特許 6131752 車両周囲環境報知システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6131752

(24)【登録日】2017年4月28日

(45)【発行日】2017年5月24日

(54)【発明の名称】車両周囲環境報知システム

(51)【国際特許分類】

   G08G 1/16 20060101AFI20170515BHJP

   G01S 13/93 20060101ALI20170515BHJP

   B60R 21/00 20060101ALI20170515BHJP

   G01S 13/50 20060101ALI20170515BHJP

【ＦＩ】

   G08G1/16 C

   G01S13/93 220

   B60R21/00 621B

   B60R21/00 624B

   G01S13/50

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-152770(P2013-152770)

(22)【出願日】2013年7月23日

(65)【公開番号】特開2015-22699(P2015-22699A)

(43)【公開日】2015年2月2日

【審査請求日】2016年3月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100087723

【弁理士】

【氏名又は名称】藤谷 修

(72)【発明者】

【氏名】宇田 尚典

【審査官】 東 勝之

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５９−０４５２３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６０−１９３７７８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００７−３２８６０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２２０３３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０４−０５４７４２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００６−２０９２０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０８Ｇ １／１６

Ｂ６０Ｒ ２１／００

Ｇ０１Ｓ １３／５０

Ｇ０１Ｓ １３／９３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両周囲の対象物の存在を、音によって前記車両の搭乗者に知らせる車両周囲環境報知システムであって、
前記車両に取り付けられ、周波数が２４ＧＨｚ帯の電磁波を送信し、前記車両周囲の前記対象物によって反射された電磁波を受信し、前記車両に対する前記対象物の相対速度に対応するドップラー周波数のドップラー信号を生成して出力するドップラーセンサと、
前記車両の車室内に配置され、前記ドップラーセンサから出力される前記ドップラー信号を音として出力する音声出力手段と、
を有し、
前記車両の進行方向に対して、前記ドップラーセンサの電磁波送信方向を６４°以上９０°未満あるいは９０°より大きく１１６°以下の範囲に傾斜させることによって、前記相対速度が５〜１００ｋｍ／ｈの範囲内における前記ドップラー周波数が、前記車室内騒音の周波数帯域内に含まれるようにした、
ことを特徴とする車両周囲環境報知システム。

【請求項2】

前記車室内騒音の周波数帯域は、騒音レベルが４０ｄＢ以上となる周波数帯域である、ことを特徴とする請求項１に記載の車両周囲環境報知システム。

【請求項3】

前記車室内騒音の周波数帯域は、３０〜２０００Ｈｚであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両周囲環境報知システム。

【請求項4】

前記ドップラーセンサは、車両の四隅にそれぞれ取り付けられ、それらドップラーセンサにそれぞれ対応する音声出力手段が、車両内部の四隅にそれぞれ取り付けられている、ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両周囲環境報知システム。

【請求項5】

前記ドップラーセンサからの前記ドップラー信号が入力され、そのドップラー信号の音色を変換して前記音声出力手段に出力するエフェクターをさらに有する、ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の車両周囲環境報知システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両の周囲の環境を音として搭乗者に報知する車両周囲環境報知システムに関する。

【背景技術】

【0002】

車両周囲の対象物の速度を検出するレーダとして、車両と対象物との間の相対速度に対応するドップラー周波数を検出し、そのドップラー周波数から相対速度を算出するものが広く知られている。いわゆるドップラーレーダと呼ばれるものである。ドップラー周波数の検出は、車両側から対象物に電磁波を送信し、対象物によって反射された電磁波を車両側で受信し、送信波と受信波の周波数の違いを検出することによって行う。

【0003】

特許文献１には、ドップラー信号を分周して可聴周波数帯域の信号に変換し、その信号の周波数の変化率に合わせて、オーディオ音声信号の周波数や音量を変調し、その変調されたオーディオ音声信号を車載オーディオ装置から出力することによって、車両周囲の対象物を検知して運転者に知らせる車両走行支援装置が記載されている。

