音源検出装置及び接近車両検出装置
【課題】必要な音源（特に、接近車両）のみを検出することができる音源検出装置及び接近車両検出装置を提供することを課題とする。
【解決手段】自車両に搭載され、複数の集音器で集音された音に基づいて接近する車両を検出する接近車両検出装置であって、複数の集音器１１Ｒ，１１Ｃ，１１Ｌは自車両の上下方向より左右方向に広い指向性領域１１Ｒａ，１１Ｃａ，１１Ｌａを有するとともに、指向性領域１１Ｒａ，１１Ｃａ，１１Ｌａが互いに交差するように配置され、指向性領域１１Ｒａ，１１Ｃａ，１１Ｌａが交差している領域を検出範囲１１ｂＲ，１１ｂＬとすることを特徴とする。
【解決手段】自車両に搭載され、複数の集音器で集音された音に基づいて接近する車両を検出する接近車両検出装置であって、複数の集音器１１Ｒ，１１Ｃ，１１Ｌは自車両の上下方向より左右方向に広い指向性領域１１Ｒａ，１１Ｃａ，１１Ｌａを有するとともに、指向性領域１１Ｒａ，１１Ｃａ，１１Ｌａが互いに交差するように配置され、指向性領域１１Ｒａ，１１Ｃａ，１１Ｌａが交差している領域を検出範囲１１ｂＲ，１１ｂＬとすることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の集音器で集音された音に基づいて音源（特に、接近する車両の音源）を検出する音源検出装置及び接近車両検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
接近車両検出装置では、複数の集音器で周囲の音をそれぞれ集音し、その各音の到達時間差等に基づいて音源（特に、車両の走行音）の移動方向を特定する。特許文献１に記載の装置では、所定の間隔で配設された複数のマイクロホンが出力する電気信号から帯域通過フィルタで低周波帯域と高周波帯域の周波数成分をそれぞれ除去して補正電気信号に変換し、その補正電気信号から車両の走行音の特徴の現れる所定の周波数帯域のパワーを算出し、そのパワーレベルが所定値より大きい場合に接近車両有りと判定するとともに、その補正電気信号により不要な雑音成分を除去して雑音抑制信号に変換し、複数のマイクロホンの雑音抑制信号間の相互相関を演算し、相関が最大となる到達時間差から接近車両の接近方向を演算する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平５−９２７６７号公報
【特許文献２】特開平８−２０２９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の接近車両検出装置では、自車両の左右方向から接近する車両を検出するために、複数のマイクロホンが車両に対して水平（道路面に平行）に並べて配置されている。このように複数のマイクロホンを配置した場合、自車両と同一平面上の道路を走行している車両だけでなく、自車両と上下方向で異なる道路（例えば、上方（高架）の道路、下方の道路）を走行している車両も、接近車両として検出する。つまり、自車両と同じ高さ位置に存在する音源と上方又は下方に存在する音源とでは、水平に配置される複数のマイクロホンでは音の到達時間差に違いが生じないので、自車両と同一平面上か否かの判別ができない。また、例えば、道路構造上、左右方向の一方の方向からしか車両が来ない場合でも、無指向性のマイクロホンではあらゆる方向からの音を検出するので、車両が来ない他方の方向からの音（例えば、他のノイズ音、壁や建物で反射した音）も検出し、接近車両と誤検出する場合がある。このように、従来の接近車両検出装置では、自車両と衝突する可能性のない車両（音）も接近車両として検出する場合がある。その結果、検出された接近車両に対する不要な警報等を行う。
【０００５】
そこで、本発明は、必要な音源（特に、接近車両）のみを検出することができる音源検出装置及び接近車両検出装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る音源検出装置は、複数の集音器で集音された音に基づいて音源を検出する音源検出装置であって、複数の集音器は、平面状に広がる指向性領域を有するとともに、該指向性領域が互いに交差するように配置され、指向性領域が交差している領域を検出範囲とすることを特徴とする。
【０００７】
この音源検出装置では、平面状に広がる指向性領域を有する複数の集音器を備えており、その複数の集音器が指向性領域が互いに交差するように配置されている。指向性領域の上下方向の範囲は、狭い範囲がよく、音源検出装置が搭載される移動体等の高さ付近までの指向性を持つものが好ましい。２個の集音器の指向性領域が交差している領域（指向性領域が重なっている部分）は、その２個の集音器が共に音を集音できる領域であり、２個の集音器の音の到達時間差等を利用して音源を検出可能な領域である。したがって、各集音器の取り付け位置や指向性領域の左右方向の広さ、２個の集音器の指向性領域の交差のさせ方等を調整することにより、左右方向の検出範囲を任意に設定できる。したがって、左右方向において特定の方向に存在する音源のみを検出できる。また、２個の集音器の指向性領域が交差可能な上下方向の範囲は移動体等の高さ程度の範囲であるので、上下方向の検出範囲は同一平面上に存在する移動体等の高さ程度の範囲である。したがって、同一平面上に存在する音源のみを検出できる。このように、音源検出装置では、平面状に広がる指向性領域を有する複数の集音器を指向性領域が互いに交差するように配置することにより、同一平面上の特定の方向に存在する音源のみを検出でき、必要な音源のみを検出することができる。これによって、上下方向で異なる位置に存在する音源や左右方向で検出不要な方向に存在する音源等を検出することがなくなる。
【０００８】
本発明に係る接近車両検出装置は、自車両に搭載され、複数の集音器で集音された音に基づいて接近する車両を検出する接近車両検出装置であって、複数の集音器は、自車両の上下方向より左右方向に広い指向性領域を有するとともに、該指向性領域が互いに交差するように配置され、指向性領域が交差している領域を検出範囲とすることを特徴とする。
【０００９】
この接近車両検出装置では、車両の上下方向よりも左右方向に広い指向性領域を有する複数の集音器を備えており、その複数の集音器が指向性領域が互いに交差するように配置されている。指向性領域の上下方向の範囲は、狭い範囲がよく、車両の高さ付近までの指向性を持つものが好ましい。２個の集音器の指向性領域が交差している領域（指向性領域が重なっている部分）は、その２個の集音器が共に音を集音できる領域であり、２個の集音器の音の到達時間差等を利用して接近する車両の音源を検出可能な領域である。したがって、各集音器の取り付け位置や指向性領域の左右方向の広さ、２個の集音器の指向性領域の交差のさせ方等を調整することにより、左右方向の検出範囲を任意に設定できる。したがって、左右方向において特定の方向に存在する接近車両のみを検出できる。また、２個の集音器の指向性領域が交差可能な上下方向の範囲は車両の高さ程度の範囲であるので、上下方向の検出範囲は自車両と同一平面上に存在する車両高さ程度の範囲である。したがって、自車両と同一平面上の道路に存在する接近車両のみを検出できる。このように、接近車両検出装置では、車両の上下方向より左右方向に広い指向性領域を有する複数の集音器を指向性領域が互いに交差するように配置することにより、自車両と同一平面上の特定の方向に存在する音源のみを検出でき、自車両にとって必要な接近車両のみを検出することができる。これによって、自車両と上下方向で異なる道路上に存在する車両や左右方向で検出不要な方向に存在する音等を検出することがなくなる。その結果、不要な警報等を抑制できる。
【００１０】
本発明の上記接近車両検出装置では、複数の集音器のうちの少なくとも１個の集音器が自車両のロール方向に回転可能であり、回転可能な集音器を回転させることによって指向性領域が互いに交差する検出範囲を任意に設定可能とすると好適である。
【００１１】
この接近車両検出装置では、少なくとも１個の集音器が自車両のロール方向に回転可能であるので、回転可能な集音器のロール方向の回転量を調整することにより、その集音器の指向性領域の傾き量を任意に設定でき、指向性領域が交差する領域（検出範囲）を任意に設定できる。このように、接近車両検出装置では、集音器が自車両のロール方向に回転可能な構成することにより、検出範囲を任意に設定できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、平面状に広がる指向性領域を有する複数の集音器を指向性領域が互いに交差するように配置することにより、同一平面上の特定の方向に存在する音源のみを検出でき、必要な音源のみを検出することができる。また、本発明によれば、車両の上下方向より左右方向に広い指向性領域を有する複数の集音器を指向性領域が互いに交差するように配置することにより、自車両と同一平面上の特定の方向に存在する音源のみを検出でき、自車両にとって必要な接近車両のみを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施の形態に係る接近車両検出装置の構成図である。
