JP6003462B2

JP6003462B2 - 走行音を用いた車両検出装置

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Publication number: JP6003462B2
Application number: JP2012209954A
Authority: JP
Inventors: 清水　宏明; 宏明清水; 船山　竜士; 竜士船山; 智哉高谷; 佐藤　潤; 潤佐藤; 深町　映夫; 映夫深町; 金道　敏樹; 敏樹金道
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-09-24
Filing date: 2012-09-24
Publication date: 2016-10-05
Anticipated expiration: 2032-09-24
Also published as: JP2014067093A

Description

本発明は、自動車等の車両に搭載され車両の周囲に存在する他車を検出する車両検出装置に係り、より詳細には、車両の周囲の音（車外音）を計測して、車両周囲の他車の存在を検知する装置に係る。

自動車等の車両の運転支援技術の一つとして、車外音を収集して解析することにより、車両に接近する他車等を検知する車両検出装置が提案されている。例えば、特許文献１に於いては、車両上に複数のマイクロホンを任意の間隔にて配設し、これらのマイクロホンが収集した音響信号のうちの、車両の走行音の特徴が良く現れる周波数帯域成分の相互相関値が最大となる時間差を決定し、かかる時間差から他車両の存在方向を決定する車両検出装置が開示されている。上記の如き車外音を利用して車両周囲の他車を検出する装置は、他車の存在を運転者が視覚的に認識していない場合又は認識できない場合（夜間の走行時など或いはレーダーやカメラ等で他車が検出できない場合など）にも、他車の接近を検出し、運転者に対して注意喚起を行うことが可能であり、また、レーダーやカメラ等を用いた車両検出装置よりも時間的に早く他車等の検出が可能となるので、より安全で有効な運転の支援として期待される。

実開平５−９２７６７号公報特開２００５−１１５８１３

ところで、上記の如き車両上に配設されたマイクロホンの収集した周囲の音を用いて他車両の検出を行う従前の装置に於いては、マイクロホンが故障した場合に、そのことを検知する手段が設けられていない。勿論、マイクロホンからの信号出力が停止している場合には、そのことを検知することでマイクロホンの故障が判定できる。しかしながら、マイクロホンが故障等により車両の検知ができない状態であるにもかかわらず、マイクロホンが或る程度のレベルの信号を出力し続けている場合には、装置に於いて、マイクロホンの故障により車両の検知ができないのか、車両が存在しないために検知できないのかの区別ができないので、マイクロホンの故障等の異常が検知できないこととなる。

かくして、本発明の一つの目的は、車両に搭載されマイクロホンにより収集された車外音を用いて自車周囲の他車の存在を検出する装置に於いて、マイクロホンの故障等の異常により他車を検出できない状態にあることを検知できるようにすることである。この点に関し、一つの車両に於いて、マイクロホンが収集した走行音を用いる車両検出装置の他に、レーダー、カメラ、ＧＰＳ等を用いて他車が検出できる機構が搭載されている場合、そのような機構により他車の存在が検出可能なときには、その他車の存在に関する検出情報と、マイクロホンが収集した走行音を用いた車両検出装置による他車の存在に関する検出情報とを照合することにより、マイクロホンが収集した走行音を用いて他車両検出装置が正常に機能しているか否かの確認を行うことが可能である。本発明に於いては、かかる知見が利用される。

本発明によれば、上記の課題は、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、車両上に配置された車外音を収集するマイクロホンと、マイクロホンに於いて収集された車外音のうちの他車の走行音に基づいて該他車を検出する第一の車両検出手段と、前記のマイクロホンとは異なるセンサにより他車の存在を検知する第二の車両検出手段からの他車の存在の検出結果を受容する手段と、第一の車両検出手段の検出結果と第二の車両検出手段の検出結果とに基づいてマイクロホン又は第一の車両検出手段が異常であるか否かを判定する異常判定手段とを含む装置によって達成される。かかる構成に於いて、第一の車両検出手段は、マイクロホンによって収集された車外音から任意の処理にて自動車等の車両の走行音の成分を抽出するよう構成されていてよい（抽出の手法について、例えば、特許文献１、２参照）。そして、第一の車両検出手段は、車両の走行音の成分の存在により自車周囲の他車の存在を検知することが可能となる。一方、第二の車両検出手段は、第一の車両検出手段のマイクロホンとは異なる任意のセンサによって自車に接近する他車の存在を検知可能な任意の手段であってよい。第二の車両検出手段は、マイクロホンにより収集した車外音を用いずに自車周囲の他車を検出できる手段、例えば、車載のカメラにて撮影された画像からパターンマッチングにより自車の周囲状況を解析して他車の存在を検知する装置、或いは、ミリ波若しくはレーザーレーダの電磁波を用いて他車を検出する任意の装置、ＧＰＳ等の通信手段を用いて他車を検出する任意の装置などであってよい。なお、第一の車両検出手段と別に、第一の車両検出手段と同様に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装置であってもよい。

