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技術 ドア開放検出装置、マイクロフォン装置、ドア開放検出プログラムおよびドア開放検出方法

出願人 富士通株式会社
発明者 山本博利渡部純一若松喜美
出願日 2008年7月25日 (12年4ヶ月経過) 出願番号 2008-192473
公開日 2010年2月12日 (10年9ヶ月経過) 公開番号 2010-030356
状態 未査定
技術分野 錠;そのための付属具 車両用盗難防止 盗難警報装置
主要キーワード 各波形パターン 装備機器 処理後信号 波形ライブラリ 報知機器 誤差領域 ゼロクロス間 波形比較
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (11)

課題

複雑な回路構成を追加することなく高精度にドア開放を検出すること。

解決手段

ドア開放検出装置は、車両100内に搭載されたマイクロフォンMC1,MC2によって受音された音声信号生信号111)が入力されると、生信号111に調整処理を施して処理後信号112を生成する。この処理後信号112の波形と、車両100のドア開放動作ごとの音声信号の波形があらかじめ記録されている波形ライブラリ120から読み出した各波形とを比較して、各波形のいずれかと一致した場合には、一致した波形に対応するドア開放動作が実行された旨の情報を出力する。

概要

背景

従来より、車両のドア解放を検出する技術が提供されている。通常、自動車のドアを開けると、密閉状態にあった車両室内気圧の変化により、車両室内の空気の振動が発生する。この現象マイクロフォンによって捉えることによってドア開放を検出することができる。

マイクロフォンによって車両室内の空気の振動を捉える場合には、マイクロフォンによって検出された音声信号圧力信号をそのまま利用すると誤検出を生じることがある。したがって、ハイパスフィルタや、積分回路を用いてマイクロフォンによって検出された信号から雑音成分を除去して生成した波形パターンによってドア開放を検出する手法が用いられている(たとえば、下記特許文献1,2参照。)。

特開2007−190948号公報
特開2001−93082号公報

概要

複雑な回路構成を追加することなく高精度にドア開放を検出すること。ドア開放検出装置は、車両100内に搭載されたマイクロフォンMC1,MC2によって受音された音声信号(生信号111)が入力されると、生信号111に調整処理を施して処理後信号112を生成する。この処理後信号112の波形と、車両100のドア開放動作ごとの音声信号の波形があらかじめ記録されている波形ライブラリ120から読み出した各波形とを比較して、各波形のいずれかと一致した場合には、一致した波形に対応するドア開放動作が実行された旨の情報を出力する。

目的

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、複雑な回路構成を追加することなく高精度にドア開放を検出することのできるドア開放検出装置、マイクロフォン装置、ドア開放検出プログラムおよびドア開放検出方法を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
2件

この技術が所属する分野

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請求項1

車両内に搭載されたマイクロフォンによって受音された音声信号の入力を受け付け入力手段と、前記車両のドア開放動作ごとの音声信号の波形があらかじめ記録されている記録手段と、前記入力手段によって受け付けられた音声信号の波形と、前記記録手段に記録された各波形とを比較する比較手段と、前記比較手段による比較処理によって、前記音声信号の波形が前記記録手段に記録された各波形のいずれかと一致した場合、当該一致した波形に対応するドア開放動作が実行された旨の情報を出力する出力手段と、を備えることを特徴とするドア開放検出装置

請求項2

前記車両に搭載されたマイクロフォンが複数の場合、前記入力手段によって受け付けられた各マイクロフォンの音声信号の波形の振幅位相を、いずれか一つの波形に合うように調整する調整手段を備え、前記比較手段は、前記調整手段によって調整された各波形が許容範囲内に収まるか否かを判断し、前記各波形が許容範囲内に収まると判断された場合に、前記各波形の中のいずれか一つの波形と、前記記録手段に記録された各波形とを比較することを特徴とする請求項1に記載のドア開放検出装置。

請求項3

車両内に搭載されたマイクロフォンと、前記マイクロフォンによって受音された音声信号の入力を受け付ける入力手段と、前記車両のドア開放動作ごとの音声信号の波形があらかじめ記録されている記録手段と、前記入力手段によって受け付けられた音声信号の波形と、前記記録手段に記録された各波形とを比較する比較手段と、前記比較手段による比較処理によって、前記音声信号の波形が前記記録手段に記録された各波形のいずれかと一致した場合、当該一致した波形に対応するドア開放動作が実行された旨の情報を出力する出力手段と、を備えることを特徴とするマイクロフォン装置

請求項4

コンピュータを、車両内に搭載されたマイクロフォンによって受音された音声信号の入力を受け付ける入力手段、前記車両のドア開放動作ごとの音声信号の波形があらかじめ記録されている記録手段、前記入力手段によって受け付けられた音声信号の波形と、前記記録手段に記録された各波形とを比較する比較手段、前記比較手段による比較処理によって、前記音声信号の波形が前記記録手段に記録された各波形のいずれかと一致した場合、当該一致した波形に対応するドア開放動作が実行された旨の情報を出力する出力手段、として機能させることを特徴とするドア開放検出プログラム

