(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の外面に固定された筐体と、
前記筐体内に近接して収容された指向性を有する第１及び第２のマイクロフォンと、
前記第１及び第２のマイクロフォンにより検出した音に基づき、緊急車両の警報音の発生方向を識別する識別部と、
前記識別部で識別した前記警報音の発生方向を運転者に報知する報知部と、を備え、
前記第１及び第２のマイクロフォン以外のマイクロフォンを備えておらず、
前記車両は、運転席部と荷台部とを備えるトラックであり、
前記筐体は、前記運転席部における対向車側の側面に固定されており、
前記第１のマイクロフォンは、前記車両の前方に前記指向性を向けて配置され、前記第２のマイクロフォンは、前記車両の後方に前記指向性を向けて配置され、
前記識別部は、前記第１及び第２のマイクロフォンで検出した音の音量レベルの相違に基づき、前記警報音の発生方向が前方であるか後方であるかを識別する、ことを特徴とする警報音の発生方向報知システム。
【請求項２】
前記識別部は、前記第１及び第２のマイクロフォンで検出した音に対して前記警報音の周波数帯域に対応した通過帯域のバンドパスフィルタ処理を施した後、当該音の音量レベルの相違を識別する、ことを特徴とする請求項１に記載の警報音の発生方向報知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一側面は、警報音の発生方向報知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、緊急車両の警報音の発生方向を運転者に対して報知するシステムが知られている。例えば、特許文献１に記載された警報音の発生方向報知システムでは、車体の右前方部、右後方部、左前方部、及び左後方部それぞれに指向性を有するマイクロフォンを取り付け、これらのマイクロフォンに入力された車両周囲の音と予め記憶媒体に格納した所定音とを比較することで緊急車両の警報音を認識する。そして、４つのマイクロフォンで検出した音量の比率に基づいて緊急車両の警報音の発生方向を識別し、視覚的な表示等を用いて警報音の発生方向を運転者に報知している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１２７７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１における警報音の発生方向報知システムでは、車体に対して右前方部、右後方部、左前方部、及び左後方部それぞれにマイクロフォンを取り付ける必要があるため、取付作業が煩雑である。また、各マイクロフォンと車両内部に配置されて各処理を行う処理部とを配線で接続する必要があることからも、取付作業が煩雑である。さらに、車体形状によっては、右前方部、右後方部、左前方部、又は左後方部の適当な位置にマイクロフォンを取り付けることができない可能性がある。
【０００５】
また、上記特許文献１における警報音の発生方向報知システムでは、車体形状によって各マイクロフォンの位置関係が異なることから、発生方向の識別精度が良くないおそれもある。特に、大型トラックに適用する場合、大型トラックは車種によって荷台部の形状が大きく異なることから、適当な位置にマイクロフォンを取り付けられない可能性が高くなると共に、発生方向の識別精度が更に悪化するおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、取り付けが容易で、且つ警報音の発生方向の識別精度が車体形状に依存し難い警報音の発生方向報知システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面に係る警報音の発生方向報知システムは、車体外面に固定された筐体と、筐体内に近接して収容された指向性を有する第１及び第２のマイクロフォンと、第１及び第２のマイクロフォンにより検出した音に基づき、緊急車両の警報音の発生方向を識別する識別部と、識別部で識別した警報音の発生方向を運転者に報知する報知部と、を備え、第１のマイクロフォンは、車両の前方に指向性を向けて配置され、第２のマイクロフォンは、車両の後方に指向性を向けて配置され、識別部は、第１及び第２のマイクロフォンで検出した音の音量レベルの相違に基づき、警報音の発生方向が前方であるか後方であるかを識別する。
【０００８】
