JP6361565B2 - 車載機器の動作制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載された車載機器を制御する車載機器の動作制御装置に関する。

車両に搭載された各種の車載機器においては、音声認識により操作を可能とする技術が開発されてきており、マルチメディア、電話、エアコンやカーナビ等の安全上の問題のない機能に関しては、既に実用化されている。近年では、安全性に関連する操作、例えばパワーウィンドウの開閉等についても、音声認識により制御の実行を可能とすることが求められている。

このように音声認識を用いて車載機器の制御を可能とする場合、当該車載機器の動作に関してドライバ（乗員）が何らかの危険性を感じた際には、緊急で制御動作を停止させる必要がある。例えば特許文献１には、シートポジションを自動で調節する電動シートに関して、乗員が「わぁ」、「きゃあ」といった大声を発した場合に、その際のマイクに入力された音声を認識して緊急時音声辞書と照合し、緊急時の音声であると判断した場合に、電動シートの動作を停止する技術が開示されている。

特開２００６−１４３１２２号公報

上記特許文献１の技術では、マイクから入力された音声が緊急時の音声であるかどうかを音声認識により判断するようにしているが、音声認識処理にはある程度の時間がかかるため、即時応答性に欠けるものとなる。そこで、マイクに入力された音声の音量で緊急発話かどうかを判断し、車載機器を制御（緊急停止）する手法が考えられる。ところが、この手法を用いた場合、例えばクラクション等の車外のノイズによって、緊急発話と誤判断してしまい、意図せずに車載機器の動作が停止されてしまう虞がある。特に、窓を開放している状況では、車外音の影響を大きく受けてしまう。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、音声認識を利用した車載機器の動作制御を可能としたものにあって、乗員による緊急発話を十分な確かさで判断することができる車載機器の動作制御装置を提供するにある。

上記目的を達成するために、本発明の車載機器の動作制御装置（１）は、車両（Ａ）に搭載された車載機器を制御するものであって、車室内の音声を取得する音声認識用の車内マイク（１５）と、車外の音声を取得する車外マイク（１６）と、車両（Ａ）の乗員の緊急発話があったかどうかを判断する緊急発話判断手段（１４）と、前記緊急発話判断手段（１４）により緊急発話があったと判断されたときに前記車載機器に安全動作を実行させる安全動作実行手段（２）とを具備し、前記緊急発話判断手段（１４）は、前記車内マイク（１５）の取得した音声の音量又は音量変化が第１の判定閾値を超えており、且つ、前記車外マイク（１６）の取得した音声の音量又は音量変化が第２の判定閾値以下であるときに、緊急発話があったと判断するところに特徴を有する（請求項１の発明）。

これによれば、車載機器の動作制御時に、緊急発話判断手段（１４）により、車両（Ａ）の乗員の緊急発話があったかどうかが判断され、緊急発話があったと判断されたときには、安全動作実行手段（２）により、車載機器の安全動作が実行される。ここで、車載機器の動作中に、もし、運転者や他の乗員が車載機器の動作に何らかの危険を感じた場合には、とっさに、「危ない！」、「ストップ！」、「あっ！」等の緊急発話を、大きな声で行う。

前記緊急発話判断手段（１４）は、車内マイク（１５）の取得した音声の音量又は音量変化が第１の判定閾値を超えており、且つ、車外マイク（１６）の取得した音声の音量又は音量変化が第２の判定閾値以下であるときに、緊急発話があったと判断する。つまり、車内マイク（１５）の取得した音声の音量又は音量変化が第１の判定閾値よりも大きい場合でも、車外マイク（１６）の取得した音声の音量又は音量変化が第２の判定閾値より大きい場合には、緊急発話と判断されない。車内マイク（１５）の取得した音声の音量又は音量変化が小さい場合には、緊急発話と判断されることがないことは勿論である。

従って、適切な判定閾値を設けることにより、車内において乗員が発した大きな声を、緊急発話として確実に判断することができ、車外におけるクラクション音などを緊急発話と誤判断してしまうことを未然に防止することができる。この結果、本発明によれば、音声認識を利用した車載機器の動作制御を可能としたものにあって、乗員による緊急発話を十分な確かさで判断することができるという優れた効果を奏する。