請求項5

コンピュータが、車両内に搭載されたマイクロフォンによって受音された音声信号の入力を受け付ける入力工程と、前記入力工程によって受け付けられた音声信号の波形と、前記車両のドア開放動作ごとの音声信号の波形があらかじめ記録されている記録手段から読み出した各波形とを比較する比較工程と、前記比較工程による比較処理によって、前記音声信号の波形が前記記録手段に記録された各波形のいずれかと一致した場合、当該一致した波形に対応するドア開放動作が実行された旨の情報を出力する出力工程と、を実行することを特徴とするドア開放検出方法

技術分野

0001

この発明は、車両のドア開放を検出するドア開放検出装置マイクロフォン装置、ドア開放検出プログラムおよびドア開放検出方法に関する。

背景技術

0002

従来より、車両のドア解放を検出する技術が提供されている。通常、自動車のドアを開けると、密閉状態にあった車両室内気圧の変化により、車両室内の空気の振動が発生する。この現象マイクロフォンによって捉えることによってドア開放を検出することができる。

0003

マイクロフォンによって車両室内の空気の振動を捉える場合には、マイクロフォンによって検出された音声信号圧力信号をそのまま利用すると誤検出を生じることがある。したがって、ハイパスフィルタや、積分回路を用いてマイクロフォンによって検出された信号から雑音成分を除去して生成した波形パターンによってドア開放を検出する手法が用いられている(たとえば、下記特許文献1,2参照。)。

0004

特開2007−190948号公報
特開2001−93082号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、上述したような従来のドア開放検出に関する技術の場合、検出対象となるドア解放に関する動作によって生じる音は、低周波成分によって構成されているため、検出精度マイク感度に大きく依存してしまう可能性がある。結果として、検出した音声信号や圧力信号にバラツキが生じるため、誤検出が起こる可能性があるという問題があった。

0006

また、上記特許文献1,2のドア開放検出に関する技術は、アナログ回路によって実現されている。したがって、回路構成が複雑になる上、マイクロフォンによって検出された信号の波形がその時々で大きく変わるため、誤検出を生じ易いという問題があった。また、誤検出を防ぐために、上述のようなハイパスフィルタや、積分回路といった専用のアナログ回路を装備しなければならず、コストの上昇を招くとともに、車両室内のスペース圧迫してしまうという問題もあった。

0007

また、高精度なドア開放検出に関する技術が求められる背景として、ドア開放検出に関する技術を、車上荒らしなどの犯罪行為による異常なドア開放をユーザや外部に報知するといった防犯技術へ転用しようという試みがある。ところが、従来のドア開放検出を用いて異常なドア開放を検出するには、車両にさらに専用の検出器を搭載しなければならず、上述のアナログ回路以上にコストの上昇を招くとともに、車両室内のスペースを圧迫してしまうという問題もあった。

0008

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、複雑な回路構成を追加することなく高精度にドア開放を検出することのできるドア開放検出装置、マイクロフォン装置、ドア開放検出プログラムおよびドア開放検出方法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

0009

上述した課題を解決し、目的を達成するため、このドア開放検出装置、マイクロフォン装置、ドア開放検出プログラムおよびドア開放検出方法は、車両内に搭載されたマイクロフォンによって受音された音声信号の入力を受け付ける処理と、受け付けた音声信号の波形と、前記車両のドア開放動作ごとの音声信号の波形があらかじめ記録されている記録手段から読み出した各波形とを比較する処理と、比較処理によって、前記音声信号の波形、前記記録手段に記録された各波形のいずれかと一致した場合、当該一致した波形に対応するドア開放動作が実行された旨の情報を出力する処理と、を含むことを要件とする。

0010

このドア開放検出装置、マイクロフォン装置、ドア開放検出プログラムおよびドア開放検出方法によれば、マイクロフォンによって検出した音声信号を用いて、ドア解放に関するどのような動作が実行されたかを検出することができる。

発明の効果

0011

このドア開放検出装置、マイクロフォン装置、ドア開放検出プログラムおよびドア開放検出方法によれば、複雑な回路構成を追加することなく高精度にドア開放を検出することができるという効果を奏する。

発明を実施するための最良の形態

0012

以下に添付図面を参照して、このドア開放検出装置、マイクロフォン装置、ドア開放検出プログラムおよびドア開放検出方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。このドア開放検出装置、マイクロフォン装置、ドア開放検出プログラムおよびドア開放検出方法では、車両内に搭載されているマイクロフォンによって受音された音声信号の波形と、あらかじめ検出しておいたドア開放動作ごとの音声信号の波形とを比較することによって、どのようなドア開放が実行されたのかを検出することができる。さらに、どのようなドア開放がおこなわれたかを検出可能な機能を用いて、通常と異なる状況のドア開放がおこなわれた場合には、不正なドア開放として検出して、ユーザに報知することもできる。

0013

ドア開放検出処理概要
まず、本実施の形態にかかるドア開放検出処理の概要について説明する。図1は、本実施の形態にかかるドア開放検出処理の概要を示す説明図である。図1のように、本実施の形態にかかるドア開放検出処理では、車両100の内部に搭載されたマイクロフォンMC(MC1およびMC2)によって受音された音声信号を用いてドア102(102R,102L)の解放を検出する。