上記の構成によれば、異常判定手段に於いて、マイクロホンに於いて収集された車外音のうちの他車の走行音に基づいて該他車を検出する第一の車両検出手段の検出結果と共に、第二の車両検出手段の検出結果を参照することにより、第一の車両検出手段のマイクロホン又はその他の第一の車両検出手段の部分の故障等の異常であるか否かを判定することが可能となる。かかる異常判定処理は、車両の使用時に於いても実行可能であるので、車両の整備点検時でなくても、第一の車両検出手段に於ける異常を検知できる点で有利である。なお、車外音を用いた第一の車両検出手段は、それが正常であれば、カメラやレーザーレーダ或いはＧＰＳ等を用いた装置では他車の存在を検出できない状況、例えば、夜間、死角のある交差点、電波が受信しにくい環境でも、他車の存在を検知可能であり、カメラやレーザーレーダ或いはＧＰＳ等を用いた装置が他車の存在を検知したときには、常に、車外音を用いた第一の車両検出手段も他車の存在を検知していることが期待される。従って、上記の異常判定処理に於いて、典型的には、異常判定手段は、第二の車両検出手段が他車の存在を検出しているときに、第一の車両検出手段が他車を検出していないときには、マイクロホン又は第一の車両検出手段が異常であると判定するよう構成されていてよい。

更に、上記の本発明の装置に於いて、第一の車両検出手段は、少なくとも二つの互いに隔置されたマイクロホン（マイクロホン・アレイ）を有し、かかる少なくとも二つのマイクロホンに於いてそれぞれ収集された車外音のうちの他車の走行音の位相差に基づいて車両から見た他車の存在する方位を検出する手段であってよい（例えば、特許文献１、２参照）。即ち、この場合、第一の車両検出手段による検出結果は、自車両から見た他車の存在する方位となる。既に述べた如く、通常、第二の車両検出手段が他車の存在を検出しているときには、第一の車両検出手段も他車の存在を検出していると期待されるので、上記の本発明の装置の異常判定手段は、もし第二の車両検出手段が他車の存在を検出しているときに、第二の車両検出手段により検出された該他車の存在する方位に第一の車両検出手段がその他車を検出していない場合に、マイクロホン又は第一の車両検出手段に異常があると判定するようになっていてよい。

ところで、一般に、マイクロホンに於いて収集された車外音から抽出された他車の走行音から自車から見た他車の絶対的な距離を検出又は推定することは困難である。これは、他車の発する走行音の音量（音源の出力音量）がその時々で状況によって変化するためである。しかしながら、他車が自車から見て或る位置に存在する場合に、他車の発する走行音に於ける特徴、例えば、音圧の変化や音響パターン（音の周波数スペクトル分布）は、概ね、自車から見た他車の絶対的な距離に対応している。従って、カメラやレーザーレーダ或いはＧＰＳ等を用いた装置などの、第二の車両検出手段が他車の存在する位置を検出し、自車から他車までの距離が把握できているときには、その際、第一の車両検出手段のマイクロホンに於いて収集された他車の走行音に於いて期待される特徴は、概ね、特定される。かくして、車両検出装置が、予め自車及び他車の間の距離と自車に於いて検知されるべき他車の走行音の特徴との関係を表す情報を持っていれば、第一の車両検出手段のマイクロホンに於いて収集された他車の走行音が、第二の車両検出手段によって検出された自車から他車までの距離に対応する特徴を持っているか否かを参照して、第一の車両検出手段又はマイクロホンに異常があるか否かを判定できることとなる。

