JP4024285B1 - 警報表示システム - Google Patents

Abstract

【課題】 緊急車両からの警報が文字として表示される警報表示システムを提供する。
【解決手段】 例えば、高速道路で渋滞が発生している状態で、緊急車両がサイレン音とともに「左車線をあけて下さい」という文字情報を音響透かし（電子透かし）によって発信すると、音が届く範囲で受信可能な装置を搭載している一般車両のうち左車線を走行している車両は中央の車線に車線変更し、また受信可能な装置を搭載している一般車両のうち中央車線を走行している車両は左車線を走行している車両が中央車線に移るのを容認するため、左側車線があき緊急車両は高速でスムーズに左車線を走行することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、消防車、パトカー、救急車などの緊急車両と一般車両との間の警報表示システムに関する。

消防車、パトカー、救急車などの緊急車両はサイレン（警報音）を鳴らすことで、周囲の車両に緊急事態であることを知らせ、道をあけてもらうようにしている。

特許文献１には、音声により乗員に種々の情報を報知する音声報知手段と、車両の周辺の音を検出するマイクロホンと、マイクロホンで集音した音が緊急自動車のサイレンかどうかを判定する緊急自動車判定手段と、集音した音が前記緊急自動車のサイレンであると判定された場合には、音声報知手段の音量を増大するとともに緊急自動車の接近を報知する報知制御手段とを備えたナビゲーション装置が提案されている。

特許文献２には、緊急自動車などのサイレンや遮断機の警報音を感知して、オーディオ装置の音量を自動的に下げる提案がなされている。

また、特許文献３には、空気中を伝播する音に文字データを重畳させる音響透かし（電子透かしとも称される）技術を利用して、ラジオから流れる音楽に曲名や演奏者名を重畳し、ＣＤプレーヤなどでラジオから音楽が流れている途中で、曲名や演奏者名を表示できるようにしている。

特開２００６−２２０４３５号公報 特開２００２−１９６７８８号公報 特開２０００−１５６０４９号公報

特許文献１または特許文献２のように、緊急車両のサイレン音を検出して、音声報知手段の音量を大きくしたり、オーディオ装置の音量を小さくしても、難聴者やイヤホンを使用して音楽を聴いているドライバーにはサイレンが聞こえないこともある。

また、前方を走行する車両のドライバーがイヤホンを使用して音楽を聴いている場合でも聞こえるように、サイレンの音量を極めて大きくすると、却って周囲のドライバーが驚いてハンドル操作を誤ることも考えられ、更に夜間などは大きな音は近隣の迷惑にもなる。

また、サイレンが聞こえても前方を走行する車両のドライバーはどうしてよいか分からずその場に停止するため、却って緊急車両の進路を妨害することになってしまうことがしばしば起きている。

特許文献３にあっては、緊急車両との関連性は一切開示乃至示唆はされておらず上記の課題の提起も何らなされていない。

上記の課題を解決するため本発明は、緊急車両と一般車両との間の警報表示システムであって、前記緊急車両は特定の波長帯域を文字データに割り当てて発信するスピーカを備え、前記一般車両は前記発信された音を受信するマイクロホンと受信した前記波長帯域の音を文字データに変換して表示する表示装置を備える構成とした。

文字データに割り当てる特定の波長帯域は警報音に重畳させることが考えられる。具体的には、警報音の一部の波長帯域を文字データに割り当てて置き換える。
文字データを警報音に重畳して発信するのが本発明の通常の態様であるが、警察車両などにあってはサイレンを鳴らさずに且つ周囲の車の協力は得たい場合も考えられ、このような場合は人が音声として認識することができない高波長帯域の音を文字データに割り当て、この特定波長帯域の音のみを発信する。

前記表示装置としてはナビゲーション装置のディスプレイを利用することが考えられる。この場合は走行中に地図を表示していてもこの表示に優先して警報表示の文字データを表示することが好ましい。

