(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車の実走行時において、方向指示状態検出手段と、操舵角度状態検出手段とを備えた走行状態検出手段と、前記走行時、方向指示を出す、ハンドル操作を行う、の少なくとも一方の動作が行われたことを判断する走行状態判断手段と、この走行状態判断手段からの出力信号に対応する音声信号を実走行を行ったときの視線移動データに対応する音声信号を記憶している音声信号記憶手段から読み出す音声信号抽出手段と、この音声信号抽出手段からの出力信号を視線移動を指示する立体音場信号に変換する立体信号処理手段と、前記立体音場信号の供給を受け、着座した運転者の左右の外耳を含む領域に視線移動を指示する立体音場再生音を形成するように配置した少なくとも２つ以上のスピーカとを備えた運転支援装置。
【請求項２】
立体音場再生音信号の報知に基づく運転者の視線移動を検出する視線検出手段と、走行状態判断手段の出力に基づいて前記視線検出手段の出力信号と視線指示記憶手段から読み出した信号とから視線移動が適正に行われたか否かを判断し、適正に行われていない場合は再度音声信号抽出手段を作動させる視線適否判断手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の運転支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は運転時における前方および前方左右、後方および後方左右を確認するための視線移動を立体音によって報知して、その視線移動をタイミングよく行うようにした運転支援装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、運転者は運転時、視線移動によって、第１図に示すように配置された、フロントガラス５１を通して前方および前方左右を、ルームミラー５２により後方を、サイドミラー５３，５４により後方左右を確認し、車両走行に障害がないことを確認する。図中５５はハンドルを示す。
しかし、視線の移動方法については、運転免許を取得する教習においても適宜口頭での指導を受けるだけであり、実車における最適な視線移動については独自に経験を積む以外に適切な方法はない。
このため、初心者にとっては実際の運転に当たり、どのようなタイミングで視線移動させるのが最適であるのかが分からず、フロントガラス５１を通して自車前方のみの安全を確認するのが通例であり、運転時における自車周囲の確認が充分に行われないという課題があった。
【０００３】
この発明はこのような課題を解決するためになされたもので、運転時におけるフロントガラスを通して前方および前方左右、ルームミラーにより後方、サイドミラーにより後方左右の確認を行う視線移動のタイミングを、運転者に立体音の音像移動により報知する運転支援装置を提供することを目的とする。
【発明の開示】
【０００４】
この発明に係る運転支援装置は、車の実走行時において、方向指示状態検出手段と、操舵角度状態検出手段とを備えた走行状態検出手段と、前記走行時、方向指示を出す、ハンドル操作を行う、の少なくとも一方の動作が行われたことを判断する走行状態判断手段と、この走行状態判断手段からの出力信号に対応する音声信号を実走行を行ったときの視線移動データに対応する音声信号を記憶している音声信号記憶手段から読み出す音声信号抽出手段と、この音声信号抽出手段からの出力信号を視線移動を指示する立体音場信号に変換する立体信号処理手段と、前記立体音場信号の供給を受け、着座した運転者の左右の外耳を含む領域に視線移動を指示する立体音場再生音を形成するように配置した少なくとも２つ以上のスピーカとを備えたものである。
このことにより、立体音で視線移動が指示されるので、その指示に従って視線移動させて車両周囲を確認することにより、運転の安全性を向上することができる。
【０００５】