0014

なお、本実施の形態では、マイクロフォンMC1,MC2では、車両100内部の音声を受音することによって音声情報が取得されるが、車両100内部の音の変化をあらわす信号であれば、音声信号に限らない。たとえば、圧力や振動の検出結果をあらわす信号でもよく、車両内部に搭載されるマイクロフォンによって検出可能な信号を利用することができる。なお、本実施の形態では、車両100にマイクロフォンMC1,MC2の2つが搭載された例について説明しているが、マイクロフォンの数は2に限るものではない。

0015

マイクロフォンMC1,MC2は、ドア開放検出装置101が接続されており、マイクロフォンMC1,MC2によって受音された音声信号は、ドア開放検出装置101に入力される。ドア開放検出装置101は、信号処理部110と波形ライブラリ120としての機能が搭載されている。

0016

信号処理部110は、マイクロフォンMC1,MC2から入力された音声信号そのままの生信号111に処理を施して処理後信号112を生成する。生信号111とは、マイクロフォンMC1,MC2それぞれの検出波形である。図1のように、各マイクロフォンMC1,MC2は、車両100の内部において、所定間隔の離れた状態で配置されている。したがって、右ドア102Rや左ドア102Lのどちらのドアが開放されたか、また、どのような開放がなされたかなどによって、マイクロフォンMC1,MC2それぞれが、異なる振幅や、位相の検出波形を示すことが一般的である。

0017

したがって、信号処理部110では、生信号111に対して、振幅を揃えるための増幅処理や、位相を揃えるための遅延処理を施して複数の生信号111を1つの処理後信号112に調整する。そして、複数の生信号111のうち、いずれか一つの信号(たとえば、MC1の検出波形)を基準として、他の信号(たとえば、MC2の検出波形)に増幅遅延を施して同一波形となった処理後信号112の波形と、波形ライブラリ120に記録されている、波形パターンとの波形比較処理をおこなう。

0018

波形ライブラリ120には、車両100のドア102R,102Lの開放処理に関する様々な動作ごとにあらかじめマイクロフォンMC1,MC2によって受音した音声信号の波形が蓄積されている。開放処理に関する様々な動作とは、たとえば、通常のドア開け動作、取手音の無いドア開け動作、窓開け動作や、ドア開放の処理の前段もしくは後段に発生するアイドリングなどが挙げられる。これらの動作時の音声信号は、実際に車両100のマイクロフォンMC1,MC2によって受音された音声信号を波形ライブラリに蓄積してもよいし、あらかじめ同型のマイクロフォンが搭載された同車種を用いて作成された波形ライブラリをドア開放検出装置101の波形ライブラリ120に移植して利用してもよい。

0019

上述の波形比較によって、波形ライブラリ120内の波形と一致した場合、一致波形に対応する動作の実行が検出される。すなわち、通常のドア開け動作の波形パターンと一致した場合には、車両100において通常のドア開け動作が実行されたと検出される。

0020

以上説明した手順が、本実施の形態にかかるドア開放検出処理の基本的な流れとなる。また、検出精度を向上させるために、マイクロフォンMC1,MC2によって受音された生信号111を用いて受音した音声信号がドア開放検出に用いる信号として適切であるかすなわち、本当にドア開放動作に関する音声信号であるかを判断する処理をおこなってもよい。

0021

たとえば、上述した手順では、生信号111に調整処理(増幅、遅延)を施すことによって、マイクロフォンMC1,MC2それぞれの生信号111は、同一波形となるが、必ずしも完全一致するわけではない。そこで、通常は、許容範囲として設定した所定の誤差内に収まっている場合には、同一波形の処理後信号112として扱っている。ここで、マイクロフォンMC1,MC2それぞれの生信号111に調整処理を施しても、ピーク位置間隔や、ゼロクロス定常状態を基準とした場合)位置間隔が所定の誤差内に収まらなかった場合には、ドア開放検出処理に用いる音声信号に適していないと判断して、波形比較処理をおこなわないようにする。

0022

また、上述のドア開放検出処理を用いて、さらに異常なドア開放を検出する機能を実現することもできる。具体的な手法として、第一には、波形ライブラリ120に窓ガラス破壊や、鍵こじ開けといった特殊な動作が実行された場合の波形パターンを蓄積して異常なドア開放を検出する手法がある。このような、特殊な波形パターンは、実際に車両100のマイクロフォンMC1,MC2によって受音された音声信号を蓄積するのは困難であるため、あらかじめ同型のマイクロフォンが搭載された同車種を用いて作成された波形をライブラリに追加して蓄積すればよい。また、第二には、波形パターンとして、通常のロック解除動作の波形パターンを蓄積しておき、車両100が現在施錠中か否かに応じて、異常なドア開放を検出する手法がある。これらいずれかの手法を用いてもよいし、双方の手法を同時に適用してもよい。

