JPH0585288A - 車両警報装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 運転者が脇見をしていても、他の車両の存在
を迅速に認識させることができ、しかも見通し範囲の外
にある車両の存在も検知して警報できるものとする。 【構成】 音響マイクロフォン１００〜１０２により、
他の車両の主としてエンジン音などの外来音を採集し、
その音信号の相関から音源定位装置１０５が音源位置を
定位する。音像定位装置１０６では運転者を基準にして
音源方向に音像を定位させて警報する。音像に採集した
外来音の周波数成分を用いることにより車種も識別でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車両の運転者に音像
によって他の車両の接近などを警報する車両警報装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両警報装置としては、レーザ光
を発射してそれが物体に反射して帰って来るまでの時間
から、物体の距離やその有無を検知するレーザレーダ
や、ＴＶカメラで取り込んだ画像をコンピュータ処理し
て、障害物の特徴等を抽出することでその存在を検知す
る画像処理によるものがある。しかしこれらのレーダや
画像処理によるものは、その最終的な情報伝達の形態が
ＣＲＴディスプレーのように視覚によって認知する形態
をとっているために、運転者が脇見をしていたりすると
警報を逸してしまうことがあり、あるいはブザーなどを
併用するとしても、視線をディスプレーへ移しはっきり
とその位置方向を認識するまでには時間を要し、迅速に
その警報が生かされないという問題がある。

【０００３】このため例えば実開昭６３−１６３９２号
では、障害物をアクティブセンサで検知し、障害物があ
った場合、障害物の位置に応じてスピーカの左右の出力
を変えることで障害物の方向を運転者に示して警報する
車両接近警報装置を提案している。これによれば、検知
した障害物の位置情報を車室内に音像として伝えるか
ら、特定のディスプレーに視線を向けていなくても警報
を直ちに認知できる効果を有する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の車両警報装置にあっては、障害物を検知する
センサがアクティブセンサであるために、センサからの
見通し範囲でなければ接近車両などを検知することがで
きないという問題があった。

【０００５】したがってこの発明は、上記の問題点に着
目し、他の車両の存在についての認識が迅速に行なわ
れ、しかも見通し範囲の外にある車両の存在も検知し
て、これを運転者に警報することができる車両警報装置
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため請求項１に記載
の発明は、他の車両からの外来音を採集するため異なる
位置に設けられた複数の音響マイクロフォンと、車室内
に設けられた複数のスピーカと、前記複数の音響マイク
ロフォンにより採集された外来音の信号の相関から音源
位置を定位する音源定位手段と、運転者を基準にして、
前記音源定位手段によって定位された音源の方向に、前
記スピーカにより音像を定位させる音像定位装置とを備
えた車両警報装置とした。

【０００７】また請求項２に記載の発明は、さらに自車
両のエンジン回転数を検知するセンサと、音響マイクロ
フォンにより採集された信号の周波数成分から自車両の
エンジン回転数の基本波成分および高調波成分を除去す
るノイズ低減手段とを備え、音源定位手段はノイズ低減
手段を経た採集信号の相関から音源位置を定位するよう
にした。

【０００８】

【作用】請求項１の発明では、相手車両から発せられる
エンジン音などの外来音が、音響マイクロフォンにより
採集され、この採集された外来音信号に基づいて音源定
位手段により音源の方向が定位される。音信号であるか
ら見通しの悪い交差点等、視覚的に見渡せない範囲にあ
る車両からのエンジン音なども何等の障害なく音響マイ
クロフォンに採集される。これにより定位された音源に
ついて、音像定位装置が運転者を基準にして音源がある
方向に音像を定位させる。

【０００９】この結果、見通し範囲外も含めて他の車両
の存在が、運転者を中心にしてその車両位置方向に音で
示される。したがって運転者の視線と無関係に、例えば
運転者が脇見をしていても、他の車両の存在が迅速に認
識させられる。

【００１０】請求項２の発明では、音源定位手段により
定位する前に、外来音信号から自車両のエンジンから発
せられる周波数成分が除去されるから、Ｓ／Ｎ比の改善
された信号によって音源定位が行なわれ、車両位置の検
出の精度が向上する。

【００１１】

【実施例】以下、この発明を図面に基づいて説明する。
図１は、この発明の一実施例を示すブロック図である。
１００〜１０２は音響マイクロフォン、１０７は自車両
のエンジン回転数を検知するセンサで、これらの出力は
音源定位装置１０５に取り込まれる。音源定位装置１０
５は音源の位置、方向を演算確定して、その情報を音像
定位装置１０６に送る。音像定位装置１０６の出力はス
ピーカ１０３、１０４に送られる。