この発明に係る運転支援装置は、立体音場再生音信号の報知に基づく運転者の視線移動を検出する視線検出手段と、走行状態判断手段の出力に基づいて前記視線検出手段の出力信号と視線指示記憶手段から読み出した信号とから視線移動が適正に行われたか否かを判断し、適正に行われていない場合は再度音声信号抽出手段を作動させる視線適否判断手段を備えたものである。
このことにより、立体音による視線移動の指示に従わなかったときは、自動的に再指示が行われるため、その指示に従って視線移動させて車両周囲を確認することにより、運転の安全性をより向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための最良の形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
第２図はこの発明の実施の形態１による運転支援装置の構成を示すブロック図である。１は走行状態検出手段であり、方向指示状態検出手段１ａ、操舵角度状態検出手段１ｂ、ギアレンジ状態検出手段１ｃ、ヘッドライト照射状態検出手段１ｄ、ワイパー動作検出手段１ｅ等を備えている。
２は走行状態判断手段であり、方向指示状態判断手段２ａ、操舵角度状態判断手段２ｂ、ギアレンジ状態判断手段２ｃ、ヘッドライト照射状態判断手段２ｄ、ワイパー動作判断手段２ｅ等を備えている。
３は音声信号記憶手段であり、方向指示を出す、ハンドル操作を行う、ギアレンジをバックに入れる、ヘッドライトを点灯させる、ワイパーを動作させる等の動作に応じてベテラン運転者が行う視線移動をアイカメラ等で撮影し、焦点位置の方向と遠近のデータ化を行い、データに対応する音声信号を記憶している。
４は走行状態判断手段２から出力される信号に対応する音声信号を音声信号記憶手段から抽出する音声信号抽出手段、５は音声信号抽出手段４で抽出された音声を立体信号に変換する立体信号処理手段、６は立体音声出力手段である。
第３図は上記立体音声出力手段６としてのスピーカの配置構成を示す概略図であり、受聴者１０の両耳１０Ｌ，１０Ｒの近傍に３つずつスピーカ１３Ｌ１，１３Ｌ２，１３Ｌ３、１３Ｒ１，１３Ｒ２，１３Ｒ３を配置し、外耳付近の音場を立体音場とする。このスピーカ１３Ｌ１，１３Ｌ２，１３Ｌ３、１３Ｒ１，１３Ｒ２，１３Ｒ３は、例えば座席の背もたれ上面のヘッドレスト、あるいは座席上方の天井面に設ける。
図示例は左右の外耳付近に３つずつスピーカ１３Ｌ１，１３Ｌ２，１３Ｌ３、１３Ｒ１，１３Ｒ２，１３Ｒ３を配置した場合を示したが、このような配置が望ましい理由について説明する。この場合、制御点（目的とする音波の状態を再現する空間の点）は外耳付近の３点である。
第一の理由
制御点に原音場と同じ音圧を作り出すことが可能である。これを実現するためにはスピーカ１３Ｌ１，１３Ｌ２，１３Ｌ３、１３Ｒ１，１３Ｒ２，１３Ｒ３から制御点までの伝達関数（時間成分で表現したインパルス応答）が必要である。
この伝達関数は時間長が短いほど、信号処理を行うハードウエアの規模が少なくてすむため、時間長をできる限り短くできるようなスピーカの配置を選択すべきである。一般的な部屋や車室内ではスピーカと制御点の距離を短くすればするほど、伝達関数の時間長が短くなるといえる。
この理由はスピーカと制御点が離れれば離れるほど、スピーカから直接制御点に到来する直接音に比べて、部屋や車室内のあらゆる方向からの制御点に到達する反射音の割合が増えるからである。逆にスピーカと制御点の距離が近い場合、スピーカから制御点に直接届く直接音の比率が部屋や車室内の反射音に比ベて大きくなる。伝達関数の振幅はほとんどが直接音で占められることになり、反射音の振幅成分は直接音に比べて極めて小さい。したがって、伝達関数の時間長は直接音の収束する時間と見なすことができる。
第二の理由
左右に配置されたスピーカの間に受聴者の頭部が入りこむため、スピーカを外耳の傍に近づけることができ、両耳間のクロストークの割合を減らすことができる。つまり、右スピーカを右耳に近づければ近づけるほど、右スピーカから直接右耳に入る音と反対側の左耳にもれる音との比率が大きくなり、結果としてクロストークが減少する。