0023

このように、本実施の形態にかかるドア開放検出処理では、あらたな検出機器を搭載することなく、マイクロフォンによって検出した音声信号を用いて、ドア解放に関するどのような動作が実行されたかを検出することができる。さらに、どのような動作が実行されたかを判別することができるため、異常なドア開放が実行されたことも検出することができる。

0024

つぎに、上述したドア開放検出処理を実現するドア開放検出装置の構成と処理手順について順番に説明する。

0025

(ドア開放検出装置のハードウェア構成
まず、ドア開放検出装置101のハードウェア構成について説明する。図2は、ドア開放検出装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図2のように、ドア開放検出装置101には、マイクロフォンMC1,MC2が接続されている。なお、以下では、外部のマイクロフォンMC1,MC2が接続されたドア開放検出装置101として説明をおこなうが、実際の装置としては、マイクロフォンMC1,MC2とが内蔵された構成のドア開放検出機能を備えたマイクロフォン装置として実現してもよい。

0026

ドア開放検出装置101の内部の構成について説明する前に、まず、マイクロフォンMC1,MC2との間隔について説明する。図1にも例示したように、マイクロフォンMC1,MC2は、所定間隔離れた状態で配置されている。この配置間隔最適値は、マイクロフォンMC1,MC2によって受音される音声信号のサンプリング周波数に依存する。

0027

たとえば、車載ハンズフリー通話器では、携帯電話音声帯域4kHzにあわせて、ADコンバータのサンプリング周波数が8kHzに設定されている。このサンプリング周波数に相当する音波波長マイクの間隔を等しくすると、音波信号エイリアシングが発生せず、デジタル信号処理一意性が確保できる(シャノンサンプリング定理)。すなわち、340m/s(音速)÷8kHz(サンプリング周波数)=42.5mm(マイク間隔)となる。

0028

そして、ドア開放検出装置101のマイクロフォンMC1,MC2の場合、人間が聞く音声通話ではなく、ドア開放に関する音声信号処理であるため、より限定された周波数の音声のみが扱われる。したがって、サンプリング周波数を下げデータ処理リソースを低減することが可能となり、より低コストに実現することができる。たとえば、サンプリング周波数を3.4kHzとすれば、340m/s(音速)÷3.4kHz(サンプリング周波数)=100mm(マイク間隔)となる。したがって、この場合は、マイクロフォンMC1,MC2との最適な配置間隔は10cmとなる。

0029

つぎに、ドア開放検出装置101の内部構成について説明する。上述したような2つのマイクロフォンMC1,MC2によって受音された音声信号が、ドア開放検出装置101への入力信号となる。なお、車両100にマイクロフォンMC1,MC2によって受音された音声信号を用いて処理をおこなう他の機器(たとえば、ナビゲーション装置)が搭載されている場合には、音声信号は、ドア開放検出装置101だけでなく、これら他の機器へも入力される。

0030

そして、ドア開放検出装置101は、フィルタ回路201と、アンプ回路202と、A/D変換器203と、プロセッサ204とを含んだ構成になっており、これら各機能を用いてドア開放検出をおこなう。また、ドア開放検出装置101は、検出結果を外部に出力するための手段として、報知機器205に接続されている。

0031

また、ドア開放検出装置101のフィルタ回路201と、アンプ回路202と、A/D変換器203とは、それぞれ、マイクロフォンMC1からの入力信号を処理する系統と、マイクロフォンMC2からの入力信号を処理する系統とを並列におこなう必要があるため、二系統分の回路が用意されている。

0032

フィルタ回路201は、マイクロフォンMC1,MC2から入力された音声信号から不要な雑音成分を除去する。そして、アンプ回路202は、音声信号を増幅してレベル調整をおこなう。一般的に、マイクロフォンMC1,MC2によって受音された生信号111(図1参照)はレベルが小さいため、後段の処理によって波形比較をおこなおうとしても、十分な分解能が得られない。したがって、アンプ回路202によって増幅させておくことが好ましい。そして、音声信号は、A/D変換器203によってアナログ信号からデジタル信号へ変換され、プロセッサ204へ入力される。

0033

なお、フィルタ回路201およびアンプ回路202は、マイクロフォンが搭載されている機器であれば通常装備されているため、ドア開放検出装置101用にあらたに追加する必要はない。また、マイクロフォンMC1,MC2から入力された音声信号がそのまま利用できる場合(雑音が少なく、レベルが高い)には、フィルタ回路201およびアンプ回路202をスルーさせてそのまま、A/D変換器203に入力してもよい。

0034

(プロセッサの機能的構成
つぎに、プロセッサ204の機能的構成について説明する。図3は、プロセッサの機能的構成を示すブロック図である。図3のように、プロセッサ204は、入力部301と、調整部302と、記録部303と、比較部304と、出力部305とを含んでいる。入力部301と、調整部302と、比較部304と、出力部305とは、信号処理部110として機能し、記録部303は、波形ライブラリ120として機能する。

