(57)【要約】【課題】超音波を出力する超音波出力装置において、音が聞こえやすい範囲を変更できるようにする技術を提供する。【解決手段】警報システムは、複数のパラメトリックスピーカと、制御部とを備える。複数のパラメトリックスピーカは、車両において水平方向に並べて配置され、同位相の超音波にて生成された可聴音をそれぞれ予め設定された領域を表す音場領域内に送信するように構成される。制御部は、Ｓ１６０で、外部指令に応じて複数の音場領域が重複する領域を表す重複領域の範囲を変更するように構成される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両において水平方向に並べて配置され、同位相の超音波にて生成された可聴音をそれぞれ予め設定された領域を表す音場領域（６１）内に送信するように構成された複数の超音波出力部（Ｌ３６，Ｒ３７）と、
外部指令に応じて複数の音場領域が重複する領域を表す重複領域（６２）の範囲を変更するように構成された重複範囲変更部（Ｓ１６０）と、
を備えた超音波出力装置（１）。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波出力装置であって、
前記車両の周囲に位置するターゲットの位置を取得する位置取得部（Ｓ１３０）と、
前記ターゲットの位置が重複領域に含まれるように前記重複領域の範囲を変更するための変更指令を生成する指令生成部（Ｓ１５０）と、
をさらに備え、
前記重複範囲変更部は、前記変更指令を前記外部指令として前記重複領域の範囲を変更する
ように構成された超音波出力装置。
【請求項３】
請求項２に記載の超音波出力装置であって、
前記重複範囲変更部は、前記複数の超音波出力部のうちの少なくとも１つが超音波を出力する方向と前記外部指令にて指定された方向とが一致するように、前記超音波出力部が超音波を出力する方向を変位させる
ように構成された超音波出力装置。
【請求項４】
請求項３に記載の超音波出力装置であって、
前記指令生成部は、前記ターゲットの位置が近くなるにつれて、前記音場領域の中心軸同士を前記車両の前方でより接近させるような変更指令を生成する
ように構成された超音波出力装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の超音波出力装置であって、
前記車両の車速を取得するように構成された車速取得部（Ｓ１３０）
をさらに備え、
前記指令生成部は、前記車速が遅くなるにつれて、前記音場領域の中心軸同士を前記車両の前方でより接近させるような変更指令を生成する
ように構成された超音波出力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、超音波で可聴音を生成する超音波出力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１には、自動車において超音波で生成した可聴音を出力するパラメトリックスピーカを採用した技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１６２０７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術では、例えば、歩行者に警報音を送信する構成が考えられるが、この場合、警報音は歩行者以外には騒音となるため、歩行者がいる範囲内だけに警報音が聞こえることが好ましい。
【０００５】
そこで、本開示では、超音波を出力する超音波出力装置において、音が聞こえやすい範囲を変更できるようにする技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の超音波出力装置は、複数の超音波出力部（Ｌ３６，Ｒ３７）と、重複範囲変更部（Ｓ１６０）と、を備える。
複数の超音波出力部は、車両において水平方向に並べて配置され、同位相の超音波にて生成された可聴音をそれぞれ予め設定された領域を表す音場領域（６１）内に送信するように構成される。重複範囲変更部は、外部指令に応じて複数の音場領域が重複する領域を表す重複領域（６２）の範囲を変更するように構成される。
【０００７】
このような超音波出力装置によれば、複数の超音波出力部による音場領域が重複する重複領域を外部指令に応じて広げたり狭めたりすることができる。重複領域は、超音波が重ね合せられて可聴音が大きくなり音が聞こえやすい範囲である。よって、車両から送信される可聴音が聞こえやすい範囲を任意に設定することができる。
【０００８】
なお、この欄および特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。また、請求項３の記載は、請求項４以下の記載を考慮しない場合、請求項２を引用しない請求項１の従属項とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】警報システムの構成を示すブロック図である。