この左右のクロストーク分が少なければ、外耳近傍の音場Oを制御する際に左右の音場の信号処理をそれぞれ独立に行うことが可能になる。この最大の利点は演算規模が１／２にまで軽減されることである。この立体音場再生装置で行われる信号処理はスピーカの数と制御点の数の積に比例する。
いま、スピーカの数が左右にＮずつ、制御点も左右にＮずつある場合を考える。クロストーク分が少なく左右の信号処理が独立に行える場合、演算量は片耳あたりＮ×Ｎ、左右で２×（Ｎ×Ｎ）である。一方クロストーク分が大きい場合は左右をまとめて処理する必要があるため、２Ｎ×２Ｎ、すなわち４×（Ｎ×Ｎ）となる。クロストークが無い場合は演算量が１／２になる。
また、この発明の運転支援装置は、左右のスピーカは３つである必要はない。スピーカの数に対応して制御点が増えるため、理論的にはスピーカの数が多いほど正確に原音場を模擬することができる。しかし、信号処理量はスピーカの個数の二乗に比例するため、一般的なオーディオ装置のチャンネル数や演算処理能力を考えるとあまり個数の多いものは実用的ではない。
一方で模擬の精度といった観点から考察すると、左右一つずつ配置する方法は従来のヘッドホン方式と何らの差異がなくなるため、少なくとも片耳あたり２つからということになる。しかし、片耳２つ用いる手法では２つ制御点を結んだ線上でしか、音場の再現が行えないため、精度としては不充分である。
次に３つ用いた場合は、３つの制御点を結ぶ３角形の領域内で音場の再現が行える。この場合、制御点で音圧が再現されることにより領域内での音波の進行方向まで再現することが可能である。立体（３次元）音場を知覚するためには音波の進行方向が再現されることがきわめて重要である。このような音波の伝播方向まで考えると、精度の良い音場再現が得られ、かつ実用上大規模にならないというスピーカの個数は左右３つ合計６つということにる。
次に動作について説明する。
走行時、方向指示を出す、ハンドル操作を行う、ギアレンジをバックに入れる、ヘッドライトを点灯させる、ワイパーを動作させる等のいずれかまたはその幾つかの動作が同時に行われたことを、対応する走行状態判断手段２の各状態判断手段が判断すると、音声信号抽出手段４は走行状態判断手段２からの信号に基づいて音声信号記憶手段３から音声信号を抽出して、立体信号処理手段５に供給する。立体信号処理手段５は供給された信号を立体信号に変換して、立体音声出力手段６を構成するスピーカ１３Ｌ１，１３Ｌ２，１３Ｌ３、１３Ｒ１，１３Ｒ２，１３Ｒ３に供給する。
これ等スピーカ１３Ｌ１，１３Ｌ２，１３Ｌ３、１３Ｒ１，１３Ｒ２，１３Ｒ３から発せられる音声によって、運転者の外耳付近には立体音場が形成され、音像の移動により、視線移動を指示し実行させる。
第４図は音像の移動に基づく視線移動の順序を示す図であり、
ハンドル５５を握りフロントガラス５１を通して前方を見ている運転者に対し、左方向から聞こえる音場を与えると、運転者の視線は矢印方向に移動して、左側サイドミラー５３によって左後方を確認する。続いて、前方上方から聞こえる音場を与えると、運転者の視線は矢印の方向に移動して、ルーフミラー５２によって後方を確認する。ついで、右方向から聞こえる音場を与えると、運転者の視線は矢印方向に移動して、右側サイドミラー５４によって右後方を確認する。なお、図中、×印は音像位置を示す。
以上のように、この実施の形態１によれば、運転者の外耳付近に形成される立体音場によって、運転者に対し視線移動を指示するもので、この指示に従って視線移動を行うことにより、運転時、前方、左右、後方の認識を適切に行うことができ、事故、障害物への接触による車の損傷を未然に防止することができる。
【０００７】
実施の形態２．
