JP4703788B2 - 車両位置検出装置及び車両位置検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両音を用いて車両の位置を特定する車両位置検出装置等に関し、特に障害物の陰に隠れた車両の位置を特定する車両位置検出装置に関する。

車両を運転しているときに、自車両の周辺にいる車両や、自車両に接近してくる車両等を検出することは、安全運転に役立つ。従来、このような車両を検出する技術として、様々な方法が提案されている。

たとえば、移動物体が発する音の音圧及び周波数を検出し、検出された音圧及び周波数をもとに移動物体までの距離を特定する技術がある（例えば、特許文献１）。特許文献１では、移動物体が発する音の、異なる周波数ｆ１、ｆ２の音源位置での音圧Ｔ１、Ｔ２（２変数）と、２箇所の検出位置までの距離ｒ１、ｒ２（２変数）の計４変数を、音圧の周波数に基づく距離減衰の式から算出することで、移動物体までの距離を算出している。

また、別の従来技術として、緊急車両が発する警報音の音圧及び周波数を検出し、検出された音圧から距離を算出し、周波数から移動方向を算出し、地図情報を参照することで、緊急車両が存在する位置を特定する技術がある（例えば、特許文献２）。

特開平１−２６５１７６号公報 特開２００５−３０１７５１号公報

しかしながら上記特許文献１と特許文献２で提案されている技術では、検出位置と音源位置の間に障害物がある場合には音圧減衰量が極めて大きくなるため、実際の距離よりも遠方に存在すると誤った判定をする場合があり得る。例えば、これらの技術を見通しの悪い交差点での出会い頭事故の予防に用いた場合には、接近した検出車両を、まだ遠方に存在すると運転者が誤解してしまう可能性がある。つまり、従来の技術では、障害物の陰に隠れた車両の位置を検出できないという問題がある。

そこで、本発明は、前記従来の課題を解決するものであって、障害物の陰に隠れた車両であっても、その車両の位置を特定することができる車両位置検出装置等を提供することを目的とする。

本発明に係る車両位置検出装置は、自車両に搭載され、自車両の周辺にいる車両の位置を検出する車両位置検出装置であって、車両音の伝搬を遮蔽し得る障害物の地理的な位置を示す障害物情報を記憶している障害物情報記憶部と、車両音の音源位置における音圧を示す車両音圧情報を記憶している音圧情報記憶部と、が回折して伝搬する場合における音源と回折点と音の観測点との位置関係と、音圧の減衰量との関係を示す回折情報を記憶している回折情報記憶部と、前記自車両に到来してきた車両音の音圧を検出する音圧検出部と、前記車両音が到来してきた方向を特定する方向特定部と、自車両の位置である自車位置を検出する自車位置検出部と、前記障害物情報記憶部に記憶された障害物情報を参照し、前記自車位置検出部で検出された自車位置から、前記方向特定部で特定された方向に位置する障害物の位置を特定する回折位置特定部と、前記音圧情報記憶部に記憶された車両音圧情報が示す音圧から、前記音圧検出部で検出された音圧を差し引くことで前記車両音の音圧の減衰量を算出し、算出した減衰量と音の伝搬距離に依存する減衰量を示す規則と前記回折情報記憶部が記憶している回折情報が示す関係とに基づいて、前記回折位置特定部で特定された障害物を回折点として回折する音の音源位置を特定することで、当該車両音を発する車両が存在すると予測される位置を特定する音源位置特定部と、前記音源位置特定部で特定された位置を提示する提示部とを備えることを特徴とする。

この構成によると、障害物の位置と音源方向とから車両音の回折位置を特定し、距離による音圧減衰量と合わせて回折位置に依存する遮蔽度合いで定まる音圧減衰量を用いることで、障害物に隠れた車両音の音源位置を特定することができる。つまり、算出した音圧減衰量を、音源位置から回折位置を経て自車両に至るまでの音圧の距離に依存する減衰量と、回折による音圧の減衰量とに分離することで、単に距離だけを考慮した場合に比べ、回折による音圧の減衰を考慮しているので、音源位置を正確に求めることができる。これにより、例えば、見通しの悪い交差点での出会い頭事故の予防に用いた場合には、接近した死角車両とまだ遠方に存在する死角車両とを区別して運転者に提示することができる。

なお、回折情報の具体例として、前記回折情報は、前記位置関係と前記音圧の減衰量との関係として、回折した音の音源から回折点を経て音の観測点に至る行路の距離と、前記音源から前記観測点までの直線距離との差である行路差に依存して音が減衰するときの行路差と音圧の減衰量との関係を示してもよい。このときには、音源位置特定部は、前記音の伝搬距離に依存する減衰量を示す規則と前記回折情報記憶部が記憶している回折情報が示す行路差と音圧の減衰量との関係とに基づいて、前記音源位置を特定することになる。

ここで、前記音源位置特定部は、前記規則と前記関係とを満たし、かつ、前記回折をする音の行路として、複数の行路を特定し、特定した複数の行路における音源位置をつなぐことで線状の領域を特定し、特定した線状の領域内で、前記車両音を発する車両が存在すると予測される位置を特定するのが好ましい。音の伝搬距離に依存する減衰量と音の回折の大きさに依存する減衰量の両方を考慮した場合であっても複数の音の行路が予測される場合があるので、複数の音の行路に対応した幅をもった領域を音源の位置として予測するのが好ましいからである。

また、前記音圧情報記憶部は、複数の周波数について車両音の周波数と前記音圧とが対応づけられた複数の車両音圧情報を記憶しており、前記音圧検出部はさらに、到来してきた車両音を周波数分解することで、当該車両音に含まれる主要な周波数成分の周波数と音圧とを検出する車両音周波数検出部を有し、前記音源位置特定部は、前記車両音周波数検出部で検出された周波数について、前記音圧情報記憶部に記憶された車両音圧情報が示す音圧から、前記車両音周波数検出部で検出された当該周波数に対応する音圧を差し引くことで前記車両音の音圧の減衰量を算出するのが好ましい。

この構成によると、遮蔽度合いで定まる周波数ごとの音圧減衰量の違いにより遮蔽度合いが判定できるため、障害物に隠れた車両音の音源位置を正確に求めることができる。例えば、高い周波数では回折による音圧減衰量が大きく低い周波数では回折による音圧減衰量が小さいため、この特性の差を考慮することにより遮蔽度合いが定まるため音源位置を正確に求めることができる。

また、前記音圧情報記憶部は、複数の異なるエンジン音の基本周波数について、前記複数の車両音圧情報を記憶しており、前記車両音周波数検出部は、到来してきた車両音に含まれる前記エンジン音の基本周波数成分の周波数と音圧とを検出するのが好ましい。このとき、さらに、前記音圧情報記憶部はさらに、前記複数の異なるエンジン音の基本周波数の倍音についても、前記複数の車両音圧情報を記憶しており、前記車両音周波数検出部は、到来してきた車両音に含まれる前記エンジン音の基本周波数成分と倍音成分それぞれの周波数と音圧とを検出し、前記音源位置特定部は、前記車両音周波数検出部で検出された基本周波数成分と倍音成分のそれぞれについて前記線状の領域を特定し、特定した前記基本周波数成分に対応する線状の領域と前記倍音成分に対応する線状の領域とが重なる領域を、前記車両音を発する車両が存在すると予測される位置として特定するのが好ましい。

この構成によると、走行状態や路面状態により音源音圧の変動が起こりやすいタイヤ走行音とは異なり、エンジン音はエンジンの回転数（エンジン音の基本周波数に対応）に対応した特定の音圧の値をもつため、検出位置と音源位置の間の音圧減衰量を正確に求めることができる。さらに、エンジン音は倍音構造をもつため、遮蔽度合いで定まる周波数ごとの音圧減衰量の違いを利用することで、障害物に隠れた車両音の音源位置を正確に求めることができる。例えば、倍音構造における高い周波数のエンジン音では回折による音圧減衰量が大きく、倍音構造における低い周波数のエンジン音では回折による音圧減衰量が小さいため、この特定の差を利用して両周波数における減衰量の関係を満たす音源の位置を算出することにより、より正確な遮蔽度合いが定まるため、音源位置を正確に求めることができる。

また、前記音圧情報記憶部は、前記複数の異なるエンジン音の基本周波数それぞれについて、少なくとも２つの音圧である低音圧と高音圧とを用いた音圧の範囲によって前記音源位置における音圧を示す複数の車両音圧情報を記憶しており、前記音源位置特定部は、前記車両音周波数検出部で検出された周波数に対応する前記車両音圧情報が示す低音圧と高音圧のそれぞれについて、前記音圧情報記憶部に記憶された車両音圧情報が示す音圧から、前記車両音周波数検出部で検出された当該周波数に対応する音圧を差し引くことで、前記車両音の音圧の減衰量を算出し、算出した減衰量から、前記低音圧と前記高音圧のそれぞれについて前記線状の領域を特定し、特定した前記低音圧に対応する線状の領域と前記高音圧に対応する線状の領域とで囲まれた領域を、前記車両音を発する車両が存在すると予測される位置として特定してもよい。

