JP6610162B2 - 状態判定装置及び状態判定方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両内のユニットの状態を判定する状態判定装置及び状態判定方法に関する。

従来、車両内のユニットの作動音に基づいてユニットの作動状態を判定する装置が知られている。特許文献１には、検出された作動音に含まれる周波数成分を基準周波数成分と比較することにより、ユニットの作動状態を判定する装置が開示されている。

特開２００７−２１６８４８号公報

しかし、車両内で検出される音は多種多様であり、ユニットが動作していない間であっても、ユニットの作動音と同一の周波数成分を含む音が検出される場合がある。その結果、ユニットの作動状態が誤判定されてしまう場合があるという問題が生じていた。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、車両内のユニットの作動状態の検出精度を向上させることができる状態判定装置及び状態判定方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様においては、車両における音を検出する音検出部と、前記車両の少なくとも一つのユニットが作動時に発する音の周期を示す一以上の作動音情報を記憶する記憶部と、前記音検出部が検出した音に、前記一以上の作動音情報に対応する周期の音が含まれているか否かに基づいて、前記少なくとも一つのユニットの作動状態を判定する状態判定部と、を有する、状態判定装置を提供する。

前記状態判定部は、前記音検出部が検出した音のうち、前記少なくとも一つのユニットに関連付けられた範囲の大きさの音に、前記一以上の作動音情報に対応する周期の音が含まれているか否かに基づいて、前記少なくとも一つのユニットの作動状態を判定してもよい。

また、前記状態判定部は、前記音検出部が所定の範囲の大きさの音を検出してから所定の長さの判定期間内に前記音検出部が検出した音に、前記一以上の作動音情報に対応する周期の音が含まれているか否かに基づいて、前記少なくとも一つのユニットの作動状態を判定してもよい。

前記記憶部は、複数のユニットが作動時に発する音の周期を示す前記作動音情報を複数記憶し、前記状態判定部は、前記判定期間として、前記複数の作動音情報の周期のうち最も長い周期よりも長い期間を用いることにより、前記少なくとも一つのユニットの作動状態を判定してもよい。

前記音検出部は、例えば、リレーボックスに配置されており、前記状態判定部はウィンカーの作動状態を判定する。

本発明の第２の態様においては、車両における音を示す音情報を取得するステップと、前記音情報が示す音に、前記車両の少なくとも一つのユニットが作動時に発する音の周期を示す一以上の作動音情報に対応する周期の音が含まれているか否かに基づいて、前記少なくとも一つのユニットの作動状態を判定するステップと、を有する、状態判定方法を提供する。

本発明によれば、車両内のユニットの作動状態の検出精度を向上させることができるという効果を奏する。

車両における状態判定装置１の周辺部の構成を示す図である。 作動音情報テーブルの一例を示す図である。 状態判定部１３がユニット２の作動状態を判定する動作について説明するための図である。 状態判定部１３がユニット２の作動状態を判定する動作のフローチャートである。 複数の閾値が設定されている場合の状態判定部１３の動作について説明するための図である。

図１は、本実施形態に係る車両における状態判定装置１の周辺部の構成を示す図である。図１には、状態判定装置１と、ユニット２（ウィンカー２ａ，ワイパー２ｂ）と、ユニット制御装置３と、車両制御装置４と、運転者監視装置５と、撮影装置６とが示されている。

状態判定装置１は、車両に含まれる少なくとも一つのユニットの作動状態を判定する。状態判定装置１は、例えば、ウィンカー２ａ又はワイパー２ｂが発する作動音の周期に基づいて、ウィンカー２ａ又はワイパー２ｂの作動状態を判定する。以下の説明において、ウィンカー２ａ又はワイパー２ｂのいずれかのユニットを指す場合に、ユニット２と称する場合がある。

ユニット制御装置３は、ウィンカー２ａ及びワイパー２ｂを作動させる。ユニット制御装置３は、車両の各部を制御する車両制御装置４等が接続された車内ネットワークＮに接続されており、車両制御装置４との間で情報を送受信することができる。車内ネットワークＮは、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）である。

運転者監視装置５は、運転者の状態を監視する装置であり、例えばスマートフォン又はドライバーモニターシステムである。運転者監視装置５は、例えば、撮影装置６から取得した撮像画像における運転者の顔の状態に基づいて、運転者が正常な状態で運転をしているか否かを判定し、運転者の状態が異常であると判定した場合に警報音を出力したり、通信回線を介して外部に通報したりする。
以下、状態判定装置１の構成及び動作の詳細について説明する。

状態判定装置１は、音検出部１１と、記憶部１２と、状態判定部１３とを有する。記憶部１２及び状態判定部１３は、音検出部１１と同一の基板に設けられていてもよく、音検出部１１と異なる位置に設けられており、ケーブルを介して音検出部１１と接続されていてもよい。