【図２】パラメトリックスピーカの配置例を示す説明図である。
【図３】警報処理のフローチャートである。
【図４】パラメトリックスピーカから音を平行に放射する例を示す平面図である。
【図５】音を平行に放射した場合の音場領域と重複領域とを示す平面図である。
【図６】パラメトリックスピーカから音を平行よりも広げて放射する例を示す平面図である。
【図７】音を平行よりも広げて放射した場合の音場領域と重複領域とを示す平面図である。
【図８】パラメトリックスピーカから音を平行よりも狭めて放射する例を示す平面図である。
【図９】音を平行よりも狭めて放射した場合の音場領域と重複領域とを示す平面図である。
【図１０】パラメトリックスピーカから音を左側に向けて狭めて放射する例を示す平面図である。
【図１１】音を左側に向けて狭めて放射した場合の音場領域と重複領域とを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。
［１．実施形態］
［１−１．構成］
警報システム１は、例えば乗用車等の車両に搭載され、超音波を用いて可聴音を生成し、この可聴音を歩行者等のターゲットに向けて送信することによって警報を行うシステムである。警報システム１が搭載された車両を自車両ともいう。
【００１１】
警報システム１は、図１に示すように、制御部１０と、複数のパラメトリックスピーカＬ３６，Ｒ３７と、を備える。また、警報システム１は、フロントレーダ２１、フロントカメラ２２、車速センサ２３、ヨーレートセンサ２４、ステアリング舵角センサ２５、アクセル開度センサ２６、アクチュエータＬ３１，Ｒ３２等を備えてもよい。
【００１２】
パラメトリックスピーカＬ３６，Ｒ３７は、図２に示すように、自車両のフロントグリル５１内において水平方向に並べて配置される。フロントグリル５１は、多くの隙間が設けられており、この隙間は、ボンネット内部の機器を冷却する風を導入するための通気口として機能する。
【００１３】
フロントグリル５１内には、１組のホーン４１，４２が配置され、ホーン４１，４２はフロントグリル５１の隙間からクラクション音を放射する。左側のパラメトリックスピーカＬ３６は、１組のホーンのうちの左ホーン４１の自車両前方側に配置され、右側のパラメトリックスピーカＲ３７は、右ホーン４２の自車両前方側に配置される。つまり、パラメトリックスピーカＬ３６，Ｒ３７は、ホーン４１，４２と同様に、フロントグリル５１の隙間から超音波を放射可能に配置される。
【００１４】
パラメトリックスピーカＬ３６，Ｒ３７は、同位相の超音波にて生成された可聴音をそれぞれ予め設定された領域を表す音場領域内に送信するように構成される。可聴音は、超音波を振幅変調等の変調をすることによって可聴帯域の音とされる音を表す。
【００１５】
フロントレーダ２１は、周知のレーダとして構成される。フロントレーダ２１は、自車両の前方に向けて電磁波を照射し、その反射波を受信することによって電磁波を反射した物体を表すターゲットまでの距離および方向を測距点として検出する。
【００１６】
フロントカメラ２２は、周知のカメラとして構成される。フロントカメラ２２は、自車両の前方を撮像し、撮像画像を制御部１０に送る。
車速センサ２３は、自車両の走行速度を検知する周知の車速センサである。
【００１７】
ヨーレートセンサ２４は、自車両の旋回角速度を検知する周知のヨーレートセンサである。
ステアリング舵角センサ２５は、自車両の舵角を検知する周知の舵角センサである。
【００１８】
アクセル開度センサ２６は、アクセルペダルの踏まれ具合を検知する周知のアクセル開度センサである。
アクチュエータＬ３１，Ｒ３２は、パラメトリックスピーカＬ３６，Ｒ３７のそれぞれに対して１つずつ配置され、パラメトリックスピーカＬ３６，Ｒ３７の音軸の角度を変更するためのモータ等のアクチュエータである。ここで、音軸とは、パラメトリックスピーカＬ３６，Ｒ３７から出力される音波の中心軸を示し、例えば、パラメトリックスピーカＬ３６，Ｒ３７がある面から超音波を放射する平面スピーカとして構成されている場合には、超音波を放射する面に対して直交する方向と一致する。
【００１９】
また、パラメトリックスピーカＬ３６，Ｒ３７の音軸の角度を変更するための機構は、ヘッドライトの向きを変更する機構であるスイブル機構やレべリング機構等の周知の機構をそのまま採用することができる。
【００２０】
制御部１０は、ＣＰＵ１１と、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ（以下、メモリ１２）と、を有する周知のマイクロコンピュータを中心に構成される。制御部１０の各種機能は、ＣＰＵ１１が非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、メモリ１２が、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。