0035

また、上述した制御部となる機能(入力部301〜出力部305)は、具体的には、たとえば、スタンダードセルストラクチャードASIC(Application Specific IntegratedCircuit)などの特定用途向けIC(以下、単に「ASIC」と称す。)やFPGAなどのPLD(Programmable Logic Device)によって実現することができる。具体的には、たとえば、上述した各制御部についてHDL記述によって機能定義し、そのHDL記述を論理合成してASICやPLDに与えることにより、プロセッサ204を実現することができる。

0036

入力部301は、車両100内に搭載されたマイクロフォンMC1,MC2によって受音された音声信号の入力を受け付ける。入力部301に入力される音声信号は、図2にて説明したように、フィルタ回路201およびアンプ回路202によって処理された後、A/D変換器203によってデジタル信号に変換された信号である。

0037

調整部302は、車両100に搭載された各マイクロフォンMC1,MC2の音声信号の波形の振幅と位相を、いずれか一つの波形に合うように調整する。波形を調整する場合の基準となる波形の決定手法としては、たとえば、振幅が最大のものを選択すればよい。すなわち、図1のように、マイクロフォンMC1の検出波形を基準としてマイクロフォンMC2の検出波形の振幅を増幅させ、位相を遅延させる。また、いずれか一つの波形に合うように調整する以外にも、波形ライブラリ120に記録されている波形パターンの振幅と位相にあわせて調整をおこなってもよい。

0038

記録部303には、あらかじめ、車両100のドア開放動作ごとの音声信号の波形が記録されている。上述したように、記録部303に記録しておく波形は、実際に、車両100のマイクロフォンMC1,MC2によって受音された音声信号を用いてもよいし、あらかじめ用意されていた波形ライブラリ120を用いてもよい。

0039

比較部304は、二種類の目的に対する比較処理をおこなう。まず一つめは、マイクロフォンMC1,MC2によって受音された音声信号がドア開放に関するどのような動作をあらわすかを判別するための比較処理である。この場合、比較部304は、入力部301に入力された音声信号の波形と、記録部303に記録された各波形とを比較する。

0040

そして、二つめは、マイクロフォンMC1,MC2によって受音された音声信号がドア開放処理の検出に利用できるか否かを判別するための比較処理である。この場合、比較部304は、マイクロフォンMC1,MC2によって受音された音声信号の各波形を比較して許容範囲内に収まるか否かを判断する。そして、許容範囲に収まると判断した場合にのみ、上述した第一の比較処理をおこなうため、各波形の中のいずれか一つの波形と、記録部303に記録された各波形とを比較する。

0041

また、比較部304は、特定の周波数帯の音声信号に限定した比較処理をおこなってもよい。たとえば、特定の車種のドアロック解錠する場合、発生する音は、ごく低周波の声である場合がある。したがって、プロセッサ204の各機能をドア開放検出の精度をより向上させるための仕様にしてもよい。たとえば、記録部303には、しきい値以下の周波数の波形にパターンによる波形ライブラリ120を記録しておく。そして、比較部304では、受け付けられた音声信号のうち、しきい値以下の周波数の波形のみを抽出して、記録部303に記録された各波形と比較する。

0042

出力部305は、比較部304による比較処理によって音声信号の波形が、記録部303に記録された各波形のいずれかと一致した場合、当該一致した波形に対応するドア開放動作が実行された旨の情報を出力する。出力部305から出力された情報は、報知機器205に入力される。

0043

報知機器205は、ドア開放検出装置101から入力された情報を車両100のユーザに報知する機器である。具体的には、車両100のスピーカディスプレイ、さらには、通信I/Fを介してユーザの携帯端末にドア開放動作が実行された旨の情報を出力する。
また、後述するような異常なドア開放動作が実行され、緊急に報知するまたは、警報として機能させる場合には、サイレンビープ音を出力させるような機能を備えていてもよい。

0044

ドア開放検出装置101では、波形比較に関する処理はすべてデジタル回路によって実行されるため、大規模な回路を必要としない。また、既存のマイクモジュールのスペース内に収まる規模の追加で実現可能であるため、既存のマイクモジュールに容易に適用することができる。

0045

(ドア開放検出処理の手順)
つぎに、ドア開放検出装置101によるドア開閉に関する情報のドア開放検出処理の手順について説明する。図4は、ドア開放検出処理の手順を示すフローチャートである。図1および図2にて説明したように、車両100には、マイクロフォンMC1,MC2の2つのマイクロフォンが搭載されている。そして、ドア開放検出装置101がドア開放検出処理を起動させるには、まず、マイクロフォンMC1,MC2からの入力信号がしきい値以上であるか否かを判断する(ステップS401)。

0046

このステップS401において、しきい値以上の入力信号が確認されるまで待ち(ステップS401:Noループ)、しきい値以上の入力信号が確認されると(ステップS401:Yes)、つぎに、音声信号の波形の周期:nを1に設定し(ステップS402)、マイクロフォンMC1,MC2の波形検出処理を並列に開始する。