この構成により、音源の音圧に幅があることが考慮されるので、予測される車両の位置に幅が生じ、より現実的な車両位置の予測が可能になる。

また、前記障害物情報記憶部はさらに、道路の位置を示す地図情報を記憶しており、前記音源位置特定部は、前記線状の領域内であって、かつ、前記地図情報が示す道路上の領域を、前記車両音を発する車両が存在すると予測される位置として特定してもよいし、前記音源位置特定部は、前記線状の領域が重なる領域であって、かつ、前記地図情報が示す道路上の領域を、前記車両音を発する車両が存在すると予測される位置として特定してもよいし、前記音源位置特定部は、前記線状の領域で囲まれた領域であって、かつ、前記地図情報が示す道路上の領域を、前記車両音を発する車両が存在すると予測される位置として特定してもよい。

これらの構成によると、道路位置の情報を補足的に用いて音源位置を特定することで、周囲騒音の影響により車両音の音圧の値を正確に検出できなかった場合においても、音源位置を道路位置に拘束することで、音源位置を正確に求めることができる。また、周囲騒音の影響により一部の周波数帯域の音圧の値しか検出できずに、回折による音圧減衰量を正確に求めることができなかった場合においても、音源位置を道路位置に拘束することで、音源位置を正確に求めることができる。

また、音圧記憶部が記憶する音源位置における車両音の音圧の値を学習により更新してもよい。例えば、音源位置と道路位置とに誤差が存在する場合に、音源位置が道路位置に一致するように音圧記憶部が記憶する音源位置における車両音の音圧の値を学習により更新してもよい。これにより、音圧記憶部が記憶した音源位置における車両音の音圧の値がより正確になるため正確な音源位置を求めることができる。

なお、本発明は、このような特徴的な構成要素を備える車両位置検出装置として実現することができるだけでなく、車両位置検出装置に含まれる特徴的な処理部をステップとする車両位置検出方法として実現したり、それらのステップを車両位置検出装置やパーソナルコンピュータ等が備えるコンピュータに実行させるプログラムとして実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc-Read OnlyMemory）等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体やインターネット等の通信ネットワークを介して流通させることができるのは言うまでもない。

本発明によれば、障害物の陰に隠れた車両であっても、その車両の位置が特定される。

これにより、例えば、見通しの悪い交差点での出会い頭事故の予防に用いた場合には、接近してきた死角車両とまだ遠方に存在する死角車両とを区別して運転者に提示することができ、安全運転が確保される。

図１は、実施の形態１における車両位置検出装置の構成図である。 図２は、実施の形態１における車両音の検出を説明する図である。 図３は、実施の形態１における音圧情報を説明する図である。 図４は、実施の形態１における車両領域特定を説明する図（音圧と距離との関係を示す表）である。 図５は、実施の形態１における車両領域特定を説明する図（音圧と距離との関係を示すカーブ）である。 図６は、実施の形態１における車両領域特定を説明する図（特定された車両領域を示す図）である。 図７は、実施の形態１における車両領域特定の提示例を示す図である。 図８は、実施の形態１における車両位置検出装置の動作を示すフローチャートである。 図９は、実施の形態１における車両領域特定を説明する図（音圧と距離との関係を示すカーブ）である。 図１０は、実施の形態１における車両領域特定の具体例を示す図である。 図１１は、実施の形態１における車両領域の提示例を示す図である。 図１２は、実施の形態２における車両位置検出装置の構成図である。 図１３（ａ）及び（ｂ）は、実施の形態２における車両音の周波数特性を示す図である。 図１４は、実施の形態２における車両音圧情報の一例を示す図である。 図１５は、実施の形態２における車両音の検出を説明する図である。 図１６は、実施の形態２における障害物情報の内容を説明する図である。 図１７は、実施の形態２における障害物情報のデータ例を説明する図である。 図１８は、実施の形態２における障害物の位置の特定を説明する図である。 図１９は、実施の形態２における回折情報を説明する図である。 図２０は、実施の形態２における回折情報の一例を説明するグラフである。 図２１は、実施の形態２における車両領域特定を説明する図である。 図２２は、実施の形態２における車両領域の提示例を示す図である。 図２３は、実施の形態２における車両位置検出装置の動作を示すフローチャートである。 図２４は、実施の形態２の変形例における車両音圧情報の一例を示す図である。 図２５は、実施の形態２の変形例における車両領域特定を説明する図である。 図２６は、実施の形態２の変形例における別の車両領域特定を説明する図である。 図２７は、実施の形態２の変形例における車両領域の提示例を示す図である。 図２８は、実施の形態２の変形例における回折情報の他の一例を示す図である。

以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

本発明に係る車両位置検出装置は、車両音の伝搬を遮蔽し得る障害物の陰に隠れた車両（死角車両）であってもその車両の位置を特定できる点に特徴を有するが、当然のことながら、そのような障害物が存在しない場合であっても車両の位置を特定できるので、本明細書では、理解を容易にするために、まず、障害物が存在しない場合における車両位置の特定方法を実施の形態１として説明し、次に、障害物が存在する場合における車両位置の特定方法を実施の形態２として説明する。

（実施の形態１）
まず、本発明に係る車両位置検出装置の実施の形態１について説明する。ここでは、障害物が存在しない場合における車両の位置を特定する方法について説明する。

図１は、本発明の実施の形態１における車両位置検出装置１００の全体構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態１における車両位置検出装置１００は、自車両に搭載され、自車両の周辺にいる車両の位置を検出する装置であって、音圧検出部１０１、音源位置特定部１０２、音圧情報記憶部１０３、提示部１０４、車両音周波数検出部１０５及び方向特定部１０６を備える。

音圧検出部１０１は、マイクロホンなどで構成され、検出位置（つまり、自車両の位置）における車両の音圧（つまり、自車両に到来してきた車両音の音圧）の値を検出する。ここで車両とは自車両の周辺に存在するバイクや自動車等のことであり、車両音とは、バイクや自動車などのエンジン音やロードノイズ、クラクション、救急車両などのサイレン音、電気自動車などが発する信号音などである。なお、音圧検出部１０１として、音を検出するマイクロホンと、検出した音から音圧を特定する処理部とに構成を分けることとしてよいが、ここでは音圧検出部１０１として、マイクロホンだけで構成したとして説明する。

図２は車両音を検出する方法を説明する図である。マイクロホンＡ及びＢは車両の前方バンパーに備えられた音圧検出部１０１の一例である。図２の例では、前方から交差点に接近している車両Ａ（以下、この車両位置検出装置１００によって検出される車両を「被検出車両」ともいう。）が存在しており、マイクロホンＡは車両Ａのエンジン音の音圧５２ｄＢを検出する。

方向特定部１０６は、車両音の到来方向を特定する処理部である。例えば、マイクロホンＡ及びＢで検出された音の到達時間差をもとに車両音の方向を特定する。図２の例に示すように、ここでは、前方のバンパーに音圧検出部１０１として２つのマイクロホン（マイクロホンＡ、マイクロホンＢ）が設けられている。方向特定部１０６は、音圧検出部１０１である当該２つのマイクロホンへの車両音の到達時間差から車両Ａの音源方向を特定する。到達時間差については、２つのマイクロホンの相互相関をとることで算出することが可能である。

図２はさらに車両音の方向を特定する方法を説明する図である。マイクロホンＡ及びマイクロホンＢの間隔をｄ（ｍ）とする。図２の例に示すように、車両Ａ（バイク）のエンジン音が自車両の進行方向に対して方角θ（ラジアン）から検出されるとする。マイク間での到達時間差をΔｔ（ｓ）とし、音速をｃ（ｍ／ｓ）とすると、方向θ（ラジアン）は以下の式１で表すことができる。

図２に示す例の場合、方向特定部１０６は、例えば、車両音の方向は自車両に対して右４５度の方向であると、特定する。

なお、本実施の形態では、検出位置における車両音の音圧の値と車両音の方向を同一のマイクロホンを用いることができるため、システムの簡略化、処理の簡略化、コストの削減を図る効果がある。

また、車両の存在する方向は「４５度から６０度」のように幅を持たせて特定することとしてもよい。車両の存在する方向は理論的には一方向に定まるのだが、実環境下では音の到達時間差に誤差を含むため、存在する方向に誤差が生じる。例えば１００ｍｓ等所定の時間間隔で方向を特定するとした場合、４５度から６０度の間で検出角度がゆらぐ場合がある。そこで所定の時間間隔において特定された方向であって、最小値から最大値の範囲をもつ方位を、特定された方向とする、例えば「４５度から６０度」のように幅を持たせて音源の方向を特定することとしてもよい。

音圧情報記憶部１０３は、音源となる車両の存在する位置（音源位置）における車両音の音圧の値を示す情報（この情報を「車両音圧情報」という。）を記憶するメモリ等である。本実施の形態１において、音圧は、基準音圧を２０μPaとした、いわゆる、音圧レベル（ｄＢ）で表した値として記憶される。