【図２】超指向性集音器の指向性領域を示す図である。
【図３】本実施の形態に係る複数の超指向性集音器を左右方向にずらして配置した場合の指向性領域を示す図であり、（ａ）が平面図であり、（ｂ）が側面図である。
【図４】本実施の形態に係る集音器ユニットの指向性領域を示す図であり、（ａ）が平面図であり、（ｂ）が側面図である。
【図５】本実施の形態に係る２個の集音器ユニットの配置と指向性領域を示す図であり、（ａ）が平面図であり、（ｂ）が正面図であり、（ｃ）が側面図である。
【図６】図５の２個の集音器ユニットによる検出範囲を示す図であり、（ａ）が平面図であり、（ｂ）が正面図である。
【図７】本実施の形態に係る３個の集音器ユニットの配置と指向性領域を示す図であり、（ａ）が平面図であり、（ｂ）が正面図であり、（ｃ）が側面図である。
【図８】図７の３個の集音器ユニットによる検出範囲を示す図であり、（ａ）が平面図であり、（ｂ）が正面図である。
【図９】本実施の形態に係る道路構造に応じた検出範囲の一例であり、（ａ）が右折のみ可能な道路での検出範囲であり、（ｂ）がＴ字路での検出範囲であり、（ｃ）が十字路での検出範囲である。
【図１０】本実施の形態に係る運転者の注意方向を考慮した検出範囲の一例である。
【図１１】本実施の形態に係るロール方向に回転可能な３個の集音器ユニットの配置と指向性領域を示す正面図である。
【図１２】本実施の形態に係るロール方向に回転可能な２個の集音器ユニットの指向性領域を示す正面図であり、（ａ）が検出範囲を正面とする場合であり、（ｂ）が検出範囲を右方とする場合であり、（ｃ）が検出範囲を左方とする場合である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明に係る音源検出装置及び接近車両検出装置の実施の形態を説明する。なお、各図において同一又は相当する要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
本実施の形態では、本発明を、車両に搭載される接近車両検出装置に適用する。本実施の形態に係る接近車両検出装置は、複数（２個以上）の集音器（マイクロホン）で集音された各音に基づいて自車両に接近する車両を検出し（つまり、周辺車両の走行音の音源の移動方向を特定し）、接近車両の情報を運転支援装置に提供する。なお、各図において指向性領域や検出範囲を示しており、各図に描かれている指向性領域や検出範囲の大きさは車両の大きさと比較してそれほど変わらない大きさであるが、実際には遠方の車両まで検出可能な大きな領域や範囲である。
【００１６】
なお、車両の走行音は、主として、ロードノイズ（タイヤ表面と路面との摩擦音）とパターンノイズ（タイヤ溝における空気の渦（圧縮／開放））である。この車両の走行音の周波数成分の範囲は、実験等によって予め測定しておいてもよい。
【００１７】
図１〜図４を参照して、本実施の形態に係る接近車両検出装置１について説明する。図１は、本実施の形態に係る接近車両検出装置の構成図である。図２は、超指向性集音器の指向性領域を示す図である。図３は、本実施の形態に係る複数の超指向性集音器を左右方向にずらして配置した場合の指向性領域を示す図である。図４は、本実施の形態に係る集音器ユニットの指向性領域を示す図である。
【００１８】
接近車両検出装置１は、車両の上下方向より左右方向に広くなるように平面状に広がる指向性領域（集音領域）を有する集音器ユニット（特許請求の範囲に記載の集音器に相当）を少なくとも２個備えており、隣り合う集音器ユニットの指向性領域が互いに交差するように集音器ユニットが配置されている。接近車両検出装置１は、指向性領域が交差している領域を検出範囲として、その検出範囲内に存在する音源（車両）を検出する。接近車両検出装置１は、集音器アレイ１０（集音器ユニット１１，１１，・・・）及びＥＣＵ[Electronic Control Unit]２０を備えている。なお、図１の構成図では、集音器ユニットが３個の場合を示している。
【００１９】
集音器アレイ１０は、２個以上の集音器ユニット１１を有している。集音器ユニット１１は、複数個の超指向性集音器１２を用いて構成される。超指向性集音器１２は、図２に示すように、前方に非常に長くかつ左右方向や上下方向が狭い紡錘型の指向性領域１２ａを有している。超指向性集音器１２は、音響電気変換器であり、車外の周囲の音を集音し、集音した音を電気信号に変換する。なお、超指向性集音器１２は、既知の集音器であり、一般的に使用されているものでよい。
【００２０】
集音器ユニット１１は、図３（ａ）に示すように、紡錘型の指向性領域の左右方向の領域の一部（例えば、半分程度、２／３程度）が互いに重なるように、複数個の超指向性集音器１２を左右方向に一定角度間隔でずらして配置（すなわち、扇状に配置）して構成されたものである。また、集音器ユニット１１は、図３（ｂ）に示すように、紡錘型の指向性領域の上下方向の領域が全て（略全て）重なるように、複数個の超指向性集音器１２を配置して構成されたものである。
【００２１】
上記のように複数個の超指向性集音器１２を配置することにより、集音器ユニット１１は、図４（ａ）に示すように、指向性領域１１ａとして左右方向に扇型の領域を有する。また、集音器ユニット１１は、図４（ｂ）に示すように、指向性領域１１ａとして上下方向に狭い領域（超指向性集音器１２の指向性領域１２ａの上下方向と同程度）を有する。このように、集音器ユニット１１は、左右方向に広くかつ上下方向に狭い指向性（平面状に広がる指向性領域）であり、略面状の扇型の指向性を持つ指向性領域１１ａを有する。
【００２２】
なお、集音器ユニット１１の指向性領域１１ａの上下方向の範囲は、同一平面上の道路に存在する車両のみを検知するために、車両の高さ付近までの範囲が好ましく、狭いほうがよい。この範囲は、超指向性集音器１２の指向性領域１２ａの上下方向の範囲に依存する。集音器ユニット１１の指向性領域１１ａの左右方向の範囲は、任意に設定可能であり、検出範囲の広さや集音器ユニット１１の配置間隔等に応じて決められる。集音器ユニット１１の指向性領域１１ａの左右方向の範囲と超指向性集音器１２の指向性領域１２ａの左右方向の範囲に応じて、集音器ユニット１１の構成に必要な超指向性集音器１２の個数を決定する。
【００２３】
複数個の集音器ユニット１１の配置について説明する。複数個の集音器ユニット１１は、車両の前端部に車幅方向（左右方向）に並べて配置される。そして、隣り合う集音器ユニット１１，１１の少なくとも一方を車両のロール方向に水平位置から傾け、略面状の指向性領域１１ａ，１１ａが互いに交差するように、配置される。この指向性領域１１ａ，１１ａが交差している領域（重なっている部分）は、隣り合う集音器ユニット１１，１１の両方で集音可能であるので、音源（ひいては、車両）を検出可能な領域（以下、「検出範囲」と記載する）となる。
【００２４】
例えば、図５及び図６を参照して、２個の集音器ユニット１１Ｃ、１１Ｒの場合の配置の一例を説明する。図５は、本実施の形態に係る２個の集音器ユニットの配置と指向性領域を示す図である。図６は、図５の２個の集音器ユニットによる検出範囲を示す図である。
【００２５】
集音器ユニット１１Ｃは、図５に示すように、車両の前端部の車幅方向における中央（車両中心）に配置される。集音器ユニット１１Ｒは、図５に示すように、車両の前端部の車幅方向において集音器ユニット１１Ｃよりも右方かつ上下方向において集音器ユニット１１Ｃよりも上方に配置される。集音器ユニット１１Ｃ，１１Ｒの指向性領域１１Ｃａ，１１Ｒａは、大きさ及び形状が同じであり、左右方向が半円よりも広い扇型であり、上下方向が非常に狭い範囲である。
【００２６】
また、集音器ユニット１１Ｃは、図５（ｂ）に示すように、略面状の指向性領域１１Ｃａが水平（道路面に平行）になるように配置される。集音器ユニット１１Ｒは、図５（ｂ）に示すように、略面状の指向性領域１１Ｒａが車両の外側を向くように（車両を正面から見てロール方向において水平位置から反時計周りに所定角度回転）配置される。この配置以外にも、例えば、集音器ユニット１１Ｒを集音器ユニット１１Ｃよりも下方に配置し、集音器ユニット１１Ｒを指向性領域１１Ｒａが車両の内側を向くように（車両を正面から見てロール方向において水平位置から時計周りに所定角度回転）配置されてもよい。