この警報音の発生方向報知システムによれば、第１及び第２のマイクロフォンが筐体に収容されており、この筐体を車両の外面に固定すれば取付作業が完了することから、取り付けが容易である。また、筐体内部にマイクロフォンが近接して収容されているため、従来のような煩雑な配線作業を省略できる。さらに、車両の外面に筐体を固定できさえすれば、取付位置にかかわらず警報音の発生方向を報知できることから、広範な車体形状の車両に対応できる。また、取付位置にかかわらず２つのマイクロフォンの位置関係が変わらないことから、発生方向の識別精度が車体形状に依存し難い。よって、この警報音の発生方向報知システムによれば、取り付けが容易で、且つ警報音の発生方向の識別精度が車体形状に依存し難い警報音の発生方向報知システムを提供することが可能となる。
【０００９】
また、本発明の一側面に係る警報音の発生方向報知システムでは、識別部は、第１及び第２のマイクロフォンで検出した音に対して警報音の周波数帯域に対応した通過帯域のバンドパスフィルタ処理を施した後、当該音の音量レベルの相違を識別してよい。この警報音の発生方向報知システムによれば、警報音の発生方向の識別処理が好適に行われることとなり、警報音の発生方向の識別精度を向上することが可能となる。
【００１０】
また、本発明の一側面に係る警報音の発生方向報知システムでは、車両は、運転席部と荷台部とを備えるトラックであり、筐体は、運転席部の側面に固定されてよい。この警報音の発生方向報知システムによれば、車体が比較的大きいトラックに適用する場合であっても、運転席部の外面に筐体を固定すれば取付作業が完了することから、取り付けが容易である。また、車種によって形状が大きく異なる荷台部ではなく、比較的形状が統一されている運転席部の側面に筐体を固定することから、取付位置の問題が発生し難くなる。さらに、車体が比較的大きいトラックに適用する場合であっても、発生方向の識別精度が車体形状に依存し難くなる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、取り付けが容易で、且つ警報音の発生方向の識別精度が車体形状に依存し難い警報音の発生方向報知システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態に係る警報音の発生方向報知システムを示す概略構成図である。
【図２】筐体の取付状態を示す模式図である。
【図３】（ａ）は警報音の指向性評価実験における音源と受音点の位置を示す図であり、（ｂ）は警報音の指向性評価実験の結果を示す図である。
【図４】警報音の発生方向報知システムの処理を示すブロック図である。
【図５】（ａ）はハイパスフィルタ及び反転増幅器を示す回路図であり、（ｂ）はローパスフィルタ及び反転増幅器を示す回路図である。
【図６】（ａ）は全波整流器と平均値化フィルタを示す回路図であり、（ｂ）は差動増幅器を示す回路図であり、（ｃ）は反転器とコンパレータを示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。
【００１４】
図１は、一実施形態に係る警報音の発生方向報知システムを示す概略構成図であり、図２は、筐体の取付位置を示す模式図である。図１及び図２に示す警報音の発生方向報知システム１は、緊急車両の警報音の発生方向（到来方向）を運転者に対して報知するためのシステムであり、車両３に搭載されて用いられる。緊急車両とは、サイレンを備え、非常時に警報音を鳴らしつつ緊急走行を行う車両であり、例えば救急車や消防車、パトカー等である。車両３は、ここでは、運転席部３Ａと荷台部３Ｂとを備える大型トラックである。車両３は、特に限定されるものではなく、例えば他の商用車であってもよく、大型車両や中型車両、普通乗用車、小型車両又は軽車両等のいずれであってもよい。
【００１５】
はじめに、図３を参照しつつ、大型トラックの運転者に対して警報音の指向性を測る実験を行った結果について説明する。本実験では、４π無響室において大型トラックＴの音場を３次元的に再現した。運転席位置の被験者（仮想運転者）の周囲で緊急車両の警報音を発生させ、音が聞こえた方向を１０人の被験者に回答させた。図３（ａ）に示すように、音源位置Ｓは、被験者の位置である受音点Ｒに対する角度を０°から３６０°まで３０°ずつ異ならせた１２点とし、受音点Ｒからの距離は５ｍとした。これら音源位置Ｓの実験順序はランダムとした。
【００１６】
図３（ｂ）は、当該指向性評価実験の結果を示す図である。図３（ｂ）では、ｘ軸を音源の方向（°）、ｙ軸を聞こえた音の方向（°）としている。各円の中心が回答した角度を示しており、円の半径が大きいほど回答者数が多いことを示している。図３（ｂ）中に破線で示すｙ＝ｘの直線の近傍に位置する円が多いほど、音源の方向と聞こえた音の方向とが一致していることを表す。
【００１７】