更に緊急車両は、緊急時には１００ｋｍ／ｈ程度の高速で走行するため、前方を走行している車両との相対速度差が大きい。このため、前方の車両はドップラー効果によって緊急車両が発信したよりも高い波長として受信してしまうため、発信する際に予め補正をかけるようにしてもよい。

本発明に係る警報表示システムによれば、サイレンのみでなく文字として緊急車両からの警報が表示されるので、一般車両のドライバーが緊急事態を認識する確立が従来よりも高くなる。

また、文字情報として一般車両のドライバーに伝達することができるので、単に緊急事態が生じていることだけでなく、例えば、「道路の左側を空けて下さい」とか「右折します」というような情報を伝えることができるので、一般車両のドライバーにとっても自分がどのように道を譲ればよいかが判断でき、却って緊急車両の進路を妨害してしまうことがなくなる。その結果、火災現場、事故現場或いは病院への到達時間の短縮が図れる。

また、文字データは音として発信されるため、到達する距離は極めて限られ、他の通信に障害を起こす可能性もないので、電波法にも抵触しない。

また、文字データを受信して表示する一般車両は、現在では殆んどの車両がナビゲーション装置を搭載しているため、文字データを表示する表示装置としてナビゲーション装置のディスプレイを利用すれば、ダッシュボード前面の限られた部分を有効に活用できる。

更に、緊急車両には、特定の波長帯域の音に文字データを割り当てた割当信号を重畳した音として発信するスピーカを備え、前記一般車両には、前記割当信号を受信するマイクロホンと、受信した前記波長帯域の音から前記割当信号を取り出してから文字データに変換して表示する表示装置を備えようにすることも考えられる。

以下に本発明の最適な実施例を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る警報表示システムの概念図であって、（ａ）は警報を発する前の高速道路の状態を示す鳥瞰図、（ｂ）は警報を発した後の高速道路の状態を示す鳥瞰図、図２は緊急車両側の回路構成図、図３は一般車両側の回路構成図である。

先ず、緊急車両側の回路構成図から説明すると、基本的には電源１、スイッチ２、サイレン音生成部３、文字データが割り当てられた音発生部４、補正回路５及びスピーカ６から構成される。

以下において、文字データとは、後述のキーボードＫで直接入力する少なくとも１つ以上の文字データ群あるいはデフォルトで装置に保存されている文字データ群、更にはネットワークで外部から入力される文字データ群を意味する。

文字データが割り当てられた音発生部４では所定の文字を入力すると、プシュフォン方式によって該当する文字を特定の波長帯域の音に変換する機能と、変換した内容を記憶する機能とを備えている。特定の波長帯域の音への変換方法としては、例えば文字「あ」については８０００〜８０１０Ｈｚの音を割り当て、「い」については８０１０〜８０２０Ｈｚの音を割り当て、「Ａ」については８０５０〜８０６０Ｈｚの音を割り当て、サイレン音生成部３で生成したサイレン音と一緒にスピーカ６から出力する。文字データは、前記の通りに平仮名、片仮名、数字、アルファベットおよび主要な漢字について固有の波長帯域を割り当て、この割り当ては発信側及び受信側で共通なものにしておく。

例えば「左車線をあけて下さい」という文字を入力すると、各文字に相当する波長帯域の音が割り当てられ、この波長帯域の音の組み合わせが記憶される。このように幾つかの表示パターンを予め入力し記憶し、緊急車両側においてその時点で最も適切なものを選択し、サイレン音に重畳してスピーカ６から発信する。
尚、サイレン音と文字データに対応する音とを別々にスピーカ６から発信してもよい。

予めサイレン音と文字データに対応する音とが重畳された合成音を作成するには以下のようにする。ここで図２を用いて説明する。なお、いずれの実施例においてもデータ送信の開始を通知するスタート信号とデータ送信の終わりを通知する終了信号を使って通信期間を明確にする手段を使うことは共通の必須事項である。