かくして、更なる態様として、本発明の装置に於いて、自車の周囲に他車が存在していた場合の自車及び他車の間の距離と自車に於いて検知されるべき他車の走行音の特性値との関係を予め記憶している記憶手段と、第二の車両検出手段が自車から他車までの距離を検出しているときに、検出された他車までの距離に対応する記憶手段に予め記憶している他車の走行音の特性値と第一の車両検出手段の少なくとも一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の特性値とを照合する照合手段とが設けられ、異常判定手段が、照合手段の照合結果に基づいてマイクロホン又は第一の車両検出手段が異常であるか否かを判定するよう構成されていてよい。ここで、「他車の走行音の特性値」とは、音圧レベルの変化や音響パターン（音の周波数スペクトル分布）であってよい。記憶手段に記憶される「自車及び他車の間の距離と自車に於いて検知されるべき他車の走行音の特性値との関係」としては、「自車及び他車の間の距離」を変数として「他車の走行音の特性値」を与える関数又はマップであってよい。

また、上記の如く、マイクロホンが収集した車外音に於ける走行音のみを参照しても他車までの距離を検出することは困難であるが、他車が存在している場合にその走行音の音圧レベルは、他車までの距離の変化に応じて変化することが期待される。即ち、他車が存在している場合に、その他車までの距離の変化に応じた音圧レベルの変化が検出できなければ、第一の車両検出手段及びマイクロホンに異常があると推定される。かくして、更なる態様として、本発明の装置は、マイクロホンの収集した車外音のうちの他車の走行音の音圧レベルを算出する手段を含み、異常判定手段が、第二の車両検出手段が自車から他車までの距離を検出しているときに、他車までの距離の変化に対応して音圧レベルが変化しない場合に、マイクロホン又は第一の車両検出手段が異常であると判定するよう構成されていてもよい。

なお、上記の一連の異常判定処理は、第二の車両検出手段が他車の存在を検出している際の任意の時に実行されてよい。もしマイクロホン又は第一の車両検出手段が異常であると判定された場合には、警報ランプなどの任意の手法にて運転者に認知させるようになっていてよい。また、第二の車両検出手段の検出した自車から他車までの距離に関連して実行される異常判定処理は、自車から他車までの距離が所定値より短いときにのみ実行されるようになっていてよい。これは、自車から他車までの距離が大き過ぎると、マイクロホンの収集する音量が小さくなり、精度の良い音響特性の検出及び判定が困難となるためである。

かくして、上記の構成によれば、マイクロホンにより収集された車外音を用いて他車両を検出する装置に於いて、車両の運転中でも、マイクロホン又はかかるマイクロホンの収集音を用いて車両検出処理を行う手段（第一の車両検出手段）に於ける異常の有無の判定を行うことが可能となる。特に、本発明の構成に於いては、第二の車両検出手段が他車の存在を検出している場合に、その検出結果と同様に或いはそれに対応して第一の車両検出手段が他車の存在を検出しているか否かで、マイクロホン又は第一の車両検出手段の異常判定を行うようになっているので、例えば、マイクロホンが電気的には正常であるが、受音面に塵やゴミなどが付着して音を適切に収集できない状態となっている場合などの異常も検知することが可能となる。また、本発明の構成に於いて、少なくとも二つのマイクロホンを用いて他車の方位を検出する構成が設けられている場合には、かかる他車の方位が、第二の車両検出手段の検出した他車の方位と一致しているか否かにより、マイクロホン又は第一の車両検出手段の異常判定を行うようになっている。この構成によれば、少なくとも二つのマイクロホンのいずれか一方のみに異常がある場合でも、他車の方位の検出結果が、第一の車両検出手段と第二の車両検出手段とで異なることとなるので、少なくとも二つのマイクロホンのうちの一方のみが塵や埃で覆われて適切に音を検出できないなどの不具合も検知することが可能である。一方、本発明の構成に於いて、マイクロホンの収集音の音圧レベルの変化や音響パターンが第二の車両検出手段の他車の検出結果に整合するものであるか否かを判定する構成の場合には、複数のマイクロホンが用いられている装置であっても、異常判定処理は、各マイクロホンについて個別に実行されてよく、その場合、それぞれのマイクロホンが正常であるか否かを検査することが可能となる。

