(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の周辺部に取り付けられ、車外の音を収音する複数のマイクロフォンと、
前記複数のマイクロフォンからの入力信号のうち自車に近づいてくる音の基本周波数を検出する手段と、
前記複数のマイクロフォンからの入力信号のうち自車に近づいてくる音の基本波形を切り出す手段と、
複数の警告音の基本周波数と基本波形の情報を格納したデータベースと、
前記基本周波数を検出する手段により検出された自車に近づいてくる音の基本周波数と、前記基本波形を切り出す手段により切り出された自車に近づいてくる音の基本波形とに基づいて、前記データベースを参照して、入力信号に含まれる警告音を決定し、該決定した警告音の基本周波数と基本波形の情報を警告音生成手段に出力する警告音決定手段と、
前記複数のマイクロフォンからの入力信号に基づいて、警告音を発している音源の位置を繰り返し検出するとともに該音源と自車との相対速度を検出する方向検出手段と、
前記警告音決定手段から供給される基本周波数と基本波形の情報に基づいて警告音を生成し、ドップラー効果付与手段に出力する警告音生成手段と、
前記警告音生成手段により生成された警告音に対して前記方向検出手段により検出された相対速度の情報に基づいてドップラー効果を付与するドップラー効果付与手段と、
前記ドップラー効果付与手段によりドップラー効果を付与された警告音を、前記方向検出手段により検出された音源位置に位置付けたマルチチャンネル信号を生成する手段と、
該マルチチャンネル信号を車室内に再生する複数のスピーカと
を有することを特徴とする車外警告音報知装置。
【請求項２】
前記ドップラー効果付与手段は、生成された警告音に対して、該警告音の音源と自車との実際の相対速度に基づく周波数シフト量よりも大きな周波数シフト量を付与するものであることを特徴とする請求項１記載の車外警告音報知装置。
【請求項３】
入力信号中に自車に近づいてくる音が存在し、前記データベース中に該自車に近づいてくる音に対応する警告音の情報が記録されていないときには、前記警告音生成手段は、該入力信号からノイズを除去した信号を、警告音として前記ドップラー効果付与手段に供給するようになされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車外警告音報知装置。
【請求項４】
前記ドップラー効果を付与された警告音をマルチチャンネル再生するときに、カーオーディオの音量が所定値以上であるときはその音量を低下させる手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車外警告音報知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車などの車両に搭載され、緊急車両などから発せられる警告音を運転者等に報知する車外警告音報知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両に搭載され、車外で発生する音を検出して、運転者に告知する装置は各種提案されている。
特許文献１には、マイクロフォンで収音した車外音を周波数分析して緊急車両の接近を判断し、接近情報を音声で出力する車載用電子機器が記載されている。この発明では、車外音のドップラシフト、振幅変化から、緊急車両の接近離脱を判断するようにしている。
特許文献２には、取り込んだ車外音から検出したサイレン音に基づいて、自車両から緊急車両までの距離・方向及び緊急車両の種類を算出し、画面表示や合成音声で告知する車載用緊急車両告知システムが記載されている。
特許文献３には、車外音の音響特性と記憶した基準警報音の音響特性が類似しているとき、緊急車両の存在を視覚、触覚で報知するようにした車載用音検知装置が記載されている。
特許文献４には、自車両への接近物体の検出位置に対応した位置に警報音を定位させるようにした立体音像提示装置及び立体音像提示方法が記載されている。
【特許文献１】特開平０６−２４５２８９号公報
【特許文献２】特開平１１−０４８８８６号公報
【特許文献３】特開２００２−１６８６８５号公報
【特許文献４】特開２０００−０３６９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した特許文献１、特許文献２及び特許文献３に記載されたものは、緊急車両の接近を合成音声や画面表示あるいは触覚により告知するものであった。したがって、画面等をみるときに視線を動かすことが必要であり、安全運転上の問題がある。