【0004】

また、特許文献２には、車両周囲の音を検出し、その音を分析することで、他の車両の存在や、他の車両の接近の有無を判断する接近車両検出装置が記載されている。

【0005】

また、非特許文献１には、車室内に発生する騒音のレベルについて記載があり、およそ３０〜２０００ＨｚにおいてＡ特性音圧レベルは４０〜６０ｄＢ程度のレベルであることが示されている。なお、Ａ特性は、人間の耳の周波数に対する感度の違いを考慮した周波数重み付け特性であり、Ａ特性により補正した音圧レベル（Ａ特性音圧レベル）は体感に近い値となる。以下、特に断りのない限り騒音のレベルについてはＡ特性音圧レベルを示すものとする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第３９２５４１２号

【特許文献2】特開２０００−１１１１６３３号公報

【非特許文献】

【0007】

【非特許文献1】坂本、森田、益子、岡田、「自動車運転者の情報処理に関する研究（第１報）」、交通安全環境研究所研究発表会講演概要、２００１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかし、特許文献１の車両走行支援装置は、ドップラー信号を分周したり、オーディオ音声信号を変調する装置が必要となり、構成が複雑となってしまう。また、特許文献２の接近車両検出装置では、対象物の有無などの判断は装置側が行っており、その処理のために装置構成が複雑となり高コスト化してしまう。

【0009】

そこで本発明は、車両周囲の対象物の有無等の判断を装置側で行わない新規な車両周囲環境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】

【0010】

本発明は、車両周囲の対象物の存在を、音によって車両の搭乗者に知らせる車両周囲環境報知システムであって、車両に取り付けられ、周波数が２４ＧＨｚ帯の電磁波を送信し、車両周囲の対象物によって反射された電磁波を受信し、車両に対する対象物の相対速度に対応するドップラー周波数のドップラー信号を生成して出力するドップラーセンサと、車両の車室内に配置され、ドップラーセンサから出力されるドップラー信号を音として出力する音声出力手段と、を有し、車両の進行方向に対して、ドップラーセンサの電磁波送信方向を６４°以上９０°未満あるいは９０°より大きく１１６°以下の範囲に傾斜させることによって、相対速度が５〜１００ｋｍ／ｈの範囲内におけるドップラー周波数が、車室内騒音の周波数帯域内に含まれるようにした、ことを特徴とする車両周囲環境報知システムである。

【0011】

ドップラーセンサには、従来知られている任意の構造のものを用いることができる。特に、発振器と、発振器からの信号を送信する送信アンテナおよび対象物からの反射波を受信する受信アンテナと、発振器からの信号と受信した信号とを混合して出力するミキサとによって構成されるものを用いることが好ましい。構成が簡素で安価なため、本発明の車両周囲環境報知システムも簡易かつ安価に構築することが可能となるためである。

【0012】

対象物は、ドップラーセンサからの電磁波の送信方向に存在し、電磁波を反射する物体であり、たとえば、他の車両、建物、電柱、標識、歩行者などである。

【0013】

ドップラーセンサが対象物に送信する電磁波の周波数は、マイクロ波またはミリ波であれば任意の周波数でよい。この範囲であれば、車両速度が所定の範囲内である場合において、ドップラー周波数を人の可聴周波数帯域内とすることが容易であり、ドップラー信号を音声出力手段によってそのまま音出力することができる。特に、１０．５ＧＨｚ帯または２４ＧＨｚ帯とすることが好ましい。電波法によってレーダ利用可能となっている周波数のうち、ドップラー周波数を人の可聴周波数帯域内とすることが容易な周波数であるためである。

【0014】

車室内騒音は、車両の動作そのものによって車室内に発生する騒音である。この車室内騒音の周波数は、数十Ｈｚから数ｋＨｚにわたって連続したスペクトルを有していて、走行速度や道路の規模、車種などにもよるが、２０〜１００００ｋＨｚにおいておよそ３０ｄＢ以上のＡ特性音圧レベルである。特に、３０〜２０００Ｈｚにおいては、およそ４０〜６０ｄＢと比較的大きな騒音となっている。もちろん、本発明において車室内騒音を実測するなどして周波数帯域を設定してもよいし、シミュレーション等によって推測して周波数帯域を設定してもよい。速度などに応じて周波数帯域の設定を可変にしてもよい。

