JP2023060783A - 音を用いた速度計 - Google Patents
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Abstract
【課題】音を用いて加速度情報を運転者に提供することで、目視を必要とする速度計を見ることを少なくしても、車両の運転者に車両の加速や減速の情報を絶えず伝えることができる音を用いた速度計を提供する。【解決手段】車両は正の加速度で速度が上昇し、負の加速度で速度が減少し、加速度がゼロで定速走行になる。更に、加速度には大きさがあるため、この大きさに比例して楽曲の音圧や出力頻度を変えることで大きさを示し、速度範囲ごとに音色を異にし、車両の加速度の正と負を楽曲の違いで区別して、運転者に速度情報を伝える。【選択図】図3
Description
本発明は車両の走行に伴い生じる加速度を音および振動により運転者に提示して、車両の速度情報とする速度計に関するものである。
車両の速度は速度計で視覚的に提示することが一般的である。そのため、運転者は車両が発生するエンジン音や通り過ぎる風景の様子から常は車両の速度を推定し、たまに速度計を見てその速度を確認して運転している。しかし、速度計を見る動作は前方の確認を中断するため前方不注意が生じる。このため、速度計を確認する頻度を少なくする傾向があり、不注意による制限速度の超過を起こしやすい。更に、近年の電気自動車等はエンジン音が無い場合や、有っても走行速度と無関係な場合がしばしばある。このためエンジン音などの聴覚的な情報による速度の推定が出来にくい状況が多くなっている。
走行速度をエンジン音の変化からある程度把握するする習慣があった運転者にとっては、自動車の電気走行にともなう静粛化で聴覚による速度の推測が困難になり、気がつくと思わぬ制限速度違反を起こしていることがある。この大きな原因は速度計が目視確認を必要としているため細目に速度確認をしにくいためである。他方、速度確認を頻繁に実行すると前方不注意が増え、事故を起こす可能性が増える問題がある。
走行する車両の速度確認方法として、車両の速度を一定の速度の範囲(以下、「速度範囲」とする)で区切り、速度範囲ごとに異なる音色を割当てて、車両内に出力される音色の区別で運転者が速度範囲を区別することを基本とし、各速度範囲の音色で出力する楽曲とその音圧や楽曲の繰返し周期を以下のようにする。
走行する車両の加速度は加速により正の値となり、減速により負の値になるが、この正と負を楽曲で区別できるように設定し、更に加速度の大きさを楽曲の音圧または楽曲の繰返し頻度で表して車内に出力することで、運転者は音色から走行中の車両の速度範囲を理解し、楽曲から加速と減速の区別を理解し、楽曲を出力する音圧または楽曲の繰返し頻度から加速度の強弱を理解できるようにする音を用いた速度計である。
なお、以下での説明では、負の加速度が大きくなればマイナスの値が大きくなるので、値は更に小さくなると表現すべきであるが、この表現では大小が分かりにくくなるので、負の加速度はマイナスを省いた絶対値で表現することする。これにともない、負の加速度が大きくなれば、負の加速度が大きいと以下では述べることにする。
走行する車両の加速度は加速により正の値となり、減速により負の値になるが、この正と負を楽曲で区別できるように設定し、更に加速度の大きさを楽曲の音圧または楽曲の繰返し頻度で表して車内に出力することで、運転者は音色から走行中の車両の速度範囲を理解し、楽曲から加速と減速の区別を理解し、楽曲を出力する音圧または楽曲の繰返し頻度から加速度の強弱を理解できるようにする音を用いた速度計である。
なお、以下での説明では、負の加速度が大きくなればマイナスの値が大きくなるので、値は更に小さくなると表現すべきであるが、この表現では大小が分かりにくくなるので、負の加速度はマイナスを省いた絶対値で表現することする。これにともない、負の加速度が大きくなれば、負の加速度が大きいと以下では述べることにする。
本発明の走行中の車両の正と負の加速度を異なる楽曲で区別し、前記加速度の大きさに合わせて前記楽曲の音圧または前記楽曲の出力頻度を変化させて加速度を表し、別途指定する速度範囲ごとに前記楽曲の音色を異にし運転者に前記加速度の情報を伝達する音を用いた速度計には、次の効果があり、更に課題の解決が図れる。
