JP4708354B2 - メロディーロードおよびメロディーロード設計プログラム - Google Patents

Description

本発明は、車両が路面を走行することにより所定のメロディーを発生するメロディーロードに関するものであり、特に、所望の音階、音符長および音量を実現して所定のメロディーを奏でるメロディーロードおよびメロディーロード設計プログラムに関するものである。

従来より、アスファルト道路等の路面上に溝や突起を設ける技術として、ランブルストリップやグルービング工法が知られている。これらの技術は、路面上に溝や突起を形成することにより、当該路面上を走行する車両の運転手に振動音を伝えて注意を喚起したり、タイヤを滑りにくくするものである。また、近年、路面上に設けた溝や突起を利用して、所定のメロディーや疑似音声を発生させる技術が提案されている。

このような技術として、例えば特開平２−８４０１号公報に記載の音響道路が知られている（特許文献１）。この音響道路は、舗装面が溝ゾーンと平ゾーンから構成されており、前記溝ゾーンは、所定の単位長内に所望音に対応する数、形状および内容積の溝が形成されているとともに、前記平ゾーンは、所望のリズムに対応する平坦なスペースから構成されている。これにより、車両が前記舗装面上を所定の速度で走行すると、所定の音楽を奏するとされている。

また、特開平８−２４６４０６号公報には、疑似音声を発生させる道路施工方法が開示されている（特許文献１）。この道路施工方法は、路面上に複数の突起列を形成するとともに、これら突起列上を車両が走行する際に発生する振動音が所定の疑似音声となるように、突起列の高さ、タイヤとの接触幅および突起列の間隔を適宜設定するようになっている。

特開平２−８４０１号公報 特開平８−２４６４０６号公報

しかしながら、特許文献１および特許文献２のいずれも実際にはメロディーを奏でることはできない。つまり、特許文献１に記載された発明においては、音を発生させるための溝ゾーンが所定の単位長に定められている。このため、音の周波数を変化させるために（音階を得るために）単位長内で溝の数を増減させると、その増減に伴って溝の幅を変化させなければならない。したがって、タイヤとの接触により発生する振動音の音量が変化し、実際のメロディーとはまったく無関係に音量が不規則に変化してしまうという問題がある。

また、特許文献１では、溝ゾーンが所定の単位長に定められているため、全ての音がその単位長に対応する時間間隔でのみ発生される。したがって、実際にメロディーを奏でるのに必要な全音符や四分音符といった各種の音符長を忠実に実現することができないという問題がある。

さらにリズムといっても、単に平坦部分でしか表現できないため、音の長短や強弱の組み合わせ、音の出るタイミングというリズムのうち、音の出るタイミングしか表現できないのである。

また、特許文献２に記載された発明においては、突起列の高さ、タイヤとの接触幅および突起列の間隔をどのように設定すれば、「危険」等の疑似音声を発生させられるのかが具体的に記載されていない。つまり、所定のメロディーを発生させるための設定条件は一切記載されていない。そもそも、実際のメロディーは、音階、音符長および音量等の他、音色や音質あるいはテンポや音の強弱のように、多種多様な要素から構成されている。このため、車両の走行による振動音によって所望のメロディーを奏でさせるには、車両の走行速度を考慮しつつ、個別具体的に溝あるいは突起の設計を行わなければならない。

特に突起の高さで所望の音量を発生できるかのごとき記載があるが、現実には一つの音階（周波数）を表現するためには複数の突起群に衝突する周波数によって表現しなければならないのであるから、後に衝突する突起ほど高く積み上げなければならず、現実には走行不能な突起群を形成しなければならない。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、単純な音やリズムを発生させるのではなく、所望のメロディーを奏でるために路面上に形成すべき溝を個別具体的で精密に設計することができるとともに、メロディーらしく再現することができるメロディーロードおよびメロディーロード設計プログラムを提供することを目的としている。

本発明に係るメロディーロードは、車両が走行することによりメロディーを発生させる複数の溝で構成される溝群が複数配列された路面体からなるメロディーロードであって、一つの前記溝群は、前記メロディーを構成する一音に対応して形成され、前記各溝群は、前記メロディーを構成する各音の発生順に配列されており、前記各溝群は、それぞれ前記各音の音持続時間と車両の想定速度に応じて決定された距離を有する区間内に施工されており、前記溝群を構成する複数の溝は、前記区間内にわたって連続的に形成されているとともに、前記音の音階に応じた周波数と車両の想定速度に基づいて決定される溝間隔で形成されている。

また、本発明において、前記各溝群を構成する複数の溝は、前記各音の音の大きさに応じた溝幅で形成されていてもよい。これによりフォルテやピアノだけでなくメロディーのフォルテシモやピアニッシモなどの音の強弱の変化まで表現することができる。