上記において、前記スタート信号および終了信号は、例えばテレビなどの赤外線リモコン通信で使うコードを流用して使うことも考えられる。

図２は、プッシュフォン類似方式の緊急車両側の回路構成図の詳細説明である。この例では、キーボードＫなどから入力された少なくとも１つの文字データは該文字データが割り当てられた音発生部４によってプッシュフォンと同様に割り当て音７ａを発生して、ミキサ３１によってサイレン音生成部３で生成された補正サイレン音８ａと混合されてスピーカ６から出力される。前記補正サイレン音８ａとは、サイレン音８から割り当て音７ａの周波数帯域を除去した音であり、本例では理解し易いように割り当て音７ａは単独となっているが、複数ある場合には割り当て音７ａの音域全てを歯抜けとなったサイレン音８ａを生成する必要がある。

こうして複合スピーカ出力音３２にはサイレン音８ａと割り当て音７ａが複合された形で出力されることになる。

この場合には、例えばマイクロチップテクロノジ社のＰＩＣマイコンやＡＴＭＥＬ社のＡＶＲマイコンなどを使ってキード操作によってスイッチの入ったキーボードを検出し、エンドコードすることによりシリアルデータ出力とし、キースキャンコードに変換することも考えられる。更に前記キースキャンコードに対して電子透かしデータ処理を行えば電子透かし音響信号が生成される。

更に、上記の文字データを電子透かしで埋めこんだ音響信号には誤り訂正手段を付加すれば、前記スピーカ６からの音を受信した場合に反射や音響周波数特性の悪化などにより再生データに誤りが生じた場合にも誤り訂正出来る範囲で正しい文字を表示することが可能となる。

また、補正回路５では緊急車両の速度に応じた補正を行う。即ち、緊急車両が高速で走行して前方の一般車両に接近すると、ドップラー効果によって一般車両側では、緊急車両が発信した波長よりも高い周波数の音として受信してしまい、前記割り当てが狂ってしまい、誤った文字データを表示してしまうおそれがある。そこで、補正回路５では緊急車両の速度に応じて発信する文字データに対応する音を低周波側に補正して発信する。尚、緊急車両からの文字データを使用するケースは渋滞していて、道路が一般車両で埋まっている状態が最も考えられるケースであるので、前方を走行する一般車両の速度はゼロと見做して補正すれば、補正はシンプルになる。

また、サイレン音生成部３において、所定文字の入力によって変換された特定の波長帯域音を少なくともひとつの基準周波数音と一緒に発信することも考えられる。

上記において、補正回路５で周期的にシャッフルすれば止まっている車でも、走行中の車でも前記基準周波数が既定周波数になった時の音だけを拾えば正しい割り当て周波数を受信できる。

また、補正回路５を使わずに、受信側で受信した際に、前記基準周波数音を既定周波数に逆変換することにより、前記変換された特定の波長帯域音に戻すことも考えられる。

上記の例としては、プッシュフォン類似方式のエンコードを行っていて、例えば必ず７５００Ｈｚの基準信号の後に文字「あ」を８０００〜８０１０Ｈｚの周波数で、「い」については８０１０〜８０２０Ｈｚの周波数で、「Ａ」については８０５０〜８０６０Ｈｚの周波数で発信することにより、受信された音の先頭部分を７５００Ｈｚに逆変換することにより、後に続く音が８０００〜８０１０Ｈｚの周波数なら「あ」が、８０１０〜８０２０Ｈｚの周波数なら「い」が、８０５０〜８０６０Ｈｚの周波数なら「Ａ」が検出できるようになる。

図３は一般車両側の回路構成図を示している。一般車両側の回路構成は、マイクロホン１１、フィルター１２、音声から文字への変換部１３、ナビゲーション装置１４、ディスプレイ１５、全体を制御するＣＰＵ１６、各種設定値などを保存するメモリＭから構成される。