本発明の一実施形態を示すもので、車載機器の動作制御装置のシステム全体の電気的構成を概略的に示すブロック図 制御部が実行するパワーウィンドウ制御の処理手順を示すフローチャート 車内マイク及び車外マイクの設置位置の例を車室内から見た様子を示す図

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る車載機器の動作制御装置１の電気的構成を概略的に示している。本実施形態では、動作制御装置１が車載機器としてのパワーウィンドウを制御する場合を具体例としている。この動作制御装置１は、例えば自動車（四輪車）からなる車両Ａ（図３参照）に搭載され、本実施形態においては、ナビゲーション装置を含んだ（組込まれた）システムとして構成される。

図１に示すように、動作制御装置１は、制御部２を備えて構成される。詳しく図示はしないが、制御部２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、それらを相互に接続するバスラインを含むコンピュータを主体として構成され、ナビゲーション処理等の各種処理を行うと共に、車載機器としてのパワーウィンドウを制御する。この制御部２には、自車両Ａの位置を検出するための自車位置検出手段として、ジャイロスコープ３、距離センサ４、ＧＰＳ（Global Positioning System ）受信機５が接続され、それらからの信号が入力される。

また、制御部２には、地図データを入力する地図データ入力器６及び操作スイッチ群７が接続され、それらの信号が入力される。更に、制御部２には、外部の情報センタやインターネット等との無線接続を行うための送受信機８、例えばハードディスク装置等の外部メモリ９、例えばインパネセンター部に設けられたフルカラー液晶表示器からなる表示装置１０、図示しないリモコン端末からの信号を受信するリモコンセンサ１１が接続されている。

制御部２は、ＲＯＭ等に記憶されているプログラムに従ってナビゲーション処理を実行する。このとき、制御部２は、前記ジャイロスコープ３、距離センサ４、ＧＰＳ受信機５からの入力に基づいて、自車両Ａの現在位置、進行方向、速度や走行距離、現在時刻等を高精度で検出する。そして、制御部２は、検出された自車両Ａの位置を道路地図と共に表示装置１０の画面に表示するロケーション機能や、ユーザが指定した目的地までの推奨する経路を探索し、その経路を表示装置１０の画面表示や音声で案内するルートガイダンス機能等を実行する。

さらに、前記制御部２には、音声制御部１２が接続されている。この音声制御部１２は、スピーカ等を含んで構成される音声出力装置１３を制御して、楽曲や、ナビゲーションのガイド音声、警報音などの出力を行うように構成されている。これと共に、音声制御部１２には、音声認識装置１４が接続されている。この音声認識装置１４には、車内マイク１５及び車外マイク１６が接続され、それらからの音声信号が入力されるようになっている。

前記車内マイク１５は、車室内の音声（主として運転者の発する音声）を取得するように構成されており、前記車外マイク１６は、車外の音声を取得するように構成されている。ここで、図３は、車両Ａにおける車内マイク１５及び車外マイク１６の配設位置の例を示している。本実施形態では、車内マイク１５は、例えば運転席の天井部付近（サンバイザ近傍）に設けられており、車外マイク１６は、例えばフロントガラスの前面下部付近に設けられている。

前記音声認識装置１４は、前記車内マイク１５から入力された音声信号に関する周知の認識処理（認識辞書データとの照合の処理等）を行い、その認識結果を音声制御部１２に出力する。制御部２は、音声制御部１２を介してその認識結果を受け、その認識結果に応じた処理を実行する。これにより、車両Ａの乗員（運転者）は、車内マイク１５に向けて音声を発することにより、例えばナビゲーションにおける目的地の音声入力等の各種指示を行ったり、他の車載機器のオン・オフ等を音声で指示したりすることができるようになっている。