本発明のその他の目的及び利点は、以下の本発明の好ましい実施形態の説明により明らかになるであろう。

図１（Ａ）は、本発明の車両検出装置が搭載された車両の外観の模式図である。図１（Ｂ）は、本発明の車両検出装置の構成をブロック図の形式で表した図である。図２（Ａ）は、本発明の車両検出装置の一つの実施形態に於いて採用される音源方位推定方法の原理を説明する図である。図２（Ｂ）は、音源方位推定方法に於いて算出される相互相関関数値について説明する図である。図３（Ａ）は、本発明の車両検出装置に於ける他車両の検出処理の例をフローチャートの形式にて表した図である。図３（Ｂ）は、車両Ｏに搭載された本発明の車両検出装置が他車両Ｐを検出する状況を模式的に表した図である。図３（Ｃ）は、本発明の車両検出装置に於ける異常を判定する処理の第一の実施形態をフローチャートの形式にて表した図である。図４（Ａ）は、本発明の車両検出装置に於ける異常を判定する処理の第二の実施形態をフローチャートの形式にて表した図である。図４（Ｂ）は、本発明の車両検出装置に於ける異常を判定する処理の第三の実施形態をフローチャートの形式にて表した図である。

１０…車両
１２…バンパ
１４…ドアミラー
２０、２２…マイクアレイ
３０…レーダー送受信機
３２…ビデオカメラ
３４…ＧＰＳ用アンテナ
Ｏ…自車
Ｐ…他車

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施形態について詳細に説明する。図中、同一の符号は、同一の部位を示す。

装置の構成
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が収集した音は、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。

更に、本発明の車両検出装置には、マイクロホン及び／又はその他の部位に於ける故障又は異常の有無を判定するための機構が設けられる。具体的には、図１（Ｂ）に例示されている如く、本実施形態は、前記のマイクロホンとは別の任意のセンサを用いて他車両を検出する装置から他車の検出情報（他車の方位、距離等）を受容するよう構成されている。別の任意のセンサを用いて他車両を検出する装置としては、例えば、ミリ波若しくはレーザー等の電磁波の送受を行うレーダー送受信機３０を用いて任意の形式にて他車の存在を検出する装置、車載のカメラ３２にて撮影された画像からパターンマッチングにより自車の周囲状況を解析して他車の存在を検知する装置、或いは、ＧＰＳ装置からの情報により他車の存在を検出する装置であってよい。これらの別の任意のセンサを用いて他車両を検出する機構からの他車の検出情報は、コンピュータＰＣへ与えられ、後述の態様にてマイクロホン及び／又はその他の部位に於ける故障又は異常の有無を判定するために利用される。また、コンピュータＰＣは、メモリ（記憶手段）と相互に通信を行い、後述の態様にてメモリ上に記憶された種々のプログラム又はデータを参照できるようになっていてよい。

音源方位推定方法の原理
上記の如く、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（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。

装置の作動
（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。

図３（Ａ）を参照して、走行音による車両検出に於いては、マイクアレイに於ける二つのマイクロホンの収集音データが取得される（ステップ１０）。既に述べた如く、マイクロホンの収集音データは、Ａ／Ｄ変換器にてディジタル化された音の信号であり、通常の音響周波数解析を実行可能な所定の時間に亘って収集された音波信号であってよい。しかる後、音波信号に対して、走行音以外の環境音成分等を除去するための周波数解析やバンドパスフィルター処理などの任意の処理が実行され、走行音が抽出される（ステップ２０）。ここに於いて、抽出された音波成分に於いて有意な音圧レベルの信号が存在していなければ、他車両無しの判定が為され、処理ルーチンが終了される（ステップ２５）。

一方、抽出された音波成分に於いて有意な音圧レベルの信号が存在していたときには、走行音有り、即ち、自車周囲に他車両有りの判定が為され、二つのマイクロホンの収集した走行音データについて、上記の相互相関関数値ΣCSPi,j(n,l)が演算され（ステップ３０）、相互相関関数値の最大値（ピーク）の検出及びそのピークを与える相関時間Ｔｍの決定が為される（ステップ４０）。そして、式（５）を用いて、自車から見た他車の方位θが算定され（ステップ５０）、その情報が任意の出力装置から運転者に認知されるよう発せられる。