【００１２】図２は車両上のレイアウトを示し、音源定
位装置１０５および音像定位装置１０６が計器盤付近の
適宜の個所に搭載されるとともに、音響マイクロフォン
１００および１０２が前部バンパーの両側端に設置さ
れ、音響マイクロフォン１０１は前部バンパーの中央に
設置されている。自車両エンジン回転数センサ１０７
は、エンジンルーム内でイグニッションパルスをカウン
トするように設置されている。スピーカ１０３、１０４
は前席左右ドアの内側に配置される。

【００１３】この構成における処理の流れを図３により
説明する。まず、音響マイクロフォン１００〜１０２に
より、他の車両の主としてエンジン音などの外来音が採
集される。採集された３つの音信号を受けた音源定位装
置１０５ではその３つの信号相互間の相関を調べて、そ
の音源から各個別の音響マイクロフォンまでの伝搬時間
差Ｔａｂ、Ｔｃｂが求められる。このＴａｂ、Ｔｃｂを
求める際には、採集信号の周波数成分のうち、自車両の
エンジン回転数の基本波成分と高調波成分が除かれる。

【００１４】すなわちまずステップ２００で、自車両エ
ンジンの回転数ｆ０が自車両エンジン回転数センサ１０
７で検知され、ステップ２０１で３本の音響マイクロフ
ォン１００〜１０２によって一定時間採集された音信号
Ｆｉ（ｉ＝１、２、３）は、エンジン回転数ｆ0 ととも
に音源定位装置に送られる。

【００１５】ステップ２０２において、各Ｆｉはフーリ
ェ級数 Ｆｉ＝Σ｛ａｋ・ｃｏｓ（２πｆｋ・ｔ）＋ｂｋ・ｓｉｎ（２πｆｋ・ｔ）｝ −−−（ｋ＝0 …∞） に展開される。

【００１６】ステップ２０３〜２０４においてノイズ除
去が行なわれる。すなわちここでディジタル処理のた
め、Ｎをサンプル数、Δｆをサンプリング周波数とし
て、 ｆｋ＝Ｎ・Δｆ・ｋ で与えられ、採集信号は図４の（ａ）のように表され
る。この信号成分の中から、（ｂ）に示される自車両エ
ンジンの回転数ｆ0 、およびその高調波成分である２ｆ
0 、３ｆ0 、…の各周波数成分を除去する。自車両エン
ジンの回転数は変動するが、その変化はここでの採集時
間に比べて十分穏やかで、一定とみてよい。

【００１７】エンジン回転数ｆ0 はｆｋと必ずしも完全
に一致することは少ないから、実際には、このｆ0 に最
も近いｆｋをまず選択し、次いでその高調波成分、２ｆ
ｋ、３ｆｋ…が除去される。こうして除去された後の図
４の（ｃ）に示される信号成分を再び重ね合わせる。ス
テップ２０２〜２０４がノイズ低減手段を構成してい
る。これにより、自車両のエンジン音をノイズ源として
含む信号のＳ／Ｎ比が改善される。ステップ２０５で、
このようにして自車両エンジンに関係する信号成分を除
去された３つの音信号間の相関からＴａｂ、Ｔｃｂが求
められる。

【００１８】図５の（ａ）に示されるように、音響マイ
クロフォン１００〜１０２の位置をそれぞれＡ、Ｂ、Ｃ
点、音源の位置をＳ点とし、Ｓ−Ａ間の距離をＤA 、Ｓ
−Ｂ間の距離をＤB 、Ｓ−Ｃ間の距離をＤC として、音
速をＶとすれば、Ｓ−Ａ間の伝搬時間ＴSAは、 ＴSA＝ＤA ／Ｖ で求められ、同様にしてＳとＢ、Ｃ間についても ＴSB＝ＤB ／Ｖ、 ＴSC＝ＤC ／Ｖ となる。そして図５の（ｂ）に示される伝搬時間差Ｔａ
ｂ、Ｔｃｂは、ＴSA、ＴSB、ＴSC間の差であるから、伝
搬時間差が求められれば各音響マイクロフォンから音源
までの距離ＤA 、ＤB 、ＤC が得られる。これから三角
測量によって音源の位置、方向が求められる。

【００１９】したがってステップ２０６では、音響マイ
クロフォン間の距離をａとして、音源の位置Ｓ（Ｘ、
Ｙ）は、 Ｘ＝（ａ・ａ＋Ｖ・Ｔａｂ・Ｔｃｂ）（Ｔａｂ−Ｔｃ
ｂ）／２ａ・（Ｔｃｂ＋Ｔａｂ） Ｙ＝｛２（ａ・ａ＋２ａ・Ｘ−Ｖ・Ｖ・Ｔａｂ・Ｔａ
ｂ）−４Ｖ・Ｖ・Ｔａｂ・Ｔａｂ・Ｘ・Ｘ｝^1/2 ／（２
Ｖ・Ｔａｂ） で求められる。この結果は、次の音像定位装置１０６に
送られる。