そして、図１に示すように、制御部２は、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）等の車内ＬＡＮ（図示せず）を介して、車両Ａに搭載された各種ＥＣＵ１７と接続されている。詳しく図示はしないが、各種ＥＣＵ１７には、パワーウィンドウを駆動するパワーウィンドウＥＣＵが含まれている。周知のように、パワーウィンドウは、モータ駆動によりウィンドウを開閉する開閉機構、前記モータを駆動する駆動回路等を備え、パワーウィンドウＥＣＵにより前記駆動回路が制御されるようになっている。パワーウィンドウＥＣＵは、乗員によるスイッチ操作或いは音声入力に基づいて、駆動回路を制御するように構成されている。

さて、本実施形態では、前記制御部２は、そのソフトウエア的構成（制御プログラムの実行）により、車載機器（この場合パワーウィンドウ）の動作制御時において、音声認識装置１４により車両Ａの乗員の発話を監視し、緊急発話があったかどうかを判断し、緊急発話があったと判断したときに車載機器に対して安全動作を実行させるようになっている。従って、制御部２及び音声認識装置１４が、緊急発話判断手段として機能し、制御部２が、安全動作実行手段として機能する。

具体的には、次の作用説明（フローチャート説明）でも述べるように、制御部２は、車載機器この場合パワーウィンドウの動作が行われているときに、音声制御部１２を介して音声認識装置１４に音声認識の開始を通知する。すると、音声認識装置１４は、車外マイク１６を動作（オープン）させ、車内マイク１５及び車外マイク１６の双方について、音声の取得（監視）を行う。そして、車内マイク１５のからの入力音声があったときに、その音量を第１の判定閾値と比較して、第１の判定閾値を超えているかどうかを判断する。第１の判定閾値を超えている場合には、同時に車外マイク１６の取得した音声の音量を、第２の判定閾値と比較して、第２の判定閾値以下かどうかを判断する。

これにより、車内マイク１５の取得した音量が第１の判定閾値を超えており、且つ、車外マイク１６の取得した音量が、第２の判定閾値以下であるときに、緊急発話があったと判断される。そして、音声認識装置１４は、緊急発話があったと判断した場合に、制御部２に対し、緊急発話があった旨を通知する。すると、制御部２は、パワーウィンドウＥＣＵに指令信号を与えて、パワーウィンドウの安全動作を実行させる、この場合駆動モータを停止させるようになっている。

尚、音声認識装置１４は、車内マイク１５のからの入力音声の音量が、第１の判定閾値以下であった場合には、通常の音声認識処理を行う。上記した第１の判定閾値及び第２の判定閾値については、適宜設定することができる。第１の判定閾値と第２の判定閾値とは、同等の値であっても良いが、基本的には別々の値とされる。この場合、第２の判定閾値は、第１の判定閾値よりも大きな値として設定されることが望ましい。これは、車内で発生する音量よりも車外で発生する音量の方が大きいことが予想されるためであり、第１の判定閾値と第２の判定閾値とを同じレベルで設定すると、車外マイク１６で取得した音声の音量が常に第２の閾値を下回ってしまうためである。また、前記車内マイク１５は、ユーザトリガー或いは車両制御（この場合ウィンドウ制御）がトリガーとなってオープンされる。或いは、ＡＣＣスイッチオン時には常時オープンされるように構成しても良い。

次に、上記構成の作用について、図２も参照して述べる。図２のフローチャートは、動作制御装置１の制御部２及び音声認識装置１４が実行する、パワーウィンドウのクローズ動作中の動作制御（緊急発話による安全動作実行）の処理手順を概略的に示している。ここで、車両Ａの乗員（運転者）が、ウィンドウをオートクローズしたい場合には、操作スイッチ群７を操作してウィンドウのクローズの指示を行う。或いは、車内マイク１５からの音声入力により、ウィンドウのクローズの指示を行う。

ステップＳ１にて、操作スイッチ群７からパワーウィンドウのクローズ操作の信号が制御部２に入力される。或いは、ステップＳ２にて、音声認識装置１４がウィンドウのクローズの指示入力を認識すると、音声制御部１２を介して制御部２にパワーウィンドウのクローズの指示入力があった旨が通知される。すると、次のステップＳ３にて、制御部２は、パワーウィンドウＥＣＵに対してウィンドウのクローズの制御信号を送信すると共に、音声制御部１２を介して音声認識装置１４に音声認識の開始を通知する。