【0015】

音声出力手段は、たとえばスピーカーなどであり、ドップラー信号をそのまま、特に文集したりなど周波数変換することなく、音として出力する手段である。音程を変化させるピッチシフタ、特定の音域のレベルを変えるイコライザなどのエフェクターを用い、音色を変化させてもよい。

【0016】

所定の範囲内の車両速度は、実際の車両の走行速度に合わせて設定し、たとえば５〜１００ｋｍ／ｈの範囲である。もちろん、これ以外の範囲でもよく、たとえば５〜７０ｋｍ／ｈなどに設定してもよい。車両周囲の環境や車室内騒音の周波数帯域などに応じて、車両速度の範囲の設定を変更するようにしてもよい。

【0017】

ドップラーセンサは、車両の四隅にそれぞれ配置し、車室内の四隅に各ドップラーセンサに対応する４つの音声出力手段をそれぞれ配置するとよい。これにより、音の聞こえる方向によって、搭乗者は対象物が近づいてくるのか、遠ざかっているのかを認識することができ、また対象物のおおよその方向を推測することができる。

【0018】

本発明の車両周囲環境報知システムでは、車両周囲に対象物が存在しない場合であっても、車両走行中はドップラーセンサからドップラー信号が出力されるので、音声出力手段からは車両速度に応じた周波数の音（バックグラウンドノイズ）が出力される。これは、路面反射や、土手、ゆるやかなスロープなどの存在によって電磁波が反射されて受信するためである。本発明の車両周囲環境報知システムでは、このようなバックグラウンドノイズが、車両走行中、常時、音声出力手段から出力される。

【0019】

そこで本発明では、所定の範囲内の車両速度におけるドップラー周波数を、車室内騒音の周波数帯域内に含まれるようにしている。これにより、バックグラウンドノイズを車室内騒音に埋もれさせ、車両走行中のバックグラウンドノイズが気にならないようにしている。特に、車室内騒音のレベルが４０ｄＢ以上である周波数帯域内とすることが望ましい。バックグラウンドノイズがより気にならなくなるからである。ドップラー周波数を車室内騒音の周波数帯域内とするには、たとえば以下の２つの方法がある。

【0020】

１つは、ドップラーセンサの送信する電磁波の周波数を低くすることである。ドップラー周波数は送信する電磁波の周波数が低ければ、ドップラー周波数も低くなるため、所定の範囲内の車両速度におけるドップラー周波数を、車室内騒音の周波数帯域内に含まれるようにすることが容易となる。たとえば、ドップラーセンサの送信する電磁波の周波数を１０．５ＧＨｚ帯とすると、車両速度５〜１００ｋｍ／ｈにおけるドップラー周波数は車室内騒音の周波数帯域である３〜２０００ｋＨｚの範囲内に収まるので、バックグラウンドノイズが車室内騒音に埋もれ、搭乗者はバックグラウンドノイズが気にならなくなる。

【0021】

もう１つは、ドップラーセンサの電磁波送信方向を、車両の進行方向に対して傾斜させることである。電磁波送信方向が車両進行方向に対して垂直に近いほど、ドップラー周波数は低くなる。そのため、所定の範囲内の車両速度におけるドップラー周波数を、車室内騒音の周波数帯域内に含まれるようにすることが容易となる。たとえば、ドップラーセンサの送信する電磁波の周波数を２４ＧＨｚ帯とすると、車両速度５〜１００ｋｍ／ｈにおけるドップラー周波数は、車両の進行方向に対して、ドップラーセンサの電磁波送信方向を６４°以上９０°未満あるいは９０°より大きく１１６°以下の範囲に傾斜させることによって、車室内騒音の周波数帯域である３〜２０００ｋＨｚの範囲内に収まる。

【0022】

ドップラーセンサの電磁波送信方向は、取り付け位置によって物理的に制御してもよいし、指向性可変アンテナを用いて電気的に制御してもよい。電磁波送信方向を可変とし、車室内騒音のレベル変動や、車両速度の設定範囲の変更などに合わせて、電磁波送信方向を制御することで、随時、ドップラー周波数を車室内騒音の周波数帯域内に含まれるように制御することも可能である。

