(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交差点に配置を違えて複数設置したマイクにより常時受信した音の内、各マイクが衝突音を受信した時間差から衝突音の音源を特定し事故が交差点内で発生していることを確認すると共に、前記衝突音の検知により、前記交差点に設置したカメラが撮像した映像データのうち事故発生時の映像データを記録するようにしたことを特徴とする自動車事故監視装置。
【請求項２】
交差点に配置を違えて複数設置したマイクにより常時受信した音の内、各マイクが衝突音を受信した時間差から衝突音の音源を特定し事故が交差点内で発生していることを確認すると共に、前記衝突音の検知により、前記交差点に設置したカメラと通報部及び事故時データ記録部により事故時の状況映像を記録し、当該記録を事故データとして所定部署へ送出することを特徴とする自動車事故監視装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の自動車事故監視装置において、
事故発生時の信号機の状態を併せて記録することを特徴とする自動車事故監視装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載する自動車事故監視装置において、
常時受信した音の内、超音波周波数帯域を処理して衝突音を検出することを特徴とする自動車事故監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車事故監視装置に関し、特に交通事故時の衝突音を検出して交通事故の発生を検出する場合に適用して有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術に係るこの種の装置を図８に示す。同図に示すように、当該装置では交差点に２台のビデオカメラ０１を設置し、映像データ記録部０２で交差点の映像を記録し続ける。事故発生の通報があった場合には、映像データ記録部０２で記録した映像データの中から事故発生時のデータを探し、事故発生状況を再生する（「交差点事故記録装置」、京三サーキュラ、VOL.４６、NO．４、１９９５）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如き従来技術に係る装置では、事故を自動で発見できないため、常時撮影した映像データを記録し、事故発生の通報の後に、事故発生状況を把握するために、保存した映像データの中から事故発生時の映像データを探すのに手間がかかる。
【０００４】
本発明は、上記従来技術に鑑み、特定の交通事故を選択的に検出し得る自動車事故監視装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するに当り次の様な知見を基礎とするものである。
【０００６】
１）  自動車同志の事故時における車体衝突の際に発生する音には人工的に発生した音と較べて周波数帯域が広く、可聴音より上の周波数成分があるという特徴がある。
【０００７】
２）  車体衝突以外でも道路沿いでガラスが割れると同時に音が発生し、誤検出する可能性があるため、音源が交差点内であることを特徴とする必要がある。また、交差点の工事の音等の人工的に発生する大きな音による誤動作を防いで衝突音を検出する必要がある。
【０００８】
かかる知見に基づく本発明の構成は次の点を特徴とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の構成は、次の点を特徴とする。
１）  交差点に配置を違えて複数設置したマイクにより常時受信した音の内、各マイクが衝突音を受信した時間差から衝突音の音源を特定し事故が交差点内で発生していることを確認すると共に、前記衝突音の検知により、前記交差点に設置したカメラが撮像した映像データのうち事故発生時の映像データを記録するようにしたこと。
２）  交差点に配置を違えて複数設置したマイクにより常時受信した音の内、各マイクが衝突音を受信した時間差から衝突音の音源を特定し事故が交差点内で発生していることを確認すると共に、前記衝突音の検知により、前記交差点に設置したカメラと通報部及び事故時データ記録部により事故時の状況映像を記録し、当該記録を事故データとして所定部署へ送出すること。