ステップＳ４では、音声認識装置１４により、車外マイク１６が動作（オープン）され、車内マイク１５及び車外マイク１６の双方について、音声の取得（監視）が行われる。これと共に、ステップＳ５にて、パワーウィンドウのクローズ動作が開始される。ここで、パワーウィンドウのクローズ動作中に、もし、運転者や他の乗員がパワーウィンドウの動作に何らかの危険を感じた場合には、とっさに、「危ない！」、「ストップ！」、「あっ！」等の緊急発話を、大きな声で行う。

ステップＳ６では、音声認識装置１４により、車内マイク１５のからの入力音声の音量が第１の判定閾値を超えているかどうかが判断される。車内マイク１５の入力音声の音量が第１の判定閾値を超えていると判断された場合には（ステップＳ６にてＹｅｓ）、ステップＳ７にて、車外マイク１６の取得した入力音声の音量が、第２の判定閾値を越えているかどうかが判断される。車内マイク１５のからの入力音声の音量が第１の判定閾値以下である場合（ステップＳ６にてＮｏ）、及び、車外マイク１６の入力音声の音量が、第２の判定閾値を越えている場合（ステップＳ７にてＹｅｓ）には、ステップＳ６からの処理が繰返される。

これに対し、車外マイク１６の入力音声の音量が第２の判定閾値以下である場合には（ステップＳ７にてＮｏ）、緊急発話があったと判断され、ステップＳ８にて、制御部２からパワーウィンドウＥＣＵに対してパワーウィンドウの停止（緊急停止）の制御信号が送信され、ウィンドウのクローズ動作が停止される。ステップＳ９では、車両Ａの乗員に対して、緊急発話によりパワーウィンドウの動作が停止された旨が、表示装置１０の表示や、音声出力装置１３からの音声出力により通知され、処理が終了する。

このように本実施形態の動作制御装置１によれば、車内マイク１５の取得した音声の音量が第１の判定閾値を超えており、且つ、車外マイク１６の取得した音声の音量が第２の判定閾値以下であるときに、緊急発話があったと判断するように構成した。つまり、車内マイク１５の取得した音声の音量が第１の判定閾値よりも大きい場合でも、車外マイク１６の取得した音声の音量も第２の判定閾値より大きい場合には、緊急発話と判断されることがない。従って、車両Ａの車内において乗員が発した大きな声を、緊急発話として確実に判断することができ、車外におけるクラクション音などを緊急発話と誤判断してしまうことを未然に防止することができる。

この結果、本実施形態によれば、音声認識を利用したパワーウィンドウの動作制御を可能としたものにあって、乗員による緊急発話を十分な確かさで判断することができるという優れた効果を得ることができる。また、特に本実施形態では、車外マイク１６に関しては、緊急発話の判断に用いるものであるから、パワーウィンドウの制御動作時においてオンするように構成したので、必要十分な機能を得ながら、それ以外の期間は、車外マイク１６をオフにしておくことにより、無駄な電力消費等を抑制することができる。

尚、本発明は、上記した一実施形態に限定されるものではなく、例えば以下に例示するような、様々な拡張や変更が可能である。即ち、上記一実施形態では、車内マイク１５及び車外マイク１６の取得した音声の音量を夫々判定閾値と比較して緊急発話の判断を行うようにしたが、音量に代えて音量変化を監視して、同様に緊急発話の判断を行うように構成することもできる。

上記実施形態では、第１の判定閾値を予め設定された値としたが、音声認識装置１４
が、車内マイク１５から取得した音声の音量又は音量変化を学習し、学習した値によって第１の判定閾値を設定するように構成しても良い。この場合、通常時の車内の音量レベル（会話やオーディオ）を学習値として記憶し、学習値＋αを第１の判定閾値とする、或いは、乗員毎の通常会話音量を学習値とし、学習値＋αを第１の判定閾値とする、といった手法が考えられる。これにより、通常会話の声が大きい人物が利用する場合と、通常会話の声が小さい人物が利用している場合とでは、前者の方が後者よりも第１の判定閾値が大きく設定されることになる。この結果、車両を利用する人物や利用環境によって、判定値が変更されるため、緊急発話の判断の精度がより一層向上する。