本発明では、通常の車両に付属する速度計の他に、音を用いて加速度情報を運転者に提供することで、目視を必要とする速度計を見ることを少なくしても、車両の運転者に車両の加速や減速の情報を絶えず伝えることができる利点がある。
また、これまでに車両の速度を幾つかの範囲に区切って、それぞれの区切りに合わせた音により車両の速度が属する速度範囲を提示する音による速度計が提案されているが、この速度計の場合は定速走行や速度変化が少ない走行においても走行速度に合わせた音を絶えず出力するため、運転者はその音を常に聞かされ続けている。これに対して本発明の音により加速度を提示する速度計では、定速走行をしている際には加速度がゼロであるため無音とすることができ、また、速度変化が少ない場合は小さい音圧の出力や頻度の少ない出力とすることができるため、車内の静粛化をできるだけ図ることができる。かつ、運転者は無音やそれに近い状態の出力であることからは、ほぼ一定の速度で走行していることが暗黙的に理解できる特徴があり、無音状態等も有効に速度情報として利用することができる。
本発明では、通常の車両に付属する速度計の他に、音を用いて加速度情報を運転者に提供することで、目視を必要とする速度計を見ることを少なくしても、車両の運転者に車両の加速や減速の情報を絶えず伝えることができる利点がある。
また、これまでに車両の速度を幾つかの範囲に区切って、それぞれの区切りに合わせた音により車両の速度が属する速度範囲を提示する音による速度計が提案されているが、この速度計の場合は定速走行や速度変化が少ない走行においても走行速度に合わせた音を絶えず出力するため、運転者はその音を常に聞かされ続けている。これに対して本発明の音により加速度を提示する速度計では、定速走行をしている際には加速度がゼロであるため無音とすることができ、また、速度変化が少ない場合は小さい音圧の出力や頻度の少ない出力とすることができるため、車内の静粛化をできるだけ図ることができる。かつ、運転者は無音やそれに近い状態の出力であることからは、ほぼ一定の速度で走行していることが暗黙的に理解できる特徴があり、無音状態等も有効に速度情報として利用することができる。
また、速度範囲ごとに楽曲の音色を異にしているため、加速度情報を伝える音色が同じであれば同じ速度範囲内で車両は走行していることが把握でき、音色が変化すれば速度範囲が別に移動したことが理解できる。ここで大切なことは、加速度の正と負を示す楽曲の流れと、加速度の大きさを示す楽曲の出力の流れが、常に連続性を維持しつつ、音色だけが変化することである。
このため、車両の加速または減速の程度を示す楽曲の連続性が維持されたまま、音圧が変化することで運転者は加速度情報を理解しつつ走行を続けることができ、途中で音色が変化すると、その不連続性から速度範囲が変化したことが判断できるようになる特徴がある。
このため、車両の加速または減速の程度を示す楽曲の連続性が維持されたまま、音圧が変化することで運転者は加速度情報を理解しつつ走行を続けることができ、途中で音色が変化すると、その不連続性から速度範囲が変化したことが判断できるようになる特徴がある。
更に楽曲には加速度の正と負の区別があるため、音色の変化に伴い変化した速度範囲が、加速度が正の楽曲であれば、より速度が速い側の速度範囲に移動した事によると判断でき、逆に加速度が負の楽曲であれば、より速度が遅い側の速度範囲に移動した事によると判断が可能になる。このようにして大まかではあるが、速度の変化を聴覚を介して絶えず理解できる特徴がある。
これを単純な例で説明し直すと、例えば速度範囲を走行中の道路の制限速度以下と制限速度以上の2つの範囲とし、制限速度以下の速度範囲で走行時に出力する加速度を示す楽曲の音色と、制限速度以上の速度範囲で走行時に出力する加速度を示す楽曲の音色を異にする事で、その境界を明瞭に分けることが可能になる。
これにより、例えば制限速度以下の速度範囲で車両が加速すると、制限速度以下とした音色の楽曲が加速度大きさに合わせた音圧で出力するが、その加速を継続して、制限速度を超えると音色が変化する。このため、その音色が変化した時点から制限速度以上の速度で車両が加速をしていることが運転者に理解できるようになる。
これは目視動作を必要とする速度計だけを頼りにする運転では、こうした情報を絶えず得るのは難しく、目視による速度計の補助情報として聴覚を利用する本発明を併用することで、絶えず制限速度以下であるか、それ以上であるかが理解可能になる。これにより、法令順守をした運転がより容易になる。
