JPH0592767U - 接近車両認識装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】自車に対して接近車両の方位を精度良く検出す
ること。 【構成】所定の間隔で配設された複数のマイクロホン
１，２の出力する音響信号は、帯域通過フィルタ３３、
３４により低周波帯域と高周波帯域の周波数成分が除去
された補正音響信号に変換される。補正音響信号は帯域
制限器４１により車両の走行音の特徴が良く現れる所定
の周波数帯域に制限され、パワー算出器４２によりパワ
ーが算出され、接近判定器４３によりパワーが所定値よ
り大きい場合に接近車有りと判定される。補正音響信号
は雑音抑圧器５１により不要な雑音成分が除去された雑
音抑圧信号に変換される。相関計算器５２により複数の
雑音抑圧信号の相互相関が演算され、時間差算出器５３
により相関が最大となる到達時間差が演算される。方向
算出器５４により到達時間差から接近車両の接近方向が
演算される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、周囲音の中から、自車の発生する音の影響を受けずに自車に接近す る車両を認識し、その車両の到来方向を識別する接近車両認識装置に関する。特 に、自動車等に設置され、交差点において周囲音の中から接近車両を認識し、そ の車両の到来方向を識別してドライバー等に知らせることにより、安全運転を支 援するための装置に利用される。

【０００２】

【従来の技術】

従来、自動車等に設置され、車外音の中から、踏切や緊急自動車等の各種警報 音の種類及び到来方向を認識する装置や、指向性マイクロホンの間欠回動（走査 ）や複数の指向性マイクロホンにより車両などの移動物の接近及び接近方向を探 知する装置が知られている。また、２個のマイクロホンの出力する時間関数とし ての音響信号からそれらの音響信号波形の相互相関値を算出し、マイクロホン間 における波形の到達時間差を求めて移動音源の移動方向を認識する装置が知られ ている。更に、騒音下において雑音が重畳した音声を認識するための雑音抑圧法 （スペクトルサブトラクション法等）が知られている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、これらの従来装置においては、車両等の接近及び到来方向を探知する 場合、認識できるものが警報音に限定されたり、車両等に設置する場合、自車の 発生音の影響を排除するために指向性マイクロホンを使用する必要があるという 問題点があった。

【０００４】 本考案は、上記の問題点を解決するために成されたものであり、その目的とす るところは、車両等の接近及び到来方向を探知する場合、接近車両を緊急自動車 等の警報音を発する車両に限定せずに、また、マイクロホンを指向性マイクロホ ンに限定せず無指向性マイクロホンによっても自車の発生音の影響を受けずに、 接近してくる車両を認識し、その到来方向を識別してドライバー等に知らせるこ とが出来るようにすることである。

【０００５】 本考案者は上記従来技術の有する問題点を解決する接近車両認識装置を開発す べく、シミュレーションによる解析および車載実験を重ねた結果、騒音下におい て雑音が重畳した音声を認識する時等によく用いられる雑音抑圧法であるスペク トルサブトラクション法を用いることにより、自車の発生音の影響を排除して、 接近車両の到来方向を精度良く識別することが可能となった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案の接近車両認識装置の構成は、図１に示すように、周囲音を検出し、そ の周囲音に対応した音響信号を出力すると共に所定の間隔で配設された複数の音 響電気変換器Ｘ１と、複数の音響電気変換器がそれぞれ出力する音響信号におい て、低周波帯域と高周波帯域の周波数成分を除去する帯域通過フィルタＸ２と、 帯域通過フィルタからの各出力信号から車両の走行音の特徴が良く現れる所定の 周波数帯域のパワーを算出するパワー算出手段Ｘ３と、パワー算出手段により算 出されたパワーから車両の接近を判定する車両接近判定手段Ｘ４と、車両接近判 定手段により車両の接近が判定された場合に、帯域通過フィルタからの各出力信 号から不要な雑音成分を取り除き、各雑音抑圧信号を出力する雑音抑圧手段Ｘ５ と、雑音抑圧手段の出力する前記複数の雑音抑圧信号の相互相関から、前記複数 の音響電気変換器に車両走行音の到達する時間差を算出する時間差算出手段Ｘ６ と、時間差算出手段により算出された時間差から接近車両の走行音の到来方向を 識別をする方向識別手段Ｘ７とを備えたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】

車両の周囲音は複数の音響電気変換器Ｘ１により収音され、音響電気変換器Ｘ １から周囲音に対応した音響信号が出力される。その音響信号は帯域通過フィル タＸ２に入力して、低周波成分と高周波成分とが除去される。これにより、一次 的に近接車両の走行音に関与しない雑音成分が除去される。次に、パワー算出手 段Ｘ３により、帯域通過フィルタＸ２からの各出力信号から接近車両の走行音の 特徴が良く現れている所定の周波数帯域のパワーが算出され、その算出されたパ ワーから車両接近判定手段Ｘ４により車両の接近が判定される。