【００２７】
上記のように、集音器ユニット１１Ｃと集音器ユニット１１Ｒを配置した場合、図６に示す斜線領域（検出範囲）１１ｂＲが、指向性領域１１Ｃａと指向性領域１１Ｒａとが交差して重なる領域である。この検出範囲１１ｂＲでは、集音器ユニット１１Ｃと集音器ユニット１１Ｒが共に集音可能である。したがって、この集音器ユニット１１Ｃと集音器ユニット１１Ｒの配置の場合、左右方向において車両の右方かつ上下方向において非常に狭い範囲（例えば、上下方向の範囲は数１０ｃｍ程度の範囲であり、２〜３ｍ程度でも十分に実用可能である）に存在する音源を検知でき、それ以外の音源を検知しない。上下方向の範囲は非常に狭いが、自車両と同一平面上の道路に存在する車両であれば、この範囲内に含まれる。その結果、この配置の場合、自車両の右方の検出範囲１１ｂＲによって、同一平面上の道路に存在する右方の接近車両のみを検出できる。
【００２８】
また、図７及び図８を参照して、３個の集音器ユニット１１Ｃ、１１Ｌ，１１Ｒの場合の配置の一例を説明する。図７は、本実施の形態に係る３個の集音器ユニットの配置と指向性領域を示す図である。図８は、図７の３個の集音器ユニットによる検出範囲を示す図である。
【００２９】
集音器ユニット１１Ｃと集音器ユニット１１Ｒの配置は、上記の図５に示す配置と同様の配置である。集音器ユニット１１Ｌは、図７に示すように、車両の前端部の車幅方向において集音器ユニット１１Ｃよりも左方かつ上下方向において集音器ユニット１１Ｃよりも上方に配置される。また、集音器ユニット１１Ｌは、図７（ｂ）に示すように、略面状の指向性領域１１Ｌａが車両の外側を向くように（車両を正面から見てロール方向において水平位置から時計周りに所定角度回転）配置される。この配置以外にも、例えば、集音器ユニット１１Ｌを集音器ユニット１１Ｃよりも下方に配置し、集音器ユニット１１Ｌを略面状の指向性領域１１Ｒａが車両の内側を向くように（車両を正面から見てロール方向において水平位置から反時計周りに所定角度回転）配置されてもよい。集音器ユニット１１Ｌの指向性領域１１Ｌａも、集音器ユニット１１Ｃと集音器ユニット１１Ｒの指向性領域１１Ｃａ，Ｒａと大きさ及び形状が同じである。
【００３０】
上記のように、集音器ユニット１１Ｃ、集音器ユニット１１Ｒ及び集音器ユニット１１Ｌを配置した場合、図８に示す斜線領域（検出範囲）１１ｂＲが指向性領域１１Ｃａと指向性領域１１Ｒａとが交差して重なる領域であり、斜線領域（検出範囲）１１ｂＬが指向性領域１１Ｃａと指向性領域１１Ｌａとが交差して重なる領域である。この検出範囲１１ｂＲは、上記と同様の領域である。検出範囲１１ｂＬは、集音器ユニット１１Ｃと集音器ユニット１１Ｌが共に集音可能である。したがって、この集音器ユニット１１Ｃと集音器ユニット１１Ｌの配置の場合、左右方向において車両の左方かつ上下方向において非常に狭い範囲に存在する音源を検知でき、それ以外の音源を検知しない。その結果、この配置の場合、自車両の右方の検出範囲１１ｂＲによって同一平面上の道路に存在する右方の接近車両を検出でき、左方の検出範囲１１ｂＬによって同一平面上の道路に存在する左方の接近車両を検出できる。
【００３１】
上記の３個の集音器ユニット１１Ｃ，１１Ｒ，１１Ｌのうち２個の集音器ユニット１１Ｃ，１１Ｌだけを配置する構成とすることにより、検出範囲１１ｂＬだけとなり、左右方向において車両の左方かつ上下方向において非常に狭い範囲に存在する音源だけを検知できる。その結果、この配置の場合、自車両の左方の検出範囲１１ｂＬによって同一平面上の道路に存在する左方の接近車両のみを検出できる。
【００３２】
なお、上記の集音器ユニット１１Ｃ，１１Ｒ，１１Ｌの配置では、集音器ユニット１１Ｃと左右の集音器ユニット１１Ｒ，１１Ｌとの高さ位置が異なるように配置したが、同じ高さ位置でもよい。また、上記の集音器ユニット１１Ｃ，１１Ｒ，１１Ｌの配置では、集音器ユニット１１Ｃを傾けずに、左右の集音器ユニット１１Ｒ，１１Ｌだけをロール方向に回転させて傾ける構成としたが、集音器ユニット１１Ｃもロール方向に回転させて傾ける構成としてもよい。また、ロール方向の回転角度を調整することにより、左右方向において車両の正面に存在する音源を検知できる検出範囲を設定できる。
【００３３】
ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ[CentralProcessing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]等からなる電子制御ユニットであり、接近車両検出装置１を統括制御する。ＥＣＵ２０では、複数個の集音器ユニット１１，・・・から各電気信号をそれぞれ入力する。集音器ユニット１１は複数の超指向性集音器１２によって構成されるので、集音器ユニット１１の電気信号としては複数の超指向性集音器１２の各電気信号の平均化した信号等を用いる。そして、ＥＣＵ２０では、隣り合う集音器ユニット１１，１１毎に、２個の集音器ユニット１１，１１の電気信号間の相互相関から音の到達時間差を計算し、到達時間差に基づいて音源の有無の判定や音源が存在する場合には音源の接近方向を判別する。この際、音源として、車両の走行音に相当する周波数成分の音源のみを抽出する。そして、ＥＣＵ２０では、その結果に基づいて接近車両情報を生成し、接近車両情報を運転支援装置２に送信する。接近車両情報としては、例えば、接近車両の有無、接近車両が存在する場合には接近方向や自車両との相対距離の情報である。
【００３４】
例えば、右方の検出範囲１１ｂＲ、左方の検出範囲１１ｂＬ、正面の検出範囲１１ｂＣを全て有する集音器アレイ１０とした場合、ＥＣＵ２０では、１回の処理毎に、道路状況等に応じて自車両にとって必要な特定の検出方向を決定し、その検出方向に応じて３つの検出範囲１１ｂＲ，１１ｂＬ，１１ｂＣから選択し、その選択した検出範囲を形成する集音器ユニット１１，１１の対の電気信号のみを利用して処理をするようにするとよい。
【００３５】
運転支援装置２は、運転者に対して各種運転支援する装置である。特に、運転支援装置２では、一定時間毎に、接近車両検出装置１から接近車両情報を受信すると、接近車両に関する運転支援を実施する。例えば、自車両に対して接近する車両が存在する場合、自車両に対する接近車両の衝突の可能性を判定し、衝突の可能性があると判定したときには運転者に対して警報を出力したり、接近車両の情報を提供し、更に、衝突の可能性が高まった場合には自動ブレーキ等の車両制御を行う。
【００３６】
この接近車両検出装置１によれば、略面状で扇型の指向性領域１１ａを有する複数個の集音器ユニット１１，・・・を指向性領域が互いに交差するように配置することにより、自車両と同一平面上の特定の方向に存在する音源のみを検出可能な検出範囲１１ｂを任意に設定でき、自車両にとって必要な接近車両のみを検出することができる（不要な車両を検出しない）。これによって、自車両と上下方向で異なる道路上に存在する車両や左右方向で検出不要な方向に存在する音源等を検出することがなくなる（車両以外の他の音源の音も誤検出しない）。その結果、運転支援装置２における不要な警報出力や車両制御等を抑制できる。
【００３７】
上記の接近車両検出装置１では、自車両にとって必要な特定の方向のみを検出するための検出範囲１１ｂを設定できる。そこで、自車両（運転者）にとって必要な特定の検出方向を決定するための手法について説明する。
【００３８】
まず、図９を参照して、道路構造を利用した手法について説明する。図９は、本実施の形態に係る道路構造に応じた検出範囲の一例であり、（ａ）が右折のみ可能な道路での検出範囲であり、（ｂ）がＴ字路での検出範囲であり、（ｃ）が十字路での検出範囲である。
【００３９】
この手法の場合、接近車両検出装置が、ＥＣＵ内に検出方向決定部を有しており、道路構造を取得するための取得装置を備えている。この取得装置としては、例えば、地図データベースと現在位置を検知するためのナビゲーション装置、カメラと撮像画像から道路形状を認識するための画像認識装置、インフラから道路形状情報や通行止め情報等を受信するための路車間通信装置である。取得装置では、自車両が走行中の道路における前方の交差点等の道路形状情報を取得する。すると、ＥＣＵ内の検出方向決定部では、その道路形状情報に基づいて、自車両が進行可能な方向を判定し、自車両にとって必要な特定の検出方向を決定する。
【００４０】