（ii）装置の異常判定１
本発明に於いては、更に、上記の如き自車から見た他車両の方位θの検出のためのマイクロホン及び／又はその他の部位の故障等の異常の有無を検査する処理（異常判定処理−ステップ６０）が実行される。かかる異常判定処理も、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。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。図３（Ｃ）は、かかる異常判定処理の第一の実施形態の処理過程をフローチャートの形式で表した図である。

同図を参照して、異常判定処理に於いては、まず、図３（Ａ）の処理を通じて、走行音を用いて得られた他車両の方位データが有るか否かが判定され（ステップ６２）、次いで、かかる方位データと略同時期に走行音を用いずに検出された他車両の方位データが有るか否かが判定される（ステップ６４）。走行音を用いずに検出された他車両の方位データとは、例えば、ミリ波若しくはレーザー等の電磁波の送受を行うレーダー送受信機３０を用いて任意の形式にて他車の存在を検出する装置、車載のカメラ３２にて撮影された画像からパターンマッチングにより自車の周囲状況を解析して他車の存在を検知する装置、或いは、ＧＰＳ装置からの情報により他車の存在を検出する装置により適宜検出された他車両の方位データであってよい。かくして、走行音を用いた他車両の方位データと走行音を用いずに検出された他車両の方位データとが有る場合に、両者の値が実質的に一致しているか否か、例えば、両者の差が所定の範囲内に収まっているか否かが判定される（ステップ６６）。そして、両者の差が所定の範囲（許容誤差範囲）内に収まっているときには、マイクロホン及び／又はその他の部位には異常がないと判定される。一方、両者の差が所定の範囲内に収まっていないとき、即ち、両者の方位データが実質的に一致していないときには、走行音を用いた他車両の方位検出装置に不具合が生じている可能性が高いため、マイクロホン及び／又はその他の部位には異常があると判定され、その場合には、そのことが、出力装置を通して、運転者に認知されるよう発せられてよい。

かくして、上記の構成によれば、マイクロホン及び／又はその他の部位の故障等の異常の有無の検査が、車両の使用中に実行することが可能となり、車両の整備点検等を待たずに、走行音による他車両の検出装置の利用の可否の判断ができることとなる。また、同処理は、走行音を用いて検出された他車両の方位データと走行音を用いずに検出された他車両の方位データとが存在していれば、実行可能であるので、走行音を用いた他車両の方位データの検出とリアルタイムに実行されてなくてもよいことは理解されるべきである。更に、マイクロホン及び／又はその他の部位の異常が、例えば、マイクロホンへのゴミ等の一時的な付着或いは悪天候に起因していることもあり、その場合、時間が経てば、走行音を用いた他車両の方位データの検出が再び可能となることも有り得る。従って、上記の異常判定処理は、一旦、異常が判定された後であっても、再度、走行音を用いた他車両の方位データの検出処理と共に実行されてよい。

（iii）装置の異常判定２
ところで、既に触れた如く、車外音又は走行音を用いた他車両の検出処理に於いて、他車両の方位は、上記の如く検出可能であるが、他車両までの距離を推定することは困難である。しかしながら、マイクロホンで収集した走行音の特性、例えば、音圧レベル変化、音響パターンに於いて、他車両までの距離に対応した特徴が含まれることが分かっている。そこで、本発明に於ける異常判定処理の一つの形態として、他車両までの距離と走行音の特性との関係、即ち、（想定される種々の）他車両までの距離に対応した走行音の特性値、例えば、音圧レベル変化量、音響パターン（周波数スペクトル）を予めメモリに保存しておき、電磁波レーダ、カメラ或いはＧＰＳ装置等を通じて走行音を用いずに検出された他車両までの距離が検出又は推定できているときには、マイクロホンの収集した走行音が、（メモリに保存された）他車両までの距離に対応した特性値を有しているか否かを判定し、これにより、マイクロホン及び／又はその他の部位の故障等の異常の有無が検査される。かかる異常判定処理の流れの例が、図４（Ａ）に於いて示されている。なお、同図の処理過程も、車両の運転中に、メモリに保存されたコンピュータ・プログラムに従ったコンピュータＰＣの作動によって、常時、又は、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。また、本実施形態の場合には、マイクロホン毎にその収集した音の特性値が個別に検査される。