図３は音圧情報記憶部１０３が記憶する音源位置における車両音の車両音圧情報の一例を示す図である。ここでは、各種車両の平均的な（一般的な）音圧の範囲（低音圧及び高音圧）が記録されている。本図では、例えば、車両として４００ｃｃのバイクの車両音圧情報が図示されている。

なお、実験結果より、バイク音の音源位置におけるアイドリング時（１２００ｒｐｍ）の音圧の値は約６８ｄＢであった。また、加速時にギアを変える寸前、例えば５０００ｒｐｍの音圧の値は約７８ｄＢであった。そこで本実施の形態では、音源位置における車両音の音圧の値を、図３に示されるように、例えば６８ｄＢから７８ｄＢという範囲を持たせた値で記憶することとする。音圧は必ずしも一定ではないため、範囲を持たせた値で記憶することで車両の存在する領域を精度良く特定するためである。

音源位置特定部１０２は、検出された車両の音圧と音圧情報記憶部１０３に記憶された車両音圧情報をもとに、自車両から検出された車両までの距離を算出し、音源である車両の存在する領域を特定する処理部である。車両の存在する領域を特定するには、音圧の減衰と距離（音源位置と音検出位置との間の距離、ここでは、検出された車両の位置と自車両の位置との間の距離）との関係から算出する。

音源位置での音圧をｐ（０）とする。音圧は距離の二乗に反比例するため、音源位置から音を検出する地点までの距離をｒ（ｍ）、係数をｋとすると、検出地点ｒ（ｍ）における音圧ｐ（ｒ）は以下の式２であらわすことができる。

従って音圧ｐ（ｒ）をデシベルＰ（ｄＢ）で表すとすると、以下の式３で表すことができる。

図４に各音源位置での音圧に対し、１５ｍ、１８ｍ、・・等、所定の距離だけ離れた位置における音圧を示す表を記す。ここでは、上記式３に従って算出された音圧が例示されている。例えば音源位置における音圧が７８ｄＢの場合、距離１８ｍ離れた位置で７７ｄＢ、４０ｍ離れた位置で７０ｄＢ、１００ｍ離れた位置で６２ｄＢとなっている。音圧が６８ｄＢの場合は、距離１８ｍ離れた位置で６７ｄＢ、４０ｍ離れた位置で６０ｄＢ、１００ｍ離れた位置で５２ｄＢとなっている。また、図５はこれらをグラフで示した図である。横軸を音源からの距離、縦軸をその距離だけ離れた位置における音圧とし、音源位置での音圧が７８ｄＢの場合と６８ｄＢの場合の各距離に対する音圧の変化を示している。音圧が距離に応じて減衰していることが分かる。そして、例えば検出位置での音圧が５２ｄＢの場合（図５における横の点線）、音源位置での音圧が７８ｄＢ（バイクの高音圧）と仮定すると、音源位置は３００ｍ離れた地点、音源位置での音圧が６８ｄＢ（バイクの低音圧）と仮定すると音源位置は１００ｍ離れた地点と、音源位置と検出位置との距離を推定することが可能となる。

図６は車両領域の特定を示す図である。自車両の位置（以下、自車両の位置を「自車位置」という。）とバイクの位置との関係が示されている。本実施の形態の場合、車両音圧情報として、図３に示されるように、バイクの音源位置における音圧として、６８ｄＢから７８ｄＢと蓄積されている。対して自車位置においては、音圧検出部１０１により、音圧が５２ｄＢと検出されている。この場合、音源位置特定部１０２は、上記式２、及び式３をもとに、バイクは自車位置から約１００ｍから約３００ｍ離れた地点に存在していると特定することができる。また、音源方向は、方向特定部１０６により、右４５度から６０度の間と特定されている。そこで、音源位置特定部１０２は、自車に対し右４５度から６０度であって、自車位置から１００ｍから３００ｍ離れた領域（図６に示す斜線の範囲）に車両が存在すると特定する。

提示部１０４は、音源位置特定部１０２で特定された車両の位置を提示する処理部であり、ここでは、音源位置特定部１０２において特定された領域に車両が存在する旨を提示するディスプレイ及びスピーカ等である。

図７は提示部１０４による提示の一例を示す図である。提示部１０４は例えばカーナビゲーション装置の表示画面とする。図７には自車両と周辺の地図情報とが表示されている。音源位置特定部１０２において車両が１００ｍから３００ｍ内に存在すると特定されていることから、提示部１０４は、「周囲１００ｍから３００ｍ内車両接近中」と当該旨を、表示及び音声で、ユーザに通知している。また、図６における斜線で示すように、被検出車両が存在する領域も特定されているため、提示部１０４は、カーナビゲーション装置の画面内に存在する領域を斜線で示してもいる。

図８は本実施の形態における車両位置検出装置１００の動作を示すフローチャートである。

まずマイクロホン（音圧検出部１０１）が車両音を検出する（ステップＳ１０１）。そして方向特定部１０６がマイクロホンＡ及びＢ（音圧検出部１０１）で検出した車両音をもとに車両音の到達時間差を算出して、被検出車両の存在する方向を特定する（ステップＳ１０２）。一方、マイクロホンＡ又はＢ（音圧検出部１０１）が車両音の音圧を検出する（ステップＳ１０３）。そして音源位置特定部１０２は、音圧情報記憶部１０３に蓄積された車両音圧情報を参照し、被検出車両の存在位置（音源位置）における音圧を参照する（ステップ１０４）。そして音源位置特定部１０２は、検出された音圧と検出された車両の存在位置（音源位置）における音圧とから、自車両から被検出車両までの距離を算出し、算出した距離と、被検出車両の存在する方向とから、被検出車両の存在領域を特定する（ステップＳ１０５）。そして提示部１０４は、特定された車両の存在する領域を提示する（ステップＳ１０６）。

以上が車両音の音圧を検出し、被検出車両の存在する領域を特定するフローとなる。そして本発明では、所定のタイミングで車両音の音圧を検出し、上記フローを繰り返すことにより車両の存在する領域を特定し、特定された領域の変化を例えばカーナビゲーション装置の画面などに動画的に表示することとなる。以下、その表示例を具体的に説明する。

図２で示す例では音圧検出部１０１で検出された音圧が５２ｄＢであったが、所定時間経過後のタイミングで検出すると６４ｄＢであったとする。

なお、音源方向は同様に４５度から６０度とする。図９は図５と同様、音圧と距離（自車位置から被検出車両の位置までの距離）の関係を示すグラフである。検出された音圧が６４ｄＢの場合（図９における横の点線の一つ）、音源位置での音圧が７８ｄＢ（バイクの高音圧）と仮定すると、自車位置から被検出車両の位置までの距離は３０ｍ、音源位置での音圧が６８ｄＢ（バイクの低音圧）と仮定すると、自車位置から被検出車両の位置までの距離場合は８０ｍとなる。このことから、検出音圧が５２ｄＢから６２ｄＢへと高くなることで、自車位置から被検出車両の位置までの距離の範囲（バイクの低音圧から高音圧までの範囲に対応する距離の範囲）が狭まることが分かる。

図１０は図６と同様、車両領域の特定を示す図である。この例では、音源位置特定部１０２は、車両が約３０ｍから約８０ｍ離れた地点に存在していると特定することができる。また、音源方向は、方向特定部１０６により、右４５度から６０度の間と特定されている。そこで、音源位置特定部１０２は、自車に対し右４５度から６０度であって、自車位置から３０ｍから８０ｍ離れた領域（図１０に示す斜線の範囲）に車両が存在すると特定する。

図１１は提示部１０４による提示の一例を示す図である。音源位置特定部１０２において車両が３０ｍから８０ｍ内に存在すると特定されていることから、提示部１０４は、「周囲３０ｍから８０ｍ内車両接近中」と当該旨を、表示及び音声で、ユーザに通知している。また、図１０における斜線で示すように存在する領域も特定されているため、提示部１０４は、カーナビゲーション装置の画面内に存在する領域を斜線で示してもいる。

図１１と図７を対比すると、図１１に示される車両領域が狭まっていることが分かる。これは被検出車両が接近するにつれて検出される音圧が変化し、この変化に伴って特定される領域（ここでは、バイクの低音圧から高音圧の音圧範囲に対応する距離の範囲）が変化することによるものである。例えば、まだバイクが遠くに存在する場合、その領域は広範囲となるが、接近するにつれて領域が狭くなり、存在する領域が限定的に特定され、視覚的にもその変化をダイナミックに知覚することができる。

なお、車両音圧情報は、本実施の形態においては車両が存在する位置における音圧をデシベル情報として蓄積し、音源位置特定部１０２において当該デシベル情報を用いて、そのつど自車位置と被検出車両の位置との間の距離を算出していたが、本発明はこのような音源位置の特定に限ったものではない。例えば、図４に示される表のように、検出された音圧に対する距離をあらかじめ算出しておき、算出された距離の範囲を蓄積していることとしてもよい。これにより、計算コストの削減の効果を奏する。また、このような検出音圧と距離との関係は、必ずしも蓄積しておく必要はなく、例えば無線ネットワークなどを介してサーバ装置から取得することとしてもよい。例えば交差点毎、あるいは周囲の建物の状況などにより、検出された音圧に対する音源の位置は毎回同一とは限らない。そこで交差点毎に検出された音圧に対応する音源の距離をサーバ装置から取得することとしてもよい。