これを単純な例で説明し直すと、例えば速度範囲を走行中の道路の制限速度以下と制限速度以上の2つの範囲とし、制限速度以下の速度範囲で走行時に出力する加速度を示す楽曲の音色と、制限速度以上の速度範囲で走行時に出力する加速度を示す楽曲の音色を異にする事で、その境界を明瞭に分けることが可能になる。
これにより、例えば制限速度以下の速度範囲で車両が加速すると、制限速度以下とした音色の楽曲が加速度大きさに合わせた音圧で出力するが、その加速を継続して、制限速度を超えると音色が変化する。このため、その音色が変化した時点から制限速度以上の速度で車両が加速をしていることが運転者に理解できるようになる。
これは目視動作を必要とする速度計だけを頼りにする運転では、こうした情報を絶えず得るのは難しく、目視による速度計の補助情報として聴覚を利用する本発明を併用することで、絶えず制限速度以下であるか、それ以上であるかが理解可能になる。これにより、法令順守をした運転がより容易になる。
これまでは制限速度以下の速度範囲と制限速度以上の速度範囲の2種類に分けて説明したが、道路交通法では5段階に分けた超過速度範囲で、違反の加点数を分けている。この超過速度範囲に合わせて速度範囲を設定し、各々の速度範囲に対応させて音色を変えることにより、運転者はどの超過速度範囲の中で加速をしているか、減速しているかを常に理解できるようになる。これにより、運転者は必要以上に高速走行をしている自覚が容易にできるとともに、思わぬ速度違反の防止に役立てることが出来るようになる。
本発明の走行中の車両の正と負の加速度を異なる楽曲で区別し、前記加速度の大きさに合わせて前記楽曲の音圧または前記楽曲の出力頻度を変化させて加速度を表し、別途指定する速度範囲ごとに前記楽曲の音色を異にして運転者に前記加速度の情報を伝達する音を用いた速度計において、前記別途指定する速度範囲として、外部より提供される又は、内部に蓄積する各道路の制限速度情報を用いて指定する音を用いた速度計には、次の効果があり、更に課題の解決が図れる。
GPSを用いたカーナビに代表される車両の地図案内システム等は、車両が走行する道路の特定とその制限速度等に関する情報を保持又は取得することが出来る。この情報を本発明の音を用いた速度計の別途指定する速度範囲の指定に用いることで自動的に制限速度を指定して速度範囲を設定でき、走行する道路の制限速度の変化を自動的に修正可能にできる。この機能により、走行中の道路の制限速度を運転者が知らない場合や新たに侵入した道路の制限速度を知らない場合はいくらでもあるが、こうした場合にも新たな制限速度を加味した楽曲の音色が出力するため、速度制限を超過しているかどうか等を音により運転者がいつでも判断できるようになる。
更に先にも述べたが、道路交通法では速度違反に対する加点数を5段階に分けた範囲として超過速度範囲が定めているが、肝心な制限速度は道路により異なるため具体的な速度ではなく、超過速度の範囲が定められているだけである。このため、外部より提供される又は、内部に蓄積する制限速度情報を走行する道路に合わせて用いることで、各道路に合わせた速度違反に対する5段階に分けた速度範囲を具体的な速度として設定できるようになる。この場合も運転者が具体的な速度範囲の速度を理解していなくても、楽曲の音色の変化により走行する車両の速度と5段階の加点数の関係が音を介して理解できるようになる利点がある。
GPSを用いたカーナビに代表される車両の地図案内システム等は、車両が走行する道路の特定とその制限速度等に関する情報を保持又は取得することが出来る。この情報を本発明の音を用いた速度計の別途指定する速度範囲の指定に用いることで自動的に制限速度を指定して速度範囲を設定でき、走行する道路の制限速度の変化を自動的に修正可能にできる。この機能により、走行中の道路の制限速度を運転者が知らない場合や新たに侵入した道路の制限速度を知らない場合はいくらでもあるが、こうした場合にも新たな制限速度を加味した楽曲の音色が出力するため、速度制限を超過しているかどうか等を音により運転者がいつでも判断できるようになる。
更に先にも述べたが、道路交通法では速度違反に対する加点数を5段階に分けた範囲として超過速度範囲が定めているが、肝心な制限速度は道路により異なるため具体的な速度ではなく、超過速度の範囲が定められているだけである。このため、外部より提供される又は、内部に蓄積する制限速度情報を走行する道路に合わせて用いることで、各道路に合わせた速度違反に対する5段階に分けた速度範囲を具体的な速度として設定できるようになる。この場合も運転者が具体的な速度範囲の速度を理解していなくても、楽曲の音色の変化により走行する車両の速度と5段階の加点数の関係が音を介して理解できるようになる利点がある。