【発明の効果】

【0023】

本発明の車両周囲環境報知システムでは、ドップラー信号を生成し、そのドップラー信号をそのまま音声出力手段によって音として車室内に出力しており、速度を検出せずに直接ドップラー周波数を利用している。ドップラー信号を信号処理して対象物の有無や相対速度を算出する構成とはしていない。したがって、システムの構成を簡素化して低コスト化を図ることができる。

【0024】

本発明では、対象物の有無等の検知は車両の搭乗者の学習に任せるようにしている。すなわち、車両の搭乗者は、走行後しばらくすると、視覚により得られる車両周囲の景色（対象物の有無やその速度など）と、音声出力手段より発せられるドップラー信号の音とを、学習によって対応付けできるようになる。これにより、搭乗者はドップラー信号の音から対象物の有無などを認識することができる。たとえば、景色と対応の付かない音が聞こえると、搭乗者は違和感を感じ、それにより予測していなかった何かが車両近傍に存在することに気づく。より具体的な例でいうと、車両後方から近づいてくるバイクなどを音によって認識することができるようになる。

【0025】

また、本発明では、所定の相対速度でのドップラー周波数が、車室内騒音の周波数帯域内に含まれるようにしている。これにより、車両走行中、常時出力されるバックグラウンドノイズは車室内騒音に埋もれ、搭乗者はバックグラウンドノイズの音が気にならなくなる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】実施例１の車両周囲環境報知システムの構成を示した図。

【図2】ドップラーセンサ２およびスピーカー部３の配置を示した図。

【図3】車室内で録音した音の時間波形を示した図。

【図4】実施例２の車両周囲環境報知システムの構成を示した図。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。

【実施例1】

【0028】

図１は、実施例１の車両周囲環境報知システムの構成を示した図である。図１のように、実施例１の車両周囲環境報知システムは、車両１に取り付けられた４つのドップラーセンサ２と、車両１の車室１ａ内に取り付けられた４つのスピーカー部３と、表示装置４と、によって構成されている。

【0029】

図２は、車両１に対するドップラーセンサ２およびスピーカー部３の配置を示した図である。図２のように、車両１の四隅にそれぞれドップラーセンサ２が取り付けられている。その電磁波送信方向は、車両内部から外部へと向かう方向である。また、各ドップラーセンサ２に対応する４つのスピーカー部３が、車両１の車室１ａ内の四隅にそれぞれ設けられていて、各ドップラーセンサ２と各スピーカー部３とが一対一に接続されている。これら４つのスピーカー部３のうち、車両前方の２つのスピーカー部３には、表示装置４が接続されている。表示装置４は車両ダッシュボード上の運転者から見える位置に配置されている。

【0030】

ドップラーセンサ２は、図２のように、車両前方の２台については、車両１の進行方向（図２中ｘ軸方向）に対してドップラーセンサ２の電磁波送信方向が６４°傾斜するように取り付けられている。また、車両後方の２台については、車両１の進行方向に対してドップラーセンサ２の電磁波送信方向が１１６°傾斜するように取り付けられている。ドップラーセンサ２をこのように取り付ける理由については後述する。

【0031】

以下、実施例１の車両周囲環境報知システムの各構成およびその動作について詳しく説明する。

【0032】

［ドップラーセンサ２の構成］
まず、ドップラーセンサ２の構成および動作について説明する。
ドップラーセンサ２は、図１に示すように、発振器２０と、発振器２０に接続する送信アンテナ２１と、受信アンテナ２２と、発振器２０および受信アンテナ２２に接続するミキサ２３と、によって構成されている。