図４（Ａ）を参照して、本実施形態の異常判定処理に於いては、まず、走行音を用いずに検出された他車両の距離データが有るか否かが判定される（ステップ７０）。走行音を用いずに検出された他車両の距離データは、例えば、ミリ波若しくはレーザー等の電磁波の送受を行うレーダー送受信機３０を用いて任意の形式にて他車の存在を検出する装置、車載のカメラ３２にて撮影された画像からパターンマッチングにより自車の周囲状況を解析して他車の存在を検知する装置、或いは、ＧＰＳ装置からの情報により他車の存在を検出する装置により適宜検出された他車両の距離であってよい。そして、他車両の距離データが有るときには、他車両の距離が所定値Ｌｔｈより短いか否かが判定される（ステップ７２）。ここで、他車両の距離の大きさを判定する理由は、他車両までの距離が長過ぎると、走行音の音量が小さくなり、その特性を精度良く検出しにくくなるためである。換言すれば、本実施形態の異常判定は、他車両が自車に比較的近い位置にあるときに実行されることが好ましい。

かくして、他車両の距離が所定値Ｌｔｈより短いときに、異常判定を実行するために、マイクロホンの収集音データの取得（ステップ７４）、走行音の抽出（ステップ７６）が、図３（Ａ）の場合と同様に実行され、しかる後に、走行音データからその特性値、例えば、音圧レベルの時間変化或いは音響パターンを表す特性値が算出される（ステップ７８）。音圧レベルの時間変化としては、例えば、音圧レベルの時間微分値などであってよく、音響パターンとしては、幾つかの周波数帯域のパワースペクトル値の組であってよい。そして、更に、メモリに予め保存された他車両までの距離に対応した走行音の特性値のうち、走行音データの取得時の他車両までの距離に対応する特性値が読み込まれ（ステップ８０）、走行音データから算出された特性値とメモリから読み込まれた特性値との照合が為され（ステップ８２）、両者が実質的に一致しているか否か、例えば、両者の差が所定の範囲（許容誤差範囲）内に収まっているか否かが判定される（ステップ８４）。ここで、両者の差が所定の範囲内に収まっているときには、マイクロホン及び／又はその他の部位には異常がないと判定される。一方、両者の差が所定の範囲内に収まっていないとき、即ち、両者の特性値が実質的に一致していないときには、マイクロホンの音収集機能に不具合が生じている可能性が高いため、異常があると判定され、その場合には、そのことが、出力装置を通して、運転者に認知されるよう発せられてよい。上記の構成によれば、マイクロホン毎に、その異常の有無が検査されるので、不具合のあるマイクロホンの特定が容易となる点で有利である。

（iv）装置の異常判定３
上記の如く、車外音又は走行音を用いた他車両の検出処理では、他車両までの距離を推定することは困難であるが、その距離変化は、音圧レベルの変化に反映される。従って、マイクロホンが正常であれば、その収集する走行音の音圧レベルは、他車両までの距離の変化に対応して変化するはずである。かくして、本発明の更なる実施形態に於いては、電磁波レーダ、カメラ或いはＧＰＳ装置等を通じて得られた走行音を用いずに検出された他車両までの距離が検出又は推定できており、且つ、その他車両までの距離が有意に変化しているときに、その変化に対応してマイクロホンの収集した走行音の音圧レベルが変化したか否かを参照することにより、マイクロホン及び／又はその他の部位の故障等の異常の有無が検査される。かかる異常判定処理の流れの例は、図４（Ｂ）に於いて示されている。なお、同図の処理過程も、車両の運転中に、メモリに保存されたコンピュータ・プログラムに従ったコンピュータＰＣの作動によって、常時、又は、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。また、本実施形態の場合も、マイクロホン毎にその収集した音の特性値が個別に検査される。