さらに、本発明において、各音を発生させるために決定された溝間隔および溝幅が、ゆらぎを発生させ得る変動量で増減されていてもよい。

また、本発明において、各音を発生させるために形成された溝と溝との間に、倍音の周波数成分を発生させるための補助溝が形成されていることが好ましい。これにより、基本周波数成分に整数倍の周波数成分を加えることができ、バイオリンの弦の振動音のように独特の音色や音質を表現し得る。

さらに、本発明において、右タイヤが通過する路面部分に配列された右タイヤ用のメロディーに基づき特定される右タイヤ用の複数の溝群と、左タイヤが通過する路面部分に配列された左タイヤ用のメロディーに基づき特定される左タイヤ用の複数の溝群とで構成されていてもよい。これにより、和音や輪唱のごとき表現が可能となる。

また、本発明において、形成された溝の中に音質や音色を変化させる充填用物質が充填されていてもよい。これにより音色や音質を変化させられる。

本発明に係るメロディーロード設計プログラムは、車両が走行することによりメロディーを発生させる複数の溝で構成された溝群が複数配列されたメロディロードを設計するメロディーロード設計プログラムであって、前記メロディーを構成する各音の音階、音符長、音の大きさ、前記メロディーのテンポおよび前記メロディーを発生させるのに好適な車両の想定速度を取得する設計データ取得手段と、前記音符長および前記テンポに基づいて、前記各音を発生させ続ける時間を取得する音持続時間取得手段と、前記各音の音階に対応する周波数を取得する周波数取得手段と、前記周波数および前記想定速度に基づいて、隣接する前記溝の間隔を取得する溝間隔取得手段と、前記音の大きさに基づいて、前記溝の幅を取得する溝幅取得手段と、前記音持続時間および前記想定速度に基づいて、前記各音ごとの施工距離を取得する施工距離取得手段としてコンピュータを実行させる。

また、本発明において、前記音持続時間取得手段は、以下の式（１）に基づいて前記音持続時間を取得することが好ましい。
（音持続時間［秒］）＝（６０／テンポ）×（四分音符長に対する取得音符長の比率） …（１）

さらに、本発明において、前記周波数取得手段は、以下の式（２）に基づいて前記周波数を取得することが好ましい。
（周波数）＝（基準周波数）×２^{±ｎ／１２} …（２）
ただし、ｎは基準周波数に対応する音階と、取得しようとする周波数に対応する音階との階数差に対応する整数である。

また、本発明において、前記溝間隔取得手段は、以下の式（３）に基づいて前記溝間隔を取得することが好ましい。
（溝間隔［ｍｍ］）＝（想定速度［ｋｍ／ｈ］／周波数［Ｈｚ］）×１００００００／３６００ …（３）

さらに、本発明において、前記設計データ取得手段は、前記各音に対応する音質や音色を取得するとともに、これら音質や音色を発生させるため、前記溝に充填するのに適当な充填用物質を決定する充填用物質決定手段としてコンピュータを実行させることが好ましい。

本発明によれば、自動車が道路を走行するだけで真にメロディーを発生させることができるとともに、所望のメロディーを奏でるために路面上に形成すべき溝を個別具体的かつ正確に設計することができる。

以下、本発明に係るメロディーロードおよびメロディーロード設計プログラムの第１実施形態について図面を用いて説明する。図１は、本第１実施形態のメロディーロード１が施工された道路を示す俯瞰図であり、図２は、本第１実施形態のメロディーロード１の断面図である。

図１に示すように、本第１実施形態のメロディーロード１は、アスファルト道路等における一の車線のうち、所定距離の区間において施工されるものである。本第１実施形態では、図１に示すように、路線の名称を記した路線表示板２や本第１実施形態のメロディーロード１によって奏でられる曲名を記した曲名表示板３の他、本第１実施形態のメロディーロード１の起点および終点を知らせる起点案内板４および終点案内板５を設けている。

また、本第１実施形態のメロディーロード１は、図１および図２に示すように、車両の進行方向Ｄに対して直交方向に延設される溝Ｇが、車両の進行方向Ｄに沿って複数本形成されている。そして、隣接する溝Ｇの間隔Ｌ、各溝幅Ｗおよび各音当たりの単位施工距離Ｋを適宜設計することにより、車両のタイヤ６が所望の音階、音量および音符長を発生させてメロディーを奏でるようになっている。

つまり、本第１実施形態のメロディーロード１は、少なくともメロディーを構成する各音の音階に対応する周波数および車速から特定される溝Ｇの間隔Ｌと、各音の音符長およびテンポに基づいて求めた音持続時間と車速とから特定される当該音符長の単位施工距離Ｋと、各音の音量に対応して特定される溝幅Ｗとを備えるように施工されている。