【0033】

発振器２０は、ｆ０（＝２４．１２５ＧＨｚ）の信号を生成して出力する。信号は送信アンテナ２１およびミキサ２１に入力される。

【0034】

送信アンテナ２１は、発振器２０に接続されており、発振器２０からの信号を電磁波として所定方向に送信する。また、受信アンテナ２２は、対象物によって反射された電磁波を受信する。送信アンテナ２１および受信アンテナ２２には、たとえばパッチアンテナやホーンアンテナなどを用いることができる。受信アンテナ２２によって受信した信号は、対象物が車両１に対して相対速度ｖで近づいてくる場合には、ドップラー効果によって周波数がｆ０＋ｆｄと変化し、遠ざかっている場合には、ｆ０−ｆｄと変化する。ここでｆｄはドップラー周波数であり、ｆｄ＝２・ｖ・ｆ０／ｃ（ｃは光速）である。

【0035】

ｆ０が２４．０１２５ＧＨｚであるから、車両１が通常走行する速度（たとえば５〜１００ｋｍ／ｈ）においては、ドップラー周波数ｆｄは人の可聴周波数帯域内に含まれる。人の可聴周波数帯域は２０〜２００００Ｈｚである。

【0036】

また、このドップラーセンサ２の検知範囲は、送信アンテナ２１、受信アンテナ２２のパターンや、送信される信号のレベルなどによって決まり、実施例１のドップラーセンサでは次の通りである。検知角度は−３０〜３０°である。検知距離は、対象物の形状、材料などによって異なるが、人である場合はおよそ３〜４ｍ以下、自動車である場合はおよそ５〜６ｍ以下である。

【0037】

ミキサ２３は、入力側が受信アンテナ２２および発振器２０に接続されており、出力側はスピーカー部３に接続されている。入力された発振器２０からの信号と受信アンテナ２２により受信した信号とが乗算され、２つの信号の差の周波数の信号が生成され、出力される。対象物が上記の検知範囲内に存在し、かつ、対象物が車両１に対して相対速度ｖで近づいてくる、あるいは遠ざかっている場合には、上記のようにドップラー効果によって受信した信号の周波数はｆ０±ｆｄに変化しており、２つの信号の差周波数はドップラー周波数ｆｄそのものである。すなわち、ミキサ２３から出力される信号は、周波数がドップラー周波数ｆｄの信号（ドップラー信号）である。ミキサ２３から出力されるドップラー信号は、スピーカー部３に入力される。

【0038】

なお、ミキサ２３からは２つの信号の和周波数の信号も生成されて出力されるが、その周波数は人の可聴周波数から外れており、スピーカー部３からは音として出力されない。よって実施例１の車両周囲環境報知システムにおける動作に無関係であるため、和周波数の信号については考えなくてもよい。ただし、和周波数の信号をカットするためにフィルタを設けるようにしてもかまわない。

【0039】

［スピーカー部３の構成］
次に、スピーカー部３の構成、動作について説明する。
スピーカー部３は、図１に示すように、アンプ３０、３１、３２と、スピーカー３３と、によって構成されている。

【0040】

アンプ３０、３１は縦続接続されており、アンプ３０の入力側はドップラーセンサ２の出力側に接続されている。アンプ３０、３１は、ドップラーセンサ２からのドップラー信号のレベルを１０００倍に増幅して出力する。その増幅されたドップラー信号はスピーカー３３、表示装置４にそれぞれ入力される。スピーカー３３にはアンプ３２によってさらに増幅された後、スピーカー３３に入力される。

【0041】

スピーカー３３の入力側はアンプ３２の出力側に接続され、アンプ３２からのドップラー信号が入力される。スピーカー３３はドップラー信号を物理的な振動に変換する装置である。ここで、ドップラー周波数ｆｄは人の可聴周波数帯域内にあるから、ドップラー信号を分周したり変調することなく、直接にドップラー信号の周波数（つまりドップラー周波数ｆｄ）に対応した音がスピーカー３３から出力される。