第５図は運転者の外耳付近に形成される立体音場によって、運転者に対し視線移動が適正に行われたか否かを確認できるようにしたもので、第２図に示す実施の形態１の構成に、運転者の視線移動を検出するアイカメラ等の視線検出手段７、走行状態判断手段２からの判断信号を受けて作動を開始し、視線検出手段７の出力と視線指示記憶手段８から読み出した出力とを対比する視線適否判断手段９を付加した構成である。上記視線指示記憶手段８には、音声信号記憶手段３の記憶内容と同じ内容が記憶されている。
次に動作について説明する。
実施の形態１と同様に、走行時、音声信号抽出手段４は走行状態判断手段２からの信号に基づいて音声信号記憶手段３から音声信号を抽出して、立体信号処理手段５に供給する。立体信号処理手段５は供給された信号を立体信号に変換して、立体音声出力手段６を構成するスピーカ１３Ｌ１，１３Ｌ２，１３Ｌ３、１３Ｒ１，１３Ｒ２，１３Ｒ３に供給し、これ等スピーカ１３Ｌ１，１３Ｌ２，１３Ｌ３、１３Ｒ１，１３Ｒ２，１３Ｒ３から発せられる音声によって、運転者の外耳付近には立体音場が形成され、音像の移動により視線移動によって車周囲の確認を指示する。
この指示があると、立体信号処理手段５の出力信号に基づいて視線検出手段７が運転者の視線移動位置を検出し、その検出結果を、走行状態判断手段の判断結果に基づいて視線指示記憶手段８から読み出した視線指示と視線適否判断手段９で対比し、一致していないとき、つまり、視線移動の指示があったにもかかわらず視線移動が行われなかったときは、再度音声信号抽出手段４を作動させて運転者に視線移動を指示する。
以上のように、この実施の形態２によれば、運転者が視線移動の指示に従わなかったときは、自動的に再指示が行われるため、その指示に従って視線移動させて車両周囲を確認することにより、運転の安全性をより向上することができる。
【０００８】
参考例１．
第６図は参考例１の構成を示すブロック図であり、１１は道路状態検出手段であり、車に搭載された図示しないナビゲーション装置からの情報に基づき一般道、高速道、市街路、郊外路等の道路種別を検出する道路種別検出手段１１ａ、一方通行道路、交差道路等の道路形状検出手段１１ｂを有する。１２は道路状態判断手段であり、道路種別判断手段１２ａ、道路状態判断手段１２ｂを有する。他の構成は前記第４図と同じであるので、同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。ただし、音声信号記憶手段３，視線指示記憶手段８には、一般道、高速道、市街地、郊外路等の道路種別、渋滞、順調等の走行状態、晴天、雨天等の天候状態、昼、夜、薄暮等の時間条件、左走行、右走行等の走行車線条件等に応じてベテラン運転者が実走行を行い、視界の映像を記録するとともに視線移動をアイカメラ等で撮影し、焦点位置の方向と遠近のデータ化を行ったデータが記憶されている。
次に動作について説明する。
走行時、ナビゲーション装置からの情報に基づき道路種別を検出し、あるいは、走行道路が高速道路における合流領域である等を検出し、対応する道路状態判断手段１２の各状態判断手段が判断すると、音声信号抽出手段４は走行状態判断手段２からの判断信号に基づいて音声信号記憶手段３から音声信号を抽出して、立体信号処理手段５に供給し、以下、前記第５図に示す実施の形態２と同様の動作を行う。
以上のように、この参考例１によれば、交差点等における視線移動を必要とするときは、立体音で視線移動すべきことが指示されるので、その指示に従って視線移動させて車両周囲を確認することにより、運転の安全性を向上することができる。
【０００９】
参考例２．
第７図は参考例２の構成を示すブロック図であり、２１は例えば視線移動位置を表示する表示情報を記憶した表示情報記憶手段、２２は表示情報記憶手段２１から読み出した表示情報を表示する表示情報表示手段、２３は表示情報表示手段２２からの表示情報に基づいて音声信号記憶手段２４から音声信号を抽出する音声信号抽出手段、２５は音声信号抽出手段２３で抽出された音声を立体信号に変換する立体信号処理手段、２６は複数個のスピーカからなる立体音声出力手段である。
なお、音声信号記憶手段２４は、道路種別、走行状態、天候状態、時間条件、左走行、走行車線条件等に応じてベテラン運転者が実走行を行ったときの視線移動をアイカメラ等で撮影し、その視線移動のデータを音声信号として記憶している。