（実施の形態２）
次に、本発明に係る車両位置検出装置の実施の形態２について説明する。

本実施の形態２では障害物の陰にいる死角車両の存在領域を特定する手法について説明する。

図１２は本実施の形態における車両位置検出装置２００の構成図である。この車両位置検出装置２００は、自車両に搭載され、自車両の周辺にいる車両の位置を検出する装置であって、音圧検出部１０１ａ、音源位置特定部１０２ａ、音圧情報記憶部１０３ａ、提示部１０４、車両音周波数検出部１０５、方向特定部１０６、自車位置検出部１０７、障害物情報記憶部１０８、回折情報記憶部１０９及び回折位置特定部１１０を備える。以下、実施の形態１と同じ構成要素については同じ符号を付し、実施の形態１と異なる点を中心に説明する。

音圧検出部１０１ａは、前記実施の形態１と同様、車両の音圧を検出するマイクロホン等であるが、車両音を周波数分解して周波数を検出する車両音周波数検出部１０５を有する点で実施の形態１における音圧検出部１０１と異なる。

音圧情報記憶部１０３ａは、実施の形態１における音圧情報記憶部１０３と同様に車両音圧情報を記憶するメモリ等であるが、ここでは、車両音圧情報として、周波数ごとに音源位置における一般的な音圧に関する情報を蓄積する。以下、図を用いて説明する。

人の話す音声は、周期性を有する母音と非周期の子音に大別できることが従来知られている。一方、車両から発せられる音もエンジンの回転数とシリンダー数などに関連して変化する周期性を有するエンジン音と、タイヤと路面との摩擦等により発せられるロードノイズ、空気抵抗、ファン、などに依存するノイズが混在して成り立つと考えられる。

エンジン音は人の母音と似た特性を有する。すなわち、「あ」や「い」など母音の種類にかかわらず、声が高くなるとピッチが高くなる声と同様、エンジン音は、エンジンの回転数に応じて周波数が高くなり、また声と同様、基本周波数の倍音構造を有する。基本周波数Ｆは、例えば回転数（rpm）と、シリンダー（気筒）数ｓ、係数ｋを用いて以下の式４で近似することができる。

一方、ロードノイズ等は基本周波数Ｆには必ずしも依存せず、比較的高い周波数において特徴が表れ、人の話す音声でいう子音ととらえることができる。後者は走行速度や路面状態により変化するため、事前に音源音圧を決定することが比較的困難であるが、エンジン音は回転数に依存するため、音源音圧を特定するのより適している。そこで本実施の形態では車両から発せられる音のうち、エンジン音を扱うこととする。

図１３（ａ）は走行を開始した（エンジンの回転数を上げていった）バイクのエンジン音を周波数分解して得られるデータの時間変化の一例を示す図である。横軸に走行時間、縦軸に周波数を示している。音圧の大きさを濃さで示している。図１３（ｂ）では、図１３（ａ）に示される図のあるタイミング（Ａ−Ａ'）における、周波数（横軸）と音圧（縦軸）との関係（周波数スペクトル）を示す。

車両から発せられる音は基本的な周波数とホワイトノイズのようなランダム雑音の組み合わせで成り立つと考えられる。基本的な周波数とは、ある周波数にピークを持ち、その２倍、３倍などにもピークを持つ倍音構造となる。この基本的な周波数はエンジンの構造、大きさ、素材、気筒数等、各車両によって異なる周波数を持ち、エンジンの回転数が上がるに従って周波数が高くなる。

例えば図１３（ｂ）に示されるように、バイクのエンジン音は１１０Ｈｚに基本的な周波数を持ち、２２０Ｈｚなどにも音圧ピークを有する倍音構造をもつ。図１３（ａ）に示されるように、これら基本周波数及び倍音におけるピーク位置（周波数）がエンジンの回転数に従って変化していることがわかる。

図１４は音圧情報記憶部１０３ａに蓄積された車両音圧情報を示す図である。あるバイクのエンジン回転数を約１１００ｒｐｍのアイドリング状態から約４０００ｒｐｍまで変化させて周波数特徴を検出する実験結果から、約１００Ｈｚから約１３０Ｈｚ近辺に周波数特徴を持つ等の結果が得られた。また、前記実施の形態１と同様、音源位置でのエンジン音の音圧を６８ｄＢとした場合、１００Ｈｚから１３０Ｈｚ近辺の音圧は、音圧レベルで示すと、３８ｄＢという結果であった。

そこで本実施の形態では車両音圧情報として、１００Ｈｚから１３０Ｈｚを車両音の周波数とし、当該周波数の音圧範囲を３８ｄＢとして蓄積している。また、倍音構造の車両音圧情報として、この音圧情報記憶部１０３ａは、２００Ｈｚから２６０Ｈｚを周波数とし、当該周波数の音圧範囲を３７ｄＢとして蓄積している。なお、本実施の形態では車両情報（車両を識別する情報）としては周波数情報を蓄積するが、当該周波数はバイクであるとして、周波数に代えて車種を対応させて音圧を記憶することとしてもよい。

また、同様に実験から得られた数値をもとに、この音圧情報記憶部１０３ａは、自動車の車両音として４０Ｈｚから６０Ｈｚを周波数、当該周波数の音圧範囲を３５ｄＢとする車両音圧情報を蓄積している。自動車はバイクと比較してエンジンの回転数は低く、基本的な周波数も低いものとなるからである。

図１５は車両音の検出を説明する図である。ここでは、音圧検出部１０１ａにおいて車両音が検出され、車両音周波数検出部１０５において１１０Ｈｚの音圧が１０ｄＢ、２２０Ｈｚの音圧が６ｄＢと検出されている。また、方向特定部１０６においてマイクロホンＡ及びＢにおける車両音の到達時間差をもとに自車両に対して右の方向１０度と音源方向が検出されている。

障害物情報記憶部１０８は、車両音の伝搬を遮蔽し得る障害物の地理的な位置を示す障害物情報、つまり、障害物の位置情報を蓄積するハードディスク等である。

図１６は蓄積された障害物に関する情報を説明する図である。カーナビゲーション装置等に蓄積された地図情報は施設やランドマークに関する情報や、交差点や施設を一つのノードとし、さらにそのノードとノードを結ぶリンクで経路を構造化した道路ネットワーク情報を有しているのが一般的である。図１６には、華町１交差点に該当する「Ｎ（ノード）１００」、華町２交差点である「Ｎ１０１」が示されている。また華町１交差点と華町２交差点を結ぶ経路である華１京都通りは「Ｌ（リンク）２０４」、また「Ｎ１００」は「Ｌ２０４」の他、「Ｌ２０１」、「Ｌ２０２」、「Ｌ２０３」のリンクと結ばれている等、ノードやリンクの接続情報を有している。さらに「華町１交差点」と「華町２交差点」間、つまり「Ｌ２０４」の距離は４００メートル等、リンクの長さ情報も有している。また施設やビルなどのランドマークとして、華町百貨店に該当する「Ｍ（マーク）３０１」が示されている。さらに本実施の形態における地図情報としては施設の範囲を示す形状点ｍ１、ｍ２、ｍ３、ｍ４を有し、形状点ｍ１と形状点ｍ２間の距離１００ｍなどの情報を有している。本実施の形態では、このような施設やビルなどランドマークが音を回折させる障害物とし、障害物情報記憶部１０８には、ランドマークに関する情報を障害物に関する情報として記憶されている。地図情報においてこのように施設として登録されているビルなどは、高い建物が多く、車両音の回折を生じやすいからである。一方、民家など低い建物の場合、屋根の上から音が到達することが多い。そこで建物などの高さ情報をもとに障害物か否かを判断することとしてもよい。例えば所定の閾値（５ｍなど）以上の高さを有する建物の場合は障害物とし、一方閾値未満の場合は前記実施の形態１と同様、回折を考慮しない（つまり回折による音圧の減衰量は０）として音源方向を特定することとしてもよい。

図１７は、障害物情報の一例として、カーナビゲーション装置などの地図情報として蓄積された道路ネットワーク情報の一例を示した図である。地図は一般的に所定のエリアに区切られ、エリアごとに存在する施設や交差点等のノードと、それらを結ぶリンクの情報を蓄積している。図１７においてエリアＩＤ「Ｅ０１」は図１６に示すエリアとする。エリアＩＤ「Ｅ０１」に存在するノード情報として「Ｎ１００」、「Ｎ１０１」、「Ｍ３０１」が蓄積されている。さらに各ノードの情報とそのノードに接続するリンク情報が蓄積されている。「Ｎ１００」は位置「東経１３５度３４分、北緯３４度３３分」、名称「華町１交差点」、そして接続するリンクとして「Ｌ２０１」、「Ｌ２０１」の長さ３００メートル等、各リンクの情報が付帯されている。また「Ｍ３０１」は位置「東経１３５度３６分、北緯３４度３１分」、名称「華町百貨店」、そして形状点は、例えば中心ノードＭ３０１からの相対距離で蓄積されているとする。例えば形状点ｍ１＝（−５０、−５０）は「東経１３５度３６分、北緯３４度３１分」を中心としてｘ軸（東経とする）に−５０ｍ、ｙ軸（北緯とする）に−５０ｍを位置とする形状点として蓄積されているとする。このランドマークに関する情報が障害物に関する情報となる。