【0042】

［表示装置４の構成］
次に、表示装置４の構成および動作について説明する。
表示装置４は、車室１ａ内の前方、ダッシュボード上に配置されている。表示装置４は、図１に示すように、アンプ４０、整流器４１、羽車４２によって構成されている。アンプ４０は、スピーカー部３のアンプ３１に接続されており、アンプ３１からのドップラー信号がアンプ４０に入力され、増幅される。アンプ４０によって増幅されたドップラー信号は、整流器４１によって直流に変換され、羽車４２に入力される。羽車４２は、入力される直流電圧が所定のレベル以上である場合にその羽を回転させ、所定のレベル未満であれば羽を回転させない。これにより、車両１の近傍に対象物が存在することを視覚的に搭乗者に知らせるようにしている。ドップラー信号のレベルは、車両１と対象物との距離に依存しているので、羽を回転させるドップラー信号レベルのしきい値は、車両１と対象物との距離のしきい値ということができる。つまり、対象物が車両１から所定距離内（たとえば車両１から５０ｃｍ以下）に入ったときに、羽を回転させるように動作させることができる。

【0043】

なお、風車３５に替えて、他の表示手段を用いるようにしてもよい。ＬＥＤなどの発光装置の点灯や、ディスプレイに文字、図形などを表示するようにしてもよい。

【0044】

次に、実施例１の車両周囲環境報知システムの動作について説明する。

【0045】

まず、車両１の走行中、車両１の周囲に対象物が存在する場合について説明する。すなわち、対象物が車両１の四隅に配置されたドップラーセンサ２の検知範囲に入り、対象物によって反射された高いレベルの信号が受信される場合である。この場合、対象物は車両１に対して相対速度を有する。そのため、ドップラーセンサ２からは相対速度に依存するドップラー信号が出力され、スピーカー部３に入力される。

【0046】

ドップラー周波数ｆｄは、車両１に対する対象物の相対速度が５〜１００ｋｍ／ｈ（たとえば車両１が５〜１００ｋｍ／ｈで走行し、対象物は静止している場合）の範囲において、人の可聴周波数帯域内に含まれるため、スピーカー部３からはそのドップラー周波数に対応した音が出力される。このスピーカー部３からの音によって、搭乗者は車両１周囲に何らかの対象物が存在することを感知することができる。

【0047】

なお、ドップラー信号は対象物によって反射された高いレベルの信号であり、車室内騒音のレベルを越えているため、ドップラー周波数ｆｄが車室内騒音の周波数帯域内である場合であっても、搭乗者は音を認識することができる。

【0048】

また、ドップラーセンサ２は車両１の四隅にそれぞれ取り付けられていて、それぞれに対応したスピーカー部３が車室１ａ内の四隅に配置されている。このことから、４つのスピーカー部３のうち、どのスピーカー部３からどのような音量で音が聞こえるかによって、対象物のおおよその位置を搭乗者は把握することができる。また、ドップラーセンサ２では、出力がドップラー信号であり、対象物の相対速度の方向（対象物が車両１に近づいてくるのか、遠ざかっているのか）が異なっていてもドップラー信号の周波数ｆｄは変わらない。そのため、スピーカー部３からの音では対象物の相対速度の方向はわからない。しかし、四隅のスピーカー部３から聞こえる音の変遷によって、対象物の相対速度の方向を搭乗者はおおよそ把握することができる。

【0049】

車両１が走行開始してしばらくすると、搭乗者は車両１周囲の景色（対象物の有無やその速度などである）と、スピーカー部３からの音とを学習して、その景色と音とに対応づけをすることができるようになる。これにより、車両１周囲の対象物を音によって認識することができるようになる。そして、搭乗者は景色と音との対応付けのできない音を聞くと違和感を感じ、それにより予測していなかった何らかの対象物が車両１の近傍に存在していることに気づく。たとえば、車両１の後方から近づいてくるバイクなどを音によって認識することができるようになる。そのため、実施例１の車両周囲環境報知システムにより、搭乗者は車両１をより安全に走行することができる。

【0050】

次に、車両１の走行中で、車両１の周囲に対象物が存在しない場合について説明する。この場合、本来的には電磁波が反射されず、ドップラーセンサ２の受信アンテナ２２は信号を受信しないから、ドップラー信号も生成されず、スピーカー部３からは音が出力されないはずである。

【0051】

しかし、実際の環境では、路面反射や土手、スロープなどの存在によって電磁波の反射がある。そのため、車両１とそれらとの間の相対速度に起因して、ドップラーセンサ２においてドップラー信号が生成され、それがスピーカー部３から音として出力される。以下、この音をバックグラウンドノイズと呼ぶ。バックグラウンドノイズは車両１の走行中、常時出力され、搭乗者に耳障りになる。