マイクロホン１１で受信した音声はフィルター１２において、所定の波長帯域のみの音声が選択音域１０として通過し、変換部１３において各波長に対応する文字に変換され、ナビゲーション装置１４のディスプレイ１５に表示される。

この際、変換部１３において所定の文字データを受信したと判断した場合には、ナビゲーション装置１４のＣＰＵ１６に信号を送り、音声から文字への変換部１３で変換した文字データを優先してディスプレイ１５に表示する。

上記において、緊急車両側の回路構成図で説明したように、文字を特定周波数帯域に割り振った場合に基準信号とペアで送信する場合には受信側に基準信号検出回路とＰＬＬ回路などで受信した基準信号周波数を既定周波数に変換する周波数変換回路と追加すれば良い。

またキーボードのシリアルデータ出力を電子透かしで音に埋めこんだ場合には、マイクロチップテクロノジ社のＰＩＣマイコンやＡＴＭＥＬ社のＡＶＲマイコンなどを使って、前記シリアルデータをデコードすることにより文字データを再生することが出来る。

以上において、例えば図１（ａ）は高速道路で渋滞が発生している状態を示しているが、この状態で、緊急車両２０がサイレン音とともに「左車線をあけて下さい」という文字情報を音響透かし（電子透かし）によって発信すると、音が届く範囲で受信可能な装置を搭載している一般車両３０のうち左車線を走行している車両は中央の車線に車線変更し、また受信可能な装置を搭載している一般車両３０のうち中央車線を走行している車両は左車線を走行している車両が中央車線に移るのを容認するため、図１（ｂ）に示すように、左側車線があき緊急車両は高速でスムーズに左車線を走行することができる。

尚、全ての一般車両が受信可能な装置を搭載していなくても、何台かの車両が受信可能な装置を搭載していれば、受信可能な装置を搭載していない車両も追従するため、同様の効果が期待できる。

また、前記緊急車両から発信する電子透かし文字データはＩＤを持ったフレーム形式で通信することが考えられる。これにより、直進する電子透かし音が反射音とが混合しても、ＩＤが読み取れるフレームだけを抽出して再生すれば正しい文字が再生できるので文字化けする確率が低くなるだけでなく、万が一でも反対側車線の車において情報を誤って表示することが防げるフェイルセーフとなる。

更に、電子透かし音の音域を複数種類作って混合して出力することも考えられる。これにより、外気温度を含む車外環境が変化しても受信周波数特性の良い音域の音から文字データを抽出することやデータの補完が出来るので文字を正確に再生できる確率が高くなる。これは例えば、音域を１ｋＨｚから３ｋＨｚを第一周波数帯域、４ｋＨｚから７ｋＨｚを第二周波数帯域、８ｋＨｚから１１ｋＨｚを第三周波数帯域としてそれぞれの周波数帯域で電子透かしを使って埋め込んで同一の文字データを同時送信する方法である。

電子透かしを埋め込んだ音は、例えばサイレンなどの音響信号に埋め込んでも良いし、無音に埋め込んだ電子透かしだけの音でも良い。

また、前記文字データをＡＳＣＩＩコードなどに変換して、後述の様にデジタル信号として電子透かし技術を用いて文字データを音響信号に変換しても良い。この場合にも、図４の様にサイレン音と前記サイレン音の音響スペクトルから前記文字データを電子透かしで埋めこんだ音響信号とを別々にスピーカ６から発信せずに、図２の様に予めサイレン音と文字データに対応する音とが重畳された合成音を作成しておき、この合成音を発信することが考えられる。

図５は、電子透かし方式の緊急車両側の回路構成図の詳細説明である。前例と異なるのは、文字データが割り当てられた音発生部４の代わりに電子透かし音発生部４ａを使っている点である。

前記電子透かし音発生部４ａは所定の狭帯周波数スペクトラムを持つので、サイレン音８から該狭帯周波数スペクトラム領域を除いたサイレン音８ｂとミキサ３１で混合してからスピーカ６で出力する必要がある。

