(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに離隔して配置された２以上の集音部であって、少なくとも２つの前記集音部がそれぞれ第１音信号及び第２音信号を集音する、集音部と、
前記第１音信号に対して前記第２音信号を複数の遅延量で遅延させ、各遅延量における前記第１音信号と前記第２音信号との間の位相相関を求めることで、位相分布を算出する位相情報算出部と、
時刻ｔにおける前記位相相関のベクトルと、時刻ｔ−Δｔにおける前記位相相関のベクトルと、の方向余弦として求められる安定性指標を算出する変動度合算出部と、
前記安定性指標を用いて局所音源である周辺物体を検出する周辺物体検出部と
を備える音検知装置。
【請求項２】
前記周辺物体検出部は、前記安定性指標が所定の閾値以上であるときに、前記周辺物体が存在すると判定する、請求項１に記載の音検知装置。
【請求項３】
前記安定性指標に基づいて閾値を設定する閾値設定部を更に備え、
前記位相情報算出部は、前記位相分布のピークを求め、
前記周辺物体検出部は、前記ピークが前記閾値以上であるときに、前記周辺物体が存在すると判定する、請求項１に記載の音検知装置。
【請求項４】
前記閾値設定部は、前記安定性指標が大きいほど前記閾値を小さく設定する、請求項３に記載の音検知装置。
【請求項５】
前記閾値設定部は、前記安定性指標が大きく、前記ピークに対応する特定の位相差が大きいほど、前記閾値を小さく設定する、請求項３に記載の音検知装置。
【請求項６】
前記周辺物体検出部は、前記ピークに対応する特定の位相差が大きいほど、前記周辺物体が存在すると判定する、請求項３に記載の音検知装置。
【請求項７】
前記周辺物体検出部は、前記安定性指標が大きいほど、前記周辺物体がより接近していると判定する、請求項１又は３に記載の音検知装置。
【請求項８】
前記周辺物体検出部は、前記安定性指標が時間とともに大きくなるときに、前記周辺物体が接近中であると判定する、請求項７に記載の音検知装置。
【請求項９】
前記周辺物体検出部は、前記ピークに対応する特定の位相差の変動が大きいほど、前記周辺物体がより離脱していると判定する、請求項３−６のいずれか一項に記載の音検知装置。
【請求項１０】
前記周辺物体検出部は、前記ピークに対応する特定の位相差の変動が時間とともに大きくなるときに、前記周辺物体が離脱中であると判定する、請求項９に記載の音検知装置。
【請求項１１】
前記周辺物体検出部は、前記安定性指標を用いて車両の運転支援を制御する運転支援制御部として機能する、請求項１−１０のいずれか一項に記載の音検知装置。
【請求項１２】
前記位相情報算出部は、前記位相分布のピークを求め、
前記運転支援制御部として機能する前記周辺物体検出部は、前記ピークに対応する特定の位相差が大きいほど、前記運転支援を促進する、請求項１１に記載の音検知装置。
【請求項１３】
前記運転支援制御部として機能する前記周辺物体検出部は、前記安定性指標が大きいほど、前記運転支援を促進する、請求項１１に記載の音検知装置。
【請求項１４】
前記安定性指標を用いて車両の外部に対する報知を制御する報知制御部を更に備える、請求項１−１３のいずれか一項に記載の音検知装置。
【請求項１５】
前記位相情報算出部は、前記位相分布のピークを求め、
前記報知制御部は、前記ピークに対応する特定の位相差が大きいほど、前記報知を促進する、請求項１４に記載の音検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音検知装置及び方法、運転支援装置及び方法、並びに報知装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、音検知装置及び方法、運転支援装置及び方法、並びに報知装置及び方法に関連して、例えば実開平５−９２７６７号公報に記載されるように、複数のマイクにより集音された外来からの音信号間の相関に基づいて、局所音源となる周辺物体を検出し、検出結果に基づいて運転支援を行う技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平５−９２７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、例えば局所音源からの音が周辺雑音に紛れてしまうなどして、音信号間の相関度合が顕著でない状況では、周辺物体を精度良く検出できない場合があった。【０００５】
そこで、本発明は、音信号の位相情報の時間的な変動度合に基づいて周辺物体を精度良く検出できる、音検知装置及び方法、運転支援装置及び方法、並びに報知装置及び方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る音検知装置は、互いに離隔して配置された２以上の集音部と、２以上の集音部のうちの少なくとも２つにより集音された音信号の位相情報の時間的な変動度合に基づいて周辺物体を検出する周辺物体検出部とを備える。これにより、音信号間の相関度合が顕著でない状況でも、音信号の位相情報の時間的な変動度合に基づいて周辺物体を精度良く検出することができる。【０００７】
周辺物体検出部は、２以上の集音部のうちの少なくとも２つにより集音された音信号間の位相差又は位相相関のうちの少なくともいずれかから求められる位相情報の時間的な変動度合に基づいて周辺物体を検出してもよい。【０００８】
周辺物体検出部は、２以上の集音部のうちの少なくとも２つにより集音された音信号間の位相差と、該位相差における音信号間の位相相関との関係を示す位相分布の時間的な変動度合に基づいて周辺物体を検出してもよい。【０００９】
周辺物体検出部は、２以上の集音部のうちの少なくとも２つにより集音された音信号間の位相相関のピークに対応する特定の位相差の時間的な変動度合に基づいて周辺物体を検出してもよい。【００１０】
周辺物体検出部は、位相分布の変動度合が小さいほど、局所音源となる周辺物体が存在すると判定し易くてもよい。【００１１】
周辺物体検出部は、位相分布の変動度合を示す指標が閾値以上である場合には、周辺物体が存在すると判定してもよい。【００１２】
音検知装置は、位相分布の変動度合が小さいほど小さい閾値を設定する閾値設定部をさらに備え、周辺物体検出部は、位相分布のピーク値が閾値以上である場合には、局所音源となる周辺物体が存在すると判定してもよい。【００１３】
音検知装置は、位相分布の変動度合が小さく、位相分布のピークに対応する特定の位相差が大きいほど小さい閾値を設定する閾値設定部をさらに備え、周辺物体検出部は、位相分布のピーク値が閾値以上である場合には、周辺物体が存在すると判定してもよい。【００１４】
周辺物体検出部は、位相分布のピークに対応する特定の位相差が大きいほど、周辺物体が存在すると判定し易くてもよい。【００１５】
周辺物体検出部は、特定の位相差の変動度合が小さくなるほど、局所音源となる周辺物体がより接近していると判定し易くてもよい。【００１６】
周辺物体検出部は、特定の位相差の変動度合が時間とともに小さくなる場合には、周辺物体が接近していると判定し易くてもよい。【００１７】
周辺物体検出部は、特定の位相差の変動度合が大きくなるほど、局所音源となる周辺物体がより離脱していると判定し易くてもよい。【００１８】
周辺物体検出部は、特定の位相差の変動度合が時間とともに大きくなる場合には、周辺物体が離脱していると判定し易くてもよい。【００１９】
音検知装置は、車両に搭載されてもよい。【００２０】
本発明に係る音検知方法は、互いに離隔した２以上の位置で集音し、２以上の位置のうちの少なくとも２つで集音された音信号の位相情報の時間的な変動度合に基づいて周辺物体を検出することを含む。これにより、音信号間の相関度合が顕著でない状況でも、音信号の位相情報の時間的な変動度合に基づいて周辺物体を精度良く検出することができる。【００２１】