３）  上記１）又は２）に記載する自動車事故監視装置において、
事故発生時の信号機の状態を併せて記録すること。
４）  上記１）乃至３）の何れか一つに記載する自動車事故監視装置において、
常時受信した音の内、超音波周波数帯域を処理して衝突音を検出すること。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１４】
本形態は十字交差点で使用する場合である。図１に示すように、交差点の４隅の各角には４個のマイク１，２，３，４が配設してあり、また交差点内を十分見渡せる様に対角の位置に２台のビデオカメラ５，６が配設してある。４個のマイク１〜４で受信した音は、各マイク１〜４に対応して設けた衝突音検出部７，８，９，１０で処理し、事故発生時には衝突音検出部７〜１０で処理したデータを収集して所定の処理を行なう事故発生場所判定部１１で事故時のデータを記録し、通報処理部１２を経由して事故の発生した交差点の場所、事故発生時刻、事故発生時の信号機の状態及び映像データを警察署へ通報する。
【００１５】
図２は本形態に係る装置でブロック線図である。同図に示すように、衝突音検出部７はマイク１、超音波周波数帯エネルギ抽出及びディジタル化部１３、立上り検出部１４、立下り検出部１５及び衝突音受信時刻判定部１６を有している。この衝突音検出部７は他のマイク２〜４に関しても同様に構成してある。したがって図示は省略する。
【００１６】
図３は衝突音検出部７を抽出して詳細に示すブロック線図である。同図に示すように、超音波周波数帯域エネルギ抽出及びディジタル化部１３では、各マイク１で受信した音を超音波周波数帯域（３０kHz 〜５０kHz ）のみ通すフィルタ１７に通した後に２乗検波部１８で２乗検波し、超音波周波数帯域のエネルギを取り出す。後で事故発生場所を１ｍ以内の精度で特定するために、Ａ／Ｄ変換器１９によりフィルタ１７の出力信号を２ｍｓ周期（音が約７０cm進む時間に相当）でディジタル変換する。
【００１７】
立上り検出部１４及び立下り検出部１５で行なう衝突音パルスの立上り及び立下りは次の知見を基礎とするものである。これを図４に基づき説明する。
【００１８】
＜検出する衝突音パルスのレベル及び持続時間＞
まず、事故発生前の交差点の雑音レベルを考える。通常の交差点の雑音レベルは騒々しい事務所の値である７０ｄＢ程度と電車内の同程度の値である８０ｄＢ程度の間であると考えられる（参考文献：「騒音対策と消音設計」福田基一、奥田襄介著）。
【００１９】
次に、事故発生時の衝突音レベルを考える。自動車対自動車の変形時にピーク音が発生すると考えられ、そのレベルはうるさい工場の値である１１０ｄＢより高いと考えられる（参考文献：「騒音対策と消音設計」福田基一、奥田襄介著）。また、ピーク音の持続時間は車体の変形時間である７０〜２００ｍｓであると考えられる（参考文献：「自動車事故鑑定工学」：林洋一著）。
【００２０】
最後にピーク音発生後に減衰していく衝突音のレベルを考える。この音は、車体の変形終了後に、自動車内部で遅れる衝突音と、地面や道路の反射によって遅れて到達する衝突音が重なったものであると考えられる。
【００２１】
自動車の内部で遅れる音は、車体内部の座席部などの空間で共振している間に、時間の経過に伴ってエネルギを車体に吸収されて減衰した音が、車体表面の遮蔽効果により減衰した後に、車外へ漏れ出したものであると考えられる。遮蔽効果による減衰量は、車体表面が０．２mm以上あることを考えると、今回処理する超音波周波数帯では２０ｄＢ以上と考えられる（参考文献：「騒音対策と消音設計」福田基一、奥田襄介著）。これに時間の経過に伴う車内でのエネルギ吸収分を加えた分、自動車内部で遅れる音は減衰する。
【００２２】
一方、道路及び建物等で反射して遅れて到達する音は、遅れた時間の分だけ余分の距離を伝播することによる減衰量と、反射時にエネルギが吸収されることによる減衰量を加えた分だけ減衰したものであると考えられる。このうち、遅れた時間の分の減衰量として、反射せずに直接受信した衝突音のレベルと反射して受信した衝突音のレベルの比（Ｌ）を考えると、受信する音のレベルは発信源からの距離の２乗に反比例することにより、以下の式で表される。
【数１】
0003643648.tif 000002
【００２３】