図３（ｂ）に示すように、破線の直線の近傍に位置している円が多いことから、基本的には、音源の方向と聞こえた音の方向とが一致していたことが分かる。一方、図３（ｂ）中に破線の円Ｃで示すように、右後方から、すなわち図３（ａ）中の１５０°の位置から音を発した場合に、右前方から、すなわち図３（ａ）中の３０°又は６０°の位置から音が聞こえたことを示す回答が多い。このことから、大型トラックの運転者は、右後方から音が到来している場合に、右前方から聞こえたと誤って判断する可能性が高いことが分かる。つまり、運転者にとって左右方向よりも前後方向における音の到来方向の判断が難しいことが分かる。この要因の１つとして、耳が左右に付いているため、音圧差も時間差も認識しづらいためであることが考えられる。
【００１８】
上記実験では大型トラックを対象としたが、一般的な車両においても、運転中に緊急車両が警報音を発しつつ接近している場合に、緊急車両が前後方向のいずれの方向から接近しているのかを正確に判断することは運転者にとって容易ではない。このため、運転者は、警報音を認識したとしても、接近方向が分からないために適切な行動を取れない場合がある。この結果、例えば自車の後ろで緊急車両が立ち往生してしまう可能性がある。特に、大型トラックの運転者が適切な行動を取れない場合、大型トラックは車体が大きいことから、一般車両と比較して緊急車両の走行を妨げる可能性が高い。そこで、警報音の発生方向報知システム１では、警報音の発生方向が前後方向のいずれの方向であるかを運転者に報知し、方向定位性を向上させることを図っている。
【００１９】
再び図１及び図２を参照しつつ、警報音の発生方向報知システム１の構成を説明する。警報音の発生方向報知システム１は、車両３の車体外面に固定される筐体１０と、筐体１０内に近接して収容された第１のマイクロフォン２０及び第２のマイクロフォン３０と、第１のマイクロフォン２０及び第２のマイクロフォン３０により検出した音を処理する回路素子が搭載された回路基板４０と、車両３内部のメータ５内に配置され、警報音の発生方向を運転者に報知する報知部５０と、を備えている。
【００２０】
筐体１０は、本体と蓋とからなる箱体であり、図１では本体のみを、図２では蓋が閉じられた状態を示している。本体と蓋の内側には、風雑音（風ノイズ）を低減するための通気性のあるウレタンフォーム等（不図示）が、第１のマイクロフォン２０及び第２のマイクロフォン３０を覆うように充填されている。第１のマイクロフォン２０及び第２のマイクロフォン３０は、先端側に受音部２１，３１を有する指向性マイクロフォンであり、受音部２１，３１で受音した音を電気信号に変換して出力する。第１のマイクロフォン２０及び第２のマイクロフォン３０としては、任意の形状及び受音特性のものを採用できる。第１のマイクロフォン２０及び第２のマイクロフォン３０は、互いに近接した状態で、且つ受音部２１，３１が互いに異なる方向を向いた状態で、筐体１０内に収容されると共に筐体１０に対して固定されている。本実施形態では、第１のマイクロフォン２０及び第２のマイクロフォン３０は、互いに１８０°異なる方向を向くように配置されている。
【００２１】
筐体１０は、第１のマイクロフォン２０及び第２のマイクロフォン３０を収容した状態で運転席部３Ａの対向車側の側面４に固定されている。具体的には、筐体１０は、第１のマイクロフォン２０が車両３の前方に指向性を向けて配置され、且つ第２のマイクロフォン３０が車両３の後方に指向性を向けて配置された状態となる向きで、側面４に固定されている。また、筐体１０は、側面４のうちのドア部４Ａ以外の部分である枠部４Ｂにおける、ドア部４Ａの後方側に固定されている。また、筐体１０は、枠部４Ｂにおける上下方向における中間部より上方に固定されている。これは、第１のマイクロフォン２０及び第２のマイクロフォン３０の固定位置を、なるべく風雑音及びタイヤ雑音（タイヤノイズ）の影響を受けない場所とするためである。筐体１０の側面４に対する固定方法は、任意の方法を採用可能であり、例えばネジ止めや接着等が挙げられる。
【００２２】
回路基板４０は、第１のマイクロフォン２０及び第２のマイクロフォン３０と通信可能に接続されており、本実施形態では配線４１を介して接続されている。回路基板４０は、例えばメータ５の背面側に配置される。回路基板４０は、後述するように、第１のマイクロフォン２０及び第２のマイクロフォン３０により検出した音の音量レベルの相違に基づき、緊急車両の警報音の発生方向を識別する識別部として機能する。
【００２３】
報知部５０は、車両内部のメータ５内に配置されており、上下に並んで配置された第１の報知部５１及び第２の報知部５２を有している。第１の報知部５１及び第２の報知部５２は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）により構成されている。報知部５０は、回路基板４０と通信可能に接続されており、本実施形態では配線４２を介して接続されている。報知部５０では、回路基板４０による警報音の発生方向の識別結果に従って、警報音の発生方向が前方である場合には上側の第１の報知部５１が点灯し、警報音の発生方向が後方である場合には下側の第２の報知部５２が点灯する。これにより、警報音の発生方向が前方であるか後方であるかを運転者に報知する。