【００２１】
また、このプログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実行される。なお、非遷移的実体的記録媒体とは、記録媒体のうちの電磁波を除く意味である。また、制御部１０を構成するマイクロコンピュータの数は１つでも複数でもよい。
【００２２】
制御部１０は、ＣＰＵ１１がプログラムを実行することで実現される機能の構成として、図１に示すように、ターゲット検出部１６と、音軸演算部１７と、音軸制御部１８と、を備える。制御部１０を構成するこれらの要素を実現する手法はソフトウェアに限るものではなく、その一部または全部の要素について、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現してもよい。例えば、上記機能がハードウェアである電子回路によって実現される場合、その電子回路は多数の論理回路を含むデジタル回路、またはアナログ回路、あるいはこれらの組合せによって実現してもよい。なお、ターゲット検出部１６、音軸演算部１７、音軸制御部１８については後述する。
【００２３】
［１−２．処理］
次に、制御部１０が実行する警報処理について、図３のフローチャートを用いて説明する。まず、Ｓ１１０で、制御部１０は、ターゲット検知およびターゲットの種別を認識する処理を実施する。
【００２４】
この処理では、ターゲット検出部１６としての機能を用いて、フロントレーダ２１にて得られる多数の測距点の組み合わせによってターゲットの存在を認識するとともに、フロントカメラ２２にて得られる撮像画像を画像処理することによってターゲットの存在を認識する。この際、ターゲットの存在を認識するだけでなく、ターゲットの位置とターゲットの種別とを認識する。
【００２５】
ターゲットの位置は、測距点に含まれる距離と方向とによって得られる。また、ターゲットの種別を認識するには、周知のパターンマッチング等の処理を利用し、ターゲットが予め準備された種別の何れに属するかを判定することができる。
【００２６】
続いて、Ｓ１２０で、制御部１０は、ターゲットの種別が歩行者であるか否かを判定する。制御部１０は、Ｓ１２０でターゲットの種別が歩行者であると判定した場合には、Ｓ１３０へ移行し、歩行者の距離と方向、車速、ヨーレート、および舵角を取得する。一方、制御部１０は、Ｓ１２０でターゲットの種別が歩行者でないと判定した場合には、図３の警報処理を終了する。
【００２７】
続いて、Ｓ１４０で、制御部１０は、ターゲットに対する警報が必要であるか否かを判定する。この処理では、例えば、ターゲットである歩行者と自車両とが衝突する可能性が予め準備された閾値以上である場合に警報が必要であると判定する。歩行者と自車両とが衝突する可能性については、自車両の移動方向と歩行者の位置や移動方向との関係を用いて周知の処理を用いて演算することができる。例えば、車速、ヨーレート、舵角等から得られる自車両の未来の軌道が、歩行者の位置から予め設定された距離範囲内を通過する場合に、警報が必要と判定してもよい。
【００２８】
制御部１０は、Ｓ１４０でターゲットに対する警報が必要であると判定した場合には、Ｓ１５０へ移行し、音軸演算部１７としての機能を用いて、目標とする音軸の方向を演算する。音軸の方向は、パラメトリックスピーカＬ３６，Ｒ３７からの音が放射される範囲であるそれぞれの音場領域が、ターゲットの位置において重複するように設定される。音場領域が重複する領域は、重複領域と表記する。音が放射される範囲とは、音軸の方向における音圧に対して所定以上の音圧（例えば−３ｄＢ）が得られる範囲を示す。
【００２９】
ここで、図４に示すように、パラメトリックスピーカＬ３６，Ｒ３７は水平方向に並べて配置されており、音軸の方向が平行である場合には、図５に示すように、パラメトリックスピーカＬ３６，Ｒ３７から出力される超音波によって、音場領域６１および重複領域６２が生成される。すなわち、重複領域６２の左右にパラメトリックスピーカＬ３６，Ｒ３７間の距離に応じた幅の音場領域６１が存在する。ただし、ここでの音場領域６１は、重複領域６２を除く領域を表す。
【００３０】
音場領域６１では、重複領域６２の音軸での音圧を基準（０ｄＢ）としたときに−３ｄＢ未満とすることができ、重複領域６２と比較して静かに感じさせることができる。また、音場領域６１および重複領域６２を除く領域では、重複領域６２での音圧を基準としたときに−６ｄＢ未満とすることができる。つまり、ターゲットの位置に対してより大きな音を放射し、ターゲットがいない位置は静かな状態とすることができる。
【００３１】
