者に対して通知を行うシステムである。

ここで、対象者とは、通知の対象となる人物を表す。例えば、対象者には、一般的な歩行者、視覚障碍者等が該当する。また、対象領域とは、対象者にとって危険を及ぼす可能性がある領域、つまり安全でない領域を示す。また、対象領域は、音源に対して特定の方向、角度範囲内のみに設定される。例えば、本実施形態の対象領域は、鉄道駅のプラットホームの端部に設定され、また、音源となるスピーカから下向きの所定の角度範囲内（例えば音軸を中心にその周囲５ｄｅｇの範囲内等）に設定される。

通知システム１は、図１に示すように、音場生成装置１Ａと所持装置１Ｂとを備える。
音場生成装置１Ａは、所持装置１Ｂの外部に配置され、超音波による音場である通知領域５１を形成する装置である。音場生成装置１Ａは、処理部１０と、超音波出力部２０とを備える。なお、通知領域５１は、対象領域の少なくとも一部を含むように設定され、本実施形態では、通知領域５１と対象領域とが一致するものとして説明する。

所持装置１Ｂは、対象者が所持して行動する装置であり、例えば、携帯電話機、スマートフォン、ウェアラブルコンピュータ（wearable computer）等として構成される。所持装置１Ｂは、制御部３０と、超音波検知部４１と、通知部４２とを備える。

音場生成装置１Ａにおいて、超音波出力部２０は、超音波アンプ２１と、超音波スピーカ２２とを備える。
超音波アンプ２１は、処理部１０にて生成された信号の波形を予め設定された増幅率となるように増幅して、超音波スピーカ２２から出力する。なお、超音波アンプ２１は、超音波スピーカ２２毎に設けられてもよいし、複数の超音波スピーカ２２に対して設けられてもよい。

超音波スピーカ２２は、人間の可聴帯域よりも高い周波数（例えば２０ｋＨｚ以上）の空気振動を発生させる超音波発生器であり、例えば、超音波再生に適した圧電スピーカとして構成されている。圧電スピーカには、セラミックスピーカ、ピエゾスピーカ等が含まれる。

超音波スピーカ２２は、図２、図３に示すように、鉄道駅のプラットホーム７２の天井７１において、鉄道車両８０の進行方向に沿って並べて配置される。超音波スピーカ２２による音波が出力される領域、つまり所持装置１Ｂによって音波を検知しうる領域を通知領域５１と呼ぶ。なお、図２および図３にて示す通知領域５１は、超音波スピーカ２２によって音波が出力される方向の中心での音圧、つまり音軸での音圧に対して、例えば−６ｄＢ以上となる領域を示す。

複数の超音波スピーカ２２は、それぞれ、プラットホーム７２に配置された点字ブロック等の黄線７３とプラットホーム７２の端部７４との間の領域が、通知領域５１内になるよう設定される。複数の超音波スピーカ２２は、黄線７３およびプラットホーム７２の端部７４の間の領域を通知領域として、この通知領域の全域が通知領域５１となるように、概ね等間隔で配置される。複数の超音波スピーカ２２による通知領域５１は、互いに一部が重なるように配置されてもよい。

このように通知領域５１を設定することで、所持装置１Ｂがプラットホーム７２の端部７４に近づくと、対象者に通知を行う構成にすることができる。つまり、通知システム１は、所持装置１Ｂを所持する対象者に対して、対象者がプラットホーム７２の端部７４から鉄道車両８０の走行領域７８に転落する前に、対象者自身に転落の危険が及んでいることを察知させる。

所持装置１Ｂにおいて、超音波検知部４１は、超音波スピーカ２２から発せられる音を検知可能なマイクとして構成される。超音波検知部４１は、超音波を検知できることが好ましいが、超音波スピーカ２２から発せられる音が可聴音に変調されている場合には、この可聴音を検知できる構成であればよい。超音波検知部４１は、例えば、音声通話用のマイクを採用することができる。

通知部４２は、所持装置１Ｂの対象者に対する通知を行う周知の構成を備える。通知部４２は、例えば、音によって通知を行うためのスピーカ、光によって通知を行う発光部、振動によって通知を行う振動部、臭いによって通知を行う発臭部等として構成することができる。特に、本実施形態では、通知部４２は、周知のバイブレータを有する振動部として構成される。

音場生成装置１Ａの処理部１０および所持装置１Ｂの制御部３０は、それぞれＣＰＵ１１，３１と、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ（以下、メモリ１２，３２）と、を有する周知のマイクロコンピュータを中心に構成される。処理部１０および制御部３０の各種機能は、ＣＰＵ１１，３１が非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、メモリ１２，３２が、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。