本発明に係る運転支援装置は、互いに離隔して配置された２以上の集音部と、２以上の集音部のうちの少なくとも２つにより集音された音信号の位相情報の時間的な変動度合に基づいて車両の運転支援を制御する運転支援制御部とを備える。これにより、音信号間の相関度合が顕著でない状況でも、音信号の位相情報の時間的な変動度合に基づいて車両の運転支援を制御することができる。【００２２】
運転支援制御部は、位相情報の変動度合が小さいほど運転支援を促進してもよい。【００２３】
本発明に係る運転支援方法は、互いに離隔した２以上の位置で集音し、２以上の位置のうちの少なくとも２つで集音された音信号の位相情報の時間的な変動度合に基づいて車両の運転支援を制御することを含む。これにより、音信号間の相関度合が顕著でない状況でも、音信号の位相情報の時間的な変動度合に基づいて車両の運転支援を制御することができる。【００２４】
本発明に係る報知装置は、互いに離隔して配置された２以上の集音部と、２以上の集音部のうちの少なくとも２つにより集音された音信号の位相情報の時間的な変動度合に基づいて車両の外部に対する報知を制御する報知制御部とを備える。これにより、音信号間の相関度合が顕著でない状況でも、音信号の位相情報の時間的な変動度合に基づいて車両の外部に対する報知を制御することができる。【００２５】
本発明に係る報知方法は、互いに離隔した２以上の位置で集音し、２以上の位置のうちの少なくとも２つで集音された音信号の位相情報の時間的な変動度合に基づいて車両の外部に対する報知を制御することを含む。これにより、音信号間の相関度合が顕著でない状況でも、音信号の位相情報の時間的な変動度合に基づいて車両の外部に対する報知を制御することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、音信号の位相情報の時間的な変動度合に基づいて周辺物体を精度良く検出できる、音検知装置及び方法、運転支援装置及び方法、並びに報知装置及び方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１実施形態に係る運転支援装置を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態に係る運転支援方法を示すフローチャートである。
【図３】第１実施形態に係る運転支援方法が適用される状況の一例を示す図である。
【図４】周辺車両が遠い場合と接近中である場合における位相分布の変動度合を模式的に示す図である。
【図５】安定性指標の時間変化と音信号間の相関度合の時間変化とを対比して示す図である。
【図６】第２実施形態に係る運転支援装置を示すブロック図である。
【図７】第２実施形態に係る運転支援方法を示すフローチャートである。
【図８】第３実施形態に係る運転支援装置を示すブロック図である。
【図９】音源方向の算出方法を示す図である。
【図１０】第３実施形態に係る運転支援方法を示すフローチャートである。
【図１１】第３実施形態に係る運転支援方法が適用される状況の一例を示す図である。
【図１２】周辺車両の検出タイミングに関する実験結果を示す表である。
【図１３】第４実施形態に係る運転支援装置を示すブロック図である。
【図１４】音源方向の算出方法を示す図である。
【図１５】第４実施形態に係る運転支援方法を示すフローチャートである。
【図１６】第４実施形態に係る運転支援方法が適用される状況の一例を示す図である。
【図１７】図１６に関連して音源方向及び分散の時間変化の一例を示す模式図である。
【図１８】第５実施形態に係る運転支援装置を示すブロック図である。
【図１９】音源方向の算出方法を示す図である。
【図２０】第５実施形態に係る運転支援方法を示すフローチャートである。
【図２１】第５実施形態に係る運転支援方法が適用される状況の一例を示す図である。
【図２２】図２１に関連して音源方向及び相関値の変動傾向を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態に係る音検知装置及び方法、運転支援装置及び方法、並びに報知装置及び方法を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２９】
音検知装置及び方法は、互いに離隔した２以上の位置のうちの少なくとも２つで集音された音信号の位相情報の時間的な変動度合に基づいて周辺物体を検出するものである。運転支援装置及び方法は、互いに離隔した２以上の位置のうちの少なくとも２つで集音された音信号の位相情報の時間的な変動度合に基づいて車両の運転支援を制御するものである。報知装置及び方法は、互いに離隔した２以上の位置のうちの少なくとも２つで集音された音信号の位相情報の時間的な変動度合に基づいて車両の外部に対する報知を制御するものである。ここで、音信号の位相情報の時間的な変動度合とは、音信号間の位相差又は位相相関のうちの少なくともいずれかから求められる位相情報、の時間的な変動度合を意味する。
【００３０】
ここで、運転支援装置及び方法並びに報知装置及び方法は、音検知装置及び方法としての側面も有する。このため、以下では、本発明の実施形態に係る運転支援装置及び方法並びに報知装置及び方法の説明を用いて、本発明の実施形態に係る音検知装置及び方法についても説明するものとする。
【００３１】
まず、図１から図５を参照して、本発明の第１実施形態に係る運転支援装置及び方法について説明する。第１実施形態は、２以上の集音部のうちの少なくとも２つにより集音された音信号間の位相差と、同位相差における音信号間の位相相関との関係を示す位相分布の時間的な変動度合に基づいて車両の運転支援を行うものである。位相分布の変動度合は、例えば、後述する安定性指標を用いて判定される。
【００３２】
図１は、第１実施形態に係る運転支援装置を示すブロック図である。図１に示すように、運転支援装置は、車両に搭載されており、車両の運転支援を行う電子制御ユニット２０（以下、ＥＣＵ２０と略記する。）を中心として構成されている。
【００３３】
ＥＣＵ２０には、マイクアレイ１１が接続されている。マイクアレイ１１は、互いに離隔して配置された２以上の集音部を構成する。マイクアレイ１１は、例えば、車両前面の左右それぞれに１以上配置されたマイク１１ａ、１１ｂにより構成される。
【００３４】
ＥＣＵ２０には、マイク１１ａ、１１ｂにより集音された外来からの音信号が入力される。音信号は、例えば、マイクアンプ、帯域通過フィルタ、Ａ／Ｄコンバータなどにより処理されて入力される。なお、以下では、マイク１１ａにより集音されて処理された第１音信号と、マイク１１ｂにより集音されて処理された第２音信号とが入力される場合を想定して説明する。
【００３５】
ＥＣＵ２０には、運転支援実行部１２が接続されている。運転支援実行部１２は、ヒューマン−マシンインタフェース（以下、ＨＭＩと略記する。）及びアクチュエータを備えている。
【００３６】
ＨＭＩとしては、例えば、モニタ、スピーカ、バイブレータなどが用いられる。ＨＭＩは、視覚情報、聴覚情報、触覚情報を用いて、車両の運転者に対する報知支援を行うために用いられる。アクチュエータとしては、ブレーキアクチュエータ、ステアリングアクチュエータ、シートベルトアクチュエータなどが用いられる。アクチュエータは、ブレーキ装置、ステアリング装置、シートベルト装置を制御して、周辺物体との衝突を回避する運転支援、車両挙動を安定化させる運転支援を行うために用いられる。
【００３７】
ここで、報知支援とは、運転者に対して注意喚起を行うこと、運転者に対して所定の運転操作の実施を促すことを含む。衝突回避とは、制動介入による衝突回避、操舵介入による衝突回避を含む。制動介入とは、例えば、自動制動、制動力の支援を含み、操舵介入とは、自動操舵、操舵の支援を含む。
【００３８】