自車位置検出部１０７は、自車両の位置である自車位置を検出する処理部である。例えばＧＰＳなどで構成される。

回折位置特定部１１０は、障害物情報記憶部１０８に記憶された障害物情報を参照することで、自車位置検出部１０７で検出された自車位置から、方向特定部１０６で特定された方向に位置する障害物の位置を特定する処理部である。具体的には、この回折位置特定部１１０は、障害物情報記憶部１０８が記憶している障害物情報が示す複数の障害物の中から、前記方向特定部１０６が特定した方向に存在し、且つ、自車位置と最短距離の位置にある障害物を特定し、特定した前記障害物の位置を前記車両音が回折する回折位置として特定する処理部である。

図１８は回折位置の特定を説明する図である。いま、例えばＧＰＳなどで構成された自車位置検出部１０７において自車位置が東経１３５．５５、北緯３４．３０と緯度経度が検出されているとする。また、方向特定部１０６において車両音が右１０度の方向に特定されているとする。

一方、図１７等に示すように障害物情報として障害物の角の位置情報が蓄積されており、回折位置特定部１１０は、自車位置に対して特定された音源方向に障害物が存在するか否かを判断し、かつ、自車位置から最短距離にある障害物を特定する。図１８の場合、華町百貨店の建物の角である形状点ｍ４は自車位置から右方向１０度の方向に存在することとなる。さらに右１０度の方向の延長上には華町銀行の角である形状点ｐ４も該当するが、形状点ｍ４が自車位置に対して最短距離にあるため、回折位置特定部１１０は、形状点ｍ４を障害物として特定する。

回折情報記憶部１０９は、障害物により音が回折した場合の音圧の減衰量についての情報として、音が回折して伝搬する場合における音源と回折点と音の観測点との位置関係（言い換えれば、回折の度合い）と音圧の減衰量との関係を示す回折情報を蓄積している。本実施の形態では、その回折情報の一例として、回折情報記憶部１０９は、回折した音の音源から回折点を経て音の観測点に至る行路の距離と、前記音源から前記観測点までの直線距離との差である行路差に依存して音が減衰するときの行路差と音圧の減衰量との関係を示す回折情報を蓄積している。音は回折の度合い（角度）が大きいほど減衰し、また周波数が高いほど回折による減推量が大きいことが知られている。そこで回折情報としては周波数と、回折の度合いに対応した減衰量を対応させて蓄積することとする。具体的な数値の算出は、例えば以下の図１９及び式５に示される前川チャートなどが一般的である。

図１９は回折による音圧の減衰を説明する図である。音源位置Ｘと音の検出位置Ｙ（音の観測点）との間に障害物（ここでは、「遮音壁」等）が存在し、位置Ｚ（回折点）で回折しているとする。この場合、
行路差δ＝ＸＺ間（その距離をａとする）＋ＺＹ間（その距離をｂとする）−ＸＹ間（その距離をｃとする）
とすると、回折による音圧の減衰Ｌｄは以下の式５で表すことができる。

ここでＮはネフレル数（＝２δ／λ）、λは車両音の波長（Ｈｚ）である。式５中の±符号の＋はＮ＜０、−はＮ＞０のときである。

図２０は、周波数と回折による音圧の減衰（Ｌｄ）、つまり、各周波数における行路差と音圧の減衰量との関係を示す回折情報の一例を示すグラフである（非特許文献１参照）。
日本建築学会編、「実務的騒音対策指針」、技報堂出版、１９８７年、Ｐ１４

本図では、例えば周波数１１０Ｈｚの場合、行路差２ｍで減衰量が１５ｄＢ、１０ｍで減衰量が２１ｄＢ、行路差２０ｍで減衰量が２５ｄＢと、行路差が増加するにつれて減衰量も増加することが分かる。つまり障害物から回折の度合いが大きくなるほど回折による音圧の減衰が大きくなることを示している。

以上のことから、音源位置での音圧をＰ（０）としたとき、ｒ（ｍ）離れた検出位置での音圧Ｐ（ｒ）は回折の減衰量Ｌｄを考慮すると以下の式６となる。

すなわち、上記式６に示される規則に基づいて、音源位置での音圧を仮定し、検出位置での音圧との音圧差を検出することで、距離による減衰（第二項）と、回折による減衰（第三項）とから、距離ｒが定まることとなる。

音源位置特定部１０２ａは、被検出車両の存在する領域を特定する処理部であるが、本実施の形態では、音圧情報記憶部１０３ａに記憶された車両音圧情報が示す音圧から、音圧検出部１０１ａ（車両音周波数検出部１０５）で検出された音圧を差し引くことで車両音の音圧の減衰量を算出し、算出した減衰量には音の伝搬距離に依存する減衰量と音の回折の大きさに依存する減衰量とが含まれることを前提に、算出した減衰量と音の伝搬距離に依存する減衰量を示す規則（上記式６）と回折情報記憶部１０９が記憶している回折情報が示す関係（グラフ）とに基づいて、回折位置特定部１１０で特定された障害物を回折点として回折する音の音源位置を特定することで、当該車両音を発する車両が存在すると予測される位置を特定する。

より詳しくは、この音源位置特定部１０２ａは、式６と図２０に示される回折情報が示す関係（グラフ）とを満たし、かつ、回折位置特定部１１０で特定された障害物で回折をしたと仮定した場合の音の行路として、複数の行路を特定し、特定した複数の行路における音源の位置をつなぐことで線状の領域を特定し、特定した線状の領域内で、当該車両音を発する車両が存在すると予測される位置を特定する。このとき、この音源位置特定部１０２ａは、車両音周波数検出部１０５で検出された周波数について、音圧情報記憶部１０３ａに記憶された車両音圧情報が示す音圧から、車両音周波数検出部１０５で検出された当該周波数に対応する音圧を差し引くことで車両音の音圧の減衰量を算出する。以下、図を用いて、音源位置の特定方法を詳細に説明する。

図２１は車両領域の特定を説明する図である。図２１に示されるように、自車位置検出部１０７によって自車両の位置（位置ａ）が検出されたとする。また自車両に備えら得たマイクロホンＡ及びＢによって、周波数１１０Ｈｚ、当該周波数の音圧１０ｄＢ、音源方向右１０度と検出されたとする。

この場合、回折位置特定部１１０において、自車両位置（位置ａ）の進行方向から右１０度方向に障害物（位置ｂ）が特定されている。なお、自車両位置はＧＰＳ（自車位置検出部１０７）での検出位置とする。なお、より厳密にするべく、マイクの取り付け位置を自車両の位置としてもよい。そして、図２１ように、自車の位置から音源方向に対し障害物が存在する場合、音源位置特定部１０２ａでは、回折による音圧の減衰を考慮し、上記式６をもとに車両の存在する領域を特定する。

つまり、音源方向は右１０度方向と検出されたが、障害物によって音は回折してきていると考えられるため、音源位置特定部１０２ａは、音の回折を考慮して領域を特定するのである。

音源位置特定部１０２ａでは、音圧情報記憶部１０３ａに蓄積された車両音圧情報を参照し、音圧検出部１０１（より詳しくは、車両音周波数検出部１０５）で検出された車両音の周波数及びその音圧をもとに車両の存在する領域を特定する。車両音圧情報において１１０Ｈｚは１００Ｈｚから１３０Ｈｚ（バイク）の範囲であるためこれに該当し、音圧は３８ｄＢとなっている（図１４）。

よって、音源位置での音圧が３８ｄＢと分かるので、音圧の減衰量は２８ｄＢ（＝３８ｄＢ−１０ｄＢ）となる。減衰は距離による減衰と回折による行路差とからなるのだが、ここで仮に回折による減衰の影響がほとんどないとすると、つまり自車位置から障害物への直線の延長上に音源があるとすると、上記式６より、音源までの距離は約２３０ｍとなり、図２１においては位置ｃが音源位置と予測できる。一方、行路差が増加する（つまり回折が大きくなる）と、回折による減衰量が増加し、一方音源までの距離は減少することとなる。例えば音源位置が位置ｅ（自車両の進行方向と直交する最も近い道路上の点）の場合、図２０に示されるグラフと上記式６とから、自車（位置ａ）と障害物（位置ｂ）との距離は２０ｍ、障害物（位置ｂ）と音源位置（位置ｅ）までの距離は２５ｍ、音源と自車位置の直線距離は約３２ｍとなる。このように、算出した音圧の減衰量に含まれる音の伝搬距離に依存する減衰量と音の回折の大きさに依存する減衰量との比を複数仮定し、仮定した複数の比のそれぞれについて、式６及び図２０のグラフをもとに（式６と図２０のグラフの両方を満たす）音源位置から検出位置までの音の行路を算出し、その音源の位置を特定すると、位置ｃ、位置ｅなどを含む線状の領域（曲線ｒ）が、１１０Ｈｚの音源が存在すると予測できる位置となる。