まず、本第１実施形態のメロディーロード１を施工するのに必要な各種の条件を設計する方法について説明する。まず、溝Ｇによって所定の音階を発生させるためには、隣り合う溝Ｇと溝Ｇの溝間隔Ｌを設定する。音階は周波数によって定められるため、所望の音階に対応する周波数を算出し、この周波数を有する振動を発生させれば、当該周波数に対応する音階が聴取される。本第１実施形態では、十二平均律を用いて音階を設定しているため、所望の音階に対応する周波数は以下の式（２）に基づいて算出される。
（周波数［Ｈｚ］）＝Ｆ_０×２^{±ｎ／１２} …（２）
ただし、Ｆ_０は基準とする音階に対応する周波数であり、例えば、周波数が４４０Ｈｚの「ラ」の音を基準にした場合、Ｆ_０＝４４０［Ｈｚ］である。また、ｎは基準とする音階と周波数を取得しようとする音階との階数差に対応する整数である。したがって、例えば、「ソ」の音の周波数を算出する場合、基準とする「ラ」の音より２段階下の音階であるため、ｎ＝−２となる。

そして、本第１実施形態のメロディーロード１上を車両が走行する際の想定速度を適宜設定すると、１秒間にタイヤ６が通過する距離が算出される。このため、当該距離内に周波数分の溝Ｇを形成することにより、所望の周波数に対応する音階を発生させられる。したがって、隣接する溝Ｇと溝Ｇの間隔Ｌは、以下の式（３）に基づいて算出される。
（溝Ｇ間隔Ｌ［ｍｍ］）＝（想定速度［ｋｍ／ｈ］／周波数［Ｈｚ］）×１００００００／３６００ …（３）

つぎに、溝Ｇによって所定の音量を発生させるためには、溝Ｇの溝幅Ｗを設定する。音の大きさを決定する要因は各種考えられ、複数の要因が絡み合っていると考えられる。たとえば、タイヤ６が回転するたびにドレッドパターン中の各ブロックが路面に衝突する打撃音や溝Ｇの中の空気がタイヤ６に圧縮されて弾ける音、タイヤが溝Ｇ内に落ち込むときの振動音やタイヤが溝Ｇの端部に接触する際の衝撃音等の要因が考えられ、これらを合成した音量に対応して溝幅Ｗが決定される。したがって、溝幅Ｗを適宜変更すれば、所望の音量に調節される。具体的には、溝幅Ｗを狭くするほど発生する音量が小さくなり、溝幅Ｗを広くするほど発生する音量が大きくなる。ただし、この場合、溝幅Ｗは溝間隔Ｌよりも小さい範囲内で設定される。また、溝幅Ｗを０に設定すれば、溝Ｇに起因する音が発生しないため、休符等を実現し得る。

ここで、溝幅Ｗおよび溝間隔Ｌに対する音階および音量との関係を簡単に説明する。図３は、一定の溝幅Ｗを有する溝Ｇを複数本形成したメロディーロード１の断面図である。このメロディーロード１では、溝Ｇと溝Ｇとの溝間隔Ｌが車両の進行方向Ｄに沿って徐々に大きくなるように形成されている。このような溝Ｇを形成すれば、車両の走行速度が一定の場合、音量が一定に保たれながら音階が徐々に低下する。

また、図４は、一定の溝間隔Ｌを有する溝Ｇを複数本形成したメロディーロード１の断面図である。このメロディーロード１では、溝幅Ｗが車両の進行方向Ｄに沿って徐々に大きくなるように形成されている。このように溝Ｇを形成すれば、車両の走行速度が一定の場合、音階が一定に保たれながら音量が徐々に増加する。したがって、溝幅Ｗを変化させて施工することにより、フォルティッシモやメゾフォルテ等の各音の強弱の変化を表現できる。

つぎに、溝Ｇによって所定の音を所定の時間だけ持続して発生させるためには、１周期分の溝Ｇをどれだけ繰り返すか、つまり、路面に形成する溝Ｇの単位施工距離Ｋを設定することになる。このため、まず各音の持続時間を算出する。音の持続時間は、奏でようとするメロディーに設定されるテンポと、各音に設定される音符長により決定されるものである。したがって、本第１実施形態における各音の持続時間は、以下の式（１）に基づいて算出される。
（音持続時間［秒］）＝（６０／テンポ）×（四分音符長に対する取得音符長の比率） …（１）
ここで、例えば、取得しようとする音の音符長が二分音符である場合、二分音符は四分音符の２倍の音符長であるため、四分音符長に対する取得音符長の比率は２である。また、休符の持続時間についても、上記式（１）により同様に算出することができる。