ＥＣＵ２０は、位相情報算出部２１、変動度合算出部２２、運転支援制御部２３を備えている。ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを主体として構成され、ＣＰＵによるプログラムの実行を通じて、位相情報算出部２１、変動度合算出部２２、運転支援制御部２３の機能を実現する。なお、位相情報算出部２１、変動度合算出部２２、運転支援制御部２３の機能は、２以上のＥＣＵにより実現されてもよい。
【００３９】
位相情報算出部２１は、マイク１１ａ、１１ｂにより集音された外来からの音信号の位相情報を算出する。位相情報算出部２１は、２以上の集音部のうちの少なくとも２つにより集音された音信号間の位相差と、同位相差における音信号間の位相相関との関係を示す位相分布を算出する。位相分布は、一方の集音部により第１音信号を集音するとともに他方の集音部により第２音信号を集音し、第２音信号を複数通りの遅延量で遅延させ、第１音信号と各遅延量で遅延された第２音信号との間の位相相関を求めることで算出される。
【００４０】
複数通りの遅延量は、例えば遅延量τ＝τmin、…、−２、−１、０、１、２、…、τmax（タップ）として設定される。位相相関は、例えば、目的音を白色化させて位相成分だけで相互相関関数を算出するために一般相互相関係数（ＧＣＣ−ＰＨＡＴ）として求められる。位相分布は、位相差と同位相差における位相相関との関係を示す離散的なデータ群として算出され、遅延量に相当する位相差を一方の軸、位相相関を他方の軸とするグラフとして表される。
【００４１】
変動度合算出部２２は、位相情報算出部２１により算出された位相情報の時間的な変動度合を算出する。変動度合算出部２２は、前述した位相分布の時間的な変動度合を算出する。位相分布の変動度合は、例えば、分布形状の変化、位相差方向における分布位置の変化、安定性指標、位相相関の時系列情報における分散、最大値と最小値の差などを用いて表される。
【００４２】
このうち、安定性指標Ｓは、式（１）に示すように、時刻ｔにおける位相相関Ｒ１２（τ、ｔ）のベクトルと、時刻ｔ−Δｔにおける位相相関Ｒ１２（τ、ｔ−Δｔ）のベクトルとの方向余弦として求められる。そして、安定性指標は、位相分布の変動度合が小さいほど大きな値を示す。
【００４３】
【数１】
0005954429.tif 000002
…（１）
【００４４】
運転支援制御部２３は、変動度合算出部２２により算出された変動度合に基づいて運転支援を制御する。運転支援制御部２３は、２以上の集音部のうちの少なくとも２つにより集音された音信号の位相情報の時間的な変動度合に基づいて周辺物体を検出する周辺物体検出部としても機能する。
【００４５】
運転支援制御部２３は、位相分布の変動度合に基づいて周辺車両など周辺物体からの音と周辺雑音を判別して周辺物体の存在を判定する。運転支援制御部２３は、位相分布が安定している場合、例えば安定性指標が閾値以上である場合には、周辺物体が存在すると判定する。一方、運転支援制御部２３は、位相分布の変動度合が安定していない場合、例えば安定性指標が閾値未満である場合には、周辺物体が存在すると判定しない。
【００４６】
運転支援制御部２３は、周辺物体が存在すると判定した場合には、運転支援実行部１２を制御して運転支援を実行する一方、判定しなかった場合には運転支援を実行しない。なお、運転支援制御部２３は、局所音源となる周辺物体の存在を判定せずに、位相分布の変動度合に基づいて直接的に運転支援を制御してもよい。
【００４７】
図２は、第１実施形態に係る運転支援方法を示すフローチャートである。運転支援装置は、図２に示す処理を設定周期で繰り返し実行する。
【００４８】
図２に示すように、位相情報算出部２１は、マイク１１ａ、１１ｂにより集音された外来からの音信号の位相情報を算出する（Ｓ１１）。位相情報算出部２１は、音信号間の位相差と同位相差における音信号間の位相相関との関係を示す位相分布を求める。
【００４９】
変動度合算出部２２は、位相情報算出部２１により算出された位相情報の時間的な変動度合を算出する（Ｓ１２）。変動度合算出部２２は、例えば、位相分布の時間的な変動度合を示す安定性指標を算出する。
【００５０】
運転支援制御部２３は、位相分布の変動度合に基づいて周辺物体の存在を判定する（Ｓ１３）。運転支援制御部２３は、位相分布の変動度合が小さいほど、局所音源が存在すると判定し易く、又は、位相分布の変動度合を示す指標、例えば安定性指標が閾値以上である場合には、局所音源が存在すると判定する。
【００５１】
そして、運転支援制御部２３は、周辺物体が存在すると判定した場合には、運転支援実行部１２を制御して運転支援を実行する（Ｓ１４）。運転支援制御部２３は、位相分布の変動度合が小さいほど、例えば安定性指標が大きいほど運転支援を促進する。ここで、運転支援は、例えば、周辺物体を検出する際の検出範囲を広げたり、検出精度を上げたりすること、検出閾値を下げて支援の実行条件を緩和すること、支援の開始タイミングを早めること、支援内容のレベルを引き上げることなどにより促進される。
【００５２】
図３は、第１実施形態に係る運転支援方法が適用される状況の一例を示す図である。図３に示すように、交差点などの見通しが悪い道路において自車両Ｃ０の運転者が周辺車両Ｃ１を視認できない場合、音信号間の相関に基づいて周辺車両Ｃ１を検出して運転支援が行われる。図３に示す状況では、周辺車両Ｃ１を検出した場合、例えば、運転者に対する注意喚起、制動操作の促し、自動制動、制動力の支援などの運転支援が行われる。ここで、音信号間に現れる有意な相関に基づいて周辺車両Ｃ１を精度良く検出できそうである。しかし、実際の音響環境では、例えば周辺車両Ｃ１の走行音が周辺雑音に紛れてしまうなどして、音信号間に有意な相関が現れず、周辺車両Ｃ１を精度良く検出できない場合がある。
【００５３】
図４は、周辺車両が遠い場合と接近中である場合における位相分布の変動度合を模式的に示す図である。図４の各軸は、位相差に相当する遅延量τ、時間ｔ、位相相関Ｒ１２をそれぞれ示している。
【００５４】
周辺車両が遠い場合、図４（ａ）に示すように、周辺雑音に起因して、位相差方向における分布位置がランダムに変化するとともに、ピーク値が相対的に小さい。これは、周辺雑音のパワーがランダムに変化することで、音源方向が定まらないためである。なお、ピーク値とは、ピーク値に近似する実質的なピーク値も含むものとする。
【００５５】
一方、周辺車両が接近中である場合、図４（ｂ）に示すように、周辺車両の走行音に起因して、位相差方向における分布位置がほぼ定まり、時間とともにピーク位置が所定方向に移動するとともにピーク値が増加している。これは、音源である周辺車両が自車両に接近中であることで、走行音のパワーが時間とともに増加するためである。なお、図４（ｂ）には示されていないが、周辺車両が自車両から離脱中である場合には、時間とともにピーク位置が所定方向に移動するとともにピーク値が減少する。
【００５６】
図５は、安定性指標の時間変化と音信号間の相関度合の時間変化とを対比して示す図である。安定性指標は、前述したように、位相分布の時間的な変動度合を示す指標の一例である。周辺車両が遠い場合、図４（ａ）に示したように位相分布の分布位置がランダムに変化するとともに、ピーク値が相対的に小さいので、安定性指標Ｓは、図５（ａ）の第１期間Ｐ１に示すように、位相分布が安定していないことを示す。一方、周辺車両が接近中又は近接している場合、図４（ｂ）に示したように位相分布の分布位置がほぼ定まり、時間的とともにピーク位置が所定方向に移動するとともにピーク値が増加するので、安定性指標Ｓは、図５（ａ）の第２期間Ｐ２に示すように、位相分布が安定していることを示す。
【００５７】