またマイクロホンＡ及びＢによって、周波数２２０Ｈｚ、当該周波数の音圧６ｄＢと検出されている。同様に、図１４に示される車両音圧情報より、音源位置での音圧が３７ｄＢと分かるので、音圧の減衰量は３１ｄＢ（＝３７ｄＢ−６ｄＢ）となる。自車位置から障害物への直線の延長上に音源があるとすると、音源までの距離は約３００ｍとなり、図２１においては位置ｄが音源位置と予測できる。

一方、音源位置が位置ｅ（自車両の進行方向と直交する最も近い道路上の点）の場合、図２０に示されるグラフと上記式６とから、自車（位置ａ）と障害物（位置ｂ）との距離は２０ｍ、障害物（位置ｂ）と音源位置（位置ｅ）までの距離は２５ｍ、音源と自車位置の直線距離は約３２ｍとなる。このように式６及び図２０のグラフをもとに音源位置と検出位置までの距離を算出すると、位置ｄ、位置ｅなどを含む線状の領域（曲線ｓ）が、２２０Ｈｚの音源の存在する位置となる。そして本実施の形態では、音源位置特定部１０２ａは、曲線ｒと曲線ｓが交わる交点ｅ（２つの線状の領域が重なる領域）に車両が存在すると特定する。

曲線ｒや曲線ｓが意味することは、音源位置での音圧に対し、検出された音圧は小さいため、遠く離れた位置に存在することになるが、障害物の影響により回折が生じ、回折による減衰が大きくなると、すなわち行路差が大きくなるにつれ、距離による減衰の影響は小さくなるため、音源までの距離が近くなり、図２１に示す曲線ｒや曲線ｓのような領域に存在すると考えられることを示している。一方、回折による減衰は周波数が高いほど大きいため、行路差が比較的小さい位置ｄや位置ｃでは音源位置に差があるが、行路差が大きくなるにつれ、高い周波数はより減衰し、同じ音源から両周波数が発せられているならば交点が実際の音源が存在する位置となることを示している。そして当該算出された領域（本実施の場合は交点ｅ）を車両の存在する領域として特定し、提示部１０４においてユーザに提示する。

図２２は図２１に示す特定された車両領域を提示部１０４がユーザに提示する一例を示す図である。カーナビゲーション装置の表示画面には自車と周辺の地図情報が表示されている。音源位置特定部１０２ａにおいて図２１に示す領域内に車両が存在すると特定されていることから、提示部１０４は、当該領域に車両の存在する旨を、表示及び音声で、ユーザに通知している。

図２３をもちいて本発明の動作フローを説明する。マイクロホン（音圧検出部１０１）は車両音を検出する（ステップＳ２０１）。そして、複数のマイクロホン（音圧検出部１０１）で検出した車両音の到達時間差をもとに、方向特定部１０６は車両音の方向を特定する（ステップＳ２０２）。次に、自車位置検出部１０７は自車位置を検出する（ステップＳ２０３）。そして、回折位置特定部１１０は、障害物情報記憶部１０８に記憶された障害物情報を参照し、障害物の位置情報を取得する（ステップＳ２０４）。

回折位置特定部１１０は、自車位置に対して車両音の方向に障害物が存在するか否かを判断する（ステップＳ２０５）。

障害物が存在しない場合（ステップＳ２０５のＮｏ）、車両音周波数検出部１０５は、マイクロホン（音圧検出部１０１）で検出した車両音から、車両音の周波数を検出する（ステップＳ２０６）。そして音源位置特定部１０２ａは、音圧情報記憶部１０３ａに記憶された車両音圧情報を参照し、検出した周波数に対応する音圧情報を取得する（ステップＳ２０７）。そして音源位置特定部１０２ａは、検出された音圧と存在位置における音圧とから車両までの距離を算出し、車両までの距離と、車両の存在する方向とから車両の存在領域を特定する（ステップＳ２０８）。そして提示部１０４において特定された車両の存在する領域を提示する（ステップＳ２０９）。

一方、障害物が存在する場合（ステップＳ２０５のＹｅｓ）、回折位置特定部１１０は、自車位置と障害物の位置とに基づいて、回折位置を特定する（ステップＳ２１０）。

車両音周波数検出部１０５は、マイクロホン（音圧検出部１０１）で検出した車両音から、車両音の周波数を検出する（ステップＳ２１１）。また車両音周波数検出部１０５は、ステップＳ２１１で検出された周波数の倍音周波数、例えば２倍の周波数を検出する（ステップＳ２１２）。そして音源位置特定部１０２ａは、音圧情報記憶部１０３ａに記憶された車両音圧情報を参照し、検出したそれぞれの周波数に対応する音圧情報を取得する（ステップＳ２１３）。音源位置特定部１０２ａは、回折情報記憶部１０９に記憶された回折情報を参照し、回折情報を取得する（ステップＳ２１４）。

そして、音源位置特定部１０２ａは、ステップＳ２１０で特定された回折位置と、ステップＳ２１４で取得した回折情報をもとに、回折度合いに応じた音圧の減衰量を考慮して、ステップＳ２１３で取得した音圧情報を参照し、車両音周波数検出部１０５で検出した車両音の周波数（基本周波数）に対応した車両の存在する領域を特定する（ステップＳ２１５）。

また、音源位置特定部１０２ａは、ステップＳ２１０で特定された回折位置と、ステップＳ２１４で取得した回折情報をもとに、回折度合いに応じた音圧の減衰量を考慮して、ステップＳ２１３で取得した音圧情報を参照し、車両音周波数検出部１０５で検出した車両音の倍音周波数に対応した車両の存在する領域を特定する（ステップＳ２１６）。そして音源位置特定部１０２ａは、ステップＳ２１５で特定した車両の存在する領域と、ステップＳ２１６で特定した車両の存在する領域とに基づいて、車両の存在する候補領域の交わる領域を車両の存在する領域として特定する（ステップＳ２１７）。

そして、特定された領域を提示部１０４は提示する（ステップＳ２０８）。

以上のようにして、本実施の形態における車両位置検出装置２００によれば、基本周波数と倍音周波数の２つの周波数のそれぞれについて、自車位置から被検出車両までの音の距離による減衰と回折による減衰とを考慮することで、死角にいる被検出車両の位置が特定される。

なお、前記実施の形態２では、回折する場合、同一の車両から発せられる異なる周波数を検出し、当該異なる周波数ごとに車両の存在領域を特定し、交わる領域を存在する領域として特定を行っていた。しかしながら、必ずしも倍音などの異なる周波数が検出できるとは限らない。一つの周波数の音で車両位置を予測した場合、車両が存在する領域が広範囲にわたる場合が生じる。また、音圧の距離による減衰量にも幅があり、車両が存在する領域が広範囲にわたる場合が生じる。そこで、本発明では、複数の周波数における音圧を用いて被検出車両が存在する領域を特定するだけでなく、さらに地図情報を参照し、被検出車両が存在する領域を特定することとしてもよい。以下、地図情報を参照して被検出車両の位置を検出する方法について説明する。

図２４は車両音圧情報を示す図である。前記実施の形態２における車両音圧情報（図１４）では、音圧の値は一定であったが、本実施の形態では音圧に幅を持たせて（ここでは、低音圧及び高音圧が）記憶されている。具体的には１００Ｈｚ〜１３０Ｈｚのバイク音の音源位置での音圧は４８ｄＢから３８ｄＢ、３０Ｈｚ〜４５Ｈｚの自動車音の音源位置での音圧は５３ｄＢから３５ｄＢと記憶されている。

図２５、図２６は車両領域の特定を説明する図である。図２５に示されるように、自車位置検出部１０７によって自車両の位置（位置ａ）が検出されたとする。また自車両に備えら得たマイクロホンＡ及びＢにおいて、周波数１１０Ｈｚ、当該周波数の音圧１０ｄＢ、音源方向右１０度と検出されたとする。図２４の場合、自車両位置（位置ａ）から右１０度方向に障害物（位置ｂ）が存在している。よって、車両位置検出装置は、回折による音圧の減衰を考慮し、式６をもとに車両の存在する領域を特定する。

音圧情報記憶部１０３ａに蓄積された車両音圧情報を参照し、音圧検出部１０１（より詳しくは、車両音周波数検出部１０５）で検出された車両音の周波数及びその音圧をもとに、音源位置特定部１０２ａは、車両の存在する領域を特定する。ここで、車両音圧情報によれば、１１０Ｈｚは１００Ｈｚから１３０Ｈｚ（バイク）の範囲であるためこれに該当し、音圧の範囲は３８ｄＢから４８ｄＢとなっている（図２４）。

