(57)【要約】予め選択した施設の現在地からの位置を該現在地と地図データから判断する施設判断手段からの音声要求により、案内同期手段で生成された音声案内を、立体信号処理手段で立体音場信号に変換して、受聴者の左右外耳に対応して、立体音場再生空間を形成する少なくとも２つ以上のスピーカに出力し、予め選択した施設の距離と方向を臨場感豊かな立体音の音像移動によって報知する。
2002097372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め選択した施設の現在地からの位置を該現在地と地図データから判断する施設判断手段と、その施設判断手段の判断結果に音声要求があれば、音声データを作成して音声案内を行う案内同期手段と、その案内同期手段で生成された音声案内に基づいて立体音場発生呼び出しを行う音声案内手段と、この音声案内手段からの音声案内呼び出しに基づく音量信号を立体音場信号に変換して出力する立体信号処理手段と、前記立体音場信号を受けて受聴者の左右外耳に対応して、立体音場再生空間を形成する少なくとも２つ以上のスピーカとを備えた運転支援装置。
【請求項２】
施設判断手段は、現在地を推定する現在地推定手段と、施設情報を格納したデータベースから予め選択された施設情報を読み出す施設情報抽出手段と、現在地と地図データおよび前記選択された施設情報を入力して該現在地から該施設までの経路を探索する誘導手段とで構成したことを特徴とする請求の範囲第１項記載の運転支援装置。
【請求項３】
案内同期手段からの描画要求に基づき表示手段に描画する描画手段を備えたことを特徴とする請求の範囲第１項記載の運転支援装置。
【請求項４】
音声案内手段に音声データに対応する音量を出力する音量プロファイルを設けたことを特徴とする請求の範囲第１項記載の運転支援装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は運転者が選択した施設が、自車位置から前方および左右方向の一定距離範囲内に現れると、その施設の方向と距離を、立体音の音像移動で報知する運転支援装置に関するものである。
背景技術
車両に搭載されたナビゲーション装置の場合、経路誘導を行っている、いないに関わらず、自車周辺の施設を地図上に表示させることが可能である。また、施設は公共施設からガソリンスタンドに至るまでジャンルごとに設定可能であり、各々を認識させるアイコンで表現する場合が多い。
しかしながら、場所やジャンルによっては施設が多数有り、アイコンが重なって運転者が認識しにくい場合がある。また、選択した地図の縮尺によっても同様の結果になる。飲食店等の施設を選択した場合が、この例に当たる。このような場合、運転者は認識のために無意識に表示画面を注視することになり、安全運転の阻害要因となっている。
この発明は上記のような課題を解消するためになされたもので、表示画面を注視することなく、立体音で施設の方向と距離を報知する運転支援装置を得ることを目的とする。
発明の開示
この発明の係る運転支援装置は、予め選択した施設の現在地からの位置を該現在地と地図データから判断する施設判断手段と、その施設判断手段の判断結果に音声要求があれば、音声データを作成して音声案内を行う案内同期手段と、その案内同期手段で生成された音声案内に基づいて立体音場発生呼び出しを行う音声案内手段と、この音声案内手段からの出力信号を立体音場信号に変換して出力する立体信号処理手段と、前記立体音場信号を受けて受聴者の左右外耳に対応して、立体音場再生空間を形成する少なくとも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、立体音の音像移動により、現在地から予め選択した施設までの距離と方向を知らせることができ、ディスプレイ上の地図に視線を移動することなく、前方を見たまま運転を続けることができるもので、施設の確認も容易であるとともに、安全運転に寄与する。
この発明の係る運転支援装置の施設判断手段は、現在地を推定する現在地推定手段と、施設情報を格納したデータベースから予め選択された施設情報を読み出す施設情報抽出手段と、現在地と地図データおよび前記選択された施設情報を入力して該現在地から該施設までの経路を探索する誘導手段とで構成したものである。