図５（ｂ）には、音信号間の相関、特に位相相関の最大値の時間変化が示されている。図５には、安定性指標の時間変化と位相相関の最大値の時間変化とが同一時刻を基準として示されている。図５に示すように、位相分布の変動度合、例えば安定性指標Ｓは、音信号間に有意な相関が現れる、つまり位相相関の最大値が増加するよりも早いタイミングで安定性を示している。また、図５（ａ）、（ｂ）には、周辺車両の検出タイミングについて、安定性指標Ｓに基づく場合と位相相関の最大値に基づく場合とが対比して示されている。両者の検出タイミングが示すように、位相分布の変動度合の特性を利用することで、信号間の相関特性を利用する場合よりも精度良くかつ早いタイミングで周辺車両を検出することができる。
【００５８】
以上説明したように、本発明の第１実施形態によれば、音信号間の相関度合が顕著でない状況でも、音信号間の位相差と、同位相差における音信号間の位相相関との関係を示す位相分布の時間的な変動度合に基づいて運転支援を行うことができる。また、位相分布の変動特性を利用することで、信号間の相関特性を利用する場合よりも精度良くかつ早いタイミングで周辺車両を検出し、検出結果に基づいて運転支援を行うことができる。
【００５９】
つぎに、図６から図７を参照して、本発明の第２実施形態に係る運転支援装置及び方法について説明する。第２実施形態は、閾値が位相分布の変動度合が小さいほど小さく設定されており、位相分布のピーク値が閾値以上である場合に、周辺物体が存在すると判定する点において、第１実施形態と異なる。なお、以下では、第１実施形態と重複する説明を省略する。
【００６０】
図６は、第２実施形態に係る運転支援装置を示すブロック図である。図６に示すように、運転支援装置には、第１実施形態に係る運転支援装置のＥＣＵ２０に対応するＥＣＵ３０に閾値設定部３３が追加されている。マイクアレイ１１、運転支援実行部１２及び変動度合算出部３２の機能については、第１実施形態に係る運転支援装置の対応する構成と同様であるので、説明を省略する。
【００６１】
位相情報算出部３１は、第１実施形態と同様に、音信号間の位相差と同位相差における音信号間の位相相関との関係を示す位相分布とともに、位相分布のピーク値を求める。なお、ピーク値とは、ピーク値に近似する実質的なピーク値も含むものとする。
【００６２】
閾値設定部３３は、変動度合算出部３２により算出された変動度合に基づいて閾値を設定する。閾値設定部３３は、位相分布が安定しているほど閾値を小さく設定する。閾値設定部３３は、例えば、安定性指標が大きいほど閾値を小さく設定する。
【００６３】
運転支援制御部３４は、位相情報算出部３１により算出された位相情報、及び閾値設定部３３により設定された閾値に基づいて運転支援を制御する。運転支援制御部３４は、位相情報及び閾値に基づいて周辺車両など周辺物体からの音と周辺雑音を判別して周辺物体の存在を判定する。運転支援制御部３４は、位相分布のピーク値及び閾値に基づいて周辺物体の存在を判定する。運転支援制御部３４は、位相分布のピーク値が閾値以上である場合には、周辺物体が存在すると判定し、閾値未満である場合には、周辺物体が存在すると判定しない。
【００６４】
運転支援制御部３４は、周辺物体が存在すると判定した場合には、運転支援実行部１２を制御して運転支援を実行する一方、判定しなかった場合には運転支援を実行しない。なお、運転支援制御部３４は、局所音源となる周辺物体の存在を判定せずに、位相分布のピーク値及び閾値に基づいて直接的に運転支援を制御してもよい。
【００６５】
図７は、第２実施形態に係る運転支援方法を示すフローチャートである。運転支援装置は、図７に示す処理を設定周期で繰り返し実行する。
【００６６】
図７に示すように、位相情報算出部３１は、マイク１１ａ、１１ｂにより集音された外来からの音信号の位相情報を算出する（Ｓ２１）。位相情報算出部３１は、音信号間の位相差と同位相差における音信号間の位相相関との関係を示す位相分布、及び位相分布のピーク値を求める。
【００６７】
変動度合算出部３２は、位相情報算出部２１により算出された位相情報の時間的な変動度合を算出する（Ｓ２２）。変動度合算出部３２は、例えば、位相分布の時間的な変動度合を示す安定性指標を算出する。
【００６８】
閾値設定部３３は、変動度合算出部３２により算出された変動度合が小さいほど閾値を小さく設定する（Ｓ２３）。閾値設定部３３は、例えば、安定性指標が大きいほど閾値を小さく設定する。
【００６９】
運転支援制御部３４は、位相情報及び閾値に基づいて周辺物体の存在を判定する（Ｓ２４）。運転支援制御部３４は、位相分布の変動度合が小さいほど、局所音源が存在すると判定し易く、又は位相分布のピーク値が位相分布の変動度合を示す指標に基づいて設定される閾値以上である場合には、局所音源が存在すると判定する。
【００７０】
そして、運転支援制御部３４は、周辺物体が存在すると判定した場合には、運転支援実行部１２を制御して運転支援を実行する（Ｓ２５）。運転支援制御部３４は、位相分布の変動度合が小さいほど運転支援を促進する。ここで、一般に、位相分布の変動度合が小さいほど位相分布のピーク値が大きくなる傾向が認められるので、局所音源が存在すると判定され易いほど運転支援が実行され易いことになる。
【００７１】
以上説明したように、本発明の第２実施形態によれば、閾値が位相分布の変動度合が小さいほど小さく設定されており、位相分布のピーク値が閾値以上である場合に、周辺物体が存在すると判定することで、周辺物体に対する検出感度を高めることができる。これにより、周辺物体の検出タイミングを早めることができる。
【００７２】
つぎに、図８から図１２を参照して、本発明の第３実施形態に係る運転支援装置及び方法について説明する。第３実施形態は、閾値が位相分布の変動度合が小さく、位相相関のピークに対応する特定の位相差が大きいほど小さく設定されており、位相分布のピーク値が閾値以上である場合に、周辺物体が存在すると判定する点において、第２実施形態と異なる。なお、以下では、第２実施形態と重複する説明を省略する。
【００７３】
図８は、第３実施形態に係る運転支援装置を示すブロック図である。図８に示すように、運転支援装置には、第２実施形態に係る運転支援装置のＥＣＵ２０に対応するＥＣＵ４０に音源方向算出部４３が追加されている。マイクアレイ１１、運転支援実行部１２、位相情報算出部４１、変動度合算出部４２及び運転支援制御部４５の機能については、第２実施形態に係る運転支援装置の対応する構成と同様であるので、説明を省略する。
【００７４】
音源方向算出部４３は、位相情報算出部４１により算出された位相情報に基づいて音源方向を算出する。音源方向算出部４３は、位相分布のピークに対応する位相差に基づいて音源方向を算出する。音源方向θは、図９に示すように式（２）、（３）を用いて、車両の正面方向を基準として算出される。式中、τ´が位相分布のピークに対応する位相差（遅延量）、ｆが音信号のサンプリング周波数、ｃが音速、Δｔがマイク１１ａ、１１ｂ間における音信号の到来時間差、ｄがマイク１１ａ、１１ｂ間における音信号の到来距離差、ｄmicがマイク１１ａ、１１ｂ間の離隔距離である。
Δｔ＝τ´／ｆ  …（２）
θ＝ｓｉｎ−１（ｃ・Δｔ／ｄmic）  …（３）
【００７５】
閾値設定部４４は、変動度合算出部４２により算出された変動度合、及び音源方向算出部４３により算出された音源方向に基づいて閾値を設定する。閾値設定部４４は、位相分布が安定しており、音源方向が車両に対して側方に偏っているほど閾値を小さく設定する。閾値設定部４４は、例えば、安定性指標が大きく、音源方向の絶対値が大きいほど閾値を小さく設定する。
【００７６】
図１０は、第３実施形態に係る運転支援方法を示すフローチャートである。運転支援装置は、図１０に示す処理を設定周期で繰り返し実行する。
【００７７】
図１０に示すように、位相情報算出部４１は、マイク１１ａ、１１ｂにより集音された外来からの音信号の位相情報を算出する（Ｓ３１）。位相情報算出部４１は、音信号間の位相差と同位相差における音信号間の位相相関との関係を示す位相分布、及び位相分布のピーク値を算出する。なお、ピーク値とは、ピーク値に近似する実質的なピーク値も含むものとする。