また、上記実施形態では、１個の車内マイク１５及び１個の車外マイク１６を用いるようにしたが、車内マイク及び車外マイクの一方又は双方を、複数個設ける構成としても良い。複数個のマイクを、位置や向きをより適切に調整しながら設けることにより、部分的な音声に偏ることなく広い範囲の音声を入力することができる。例えば複数個の車内マイクを用いれば、運転者だけでなく、他の乗員の緊急発話をも確実に検出することが可能となる。複数個の車外マイクを用いれば、車両Ａの周囲全体に渡る音声を入力することができ、より判断の確実性を高めることができる。

そして、本発明においては、緊急発話を判断する条件として、車内マイク１５の取得した音声の音量又は音量変化が第１の判定閾値を超えた際の当該音声の継続時間が、設定範囲内にあることを付加するようにしても良い。ここで、人が発する緊急発話は、瞬間的であることは少なく一定時間は継続するが、その反面、さほど長い時間継続するものでもない。そのため、第１の判定閾値を超えた際の音声の継続時間が、ごく短かったり、長過ぎたりすると、人が意図して発する緊急発話ではない可能性が高い。従って、音声の継続時間を、緊急発話の判断の条件に付加することにより、緊急発話の判断の確実性をより一層高めることができる。

その他、上記実施形態では、車載機器としてハワーウィンドウの制御に本発明を適用するようにしたが、それ以外にも、例えば、電動サンルーフ、電動ルーフ、電動調節式のシートやステアリングコラム、ワイパー、エアコンなど、各種車載機器の動作制御に本発明を適用することができる。更に、動作制御装置やカーナビゲーション装置のハードウエア構成、ソフトウエア構成などについても種々の変形が可能である等、本発明は要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。

図面中、１は動作制御装置、２は制御部（緊急発話判断手段、安全動作実行手段）、１２は音声制御部、１４は音声認識装置（緊急発話判断手段）、１５は車内マイク、１６は車外マイク、Ａは車両を示す。

Claims (6)

1. 車両（Ａ）に搭載された車載機器を制御する車載機器の動作制御装置（１）であって、
   車室内の音声を取得する音声認識用の車内マイク（１５）と、
   車外の音声を取得する車外マイク（１６）と、
   車両（Ａ）の乗員の緊急発話があったかどうかを判断する緊急発話判断手段（１４）と、
   前記緊急発話判断手段（１４）により緊急発話があったと判断されたときに前記車載機器に安全動作を実行させる安全動作実行手段（２）とを具備し、
   前記緊急発話判断手段（１４）は、前記車内マイク（１５）の取得した音声の音量又は音量変化が第１の判定閾値を超えており、且つ、前記車外マイク（１６）の取得した音声の音量又は音量変化が第２の判定閾値以下であるときに、緊急発話があったと判断することを特徴とする車載機器の動作制御装置。
2. 前記第２の判定閾値は前記第１の判定閾値よりも大きな値として設定されていることを特徴とする請求項１記載の車載機器の動作制御装置。
3. 前記緊急発話判断手段（１４）は、前記車内マイク（１５）から取得した音声の音量又は音量変化を学習し、学習した値によって前記第１の判定閾値を設定することを特徴とする請求項１又は２記載の車載機器の動作制御装置。
4. 前記車内マイク（１５）及び／又は車外マイク（１６）は、複数個が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の車載機器の動作制御装置。
5. 前記車外マイク（１５）は、前記車載機器の制御動作時にオンされることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の車載機器の動作制御装置。
6. 前記緊急発話判断手段（１４）は、前記車内マイク（１５）の取得した音声の音量又は音量変化が第１の判定閾値を超えた際の当該音声の継続時間が、設定範囲内にあることを条件として、緊急発話があったと判断することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の車載機器の動作制御装置。

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