上記式（１）により算出した音持続時間と、本第１実施形態のメロディーロード１上を車両が走行する際の想定速度とに基づいて、各音に対応する単位施工距離Ｋは以下の式（４）により算出される。
（単位施工距離Ｋ［ｍ］）＝（想定速度［ｋｍ／ｈ］）×（音持続時間［秒］）×１００００００／３６００ …（４）
したがって、所定の溝間隔Ｌおよび所定の溝幅Ｗで、所定の単位施工距離Ｋだけ溝Ｇが形成された路面上を所定の走行速度で車両を走行させることにより、所定の音階が所定の音量で所定時間だけ持続して発生する。

また、図５に示すように、上記のように形成された溝Ｇ内に、所定の充填用物質７を適当に充填させることにより音質や音色を変化させるようにしてもよい。充填用物質７は、鉄、コンクリート、木、ゴム等から構成されており、これら充填用物質７の密度、弾性率、摩擦係数、気泡密度等の違いによって、様々な音質や音色が実現され得る。なお、複数種類の充填用物質７を使用すれば、より一層変化に富んだ音質や音色が発生する。また、充填用物質７は固体材料に限らず、液体や気体を使用してもよい。

つぎに、本第１実施形態のメロディーロード設計プログラムを格納したメロディーロード設計装置８について図面を用いて説明する。図６は、本第１実施形態におけるメロディーロード設計装置８の構成を示すブロック図である。

図６に示すように、本第１実施形態のメロディーロード設計装置８は、所望のメロディーに関するデータや各種の設計データを入力するための入力手段９と、本第１実施形態のメロディーロード設計プログラムをはじめ各種のデータを記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ ＡＣＣＥＳＳ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等から構成される記憶手段１０と、本第１実施形態のメロディーロード１を設計するために各種の演算を行う演算処理手段１１と、演算結果等を表示する液晶ディスプレイ等から構成される表示手段１２とを有している。

入力手段９は、キーボードやマウス、スキャナー等から構成されており、所望のメロディーに関するデータや各種の設計データを入力するものである。具体的には、メロディーを構成する各音の音階、音符長、音量、音質、音色およびメロディーのテンポや、メロディーを奏でるのに好適な車両の想定速度等が入力手段９を用いて入力される。なお、メロディーのデータが格納された記憶媒体を読み取ったり、メロディーに関する譜面をスキャナで読み込むことにより、各音に関するデータを直接取得するようにしてもよい。

演算処理手段１１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等から構成されており、記憶手段１０に格納されているメロディーロード設計プログラムに基づいて各構成部を制御するとともに、各種のデータや設定情報を取得して適宜必要な処理を実行するものである。

具体的には、図６に示すように、演算処理手段１１は、主として、本第１実施形態のメロディーロード１を設計するのに必要な各種のデータを取得する設計データ取得部１１１と、各音を発生させ続ける時間を取得する音持続時間取得部１１２と、溝Ｇ内に充填する物質を決定する充填用物質決定部１１３と、各音の音階に対応する周波数を取得する周波数取得部１１４と、隣接する溝Ｇの間隔Ｌを取得する溝間隔取得部１１５と、溝幅Ｗを取得する溝幅取得部１１６と、各音に対応する単位施工距離Ｋを取得する単位施工距離取得部１１７とから構成されている。

これら各構成部についてより詳細に説明する。設計データ取得部１１１は、メロディーを構成する各音の音階、音符長、音量、音質、音色およびメロディーのテンポ、あるいは車両の想定速度等の設計データを取得するものである。具体的には、入力手段９から入力された各種の設計データを取得し、記憶手段１０の作業メモリ等に格納するようになっている。

音持続時間取得部１１２は、メロディーを構成する各音につき、当該音を持続して発生させ続ける時間を取得するものである。具体的には、設計データ取得部１１１が取得したテンポおよび各音に設定された音符長を取得し、上述した式（１）により音持続時間を算出するようになっている。また、音持続時間取得部１１２が休符を取得した場合でも、音符の場合と同様、当該休符長と式（１）に基づいて、休止状態を持続させる時間が算出される。

充填用物質決定部１１３は、溝Ｇ内に充填させる充填用物質７を決定するものである。具体的には、設計データ取得部１１１が取得した音質や音色を取得し、当該音質や音色に適した充填用物質７を決定するようになっている。音質や音色に関するデータがない場合には、充填用物質７として空気が選択される。すなわち、溝Ｇには何も充填しないように設計される。

周波数取得部１１４は、メロディーを構成する各音の音階に対応する周波数を取得するものである。具体的には、設計データ取得部１１１が取得した各音の音階を取得し、上述した式（２）により当該音階に対応する周波数を算出するようになっている。なお、本第１実施形態では、上記式（２）によって各音の周波数を算出しているが、これに限られるものではない。すなわち、図７に示すように、各音階に対応する周波数からなるテーブルデータを予め記憶手段１０に格納しておき、このテーブルデータから直接取得するようにしてもよい。また、本第１実施形態では、十二平均律を用いて音階を設定しているが、他の調律法に基づいて算出してもよい。