【００７８】
変動度合算出部４２は、位相情報算出部４１により算出された位相情報の時間的な変動度合を算出する（Ｓ３２）。変動度合算出部４２は、例えば、位相分布の時間的な変動度合を示す安定性指標を算出する。
【００７９】
音源方向算出部４３は、位相情報算出部４１により算出された位相情報に基づいて音源方向を算出する（Ｓ３３）。音源方向算出部４３は、位相分布のピークに対応する位相差に基づいて音源方向を算出する。
【００８０】
閾値設定部４４は、変動度合算出部４２により算出された変動度合が小さく、音源方向算出部４３により算出された音源方向が側方側に偏っているほど閾値を小さく設定する（Ｓ３４）。閾値設定部４４は、例えば、安定性指標が大きいほど、音源方向の絶対値が大きいほど閾値を小さく設定する。
【００８１】
運転支援制御部４５は、位相情報及び閾値に基づいて周辺物体の存在を判定する（Ｓ３５）。運転支援制御部４５は、位相分布の変動度合が小さいほど、局所音源が存在すると判定し易く、又は位相分布のピーク値が位相分布の変動度合を示す指標及び音源方向に基づいて設定される閾値以上である場合には、局所音源が存在すると判定する。
【００８２】
また、運転支援制御部４５は、特定の位相差の変動度合、つまり音源方向の変動度合が小さくなるほど、局所音源が存在すると判定し易い。運転支援制御部４５は、音源方向が、マイクアレイ１１の集音方向に相当する基準方向、つまり車両の正面方向から側方に偏るほど、局所音源が存在すると判定し易い。ここで、局所音源の検出感度を高めるために、マイクアレイ１１の指向特性を正面方向から外れる方向に設定してもよい。
【００８３】
そして、運転支援制御部４５は、周辺物体が存在すると判定した場合には、運転支援実行部１２を制御して運転支援を実行する（Ｓ３６）。運転支援制御部４５は、位相分布の変動度合が小さいほど運転支援を促進する。ここで、一般には、位相分布の変動度合が小さいほど位相分布のピーク値が大きくなる傾向が認められるので、局所音源が存在すると判定され易いほど運転支援が実行され易いことになる。
【００８４】
図１１は、第３実施形態に係る運転支援方法が適用される状況の一例を示す図である。図１１に示すように、交差点における実際の音響環境では、自車両Ｃ０が交差点手前に位置する場合、周辺雑音及び自車両Ｃ０の正面を交差する周辺車両Ｃ１の走行音が次のような特性を示すことが確認されている。なお、図１１では、自車両Ｃ０の正面を０°とし、左右側方をそれぞれ−９０°、９０°として音源方向θが設定されている。
【００８５】
周辺雑音は、その位相分布が安定しておらず、その音源方向θが自車両Ｃ０の前方の狭い範囲Ｒ内で左右に変化する。一方、接近中の周辺車両Ｃ１の走行音は、その位相分布が安定しており、例えば図中のθ１、θ２のように、その音源方向θが自車両Ｃ０の側方に偏っている。すなわち、位相分布が安定しており、音源方向θが自車両Ｃ０の側方に偏っている場合、音源が自車両Ｃ０に接近中の周辺車両Ｃ１である可能性が高いことになる。
【００８６】
上記特性を利用して、位相分布の変動度合が小さく、音源方向が側方側に偏っているほど閾値を小さく設定することで、周辺車両に対する検出感度が高められる。図１２には、閾値の設定において音源方向を考慮した場合と考慮しない場合とを対比して、周辺車両の検出タイミングを実験した結果が示されている。図１２に示すように、音源方向を考慮した場合、考慮しない場合と比べて、周辺車両の検出タイミングが２秒程度早まることが確認されている。
【００８７】
以上説明したように、本発明の第３実施形態によれば、閾値が位相分布の変動度合が小さく位相相関のピークに対応する特定の位相差が大きいほど小さく設定されており、位相分布のピーク値が閾値以上である場合に、周辺物体が存在すると判定することで、周辺物体に対する検出感度をさらに高めることができる。これにより、周辺物体の検出タイミングをさらに早めることができる。
【００８８】
つぎに、図１３から図１７を参照して、本発明の第４実施形態に係る運転支援装置及び方法について説明する。第４実施形態に係る運転支援装置及び方法は、２以上の集音部のうちの少なくとも２つにより集音された音信号間の位相相関のピークに対応する特定の位相差の時間的な変動度合、つまり音源方向の時間的な変動度合に基づいて車両の運転支援を行うものである。運転支援では、音源方向の変動度合に基づいて周辺物体の接近又は離脱が判定される。
【００８９】
図１３は、第４実施形態に係る運転支援装置を示すブロック図である。図１３に示すように、運転支援装置は、車両に搭載されており、車両の運転支援を行う電子制御ユニット５０（以下、ＥＣＵ５０と略記する。）を中心として構成されている。
【００９０】
ＥＣＵ５０には、マイクアレイ１１が接続されている。マイクアレイ１１は、互いに離隔して配置された２以上の集音部を構成する。マイクアレイ１１は、例えば、車両前面の左右それぞれに１以上配置されたマイク１１ａ、１１ｂにより構成される。
【００９１】
ＥＣＵ５０には、マイク１１ａ、１１ｂにより集音された外来からの音信号が入力される。音信号は、例えば、マイクアンプ、帯域通過フィルタ、Ａ／Ｄコンバータなどにより処理されて入力される。なお、以下では、マイク１１ａにより集音されて処理された第１音信号と、マイク１１ｂにより集音されて処理された第２音信号とが入力される場合を想定して説明する。
【００９２】
ＥＣＵ４０には、運転支援実行部１２が接続されている。運転支援実行部１２は、ヒューマン−マシンインタフェース（以下、ＨＭＩと略記する。）及びアクチュエータを備えている。
【００９３】
ＨＭＩとしては、例えば、モニタ、スピーカ、バイブレータなどが用いられる。ＨＭＩは、視覚情報、聴覚情報、触覚情報を用いて、車両の運転者に対する報知支援を行うために用いられる。アクチュエータとしては、ブレーキアクチュエータ、ステアリングアクチュエータ、シートベルトアクチュエータなどが用いられる。アクチュエータは、ブレーキ装置、ステアリング装置、シートベルト装置を制御して、周辺物体との衝突を回避する運転支援、車両挙動を安定化させる運転支援を行うために用いられる。
【００９４】
ここで、報知支援とは、運転者に対して注意喚起を行うこと、運転者に対して所定の運転操作の実施を促すことを含む。衝突回避とは、制動介入による衝突回避、操舵介入による衝突回避を含む。制動介入とは、例えば、自動制動、制動力の支援を含み、操舵介入とは、自動操舵、操舵の支援を含む。
【００９５】
ＥＣＵ５０は、位相情報算出部５１、音源方向算出部５２、運転支援制御部５３を備えている。ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを主体として構成され、ＣＰＵによるプログラムの実行を通じて、位相情報算出部５１、音源方向算出部５２、運転支援制御部５３の機能を実現する。なお、位相情報算出部５１、音源方向算出部５２、運転支援制御部５３の機能は、２以上のＥＣＵにより実現されてもよい。
【００９６】
位相情報算出部５１は、マイク１１ａ、１１ｂにより集音された外来からの音信号の位相情報を算出する。位相情報算出部５１は、２以上の集音部のうちの少なくとも２つにより集音された音信号間の位相相関のピークに対応する特定の位相差を算出する。特定の位相差は、例えば、一方の集音部により第１音信号を集音するとともに他方の集音部により第２音信号を集音し、第２音信号を複数通りの遅延量で遅延させ、第１音信号と各遅延量で遅延された第２音信号との間の位相相関を示す位相分布を求めることで算出される。
【００９７】
複数通りの遅延量は、例えば遅延量τ＝τmin、…、−２、−１、０、１、２、…、τmax（タップ）として設定される。位相相関は、例えば、目的音を白色化させて位相成分だけで相互相関関数を算出するために一般相互相関係数（ＧＣＣ−ＰＨＡＴ）として求められる。