0047

マイクロフォンMC1から入力された波形から、第n番目最大値の値を検出する(ステップS403)。ここでは、第1番目の最大値の値を検出するため、最初の正側のピーク値を検出していることになる。そして、ステップS403によって検出した、第n番目の最大値のつぎのゼロクロスを検出する(ステップS404)。ゼロクロスとは、定常値基準点(0)とした場合に、基準点(0)をまたいだ値である。一例として図5−1の波形を参照すると、第1番目の最大値の値がMax1、第1番目の最大値のつぎのゼロクロスが0X1となる。

0048

つぎに、第n番目の最小値の値を検出する(ステップS405)。ここでは、第1番目の最小値の値を検出するため、最初の負側のピークを検出していることになる。そして、ステップS405によって検出した第n番目の最小値のつぎのゼロクロスを検出する(ステップS406)。ここでも、一例として図5−1の波形を参照すると、第1番目の最小値の値がMin1、第1番目の最小値のつぎのゼロクロスが0X2となる。

0049

そして、第n周期の波形(ここでは、第1周期の波形)について、下記の算出処理をおこなう(ステップS407)。
(1)最大値/最小値
(2)ゼロクロス間時間差
(3)最大値と最小値との時間差

0050

ステップS407の算出処理が終了すると、nが所定数になったか否かを判断する(ステップS408)。このステップS408において、判断基準となる所定数は、開放動作ごとの音声信号の波形の周期数から考慮して設定される。すなわち、開放動作ごとの音声信号の波形が平均として3周期の波形であれば、nを4と設定して、少なくとも3周期分はサンプリングできるように設定する。

0051

ステップS408において、nが所定数に満たない場合は(ステップS408:No)、nをインクリメントし(ステップS409)、つぎの第2周期について、ステップS403〜ステップS407の処理を実行する。

0052

一方、マイクロフォンMC2から入力された波形において、マイクロフォンMC1から入力された波形と同様に、第n番目の最大値の値を検出する(ステップS410)。以下、ステップS404〜ステップS409と、同様に、ステップS411〜ステップS416が実行される。

0053

そして、マイクロフォンMC1,MC2それぞれから入力された波形についてnが所定数に達すると(ステップS408,415:Yes)、マイクロフォンMC1とマイクロフォンMC2との算出処理結果を比較する(ステップS417)。このステップS417の比較処理は、比較部304にて説明した、第二の比較処理に相当する。そして、ステップS417の比較結果が誤差範囲(あらかじめ設定した許容範囲)に収まったか否かを判断する(ステップS418)。

0054

そして、ステップS418によって、ステップS417における比較結果が誤差範囲内と判断された場合(ステップS418:Yes)、記録部303に記録されている波形パターンとの照合処理をおこない(ステップS419)、一連の処理を終了する。なお、ステップS418によって、ステップS417における比較結果が誤差範囲外であると判断された場合(ステップS418:No)、マイクロフォンMC1とマイクロフォンMC2が受音された音声信号は、ドア開放に関連のない音声であると判断し、ステップS401の処理に戻って、つぎの処理まで待機となる。また、ステップS419における照合処理は、比較部304にて説明した、第一の比較処理に相当する。そして、比較処理によっていずれかの波形が一致すれば出力部305によって一致した波形に対応するドア開放動作が実行された旨の情報が出力される。

0055

なお、図4のS403〜S409やS410〜S416にておこなう処理は、マイクロフォンの数に応じて適宜変化する。たとえば、マイクロフォンの数が3個であれば、3つめのマイクロフォンについてもS403〜S409と同様の処理をS402とS417との間に更に追加して、S403〜S409に並列に実行させればよい。

0056

(処理後信号と波形パターンとの照合処理)
つぎに、ステップS419によって実行される処理後信号と波形パターンとの照合処理について説明する。上述したように、ドア開放検出装置101には、波形ライブラリ120が用意されており、各波形パターンと、実際にマイクロフォンMC1,MC2によって受音された音声信号の波形とを比較する。このとき、比較部304では、比較処理として、具体的には、処理後信号と波形パターンとの照合処理をおこない、照合処理によって設定されている基準を満たす波形を一致した波形とみなしている。

0057

また、図5−1は、通常ドア開け時の波形パターン例を示す図表、図5−2は、取手音なしドア開け時の波形パターン例を示す図表、図5−3は、窓開け時の波形パターン例を示す図表、図5−4は、アイドリング時の波形パターン例を示す図表である。図5−1〜図5−4の各波形は、時間ごとの音声信号の周波数変化をあらわしている。図5−1〜図5−4の各波形から明らかなように、実行される動作に応じて波長の形状は大きく異なる。しかしながら、各動作が実行される位置や、外部環境が影響するため、マイクロフォンMC1,MC2によって受音される音声信号の波形は、図5−1〜図5−4の各波形と完全一致することは難しい。

0058

そこで、比較部304では、上述したように、処理後信号と波形パターンとの照合処理をおこない、照合処理によって設定されている基準を満たす波形を一致した波形とみなしている。図6は、処理後信号と波形パターンとの照合処理を示す説明図である。図6の図表600は、マイクロフォンMC1,MC2によって受音された音声信号の波形例を示している。