また、このプログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実行される。なお、非遷移的実体的記録媒体とは、記録媒体のうちの電磁波を除く意味である。また、処理部１０および制御部３０を構成するマイクロコンピュータの数は１つでも複数でもよい。

音場生成装置１Ａの処理部１０は、ＣＰＵ１１がプログラムを実行することで実現される機能の構成として、パターン生成部１６と、信号生成部１７と、を備える。一方、所持装置１Ｂの制御部３０は、ＣＰＵ３１がプログラムを実行することで実現される機能の構成として、フィルタ部３６と、パターン認識部３７と、通知判定部３８とを備える。

処理部１０および制御部３０を構成するこれらの要素を実現する手法はソフトウェアに限るものではなく、その一部または全部の要素について、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現してもよい。例えば、上記機能がハードウェアである電子回路によって実現される場合、その電子回路は多数の論理回路を含むデジタル回路、またはアナログ回路、あるいはこれらの組合せによって実現してもよい。

音場生成装置１Ａの処理部１０において、パターン生成部１６の機能では、パターン音を出力するための信号パターンを生成する。パターン音とは、通知領域５１に対して送信される音波であって、特定のパターンを有する音を表す。

ここで生成される信号パターンは、例えば図４に示すように、ΔＴ１の時間だけ発音し、その後、ΔＴ２の時間だけ無音となるパターンを４周期分と、ΔＴ３の無音時間とをからなるパターンを連続的に繰り返すパターンとする。

なお、ΔＴ１、ΔＴ２は、超音波検知部４１の分解能に応じて任意に設定され、例えば、ΔＴ１、ΔＴ２は、それぞれ０．８〜２５ｍｓ程度に設定される。また、ΔＴ３は、例えば、ΔＴ１とΔＴ２との和以上の時間であって、例えば、１．６〜５００ｍｓ程度に設定される。

超音波を用いる構成では、可聴音に対して波長が短いので、ΔＴ１、ΔＴ２をより短時間に設定しても、良好に認識しやすくすることができる。
信号生成部１７の機能では、超音波をより低い周波数に変調することによってパターン音を生成し、指向性を有する音として通知領域５１に出力する。信号生成部１７の機能が指向性を有する音を生成するのは、通知領域５１を対象者にとって危険となる領域に限定し、危険とならない領域に通知領域５１が広がりにくくするためである。つまり、音軸に近づくと急激に音圧が上がる特性を有する音で通知領域５１を生成する。

具体的には、信号生成部１７の機能では、所定の周波数（例えば４０ｋＨｚ）を有する振幅一定の超音波の波形を、振幅変調することによって、超音波検知部４１が検知可能な周波数（例えば４ｋＨｚ）であって、かつパターン生成部１６にて生成された信号パターンとなるように、振幅が変更された波形を生成する。なお、この波形を生成するためには、振幅一定の超音波の波形を目標とする周波数に振幅変調した後、信号パターンと一致するよう出力レベルを変更するとよい。

なお、所持装置１Ｂの制御部３０は、フィルタ部３６、パターン認識部３７、通知判定部３８の各機能を用いて、後述する危険通知処理を実施する。
［１−２．処理］
次に、所持装置１Ｂの制御部３０が実行する危険通知処理について、図５のフローチャートを用いて説明する。危険通知処理は、所持装置１Ｂにおいて危険通知に関する所定のアプリケーションが起動されると開始され、その後、繰り返し実施される処理である。

危険通知処理では、まず、Ｓ１１０で、制御部３０はフィルタ部３６の機能を用いて、超音波検知部４１が検知した音波から、超音波スピーカ２２が出力した変調後の周波数に対応する音波を抽出する。この処理では、ソフトウェアの処理として音波を解析し、所定の周波数帯の音波のみを抽出する。なお、周知のバンドパスフィルタ等の周知のハードウェアを用いて本処理を実現してもよい。

続いて、制御部３０は、Ｓ１２０で、パターン認識部３７の機能を用いて、パターン音を認識する。ここでのパターン音は、パターン生成部１６にて生成され、超音波スピーカ２２から出力された音波である。この処理では、Ｓ１１０で抽出された周波数の音波が、ΔＴ１に対応する時間だけ音を検知し、ΔＴ２に対応する時間以上無音となるパターンがＮ周期分検知できたかどうかを判定し、Ｎ周期分のパターンが検知できている場合にパターン音が検知できたと認識する。ここで、Ｎ値は、任意に設定されうるが、例えば、２程度の値に設定される。

続いて、制御部３０は、Ｓ１３０で、通知判定部３８の機能を用いて、パターン音を検知できたか否かを判定する。制御部３０は、Ｓ１３０で、パターン音を検知できていなければ、所持装置１Ｂが通知領域５１外にいるものとして危険通知処理を終了する。