【００９８】
音源方向算出部５２は、位相情報算出部５１により算出された位相情報に基づいて音源方向を算出するとともに、音源方向の変動度合を算出する。音源方向の変動度合とは、音源方向の時間的な変動度合とともに、音源方向の時間的な分散をも意味する。音源方向算出部５２は、位相相関のピークに対応する位相差に基づいて音源方向を算出する。すなわち、音源方向は、２以上の集音部のうちの少なくとも２つにより集音された音信号間の位相相関のピークに対応する特定の位相差に相当する。
【００９９】
音源方向θは、図１４に示すように式（４）、（５）を用いて算出される。式中、τ´が位相相関のピークに対応する位相差（遅延量）、ｆが音信号のサンプリング周波数、ｃが音速、Δｔがマイク１１ａ、１１ｂ間における音信号の到来時間差、ｄがマイク１１ａ、１１ｂ間における音信号の到来距離差、ｄmicがマイク１１ａ、１１ｂ間の離隔距離である。
Δｔ＝τ´／ｆ  …（４）
θ＝ｓｉｎ−１（ｃ・Δｔ／ｄmic）  …（５）
【０１００】
運転支援制御部５３は、音源方向算出部５２により算出された音源方向の変動度合に基づいて運転支援を制御する。運転支援制御部５３は、２以上の集音部のうちの少なくとも２つにより集音された音信号の位相情報の時間的な変動度合に基づいて周辺物体を検出する周辺物体検出部としても機能する。運転支援制御部５３は、特に、車両に対して接近中又は離脱中の周辺物体を検出する。
【０１０１】
運転支援制御部５３は、音源方向の変動度合に基づいて周辺物体の接近又は離脱を判定する。運転支援制御部５３は、例えば、音源方向の変動度合が閾値未満である場合に、周辺物体が接近又は離脱していると判定する。一方、運転支援制御部５３は、例えば、音源方向の変動度合が閾値以上である場合に、周辺物体が接近又は離脱していると判定しない。
【０１０２】
また、運転支援制御部５３は、音源方向算出部５２により算出された音源方向の全体的な変動傾向に基づいて、周辺物体の接近又は離脱を判定してもよい。また、運転支援制御部５３は、マイク１１ａ、１１ｂにより集音された音信号間の相関度合、例えばパワースペクトル又は音圧の時系列情報の相関に基づいて、周辺物体の接近又は離脱を判定してもよい。
【０１０３】
運転支援制御部５３は、例えば、周辺物体が接近していると判定した場合には、運転支援実行部１２を制御して運転支援を実行する一方、判定しなかった場合には運転支援を実行しない。なお、運転支援制御部５３は、局所音源となる周辺物体の接近又は離脱を判定せずに、音源方向の変動度合に基づいて直接的に運転支援を制御してもよい。
【０１０４】
図１５は、第４実施形態に係る運転支援方法を示すフローチャートである。運転支援装置は、図１５に示す処理を設定周期で繰り返し実行する。
【０１０５】
図１５に示すように、位相情報算出部５１は、マイク１１ａ、１１ｂにより集音された外来からの音信号の位相情報を算出する（Ｓ４１）。位相情報算出部５１は、マイク１１ａ、１１ｂにより集音された音信号間の位相相関のピークに対応する特定の位相差を算出する。
【０１０６】
音源方向算出部５２は、位相情報算出部５１により算出された位相情報に基づいて音源方向を算出するとともに、音源方向の変動度合を算出する（Ｓ４２）。音源方向算出部５２は、音源方向の時間変化、音源方向の分散などを求める。
【０１０７】
運転支援制御部５３は、音源方向の変動度合に基づいて周辺物体の接近又は離脱を判定する（Ｓ４３）。運転支援制御部５３は、例えば、音源方向の変動度合が閾値未満である場合に、周辺物体が接近又は離脱していると判定する。運転支援制御部５３は、特定の位相差の変動度合、つまり音源方向の変動度合が小さくなるほど、又は音源方向の変動度合が時間とともに小さくなる場合に、局所音源が接近していると判定し易い。
【０１０８】
そして、運転支援制御部５３は、例えば、周辺物体が接近していると判定した場合には、運転支援実行部１２を制御して運転支援を実行する（Ｓ４４）。運転支援制御部５３は、特定の位相差の変動度合、つまり音源方向の変動度合が小さいほど運転支援を促進する。ここで、運転支援は、例えば、周辺物体を検出する際の検出範囲を広げたり、検出精度を上げたりすること、検出閾値を下げて支援の実行条件を緩和すること、支援の開始タイミングを早めること、支援内容のレベルを引き上げることなどにより促進される。
【０１０９】
図１６は、第４実施形態に係る運転支援方法が適用される状況の一例を示す図である。図１６に示すように、交差点などの見通しが悪い道路において自車両Ｃ０の運転者が周辺車両Ｃ１を視認できない場合、音信号間の相関に基づいて周辺車両Ｃ１の接近又は離脱を判定して運転支援が行われる。このような状況では、音信号間に現れる有意な相関に基づいて周辺車両Ｃ１の接近又は離脱を精度良く判定できそうである。しかし、実際の音響環境では、例えば周辺車両Ｃ１の走行音が周辺雑音に紛れてしまうなどして、音信号間に有意な相関が現れず、周辺車両Ｃ１の接近又は離脱を精度良く判定できない場合がある。
【０１１０】
図１７は、図１６に関連して音源方向及び分散の時間変化の一例を示す模式図である。なお、音源方向は、自車両の正面を０°とし、左側方を−９０°、右側方を９０°として設定されている。
【０１１１】
図１７に示すように、音源方向θは、接近車両Ｃ１が自車両Ｃ０の右側方から正面に接近するにつれて９０°から０°へ、正面から左側方に離脱するにつれて０°から−９０°へと全体的に大きく変動している。音源方向θの全体的な変動傾向（トレンド線ＴＬの接線の傾きの絶対値）は、接近車両Ｃ１が自車両Ｃ０の正面に接近するにつれて大きくなり、正面から離脱するにつれて小さくなっている。
【０１１２】
これに対して、音源方向θの変動度合、つまり小刻みに上下変動する短周期成分の変動度合は、接近車両Ｃ１が自車両Ｃ０の正面に近づくほど小さくなり、正面から離れるほど大きくなっている。また、音源方向θの分散Ｖも、接近車両Ｃ１が自車両Ｃ０の正面に近づくほど小さくなり、正面から離れるほど大きくなっている。これは、周辺雑音が存在する音響環境においては、周辺車両Ｃ１など特定の音源の存在によって、音源方向が一定に定まるためである。
【０１１３】
前述した音源方向の変動特性を利用して、音源方向の変動度合が閾値より小さい場合に、周辺車両の接近又は離脱を判定し、判定結果に基づいて運転支援を行うことができる。なお、周辺車両の接近又は離脱は、音源方向の全体的な変動傾向を考慮して判定されてもよい。
【０１１４】
ここで、前述した音源方向の変動特性は、音信号の音圧の大小により大きな影響を受けない。このため、前述した音源方向の変動特性は、マイクアレイ１１により音圧の変化を適切に検出できない場合でも有効に利用することができる。
【０１１５】
すなわち、周辺音の音圧が大きすぎるなどの理由により、マイクアレイ１１により音圧の変化を殆ど検出できないような状況でも、音源方向の変動特性を利用して周辺車両が接近中であるか離脱中であるかを判定することができる。そして、同特性を利用しても周辺車両の接近又は離脱を判定できない場合には、例えば、周辺雑音が大きすぎて接近車両の接近又は離脱を判定できない旨を報知することで、車両の運転者に対する注意喚起を行ってもよい。
【０１１６】
以上説明したように、本発明の第４実施形態によれば、音信号間の相関度合が顕著でない状況でも、音信号間の位相相関のピークに対応する特定の位相差の時間的な変動度合、つまり音源方向の時間的な変動度合に基づいて運転支援を行うことができる。また、音源方向の変動度合に基づいて周辺物体の接近又は離脱を判定することができる。
【０１１７】
なお、上記説明では、周辺物体の接近又は離脱を音源方向の変動度合に基づいて判定する場合について説明したが、これに代えて又はこれに加えて、周波数の変動度合に基づいて判定してもよい。
【０１１８】