【００２０】ステップ２０７において、音像定位装置１
０６では、ステップ２０６によって求められた音源の位
置Ｓ（Ｘ、Ｙ）を、図２に示されるように運転者、より
望ましくは運転者の頭部を原点にする（ｘ、ｙ）座標系
に変換し、ステップ２０８で、音源Ｓに相当する方向θ
に音像を定位させる。この場合、運転者から見た定位方
向θは、 θ＝ｔａｎ^-1（ｙ／ｘ） として求められる。

【００２１】定位の際に用いる音の音色には、検知した
車両が放射する外部音が用いられる。緊急車両の警報音
を除けば、音による一般の車両モデルの識別は未だ容易
ではないが、運転者はトラック、普通乗用車、オートバ
イ等の車種型式特有の音には親しんであり、簡単に識別
することができる。これによりどのような種類の車両が
どの方向に存在するのかを知らせることができる。

【００２２】また定位させる音を断続させると、さらに
運転者の注意を喚起し、認識度合いが向上する。 これ
らの音像の定位は、左右ドア内側のスピーカ１０３、１
０４の出力音の強さ（ラウドネス）のバランスを変化さ
せることによって実現される。

【００２３】なお、スピーカは図示のほか、ヘッドレス
トの両サイドやダッシュボード上に、運転者の頭部に対
して左右対称になるように配置すると、より一層好まし
い音感が得られる。

【００２４】また上述したように音源定位には三角測量
が用いられるから、音響マイクロフォン間の距離ａはで
きるだけ大きいほうが精度の高い結果が得られる。この
ため、両側の音響マイクロフォン１００，１０２の設置
場所としては、図示の前部バンパー両端のほか、車両の
フロントガラス上部両端部、ドアミラー部、フェンダー
ミラー部あるいはルーフサイド部が好ましく、また中央
の音響マイクロフォン１０１は図示の前部バンパー中央
のほか、フロントガラス上部中央でもよく、これらが適
宜選択されて組み合わせられる。

【００２５】音像定位装置１０６では、音源を検出した
ときすべて警報するのでなく、例えば図６に示すテーブ
ルに基づいて音像定位による警報を提示するのがよい。
Ｄは音源と自車両の相対距離であって、 Ｄ＝（Ｘ² ＋Ｙ² ）^1/2 で表され、Ｖｒｅｌは音源と自車両の相対速度で、音源
の速度をＶｓ、自車両の速度をＶ0 として Ｖｒｅｌ＝Ｖｓ−Ｖ0 で表される。

【００２６】すなわち、相対距離Ｄを近距離、中距離、
遠距離に三分し、 （１）Ｄが近距離のとき−−− 警報を提示する。 （２）Ｄが中距離のとき （ａ）Ｖｒｅｌ≦０のとき−−提示しない。 （ｂ）Ｖｒｅｌ＞０のとき、Ｄが大になるほど提示する
Ｖｒｅｌの下限上昇。 （３）Ｄが遠距離のとき−−− 提示しない。 これにより、常時警報提示してかえって運転者を煩わせ
ることなく、危険接近の度合いに応じて必要な場合だけ
報知される。

【００２７】以上説明したように、この構成によれば、
他の車両の放射する外来音を採集する音響マイクロフォ
ンを設け、採集した外来音から音源位置を定位し、その
方向にスピーカで音像を定位させて警報するようにした
から、視線と無関係に、例えば運転者が脇見をしていて
も、他の車両の方向や位置、そしてその位置の変化から
当該車両の速度まで迅速に認識させることができる。ま
た相手車両からの外来音を用いるため、見通しの悪い交
差点等、視覚的に見渡せない範囲でも他車両の存在また
は接近を認識させることができる。

【００２８】また音源の定位に際して、採集した外来音
の中から自車両のエンジンの回転数およびその高調波成
分を除去した信号を用いるようにしたから、自車両のエ
ンジン回転数に影響を受けず音源定位が可能になり、Ｓ
／Ｎ比の改善が図られるため検知範囲が拡大するととも
に検知精度が向上する効果がある。

【００２９】音源定位により他車両の存在が検知された
とき、警報を提示するかどうかの判断については、自車
両と音源との間の距離および音源との相対速度の関係に
よって設定された警報基準に基づいて行なうようにして
あるから、常時警報を提示してかえって運転者を煩わせ
ることなく、危険接近の度合いに応じて必要な場合だけ
報知される利点を有する。