また、特許文献４に記載されたものは、警報音を定位させるものであるが、入力音に基づく警報音を用いて報知するものではなく、また、警告音を発生する緊急車両との相対速度などを明確に運転者等に報知することはできなかった。
そこで本発明は、自車に近づいてくる警告音又はサイン音を検出して、安全運転上の問題を生じることなく、明確に運転者に報知することができる車外警告音報知装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、本発明の車外警告音報知装置は、車両の周辺部に取り付けられ、車外の音を収音する複数のマイクロフォンと、前記複数のマイクロフォンからの入力信号のうち自車に近づいてくる音の基本周波数を検出する手段と、前記複数のマイクロフォンからの入力信号のうち自車に近づいてくる音の基本波形を切り出す手段と、複数の警告音の基本周波数と基本波形の情報を格納したデータベースと、前記基本周波数を検出する手段により検出された自車に近づいてくる音の基本周波数と、前記基本波形を切り出す手段により切り出された自車に近づいてくる音の基本波形とに基づいて、前記データベースを参照して、入力信号に含まれる警告音を決定し、該決定した警告音の基本周波数と基本波形の情報を警告音生成手段に出力する警告音決定手段と、前記複数のマイクロフォンからの入力信号に基づいて、警告音を発している音源の位置を繰り返し検出するとともに該音源と自車との相対速度を検出する方向検出手段と、前記警告音決定手段から供給される基本周波数と基本波形の情報に基づいて警告音を生成し、ドップラー効果付与手段に出力する警告音生成手段と、前記警告音生成手段により生成された警告音に対して前記方向検出手段により検出された相対速度の情報に基づいてドップラー効果を付与するドップラー効果付与手段と、前記ドップラー効果付与手段によりドップラー効果を付与された警告音を、前記方向検出手段により検出された音源位置に位置付けたマルチチャンネル信号を生成する手段と、該マルチチャンネル信号を車室内に再生する複数のスピーカとを有するものである。
また、前記ドップラー効果付与手段は、生成された警告音に対して、該警告音の音源と自車との実際の相対速度に基づく周波数シフト量よりも大きな周波数シフト量を付与するものである。
さらに、入力信号中に自車に近づいてくる音が存在し、前記データベース中に該自車に近づいてくる音に対応する警告音の情報が記録されていないときには、前記警告音生成手段は、該入力信号からノイズを除去した信号を、警告音として前記ドップラー効果付与手段に供給するようになされているものである。
さらにまた、前記ドップラー効果を付与された警告音をマルチチャンネル再生するときに、カーオーディオの音量が所定値以上であるときはその音量を低下させる手段を有するものである。
【発明の効果】
【０００５】
このような本発明の車外警告音報知装置によれば、検知した警告音に対応する警告音を合成して出力しているため、クリーンな警告音を出力することができる。マイクロフォンで収音した音はノイズ成分が多いことが多く、それを増幅して出力することはうるさいだけになるので、データベースによる検索を行い、結果に近い音をシンセサイズしてクリーンな音を増幅して出力するのでうるさくない。
また、警告音をマルチチャンネル出力することで、左後ろに近づいてくるバイク、といった運転者の死角に位置する車両の存在がはっきり運転者に認識されるようになり、危険予知が可能となる。
さらに、救急車などの緊急車両がどちらの方向から近づいてくるのかが早く判断することが可能となり、「自分が避けるのは左なのか？右なのか？」といった判断も早くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は本発明の車外警告音報知装置の一実施の形態の構成を示すブロック図であり、図２は本発明の車外警告音報知装置が搭載された車両におけるマイクロフォンの取り付け箇所及び車室内におけるスピーカの配置の一例を示す図である。
図１及び図２において、１ａ〜１ｈは車外の音を収音するために車両の周辺部（ボディ、屋根、バンパー、ドア等）に配置された複数のマイクロフォン又はセンサー（以下、マイクロフォンとする。）である。この実施の形態においては、図２の（ａ）及び（ｂ）に示すように、８個のマイクロフォンが車両の前後左右の周辺部に設けられている。なお、設置するマイクロフォンの個数は８個に限られることはなく、警報音やサイン音を放出する音源の位置を検出することができる個数であればよく、３個以上であればよい。