つぎに、図１８から図２２を参照して、本発明の第５実施形態に係る運転支援装置及び方法について説明する。第５実施形態に係る運転支援装置及び方法は、２以上の集音部のうちの少なくとも２つにより集音された音信号間の位相相関のピークに対応する特定の位相差の時間的な変動度合、つまり音源方向の時間的な変動度合と、音信号間の相関度合とに基づいて車両の運転支援を行うものである。運転支援では、音源方向の変動度合及び音信号間の相関に基づいて周辺物体の接近又は離脱が判定される。
【０１１９】
図１８は、第５実施形態に係る運転支援装置を示すブロック図である。図１８に示すように、運転支援装置は、車両に搭載されており、車両の運転支援を行う電子制御ユニット６０（以下、ＥＣＵ６０と略記する。）を中心として構成されている。
【０１２０】
ＥＣＵ６０には、マイクアレイ１１Ｌ、１１Ｒが接続されている。マイクアレイ１１Ｌ、１１Ｒは、互いに離隔して配置された２以上の集音部をそれぞれに構成する。左チャンネルのマイクアレイ１１Ｌは、車両の前面左側に互いに離隔して配置されたマイク１１ａ、１１ｂにより構成される。同様に、右チャンネルのマイクアレイ１１Ｒは、車両の前面右側に互いに離隔して配置されたマイク１１ａ、１１ｂにより構成される。
【０１２１】
ＥＣＵ６０には、マイク１１ａ、１１ｂにより集音された外来からの音信号が入力される。左右チャンネルそれぞれの音信号は、例えば、マイクアンプ、帯域通過フィルタ、Ａ／Ｄコンバータなどにより処理されて入力される。なお、以下では、マイクアレイ１１Ｌ、１１Ｒがマイク１１ａ、１１ｂによりそれぞれ構成されており、マイク１１ａにより集音されて処理された第１音信号と、マイク１１ｂにより集音されて処理された第２音信号とが入力される場合を想定して説明する。
【０１２２】
ＥＣＵ６０には、運転支援実行部１２が接続されている。運転支援実行部１２は、ヒューマン−マシンインタフェース（以下、ＨＭＩと略記する。）及びアクチュエータを備えている。
【０１２３】
ＨＭＩとしては、例えば、モニタ、スピーカ、バイブレータなどが用いられる。ＨＭＩは、視覚情報、聴覚情報、触覚情報を用いて、車両の運転者に対する報知支援を行うために用いられる。アクチュエータとしては、ブレーキアクチュエータ、ステアリングアクチュエータ、シートベルトアクチュエータなどが用いられる。アクチュエータは、ブレーキ装置、ステアリング装置、シートベルト装置を制御して、周辺物体との衝突を回避する運転支援、車両挙動を安定化させる運転支援を行うために用いられる。
【０１２４】
ここで、報知支援とは、運転者に対して注意喚起を行うこと、運転者に対して所定の運転操作の実施を促すことを含む。衝突回避とは、制動介入による衝突回避、操舵介入による衝突回避を含む。制動介入とは、例えば、自動制動、制動力の支援を含み、操舵介入とは、自動操舵、操舵の支援を含む。
【０１２５】
ＥＣＵ６０は、位相情報算出部６１、音源方向算出部６２、相関情報算出部６３、運転支援制御部６４を備えている。位相情報算出部６１、音源方向算出部６２及び相関情報算出部６３は、左右チャンネルに対応するように、位相情報算出部６１Ｌ、６１Ｒ、音源方向算出部６２Ｌ、６２Ｒ、及び相関情報算出部６３Ｌ、６３Ｒとして２組ずつ設けられている。
【０１２６】
ＥＣＵ６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを主体として構成され、ＣＰＵによるプログラムの実行を通じて、位相情報算出部６１、音源方向算出部６２、相関情報算出部６３、運転支援制御部６４の機能を実現する。なお、位相情報算出部６１、音源方向算出部６２、相関情報算出部６３、運転支援制御部６４の機能は、２以上のＥＣＵにより実現されてもよい。
【０１２７】
位相情報算出部６１は、マイクアレイ１１Ｌ、１１Ｒをそれぞれ構成するマイク１１ａ、１１ｂにより集音された外来からの音信号の位相情報を算出する。位相情報算出部６１は、２以上の集音部のうちの少なくとも２つにより集音された音信号間の位相相関のピークに対応する特定の位相差を算出する。特定の位相差は、例えば、一方の集音部により第１音信号を集音するとともに他方の集音部により第２音信号を集音し、第２音信号を複数通りの遅延量で遅延させ、第１音信号と各遅延量で遅延された第２音信号との間の位相相関を示す位相分布を求めることで算出される。
【０１２８】
複数通りの遅延量は、例えば遅延量τ＝τmin、…、−２、−１、０、１、２、…、τmax（タップ）として設定される。位相相関は、例えば、目的音を白色化させて位相成分だけで相互相関関数を算出するために一般相互相関係数（ＧＣＣ−ＰＨＡＴ）として求められる。
【０１２９】
音源方向算出部６２は、位相情報算出部６１により算出された位相情報に基づいて音源方向を算出するとともに、音源方向の時間的な変動度合を算出する。音源方向算出部６２は、位相相関のピークに対応する位相差に基づいて音源方向を算出する。すなわち、音源方向は、２以上の集音部のうちの少なくとも２つにより集音された音信号間の位相相関のピークに対応する特定の位相差に相当する。
【０１３０】
音源方向θは、図１９に示すように式（６）、（７）を用いて算出される。式中、τ´が位相相関のピークに対応する位相差（遅延量）、ｆが音信号のサンプリング周波数、ｃが音速、Δｔがマイク１１ａ、１１ｂ間における音信号の到来時間差、ｄがマイク１１ａ、１１ｂ間における音信号の到来距離差、ｄmicがマイク１１ａ、１１ｂ間の離隔距離である。
Δｔ＝τ´／ｆ  …（６）
θ＝ｓｉｎ−１（ｃ・Δｔ／ｄmic）  …（７）
【０１３１】
相関情報算出部６３は、マイクアレイ１１Ｌ、１１Ｒをそれぞれ構成するマイク１１ａ、１１ｂにより集音された外来からの音信号の相関情報を算出する。相関情報算出部６３は、第１音信号と第２音信号の相関度合、例えばパワースペクトル又は音圧の時系列情報の相関度合を示す相関値を算出する。
【０１３２】
運転支援制御部６４は、音源方向算出部６２により算出された音源方向、及び相関情報算出部６３により算出された相関情報に基づいて運転支援を制御する。運転支援制御部６４は、２以上の集音部のうちの少なくとも２つにより集音された音信号の位相情報の時間的な変動度合に基づいて周辺物体を検出する周辺物体検出部としても機能する。運転支援制御部６４は、特に、車両に対して接近中又は離脱中の周辺物体を検出する。
【０１３３】
運転支援制御部６４は、音源方向及び相関情報の変動度合に基づいて周辺物体の接近又は離脱を判定する。運転支援制御部６４は、例えば、周辺物体が接近していると判定した場合には、運転支援実行部１２を制御して運転支援を実行する一方、判定しなかった場合には運転支援を実行しない。なお、運転支援制御部６４は、局所音源となる周辺物体の接近又は離脱を判定せずに、音源方向及び相関情報の変動度合に基づいて直接的に運転支援を制御してもよい。
【０１３４】
図２０は、第５実施形態に係る運転支援方法を示すフローチャートである。運転支援装置は、図２０に示す処理を設定周期で繰り返し実行する。
【０１３５】
図２０に示すように、位相情報算出部５１は、左右チャンネルのそれぞれについて、マイク１１ａ、１１ｂにより集音された外来からの音信号の位相情報を算出する（Ｓ５１）。位相情報算出部６１は、マイク１１ａ、１１ｂにより集音された音信号間の位相相関のピークに対応する特定の位相差をチャンネル毎に算出する。
【０１３６】
音源方向算出部６２は、位相情報算出部６１により算出された位相情報に基づいて音源方向をチャンネル毎に算出するとともに、音源方向の変動度合をチャンネル毎に算出する（Ｓ５２）。
【０１３７】
相関情報算出部６３は、左右チャンネルのそれぞれについて、マイク１１ａ、１１ｂにより集音された外来からの音信号の相関情報を算出する（Ｓ５３）。相関情報算出部６３は、第１音信号と第２音信号の相関度合を示す相関値をチャンネル毎に算出する。
【０１３８】