【0052】

そこで、実施例１の車両周囲環境報知システムでは、以下のようにしてバックグラウンドノイズが耳障りにならないようにしている。

【0053】

走行する車両１の室内では、その車両１の走行に起因して、騒音が発生する。その車室内騒音のレベル（Ａ特性音圧レベル）は、道路の規模や車両１の速度にもよるが、２０〜１００００Ｈｚにおいておよそ３０ｄＢ以上、３０〜２０００Ｈｚにおいておよそ４０ｄＢ以上のレベルである。

【0054】

この車室内騒音の周波数帯域内に、通常の車両１の走行速度（たとえば５〜１００ｋｍ／ｈの範囲）におけるバックグラウンドノイズが含まれるようにする。これにより、バックグラウンドノイズは車室内騒音に埋もれ、バックグラウンドノイズを車室内騒音と区別することができなくなる。

【0055】

ドップラーセンサ２の送信する電磁波の周波数は２４．０１２５ＧＨｚであるから、ドップラーセンサ２の電磁波送信方向を車両１走行方向（図２のｘ軸方向）とすると、車両１が５ｋｍ／ｈのとき、ｆｄ＝２２２Ｈｚ、１００ｋｍ／ｈのとき、ｆｄ＝４４４７Ｈｚとなり、４０ｄＢ以上のレベルの車室内騒音（３０〜２０００Ｈｚの範囲）に埋もれさせることができない。

【0056】

車両１が通常の速度で走行している場合でも、バックグラウンドノイズを３０〜２０００Ｈｚの車室内騒音に埋もれさせるには、ドップラーセンサ２の電磁波送信方向を、車両の進行方向に対して傾斜させる必要がある。たとえば、ドップラーセンサ２の電磁波送信方向を車両１の進行方向に対してθ（°）傾斜させると、車両１速度ｖの電磁波送信方向の成分は、ｖ・ｃｏｓθであるから、ドップラー周波数ｆｄは２・ｖ・ｆ０・ｃｏｓθ／ｃとなる。よって、ドップラー周波数ｆｄを２０００Ｈｚ以下として、バックグラウンドノイズを車室内騒音に埋もれさせるには、θ＝４５°の場合、速度ｖを６３．７ｋｍ／ｈ以下、θ＝６４°の場合、速度ｖを１００ｋｍ／ｈとすればよい。対称性により傾斜角度を１８０°−θとした場合も同様となる。すなわち、車両１の速度を５〜１００ｋｍ／ｈの範囲とする場合に、バックグラウンドノイズを３０〜２０００Ｈｚの車室内騒音に埋もれさせるには、電磁波送信方向が車両の進行方向に対して、車両１の前方に配置するものについては６４°以上９０°未満、車両１の後方に配置するものについては９０°より大きく１１６°以下の範囲となるように、ドップラーセンサ２を車両１に取り付ければよい。

【0057】

以上、実施例１の車両周囲環境報知システムは、車両１周囲の対象物を検知して、搭乗者に音として知らせることができ、車両１の安全走行に寄与することができる。また、対象物を検知しない場合でも、搭乗者が音を煩わしく感じないようにすることができる。また、実施例１の車両周囲環境報知システムは、ドップラー信号を解析して対象物を検知することは行っておらず、それは車両１の搭乗者の学習に任せている。そのため、実施例１の車両周囲環境報知システムは簡素かつ安価に構成することができる。

【0058】

図３は、車両１の車室１ａ内の音をバイノーラル録音し、その時間波形を示した図である。図３（ａ）は、車室内騒音の時間波形を示し、図３（ｂ）は、周囲に対象物が存在しない環境で車両１が時速２５ｋｍで走行したときの時間波形を示し、図３（ｃ）は、駐車している他の車両の間を２５ｋｍで走行した時の時間波形を示している。