【００３０】さらにこの実施例では、他車両からの外来
音の音色をそのまま用いて音像を形成するからトラッ
ク、乗用車、オートバイなど車種の識別も可能になる。
しかも上述のように相手車両から発せられる外来音で位
置を求めるから、例えば自車両から発する超音波の反射
を利用するなどのアクティブセンサの場合拡散が大きい
ことと比較して、受信強度も強く、これらが相乗して精
度の高い接近情報が得られる効果を有する。さらには停
車中の複数の車両の中から、エンジンが作動状態にあっ
てこれから発進する可能性の高い車両の存在をもその車
種を含めて検知することができる。

【００３１】なお、上記実施例は、主として車両前方に
おける他の車両の接近警報に用いられるものについて説
明したが、とくに後方からの他の車両の接近を対象とす
る場合には、音響マイクロフォンの設置位置を、前部バ
ンパーあるいはフロントガラスのかわりに後部バンパー
やリアガラスとすればよい。

【００３２】

【発明の効果】以上のとおり、本発明は他の車両の放射
する外来音を採集する音響マイクロフォンを設け、採集
した外来音から音源位置を定位し、その方向にスピーカ
で音像を定位させて警報するようにしたから、検出媒体
が音信号であるため、エンジン作動状態にある他の車両
は、見通しの悪い交差点等、視覚的に見渡せない範囲に
ある場合にも何等の障害なく検知され、警報することが
できる。しかも運転者の視線と無関係に、例えば運転者
が脇見をしていても、他の車両の存在を迅速に認識させ
ることができる

【００３３】また自車両エンジン回転数センサを設け、
音響マイクロフォンで採集した外来音信号から、自車両
エンジン回転数の基本波および高調波成分を除去するよ
うにすると、Ｓ／Ｎ比が改善され、他車両の検知精度が
さらに向上する。

【００３４】さらに、自車両と音源との間の距離および
音源との相対速度に関して設定された警報基準に基づい
て音像定位が実行されるようにすると、常時音像により
警報を受ける煩わしさがなく、十分に安全な状態では静
かで快適な運転ができ、危険状態が近づくと確実に他車
両接近の警報が行なわれる。

【００３５】さらにまた、他車両からの外来音の音色を
そのまま用いて音像を形成すると、警報対象となった車
両がトラック、乗用車、オートバイなどどのような車種
のものであるかが識別できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すブロック図である。

【図２】実施例におけるレイアウトを示す図である。

【図３】実施例における処理の流れを示すフロー図であ
る。

【図４】ノイズ低減の処理の説明図である。

【図５】音源定位の説明図である。

【図６】警報提示基準の例を示す図である。

【符号の説明】

１００、１０１、１０２ 音響マイクロフォン １０３、１０４ スピーカ １０５ 音源定位装置 １０６ 音像定位装置 １０７ 自車両エンジン回転数センサ Ａ、Ｂ、Ｃ 音響マイクロフォン位置 Ｓ 音源

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 他の車両からの外来音を採集するため異
   なる位置に設けられた複数の音響マイクロフォンと、車
   室内に設けられた複数のスピーカと、前記複数の音響マ
   イクロフォンにより採集された外来音の信号の相関から
   音源位置を定位する音源定位手段と、運転者を基準にし
   て、前記音源定位手段によって定位された音源の方向
   に、前記スピーカにより音像を定位させる音像定位装置
   とを備えたことを特徴とする車両警報装置。
2. 【請求項２】 他の車両からの外来音を採集するため異
   なる位置に設けられた複数の音響マイクロフォンと、自
   車両のエンジン回転数を検知するセンサと、車室内に設
   けられた複数のスピーカと、前記複数の音響マイクロフ
   ォンにより採集された信号の周波数成分から前記エンジ
   ン回転数の基本波成分および高調波成分を除去するノイ
   ズ低減手段と、該ノイズ低減手段を経た採集信号の相関
   から音源位置を定位する音源定位手段と、運転者を基準
   にして、前記音源定位手段によって定位された音源の方
   向に、前記スピーカにより音像を定位させる音像定位装
   置とを備えたことを特徴とする車両警報装置。
3. 【請求項３】 前記音像定位装置による定位は、自車両
   と前記音源定位手段によって定位された音源との間の距
   離および自車両と音源との相対速度に関して設定された
   警報基準に基づいて実行されるように構成されているこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の車両警報装置。
4. 【請求項４】 前記音像定位装置が定位させる音像は、
   前記音響マイクロフォンにより採集された外来音の周波
   数成分を用いて、外来音と同じ音色とされていることを
   特徴とする請求項１、２または３記載の車両警報装置。