【００２４】
続いて、図４〜図６を参照しつつ、警報音の発生方向報知システム１による処理を説明する。
【００２５】
図４は、警報音の発生方向報知システム１の処理を示すブロック図である。図４に示すように、警報音の発生方向報知システム１では、第１のマイクロフォン２０及び第２のマイクロフォン３０で検出した音に対して回路基板４０で所定の処理を施し、当該処理結果に従って第１の報知部５１及び第２の報知部５２を点灯／消灯させる。
【００２６】
具体的には、回路基板４０において、まず、第１のマイクロフォン２０及び第２のマイクロフォン３０で検出した各音（出力信号）それぞれに対して、バンドパスフィルタ処理６１を施す。バンドパスフィルタ処理６１では、ハイパスフィルタ処理６２（ＨＰＦ：High-Pass Filter）、反転増幅処理６３（ＡＭＰ：Amplifier、マイクロフォン増幅処理）、ローパスフィルタ処理６４（ＬＰＦ：Low-Pass Filter）、及び反転増幅処理６５がこの順に施される（図４中では、これらの処理ブロックがこの順で接続されている）。この処理では、ハイパスフィルタ処理６２でまず風雑音を軽減し、反転増幅処理６３で軽減した信号を増幅している。反転増幅処理６３及び反転増幅処理６５は、フィルタ処理後の出力レベルを調整するための処理である。
【００２７】
ハイパスフィルタ処理６２、反転増幅処理６３、ローパスフィルタ処理６４、及び反転増幅処理６５を実現する回路例を図５に示す。図５では、ボルテージフォロアを用いた正帰還２次のハイパスフィルタ及びローパスフィルタを示している。第１のマイクロフォン２０及び第２のマイクロフォン３０で検出した各音は、図５（ａ）中のＡ点に入力される。図５中の２つのＢ点は、互いに接続されている。本実施形態では、緊急車両の警報音の主要周波数帯域成分を考慮し、ハイパスフィルタ処理６２における下限周波数を５００Ｈｚとし、ローパスフィルタ処理６４における上限周波数を３．１５ｋＨｚとしている。すなわち、バンドパスフィルタ処理６１による通過帯域の下限値を５００Ｈｚとし、上限値を３．１５ｋＨｚとしている。緊急車両の警報音の主要周波数帯域成分が当該通過帯域に含まれており、走行による風雑音の影響を受けずに緊急車両の警報音を抽出するためである。このように、警報音の発生方向報知システム１では、第１のマイクロフォン２０及び第２のマイクロフォン３０で検出した音に対して、警報音の周波数帯域に対応した通過帯域のバンドパスフィルタ処理６１を施している。
【００２８】
図４に示すように、バンドパスフィルタ処理６１を施した後、出力信号それぞれに整流化処理６６及び平滑化処理６７（平均値化フィルタ処理）を施し、所定の電圧値の直流信号（アナログ信号）に変換する。整流化処理６６及び平滑化処理６７を実現する回路例を図６（ａ）に示す。図６（ａ）では、全波整流器と平均値化フィルタを接続した例を示している。図６（ａ）中のＣ点は、図５（ｂ）中のＣ点と接続されている。
【００２９】
続いて、図４に示すように、平滑化された第１のマイクロフォン２０側の出力信号と第２のマイクロフォン３０側の出力信号とに差動増幅処理６８を施す。差動増幅処理６８を実現する回路例を図６（ｂ）に示す。図６（ｂ）中のＤ点には第１のマイクロフォン２０側の出力信号が入力され、図６（ｂ）中のＥ点には第２のマイクロフォン３０側の出力信号が入力される。これにより、第１のマイクロフォン２０側の出力信号と第２のマイクロフォン３０側の出力信号との電圧の差が増幅されて１つの差動増幅出力として出力される。換言すれば、第１のマイクロフォン２０及び第２のマイクロフォン３０で検出した音の音量レベルの差が差動増幅出力として出力される。
【００３０】
この差動増幅出力に対して、第１の報知部５１側においてはコンパレータ処理７０を施して第１の報知部５１に出力し、第２の報知部５２側においては反転処理６９及びコンパレータ処理７０を施して第２の報知部５２に出力する。反転処理６９及びコンパレータ処理７０を実現する回路例を図６（ｃ）に示す。当該コンパレータ処理７０では、差動増幅出力又は反転された差動増幅出力と閾値の電圧の大きさを比較している。この理由は、ちらつき防止のためである。比較の結果、差動増幅出力の電圧の方が大きい場合には第１の報知部５１が点灯する。また、反転された差動増幅出力の電圧の方が大きい場合には第２の報知部５２が点灯する。
【００３１】