本発明の走行中の車両の正と負の加速度を異なる楽曲で区別し、前記加速度の大きさに合わせて前記楽曲の音圧または前記楽曲の出力頻度を変化させて加速度を表し、別途指定する速度範囲ごとに前記楽曲の音色を異にして運転者に前記加速度の情報を伝達する音を用いた速度計において、前記加速度の大きさに合わせて出力する楽曲は、指定する速度以下では出力する音圧をゼロに近づけるか、又はゼロとする事を特徴とする音を用いた速度計には、次の効果があり、更に課題の解決が図れる。
道路交通法による走行する道路の制限速度や私的な遵守速度として設けた制限速度の道路で、その制限速度以下の速度で車両が加速や減速を繰返している場合と制限速度以上の速度で加速や減速を繰返している場合があるが、その内の制限速度以下で加速と減速を繰返している場合は、運転者は速度情報をほとんど必要としていない。このため、本発明の音を用いた速度計における加速度の情報の多くも必要とされない。更に、この音の出力を省くことで、制限速度より下方の速度で走行する車両内の静粛化を保つことが可能になる。更に、制限速度を超えた走行時のみに本発明の楽曲の出力があることで、楽曲の出力が制限速度以上の走行であることを際立たせ、制限速度を超えている事を運転者に強く意識付けできる利点があり、より速度維持に集中した運転をすることができるようになる効果がある。
ただし、制限速度以下の走行であっても加速度情報の本来の機能を発揮する場合がある。このため、全く出力をゼロにする必要はなく、正の加速度の出力に比べると負の加速度の出力を明らかに弱くすることで、上記で説明した車両内の静粛化をほぼ保つことが出来き、効果が発揮できる。
道路交通法による走行する道路の制限速度や私的な遵守速度として設けた制限速度の道路で、その制限速度以下の速度で車両が加速や減速を繰返している場合と制限速度以上の速度で加速や減速を繰返している場合があるが、その内の制限速度以下で加速と減速を繰返している場合は、運転者は速度情報をほとんど必要としていない。このため、本発明の音を用いた速度計における加速度の情報の多くも必要とされない。更に、この音の出力を省くことで、制限速度より下方の速度で走行する車両内の静粛化を保つことが可能になる。更に、制限速度を超えた走行時のみに本発明の楽曲の出力があることで、楽曲の出力が制限速度以上の走行であることを際立たせ、制限速度を超えている事を運転者に強く意識付けできる利点があり、より速度維持に集中した運転をすることができるようになる効果がある。
ただし、制限速度以下の走行であっても加速度情報の本来の機能を発揮する場合がある。このため、全く出力をゼロにする必要はなく、正の加速度の出力に比べると負の加速度の出力を明らかに弱くすることで、上記で説明した車両内の静粛化をほぼ保つことが出来き、効果が発揮できる。
本発明の走行中の車両の正と負の加速度を異なる楽曲で区別し、前記加速度の大きさに合わせて前記楽曲の音圧または前記楽曲の出力頻度を変化させて加速度を表し、別途指定する速度範囲ごとに前記楽曲の音色を異にして運転者に前記加速度の情報を伝達する音を用いた速度計において、前記加速度の大きさに合わせて出力する前記楽曲の負の加速度の音圧をゼロに近づけるか、又はゼロとする事を特徴とする音を用いた速度計には、次の効果があり、更に課題の解決が図れる。
内燃機関を用いた車両の場合は、 加速をするためにアクセルを強く踏むとエンジンの回転音が速くなり、それに伴って加速がなされる経験を多くの運転経験者が持っており、エンジンの回転音の早まりが加速の増加と結びついた記憶がある。
他方、減速はブレーキ操作によって行われることが多く、この場合のエンジン音は静粛傾向にあり、負の加速度としてエンジン音や他の減速音が際立つ経験は多くの運転経験者にはない。そのため負の加速度の音を省略しても、これまでの運転経験との乖離を感じることがなく、負の加速度を音として車内に出力して注意を喚起する必要性があまりない。
また、 減速は車両の運動エネルギーを減少させることと一致しているため、減速は事故による危険性が減少する行動と言える。つまり、減速は安全性が高まる動作であるため運転の集中力を減少さすことを許容している。このため多くの場合に、負の加速度が集中力を喚起する音の発生を必要としていない。