図４（Ｂ）の処理に於いては、まず、図４（Ａ）の場合と同様に、走行音を用いずに検出された他車両の距離データが有るか否かが判定され（ステップ９０）、次いで、所定値以上の距離の変化が有ったか否かが判定される（ステップ９２）。そして、所定値以上の距離の変化が有ったときには、その変化の有った時間帯に於けるマイクロホンの収集音データの取得（ステップ９４）、走行音の抽出（ステップ９６）が、図３（Ａ）の場合と同様に実行され、しかる後に、走行音データの音圧レベルの時間変化を表す任意の指標値（時間変化率などでよい。）が算出される（ステップ９８）。かくして、走行音データの音圧レベルの時間変化を表す任意の指標値が他車両の距離の変化に実質的に対応するか否か、具体的には、例えば、走行音データの音圧レベルの時間変化率と他車両の距離の変化から予測される音圧レベルの時間変化率との差が所定の範囲（許容誤差範囲）内に収まっているか否かが判定され、その差が所定の範囲（許容誤差範囲）内に収まっているときには、マイクロホン及び／又はその他の部位には異常がないと判定される。一方、音圧レベルの変化を表す任意の指標値の差が所定の範囲内に収まっていないとき、即ち、両者の特性値が実質的に一致していないときには、マイクロホンの音の収集機能に不具合が生じている可能性が高いため、異常があると判定され、その場合には、そのことが、出力装置を通して、運転者に認知されるよう発せられてよい。上記の構成に於いても、マイクロホン毎に、その異常の有無が検査されるので、不具合のあるマイクロホンの特定が容易となる点で有利である。

以上の説明は、本発明の実施の形態に関連してなされているが、当業者にとつて多くの修正及び変更が容易に可能であり、本発明は、上記に例示された実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の概念から逸脱することなく種々の装置に適用されることは明らかであろう。

Claims

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、
車両上に配置された前記車外音を収集するマイクロホンと、
前記マイクロホンに於いて収集された前記車外音のうちの他車の走行音に基づいて該他車を検出する第一の車両検出手段と、
前記マイクロホンとは異なるセンサにより前記他車の存在を検知する第二の車両検出手段からの前記他車の存在の検出結果を受容する手段と、
前記第一の車両検出手段の検出結果と前記第二の車両検出手段の検出結果とに基づいて前記マイクロホン又は前記第一の車両検出手段が異常であるか否かを判定する異常判定手段と、
自車の周囲に他車が存在していた場合の前記自車及び前記他車の間の距離と前記自車に於いて検知されるべき前記他車の走行音の特性値との関係を予め記憶している記憶手段と、
前記第二の車両検出手段が前記自車から前記他車までの距離を検出しているときに、前記検出された前記他車までの距離に対応する前記記憶手段に予め記憶している前記他車の走行音の特性値と前記第一の車両検出手段の少なくとも一つのマイクロホンが収集した前記車外音のうちの他車の走行音の特性値とを照合する照合手段と
を含み、
前記異常判定手段が、前記照合手段の照合結果に基づいて前記マイクロホン又は前記第一の車両検出手段が異常であるか否かを判定する装置。
請求項１の装置であって、前記第二の車両検出手段が前記他車の存在を検出しているときに、前記第一の車両検出手段が前記他車を検出していないときには、前記マイクロホンが異常であると判定する装置。
請求項１の装置であって、前記第一の車両検出手段が少なくとも二つの互いに隔置されたマイクロホンを有し、前記少なくとも二つのマイクロホンに於いてそれぞれ収集された前記車外音のうちの他車の走行音の位相差に基づいて前記車両から見た前記他車の存在する方位を検出する手段であり、前記異常判定手段が、前記第二の車両検出手段が前記他車の存在を検出しているときに、前記第二の車両検出手段により検出された該他車の存在する方位に前記第一の車両検出手段が前記他車を検出していないときに前記マイクロホン又は前記第一の車両検出手段が異常であると判定する装置。
請求項１の装置であって、前記第二の車両検出手段がカメラにて撮影された画像からパターンマッチングにより又はミリ波若しくはレーザーレーダの電磁波を用いて他車を検出する手段である装置。
請求項１の装置であって、前記マイクロホンの収集した前記車外音のうちの他車の走行音の音圧レベルを算出する手段を含み、前記異常判定手段が、前記第二の車両検出手段が前記自車から前記他車までの距離を検出しているときに、前記他車までの距離の変化に対応して前記音圧レベルが変化しない場合に、前記マイクロホン又は前記第一の車両検出手段が異常であると判定する装置。