まず音源位置での音圧を３８ｄＢとすると、音圧の減衰量は２８ｄＢ（＝３８ｄＢ−１０ｄＢ）となる。減衰は距離による減衰と回折による行路差とからなるのだが、ここで仮に回折による減衰の影響がほとんどないとすると、つまり自車位置から障害物への直線の延長上に音源があるとすると、音源までの距離は約２３０ｍとなり、図２５においては位置ｃが音源位置と予測できる。一方、行路差が増加する（つまり回折が大きくなる）と、回折による減衰量が増加し、一方音源までの距離は減少することとなる。例えば音源位置が位置ｅ（自車両の進行方向と直交する最も近い道路上の点）の場合、自車（位置ａ）と障害物（位置ｂ）との距離は２０ｍ、障害物（位置ｂ）と音源位置（位置ｅ）までの距離は２５ｍ、音源と自車位置の直線距離は約３２ｍとなる。このように式６及び図２０のグラフをもとに音源位置と検出位置までの距離を算出すると、位置ｃ、位置ｅなどを含む線状の領域（曲線ｒ）が、音源位置での音圧が３８ｄＢとした場合の音源が存在すると予測できる位置となる。

同様に音源位置での音圧が４８ｄＢとした場合、音圧の減衰量は３８ｄＢ（＝４８ｄＢ−１０ｄＢ）となる。自車位置から障害物への直線の延長上に音源があるとすると、音源までの距離は約１２００ｍとなり、図２５においては位置ｄが音源位置と予測できる。一方、例えば音源位置が位置ｆ（自車両の進行方向と直交する最も近い道路上の点）の場合、自車（位置ａ）と障害物（位置ｂ）との距離は２０ｍ、障害物（位置ｂ）と音源位置（位置ｆ）までの距離は６５ｍ、音源と自車位置の直線距離は約６８ｍとなる。位置ｄ、位置ｆを含む線状の領域（曲線ｓ）が、音源位置での音圧が４８ｄＢとした場合の音源が存在すると予測できる位置となる。そして音源位置特定部１０２ａは、曲線ｒと曲線ｓで囲まれる領域が音源（つまり、被検出車両）の存在する範囲と算出する。

そして、音源位置特定部１０２ａは、当該算出された領域のうち、道路上の領域を車両の存在する領域として特定することとする。本変形例において道路上の領域か否かの特定は、カーナビゲーション装置の地図情報など、障害物情報記憶部１０８に蓄積された道路ネットワークを利用することとする。なお、障害物情報とは別に、道路情報として別途記憶部を有することとしてもよい。

図２６において、曲線ｒは音源位置での音圧が３８ｄＢである場合の音源の存在する領域である。また曲線ｓは音源位置での音圧が４８ｄＢである場合の音源の存在する領域である。一方、障害物情報記憶部１０８には図１６、図１７に示すように道路ネットワークに関する情報が蓄積されており、図２６には華町１交差点（Ｎ１００）、華町２交差点（Ｎ１０１）および、これら交差点を結ぶリンクＬ２０４が示されている。音源位置特定部１０２ａにおいて例えば存在する領域である曲線ｒ及び曲線ｓと、道路を示すリンクＬ２０４との交点を算出する。交点として位置ｅと位置ｆが算出されている。音源位置特定部１０２ａは、位置ｅと位置ｆを端点とする道路（斜線部分）を車両存在領域として特定する。このように音圧の減衰量から音源の存在する領域を特定し、さらに道路との重複領域を車両領域とすることで、より正確に車両が存在する領域をユーザに提示することが可能となる。

図２７は図２６に示す特定された車両領域を提示部１０４がユーザに提示する一例を示す図である。カーナビゲーション装置の表示画面には自車と周辺の地図情報が表示されている。音源位置特定部１０２ａにおいて図２７に示す領域内に車両が存在すると特定されていることから、当該領域を斜線で示し、車両の存在する旨を、表示及び音声で、ユーザに通知している。

このように、本変形例における車両位置検出装置によれば、音源における音圧に幅を持たせておき、距離による音圧の減衰と回折による音圧の減衰の両方を考慮することで被検出車両の存在領域を予測し、予測した領域と、地図情報から得られる道路とが交わる領域が、最終的に被検出車両の存在領域と特定される。よって、障害物の陰に隠れた車両が存在すると予測される道路上の位置が範囲表示で運転者に通知される。

なお、本変形例においても、図１１を用いて説明したように、被検出車両が自車両に近いほど被検出車両の存在領域はより限定的に特定されるので、被検出車両が接近してくるに従って、被検出車両の存在領域として提示される範囲は狭まってくる。これにより、運転者は、視覚的に被検出車両の接近をリアルに知覚することができる。

以上、本発明に係る車両位置検出装置について、実施の形態１及び２並びにその変形例に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態及び変形例に限定されるものではない。本発明の主旨を逸脱しない範囲で、これらの実施の形態及び変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、これらの実施の形態及び変形例における構成要素を任意に選択して組み合わせることで実現される形態も、本発明に含まれる。

たとえば、実施の形態２では、２つの周波数（エンジン音の基本周波数及びその倍音）について、車両が存在すると予測される２つの線状の領域（曲線ｒ、曲線ｓ）を特定したが、本発明は、必ずしも２つの線状の領域を特定する必要はない。一つの線状の領域を特定し、その領域を表示した場合であっても、障害物の陰に隠れた死角車両の存在領域を知ることができ、安全運転の支援となることは言うまでもない。

また、実施の形態２では、回折情報記憶部１０９は、音源と回折点と音の観測点との位置関係と、音圧の減衰量との関係を示す回折情報として、回折した音の行路と直線距離との行路差と、音圧の減衰量との関係を示す回折情報を蓄積していたが、本発明は、このような回折情報に限定されない。たとえば、図２８に示される回折情報の一例のように、音源と回折点と音の観測点との位置関係と、音圧の減衰量との関係として示す情報（例えば、マップ形式やテーブル形式の情報）であってもよい。図２８に示される回折情報では、音源（ここでは、バイク）の位置での音圧を７８ｄＢとした場合に、７５ｄＢ、７０ｄＢ等、音源からの距離に依存して音圧が減衰することや、ビル（回折点）などで音が回折する場合に、距離による減衰に回折による減衰が加わり、例えば、音源からの距離が同じであっても回折度合いが少ない観測点Ｂでは音圧が５５ｄＢであるが、回折度合いが大きい観測点Ａでは音圧が４５ｄＢに減衰していること等が示されている。さらに、周波数が異なれば回折による減衰度合いが異なる（周波数が高いほど回折による減衰が大きくなる）ことから、周波数ごとに、図２８に示されるような回折情報が蓄積されていてもよい。また、実施の形態２の変形例では、車両音圧情報に登録された２つの音圧（低音圧、高音圧）に対応する２つの線状の領域（曲線ｒ、曲線ｓ）で囲まれた領域と地図上の道路とが重なった領域が車両の存在領域と予測されたが、本発明は、地図上の道路の利用としては、このような利用方法に限定されない。実施の形態２における車両音圧情報に示される１つの音圧（基本周波数における音圧）に対応する線状の領域と地図上の道路とが重なる領域を車両の存在領域と予測してもよいし、２つの音圧（基本周波数及びその倍音における音圧）に対応する２つの線状の領域と地図上の道路とが重なる領域を車両の存在領域と予測してもよい。いずれの重なり領域を用いるかは、車両の存在領域の予測精度、及び、それとトレードオフの関係にある処理負荷（又は処理時間）とを考慮のうえ、適宜、決定すればよい。

また、上記実施の形態では、音の伝搬距離に依存する減衰量を示す規則として、上記式６が示されたが、そのような規則は、式だけに限られず、テーブルであってもよい。

また、本実施の形態及び変形例における構成要素のうち、マイク等のセンサやディスプレイ装置等の入出力装置を除く構成要素については、コンピュータで実行されるプログラム及びデータ（つまり、ソフトウェア）で実現してもよいし、電子回路、メモリ及び記録媒体等のハードウェアで実現してもよいし、それらの混在で実現してもよい。

本発明がソフトウェアで実現される場合には、ＣＰＵ、メモリ及び入出力回路等のコンピュータのハードウェア資源を利用してプログラムが実行されることによって本発明の機能要素が実現されることは言うまでもない。つまり、ＣＰＵが処理対象のデータをメモリや入出力回路から読み出して（取り出して）演算したり、演算結果を一時的にメモリや入出力回路に格納（出力）したりすることによって、各種処理部の機能が実現される。

また、本発明がハードウェアで実現される場合には、１チップの半導体集積回路で実現されてもよいし、複数の半導体チップが一つの回路基板に実装されて実現されてもよいし、一つの匡体に全ての構成要素が収納された一つの装置として実現されてもよいし、伝送路で接続された複数の装置による連携によって実現されてもよい。たとえば、本実施の形態における記憶部をサーバ装置に設け、本実施の形態における処理部を、そのサーバ装置と無線通信するクライアント装置に設けることで、本発明をサーバ・クライアント方式で実現してもよい。