例えば、図９（ａ）に示すように、右方のみ曲がることが可能な道路の情報を取得した場合（例えば、左方が工事で通行不可）、右方を自車両にとって必要な特定の検出方向として決定し、右方を検出する検出範囲１１ｂＲとする。この場合、左方からは車両が来る可能性がないにもかかわらず、左方に他の音源が存在するような場合でも、その他の音源を誤検出しない。また、図９（ｂ）に示すように、Ｔ字路の交差点の情報を取得した場合、右方と左方を自車両にとって必要な特定の検出方向として決定し、右方を検出する検出範囲１１ｂＲ及び左方を検出する検出範囲１１ｂＬとする。また、図９（ｃ）に示すように、十字路の交差点の情報を取得した場合、右方、左方及び正面を自車両にとって必要な特定の検出方向として決定し、右方を検出する検出範囲１１ｂＲ、左方を検出する検出範囲１１ｂＬ及び正面を検出する検出範囲１１ｂＣとする。
【００４１】
次に、図１０を参照して、運転者の注意方向を利用した手法について説明する。図１０は、本実施の形態に係る運転者の注意方向を考慮した検出範囲の一例である。なお、この運転者の注意方向を利用した手法のみで自車両にとって必要な特定の検出方向を決定してもよいし、上記の道路構造を利用した手法と組み合わせて自車両にとって必要な特定の検出方向を決定してもよい。
【００４２】
この手法の場合、接近車両検出装置が、ＥＣＵ内に検出方向決定部を有しており、運転者の注意方向を検出するための検出装置を備えている。この検出装置としては、例えば、運転者の顔を撮像するカメラと撮像画像から運転者の顔向きや視線方向を認識するための画像認識装置である。検出装置では、運転者が注意している方向を検出する。ＥＣＵ内の検出方向決定部では、その運転者の注意方向以外の方向から自車両にとって必要な特定の検出方向を決定する。
【００４３】
例えば、図１０に示すように、Ｔ字路の交差点の情報を取得し、かつ、運転者の注意方向として右方を検出した場合、左方のみを自車両にとって必要な特定の検出方向として決定し、左方を検出する検出範囲１１ｂＬとする。この場合、運転者は右方から来る車両を注意しているので、右方から車両が来たとしても運転者が認知でき、接近車両に対する警報出力等を行う必要がない。したがって、左方から来る車両のみを検出できるようにする。これによって、誤検知を少なくできるとともに、運転者が認知しているにもかかわらず警報出力等を行うことを抑制できる。
【００４４】
さらに、上記の接近車両検出装置１では各集音器ユニット１１のロール方向の角度が固定であったが、集音器ユニットを車両のロール方向に回転させる装置を備える構成としてもよい。上記したように、接近車両検出装置１では、隣り合う集音器ユニット１１，１１の指向性領域１１ａ，１１ａが互いに交差して重なった部分が検出範囲１１ｂとなる。この構成に集音器ユニットの回転装置を追加することにより、各集音器ユニットをロール方向に任意の角度回転させることによって、各集音器ユニットの略面状の指向性領域が任意の角度回転する。その結果、指向性領域が重なる部分を任意に調整でき、検出範囲の位置や大きさを任意に設定できる。
【００４５】
図１１を参照して、３個の集音器ユニット１１Ｒ’，１１Ｃ’，１１Ｌ’の場合について説明する。図１１は、本実施の形態に係るロール方向に回転可能な３個の集音器ユニットの配置と指向性領域を示す正面図である。
【００４６】
この３個の集音器ユニット１１Ｒ’，１１Ｃ’，１１Ｌ’が配置される位置は、図７に示す３個の集音器ユニット１１Ｒ，１１Ｃ，１１Ｌの各位置と同じ位置である。この３個の集音器ユニット１１Ｒ’，１１Ｃ’，１１Ｌ’は、回転装置が装備され、車両のロール方向に回転可能であり、指向性領域１１Ｒａ’，１１Ｃａ’，１１Ｌａ’のロール方向の角度を調整できる。回転できる範囲としては、車両の正面から見て時計周りと反時計周りにそれぞれ回転可能であり、水平位置から最大でも９０°回転可能である。なお、この３個の集音器ユニット１１Ｒ’，１１Ｃ’，１１Ｌ’のうち少なくとも１個の集音器ユニットを回転できれば、検出範囲を調整できる。
【００４７】
図１２を参照して、左右の２個の集音器ユニット１１Ｒ’１１Ｌ’を回転させた場合の検出範囲について説明する。図１２は、本実施の形態に係るロール方向に回転可能な２個の集音器ユニットの指向性領域を示す正面図であり、（ａ）が検出範囲を正面とする場合であり、（ｂ）が検出範囲を右方とする場合であり、（ｃ）が検出範囲を左方とする場合である。
【００４８】
図１２（ａ）に示すように、各回転装置によって、集音器ユニット１１Ｒ’を車両を正面から見てロール方向において水平位置から反時計周りに所定角度回転させ、集音器ユニット１１Ｌ’を車両を正面から見てロール方向において水平位置から時計周りに所定角度回転させている。この場合、略面状の指向性領域１１Ｒａ’と指向性領域１１Ｌａ’が共に車両の外側を向くように回転し、指向性領域１１Ｒａ’と指向性領域１１Ｌａ’とが車両の正面で交差し、正面を検知する検出範囲が設定される。
【００４９】
図１２（ｂ）に示すように、回転装置によって集音器ユニット１１Ｒ’を車両を正面から見てロール方向において水平位置から反時計周りに所定角度回転させ、集音器ユニット１１Ｌ’を回転させない。この場合、略面状の指向性領域１１Ｒａ’が外側を向くように回転し、略面状の指向性領域１１Ｌａ’が水平状態を維持し、指向性領域１１Ｒａ’と指向性領域１１Ｌａ’とが車両の右方で交差し、右方を検知する検出範囲が設定される。
【００５０】
図１２（ｃ）に示すように、回転装置によって集音器ユニット１１Ｌ’を車両を正面から見てロール方向において水平位置から時計周りに所定角度回転させ、集音器ユニット１１Ｒ’を回転させない。この場合、略面状の指向性領域１１Ｒａ’が水平状態を維持し、略面状の指向性領域１１Ｌａ’が外側を向くように回転し、指向性領域１１Ｒａ’と指向性領域１１Ｌａ’とが車両の左方で交差し、左方を検知する検出範囲が設定される。
【００５１】
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。
【００５２】
例えば、本実施の形態では車両に搭載され、検出した接近車両情報を運転支援装置に提供する接近車両検出装置に適用したが、接近車両検出装置の構成としては他の構成でもよい。例えば、運転支援装置の中に接近車両検出機能として組み込まれるものでもよいし、接近車両検出装置の中に警報機能等を有するものでもよい。また、車両以外の音源を検出する音源検出装置に適用してもよい。また、ロボット等の車両以外の移動体に搭載される音源検出装置や接近車両検出装置に適用してもよい。
【００５３】
また、本実施の形態では自車両前方の接近車両を主として検出するために自車両の前端部に複数の集音器ユニットを配置する構成としたが、自車両後方の接近車両を主として検出するために自車両の後端部に複数の集音器ユニット（集音器）を配置する構成としてもよい。また、本実施の形態では集音器アレイを２個又は３個の集音器ユニットで構成したが、４個以上の集音器ユニットで集音器アレイを構成してもよい。
【００５４】
また、本実施の形態では超指向性の集音器を複数用いて、略面状の左右方向に扇型の指向性領域を有する集音器ユニットを構成したが、単独の集音器により車両の上下方向より左右方向に広い指向性領域を有するものを構成してもよい。
【００５５】
また、本実施の形態では集音器アレイに含まれる複数の集音器ユニットの指向性領域の大きさ及び形状が同じになるように構成したが、各集音器ユニットの指向性領域の大きさや形状については同じでなくてもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１…接近車両検出装置、２…運転支援装置、１０…集音器アレイ、１１，１１Ｃ，１１Ｌ，１１Ｒ，１１Ｃ’，１１Ｌ’，１１Ｒ’…集音器ユニット、１１ａ，１１Ｃａ，１１Ｌａ，１１Ｒａ，１１Ｃａ’，１１Ｌａ’，１１Ｒａ’…指向性領域、１１ｂ，１１ｂＣ，１１ｂＬ，１１ｂＲ…検出範囲、１２…超指向性集音器、１２ａ…指向性領域、２０…ＥＣＵ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の集音器で集音された音に基づいて音源（特に、接近する車両の音源）を検出する音源検出装置及び接近車両検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