内燃機関を用いた車両の場合は、 加速をするためにアクセルを強く踏むとエンジンの回転音が速くなり、それに伴って加速がなされる経験を多くの運転経験者が持っており、エンジンの回転音の早まりが加速の増加と結びついた記憶がある。
他方、減速はブレーキ操作によって行われることが多く、この場合のエンジン音は静粛傾向にあり、負の加速度としてエンジン音や他の減速音が際立つ経験は多くの運転経験者にはない。そのため負の加速度の音を省略しても、これまでの運転経験との乖離を感じることがなく、負の加速度を音として車内に出力して注意を喚起する必要性があまりない。
また、 減速は車両の運動エネルギーを減少させることと一致しているため、減速は事故による危険性が減少する行動と言える。つまり、減速は安全性が高まる動作であるため運転の集中力を減少さすことを許容している。このため多くの場合に、負の加速度が集中力を喚起する音の発生を必要としていない。
さらに、負の加速度を音として車内に出力しないことにより、役立つことの少ない音の出力が無くなり、車両内の静粛化が図られ、上記で車両内の静粛化で説明したと同じ効果が期待できる。
また、正と負の2種類の加速度の音を運転者に区別させることを前提に速度計を提供した場合に、その区別を全ての運転者が的確にできるとは限らないため、こうした機能の提供はできるだけ単純であることが望ましく、この負の加速度の音を車内に出力しないことは機能の単純化に役立つことになる。
更に、楽曲の中には正と負を区別して出力することが困難な曲があり、こうした楽曲は加速度の正または負のどちらかの一方に限定しなくてはならない場合がある。こうした楽曲を利用したい場合に正の加速度の情報のみを出力することに限定することで、目的の楽曲が利用可能になり、楽曲の選択の自由度を増すことが出来、楽曲選択の幅を広げることが出来る効果がある。
また、正と負の2種類の加速度の音を運転者に区別させることを前提に速度計を提供した場合に、その区別を全ての運転者が的確にできるとは限らないため、こうした機能の提供はできるだけ単純であることが望ましく、この負の加速度の音を車内に出力しないことは機能の単純化に役立つことになる。
更に、楽曲の中には正と負を区別して出力することが困難な曲があり、こうした楽曲は加速度の正または負のどちらかの一方に限定しなくてはならない場合がある。こうした楽曲を利用したい場合に正の加速度の情報のみを出力することに限定することで、目的の楽曲が利用可能になり、楽曲の選択の自由度を増すことが出来、楽曲選択の幅を広げることが出来る効果がある。
本発明の走行中の車両の正と負の加速度を異なる楽曲で区別し、前記加速度の大きさに合わせて前記楽曲の音圧または前記楽曲の出力頻度を変化させて加速度を表し、別途指定する速度範囲ごとに前記楽曲の音色を異にして運転者に前記加速度の情報を伝達する音を用いた速度計において、前記楽曲の音圧と同等の振動をハンドルを介して運転者に伝える事を特徴とする音を用いた速度計には、次の効果があり、更に課題の解決が図れる。
車両は走行に伴い各種の雑音が運転者に届き、場合によっては出力する楽曲が運転者に理解できないほどの雑音が生じる状況がある。また、聴覚に障害を持つ運転者には役立たなかったり、役立ち方が少ない場合がある。この原因は本発明の音を用いた速度計が出力する音を空気伝搬により聴覚で認識することを前提としている為であり、これが制約になっている。そこで加速度の大きさに合わせた楽曲をスピーカを介して出力するとともに、同じ振動を車両のハンドルを介して運転者に伝えることで、上記の課題を解決、あるいは軽減させる効果が生じ、本発明の音を用いた速度計の機能をより効果的に使用することが可能になる。
車両は走行に伴い各種の雑音が運転者に届き、場合によっては出力する楽曲が運転者に理解できないほどの雑音が生じる状況がある。また、聴覚に障害を持つ運転者には役立たなかったり、役立ち方が少ない場合がある。この原因は本発明の音を用いた速度計が出力する音を空気伝搬により聴覚で認識することを前提としている為であり、これが制約になっている。そこで加速度の大きさに合わせた楽曲をスピーカを介して出力するとともに、同じ振動を車両のハンドルを介して運転者に伝えることで、上記の課題を解決、あるいは軽減させる効果が生じ、本発明の音を用いた速度計の機能をより効果的に使用することが可能になる。
なお、ここまでで使用した用語を以下で補足説明する。