【０００８】 車両の接近が判定された場合に、雑音抑圧手段Ｘ５により、帯域通過フィルタ Ｘ２からの各音響電気変換器に対応した各出力信号から不要な雑音成分が取り除 かれ、各雑音抑圧信号が出力される。その後、時間差算出手段Ｘ６により複数の 雑音抑圧信号の相互相関から複数の音響電気変換器に車両走行音の到達する時間 差が算出され、その算出された時間差から方向識別手段Ｘ７により接近車両の到 来方向が識別される。

【０００９】 このように、本考案では、接近車両の到来方向を識別する場合、複数の音響電 気変換器の出力する複数の時間関数としての音響信号の相互相関値を算出するの でなく、音響信号をスペクトル分析しスペクトルサブトラクション法により自車 の発生音のスペクトル成分を減算してから、時間関数としての雑音抑圧信号に戻 して自車発生音の影響を取り除き、その後に、時間関数としての雑音抑圧信号の 相互相関値を算出して、複数の音響電気変換器に到達する音波の時間差を求める ことにより接近車両の到来方向を識別するようにしている。

【００１０】

【考案の効果】

本考案の接近車両認識装置は、車両走行音の特徴のよく現れる帯域の信号のパ ワーから車両の接近を判定するので、特に警報音を発する車両に限定せず車両の 接近が認識できる。また、本考案の装置は、雑音抑圧手段により自車の発生音の 影響を排除するので、指向性のある音響電気変換器を使用することなく、無指向 性の音響電気変換器によっても自車の発生音の影響を受けずに、接近車両の到来 方向を精度よく識別することができる。 また、本考案の装置は、交差点等において見通しが悪く接近してくる車両が見 えない場合等に、車両の発する音から車両接近と到来方向を認識し、それを運転 手等に知らせることにりより安全運転を支援することができる。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案を具体的な一実施例に基づいて説明する。 図２は、実施例装置の構成を示した図である。 接近車両認識装置は、車両の周囲の音を集音する２個のマイクロホン１、２と 、それからの音響信号をサンプリングする音響信号入力部３と、サンプリングさ れた音響信号から車両の接近を判定する車両接近判定部４と、車両接近判定部４ において車両の接近が判定された場合に車両の到来方向を識別する方向識別部５ と、接近が判定された場合にブザー音により警報を出力する警報器６１と、方向 識別部５による車両到来方向の識別結果を表示する表示装置６２とから構成され ている。

【００１２】 図３は、自車両Ａの前端部に水平方向に距離ｄだけ隔てて２個のマイクロホン を設置し、車両Ｂの接近を認識し到来方向を識別する場合を示したものである。 また、マイクロホンは図４のようにルーフ上や図示しない左右のドアミラー（又 はフェンダミラー）内等にも設置することができる。

【００１３】 ここで、音響信号入力部３においては、まず、マイクロホン１、２からの音響 信号はマイクアンプ３１、３２に入力されて増幅される。音響信号は、低周波域 の風や自車発生音の影響と、高周波域の雑音の影響を取り除くために、帯域通過 フィルタ３３、３４に入力して、低周波成分と高周波成分が除去された補正音響 信号に変換される。その後に、その補正音響信号は、Ａ／Ｄコンバータ３５によ りアナログデータからデジタルデータに変換される。

【００１４】 次に、車両接近判定部４では、音響信号入力部３からの一方、例えば右側のマ イクロホン１から出力される音響信号に対応する補正音響信号は、帯域制限器４ １により接近車両の走行音の特徴のよく現れる周波数帯域に制限される。そして 、パワー算出器４２により、その補正音響信号の制限された帯域のパワーが算出 される。次に、接近判定器４３により、パワーレベルが所定のしきい値と比較さ れれ、算出された走行音のパワーレベルが一定値を越えた場合に車両の接近と判 定される。尚、別の判定方法としては、走行音のパワーの上昇度が一定の割合以 上の場合に、車両の接近と判定することもできる。

【００１５】 車両接近判定部４において車両の接近が判定された場合には、警報器６１を作 動させてブザー音等をスピーカ等に出力することにより運転手に車両接近を知ら せる。そして、方向識別部５を動作させ接近車両の到来方向を識別する。方向識 別部５には、音響信号入力部３から２個のマイクロホン１、２からの音響信号が 帯域通過フィルタ３３、３４で補正された補正音響信号が入力される。マイクロ ホンを車両前端部に設置した場合等には自車発生音の影響が大きいため、雑音抑 圧器５１により、入力された補正音響信号の雑音抑圧処理が行われる。雑音抑圧 手法には、雑音下の音声認識を行う時によく用いられるスペクトルサブトラクシ ョン法が用いられる。