接近車両検出装置では、複数の集音器で周囲の音をそれぞれ集音し、その各音の到達時間差等に基づいて音源（特に、車両の走行音）の移動方向を特定する。特許文献１に記載の装置では、所定の間隔で配設された複数のマイクロホンが出力する電気信号から帯域通過フィルタで低周波帯域と高周波帯域の周波数成分をそれぞれ除去して補正電気信号に変換し、その補正電気信号から車両の走行音の特徴の現れる所定の周波数帯域のパワーを算出し、そのパワーレベルが所定値より大きい場合に接近車両有りと判定するとともに、その補正電気信号により不要な雑音成分を除去して雑音抑制信号に変換し、複数のマイクロホンの雑音抑制信号間の相互相関を演算し、相関が最大となる到達時間差から接近車両の接近方向を演算する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平５−９２７６７号公報
【特許文献２】特開平８−２０２９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の接近車両検出装置では、自車両の左右方向から接近する車両を検出するために、複数のマイクロホンが車両に対して水平（道路面に平行）に並べて配置されている。このように複数のマイクロホンを配置した場合、自車両と同一平面上の道路を走行している車両だけでなく、自車両と上下方向で異なる道路（例えば、上方（高架）の道路、下方の道路）を走行している車両も、接近車両として検出する。つまり、自車両と同じ高さ位置に存在する音源と上方又は下方に存在する音源とでは、水平に配置される複数のマイクロホンでは音の到達時間差に違いが生じないので、自車両と同一平面上か否かの判別ができない。また、例えば、道路構造上、左右方向の一方の方向からしか車両が来ない場合でも、無指向性のマイクロホンではあらゆる方向からの音を検出するので、車両が来ない他方の方向からの音（例えば、他のノイズ音、壁や建物で反射した音）も検出し、接近車両と誤検出する場合がある。このように、従来の接近車両検出装置では、自車両と衝突する可能性のない車両（音）も接近車両として検出する場合がある。その結果、検出された接近車両に対する不要な警報等を行う。
【０００５】
そこで、本発明は、必要な音源（特に、接近車両）のみを検出することができる音源検出装置及び接近車両検出装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る音源検出装置は、複数の集音器で集音された音に基づいて音源を検出する音源検出装置であって、複数の集音器は、平面状に広がる指向性領域を有するとともに、該指向性領域が互いに交差するように配置され、指向性領域が交差している領域を検出範囲とすることを特徴とする。
【０００７】
この音源検出装置では、平面状に広がる指向性領域を有する複数の集音器を備えており、その複数の集音器が指向性領域が互いに交差するように配置されている。指向性領域の上下方向の範囲は、狭い範囲がよく、音源検出装置が搭載される移動体等の高さ付近までの指向性を持つものが好ましい。２個の集音器の指向性領域が交差している領域（指向性領域が重なっている部分）は、その２個の集音器が共に音を集音できる領域であり、２個の集音器の音の到達時間差等を利用して音源を検出可能な領域である。したがって、各集音器の取り付け位置や指向性領域の左右方向の広さ、２個の集音器の指向性領域の交差のさせ方等を調整することにより、左右方向の検出範囲を任意に設定できる。したがって、左右方向において特定の方向に存在する音源のみを検出できる。また、２個の集音器の指向性領域が交差可能な上下方向の範囲は移動体等の高さ程度の範囲であるので、上下方向の検出範囲は同一平面上に存在する移動体等の高さ程度の範囲である。したがって、同一平面上に存在する音源のみを検出できる。このように、音源検出装置では、平面状に広がる指向性領域を有する複数の集音器を指向性領域が互いに交差するように配置することにより、同一平面上の特定の方向に存在する音源のみを検出でき、必要な音源のみを検出することができる。これによって、上下方向で異なる位置に存在する音源や左右方向で検出不要な方向に存在する音源等を検出することがなくなる。
【０００８】
本発明に係る接近車両検出装置は、自車両に搭載され、複数の集音器で集音された音に基づいて接近する車両を検出する接近車両検出装置であって、複数の集音器は、自車両の上下方向より左右方向に広い指向性領域を有するとともに、該指向性領域が互いに交差するように配置され、指向性領域が交差している領域を検出範囲とすることを特徴とする。
【０００９】
この接近車両検出装置では、車両の上下方向よりも左右方向に広い指向性領域を有する複数の集音器を備えており、その複数の集音器が指向性領域が互いに交差するように配置されている。指向性領域の上下方向の範囲は、狭い範囲がよく、車両の高さ付近までの指向性を持つものが好ましい。２個の集音器の指向性領域が交差している領域（指向性領域が重なっている部分）は、その２個の集音器が共に音を集音できる領域であり、２個の集音器の音の到達時間差等を利用して接近する車両の音源を検出可能な領域である。したがって、各集音器の取り付け位置や指向性領域の左右方向の広さ、２個の集音器の指向性領域の交差のさせ方等を調整することにより、左右方向の検出範囲を任意に設定できる。したがって、左右方向において特定の方向に存在する接近車両のみを検出できる。また、２個の集音器の指向性領域が交差可能な上下方向の範囲は車両の高さ程度の範囲であるので、上下方向の検出範囲は自車両と同一平面上に存在する車両高さ程度の範囲である。したがって、自車両と同一平面上の道路に存在する接近車両のみを検出できる。このように、接近車両検出装置では、車両の上下方向より左右方向に広い指向性領域を有する複数の集音器を指向性領域が互いに交差するように配置することにより、自車両と同一平面上の特定の方向に存在する音源のみを検出でき、自車両にとって必要な接近車両のみを検出することができる。これによって、自車両と上下方向で異なる道路上に存在する車両や左右方向で検出不要な方向に存在する音等を検出することがなくなる。その結果、不要な警報等を抑制できる。
【００１０】
本発明の上記接近車両検出装置では、複数の集音器のうちの少なくとも１個の集音器が自車両のロール方向に回転可能であり、回転可能な集音器を回転させることによって指向性領域が互いに交差する検出範囲を任意に設定可能とすると好適である。
【００１１】
この接近車両検出装置では、少なくとも１個の集音器が自車両のロール方向に回転可能であるので、回転可能な集音器のロール方向の回転量を調整することにより、その集音器の指向性領域の傾き量を任意に設定でき、指向性領域が交差する領域（検出範囲）を任意に設定できる。このように、接近車両検出装置では、集音器が自車両のロール方向に回転可能な構成することにより、検出範囲を任意に設定できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、平面状に広がる指向性領域を有する複数の集音器を指向性領域が互いに交差するように配置することにより、同一平面上の特定の方向に存在する音源のみを検出でき、必要な音源のみを検出することができる。また、本発明によれば、車両の上下方向より左右方向に広い指向性領域を有する複数の集音器を指向性領域が互いに交差するように配置することにより、自車両と同一平面上の特定の方向に存在する音源のみを検出でき、自車両にとって必要な接近車両のみを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施の形態に係る接近車両検出装置の構成図である。
【図２】超指向性集音器の指向性領域を示す図である。
【図３】本実施の形態に係る複数の超指向性集音器を左右方向にずらして配置した場合の指向性領域を示す図であり、（ａ）が平面図であり、（ｂ）が側面図である。
【図４】本実施の形態に係る集音器ユニットの指向性領域を示す図であり、（ａ）が平面図であり、（ｂ）が側面図である。
【図５】本実施の形態に係る２個の集音器ユニットの配置と指向性領域を示す図であり、（ａ）が平面図であり、（ｂ）が正面図であり、（ｃ）が側面図である。
【図６】図５の２個の集音器ユニットによる検出範囲を示す図であり、（ａ）が平面図であり、（ｂ）が正面図である。
【図７】本実施の形態に係る３個の集音器ユニットの配置と指向性領域を示す図であり、（ａ）が平面図であり、（ｂ）が正面図であり、（ｃ）が側面図である。
【図８】図７の３個の集音器ユニットによる検出範囲を示す図であり、（ａ）が平面図であり、（ｂ）が正面図である。
【図９】本実施の形態に係る道路構造に応じた検出範囲の一例であり、（ａ）が右折のみ可能な道路での検出範囲であり、（ｂ）がＴ字路での検出範囲であり、（ｃ）が十字路での検出範囲である。
【図１０】本実施の形態に係る運転者の注意方向を考慮した検出範囲の一例である。
【図１１】本実施の形態に係るロール方向に回転可能な３個の集音器ユニットの配置と指向性領域を示す正面図である。