本発明は、自車両の周辺に存在する車両の位置を検出する車両位置検出装置として、特に、障害物の陰に隠れた車両の位置を特定する車両位置検出装置として、例えば、見通しの悪い交差点での出会い頭事故の予防に用いた場合には、接近してきた死角車両とまだ遠方に存在する死角車両とを区別して運転者に提示するカーナビゲーション装置等などに適用できる。

１００、２００ 車両位置検出装置
１０１、１０１ａ 音圧検出部
１０２、１０２ａ 音源位置特定部
１０３、１０３ａ 音圧情報記憶部
１０４ 提示部
１０５ 車両音周波数検出部
１０６ 方向特定部
１０７ 自車位置検出部
１０８ 障害物情報記憶部
１０９ 回折情報記憶部
１１０ 回折位置特定部

Claims (12)

1. 自車両に搭載され、自車両の周辺にいる車両の位置を検出する車両位置検出装置であって、
   車両音の伝搬を遮蔽し得る障害物の地理的な位置を示す障害物情報を記憶している障害物情報記憶部と、
   車両音の音源位置における音圧を示す車両音圧情報を記憶している音圧情報記憶部と、
   音が回折して伝搬する場合における音源と回折点と音の観測点との位置関係と、音圧の減衰量との関係を示す回折情報を記憶している回折情報記憶部と、
   前記自車両に到来してきた車両音の音圧を検出する音圧検出部と、
   前記車両音が到来してきた方向を特定する方向特定部と、
   自車両の位置である自車位置を検出する自車位置検出部と、
   前記障害物情報記憶部に記憶された障害物情報を参照し、前記自車位置検出部で検出された自車位置から、前記方向特定部で特定された方向に位置する障害物の位置を特定する回折位置特定部と、
   前記音圧情報記憶部に記憶された車両音圧情報が示す音圧から、前記音圧検出部で検出された音圧を差し引くことで前記車両音の音圧の減衰量を算出し、算出した減衰量と音の伝搬距離に依存する減衰量を示す規則と前記回折情報記憶部が記憶している回折情報が示す関係とに基づいて、前記回折位置特定部で特定された障害物を回折点として回折する音の音源位置を特定することで、当該車両音を発する車両が存在すると予測される位置を特定する音源位置特定部と、
   前記音源位置特定部で特定された位置を提示する提示部と
   を備える車両位置検出装置。
2. 前記回折情報は、前記位置関係と前記音圧の減衰量との関係として、回折した音の音源から回折点を経て音の観測点に至る行路の距離と、前記音源から前記観測点までの直線距離との差である行路差に依存して音が減衰するときの行路差と音圧の減衰量との関係を示し、
   音源位置特定部は、前記音の伝搬距離に依存する減衰量を示す規則と前記回折情報記憶部が記憶している回折情報が示す行路差と音圧の減衰量との関係とに基づいて、前記音源位置を特定する
   請求項１記載の車両位置検出装置。
3. 前記音源位置特定部は、前記規則と前記関係とを満たし、かつ、前記回折をする音の行路として、複数の行路を特定し、特定した複数の行路における音源位置をつなぐことで線状の領域を特定し、特定した線状の領域内で、前記車両音を発する車両が存在すると予測される位置を特定する
   請求項２記載の車両位置検出装置。
4. 前記音圧情報記憶部は、複数の周波数について車両音の周波数と前記音圧とが対応づけられた複数の車両音圧情報を記憶しており、
   前記音圧検出部はさらに、到来してきた車両音を周波数分解することで、当該車両音に含まれる主要な周波数成分の周波数と音圧とを検出する車両音周波数検出部を有し、
   前記音源位置特定部は、前記車両音周波数検出部で検出された周波数について、前記音圧情報記憶部に記憶された車両音圧情報が示す音圧から、前記車両音周波数検出部で検出された当該周波数に対応する音圧を差し引くことで前記車両音の音圧の減衰量を算出する
   請求項３記載の車両位置検出装置。
5. 前記音圧情報記憶部は、複数の異なるエンジン音の基本周波数について、前記複数の車両音圧情報を記憶しており、
   前記車両音周波数検出部は、到来してきた車両音に含まれる前記エンジン音の基本周波数成分の周波数と音圧とを検出する
   請求項４記載の車両位置検出装置。
6. 前記音圧情報記憶部はさらに、前記複数の異なるエンジン音の基本周波数の倍音についても、前記複数の車両音圧情報を記憶しており、
   前記車両音周波数検出部は、到来してきた車両音に含まれる前記エンジン音の基本周波数成分と倍音成分それぞれの周波数と音圧とを検出し、
   前記音源位置特定部は、前記車両音周波数検出部で検出された基本周波数成分と倍音成分のそれぞれについて前記線状の領域を特定し、特定した前記基本周波数成分に対応する線状の領域と前記倍音成分に対応する線状の領域とが重なる領域を、前記車両音を発する車両が存在すると予測される位置として特定する
   請求項５記載の車両位置検出装置。
7. 前記音圧情報記憶部は、前記複数の異なるエンジン音の基本周波数それぞれについて、少なくとも２つの音圧である低音圧と高音圧とを用いた音圧の範囲によって前記音源位置における音圧を示す複数の車両音圧情報を記憶しており、
   前記音源位置特定部は、前記車両音周波数検出部で検出された周波数に対応する前記車両音圧情報が示す低音圧と高音圧のそれぞれについて、前記音圧情報記憶部に記憶された車両音圧情報が示す音圧から、前記車両音周波数検出部で検出された当該周波数に対応する音圧を差し引くことで、前記車両音の音圧の減衰量を算出し、算出した減衰量から、前記低音圧と前記高音圧のそれぞれについて前記線状の領域を特定し、特定した前記低音圧に対応する線状の領域と前記高音圧に対応する線状の領域とで囲まれた領域を、前記車両音を発する車両が存在すると予測される位置として特定する
   請求項５記載の車両位置検出装置。
8. 前記障害物情報記憶部はさらに、道路の位置を示す地図情報を記憶しており、
   前記音源位置特定部は、前記線状の領域内であって、かつ、前記地図情報が示す道路上の領域を、前記車両音を発する車両が存在すると予測される位置として特定する
   請求項３〜５のいずれか１項に記載の車両位置検出装置。
9. 前記障害物情報記憶部はさらに、道路の位置を示す地図情報を記憶しており、
   前記音源位置特定部は、前記線状の領域が重なる領域であって、かつ、前記地図情報が示す道路上の領域を、前記車両音を発する車両が存在すると予測される位置として特定する
   請求項６記載の車両位置検出装置。
10. 前記障害物情報記憶部はさらに、道路の位置を示す地図情報を記憶しており、
    前記音源位置特定部は、前記線状の領域で囲まれた領域であって、かつ、前記地図情報が示す道路上の領域を、前記車両音を発する車両が存在すると予測される位置として特定する
    請求項７記載の車両位置検出装置。
11. 自車両に搭載され、自車両の周辺にいる車両の位置を検出する車両位置検出装置による車両位置検出方法であって、
    前記車両位置検出装置は、
    車両音の伝搬を遮蔽し得る障害物の地理的な位置を示す障害物情報を記憶している障害物情報記憶部と、
    車両音の音源位置における音圧を示す車両音圧情報を記憶している音圧情報記憶部と、
    音が回折して伝搬する場合における音源と回折点と音の観測点との位置関係と、音圧の減衰量との関係を示す回折情報を記憶している回折情報記憶部とを備え、
    前記車両位置検出方法は、
    前記自車両に到来してきた車両音の音圧を検出する音圧検出ステップと、
    前記車両音が到来してきた方向を特定する方向特定ステップと、
    自車両の位置である自車位置を検出する自車位置検出ステップと、
    前記障害物情報記憶部に記憶された障害物情報を参照し、前記自車位置検出ステップで検出された自車位置から、前記方向特定ステップで特定された方向に位置する障害物の位置を特定する回折位置特定ステップと、
    前記音圧情報記憶部に記憶された車両音圧情報が示す音圧から、前記音圧検出ステップで検出された音圧を差し引くことで前記車両音の音圧の減衰量を算出し、算出した減衰量と音の伝搬距離に依存する減衰量を示す規則と前記回折情報記憶部が記憶している回折情報が示す関係とに基づいて、前記回折位置特定ステップで特定された障害物を回折点として回折する音の音源位置を特定することで、当該車両音を発する車両が存在すると予測される位置を特定する音源位置特定ステップと、
    前記音源位置特定ステップで特定された位置を提示する提示ステップと
    を含む車両位置検出方法。
12. 自車両に搭載され、自車両の周辺にいる車両の位置を検出する車両位置検出装置で実行されるプログラムであって、
    請求項１１記載の車両位置検出方法に含まれるステップを前記車両位置検出装置が備えるコンピュータに実行させる
    プログラム。

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