0059

このとき、波形から正のピーク値Max1,Max2と、負のピーク値Min1,Min2と、ゼロクロス0X1〜0X4を抽出する。これら抽出した各値は、図4のフローチャートにて説明したマイクロフォンMC1,MC2によって受音した各音声信号の波形を比較する際に利用した値である。

0060

そして、これら抽出した各値の位置が、波形パターンの各値の位置と一致するか否かを判断する。このとき、正負それぞれのピーク値には誤差が生じるため、図6のように誤差領域601〜604に収まっている場合は、一致すると判断してもよい。

0061

つぎに、上述したドア開放検出処理を利用した異常ドア開放の検出について説明する。近年、車両にはナビゲーション装置のための音声入力用マイクフォン車内騒音低減装置などのためのマイクロフォンが通常装備されている。これらのマイクロフォンを利用してドア開放検出処理を実行させることによって、装備機器活用し、あらたな機器を用いることなく、防犯機能を実現することができる。

0062

一般的にドア開けや窓ガラス破壊時には10Hz以下の低周波が発生する。10Hz以下の低周波を一つのマイクロフォンが受音する場合、検出誤差が大きく、誤動作の原因となっていたが、本実施の形態のように複数のマイクロフォンで同時に検出することで誤動作なくその発生を特定することが可能となる。

0063

盗難報知処理
つぎに、上述したドア開放検出装置101の出力結果を用いて盗難報知処理をおこなうための手順について説明する。図7は、盗難報知処理の手順を示すフローチャートである。図7のフローチャートにおいて、まず、図4にて説明したドア開放検出処理によってステップS419の照合結果が出力されたか否かを判断する(ステップS701)。ここで、照合結果が出力されるまで待ち(ステップS701:Noのループ)、照合結果が出力されると(ステップS701:Yes)、つぎに、照合結果が盗難解錠に関する動作であるか否かを判断する(ステップS702)。盗難解錠に関する動作とは、窓ガラス破壊や、こじ開け動作など、盗難の可能性のある動作であり、波形パターンの中から、該当する動作があらかじめ登録されている。ここで、盗難解錠に関する動作ではなかった場合には(ステップS702:No)、そのまま一連の処理を終了する。

0064

ステップS702において、盗難解錠に関する動作であった場合は(ステップS702:Yes)、つぎに、所定時間内に、ロック解除音が確認されたか否かを判断する(ステップS703)。ロック解除音も波形パターンとして波形ライブラリ120に記録されている。したがって、所定時間以内に、ドア開放検出処理としてロック解除音からロック解除動作がおこなわれなければロック解除音は確認されていないことになる。なお、ここで、より高精度にロック解除音を検出する場合には、たとえば、1〜3kHz帯のロック解除音であったか否かの判断を含んでもよい。鍵を持ったユーザによる通常のドア開放であれば、ロック解除音は1〜3kHz帯に収まる。一方、不正なロック解除音の場合、解除用工具等を用いるため、通常時とは異なる解除音となる。ここで例示した帯域以外にも、車両や鍵の形状によって解除音の周波数帯域に特徴がある場合には、それぞれ対応する帯域を設定すればよい。

0065

したがって、ステップS703において、ロック解除音が確認された場合は(ステップS703:Yes)、通常のドア開放であると判断し、一連の処理を終了する。一方、ロック解除音が確認されていない場合は(ステップS703:No)、盗難行為がおこなわれている可能性が高いため、ユーザや外部へ非常事態を報知するための報知処理メール送信や、警報出力)をおこなって(ステップS704)、一連の処理を終了する。

0066

このように、ドア開放検出装置101では、ドア開放検出の出力結果を用いてあらたな機器を追加することなく、また、車内のスペースを犠牲にすることもなく防犯システム構築することができる。また、図7のフローチャートのアルゴリズムを調整することでドア開け、窓ガラス破損、さまざまな車両へのいたずらなどの分離検出も可能となる。

0067

以上説明したように、本実施の形態によれば、車両内に搭載されているマイクロフォンによって受音された音声信号の波形と、あらかじめ検出しておいたドア開放動作ごとの音声信号の波形とを比較することによって、どのようなドア開放が実行されたのかを検出することができる。さらに、どのようなドア開放がおこなわれたかを検出可能な機能を用いて、通常と異なる状況のドア開放がおこなわれた場合には、盗難行為など不正なドア開放として検出して、ユーザに報知したり、警報を鳴らすこともできる。

0068

なお、本実施の形態で説明したドア開放検出方法は、あらかじめ用意されたプログラムパーソナルコンピュータワークステーションなどのコンピュータで実行することにより実現することができる。このプログラムは、ハードディスクフレキシブルディスクCD−ROM、MO、DVDなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。また、このプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することが可能な媒体であってもよい。

0069

上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

0070

(付記1)車両内に搭載されたマイクロフォンによって受音された音声信号の入力を受け付ける入力手段と、
前記車両のドア開放動作ごとの音声信号の波形があらかじめ記録されている記録手段と、
記入力手段によって受け付けられた音声信号の波形と、前記記録手段に記録された各波形とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較処理によって、前記音声信号の波形が前記記録手段に記録された各波形のいずれかと一致した場合、当該一致した波形に対応するドア開放動作が実行された旨の情報を出力する出力手段と、
を備えることを特徴とするドア開放検出装置。