【図１２】本実施の形態に係るロール方向に回転可能な２個の集音器ユニットの指向性領域を示す正面図であり、（ａ）が検出範囲を正面とする場合であり、（ｂ）が検出範囲を右方とする場合であり、（ｃ）が検出範囲を左方とする場合である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明に係る音源検出装置及び接近車両検出装置の実施の形態を説明する。なお、各図において同一又は相当する要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
本実施の形態では、本発明を、車両に搭載される接近車両検出装置に適用する。本実施の形態に係る接近車両検出装置は、複数（２個以上）の集音器（マイクロホン）で集音された各音に基づいて自車両に接近する車両を検出し（つまり、周辺車両の走行音の音源の移動方向を特定し）、接近車両の情報を運転支援装置に提供する。なお、各図において指向性領域や検出範囲を示しており、各図に描かれている指向性領域や検出範囲の大きさは車両の大きさと比較してそれほど変わらない大きさであるが、実際には遠方の車両まで検出可能な大きな領域や範囲である。
【００１６】
なお、車両の走行音は、主として、ロードノイズ（タイヤ表面と路面との摩擦音）とパターンノイズ（タイヤ溝における空気の渦（圧縮／開放））である。この車両の走行音の周波数成分の範囲は、実験等によって予め測定しておいてもよい。
【００１７】
図１〜図４を参照して、本実施の形態に係る接近車両検出装置１について説明する。図１は、本実施の形態に係る接近車両検出装置の構成図である。図２は、超指向性集音器の指向性領域を示す図である。図３は、本実施の形態に係る複数の超指向性集音器を左右方向にずらして配置した場合の指向性領域を示す図である。図４は、本実施の形態に係る集音器ユニットの指向性領域を示す図である。
【００１８】
接近車両検出装置１は、車両の上下方向より左右方向に広くなるように平面状に広がる指向性領域（集音領域）を有する集音器ユニット（特許請求の範囲に記載の集音器に相当）を少なくとも２個備えており、隣り合う集音器ユニットの指向性領域が互いに交差するように集音器ユニットが配置されている。接近車両検出装置１は、指向性領域が交差している領域を検出範囲として、その検出範囲内に存在する音源（車両）を検出する。接近車両検出装置１は、集音器アレイ１０（集音器ユニット１１，１１，・・・）及びＥＣＵ[Electronic Control Unit]２０を備えている。なお、図１の構成図では、集音器ユニットが３個の場合を示している。
【００１９】
集音器アレイ１０は、２個以上の集音器ユニット１１を有している。集音器ユニット１１は、複数個の超指向性集音器１２を用いて構成される。超指向性集音器１２は、図２に示すように、前方に非常に長くかつ左右方向や上下方向が狭い紡錘型の指向性領域１２ａを有している。超指向性集音器１２は、音響電気変換器であり、車外の周囲の音を集音し、集音した音を電気信号に変換する。なお、超指向性集音器１２は、既知の集音器であり、一般的に使用されているものでよい。
【００２０】
集音器ユニット１１は、図３（ａ）に示すように、紡錘型の指向性領域の左右方向の領域の一部（例えば、半分程度、２／３程度）が互いに重なるように、複数個の超指向性集音器１２を左右方向に一定角度間隔でずらして配置（すなわち、扇状に配置）して構成されたものである。また、集音器ユニット１１は、図３（ｂ）に示すように、紡錘型の指向性領域の上下方向の領域が全て（略全て）重なるように、複数個の超指向性集音器１２を配置して構成されたものである。
【００２１】
上記のように複数個の超指向性集音器１２を配置することにより、集音器ユニット１１は、図４（ａ）に示すように、指向性領域１１ａとして左右方向に扇型の領域を有する。また、集音器ユニット１１は、図４（ｂ）に示すように、指向性領域１１ａとして上下方向に狭い領域（超指向性集音器１２の指向性領域１２ａの上下方向と同程度）を有する。このように、集音器ユニット１１は、左右方向に広くかつ上下方向に狭い指向性（平面状に広がる指向性領域）であり、略面状の扇型の指向性を持つ指向性領域１１ａを有する。
【００２２】
なお、集音器ユニット１１の指向性領域１１ａの上下方向の範囲は、同一平面上の道路に存在する車両のみを検知するために、車両の高さ付近までの範囲が好ましく、狭いほうがよい。この範囲は、超指向性集音器１２の指向性領域１２ａの上下方向の範囲に依存する。集音器ユニット１１の指向性領域１１ａの左右方向の範囲は、任意に設定可能であり、検出範囲の広さや集音器ユニット１１の配置間隔等に応じて決められる。集音器ユニット１１の指向性領域１１ａの左右方向の範囲と超指向性集音器１２の指向性領域１２ａの左右方向の範囲に応じて、集音器ユニット１１の構成に必要な超指向性集音器１２の個数を決定する。
【００２３】
複数個の集音器ユニット１１の配置について説明する。複数個の集音器ユニット１１は、車両の前端部に車幅方向（左右方向）に並べて配置される。そして、隣り合う集音器ユニット１１，１１の少なくとも一方を車両のロール方向に水平位置から傾け、略面状の指向性領域１１ａ，１１ａが互いに交差するように、配置される。この指向性領域１１ａ，１１ａが交差している領域（重なっている部分）は、隣り合う集音器ユニット１１，１１の両方で集音可能であるので、音源（ひいては、車両）を検出可能な領域（以下、「検出範囲」と記載する）となる。
【００２４】
例えば、図５及び図６を参照して、２個の集音器ユニット１１Ｃ、１１Ｒの場合の配置の一例を説明する。図５は、本実施の形態に係る２個の集音器ユニットの配置と指向性領域を示す図である。図６は、図５の２個の集音器ユニットによる検出範囲を示す図である。
【００２５】
集音器ユニット１１Ｃは、図５に示すように、車両の前端部の車幅方向における中央（車両中心）に配置される。集音器ユニット１１Ｒは、図５に示すように、車両の前端部の車幅方向において集音器ユニット１１Ｃよりも右方かつ上下方向において集音器ユニット１１Ｃよりも上方に配置される。集音器ユニット１１Ｃ，１１Ｒの指向性領域１１Ｃａ，１１Ｒａは、大きさ及び形状が同じであり、左右方向が半円よりも広い扇型であり、上下方向が非常に狭い範囲である。
【００２６】
また、集音器ユニット１１Ｃは、図５（ｂ）に示すように、略面状の指向性領域１１Ｃａが水平（道路面に平行）になるように配置される。集音器ユニット１１Ｒは、図５（ｂ）に示すように、略面状の指向性領域１１Ｒａが車両の外側を向くように（車両を正面から見てロール方向において水平位置から反時計周りに所定角度回転）配置される。この配置以外にも、例えば、集音器ユニット１１Ｒを集音器ユニット１１Ｃよりも下方に配置し、集音器ユニット１１Ｒを指向性領域１１Ｒａが車両の内側を向くように（車両を正面から見てロール方向において水平位置から時計周りに所定角度回転）配置されてもよい。
【００２７】
上記のように、集音器ユニット１１Ｃと集音器ユニット１１Ｒを配置した場合、図６に示す斜線領域（検出範囲）１１ｂＲが、指向性領域１１Ｃａと指向性領域１１Ｒａとが交差して重なる領域である。この検出範囲１１ｂＲでは、集音器ユニット１１Ｃと集音器ユニット１１Ｒが共に集音可能である。したがって、この集音器ユニット１１Ｃと集音器ユニット１１Ｒの配置の場合、左右方向において車両の右方かつ上下方向において非常に狭い範囲（例えば、上下方向の範囲は数１０ｃｍ程度の範囲であり、２〜３ｍ程度でも十分に実用可能である）に存在する音源を検知でき、それ以外の音源を検知しない。上下方向の範囲は非常に狭いが、自車両と同一平面上の道路に存在する車両であれば、この範囲内に含まれる。その結果、この配置の場合、自車両の右方の検出範囲１１ｂＲによって、同一平面上の道路に存在する右方の接近車両のみを検出できる。
【００２８】
また、図７及び図８を参照して、３個の集音器ユニット１１Ｃ、１１Ｌ，１１Ｒの場合の配置の一例を説明する。図７は、本実施の形態に係る３個の集音器ユニットの配置と指向性領域を示す図である。図８は、図７の３個の集音器ユニットによる検出範囲を示す図である。
【００２９】
集音器ユニット１１Ｃと集音器ユニット１１Ｒの配置は、上記の図５に示す配置と同様の配置である。集音器ユニット１１Ｌは、図７に示すように、車両の前端部の車幅方向において集音器ユニット１１Ｃよりも左方かつ上下方向において集音器ユニット１１Ｃよりも上方に配置される。また、集音器ユニット１１Ｌは、図７（ｂ）に示すように、略面状の指向性領域１１Ｌａが車両の外側を向くように（車両を正面から見てロール方向において水平位置から時計周りに所定角度回転）配置される。この配置以外にも、例えば、集音器ユニット１１Ｌを集音器ユニット１１Ｃよりも下方に配置し、集音器ユニット１１Ｌを略面状の指向性領域１１Ｒａが車両の内側を向くように（車両を正面から見てロール方向において水平位置から反時計周りに所定角度回転）配置されてもよい。集音器ユニット１１Ｌの指向性領域１１Ｌａも、集音器ユニット１１Ｃと集音器ユニット１１Ｒの指向性領域１１Ｃａ，Ｒａと大きさ及び形状が同じである。