このことにより、走行車線に応じて左右どちらか一方、例えば日本であれば左側にある施設のみを限定選択すれば、探していた施設の案内があった場合にＵターンや右折を行う必要が無く、運転により安全に寄与することが可能となる。特に、中央分離帯や複数車線の道路においては有効である。
この発明の係る運転支援装置は、案内同期手段からの描画要求に基づき表示手段に描画する描画手段を備えたものである。
このことにより、地図上の探索経路に予め選択した施設を表示することができ、音声表示とともに、その施設位置の確認が容易となる。
この発明の係る運転支援装置は、音声案内手段に音声データに対応する音量を出力する音量プロファイルを設けたものである。
このことにより、立体信号処理手段は音声データに対応する音量を入力することができ、信号変換処理が容易となる。
発明を実施するための最良の形態
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１図は実施の形態１における運転支援装置のスピーカ配置構成を示す概略図であり、受聴者１の両耳２Ｌ，２Ｒの近傍に３つずつスピーカ３Ｌ１，３Ｌ２，３Ｌ３、３Ｒ１，３Ｒ２，３Ｒ３を配置し、各スピーカに対する供給信号によって外耳付近の音場を立体音場とする。
図示例は左右外耳に３つずつスピーカ３Ｌ１，３Ｌ２，３Ｌ３、３Ｒ１，３Ｒ２，３Ｒ３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３Ｌ１，３Ｌ２，３Ｌ３、３Ｒ１，３Ｒ２，３Ｒ３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室内の反射音に比べて大きくなる。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。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つということになり、これが本発明の基本的な実施レベルであると言える。
第２図はこの発明は上記の原理に基づくスピーカを備えた運転支援装置の構成を示すブロック図であり、１１はＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）の信号を受信して現在地を推定する現在地推定手段、１２は地図データ、交差点の形状データ等を格納したデータベース、１３は施設情報を格納したデータベース、１４はデータベース１３から施設情報を抽出する施設情報抽出手段、１５は現在地推定手段１１から出力された現在地とデータベース１２から読み出された地図データおよび施設情報抽出手段１４から供給された施設情報を入力して該現在地から該施設までの経路を探索する誘導手段、１６は現在地推定手段１１，誘導手段１５の出力に基づいて描画要求および音声要求の判断を行い、描画呼び出しおよび音声案内呼び出しを行う案内同期手段、１７は案内同期手段１６からの描画呼び出しに基づき表示手段１８に描画する描画手段、１９は案内同期手段１６からの音声案内呼び出しに基づき音量信号を出力する音声案内手段、２０は現在地推定手段１１，音声案内手段１９の出力に基づいて前記のスピーカ３Ｌ１，３Ｌ２，３Ｌ３、３Ｒ１，３Ｒ２，３Ｒ３に立体音場発生信号を供給する立体信号処理手段である。なお、上記の現在地推定手段１１，データベース１２，施設情報データベース１３，施設情報抽出手段１４，誘導手段１５によって施設判断手段を構成している。
次に動作について説明する。
第３図は誘導手段１５の動作を説明するフローチャートである。先ず、誘導手段１５の動作がスタートすると、現在地推定手段１１から現在地を取得し（ステップＳＴ１）、データベース１２から読み出した地図データに基づいて経路案内点エリア判定を行い（ステップＳＴ２）、施設情報抽出手段１４からの出力信号に基づいて施設エリア判定を行う（ステップＳＴ３）。
ついで、判定ＯＫかを判断し（ステップＳＴ８）、ＹＥＳなら経路を探索のための誘導データ抽出（ステップＳＴ４）、その探査経路に施設情報付加（ステップＳＴ５）、案内情報生成（ステップＳＴ６）、案内同期呼び出し（ステップＳＴ７）を順次行い、ステップＳＴ８の判断結果がＮＯの場合とともに動作を終了する。