溝間隔取得部１１５は、メロディーを構成する各音の音階に対応する溝間隔Ｌを取得するものである。具体的には、設計データ取得部１１１が取得した車両の想定速度、および周波数取得部１１４が取得した各音の周波数をそれぞれ取得し、上述した式（３）により各音の音階に対応する溝間隔Ｌを算出するようになっている。図８は、本第１実施形態において、車両の想定速度をそれぞれ４０、６０、８０、１００ｋｍ／ｈに設定した場合における、各音階に対応する溝間隔Ｌを算出したものである。

溝幅取得部１１６は、メロディーを構成する各音の音量に対応する溝幅Ｗを取得するものである。具体的には、設計データ取得部１１１が取得した各音の音量を取得し、当該音量に比例するように溝幅Ｗを算出するようになっている。本第１実施形態では、図９に示すように、メロディー内の最小音量に対応する溝幅Ｗを０に設定するとともに、最大音量に対応する溝幅Ｗを溝間隔取得部１１５が取得した溝間隔Ｌより小さい値Ｌに設定し、その２点間を結ぶ直線から音量に対応する溝幅Ｗを取得している。

単位施工距離取得部１１７は、メロディーを構成する各音に対応する単位施工距離Ｋを取得するものである。具体的には、設計データ取得部１１１が取得した車両の想定速度、および音持続時間取得部１１２が取得した音持続時間を取得し、上述した式（４）により各音に対応する単位施工距離Ｋを算出するようになっている。

つぎに、本第１実施形態におけるメロディーロード設計プログラムの動作について図１０のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、以下の説明では、本第１実施形態のメロディーロード設計プログラムにより実行されるコンピュータによりメロディーロード１の設計を行う場合について説明するが、全ての演算処理を手計算で行うようにしてもよい。

本第１実施形態のメロディーロード１を設計する場合、まず、入力手段９を用いて各種の設計データを入力する（ステップＳ１）。本第１実施形態では、設計データとして、メロディーを構成する各音の音階、音符長、音量、音質、音色およびメロディーのテンポ、あるいは車両の想定速度等が入力される。つづいて、演算処理手段１１の設計データ取得部１１１が、これらの設計データを取得し、記憶手段１０に格納する（ステップＳ２）。

つづいて、音持続時間取得部１１２が、記憶手段１０からメロディーのテンポおよび各音に設定された音符長や休符長を取得し、上記式（１）により各音についての音持続時間や休止持続時間を算出する（ステップＳ３）。また、設計データ取得部１１１が取得した設計データに、音質や音色を指定するデータが含まれている場合、溝Ｇに充填するための充填用物質７が決定される（ステップＳ４）。本第１実施形態では、音質や音色を指定していないため、充填用物質７として空気が選択され、溝Ｇには何も充填しない。

つづいて、周波数取得部１１４が上記式（２）に基づいて、各音の音階に対応する周波数を取得すると（ステップＳ５）、これら周波数と、設計データ取得部１１１が取得した車両の想定速度に基づいて、溝間隔取得部１１５が上記式（３）を用いて各音に対応する溝間隔Ｌを算出する（ステップＳ６）。

つづいて、溝幅取得部１１６が、設計データ取得部１１１により取得された各音の音量を取得し、当該音量に対応する溝幅Ｗを取得する（ステップＳ７）。このとき、メロディーデータに「フォルテ」や「ピアノ」等の強弱データが付されている場合には、原則に従って算出した溝幅Ｗを所定量だけ増減するようになっている。

そして、単位施工距離取得部１１７が、設計データ取得部１１１によって取得された車両の想定速度と、音持続時間取得部１１２によって取得された音持続時間とに基づいて、各音に対応する単位施工距離Ｋを上記式（４）により算出する（ステップＳ８）。以上の処理により算出された設計結果は、表示手段１２に表示される（ステップＳ９）。なお、図１１は、本第１実施形態のメロディーロード設計プログラムによって、曲名「ふるさと」を奏でるメロディーロード１を設計させた場合の設計結果の一部を示すものである。

上記のような設計結果に基づいて路面に溝Ｇを施工することで、本第１実施形態のメロディーロード１が構成される。そして、このメロディーロード１上を自動車が想定速度で走行することにより、所望のメロディーが発生する。

なお、上述した本第１実施形態では、アスファルト道路等の路面に溝Ｇを施工することでメロディーロード１を構成しているが、これに限られるものではない。すなわち、上記のように設計された溝Ｇを備えたマットや鋼板等の路面体を道路上に敷設することにより、メロディーを発生させるようにしてもよい。このようなメロディーマットやメロディー鋼板によれば、路面に溝Ｇを形成することなくイベント等の短期間だけ、一時的にメロディーロード１として作用させることができるし、通常の路面に戻したい場合には、単にメロディーマットやメロディー鋼板を撤去するだけでよい。