図６（ａ）は、電子透かし方式のデータパケットフォーマット例を示している。前述の通り、パケット方式においては、一般車両側において受信したデータを一度メモリＭに蓄積する必要があるが、緊急車両側の車速に関係なく安定した受信が出来るメリットがある。

この通信方式は非同期型パケット通信であり、データーフレーム３３には、フレーム開始データ３４、制御データ３５、文字情報データ３６，フレーム終了データ３７が含まれる。

フレーム開始データ３４には、ネットワークフレーム構造におけるフラグとアドレスデータが含まれる。

制御データ３５には、制御コマンドとフレームのプロトコル識別値があり、パケット通信を行うにあたっての制御データが含まれる。

文字情報データ３６には、緊急車両側で入力した文字情報そのものが格納されているが、パケット通信の場合には文章を複数パケットに分割することができるので長い文章でも伝送可能となっている。

フレーム終了データ３７には、アドレスからデータ部分までの検査シーケンスデータとフレーム終了の表すフラグが含まれている。

図６（ｂ）は、赤外線リモコンフォーマットを応用したフォーマット例である。赤外線リモコンの場合、フレーム開始データ３４、制御データ３５、文字情報データ３６、制御データの反転値３５ａ、文字情報データの反転値３６ａ、フレーム終了データ３７という順番にデータが緊急車両２０から送出され、一般車両３０によって受信される

上記において、例えば赤外線リモコンの例としてビデオデッキ用リモコンのＰＬＡＹ信号として０ｘ００１５４ｅａｂが使われているが、これを送信開始のスタート信号として使い、ＳＴＯＰ信号の０ｘ００１４ｅｅｂ１を終了信号として使うことにより、通信の開始と終了を定義することが出来る。

また、前記ビデオデッキ用リモコンの早送りＦＷＤ信号として使われる０ｘ００１４８ｅｂ７を“右に寄って下さい“という指令コマンドとして、早戻しＲＥＷ信号として使われる０ｘ００１４ｃｅｂ３を”左に寄って下さい“という指令コマンドとして使えば、前記ＦＷＤ信号又はＲＥＷ信号を送信するだけで、受信側では“右に寄って下さい“又は”左に寄って下さい“という表示をすることが出来る。

図７は、同一データを複数回連続受信して比較校正する原理図である。３８ａ、３８ｂ、３８ｃは同一の仕様でスピーカ６から発信された文字データ音７である。マイク収集音９から再生された文字データ情報３８ａは遅延回路３９ａで遅延され、文字データ情報３８ｂは遅延回路３９ｂで遅延され、文字データ情報３８ｃはストレートに比較校正回路４０に入力され、多数決原理で決まる場合は多数決結果を認識文字データとしてディスプレイ１５に表示し、多数決で決まらない場合はエラー表示を前記ディスプレイ１５に表示するか、又は全く表示しない。

上記の複数同一データの照合回路例は、フェイルセーフ手段として、同一データを複数送信して、これらのデータを比較して多数決原理によって正しいと思われるデータを選択する方法であって、特にパケット通信におけるデータ補完に有効な手段となる。

ここでは３組の文字データあるいはパケットを使った場合を説明するが、データ数は３組に限定するものではなく、２組でも、４組以上でも同様の手法が使える。

前記において、文字情報データは複数連続受信音として扱ったが、例えばマイク収集音９の全体音域を複数に３分割して、それぞれに同一の文字データを電子透かし技術で埋めこんだ場合においても３群の文字データが抽出出来るので、これらを同時に比較校正回路４０に入力することも考えられる。当然のことながら、この場合には遅延回路３９ａ、３９ｂは不要となる。