第４図は案内同期手段１６の動作を説明するフローチャートである。案内同期手段１６の動作がスタートすると、現在地推定手段１１から現在地を取得し（ステップＳＴ１１）、誘導手段１５から出力された案内情報取得（ステップＳＴ１２）、描画更新判定（ステップＳＴ１３）、音声案内判定（ステップＳＴ１４）を順次に行う。
ついで、描画要求かを判断し（ステップＳＴ１５）、ＹＥＳならば描画呼び出しを行なった後（ステップＳＴ１６）、表示手段１８に描画を行い、上記判断がＮＯの場合とともに音声要求かの判断に移行する（ステップＳＴ１７）。判断結果がＹＥＳならば、音声データ属性・内容生成を行い（ステップＳＴ１８）、その後、音声案内呼び出しを行い（ステップＳＴ１９）、ステップＳＴ１７の判断がＮＯの場合とともに動作を終了する。
第５図は音声案内手段１９の動作を説明するためのフローチャートである。音声案内手段１９の動作がスタートすると、音声案内手段１９に設けられたメモリ１９ａから音量プロファイル取得を行い（ステップＳＴ２１）、案内同期手段１６から音声データ属性・内容取得を行い（ステップＳＴ２２）、その音声データ属性・内容に対応する音量で立体音場発生呼び出し（ステップＳＴ２３）を順次行い動作を終了する。
第６図は立体信号処理手段２０の動作を説明するためのフローチャートである。立体信号処理手段２０の動作がスタートすると、現在地推定手段８から現在地を取得し（ステップＳＴ３１）、音声案内手段１９から立体音場発生呼び出しに基づき、音声空間配置情報生成（ステップＳＴ３２）、次いで立体音声情報生成を行い（ステップＳＴ３３）、この立体音声情報をスピーカ３Ｌ１，３Ｌ２，３Ｌ３、３Ｒ１，３Ｒ２，３Ｒ３に供給して、探索経路上における予め選択した施設に近づき、所定の距離例えば１００ｍ以内になったことを地図データから認識すると、その距離と方向を立体音の音像移動によって報知する。
以上のように、この実施の形態１によれば、予め選択した施設の所定の距離以内に近づくと、その距離と方向を立体音の音像移動によって報知することにより、表示手段の表示画面に視線を移動することなく、前方を見たまま運転を続けることができるもので、施設の確認も容易であるとともに、安全運転に寄与するものである。
つまり、ドライブ中、食事をとったり、ガソリンを給油する必要が生じたりする場合が頻繁にある。その場合、食事の種類を選択したり、普段給油しているガソリンメーカーのガソリンスタンドを指定したいという希望がある。そういった場合に、通常はナビゲーション装置の表示画面に表示した地図上に施設をわかりやすいアイコンで表現しているが、画面を見るために前方確認がおろそかになる。
然るに、この実施の形態１によれば、立体音の音像位置変化によって施設の位置および方向を報知することができ、運転者は視線を前方から車室内のナビゲーション装置の表示画面に移動させるという行為を回避でき、安全運転に寄与することになる。
また、走行車線に応じて左右どちらか一方、例えば日本であれば左側にある施設のみを限定選択すれば、探していた施設の案内があった場合にＵターンや右折を行う必要が無く、安全に運転に寄与することが可能となる。特に、中央分離帯や複数車線の道路においては有効である。
産業上の利用可能性
以上のように、この発明に係る運転支援装置は、予め選択した施設の所定に距離以内に近づくと、その距離と方向を臨場感豊かな立体音の音像移動によって報知するのに適している。
【図面の簡単な説明】
第１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。
第２図は実施の形態１における運転支援装置の構成を示すブロック図である。
第３図は誘導手段の動作を説明するフローチャートである。
第４図は案内同期手段の動作を説明するフローチャートである。
第５図は音声案内手段の動作を説明するフローチャートである。
第６図は立体信号処理手段の動作を説明するフローチャートである。
【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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【国際調査報告】
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