以上のような本第１実施形態によれば、
１．メロディーを構成する各音の音階、音符長および音量を正確に発生させることができ、所望のメロディーを譜面に忠実に奏でることができる。
２．路面上に形成すべき溝Ｇを個別具体的かつ正確に設計することができる。
３．発生する音の音質や音色を変化させることができる。
４．充填用物質７を充填させれば、溝Ｇ内に粉塵やゴミ等が詰まるのを防止すると共に、溝Ｇ自体の強度を向上することができる等の効果を奏する。

つぎに、本発明に係るメロディーロード１およびメロディーロード設計プログラムの第２実施形態について図面を用いて説明する。なお、以下に説明する第２実施形態のうち、前述した本実施形態の構成と同一若しくは相当する構成については同一の符号を付して再度の説明を省略する。

第２実施形態におけるメロディーロード１およびメロディーロード設計プログラムの特徴は、１つの溝Ｇから溝Ｇで構成される基本単位ごとに溝幅および溝間隔を設計する点にある。これは、法定速度が変化する区間に施工する場合、徐々に変化する（加速あるいは減速する）車両速度を計算に入れて溝を計算しなければ、意図通りのメロディーを聴かせることができないためである。例えば、高速道路の出入口や直線とカーブが組み合わされた区間、交差点手前、メロディにより観光施設等へ車両を誘導し、到着地点近傍の区間などである。あるいは、パトカーのサイレン音や動物が忌避する周波数変化音、動物の鳴き声や人間の声等の疑似音声を発生させる場合、逐次細かく指定して溝を設計する必要がある。

図１２は、第２実施形態のメロディーロード設計装置１３の構成を示すブロック図である。本第２実施形態において、単位時間取得部１１８は、車両が１つの基本単位を通過するために必要な単位時間ｔを算出するものである。具体的には、車両の想定速度と溝間隔Ｌから、車両が当該溝間隔Ｌを通過するために必要な単位時間ｔを算出するようになっている。

つぎに、本第２実施形態におけるメロディーロード設計プログラムの動作について図１３のフローチャートを参照しつつ説明する。

まず、ステップＳ１１において、設計データ取得部１１１が疑似音声を構成する各音のうち、第一番目の音の音符長および音階を取得する。つづいて、入力手段９からテンポを設定すると（ステップＳ１２）、音持続時間取得部１１２が当該テンポと音符長から音持続時間を算出する（ステップＳ１３）。そして、ステップＳ１４では、変数Ｕを０に初期化する。ここで、変数Ｕは、計算が終了した基本単位（１つの溝間隔Ｌ）を通過するために車両が要する時間を積算するための変数である。

以下、ステップＳ１５からステップＳ２０までの工程により、１つの基本単位に関する設計が行われる。詳述すると、ステップＳ１５では、充填用物質決定部１１３が所望の音質や音色に基づいて充填用物質７を決定する。つぎに、周波数取得部１１４がステップＳ１１で取得した音階に対応する周波数を取得した後（ステップＳ１６）、入力手段９から車両の想定速度を設定する（ステップＳ１７）。

つづいて、溝間隔取得部１１５が、ステップＳ１６で取得した周波数と、ステップＳ１７で設定された車両の想定速度から溝間隔Ｌを算出する（ステップＳ１８）。また、溝幅取得部１１６が、所望の音量となるように溝幅Ｗを決定する（ステップＳ１９）。そして、ステップＳ２０において、単位時間取得部１１８が、車両の想定速度とステップＳ１８で取得した溝間隔Ｌから、車両が当該溝間隔Ｌを通過するために必要な単位時間ｔを算出する（ステップＳ２０）。

ステップＳ２１では、変数ＵにステップＳ２０で取得した単位時間ｔを加算し、この変数ＵがステップＳ１３で取得した音持続時間Ｔ以上になったかどうかを判定する（ステップＳ２２）。

ステップＳ２２において、変数Ｕが音持続時間Ｔ以上になったと判断された場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２３に進む。一方、Ｕが音持続時間Ｔよりも小さいと判断された場合（ステップＳ２２：ＮＯ）、処理はステップＳ１５へと戻り、変数Ｕが音持続時間Ｔ以上になったと判断されるまで上述したステップＳ１５〜ステップＳ２２を繰り返すようになっている。

ステップＳ２３では、次なる音符または休符があるかを判断し、あると判断された場合（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、ステップＳ２４において、次の音符又は休符の音符長あるいは休符長および音階を取得し、上述したステップＳ１２〜ステップＳ２３を繰り返すようになっている。一方、次なる音符または休符がないと判断された場合（ステップＳ２３：ＮＯ）、疑似音声を構成する各音の設計が終了する。