また、図６に示すように、パラメトリックスピーカＬ３６，Ｒ３７をそれぞれ変位させ、音軸の方向を平行よりも広げた場合、つまり、音場領域の中心軸同士を自車両の前方でより離れさせた場合には、図７に示すような音場領域６１および重複領域６２が生成される。すなわち、音軸の方向が平行である場合と比較して、重複領域６２が狭くなり、パラメトリックスピーカＬ３６，Ｒ３７間の距離の割に音場領域６１が広くなる。
【００３２】
また、図８に示すように、パラメトリックスピーカＬ３６，Ｒ３７をそれぞれ変位させ、音軸の方向を平行よりも狭めた場合、つまり、音場領域の中心軸同士を自車両の前方でより接近させた場合には、図９に示すような音場領域６１および重複領域６２が生成される。すなわち、音軸の方向が平行である場合と比較して、重複領域６２が広くなり、パラメトリックスピーカＬ３６，Ｒ３７間の距離の割に音場領域６１が狭くなる。
【００３３】
上記の記載より、パラメトリックスピーカＬ３６，Ｒ３７の音軸の方向を変位させることで、重複領域６２の範囲を変化させられることが分かる。もちろん、ターゲットの位置によっては、パラメトリックスピーカＬ３６，Ｒ３７のうちの一方のみを変位させてもよい。例えば、図１０に示すように、パラメトリックスピーカＬ３６については音軸の方向を正面に設定し、パラメトリックスピーカＲ３７については音軸の方向を平行よりも狭めることもできる。
【００３４】
このようにする場合、パラメトリックスピーカＬ３６，Ｒ３７を均等に変位させる場合と比較して重複領域６２を左右に移動させることができるので、図１１に示すように、道路が曲がっている場合などに適切な重複領域６２を設定することができる。
【００３５】
本処理では、ターゲットの位置が重複領域６２の範囲内となるように中心軸の向きを設定し重複領域６２の範囲を変更するための変更指令を生成すればよい。特に、ターゲットの位置が重複領域６２の左右方向の中央に位置するように中心軸の向きを設定するとよい。
【００３６】
また、本処理では、ターゲットの位置が近くなるにつれて、音場領域６１の中心軸同士を車両の前方でより接近させるような変更指令を生成する。また、車速が遅くなるにつれて、音場領域６１の中心軸同士を車両の前方でより接近させるような変更指令を生成する。
【００３７】
ここで、「中心軸同士を車両の前方でより接近させる」とは、中心軸同士が車両の前方で交差していない場合、すなわち、中心軸同士が平行よりも離れた状態であるときには、中心軸同士が平行になる方向、或いは車両の前方で交差する方向に中心軸を移動させることを示す。また、中心軸同士が既に車両の前方で交差している場合には、その交差する位置がより車両に近い位置になるように中心軸を移動させることを示す。
【００３８】
一方、制御部１０は、Ｓ１４０でターゲットに対する警報が必要でないと判定した場合には、図３の警報処理を終了する。
続いて、Ｓ１６０で、制御部１０は、音軸制御部１８としての機能を用いて、変更指令をアクチュエータＬ３１，Ｒ３２に対して送信する。この処理によって、パラメトリックスピーカＬ３６，Ｒ３７の音軸が変更指令にして指定された方向と一致するよう制御される。その後、図３の警報処理を終了する。
【００３９】
［１−３．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１ａ）警報システム１は、複数のパラメトリックスピーカＬ３６，Ｒ３７と、制御部１０の音軸制御部１８としての機能と、を備える。複数のパラメトリックスピーカＬ３６，Ｒ３７は、車両において水平方向に並べて配置され、同位相の超音波にて生成された可聴音をそれぞれ予め設定された領域を表す音場領域内に送信するように構成される。音軸制御部１８は、外部指令に応じて複数の音場領域が重複する領域を表す重複領域の範囲を変更するように構成される。
【００４０】
このような警報システム１によれば、複数のパラメトリックスピーカＬ３６，Ｒ３７による音場領域が重複する重複領域を外部指令に応じて広げたり狭めたりすることができる。重複領域は、超音波が重ね合せられて可聴音が大きくなり音が聞こえやすい範囲である。よって、警報システム１では、車両から送信される可聴音が聞こえやすい範囲を任意に設定することができる。
【００４１】
（１ｂ）上記の警報システム１において制御部１０は、車両の周囲に位置するターゲットの位置を取得するターゲット検出部１６としての機能と、ターゲットの位置が重複領域に含まれるように重複領域の範囲を変更するための変更指令を生成する音軸演算部１７としての機能と、をさらに備え、音軸制御部１８は、変更指令を外部指令として重複領域の範囲を変更するように構成される。
【００４２】
このような警報システム１によれば、ターゲットの位置が重複領域に含まれるようにするので、ターゲットの位置において可聴音が聞こえやすくすることができる。