ここで、車体衝突時刻から衝突音を直接受信した時刻までの時間をＴｄ（ｍｓ）、直接衝突音を受信した時刻から反射後の衝突音を受信した時刻までの時間をＴｒ、音速をｃとした。
【００２４】
縦横１０ｍ程度の交差点では、音速を３４０ｍとすると、Ｔｄ＝１０ｍ÷３４０ｍ／ｓ≒３０ｍｓとなるため、式（１）より遅れた時間の分の減衰量だけで、反射によって５０ｍｓ遅れた衝突音は、直接受信した衝突音に比べ約８ｄＢ、１００ｍｓ遅れた衝突音は約１２ｄＢ、２００ｍｓ遅れた衝突音は約１７ｄＢ減衰することがわかる。これに反射時のエネルギ吸収分を加えた分、反射によって遅れて到達する衝突音は減衰する。
【００２５】
以上のことから、衝突パルスの立ち上がり時には、事故発生前の雑音レベルから、３０ｄＢ以上レベルが大きくなり、その後７０〜２００ｍｓの間ピークが持続した後、立ち下がり時は徐々に減衰し、１００ｍｓ後でピークレベルより１０ｄＢ以上減衰する。
【００２６】
かかる知見に基づく衝突音立ち上がり検出は次の様にして行なう。図３に示すようにまず、４５０ｍｓの間、５０ｍｓ毎の１０個のデータの平均値を計算して事故発生前の交差点の雑音レベルとし、ピーク値の持続時間の短いノイズによる誤検出を防ぐために、その直後の７０ｍｓの間、１０ｍｓ毎の８個のデータの平均値を計算して衝突音のピーク値とする。両者を比較し、事故発生前の雑音レベルと衝突音のピーク値の差が３０ｄＢ以上あれば衝突音の立ち上がりを検出したことになる。
【００２７】
衝突音立ち下がり検出は次の様にして行なう。図３に示すように、立ち上がり検出から、３０ｍｓ（ピーク値持続時間２００ｍｓ＋１００ｍｓ）の間隔をあけて、４５０ｍｓの間、５０ｍｓ毎の１０個のデータの平均値を計算し、減衰した衝突音のレベルとする。このレベルと立ち上がり検出で計算した衝突音のピークレベルと遅れて受信された衝突音のレベルを比較し、差が１０ｄＢ以上あれば衝突音の立ち下がりを検出したことになる。
【００２８】
衝突音パルス受信時刻判定は次の様にして行なう。図３に示すように、立ち上がり及び立ち下がり処理を同時に２ｍｓ間隔で実施して、両方が成立したときに、その時刻で衝突音パルスを検出したと判断する。後段の事故発生場所判定部１１で１０秒間の映像データを処理するため、一度衝突音パルスを検出したら、１０秒間は立ち上がりと立ち下がりの処理結果を無視する。
【００２９】
図２に示す事故発生場所判定部１１は受信信号時間差計算部１７及び事故位置判定部１８を有する。受信信号時間差計算部１７は４個のマイク１〜４でそれぞれ集音し、衝突音検出部７で所定の処理を行なうことにより得られる衝突音受信時刻のデータに基づき各受信信号の時間差を計算し、次の事故位置判定部１８で事故の位置を特定しそのデータを通報処理部１２に送出する。
【００３０】
すなわち、マイク１で最も早く衝突音パルスを受信したとすると、マイク１とマイク２〜４で衝突音パルスを受信した時間差を計算し、次式（２）〜（８）を使用して、衝突音パルスが発生した位置を特定する。２ｍｓ間隔で処理することにより、１ｍ以下の精度で衝突音パルスの位置を特定できるため、交差点内かどうかを十分判断することができる。
【００３１】
ここで４個のマイク１〜４を使用する音源（衝突音）の発生位置の検出原理を図５に基づき説明しておく。図５に示すように、各マイク１〜４間の位置を直交座標系で表す。マイク１とマイク２のＸ方向の距離をＸ１、Ｙ方向の距離をＹ１、マイク１とマイク３のＸ方向の距離をＸ２、Ｙ方向の距離をＹ２、マイク１とマイク４のＸ方向の距離をＸ３、Ｙ方向の距離をＹ３とする。４つのマイク１〜４の内、最も早く衝突音パルスを受信したマイク１の受信時刻と他の３つのマイク２〜４との受信時間差を計算する。
【００３２】
マイク１と衝突音パルスが発生した場所との距離をｒ、マイク１と衝突音パルス発生場所を結んだ直線と、マイク１とマイク２を結んだ直線とのなす角度をθとする。また、音速をｃとする。マイク１とマイク２〜４の受信時間差は以下の式で表せる。
【数２】
0003643648.tif 000003
【００３３】
式（７），（８），（９）で求めたＸ及びＹが衝突音発生場所の位置となるので、これが交差点内かどうかを判断する。この処理により交差点外で発生した衝突音と似た特徴をもった音を除去することができる。
【００３４】