【0059】

図３（ａ）と図３（ｂ）とを比較すると、両者の時間波形は区別することができないことがわかる。バックグラウンドノイズによるドップラー信号の周波数は、車室内騒音の周波数帯域内にあり、ドップラー信号のレベルが低いために、車室内騒音に埋もれてしまい、区別ができなくなっているためである。

【0060】

一方、図３（ｃ）を見ると、図３（ａ）、（ｂ）に比べて高周波成分が時間波形に強く現れていることがわかる。これは、自車両の傍に他の車両が存在することにより、電磁波の反射強度が高くなり、それによりドップラーセンサ２の受信するドップラー信号のレベルが高くなり、埋もれていたドップラー信号が波形に現れたものである。

【0061】

このように、図３（ａ）〜（ｃ）から、車両１の周囲に対象物が存在しない場合には、搭乗者は音が気にならず、車両１の周囲に対象物が存在する場合には音を感知することができることがわかる。

【実施例2】

【0062】

図４は、実施例２の車両周囲環境報知システムの構成を示した図である。実施例２の車両周囲環境報知システムは、実施例１の車両周囲環境報知システムにおけるスピーカー部３を、以下に説明するスピーカー部１０３に置き替えたものである。

【0063】

スピーカー部１０３は、図４のように、実施例１のスピーカー部３において、アンプ３１とアンプ３２の間に、エフェクター２００を挿入したものである。エフェクター２００は、アンプ３１からのドップラー信号を加工して、スピーカー３３から出力される音の音色を変化させるものである。

【0064】

エフェクターは、たとえば、音程を変えるピッチシフタ、特定の音域のレベルを増減するイコライザ、などである。

【0065】

実施例２の車両周囲環境報知システムでは、音色を変えることによって、搭乗者に音の違和感をより喚起させることができ、それにより搭乗者による対象物の認知をより効果的に行うことができる。

【0066】

なお、実施例１〜２の車両周囲環境報知システムでは、図２に示した構成のドップラーセンサ２を用いたが、もちろんこのような構成のドップラーセンサに限るものではない。たとえば、受信波の周波数がｆ＋ｆｄであるかｆ−ｆｄであるか、すなわち、対象物が車両に近づいてくるのか、遠ざかっているのかを判定できる構成のドップラーセンサ２を用いることも可能である。また、送信アンテナ２１と受信アンテナ２２とをそれぞれ設けるのではなく、送受兼用のアンテナを設け、サーキュレータによって送信と受信を切り替える構成を用いることも可能である。ただし、それらのドップラーセンサは、図２に示したドップラーセンサ２に比べて構成が複雑で高価であるため、図２に示したドップラーセンサ２を用いる方が、本発明の車両周囲環境報知システムの構成の簡素化、低コスト化に有利である。

【0067】

また、実施例１の車両周囲環境報知システムでは、ドップラーセンサ２の送信する電磁波の周波数として、２４．０１２５ＧＨｚを用いているが、他の周波数帯でもよい。ただし、電波法によりレーダ利用可能な周波数のうち、ドップラー周波数ｆｄが人の可聴周波数帯域内となるのは１０．５ＧＨｚであるから、その周波数帯を用いるのがよい。１０．５ＧＨｚでは、ドップラーセンサ２の電磁波送信方向を傾斜させることなく、バックグラウンドノイズを車室内騒音に埋もれさせることができる。

【0068】

また、実施例１では、４つのドップラーセンサを配置しているが、これに限るものではなく、たとえば車両後方の対象物を報知するのみでよければ、車両後方に１つのドップラーセンサのみを配置してもよい。
また、実施例１、２において表示装置４は必ずしも必要ではないが、表示装置４を設けることで車両１周囲の情報を視覚的に補うことができ、また、車両１周囲の情報と音との対応づけをより容易に学習することができる。

【産業上の利用可能性】

【0069】

本発明の車両周囲環境報知システムは、車両の安全運転などに役立てることができる。

【符号の説明】

【0070】

１：車両
２：ドップラーセンサ
３、１０３：スピーカー部
４：表示装置
２０：発振器
２１：送信アンテナ
２２：受信アンテナ
２３：ミキサ
３０〜３２：アンプ
３３：スピーカー
３４：風車
２００：エフェクター

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】