（１ｃ）上記の警報システム１において、音軸制御部１８は、複数のパラメトリックスピーカＬ３６，Ｒ３７のうちの少なくとも１つが超音波を出力する方向と外部指令にて指定された方向とが一致するように、パラメトリックスピーカＬ３６，Ｒ３７が超音波を出力する方向を変位させるように構成される。
【００４３】
このような警報システム１によれば、パラメトリックスピーカＬ３６，Ｒ３７が超音波を出力する方向を変位させるので、確実に重複領域の範囲を変更することができる。
（１ｄ）上記の警報システム１において、音軸演算部１７は、ターゲットの位置が近くなるにつれて、音場領域の中心軸同士を車両の前方でより接近させるような変更指令を生成するように構成される。
【００４４】
このような警報システム１によれば、ターゲットの位置が近くなるにつれて音場領域の中心軸同士を車両の前方でより接近させ、重複領域を広げるので、ターゲットの位置が近くなり、パラメトリックスピーカＬ３６，Ｒ３７が音を出力する方向とターゲットの方向とにずれが生じたとしても、ターゲットが重複領域内に入りやすくすることができる。
【００４５】
（１ｅ）上記の警報システム１においてターゲット検出部１６は、車両の車速を取得するように構成され、音軸演算部１７は、車速が遅くなるにつれて、音場領域の中心軸同士を車両の前方でより接近させるような変更指令を生成するように構成される。
【００４６】
このような警報システム１によれば、車速が遅くなるにつれて音場領域の中心軸同士を車両の前方でより接近させ、重複領域を広げるので、車両が減速して旋回する場合に、ターゲットが旋回領域内に入りやすくすることができる。
【００４７】
［２．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
【００４８】
（２ａ）上記実施形態では、車両の周囲に位置するターゲットの位置として、歩行者等の物体の位置を検知し、この位置が重複領域６２に含まれるよう音軸の方向を制御したが、これに限定されるものではない。例えば、ターゲットの位置として、自車両が走行する道路の曲がり具合を取得してもよい。
【００４９】
曲がり具合とは、道路の曲率、道路の曲率半径、予め設定された距離だけ自車両から離れた位置の道路における左右の端部の位置等を示す。この場合、道路における左右の端部の位置に応じて、この端部の位置が重複領域６２に含まれるよう音軸の方向を制御するとよい。
【００５０】
（２ｂ）上記実施形態では、パラメトリックスピーカＬ３６，Ｒ３７による音軸の向きを制御することによって重複領域６２の範囲を変更したが、これに限定されるものではない。例えば、複数のパラメトリックスピーカＬ３６，Ｒ３７間の距離を、パラメトリックスピーカＬ３６，Ｒ３７のうちの少なくとも一方の位置を移動させることで変更し、重複領域６２の範囲を変更してもよい。
【００５１】
また、パラメトリックスピーカＬ３６，Ｒ３７から放射される超音波の指向性を変更することによって重複領域６２の範囲を変更してもよい。指向性を変更するには、例えば、超音波の周波数を変更してもよい。
【００５２】
（２ｃ）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加または置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。
【００５３】
（２ｄ）上述した警報システム１の他、当該警報システム１の構成要素となる装置、当該警報システム１としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、警報方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。
【００５４】
［３．実施形態の構成と本開示の構成との対応関係］
上記実施形態において警報システム１は本開示でいう超音波出力装置に相当し、パラメトリックスピーカＬ３６，Ｒ３７は本開示でいう超音波出力部に相当する。また、制御部１０が実行する処理のうちのＳ１３０の処理は本開示でいう位置取得部および車速取得部に相当し、Ｓ１５０の処理は本開示でいう指令生成部に相当する。また、Ｓ１６０の処理は本開示でいう重複範囲変更部に相当する。
【符号の説明】
【００５５】
１…警報システム、１０…制御部、１１…ＣＰＵ、１２…メモリ、１６…ターゲット検出部、１７…音軸演算部、１８…音軸制御部、２１…フロントレーダ、２２…フロントカメラ、２３…車速センサ、２４…ヨーレートセンサ、２５…ステアリング舵角センサ、２６…アクセル開度センサ、４１，４２…ホーン、５１…フロントグリル、６１…音場領域、６２…重複領域、３１，３２…アクチュエータ、３６，３７…パラメトリックスピーカ。
【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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