0071

(付記2)前記入力手段によって受け付けられた音声信号の波形のピーク位置および定常値を基準としたゼロクロス位置を抽出する抽出手段を備え、
前記比較手段は、前記抽出手段によって抽出されたピーク位置およびゼロクロス位置と、前記記録手段に記録された各波形のピーク位置およびゼロクロス位置とを比較することによって波形の一致判断をおこなうことを特徴とする付記1に記載のドア開放検出装置。

0072

(付記3)前記車両に搭載されたマイクロフォンが複数の場合、前記入力手段によって受け付けられた各マイクロフォンの音声信号の波形の振幅と位相を、いずれか一つの波形に合うように調整する調整手段を備え、
前記比較手段は、前記調整手段によって調整された各波形が許容範囲内に収まるか否かを判断し、前記各波形が許容範囲内に収まると判断された場合に、前記各波形の中のいずれか一つの波形と、前記記録手段に記録された各波形とを比較することを特徴とする付記1または2に記載のドア開放検出装置。

0073

(付記4)前記各マイクロフォンは、所定間隔以内に配置されていることを特徴とする付記3に記載のドア開放検出装置。

0074

(付記5)前記入力手段によって受け付けられた音声信号の雑音成分を除去する雑音除去手段を備えることを特徴とする付記1〜4のいずれか一つに記載のドア開放検出装置。

0075

(付記6)前記入力手段によって受け付けられた音声信号の振幅を前記記録手段に記録されている各波形の振幅に合うように増幅する増幅手段を備えることを特徴とする付記1〜5のいずれか一つに記載のドア開放検出装置。

0076

(付記7)前記記録手段には、前記車両のドア開放動作ごとの音声信号のうち、しきい値以下の周波数の波形が記録され、
前記比較手段は、前記入力手段によって受け付けられた音声信号のうち、前記しきい値以下の周波数の波形と、前記記録手段に記録された各波形とを比較することを特徴とする付記1〜6のいずれか一つに記載のドア開放検出装置。

0077

(付記8)前記比較手段は、前記入力手段によって受け付けられた音声信号が所定波形であった場合に、前記比較処理を開始することを特徴とする付記1〜7のいずれか一つに記載のドア開放検出装置。

0078

(付記9)車両内に搭載されたマイクロフォンと、
前記マイクロフォンによって受音された音声信号の入力を受け付ける入力手段と、
前記車両のドア開放動作ごとの音声信号の波形があらかじめ記録されている記録手段と、
前記入力手段によって受け付けられた音声信号の波形と、前記記録手段に記録された各波形とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較処理によって、前記音声信号の波形が前記記録手段に記録された各波形のいずれかと一致した場合、当該一致した波形に対応するドア開放動作が実行された旨の情報を出力する出力手段と、
を備えることを特徴とするマイクロフォン装置。

0079

(付記10)コンピュータを、
車両内に搭載されたマイクロフォンによって受音された音声信号の入力を受け付ける入力手段、
前記車両のドア開放動作ごとの音声信号の波形があらかじめ記録されている記録手段、
前記入力手段によって受け付けられた音声信号の波形と、前記記録手段に記録された各波形とを比較する比較手段、
前記比較手段による比較処理によって、前記音声信号の波形が前記記録手段に記録された各波形のいずれかと一致した場合、当該一致した波形に対応するドア開放動作が実行された旨の情報を出力する出力手段、
として機能させることを特徴とするドア開放検出プログラム。

0080

(付記11)コンピュータが、
車両内に搭載されたマイクロフォンによって受音された音声信号の入力を受け付ける入力工程と、
前記入力工程によって受け付けられた音声信号の波形と、前記車両のドア開放動作ごとの音声信号の波形があらかじめ記録されている記録手段から読み出した各波形とを比較する比較工程と、
前記比較工程による比較処理によって、前記音声信号の波形が前記記録手段に記録された各波形のいずれかと一致した場合、当該一致した波形に対応するドア開放動作が実行された旨の情報を出力する出力工程と、
を実行することを特徴とするドア開放検出方法。

図面の簡単な説明

0081

本実施の形態にかかるドア開放検出処理の概要を示す説明図である。
ドア開放検出装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
プロセッサの機能的構成を示すブロック図である。
ドア開放検出処理の手順を示すフローチャートである。
通常ドア開け時の波形パターン例を示す図表である。
取手音なしドア開け時の波形パターン例を示す図表である。
窓開け時の波形パターン例を示す図表である。
アイドリング時の波形パターン例を示す図表である。
処理後信号と波形パターンとの照合処理を示す説明図である。
盗難報知処理の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

0082

100 車両
MC1,MC2マイクロフォン
101ドア開放検出装置
102R右ドア
102L左ドア
110信号処理部
120波形ライブラリ
201フィルタ回路
202アンプ回路
203 A/D変換器
204プロセッサ
205報知機器
301 入力部
302 調整部
303 記録部
304比較部
305 出力部

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