以上のような第２実施形態によれば、１つの基本単位ごとに緻密な設計を行えるため、法定速度が変化する区間にも対応して設計できるし、パトカーのサイレン音や動物が忌避する周波数変化音あるいは動物の鳴き声や人間の声等の精細さが要求される疑似音声にも対応することができる。

なお、本発明に係るメロディーロード１およびメロディーロード設計プログラムは、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。

例えば、前述した第１実施形態では、１つのメロディーにおいて、車両の想定速度を一定に設定した場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、図１４に示すように、法定速度が６０ｋｍ／ｈから４０ｋｍ／ｈに変化する道路においては、４０ｋｍ／ｈに変化する地点から所定距離だけ前方からメロディーロード１の想定速度を６０ｋｍ／ｈから４０ｋｍ／ｈにかけて徐々に減少するように設定すればよい。このように設計されたメロディーロード１によれば、法定速度が変化した場合でも、メロディーのテンポが変わってしまうのを防止することができる。また、もし、車両が減速しない場合には、メロディーのテンポが速くなるため、車両の運転手に速度オーバーを警告することができる。

また、前述した各実施形態では、溝間隔取得部１１５が取得した溝間隔Ｌや、溝幅取得部１１６が取得した溝幅Ｗをそのまま使用している。しかしながら、算出された溝間隔Ｌや溝幅Ｗの寸法値に、所定の変動量を付与すると、発生する音の周波数や音量にゆらぎを発生させることができるため、音の威圧感が弱まり、より自然で聞きやすいメロディーにすることができる。このようなゆらぎには、人間が演奏した際に生じる運指の僅かな変動や、１／ｆゆらぎなどを適用すると効果的である。

さらに、図１５に示すように、溝Ｇと溝Ｇの中央部に補助的な補助溝Ｈを設けると、溝Ｇから発生する基本周波数成分に加えて、その倍音となる周波数成分を補助溝Ｈから発生させることができる。バイオリンなどの弦楽器は、弦の長さに対応した基本周波数成分と、弦の振動モードに伴う倍音の周波数成分を含むことによって、独特の音色や音質を生じるが、上記のような補助溝Ｈを設けることによって、同様の効果を再現し、路面から発生する音の音質や音色に一層効果的な変化を加えることができる。したがって、各音を発生させるために施工された溝Ｇと溝Ｇとの間に、倍音の周波数成分を発生させるための補助溝Ｈを形成することにより、より一層変化に富んだ音を発生させられる。

また、前述した各実施形態では、車両の左右のタイヤ６，６が同一の溝Ｇを走行するようにメロディーロード１を形成しているが、これに限られるものではなく、図１６に示すように、左タイヤ６が通過する部分と、右タイヤ６が通過する部分に対し、別個のメロディーに基づいて特定される溝Ｇを施工してもよい。このようなメロディーロード１によれば、一方のタイヤ６で主となるメロディーを奏でさせると共に、他方のタイヤ６によって伴奏を奏でさせたり、左右のタイヤ６によって和音を生成することができる。また、同一のメロディーを左右のタイヤ６でタイミングをずらして奏でることにより、輪唱等のより高度で複雑なメロディーを奏することが可能になる。また、左右のタイヤ６，６に対する路面の設計寸法にわずかな寸法差を設けることによって音の干渉を生じさせ、民謡独特のうねりを発生させることも可能になる。

本発明に係るメロディーロードの第１実施形態を示す俯瞰図である。 本第１実施形態のメロディーロードを示す断面図である。 本第１実施形態のメロディーロードにおいて、一定の幅を有する溝を複数本形成した場合の断面図である。 本第１実施形態のメロディーロードにおいて、一定の間隔を有する溝を複数本形成した場合の断面図である。 本第１実施形態のメロディーロード１において、溝の内部に充填用物質を充填させた状態を示す断面図である。 本第１実施形態におけるメロディーロード設計装置の構成を示すブロック図である。 音階と各音階に対応する周波数との関係を格納したテーブルデータを示す図である。 本第１実施形態において、車両の想定速度をそれぞれ４０、６０、８０、１００ｋｍ／ｈに設定した場合における、各音階に対応する溝間隔を示す表である。 本第１実施形態において、音量と溝幅との関係を示すグラフである。 本第１実施形態のメロディーロード設計プログラムの動作を示すフローチャートである。 本第１実施形態のメロディーロード設計プログラムによって、曲名「ふるさと」を奏でるメロディーロードを設計させた場合の設計結果の一部を示す図である。 本発明に係るメロディーロード設計装置の第２実施形態を示すブロック図である。 本発明に係るメロディーロード設計プログラムの第２実施形態を示すフローチャートである。 本発明に係るメロディーロードの他の実施形態を示す断面図である。 本発明に係るメロディーロードの他の実施形態を示す断面図である。 本発明に係るメロディーロードの他の実施形態を示す断面図である。