音検出部１１は、音を検出し、検出した音の大きさに応じた電圧の電気信号を状態判定部１３へと出力する。音検出部１１は、例えばマイクである。音検出部１１は、リレーボックス又はインスツルメントパネルに収容されている。音検出部１１がリレーボックスに収容されている場合、ウィンカー２ａのように、作動中にリレーの作動音が発生するユニットの作動状態を検出する際に好適である。

音検出部１１は、音を検出する対象となる複数のユニット２のそれぞれから異なる距離に配置されている。例えば、音検出部１１は、右側のウィンカー２ａに対応するリレーからの距離と、左側のウィンカー２ａに対応するリレーからの距離とが異なる大きさになる位置に配置されている。このようにすることで、音検出部１１が検出する右側のウィンカー２ａの作動音と左側のウィンカー２ａの作動音とが異なる大きさになるので、音検出部１１は、右側のウィンカー２ａが作動している間と、左側のウィンカー２ａが作動している間とで、それぞれ異なる電圧の電気信号を状態判定部１３へと出力することができる。

記憶部１２は、例えばＲＯＭ及びＲＡＭを含んでいる。記憶部１２は、車両の少なくとも一つのユニットが作動時に発する音の周期を示す一以上の作動音情報を記憶している。

図２は、記憶部１２が記憶している作動音情報テーブルの一例を示す図である。図２に示す作動音情報テーブルにおいては、ユニット２の名称又は動作モード、作動音の周期、閾値及び作動音の時間幅が関連付けられている。作動音の周期は、同じ動作を繰り返すユニットが発生する繰り返し音のパターンの周期である。閾値は、ユニット２が作動している状態における音の大きさと、ユニット２が作動していない状態における音の大きさとの境界値である。作動音の時間幅は、作動音が閾値以上になる時間の幅である。

状態判定部１３は、例えばＣＰＵを含んでおり、音検出部１１が検出した音（以下、検出音という）に、一以上の作動音情報に対応する周期の音が含まれているか否かに基づいて、少なくとも一つのユニット２の作動状態を判定する。状態判定部１３は、さらに、検出音のうち、ユニット２に関連付けられた範囲の大きさの音に、図２に示したいずれかのユニット２に対応する周期の音が含まれているか否かに基づいて、ユニット２の作動状態を判定してもよい。ユニット２に関連付けられた音の大きさの範囲は、ユニット２が作動中に発する音の大きさに基づいて決定されている。状態判定部１３は、例えば、ユニット２に関連付けられた閾値以上の検出音に、ユニット２に対応する周期の音が含まれている場合に、当該ユニット２が作動していると判定する。状態判定部１３は、検出音に、特定のユニット２に対応する周期の音が含まれていない場合には、当該ユニット２が作動していないと判定する。

また、状態判定部１３は、周期が類似する複数のユニット２がある場合に、検出音の大きさに基づいて、どのユニット２が作動しているかを判定してもよい。例えば、状態判定部１３は、音検出部１１が、右側のウィンカー２ａに対応するリレーからの距離と、左側のウィンカー２ａに対応するリレーからの距離とが異なる大きさになる位置に配置されている場合、ウィンカー２ａの作動音の大きさに基づいて、右側のウィンカー２ａが作動しているのか、左側のウィンカー２ａが作動しているのかを判定してもよい。

図３は、状態判定部１３がユニット２の作動状態を判定する動作について説明するための図である。図３（ａ）は、右ウィンカーが作動している間の検出音の変化の様子を示している。図３（ｂ）は、状態判定部１３が、右ウィンカーが作動しているか否かを判定する際に図３（ａ）に示す検出音に基づいて生成する作動状態値の変化の様子を示している。状態判定部１３は、検出音が閾値Ｒ１（例えば、図２における右ウィンカーに対応する１０）以上である場合に作動状態値を１とし、検出音が閾値Ｒ１未満である場合に作動状態値を０とする。

図３（ｃ）は、右ウィンカーの作動音情報を示している。図３（ｄ）は、ワイパー（低速）の作動音情報を示している。図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示す作動音情報は、図２に示した作動音情報テーブルにおける周期と時間幅とに基づいて作成されている。状態判定部１３は、図３（ｂ）に示した作動状態値の変化パターンと、図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示す作動音情報の変化パターンとを比較し、作動音情報の変化パターンの周期が作動状態値の変化パターンの周期と一致するユニット２が作動中であると判定する。図３の例においては、状態判定部１３は、図３（ｂ）の作動状態値が変化する周期と図３（ｃ）に示す作動音情報の変化パターンの周期とが一致することから、右ウィンカーが作動中であると判定する。