上述した一連の処理により、第１のマイクロフォン２０及び第２のマイクロフォン３０で検出した音の音量レベルの相違に基づいて、警報音の発生方向が前方であるか後方であるかが識別される。そして、警報音の発生方向が前方である場合には第１の報知部５１が点灯し、警報音の発生方向が後方である場合には第２の報知部５２が点灯する。これにより、運転者は、第１の報知部５１又は第２の報知部５２の点灯を視認することで、緊急車両の警報音の発生方向を識別することができる。
【００３２】
以上説明した警報音の発生方向報知システム１によれば、第１のマイクロフォン２０及び第２のマイクロフォン３０が筐体１０に収容されており、車両３の側面４に筐体１０を固定すれば取付作業が完了することから、取り付けが容易である。また、筐体１０内部に第１のマイクロフォン２０及び第２のマイクロフォン３０が近接して収容されているため、従来のような煩雑な配線作業を省略できる。さらに、車両３の側面４に筐体１０を固定できさえすれば、取付位置にかかわらず警報音の発生方向を報知できることから、広範な車体形状の車両に対応できる。また、取付位置にかかわらず第１のマイクロフォン２０及び第２のマイクロフォン３０の位置関係が同一であることから、発生方向の識別精度が車体形状に依存し難い。よって、警報音の発生方向報知システム１によれば、取り付けが容易で、且つ警報音の発生方向の識別精度が車体形状に依存し難い警報音の発生方向報知システムを提供することが可能となる。
【００３３】
また、警報音の発生方向報知システム１によれば、第１のマイクロフォン２０及び第２のマイクロフォン３０で検出した音に対して、警報音の周波数帯域に対応した通過帯域のバンドパスフィルタ処理を施した後、当該音の音量レベルの相違を識別することから、警報音の発生方向の識別処理が好適に行われることとなり、警報音の発生方向の識別精度を向上することが可能となる。
【００３４】
また、警報音の発生方向報知システム１によれば、車体が比較的大きいトラックである車両３に好適に適用できる。すなわち、運転席部３Ａの側面４に筐体１０を固定すれば取付作業が完了することから、取り付けが容易である。また、車種によって形状が大きく異なる荷台部３Ｂではなく、比較的形状が統一されている運転席部３Ａの側面４に筐体１０を固定することから、取付位置の問題が発生し難くなる。さらに、車体が比較的大きいトラックである車両３に適用する場合であっても、発生方向の識別精度が車体形状に依存し難くなる。
【００３５】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用してもよい。
【００３６】
上記実施形態では、報知部５０（第１の報知部５１及び第２の報知部５２）がＬＥＤにより構成された例を説明したが、報知部５０は警報音の発生方向を運転者に報知可能であればよく、これに限られない。例えば、メータ５内にディスプレイ表示されるインジケータでもよく、インパネに配置されるＬＥＤであってもよい。また、視覚的な報知に限られず、これに代えて、又はこれに加えて、聴覚的に報知してもよい。
【００３７】
上記実施形態では、警報音の発生方向のみを報知する例を説明したが、これに加えて、例えばドップラー効果を利用すること等によって車両３と緊急車両との相対速度を算出し、近づいているか離れているかを報知する構成としてもよい。或いは、第１のマイクロフォン２０及び第２のマイクロフォン３０で検出した音の時系列としての音量レベルの差分に基づいて車両３から緊急車両までの相対速度を算出してもよい。
【００３８】
上記実施形態では、筐体１０を運転席部３Ａの対向車側の側面４の枠部４Ｂに固定した例を説明したが、取付位置はこれに限られない。例えば、運転席部３Ａの上面、下面、左面、右面のいずれに固定してもよいし、ドア部４Ａや荷台部３Ｂに固定してもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１…警報音の発生方向報知システム、３…車両、３Ａ…運転席部、３Ｂ…荷台部、４…側面（車体外面）、４Ａ…ドア部、４Ｂ…枠部、５…メータ、１０…筐体、２０…第１のマイクロフォン、３０…第２のマイクロフォン、４０…回路基板（識別部）、５０…報知部、５１…第１の報知部、５２…第２の報知部、６１…バンドパスフィルタ処理、６２…ハイパスフィルタ処理、６３…反転増幅処理、６４…ローパスフィルタ処理、６５…反転増幅処理、６６…整流化処理、６７…平滑化処理、６８…差動増幅処理、６９…反転処理、７０…コンパレータ処理。
【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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