符号の説明

１ メロディーロード
２ 路線表示板
３ 曲名表示板
４ 起点案内板
５ 終点案内板
６ タイヤ
７ 充填用物質
８ メロディーロード設計装置
９ 入力手段
１０ 記憶手段
１１ 演算処理手段
１２ 表示手段
１３ メロディーロード設計装置
１１１ 設計データ取得部
１１２ 音持続時間取得部
１１３ 充填用物質決定部
１１４ 周波数取得部
１１５ 溝間隔取得部
１１６ 溝幅取得部
１１７ 単位施工距離取得部
１１８ 単位時間取得部
Ｄ 車両の進行方向
Ｇ 溝
Ｈ 補助溝
Ｋ 単位施工距離
Ｌ 溝間隔
Ｗ 溝幅
ｔ 単位時間
Ｔ 音持続時間

Claims (11)

1. 車両が走行することによりメロディーを発生させる複数の溝で構成される溝群が複数配列された路面体からなるメロディーロードであって、
   一つの前記溝群は、前記メロディーを構成する一音に対応して形成され、
   前記各溝群は、前記メロディーを構成する各音の発生順に配列されており、
   前記各溝群は、それぞれ前記各音の音持続時間と車両の想定速度に応じて決定された距離を有する区間内に施工されており、
   前記溝群を構成する複数の溝は、前記区間内にわたって連続的に形成されているとともに、前記音の音階に応じた周波数と車両の想定速度に基づいて決定される溝間隔で形成されているメロディーロード。
2. 前記各溝群を構成する複数の溝は、前記各音の音の大きさに応じた溝幅で形成されている、請求項１に記載のメロディーロード。
3. 各音を発生させるために決定された溝間隔および溝幅が、ゆらぎを発生させ得る変動量で増減されている、請求項１または請求項２に記載のメロディーロード。
4. 各音を発生させるために形成された溝と溝との間に、倍音の周波数成分を発生させるための補助溝が形成されている、請求項１から請求項３のいずれかに記載のメロディーロード。
5. 右タイヤが通過する路面部分に配列された右タイヤ用のメロディーに基づき特定される右タイヤ用の複数の溝群と、左タイヤが通過する路面部分に配列された左タイヤ用のメロディーに基づき特定される左タイヤ用の複数の溝群とで構成されている、請求項１から請求項４のいずれかに記載のメロディーロード。
6. 形成された溝の中に音質や音色を変化させる充填用物質が充填されている、請求項１から請求項５のいずれかに記載のメロディーロード。
7. 車両が走行することによりメロディーを発生させる複数の溝で構成された溝群が複数配列されたメロディロードを設計するメロディーロード設計プログラムであって、
   前記メロディーを構成する各音の音階、音符長、音の大きさ、前記メロディーのテンポおよび前記メロディーを発生させるのに好適な車両の想定速度を取得する設計データ取得手段と、
   前記音符長および前記テンポに基づいて、前記各音を発生させ続ける時間を取得する音持続時間取得手段と、
   前記各音の音階に対応する周波数を取得する周波数取得手段と、
   前記周波数および前記想定速度に基づいて、隣接する前記溝の間隔を取得する溝間隔取得手段と、
   前記音の大きさに基づいて、前記溝の幅を取得する溝幅取得手段と、
   前記音持続時間および前記想定速度に基づいて、前記各音ごとの施工距離を取得する施工距離取得手段
   としてコンピュータを実行させることを特徴とするメロディーロード設計プログラム。
8. 前記音持続時間取得手段は、以下の式（１）に基づいて前記音持続時間を取得する、請求項７に記載のメロディーロード設計プログラム。
   （音持続時間［秒］）＝（６０／テンポ）×（四分音符長に対する取得音符長の比率） …（１）
9. 前記周波数取得手段は、以下の式（２）に基づいて前記周波数を取得する、請求項７または請求項８に記載のメロディーロード設計プログラム。
   （周波数）＝（基準周波数）×２±ｎ／１２ …（２）
   ただし、ｎは基準周波数に対応する音階と、取得しようとする周波数に対応する音階との階数差に対応する整数である。
10. 前記溝間隔取得手段は、以下の式（３）に基づいて前記溝間隔を取得する、請求項７から請求項９のいずれかに記載のメロディーロード設計プログラム。
    （溝間隔［ｍｍ］）＝（想定速度［ｋｍ／ｈ］／周波数［Ｈｚ］）×１００００００／３６００ …（３）
11. 前記設計データ取得手段は、前記各音に対応する音質や音色を取得するとともに、これら音質や音色を発生させるため、前記溝に充填するのに適当な充填用物質を決定する充填用物質決定手段としてコンピュータを実行させる、請求項７から請求項１０のいずれかに記載のメロディーロード設計プログラム。

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