図２に示す通報処理部１２は通報部１９、事故時データ記録部２０及び交差点状況一時保管部２１を有する。交差点状況一時保管部２１はビデオカメラ５，６の映像信号及び信号機のリアルタイムの状態を表わす信号機データを記憶するとともに必要に応じ事故時データ記録部２０に所定のデータを送出する。通報部１９は事故発生が検知された場合に事故時データ記録部２０が記録する所定のデータを警察署に送出する。
【００３５】
さらに詳言すると、図６に示すように、交差点内の映像データ及び信号機の状態は１秒間毎にデータを１０箇所に分けて常時記憶する。１秒間毎のデータは記憶して１０秒後には上書きされるようにすることによって、最新の１０秒間のデータを常時保管している。事故発生を確認したら、記憶している最新１０秒間のデータを通報処理部１２内の事故データ記憶部２０に保存し、事故の発生した交差点の場所、事故発生時刻、信号機の状況及び映像データを警察署へ通報する。
【００３６】
かかる本形態の作用は次の通りである。
【００３７】
＜交差点内で発生した雑音の除去＞
図７に示すように、自動車対自動車の衝突時に発生する衝突音は、可聴音帯域だけでなく、超音波帯域の音も含んだ持続時間の短いパルスと考えられる。一方、交差点内で発生する大きな音として、工事に使用する機械から発生する音がある。この音は多少変動しながら、連続して発生する音と考えられるため、パルスを検出する処理を実施することによって、工事の音を除去することができる。また、交差点内の定常的な雑音として、自動車のエンジン音等の可聴音帯域の雑音があるため、衝突音の持つ超音波帯域の音を処理することによって、可聴音帯域の雑音を除去することができる。
【００３８】
＜衝突音パルスの検出方法＞
衝突音のパルスを検出するために、衝突音パルスの立ち上がりと立ち下がりを考える。衝突音の立ち上がり時には、事故発生前の交差点の雑音レベルから、衝突時の車体変形によって発生する音が急激に立ち上がり、車体の変形が終了するまでの間ピークが持続する。車体変形終了後には、自動車内部で遅れたり、地面や建物の反射で遅れて発生する衝突音が重なるため、衝突音パルスの立ち下がりは徐々に減衰するものとなる（図７参照）。この衝突音パルスの特性を利用し、衝突音の持続時間、ピークレベル及び立ち下がり時の減衰レベルを決定することによって、衝突音パルスを検出することができる。
【００３９】
＜交差点外で発生した衝突音に似た特徴を持つ音の除去＞
交差点にマイク１〜４を４つ以上設置し、それぞれのマイク間１〜４で衝突音を受信した時間差から受信した音が交差点内で発生したものかを確認することができる。
【００４０】
このときのマイクの数に特に制限はない。音源が特定できる数であれば良い。
【００４１】
上述の如き所定の処理をした後、通報処理部を介して必要な情報を例えば警察署等へ送出する。
【００４２】
【発明の効果】
以上実施の形態とともに具体的に説明したように本発明によれば、事故を自動で発見することにより、事故発生時の映像データのみ記録することができるので、事故状況を把握するために、常時記録しているデータから事故データを探す必要がなくなる。また、事故発生状況を警察署へ通報することにより、事故処理を迅速に実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る装置のレイアウトを示す説明図。
【図２】上記実施の形態に係る装置の全体的なブロック線図。
【図３】衝突音検出部を抽出して詳細に示すブロック線図。
【図４】上記実施の形態に係る衝突音の検出原理を説明するための説明図。
【図５】上記実施の形態における衝突音の音源特定原理を説明するための説明図。
【図６】通報処理部を抽出して詳細に示すブロック線図。
【図７】交差点内における音のエネルギ特性を示すグラフ。
【図８】従来技術を概念的に示す説明図。
【符号の説明】
１，２，３，４  マイク
５，６  ビデオカメラ
７，８，９，１０  衝突音検出部
１１  事故発生場所判定部
１２  通報処理部
【図１】
0003643648.tif 000004
【図２】
0003643648.tif 000005
【図３】
0003643648.tif 000006
【図４】
0003643648.tif 000007
【図５】
0003643648.tif 000008
【図６】
0003643648.tif 000009
【図７】
0003643648.tif 000010
【図８】
0003643648.tif 000011