【００１６】 図５に、スペクトルサブトラクション法のアルゴリズムを示す。 帯域通過フィルタＸ２から出力される各補正音響信号は、ＦＦＴ処理１００に よりフーリエ変換されて周波数関数が得られる。次に、周波数関数の絶対値の２ 乗処理１０１により振幅スペクトルが算出される。次に、検出音の振幅スペクト ルから自車ノイズの振幅スペクトルが減算処理１０２され、接近車両走行音の振 幅スペクトルが推定される。次に、補正された振幅スペクトルの平方根処理１０ ３により補正された周波数関数の振幅の絶対値が演算される。その振幅の絶対値 と位相情報とから、逆ＦＦＴ処理１０４により、補正された周波数関数に対する 時間関数、即ち、雑音抑圧信号が生成される。これにより、自車ノイズ成分が抑 圧された信号が得られる。

【００１７】 ２個のマイクロホン１、２から出力される２つの音響信号に対応する２つの時 間関数としての雑音抑圧信号は、相関計算器５２により相互相関が計算される。 そして、図６に示すように、時間差算出器５３により相互相関の値が最大となる ときの時間差が演算される。この時間差は、接近車両の発する音波が２個のマイ クロホン１、２に到達する時の信号到達時間差τである。その到達時間差τから 方向算出器５４により接近車両の到来方向θが演算される。到来方向が演算され ると結果はディスプレイやランプ等の表示装置６２により運転車等に知らされる 。

【００１８】 尚、到達時間差τと接近車両の到来方向θとの関係は、図６に示すように、次 の関係が成立する。

【数１】 cosθ＝τ・ｖ／ｄ 但し、ｖは音速、ｄは２個のマイクロホン１、２間の距離である。

【００１９】 上述したように、本実施例装置では、車両走行音の特徴のよく現れる帯域の信 号のパワーから車両の接近を判定するので、特に警報音を発する車両に限定せず 車両の接近が認識できる。 また、実施例装置は、雑音抑圧を行うことにより自車の発生音の影響を排除す るので、指向性マイクロホンに限定せず無指向性マイクロホンによっても自車の 発生音の影響を受けずに、接近車両の到来方向を精度よく識別することができる 。 また、実施例装置は、交差点等において見通しが悪く接近してくる車両が見え ない場合等に、車両の発する音から車両接近と到来方向を認識し、それを運転車 等に知らせることにより安全運転を支援することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の概念を示したブロックダイアグラム。

【図２】本考案の具体的な一実施例に係る接近車両認識
装置の構成図。

【図３】マイクロホンの具体的な設置場所を示した説明
図。

【図４】マイクロホンの具体的な設置場所を示した説明
図。

【図５】雑音抑圧信号を求めるためのスペクトルサブト
ラクション法の処理手順を示したブロック図。

【図６】接近車の方向算出方法を示した説明図。

【符号の説明】

１、２…マイクロホン（音響電気変換器） ３…音響信号入力部 ４…車両接近判定部 ５…方向識別部 ３３、３４…帯域通過フィルタ ４１…帯域制限器（パワー算出手段） ４２…パワー算出器（パワー算出手段） ４３…接近判定器（車両接近判定手段） ５１…雑音抑圧器（雑音抑圧手段） ５２…相関計算器（時間差算出手段） ５３…時間差算出器（時間差算出手段） ５４…方向算出器（方向識別手段） ６２…表示装置

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 周囲音を検出し、その周囲音に対応した
   音響信号を出力すると共に所定の間隔で配設された複数
   の音響電気変換器と、 前記複数の音響電気変換器がそれぞれ出力する前記各音
   響信号において、低周波帯域と高周波帯域の周波数成分
   を除去する帯域通過フィルタと、 前記帯域通過フィルタからの各出力信号から車両の走行
   音の特徴が良く現れる所定の周波数帯域のパワーを算出
   するパワー算出手段と、 前記パワー算出手段により算出されたパワーから車両の
   接近を判定する車両接近判定手段と、 前記車両接近判定手段により車両の接近が判定された場
   合に、前記帯域通過フィルタからの各出力信号から不要
   な雑音成分を取り除き、各雑音抑圧信号を出力する雑音
   抑圧手段と、 前記雑音抑圧手段の出力する前記複数の雑音抑圧信号の
   相互相関から、前記複数の音響電気変換器に車両走行音
   の到達する時間差を算出する時間差算出手段と、 前記時間差算出手段により算出された時間差から接近車
   両の走行音の到来方向を識別する方向識別手段とを備え
   たことを特徴とする接近車両認識装置。