【００３０】
上記のように、集音器ユニット１１Ｃ、集音器ユニット１１Ｒ及び集音器ユニット１１Ｌを配置した場合、図８に示す斜線領域（検出範囲）１１ｂＲが指向性領域１１Ｃａと指向性領域１１Ｒａとが交差して重なる領域であり、斜線領域（検出範囲）１１ｂＬが指向性領域１１Ｃａと指向性領域１１Ｌａとが交差して重なる領域である。この検出範囲１１ｂＲは、上記と同様の領域である。検出範囲１１ｂＬは、集音器ユニット１１Ｃと集音器ユニット１１Ｌが共に集音可能である。したがって、この集音器ユニット１１Ｃと集音器ユニット１１Ｌの配置の場合、左右方向において車両の左方かつ上下方向において非常に狭い範囲に存在する音源を検知でき、それ以外の音源を検知しない。その結果、この配置の場合、自車両の右方の検出範囲１１ｂＲによって同一平面上の道路に存在する右方の接近車両を検出でき、左方の検出範囲１１ｂＬによって同一平面上の道路に存在する左方の接近車両を検出できる。
【００３１】
上記の３個の集音器ユニット１１Ｃ，１１Ｒ，１１Ｌのうち２個の集音器ユニット１１Ｃ，１１Ｌだけを配置する構成とすることにより、検出範囲１１ｂＬだけとなり、左右方向において車両の左方かつ上下方向において非常に狭い範囲に存在する音源だけを検知できる。その結果、この配置の場合、自車両の左方の検出範囲１１ｂＬによって同一平面上の道路に存在する左方の接近車両のみを検出できる。
【００３２】
なお、上記の集音器ユニット１１Ｃ，１１Ｒ，１１Ｌの配置では、集音器ユニット１１Ｃと左右の集音器ユニット１１Ｒ，１１Ｌとの高さ位置が異なるように配置したが、同じ高さ位置でもよい。また、上記の集音器ユニット１１Ｃ，１１Ｒ，１１Ｌの配置では、集音器ユニット１１Ｃを傾けずに、左右の集音器ユニット１１Ｒ，１１Ｌだけをロール方向に回転させて傾ける構成としたが、集音器ユニット１１Ｃもロール方向に回転させて傾ける構成としてもよい。また、ロール方向の回転角度を調整することにより、左右方向において車両の正面に存在する音源を検知できる検出範囲を設定できる。
【００３３】
ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ[CentralProcessing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]等からなる電子制御ユニットであり、接近車両検出装置１を統括制御する。ＥＣＵ２０では、複数個の集音器ユニット１１，・・・から各電気信号をそれぞれ入力する。集音器ユニット１１は複数の超指向性集音器１２によって構成されるので、集音器ユニット１１の電気信号としては複数の超指向性集音器１２の各電気信号の平均化した信号等を用いる。そして、ＥＣＵ２０では、隣り合う集音器ユニット１１，１１毎に、２個の集音器ユニット１１，１１の電気信号間の相互相関から音の到達時間差を計算し、到達時間差に基づいて音源の有無の判定や音源が存在する場合には音源の接近方向を判別する。この際、音源として、車両の走行音に相当する周波数成分の音源のみを抽出する。そして、ＥＣＵ２０では、その結果に基づいて接近車両情報を生成し、接近車両情報を運転支援装置２に送信する。接近車両情報としては、例えば、接近車両の有無、接近車両が存在する場合には接近方向や自車両との相対距離の情報である。
【００３４】
例えば、右方の検出範囲１１ｂＲ、左方の検出範囲１１ｂＬ、正面の検出範囲１１ｂＣを全て有する集音器アレイ１０とした場合、ＥＣＵ２０では、１回の処理毎に、道路状況等に応じて自車両にとって必要な特定の検出方向を決定し、その検出方向に応じて３つの検出範囲１１ｂＲ，１１ｂＬ，１１ｂＣから選択し、その選択した検出範囲を形成する集音器ユニット１１，１１の対の電気信号のみを利用して処理をするようにするとよい。
【００３５】
運転支援装置２は、運転者に対して各種運転支援する装置である。特に、運転支援装置２では、一定時間毎に、接近車両検出装置１から接近車両情報を受信すると、接近車両に関する運転支援を実施する。例えば、自車両に対して接近する車両が存在する場合、自車両に対する接近車両の衝突の可能性を判定し、衝突の可能性があると判定したときには運転者に対して警報を出力したり、接近車両の情報を提供し、更に、衝突の可能性が高まった場合には自動ブレーキ等の車両制御を行う。
【００３６】
この接近車両検出装置１によれば、略面状で扇型の指向性領域１１ａを有する複数個の集音器ユニット１１，・・・を指向性領域が互いに交差するように配置することにより、自車両と同一平面上の特定の方向に存在する音源のみを検出可能な検出範囲１１ｂを任意に設定でき、自車両にとって必要な接近車両のみを検出することができる（不要な車両を検出しない）。これによって、自車両と上下方向で異なる道路上に存在する車両や左右方向で検出不要な方向に存在する音源等を検出することがなくなる（車両以外の他の音源の音も誤検出しない）。その結果、運転支援装置２における不要な警報出力や車両制御等を抑制できる。
【００３７】
上記の接近車両検出装置１では、自車両にとって必要な特定の方向のみを検出するための検出範囲１１ｂを設定できる。そこで、自車両（運転者）にとって必要な特定の検出方向を決定するための手法について説明する。
【００３８】
まず、図９を参照して、道路構造を利用した手法について説明する。図９は、本実施の形態に係る道路構造に応じた検出範囲の一例であり、（ａ）が右折のみ可能な道路での検出範囲であり、（ｂ）がＴ字路での検出範囲であり、（ｃ）が十字路での検出範囲である。
【００３９】
この手法の場合、接近車両検出装置が、ＥＣＵ内に検出方向決定部を有しており、道路構造を取得するための取得装置を備えている。この取得装置としては、例えば、地図データベースと現在位置を検知するためのナビゲーション装置、カメラと撮像画像から道路形状を認識するための画像認識装置、インフラから道路形状情報や通行止め情報等を受信するための路車間通信装置である。取得装置では、自車両が走行中の道路における前方の交差点等の道路形状情報を取得する。すると、ＥＣＵ内の検出方向決定部では、その道路形状情報に基づいて、自車両が進行可能な方向を判定し、自車両にとって必要な特定の検出方向を決定する。
【００４０】
例えば、図９（ａ）に示すように、右方のみ曲がることが可能な道路の情報を取得した場合（例えば、左方が工事で通行不可）、右方を自車両にとって必要な特定の検出方向として決定し、右方を検出する検出範囲１１ｂＲとする。この場合、左方からは車両が来る可能性がないにもかかわらず、左方に他の音源が存在するような場合でも、その他の音源を誤検出しない。また、図９（ｂ）に示すように、Ｔ字路の交差点の情報を取得した場合、右方と左方を自車両にとって必要な特定の検出方向として決定し、右方を検出する検出範囲１１ｂＲ及び左方を検出する検出範囲１１ｂＬとする。また、図９（ｃ）に示すように、十字路の交差点の情報を取得した場合、右方、左方及び正面を自車両にとって必要な特定の検出方向として決定し、右方を検出する検出範囲１１ｂＲ、左方を検出する検出範囲１１ｂＬ及び正面を検出する検出範囲１１ｂＣとする。
【００４１】
次に、図１０を参照して、運転者の注意方向を利用した手法について説明する。図１０は、本実施の形態に係る運転者の注意方向を考慮した検出範囲の一例である。なお、この運転者の注意方向を利用した手法のみで自車両にとって必要な特定の検出方向を決定してもよいし、上記の道路構造を利用した手法と組み合わせて自車両にとって必要な特定の検出方向を決定してもよい。
【００４２】
この手法の場合、接近車両検出装置が、ＥＣＵ内に検出方向決定部を有しており、運転者の注意方向を検出するための検出装置を備えている。この検出装置としては、例えば、運転者の顔を撮像するカメラと撮像画像から運転者の顔向きや視線方向を認識するための画像認識装置である。検出装置では、運転者が注意している方向を検出する。ＥＣＵ内の検出方向決定部では、その運転者の注意方向以外の方向から自車両にとって必要な特定の検出方向を決定する。
【００４３】