「楽曲」とは、音楽の曲一般のことであり、声楽曲、器楽曲、管弦楽曲などの総称である。
「音圧」とは、音による圧力の大気圧からの変動分のことである。
「音色」とは、音の質を表す用語である。音色の多くは音源と一致するため、音源も音色に含めることにする。
これ等の用語は以降の説明でも使用する。
また、数字の0はローマ字のOとの区別が出来にくいため、単独の0は以後ゼロと表記する。
「楽曲」とは、音楽の曲一般のことであり、声楽曲、器楽曲、管弦楽曲などの総称である。
「音圧」とは、音による圧力の大気圧からの変動分のことである。
「音色」とは、音の質を表す用語である。音色の多くは音源と一致するため、音源も音色に含めることにする。
これ等の用語は以降の説明でも使用する。
また、数字の0はローマ字のOとの区別が出来にくいため、単独の0は以後ゼロと表記する。
車両の走行速度を確認する通常の速度計とは別に、一定のルールで区切った速度範囲に対応して音色を割当てて、車両の走行にともなう加速度を音圧や繰返し周期等を変化させた楽曲として車内に出力して、車両の運転者に聴覚を介して加速度情報を伝達し、走行する車両の運転者が速度範囲や加速度を判断可能とするができる機能を持ち、更に楽曲の出力に比例した振動を車両のハンドルに伝える機能を持つ速度計を車両に付加する。
単純な例としては、走行中の道路の制限速度より低速側と高速側に速度範囲を分けて、低速側はバイオリンの音色の楽曲を出力させ、高速側はピアノの音色の楽曲を出力するように設定する。
更に、加速度の変化に対応して、車両内に出力する前記の楽曲の音圧を変化させることにし、加速度の値がゼロの場合は音圧をゼロとし、加速度の値が大きくなるにつれて音圧を大きくするようにする。更に、加速度の正と負の区別については楽曲の種類を変えることとして、利用に際しては運転者にはその区別の理解を促す必要がある。そのため、その区別が容易であることが好ましい。
更に、加速度の変化に対応して、車両内に出力する前記の楽曲の音圧を変化させることにし、加速度の値がゼロの場合は音圧をゼロとし、加速度の値が大きくなるにつれて音圧を大きくするようにする。更に、加速度の正と負の区別については楽曲の種類を変えることとして、利用に際しては運転者にはその区別の理解を促す必要がある。そのため、その区別が容易であることが好ましい。
運転する車両が走行を開始し、正の加速度が生じるとバイオリンの音色による正の楽曲の出力レベルが増加し、加速していることが理解できる。さらに速度を上げると設定した制限速度に達し、さらに速度を上げると制限速度を超えた時点から音色がピアノに変わり、制限速度を超えたことが運転者に理解できる。この際に楽曲自体は連続性を維持したまま加速度が正を示す楽曲を出力することになり、音色だけがバイオリンからピアノに変わるが、加速度の情報を示す楽曲と音圧は連続性を維持したままとすることができる。
その後、速度を一定に保つと加速度がゼロになるため、楽曲の音圧がゼロになる。逆に減速を開始すると加速度が負の値となるため、音色はピアノのままで楽曲が負を示す楽曲となる。更に減速すると制限速度以下になり、音色がピアノからバイオリンに変わり、制限速度以下になったことが運転者は理解できる。更に減速して車両が停止すると加速度がゼロになり、音圧もゼロとなり、バイオリンの音色は聞こえなくなる。また、この出力を運転者に確実に伝えるために、出力する楽曲の音圧に比例した振動をハンドルでも発生させて注意喚起を促す機能を持つ。これは最も単純な本発明の音を用いた速度計の動作例である。
その後、速度を一定に保つと加速度がゼロになるため、楽曲の音圧がゼロになる。逆に減速を開始すると加速度が負の値となるため、音色はピアノのままで楽曲が負を示す楽曲となる。更に減速すると制限速度以下になり、音色がピアノからバイオリンに変わり、制限速度以下になったことが運転者は理解できる。更に減速して車両が停止すると加速度がゼロになり、音圧もゼロとなり、バイオリンの音色は聞こえなくなる。また、この出力を運転者に確実に伝えるために、出力する楽曲の音圧に比例した振動をハンドルでも発生させて注意喚起を促す機能を持つ。これは最も単純な本発明の音を用いた速度計の動作例である。
なお、ここまでの説明では、加速度がゼロの時の楽曲の音圧はゼロであるとしたが、必要に応じて弱い音圧で出力を継続することは勿論可能である。