なお、状態判定部１３は、作動状態を判定する対象となるユニット２に対応する閾値に基づいて作動状態値を生成してもよい。また、状態判定部１３は、各ユニット２に対応する閾値を用いて生成した作動状態値の変化パターンにおける周期及び時間幅と、各ユニット２に対応する作動音情報の変化パターンにおける周期及び時間幅とを比較することにより、作動中のユニット２を特定してもよい。

状態判定部１３は、音検出部１１が所定の範囲の大きさの音（例えば、所定の大きさ以上の音）を検出してから所定の長さの判定期間内に検出された音に、一以上の作動音情報に対応する周期の音が含まれているか否かに基づいて、少なくとも一つのユニット２の作動状態を判定してもよい。状態判定部１３は、例えば、図３（ｂ）に示す作動状態値が０から１に変化した時点から、複数のユニット２の作動音情報における最も長い周期よりも長い判定期間において、いずれかのユニット２の作動音情報が示す周期の音が、所定数の周期にわたって検出音に含まれるか否かに基づいて、ユニット２の作動状態を判定する。

図３に示した例において、状態判定部１３は、例えば、複数のユニット２のうち最も長い周期であるワイパーが低速動作をしている場合の作動音の周期の２倍の時間を判定期間として、検出音を監視する。状態判定部１３は、判定期間内における作動状態値の変化パターンの周期と、作動音情報の変化パターンの周期とを比較することにより、右ウィンカーが作動中であると判定する。

状態判定部１３は、音検出部１１がユニット２に関連付けられた周波数成分を含み、かつ所定の大きさ以上の音を検出した時点を、判定期間の開始時点としてもよい。また、状態判定部１３は、所定の大きさ以上の音に含まれる周波数成分に基づいて、作動している可能性があるユニット２の候補を絞り込み、絞り込んだユニット２の候補の作動音情報が示す周期の音が検出音に含まれるか否かに基づいて、ユニット２の作動状態を判定してもよい。

状態判定部１３は、判定した結果を示す状態判定情報を運転者監視装置５へと出力する。状態判定部１３は、ケーブルを介して状態判定情報を運転者監視装置５へと出力してもよく、無線を介して状態判定情報を運転者監視装置５へと出力してもよい。

［状態判定部１３の動作のフローチャート］
図４は、状態判定部１３がユニット２の作動状態を判定する動作のフローチャートである。
まず、状態判定部１３は、音検出部１１が検出した音を示す音情報を取得する（Ｓ１１）。状態判定部１３は、例えば、音情報として、音検出部１１が検出した音の大きさに対応する電圧波形をデジタルサンプリングすることにより生成されたデジタル情報を取得する。

続いて、状態判定部１３は、取得した音情報が示す値を、作動音情報に含まれる閾値と比較する（Ｓ１２）。状態判定部１３は、閾値以上の音を検出した場合（Ｓ１２においてＹＥＳ）、作動音を検出する対象のユニット２の作動音のパターンの検出を開始する（Ｓ１３）。そして、状態判定部１３は、判定期間にわたって取得した音情報に、作動音情報に含まれる周期のパターンが含まれるか否かを判定する（Ｓ１４）。

状態判定部１３は、判定期間中の音情報の変化パターンの周期が、いずれかのユニット２の作動音情報の変化パターンの周期と一致している場合（Ｓ１４においてＹＥＳ）、周期が一致したユニット２が作動していることを示す状態判定情報を運転者監視装置５へと出力する（Ｓ１５）。このようにすることで、運転者監視装置５は、車内ネットワークＮに接続されていない状態であっても、ユニット２の作動状態に基づいて、運転者の状態を特定することができる。例えば、運転者が前方を向いていない場合に警報音を出力する運転者監視装置５は、撮影装置６から取得した撮像画像において運転者が右側を向いていることを検出した場合であっても、状態判定部１３から入力された状態判定情報が、右ウィンカーが作動していることを示しているときには、警報音を出力しないように制御することができる。

［本実施形態における効果］
以上説明したように、本実施形態に係る状態判定装置１の状態判定部１３は、音検出部１１が検出した音に、作動状態を判定する対象となるユニット２の作動音情報に対応する周期の音が含まれているか否かに基づいて、ユニット２の作動状態を判定する。このようにすることで、作動状態を判定する対象となるユニット２以外が発する音が存在したとしても、高い精度で車両内のユニットの作動状態を判定することができる。

また、状態判定部１３は、音検出部１１が検出した音のうち、それぞれのユニット２に関連付けられた範囲の大きさの音に、作動音情報に対応する周期の音が含まれているか否かに基づいてユニット２の作動状態を判定する。このようにすることで、状態判定部１３は、ユニット２の作動音の周期に近い周期のノイズ音が存在する場合であっても、高い精度で車両内のユニットの作動状態を判定することができる。