一方、制御部３０は、Ｓ１３０で、パターン音を検知できていれば、Ｓ１４０に移行し、図６に示すように、通知部４２を構成するバイブレータを振動させることによって対象者８１に対する通知を行う。

所持装置１Ｂを身に付けている対象者８１は、通知部４２によって通知を受けるので、自身が通知領域５１内にいることを認知することができる。
［１−３．効果］
以上詳述した第１実施形態によれば、以下の効果を奏する。

（１ａ）上記の通知システム１において、所持装置１Ｂの制御部３０は、超音波出力部２０にて送信されたパターン音を検知する。特に、パターン音は指向性を有する。制御部３０は、パターン音を検知すると対象者に対する通知を行う。

このような通知システム１によれば、パターン音によって形成された通知領域５１にいる対象者に対して通知を行うので、安全でない領域を通知領域５１に設定すれば、安全な位置にいる対象者への通知を抑制し、安全ではない位置にいる対象者に通知することができる。

（１ｂ）上記の通知システム１において音場生成装置１Ａは、超音波によってパターン音を生成して超音波出力部２０を介して対象領域に送信する。そして、所持装置１Ｂの制御部３０は、超音波出力部２０から送信されたパターン音を検知するように構成される。

このような通知システム１によれば、指向性を有する音波、例えば超音波によって生成されたパターン音を用いるので、対象領域をより狭い範囲に設定することができ、このパターン音で形成される通知領域５１内に位置する所持装置１Ｂだけが通知を行う構成にすることができる。

（１ｃ）上記の通知システム１において音場生成装置１Ａは、超音波をより低い周波数に変調することによってパターン音で通知領域５１を形成し、パターン音を対象領域に送信する。そして、所持装置１Ｂの制御部３０は、超音波出力部２０にて送信されたパターン音を検知するように構成される。

このような通知システム１によれば、超音波をより低い周波数に変調した音波を用いてパターン音が生成されるため、所持装置１Ｂが受信可能な音波の周波数に適合させる構成にすることができる。

（１ｄ）上記の通知システム１において所持装置１Ｂの制御部３０は、通知部４２を構成するバイブレータを振動させることによって対象者に対する通知を行うように構成される。

このような通知システム１によれば、振動によって通知を行うので、対象者が視覚障碍者である場合や環境音が大きな領域に対象者が位置する場合であっても、良好に通知を行うことができる。

（１ｅ）上記の通知システム１において音場生成装置１Ａの処理部１０は、パターン生成部１６および信号生成部１７の機能で、指向性を有する特定のパターンの音を表すパターン音を含む音波信号を生成するように構成される。超音波出力部２０は、対象領域に対して音波信号に基づく音波を出力するように構成される。

このような通知システム１によれば、対象領域に対して指向性を有するパターン音を発するので、対象領域内にてこのパターン音を検知できるようにすれば、対象者が対象領域内に位置することを通知することができる。

［２．第２実施形態］
［２−１．第１実施形態との相違点］
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

前述した第１実施形態の通知システム１では、音場生成装置１Ａはプラットホーム７２の天井７１に配置され、対象領域および通知領域５１が鉄道駅のホームの端部に設定された。これに対し、第２実施形態の通知システム２では、図７に示すように、音場生成装置１Ａが乗用車等の道路を走行する車両８６に搭載され、対象領域および通知領域５２が道路上に設定される点で、第１実施形態と相違する。

［２−２．構成］
第２実施形態の通知システム２では、図７に示すように、音場生成装置１Ａは車両８６に搭載され、超音波スピーカ２２は、車両８６の進行方向を向く面において進行方向に向けて配置される。特に本実施形態では、超音波スピーカ２２は、車両８６の前面にて車両前方に向けて配置される。

なお、超音波スピーカ２２は、少なくとも１つ配置されていればよい。また、超音波スピーカ２２は、車両の後面にて車両後方に向けて配置されていてもよい。前面側の超音波スピーカ２２と後面側の超音波スピーカ２２とを配置する場合には、処理部１０が車両の進行方向を検知し、車両の進行方向側の超音波スピーカ２２のみが作動するようにしてもよい。

本実施形態の構成では、車両８６の進行方向側の道路上に対象領域が設定され、この対象領域と一致するように、超音波スピーカ２２による音場としての通知領域５２が形成される。この通知領域５２内に所持装置１Ｂを所持する対象者８７が存在すれば、第１実施形態の構成と同様に通知を行うことができる。

なお、音場生成装置１Ａおよび所持装置１Ｂが実行する処理については第１実施形態の通知システム１と同様の処理を採用することができる。
［２−３．効果］
以上詳述した第２実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果（１ａ）を奏し、さらに、以下の効果を奏する。