例えば、図１０に示すように、Ｔ字路の交差点の情報を取得し、かつ、運転者の注意方向として右方を検出した場合、左方のみを自車両にとって必要な特定の検出方向として決定し、左方を検出する検出範囲１１ｂＬとする。この場合、運転者は右方から来る車両を注意しているので、右方から車両が来たとしても運転者が認知でき、接近車両に対する警報出力等を行う必要がない。したがって、左方から来る車両のみを検出できるようにする。これによって、誤検知を少なくできるとともに、運転者が認知しているにもかかわらず警報出力等を行うことを抑制できる。
【００４４】
さらに、上記の接近車両検出装置１では各集音器ユニット１１のロール方向の角度が固定であったが、集音器ユニットを車両のロール方向に回転させる装置を備える構成としてもよい。上記したように、接近車両検出装置１では、隣り合う集音器ユニット１１，１１の指向性領域１１ａ，１１ａが互いに交差して重なった部分が検出範囲１１ｂとなる。この構成に集音器ユニットの回転装置を追加することにより、各集音器ユニットをロール方向に任意の角度回転させることによって、各集音器ユニットの略面状の指向性領域が任意の角度回転する。その結果、指向性領域が重なる部分を任意に調整でき、検出範囲の位置や大きさを任意に設定できる。
【００４５】
図１１を参照して、３個の集音器ユニット１１Ｒ’，１１Ｃ’，１１Ｌ’の場合について説明する。図１１は、本実施の形態に係るロール方向に回転可能な３個の集音器ユニットの配置と指向性領域を示す正面図である。
【００４６】
この３個の集音器ユニット１１Ｒ’，１１Ｃ’，１１Ｌ’が配置される位置は、図７に示す３個の集音器ユニット１１Ｒ，１１Ｃ，１１Ｌの各位置と同じ位置である。この３個の集音器ユニット１１Ｒ’，１１Ｃ’，１１Ｌ’は、回転装置が装備され、車両のロール方向に回転可能であり、指向性領域１１Ｒａ’，１１Ｃａ’，１１Ｌａ’のロール方向の角度を調整できる。回転できる範囲としては、車両の正面から見て時計周りと反時計周りにそれぞれ回転可能であり、水平位置から最大でも９０°回転可能である。なお、この３個の集音器ユニット１１Ｒ’，１１Ｃ’，１１Ｌ’のうち少なくとも１個の集音器ユニットを回転できれば、検出範囲を調整できる。
【００４７】
図１２を参照して、左右の２個の集音器ユニット１１Ｒ’１１Ｌ’を回転させた場合の検出範囲について説明する。図１２は、本実施の形態に係るロール方向に回転可能な２個の集音器ユニットの指向性領域を示す正面図であり、（ａ）が検出範囲を正面とする場合であり、（ｂ）が検出範囲を右方とする場合であり、（ｃ）が検出範囲を左方とする場合である。
【００４８】
図１２（ａ）に示すように、各回転装置によって、集音器ユニット１１Ｒ’を車両を正面から見てロール方向において水平位置から反時計周りに所定角度回転させ、集音器ユニット１１Ｌ’を車両を正面から見てロール方向において水平位置から時計周りに所定角度回転させている。この場合、略面状の指向性領域１１Ｒａ’と指向性領域１１Ｌａ’が共に車両の外側を向くように回転し、指向性領域１１Ｒａ’と指向性領域１１Ｌａ’とが車両の正面で交差し、正面を検知する検出範囲が設定される。
【００４９】
図１２（ｂ）に示すように、回転装置によって集音器ユニット１１Ｒ’を車両を正面から見てロール方向において水平位置から反時計周りに所定角度回転させ、集音器ユニット１１Ｌ’を回転させない。この場合、略面状の指向性領域１１Ｒａ’が外側を向くように回転し、略面状の指向性領域１１Ｌａ’が水平状態を維持し、指向性領域１１Ｒａ’と指向性領域１１Ｌａ’とが車両の右方で交差し、右方を検知する検出範囲が設定される。
【００５０】
図１２（ｃ）に示すように、回転装置によって集音器ユニット１１Ｌ’を車両を正面から見てロール方向において水平位置から時計周りに所定角度回転させ、集音器ユニット１１Ｒ’を回転させない。この場合、略面状の指向性領域１１Ｒａ’が水平状態を維持し、略面状の指向性領域１１Ｌａ’が外側を向くように回転し、指向性領域１１Ｒａ’と指向性領域１１Ｌａ’とが車両の左方で交差し、左方を検知する検出範囲が設定される。
【００５１】
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。
【００５２】
例えば、本実施の形態では車両に搭載され、検出した接近車両情報を運転支援装置に提供する接近車両検出装置に適用したが、接近車両検出装置の構成としては他の構成でもよい。例えば、運転支援装置の中に接近車両検出機能として組み込まれるものでもよいし、接近車両検出装置の中に警報機能等を有するものでもよい。また、車両以外の音源を検出する音源検出装置に適用してもよい。また、ロボット等の車両以外の移動体に搭載される音源検出装置や接近車両検出装置に適用してもよい。
【００５３】
また、本実施の形態では自車両前方の接近車両を主として検出するために自車両の前端部に複数の集音器ユニットを配置する構成としたが、自車両後方の接近車両を主として検出するために自車両の後端部に複数の集音器ユニット（集音器）を配置する構成としてもよい。また、本実施の形態では集音器アレイを２個又は３個の集音器ユニットで構成したが、４個以上の集音器ユニットで集音器アレイを構成してもよい。
【００５４】
また、本実施の形態では超指向性の集音器を複数用いて、略面状の左右方向に扇型の指向性領域を有する集音器ユニットを構成したが、単独の集音器により車両の上下方向より左右方向に広い指向性領域を有するものを構成してもよい。
【００５５】
また、本実施の形態では集音器アレイに含まれる複数の集音器ユニットの指向性領域の大きさ及び形状が同じになるように構成したが、各集音器ユニットの指向性領域の大きさや形状については同じでなくてもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１…接近車両検出装置、２…運転支援装置、１０…集音器アレイ、１１，１１Ｃ，１１Ｌ，１１Ｒ，１１Ｃ’，１１Ｌ’，１１Ｒ’…集音器ユニット、１１ａ，１１Ｃａ，１１Ｌａ，１１Ｒａ，１１Ｃａ’，１１Ｌａ’，１１Ｒａ’…指向性領域、１１ｂ，１１ｂＣ，１１ｂＬ，１１ｂＲ…検出範囲、１２…超指向性集音器、１２ａ…指向性領域、２０…ＥＣＵ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の集音器で集音された音に基づいて音源を検出する音源検出装置であって、
前記複数の集音器は、平面状に広がる指向性領域を有するとともに、該指向性領域が互いに交差するように配置され、前記指向性領域が交差している領域を検出範囲とすることを特徴とする音源検出装置。
【請求項２】
自車両に搭載され、複数の集音器で集音された音に基づいて接近する車両を検出する接近車両検出装置であって、
前記複数の集音器は、前記自車両の上下方向より左右方向に広い指向性領域を有するとともに、該指向性領域が互いに交差するように配置され、前記指向性領域が交差している領域を検出範囲とすることを特徴とする接近車両検出装置。
【請求項３】
前記複数の集音器のうちの少なくとも１個の集音器が前記自車両のロール方向に回転可能であり、
前記回転可能な集音器を回転させることによって指向性領域が互いに交差する検出範囲を任意に設定可能とすることを特徴とする請求項２に記載の接近車両検出装置。
【請求項１】
複数の集音器で集音された音に基づいて音源を検出する音源検出装置であって、
前記複数の集音器は、平面状に広がる指向性領域を有するとともに、該指向性領域が互いに交差するように配置され、前記指向性領域が交差している領域を検出範囲とすることを特徴とする音源検出装置。
【請求項２】
自車両に搭載され、複数の集音器で集音された音に基づいて接近する車両を検出する接近車両検出装置であって、
前記複数の集音器は、前記自車両の上下方向より左右方向に広い指向性領域を有するとともに、該指向性領域が互いに交差するように配置され、前記指向性領域が交差している領域を検出範囲とすることを特徴とする接近車両検出装置。
【請求項３】
前記複数の集音器のうちの少なくとも１個の集音器が前記自車両のロール方向に回転可能であり、
前記回転可能な集音器を回転させることによって指向性領域が互いに交差する検出範囲を任意に設定可能とすることを特徴とする請求項２に記載の接近車両検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１８１０１６（Ｐ２０１２−１８１０１６Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４２０２１（Ｐ２０１１−４２０２１）
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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