前記マイクロフォン１ａ〜１ｈにより収音された車外音は、それぞれヘッドアンプ（ＨＡ）２ａ〜２ｈにおいて増幅された後、対応するＡ／Ｄ変換器３ａ〜３ｈにおいてデジタル信号に変換される。
ミキサー部（mixer）４は、前記Ａ／Ｄ変換器３ａ〜３ｈでデジタル信号に変換された前記マイクロフォン１ａ〜１ｈからの入力信号を加算し、ノイズ除去を行って、ピッチ検出部（Pitch Detect）５、警告音決定部（Source Detect）６及び方向検出部（Direction Detect）８に供給する。なお、方向検出部８には、各マイクロフォンからの入力信号が加算されることなく供給される。
【０００７】
ピッチ検出部５は、前記ミキサー部４からの信号をＦＦＴ（Fast Fourie Transform）解析や一般調和解析、ウエーブレット（Wavelet）解析などを使って解析し、自分の車の速度等と比較して、自車に近づいてくる音の基本周波数を検出する。
警告音決定部６は、同様に、ＦＦＴ解析や一般調和解析、ウエーブレット解析などを使って解析し、自車に近づいてくる音の基本波形を切り出す。そして、得られた基本波形と前記ピッチ検出部５で検出された基本周波数に基づいて、警告音データベース（Source Table）７からデータベース検索を行い、対応する警告音又はサイン音（パトカー、救急車、消防車のサイレンなど）を決定する。このとき、ドップラー効果による周波数シフトを考慮して決定する。
【０００８】
警告音データベース７は、前記警告音決定部６で警告音を抽出し決定するために用いられる警告音データベースであり、存在しうる各種の警告音及びサイン音について、その基本周波数や基本波形の情報が網羅されているデータベースである。この警告音データベース７には、基本周波数として、例えば、750、800、850、900、1.00k、1.06k、1.12k、1.18k、1.25k、1.32k、1.40k、1.50k、1.60k、1.70k、1.80k、1.90k、2.00k、2.12k、2.24k、2.36k、2.50k、2.65k、2.80k、3.00k、3.15k、3.35k、3.55k、3.75k、4.00k、4.25k、4.50k、4.75k、5.00k、5.30k、5.60k、6.00k、6.30k、6.70k、7.10k、7.50k、8.00k、8.50k、9.00k、9.50k、10.0k[Hz]の各周波数の情報が格納されている。また、基本波形として、救急車、消防車、パトカー、白バイなどのサイレン音や、バイク、トラック、バスなどのエンジン音や走行音、クラクション音などの波形が格納されている。
前記警告音決定部６で警告音が決定されたときは、該決定された警告音情報（基本波形と基本周波数の情報）が警告音生成部９に送られる。なお、前記警告音データベース７を検索しても該当する警告音情報が存在しない場合でも、「近づいてくる」と判断された音は、前記ミキサー部４でノイズ除去された音がそのまま警告音生成部に送られる。
【０００９】
方向検出部８は、前記ミキサー部４から供給される前記複数のマイクロフォンからの入力信号に基づいて警告音が車外のどの方向から発信しているのかを求める。すなわち、前記各マイクロフォン１ａ〜１ｈからの入力信号のレベル及び各マイクロフォンへの信号の入力タイミングに基づいて警告音を発している音源の位置を繰り返し所定時間間隔で検出する。これにより、音源と自車との相対速度及び音源の移動方向も求めることができる。
警告音生成部（Source Generator）９は、前記警告音決定部６からのデータと前記ミキサー部４からの信号を取捨選択して、車内に出力する警告音を生成する。すなわち、前記警告音決定部６からデータが供給されたときは、そのデータに基づいて警告音を生成し、前記警告音データベース７に該当する警告音情報が存在しないときに供給される前記ミキサー部４からの入力信号を警告音として、ドップラー効果付与部１０に出力する。
【００１０】
ドップラー効果付与部（Doppler Effect）１０は、前記警告音生成部９から送られる警告音信号に対し、前記方向検出部８からのデータに基づいてドップラー効果を付与して出力する。すなわち、ドップラー効果付与部１０は、前記方向検出部８から出力される自車との相対速度の情報に基づいて、入力された警告音のピッチを変更する。このとき、実際に聞こえるピッチ感以上によりドップラー効果が強調される方向にドップラー効果を付与する。また、車内ネットワークを介して供給されるエンジン回転数データ（Cycle）１１、車速データ（Speed）１２及びアクセルの踏み込み度を示すデータ（Accelerator）１３の各データをドップラー効果の強調の度合を制御するパラメータとする。例えば、高速運転時には、低速運転時より、強調の度合いを大きくする。