（２ａ）第２実施形態の通知システム２では、車両８６の進行方向側に通知領域５２が形成されるので、車両８６の進路上に位置する対象者８７に対する通知を行うことができる。よって、車両８６の走行音が小さい場合であっても、車両８６が接近することを良好に対象者８７に通知することができる。

［３．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

（３ａ）上記実施形態では、音場生成装置１Ａが生成するパターン音として、音圧の強弱を変化させる音波を生成したが、これに限定されるものではない。音場生成装置１Ａは、例えば、音の周波数を変化させることによるパターン音や、複数の周波数の音の合成によるパターン音を生成してもよい。また、音場生成装置１Ａは、音圧の強弱、音の周波数の変化、複数の周波数の音の合成、等を組み合わせたパターン音を生成してもよい。

（３ｂ）上記実施形態では、音場生成装置１Ａが超音波変調によって可聴音のパターン音を生成したが、超音波音域（例えば、２０ｋＨｚ以上）のパターン音を生成してもよい。
このような構成によれば、超音波音域が環境音に含まれにくい音域であるため、パターン音の誤検知を抑制することができる。

（３ｃ）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加または置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

（３ｄ）上述した通知システム１の他、当該通知システム１の構成要素となる各装置、当該通知システム１としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、通知方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。

［４．実施形態の構成と本開示の構成との対応関係］
上記実施形態において音場生成装置１Ａは本開示でいう発音装置に相当し、所持装置１Ｂは本開示でいう通知装置に相当する。また、上記実施形態においてパターン生成部１６、信号生成部１７は本開示でいう音波生成部に相当し、超音波出力部２０は本開示でいう音波出力部および音波送信部に相当する。

また、上記実施形態において通知部４２は本開示でいう振動部に相当する。また、上記実施形態において制御部３０が実行するＳ１１０〜Ｓ１４０の処理は、本開示でいう通知方法に相当し、特に、Ｓ１１０，Ｓ１２０の処理は本開示でいう検知工程および検知部に相当し、Ｓ１３０，Ｓ１４０の処理は本開示でいう通知工程および通知部に相当する。

１，２…通知システム、１Ａ…音場生成装置、１Ｂ…所持装置、０…処理部、１１…ＣＰＵ、１２…メモリ、１６…パターン生成部、１７…信号生成部、２０…超音波出力部、２１…超音波アンプ、２２…超音波スピーカ、３０…制御部、３１…ＣＰＵ、３６…フィルタ部、３７…パターン認識部、３８…通知判定部、４１…超音波検知部、４２…通知部、５１，５２…通知領域、７１…天井、７２…プラットホーム、７３…黄線、７４…端部、７８…走行領域、８０…鉄道車両、８１，８７…対象者、８６…車両。

Claims

対象者が所持して行動する所持装置（１Ｂ）が実行し、前記所持装置が予め設定された対象領域（５１，５２）に位置することを通知する通知方法（Ｓ１１０〜Ｓ１４０）であって、
前記対象領域に対して特定のパターンの音を表すパターン音を送信する音波送信部（２０）にて送信された前記パターン音を検知する検知工程（Ｓ１１０，Ｓ１２０）と、
前記パターン音を検知すると前記対象者に対する通知を行う通知工程（Ｓ１３０，Ｓ１４０）と、
を実行する通知方法。
請求項１に記載の通知方法であって、
前記検知工程では、超音波によって前記パターン音を生成して前記対象領域に送信する音波送信部にて送信された前記パターン音を検知する
通知方法。
請求項２に記載の通知方法であって、
前記検知工程では、超音波をより低い周波数に変調することによって前記パターン音を生成して前記対象領域に送信する音波送信部にて送信された前記パターン音を検知する
通知方法。
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の通知方法であって、
前記通知工程では、振動部（４２）を振動させることによって前記対象者に対する通知を行う
通知方法。
対象者にて所持され、前記対象者が予め設定された対象領域（５１，５２）に位置することを通知するように構成された通知装置（１Ｂ）であって、
前記対象領域に対して特定のパターンの音を表すパターン音を送信する音波送信部（２０）にて送信された前記パターン音を検知するように構成された検知部（Ｓ１１０，Ｓ１２０）と、
前記パターン音を検知すると前記対象者に対する通知を行うように構成された通知部（Ｓ１３０，Ｓ１４０）と、
を備える通知装置。
予め設定された対象領域に対して音波を発するように構成された発音装置（１Ａ）であって、
特定のパターンの音を表すパターン音を含む音波信号を生成するように構成された音波生成部（１６、１７）と、
前記対象領域に対して前記音波信号に基づく音波を出力するように構成された音波出力部（２０）と、
を備える発音装置。