さらに、この音を用いた速度計の特徴は、ほぼ同じ速度で走行する際には楽曲の出力が無いか、あっても弱い出力となり、運転者には楽曲がほとんど聞こえないことが多くなる点であり、車内の静粛化に大きく寄与できる。
さらに、これ等の機能をもつ速度計は車両に設置してある通常の速度計とともに併用するものであり、通常の速度計を車両から排除するものではない。
さらに、この音を用いた速度計の特徴は、ほぼ同じ速度で走行する際には楽曲の出力が無いか、あっても弱い出力となり、運転者には楽曲がほとんど聞こえないことが多くなる点であり、車内の静粛化に大きく寄与できる。
さらに、これ等の機能をもつ速度計は車両に設置してある通常の速度計とともに併用するものであり、通常の速度計を車両から排除するものではない。
図1は本発明を実施する車両の装置の概要を示す配置図である。この概要を説明すると、電気モータやエンジンなどからなる駆動部1が変速機2を介して一対の車輪3を駆動する。駆動部1は電気やガソリンなどを蓄積したエネルギー源5からのエネルギーをエネルギー制御部4の制御の下で供給し車輪3を回転する。
この車両は自動車のアクセルや電車の主幹制御器に相当する速度設定値入力部10で速度を制御して走行し、方向制御はハンドル18で行う。ここまでの説明は多少の省略があるが車両の一般的な走行制御の形態である。
この車両は自動車のアクセルや電車の主幹制御器に相当する速度設定値入力部10で速度を制御して走行し、方向制御はハンドル18で行う。ここまでの説明は多少の省略があるが車両の一般的な走行制御の形態である。
車両には他に車両の速度検出部6やGPS(グローバル・ポジショニング・システム)情報の検出及び処理部7や加速度計8や道路上の制限速度等の標識を認識する標識認識部9が各々適切な箇所に設置してある。これらの各部が発生するデータ等は次に説明する制御部11に送られる。
制御部11では楽曲等記憶部13からのデータ読取を行うとともに、必要なデータの演算等の処理を行い、表示部12がそれに必要な情報のマン・マシンインタフェースを司る。更に楽曲等記憶部13のデータを具体的な楽器や音声等とする音色信号発生部14を制御して、楽器や声等信号を発生させるとともに音圧を指示する。ここで、楽曲等記憶部13での楽曲データは楽譜や歌詞だけでなく音声圧縮情報MP3やMIDIのような音楽情報であることもある。楽器・音声等の音色信号発生部14で生成した楽曲データはD/Aコンバータ15を介してデジタル信号をアナログ信号に変換し、更にアンプ部16で増幅してスピーカ17から車内に出力する。
制御部11では楽曲等記憶部13からのデータ読取を行うとともに、必要なデータの演算等の処理を行い、表示部12がそれに必要な情報のマン・マシンインタフェースを司る。更に楽曲等記憶部13のデータを具体的な楽器や音声等とする音色信号発生部14を制御して、楽器や声等信号を発生させるとともに音圧を指示する。ここで、楽曲等記憶部13での楽曲データは楽譜や歌詞だけでなく音声圧縮情報MP3やMIDIのような音楽情報であることもある。楽器・音声等の音色信号発生部14で生成した楽曲データはD/Aコンバータ15を介してデジタル信号をアナログ信号に変換し、更にアンプ部16で増幅してスピーカ17から車内に出力する。
更に、加速度を音として出力するのと同期した駆動電圧をアンプ部15で発生させて、振動発生機19に振動を発生させ、振動発生機19と接触するハンドル18を振動させる。これにより、運転者は聴覚を介して伝わる加速度の情報とハンドル18を介して伝わる振動の両者を同時に受けることになる。
本発明では制御部11の処理を中心に説明を行うが、その制御部11は必要な楽曲を楽曲等記憶部13に指示し、更にそれに従い楽曲・声等信号発生部14から楽曲データを出力させ、そのデータをD/Aコンバータ15でアナログ信号変換し、更にアンプ部16で増幅してその音響信号をスピーカ17で音とする。これ等の過程を略して以下「出力」と称することにする。
本発明では車両の走行速度を一定の単位で区切って、その各範囲を「速度範囲」と称することにするが、速度範囲ごとに異なる音色の楽曲を車内に出力して、同じ音色による楽曲が続く限り、運転者は同じ速度範囲内で車両が走行していることが理解できる速度計を基本にしている。
この時に、車両の加速度が正の加速であるか、負の加速であるかは楽曲により区別する。
更に、加速度の大きさ示すには、加速度の大きさに比例して音圧を大きくする方法(これを以下、「音圧利用の出力」と略すことにする)と加速度の大きさに逆比例して繰返し周期を速くする方法(これを以下、「周期利用の出力」と略すことにする)の2つが基本である。