【００１１】
図３は、ドップラー効果付与部１０で付与されるドップラー効果について説明するための図である。
この図において、実線で示すＡは、ドップラー効果により通常現れるピッチシフトの一例を示しており、音源が近づいてくるときにはピッチが上がって（周波数が高くなって）おり、離れていくときにはピッチが下がって（周波数が低くなって）いる。ここで、本発明のドップラー効果付与部１０においては、破線Ｂで示すように、ドップラー効果によるピッチのシフト量をより大きくし、より強調したドップラー効果を付与するようにしている。すなわち、図示するように、ピッチのシフト量を実際の速度によるシフト量よりも大きくし、音源がより大きい速度で近づいてくるときのシフト量としている。例えば、実施の相対速度が１０km/hであるときに、２０km/hの相対速度のときのピッチシフト量とする。
このように相対速度や相対距離がより強まるように加工することにより、車両の運転者に、緊急車両等の接近をより明確に報知することが可能となる。
【００１２】
マトリクスミキサー部（Matrix Mixer）１４は、入力信号のレベルとタイミングを制御して複数の出力端子に出力するものであり、前記ドップラー効果付与部１０によりドップラー効果が付与された警告音が前記方向検出部８から供給される警告音の方向に定位するよう制御して、マルチチャンネル再生環境にサラウンド出力する。すなわち、前記ドップラー効果付与部１０から出力されるオーディオ信号であるドップラー効果が付与された警告音をマトリクスミキサー部１４で５．１チャンネル出力に変換し、方向検出部８で検出された警告音の音源の方向から聞こえるように音の分配量を決定して、車室内に設けられた複数個のスピーカからサラウンド出力する。
また、このときに、必要ならば、カーオーディオ等の音量を自動的に抑え、加工した警告音が大きく聞こえるように自動音量調整を行うようにする。例えば、カーステレオが動作しており、その音量が所定値以上であるときには、その音量を低下させ、前記ドップラー効果が付与された警告音が大きく聞こえるように音量調整を行う。
【００１３】
この実施の形態では、１７ａ〜１７ｆの６個のスピーカが車室内に設置されており、前記マトリクスミキサー部１４からは各スピーカに対応した６チャンネルの信号が出力され、それぞれ、対応するＤ／Ａ変換器１５ａ〜１５ｆでアナログ信号に変換され、パワーアンプ１６ａ〜１６ｆで増幅され、スピーカ１７ａ〜１７ｆから出力される。
図２の（ｃ）は前記スピーカ１７ａ〜１７ｆの車室内における配置の一例を示す図である。この図に示すように、サラウンド再生を行うことができるように、複数（この例では６個）のスピーカが車室内に配置されている。これにより、警告音又はサイン音の音源が、左右だけではなく前後のどの方向に位置しているのかを明確に認識することができる。なお、スピーカの本数は６本に限られることはなく、サラウンド定位のとれるものであればよい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の車外警告音報知装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の車外警告音報知装置が搭載された車両におけるマイクロフォンの取り付け位置及び車室内におけるスピーカの配置の一例を示す図である。
【図３】図３は、ドップラー効果付与部１０で付与されるドップラー効果の量について説明するための図である。
【符号の説明】
【００１５】
１ａ〜１ｈ：マイクロフォン、２ａ〜２ｈ：ヘッドアンプ、３ａ〜３ｈ：Ａ／Ｄ変換器、４：ミキサー部、５：ピッチ検出部、６：警告音決定部、７：警告音データベース、８：方向検出部、９：警告音生成部、１０：ドップラー効果付与部、１１：エンジン回転数データ、１２：車速データ、１３：アクセルの踏み込み度を示すデータ、１４：マトリクスミキサー部、１５ａ〜１５ｆ：Ｄ／Ａ変換器、１６ａ〜１６ｆ：パワーアンプ、１７ａ〜１７ｆ：スピーカ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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