次に動作について説明する。
例えば、第４図に示した視線移動の教習画面情報を表示情報記憶手段２１から読み出し、表示情報表示手段２２に表示するとともに、この表示情報を音声信号抽出手段２３に供給する。音声信号抽出手段２３では、供給された表示情報に基づく音声信号を音声信号記憶手段２４から読み出し、立体信号処理手段２５で立体信号に変換して、立体音声出力手段２６に供給する。この立体音声出力手段２６は運転者の外耳付近に立体音場を形成し、この立体音場の音像位置変化によって運転者に視線移動を指示する。
以上のように、この参考例２によれば、表示情報記憶手段から読み出した情報に基づいて、運転者に立体音の音像位置の移動で視線移動を指示し、視線移動の訓練を実行させることができる。この結果、運転者は独自に経験するよりは、短時間に音声信号記憶手段に記憶されたベテラン運転者の視線移動を習得することができる。
【００１０】
参考例３．
第８図は参考例３の構成を示すブロック図であり、第７図に示す参考例２の構成に、運転者の視線移動を検出するアイカメラ等の視線検出手段２７と、表示情報表示手段２２からの出力信号を受け、視線指示記憶手段２８の出力と視線検出手段２７の出力とを対比する視線適否判断手段２９を備えたものである。
次に動作について説明する。
音声信号抽出手段２３は、供給された表示情報に基づく音声信号を音声信号記憶手段２４から読み出し、立体信号処理手段２５で立体信号に変換して、立体音声出力手段２６に供給し、運転者の外耳付近に立体音場を形成し、運転者に音像位置の移動によって視線移動を指示する。
この指示があると、表示情報表示手段２２の出力信号に基づいて視線検出手段２７が運転者の視線を検出し、その検出結果を視線適否判断手段２９に供給する。視線適否判断手段２９は、表示情報表示手段２２の出力信号に基づいて視線指示記憶手段２８から読み出した視線指示と上記の検出結果を対比し、一致していないとき、つまり、視線移動の指示があったにもかかわらず視線移動が行われなかったときは、再度音声信号抽出手段２３を作動させて、再度視線移動を指示する。
以上のように、この参考例３によれば、表示情報記憶手段から読み出した情報に基づいて、運転者に立体音場の音像位置変化によって視線移動を認識させ、視線移動の訓練を実行させることができる。この結果、運転者は独自に経験するよりは、短時間に音声信号記憶手段に記憶されたベテラン運転者の視線移動を習得することができる。また、立体音の音像位置の移動による視線移動の指示に従わなかったときは、自動的に再指示が行われるため、視線移動の訓練をより確実に実行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】  第１図は運転時の外部確認手段の概要図である。
【図２】  第２図はこの発明の実施の形態１により概要を示すブロック図である。
【図３】  第３図は立体音場を再生するスピーカの配置状態を示す概要図である。
【図４】  第４図は視線移動による外部確認手段の確認順序を示す正面図である
【図５】  第５図はこの発明の実施の形態２により概要を示すブロック図である。
【図６】  第６図はこの発明の参考例１により概要を示すブロック図である。
【図７】  第７図はこの発明の参考例２により概要を示すブロック図である。
【図８】  第８図はこの発明の参考例３により概要を示すブロック図である。
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図２】
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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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