運転支援制御部６４は、音源方向及び相関情報の変動度合に基づいて周辺物体の接近又は離脱を判定する（Ｓ５４）。運転支援制御部６４は、音源方向算出部６２により算出された音源方向、及び相関情報算出部６３により算出された相関情報に基づいて周辺物体の接近又は離脱を判定する。運転支援制御部６４は、音源方向及び相関値の変動傾向に基づいて周辺物体の接近又は離脱を判定する。
【０１３９】
運転支援制御部６４は、一方のチャンネルの音源方向の変動傾向に基づいて接近条件が成立しているか否かを判定する。接近条件は、音源方向の絶対値が第１閾値未満となり、第１閾値未満となってから所定時間内に第１閾値よりも小さな第２閾値未満となることで成立する。
【０１４０】
接近条件が成立すると、運転支援制御部６４は、他方のチャンネルの音源方向及び相関値の変動傾向に基づいて離脱条件が成立しているか否かを判定する。離脱条件は、音源方向の傾きの絶対値が第３閾値未満となり、第３閾値未満となった後に第４閾値以上となるとともに音源方向の絶対値が第５閾値以上となり、その後に、相関値の傾きが第６閾値以上となることで成立する。
【０１４１】
すなわち、運転支援制御部６４は、特定の位相差の変動度合、つまり音源方向の変動度合が大きくなるほど、又は特定の位相差の変動度合が時間とともに大きくなる場合に、局所音源が離脱していると判定し易い。
【０１４２】
そして、運転支援制御部６４は、周辺物体が接近していると判定した場合には、運転支援実行部１２を制御して運転支援を実行する（Ｓ５５）。運転支援制御部６４は、特定の位相差の変動度合、つまり音源方向の変動度合が小さいほど運転支援を促進する。ここで、運転支援は、例えば、周辺物体を検出する際の検出範囲を広げたり、検出精度を上げたりすること、検出閾値を下げて支援の実行条件を緩和すること、支援の開始タイミングを早めること、支援内容のレベルを引き上げることなどにより促進される。
【０１４３】
図２１は、第５実施形態に係る運転支援方法が適用される状況の一例を示す図である。図２１に示すように、交差点などの見通しが悪い道路において自車両Ｃ０の運転者が周辺車両Ｃ１を視認できない場合、音信号間の相関に基づいて周辺車両Ｃ１の接近又は離脱を判定して運転支援が行われる。このような状況では、音信号間に現れる有意な相関に基づいて周辺車両Ｃ１の接近又は離脱を精度良く判定できそうである。しかし、実際の音響環境では、例えば周辺車両Ｃ１の走行音が周辺雑音に紛れてしまうなどして、音信号間に有意な相関が現れず、周辺車両Ｃ１の接近又は離脱を精度良く判定できない場合がある。
【０１４４】
図２２は、図２１に関連して音源方向及び相関値の変動傾向を示す図である。図２２には、左右チャンネル毎に算出された音源方向θＬ、θＲの絶対値の変動傾向とともに、左チャンネルについて算出された相関値ＣＬの変動傾向が示されている。
【０１４５】
図２２に示すように、周辺車両Ｃ１が自車両Ｃ０の右方向から接近する場合、左チャンネルのマイクアレイ１１Ｌよりも先に右チャンネルのマイクアレイ１１Ｒにより走行音が集音される。右チャンネルの音源方向θＲの絶対値が時点ｔ１では第１閾値（例えば３０〜４０°程度）未満となり、時点ｔ２では第２閾値未満（例えば０°程度）となっている。これは、周辺車両Ｃ１が自車両Ｃ０の正面付近に接近していることを表している。
【０１４６】
周辺車両Ｃ１が自車両Ｃ０の正面付近に接近した後、左チャンネルの音源方向θＬの傾きの絶対値が時点ｔ３では第３閾値未満（０程度）となり、音源方向θＬの変動傾向が変曲点に達している。これは、周辺車両Ｃ１が自車両Ｃ０の正面付近から離脱し始めることを表している。次に、音源方向θＬの傾きの絶対値が時点ｔ４では第４閾値未満（０程度）となり、音源方向θＬの変動傾向が変曲点に達するとともに、音源方向θＬの絶対値が第５閾値（例えば６０°程度）以上となっている。これは、周辺車両Ｃ１が自車両Ｃ０からある程度離脱していることを表している。さらに、左チャンネルの相関値ＣＬの傾きが第６閾値以上（０程度）となり、相関値ＣＬの変動が変曲点に達している。これは、周辺車両Ｃ１が自車両Ｃ０から十分に離脱して離脱が完了していることを表している。
【０１４７】
このように、音源方向及び相関度合の変動傾向に基づいて周辺車両の接近又は離脱を判定することで、周辺車両の接近又は離脱に応じて自車両の運転支援を行うことができる。また、周辺車両が離脱し始めるタイミングを判定することで、当該周辺車両を対象とする運転支援を終了し、他の周辺車両を対象とする運転支援を早いタイミングで開始することができる。また、周辺車両が遠い場合には音源方向の算出精度が低下するが、相関度合の変動傾向を考慮しているので、周辺車両の離脱完了を精度良く判定することができる。
【０１４８】
以上説明したように、本発明の第５実施形態によれば、音信号間の相関度合が顕著でない状況でも、音信号間の位相相関のピークに対応する特定の位相差、つまり音源方向の時間的な変動度合と、音信号間の相関とに基づいて運転支援を行うことができる。また、音源方向の変動度合及び音信号間の相関に基づいて周辺物体の接近又は離脱を判定することができる。
【０１４９】
つぎに、本発明の第６の実施形態に係る報知装置及び方法について説明する。第６実施形態は、音信号の位相情報の時間的な変動度合に基づいて車両の外部に対する報知を制御する点において、他の実施形態と異なる。報知装置は、車両に搭載されており、音信号の位相情報の時間的な変動度合に基づいて車両の走行状態などを他車両に報知する。報知には、例えば、クラクションの作動、ライトの点滅、車々間通信などが用いられる。報知動作は、例えば、安定性指標、位相分布のピーク値、音源方向の変動度合に基づいて実行される。
【０１５０】
以上説明したように、本発明の第６実施形態によれば、音信号間の相関度合が顕著でない状況でも、音信号の位相情報の時間的な変動度合に基づいて車両の外部に対する報知を制御することができる。
【０１５１】
なお、前述した実施形態は、本発明に係る音検知装置及び方法、運転支援装置及び方法、並びに報知装置及び方法の最良な実施形態を説明したものであり、本発明に係る音検知装置及び方法、運転支援装置及び方法、並びに報知装置及び方法は、本実施形態に記載したものに限定されるものではない。本発明に係る音検知装置及び方法、運転支援装置及び方法、並びに報知装置及び方法は、各請求項に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲で本実施形態に係る音検知装置及び方法、運転支援装置及び方法、並びに報知装置及び方法を変形し、または他のものに適用したものであってもよい。
【０１５２】
例えば、上記第１から第４実施形態では、マイクアレイ１１が２つのマイク１１ａ、１１ｂにより構成されており、マイクアレイ１１を構成する全てのマイクの音信号情報を用いる場合について説明した。しかし、マイクアレイが３以上のマイクにより構成される場合には、マイクアレイを構成するマイクのうちの少なくとも２つのマイクの音信号情報を用いればよい。上記第５実施形態でも同様に、マイクアレイ１１Ｌ、１１Ｒのそれぞれが３以上のマイクにより構成される場合には、マイクアレイ１１Ｌ、１１Ｒをそれぞれに構成するマイクのうちの少なくとも２つのマイクの音信号情報を用いればよい。
【符号の説明】
【０１５３】
１１、１１Ｌ、１１Ｒ…マイクアレイ、１２…運転支援実行部、２０、３０、４０、５０、６０…電子制御ユニット（ＥＣＵ）、２１、３１、４１、５１、６１、６１Ｌ、６１Ｒ…位相情報算出部、２２、３２、４２…変動度合算出部、２３、３４、４５、５３、６４…運転支援制御部、３３、４４…閾値設定部、４３、５２、６２、６２Ｌ、６２Ｒ…音源方向算出部、６３、６３Ｌ、６３Ｒ…相関情報算出部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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