図８は、コード制御によるナビゲーション装置を使う例を示している。発信側と受信側で取り決めをしておけば、文字コード自体を送受信しなくとも、所定の割当信号によって表示側では所定の表示をすることができる。この場合、特定の音又は音に埋めこまれた割当信号によって、ナビゲーション装置自体にインストールされた画面表示データ及び案内音声を、前記ナビゲーションに画面表示し、音声案内を実行できるようにしている。つまり、緊急車両は特定の波長帯域の音を前記文字コードのに割当信号として発信するスピーカを備え、前記一般車両は前記割当信号を受信するマイクロホンと、受信した前記割当信号を表示制御データに変換して表示する表示装置を備える。

変換部１３までの基本構成は図３と同じであるが、変換部１３において所定の割当信号がＣＰＵ１６によって検出されると、ＣＰＵ１６がデコーダ１７を制御することにより前記所定の割当信号に対応した文字データを表示する表示画面データと案内音声データがデコーダ１７からディスプレイ１５に出力される。

本発明に係る警報表示システムの概念図であって、（ａ）は警報を発する前の高速道路の状態を示す鳥瞰図、（ｂ）は警報を発した後の高速道路の状態を示す鳥瞰図 緊急車両側の回路構成図 一般車両側の回路構成図 プッシュフォン類似方式の緊急車両側の回路構成図の詳細説明 電子透かし方式の緊急車両側の回路構成図の詳細説明 （ａ）電子透かし方式のデータパケットフォーマット例 （ｂ）赤外線リモコンフォーマットを応用したフォーマット例 複数同一データの照合回路例 別実施例における一般車両側の回路構成図

符号の説明

１…電源、２…スイッチ、３…サイレン音生成部、４…文字データが割り当てられた音発生部、４ａ…電子透かし音発生部、５…補正回路、６…スピーカ、７…文字データ音、７ａ…電子透かし音、８…サイレン音、８ａ…補正サイレン音、９…マイク収集音、１０…選択音域、１１…マイクロホン、１２…フィルター、１３…音声から文字への変換部、１４…ナビゲーション装置、１５…ディスプレイ、１６…ＣＰＵ、 １７…デコーダ、 ２０…緊急車両、３０…一般車両、３１…ミキサ、３２…複合スピーカ出力音、３２ａ…電子透かし複合音、３３…データーフレーム、３４…フレーム開始データ、３５…制御データ、３５ａ…制御データの反転値、３６…文字情報データ、３６ａ…文字情報データの反転値、３７…フレーム終了データ、３８ａ〜ｃ…入力データ、３９ａ〜ｂ…遅延回路、４０…比較校正回路、Ｋ…キーボード、Ｍ…メモリ。

Claims (5)

1. 緊急車両と一般車両との間の警報表示システムであって、前記緊急車両は特定の波長帯域の音を文字データに割り当てて発信するスピーカまたは特定の波長帯域の音に文字データを割り当てた割当信号を重畳した音を発信するスピーカを備え、前記一般車両は前記発信された音を受信するマイクロホンと受信した前記波長帯域の音を文字データに変換して表示するナビゲーション装置を備え、前記緊急車両から発信する文字データに割り当てられた波長帯域の音または特定の波長帯域の音に文字データを割り当てた割当信号を重畳した音に、緊急車両の走行方向前方の一般車両との速度差によるドップラー効果を考慮した補正をかけることを特徴とする警報表示システム。
2. 請求項１に記載の警報表示システムにおいて、前記特定の波長帯域は人が音声として認識することができない波長帯域とすることを特徴とする警報表示システム。
3. 請求項１に記載の警報表示システムにおいて、前記ナビゲーション装置は、他の表示に優先して警報表示の文字データを表示することを特徴とする警報表示システム。
4. 請求項１に記載の警報表示システムにおいて、前記文字データをサイレンの音に重畳して発信することを特徴とする警報表示システム。
5. 請求項１に記載の警報表示システムにおいて、前記緊急車両から発信する文字データはＩＤを持ったフレーム形式で通信されることを特徴とする警報表示システム。
   
   

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