JP5867352B2 - 走行音を用いた車両検出装置 - Google Patents
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Description
12…バンパ
14…ドアミラー
20、22…マイクアレイ
34…GPS用アンテナ
O…自車
P…他車
本発明が適用される走行音による車両検出装置に於いては、図1(A)に例示されている如く、車両10のバンパ12又はドアミラー14上にて、車両の略前方へ向けて少なくとも二つのマイクロホンが並置されて成るマイクアレイ20又は22が設けられる(マイクアレイは、バンパ12又はドアミラー14のいずれかのみに設けられていてもよく、また、双方に設けられていてもよい。)。各マイクロホンは、任意のダイナミックマイク又はコンデンサマイクであってよい。また、各マイクロホンは、典型的には、マイクアレイ毎に対若しくは組になっており、車両10の使用中(走行中及び停止中を含む)に、車外音をそれぞれ収集する。そして、図1(B)に例示されている如く、各マイクアレイの少なくとも二つのマイクロホンM1、M2が収集した車外音の信号は、それぞれ、A/D変換器によりディジタル信号に変換され、更に、かかるディジタル信号の中から、ディジタルサウンドプロセッサ(DSP)にて、自車以外の車両(他車)が走行中に発する「走行音」が抽出され、コンピュータPCにて、それらの走行音の成分を用いて後述の態様にて他車の存在の有無及びその方位が決定される。かくして、他車の存在の有無及びその方位が決定されると、その情報が出力装置(ディスプレイ、ランプ、スピーカーなど)にて運転者に対して提示される。なお、車外音からの他車の走行音の抽出は、典型的には、バンドパスフィルター等を用いてマイクロホンの収集音のうちの所定の周波数帯域(例えば、800〜3000Hz)の成分を抽出することにより、或いは、特定の音響パターンの成分を抽出することなどにより、達成可能である。
本発明の本実施形態に於いては、マイクアレイに於ける少なくとも二つのマイクロホンが収集した車外音のうちの他車の走行音が解析されて他車の方位が検出されるようになっていてよい(特許文献1、2)。かかる他車の方位検出は、例えば、白色相互相関法を用いて実行されてよい。図2(A)を参照して、白色相互相関法に於いては、二つの互いに距離dだけ離れて配置されたマイクロホンMi、Mjに対して音波SWが矢印の方向(マイクロホンの列に対して角度θの方向)から到来した場合が考えられる。このとき、音波SWのマイクロホンMiに到達する時刻は、マイクロホンMjに到達する時刻よりも時間τだけ遅れることとなる(遅延時間)。従って、音波の到来してきた方向、即ち、音源の方向、の角度θと遅延時間τとの関係は、
cosθ=τ・c/d …(1)
により表される。ここで、cは、音速である。また、遅延時間τは、マイクロホンMi、Mjの音波信号si(t)、sj(t)の相互相関関数値
∫si(t)・sj(t−T)dt …(2)
の最大値を与える相関時間Tを検出することにより決定可能である。即ち、マイクロホンMi、Mjの音波信号si(t)、sj(t)は、同一音源からの音波であり、位相(時間)がτだけ互いにずれているので、相互相関関数に於ける相関時間Tが遅延時間τであるとき、音波信号si(t)、sj(t)の値が完全重なり、相互相関関数値が最大値となるためである(図2(B))。なお、実際の演算に於いては、まず、音波信号のフーリエ変換値を振れ幅で正規化した値を用いて、周波数領域で算出された相互相関値を逆フーリエ変換した相関値ΣCSPi,j(n,l)が算出される。なお、CSPi,j(n,l)は、下記の式で与えられる係数である。
CSPi,j(n,l)=DFT-1[DFT[si(n)]DFT[sj(n-l)]*/|DFT[si(n)]||DFT[sj(n-l)]|]
…(3)
ここで、si(n)、sj(n)は、それぞれ、ディジタル化された音波信号であり、lは、相関時間であり、DFT[]、DFT-1[]は、それぞれ、離散フーリエ変換、逆離散フーリエ変換であり、*は、複素共役を示す。そして、最大のΣCSPi,j(n,l)を与える相関時間Tmが
Tm=argmax[ΣCSPi,j(n,l)] …(4)
により求められ、かくして、音源の方向の角度θは、下記の式により与えられる。
θ=cos-1((c・Tm/Fs)/d) …(5)