また、状態判定部１３は、音検出部１１が所定の範囲の大きさの音を検出してから所定の長さの判定期間内に音検出部１１が検出した音に、作動音情報に対応する周期の音が含まれているか否かに基づいて、ユニット２の作動状態を判定する。このようにすることで、状態判定部１３は、ユニット２が作動している可能性がある状態でのみ作動状態を判定するので、処理の負荷を軽減することができる。

状態判定部１３は、上記の判定時間として、複数の作動音情報の周期のうち最も長い周期よりも長い時間を用いてもよい。このようにすることで、複数の周期にわたる作動音に基づいてユニット２の作動状態を判定することができるので、判定精度が向上する。

また、音検出部１１は、リレーボックスに配置されており、状態判定部１３はリレーボックス内で検出されるリレーの作動音に基づいてウィンカーの作動状態を判定してもよい。このようにすることで、ノイズ音の影響を軽減できるので、判定精度が向上する。

＜変形例１＞
図２に示した作動音情報テーブルにおいては、それぞれのユニット２に関連付けて一つの閾値が設定されていたが、作動音が、大きさが異なる複数の音を含む場合、このようなユニット２に関連付けて複数の閾値が設定されていてもよい。

図５は、複数の閾値が設定されている場合の状態判定部１３の動作について説明するための図である。図５（ａ）に示す検出音は、閾値Ｒ１以上の第１の音が発せられる複数のタイミングの間に、閾値Ｒ１未満でありかつ閾値Ｒ２以上の第２の音が発せられるタイミングが存在していることを示している。そこで、状態判定部１３は、検出音が閾値Ｒ１以上の状態から閾値Ｒ１未満の状態に変化してから所定の長さの期間において、閾値Ｒ２を用いて作動状態値を生成してもよい。状態判定部１３は、このようにして生成した図５（ｂ）に示す作動状態値の変化パターンと、図５（ｃ）に示す左ウィンカーの作動音情報の変化パターンとを比較することにより、左ウィンカーが作動していると判定することができる。

＜変形例２＞
上記の説明においては、状態判定装置１が一つの音検出部１１を有する例について説明したが、状態判定装置１は、複数の音検出部１１を有してもよい。この場合、一つ目の音検出部１１がリレーボックスに収容されており、二つ目の音検出部１１がインスツルメントパネルに収容されていてもよい。状態判定部１３が、複数の位置に設けられた音検出部１１において検出された音に基づいてユニット２の作動状態を判定することにより、さらに精度を向上させることができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。例えば、上記の説明においては、ユニット２として、ウィンカー２ａ及びワイパー２ｂを例示したが、周期的な作動音を発するユニット２あれば、任意のユニット２に本発明を適用することができる。

１ 状態判定装置
１１ 音検出部
１２ 記憶部
１３ 状態判定部
２ａ ウィンカー
２ｂ ワイパー
３ ユニット制御装置
４ 車両制御装置
５ 運転者監視装置
６ 撮影装置

Claims (5)

1. 車両のリレーボックスに収容され、音を検出する音検出部と、
   前記車両の少なくとも一つのユニットが作動時に発するリレーの作動音の周期を示す一以上の作動音情報を記憶する記憶部と、
   前記音検出部が検出した音に、前記一以上の作動音情報に対応する周期のリレーの作動音が含まれているか否かに基づいて、前記少なくとも一つのユニットの作動状態を判定する状態判定部と、
   を有する状態判定装置。
2. 前記状態判定部は、前記音検出部が検出した音のうち、前記少なくとも一つのユニットに関連付けられた範囲の大きさの音に、前記一以上の作動音情報に対応する周期の音が含まれているか否かに基づいて、前記少なくとも一つのユニットの作動状態を判定する、
   請求項１に記載の状態判定装置。
3. 前記状態判定部は、前記音検出部が所定の範囲の大きさの音を検出してから所定の長さの判定期間内に前記音検出部が検出した音に、前記一以上の作動音情報に対応する周期の音が含まれているか否かに基づいて、前記少なくとも一つのユニットの作動状態を判定する、
   請求項１又は２に記載の状態判定装置。
4. 前記記憶部は、複数のユニットが作動時に発する音の周期を示す前記作動音情報を複数記憶し、
   前記状態判定部は、前記判定期間として、前記複数の作動音情報の周期のうち最も長い周期よりも長い期間を用いることにより、前記少なくとも一つのユニットの作動状態を判定する、
   請求項３に記載の状態判定装置。
5. 車両のリレーボックスに収容された音検出部から音を示す音情報を取得するステップと、
   前記音情報が示す音に、前記車両の少なくとも一つのユニットが作動時に発するリレーの作動音の周期を示す一以上の作動音情報に対応する周期のリレーの作動音が含まれているか否かに基づいて、前記少なくとも一つのユニットの作動状態を判定するステップと、
   を有する状態判定方法。
   
   

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