ここで、Fsは、サンプリング周波数である。
(i)走行音による他車の方位検出
図1にて説明された走行音による車両検出装置によれば、例えば、図3(B)に模式的に描かれている如く、交差点などに於いて、自車Oにから見て他車Pが死角に存在し、電磁波によるレーダー装置やビデオカメラの画像によっては、他車が検出できない状況に於いても、他車Pの走行音が自車Oまで到達するので、他車Pの存在とその方位を検出することが可能となる。図3(A)は、走行音による車両検出装置に於ける他車の検出処理過程の例をフローチャートの形式で表した図である。なお、同図の処理は、車両の運転中に、メモリに保存されたコンピュータ・プログラムに従って反復してコンピュータPCの作動によって実行される。かかる自車から見た他車両の方位θの検出は、車両の運転中、常時、実行されてよい。また、図示の例は、二つのマイクロホンが並置されている一つのマイクアレイの収集音について実行される処理である。車両に複数のマイクアレイが装備されている場合、それぞれのマイクアレイの収集音に対して同様の処理が別々に実行されてよい。
ところで、既に触れた如く、正常なマイクロホンの収集する音には、他車両の走行音の他に自車両周囲の環境音が含まれている。従って、マイクロホンの収集音に、自車両周囲の環境音が含まれているか否かを確認することによってマイクロホンが正常であるか否かを判定することができる。そこで本発明の装置に於いては、自車両の周囲の状況を検出し、マイクロホンの収集する音の特性が、その検出された周囲の状況にて計測されるべき環境音の特性と合っているか否かを検査して、マイクロホンの異常の有無を判定する処理(異常判定処理)が実行される。この構成に於いて、自車両の周囲の状況、即ち、車両の実際に存在する位置が街中であるか郊外であるか、一般道上であるか高速道路上であるか、近隣に川、海、鉄道などの特定の音を発する地形又は構造物が存在するか否かを示す情報は、図4(A)、(B)に例示されている如く、GPS装置等の外部通信装置が自車両の位置を検出する際に、外部通信装置に於ける地図情報から取得可能である。また、メモリに於いて、車両が通過し得る又は存在し得ると想定される種々の環境又は状況に於いて計測されるべき環境音の特性をデータベース化するなどして予め記憶しておき、検出された車両の存在する周囲の状況に対応する環境音の特性のデータを読み出せるようにシステムを構成することにより、検出された周囲の状況にて計測されるべき環境音の特性の情報を得ることが可能となる。なお、異常判定処理は、車両の運転中、常時、実行されてもよいが、所定時間毎、所定距離毎或いは天候が変化したときに適宜実行されるようになっていてよい。また、本実施形態の場合には、マイクロホン毎に個別に検査が検査される。
Claims (3)
- 車両上に配置されたマイクロホンにより収集された車外音を用いて他車の存在を検知する車両検知装置であって、
前記車両の実際に存在する位置の周囲の状況を検出する車両周囲状況検出手段と、
前記検出された周囲の状況に対応して前記マイクロホンが正常であるときに該マイクロホンにより収集されるべき環境音の特性値を提供する環境音特性値提供手段と、
前記マイクロホンが実際に収集した音の特性値と前記環境音特性値提供手段の提供した前記環境音の特性値とに基づいて、前記マイクロホンが異常であるか否かを判定する異常判定手段と、
を含み、
前記環境音特性値提供手段が前記車両の存在し得る位置の周囲の状況に於いて計測されるべき環境音の特性値を表す情報を時間帯毎に記憶する記憶手段を有し、前記検出された実際の周囲の状況とその時刻とに対応した環境音の特性値を前記異常判定手段へ提供する装置。 - 請求項1の装置であって、前記マイクロホンが実際に収集した音の特性値が前記環境音特性値提供手段の提供した前記環境音の特性値に基づいて設定される所定の範囲内に有る場合に、前記異常判定手段が、前記マイクロホンが正常であると判定する装置。
- 請求項2の装置であって、前記マイクロホンが実際に収集した音の特性値が前記環境音特性値提供手段の提供した前記環境音の特性値に基づいて設定される所定の範囲から所定時間に亘って逸脱した場合に、前記異常判定手段が、前記マイクロホンが異常であると判定する装置。
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