このうちの「音圧利用の出力」は加速度がゼロから増大すると、音圧がゼロから次第に大きくなる出力とする方法で実現できる。また、「周期利用の出力」は例えば単純に太鼓の単体音を音色として繰返す楽曲で説明すると、太鼓の音の音圧は一定として、その繰返し周期を加速度の逆数に比例した頻度で出力する方法で実現できる。これは、加速度ゼロでは太鼓の音を出力する周期が無限大であり(無限大とは出力が無いことを意味する)、加速度が大きくなるにつれて、太鼓の音を出力する周期が短くなる出力である。これは内燃機関のエンジンを用いる車両が加速を次第に強くするとエンジンの回転音の周期が早くなるのと類似させた出力が可能であり、内燃機関の車両をこれまでに運転してきた者が持つ加速の経験に合った出力とすることができる。
なお、音圧利用の出力と周囲利用の出力の組合せも加速度がゼロの時に出力をゼロにできるため、本発明で利用が可能である。
この時に、車両の加速度が正の加速であるか、負の加速であるかは楽曲により区別する。
更に、加速度の大きさ示すには、加速度の大きさに比例して音圧を大きくする方法(これを以下、「音圧利用の出力」と略すことにする)と加速度の大きさに逆比例して繰返し周期を速くする方法(これを以下、「周期利用の出力」と略すことにする)の2つが基本である。
このうちの「音圧利用の出力」は加速度がゼロから増大すると、音圧がゼロから次第に大きくなる出力とする方法で実現できる。また、「周期利用の出力」は例えば単純に太鼓の単体音を音色として繰返す楽曲で説明すると、太鼓の音の音圧は一定として、その繰返し周期を加速度の逆数に比例した頻度で出力する方法で実現できる。これは、加速度ゼロでは太鼓の音を出力する周期が無限大であり(無限大とは出力が無いことを意味する)、加速度が大きくなるにつれて、太鼓の音を出力する周期が短くなる出力である。これは内燃機関のエンジンを用いる車両が加速を次第に強くするとエンジンの回転音の周期が早くなるのと類似させた出力が可能であり、内燃機関の車両をこれまでに運転してきた者が持つ加速の経験に合った出力とすることができる。
なお、音圧利用の出力と周囲利用の出力の組合せも加速度がゼロの時に出力をゼロにできるため、本発明で利用が可能である。
まず。速度範囲について説明する。一般的なアナログの速度計では例えば10Km/h 単位で速度の目盛りが振られて、その目盛りが速度計の針の範囲を指定していることが多い 。
それに対して本発明は走行する道路の制限速度を超えて車両が走行しているか否かを運転者に知らせ事を1つの目的とし、更に、速度違反の度合いについて運転者に通知することを更なる目的としている。そのため、一般的な目盛りの速度計ではなく、速度違反に合わせた速度範囲を主に使用して説明する。勿論、一般的な目盛りに合わせた速度範囲の設定も可能である。
本発明の目盛の1例としては、走行する道路の制限速度以下とそれ以上を区別可能とすることを目的として、 速度ゼロから制限速度までを1つの速度範囲として扱い、制限速度以上をもう1つの速度範囲とする二段階の速度計がある。
なお、本発明の速度計は聴覚により運転者に速度情報を伝えるため、必ずしも目視できるものではない。そのため、ここまでに使用した用語の「目盛り」は不適当であるため、以下は用語を「速度範囲」に統一する。
それに対して本発明は走行する道路の制限速度を超えて車両が走行しているか否かを運転者に知らせ事を1つの目的とし、更に、速度違反の度合いについて運転者に通知することを更なる目的としている。そのため、一般的な目盛りの速度計ではなく、速度違反に合わせた速度範囲を主に使用して説明する。勿論、一般的な目盛りに合わせた速度範囲の設定も可能である。
本発明の目盛の1例としては、走行する道路の制限速度以下とそれ以上を区別可能とすることを目的として、 速度ゼロから制限速度までを1つの速度範囲として扱い、制限速度以上をもう1つの速度範囲とする二段階の速度計がある。
なお、本発明の速度計は聴覚により運転者に速度情報を伝えるため、必ずしも目視できるものではない。そのため、ここまでに使用した用語の「目盛り」は不適当であるため、以下は用語を「速度範囲」に統一する。
この2つの速度範囲を聴覚を介して区別するには、例えば制限速度以下では音色をバイオリンの音とした楽曲を車両内に出力し、制限速度以上では音色をピアノの音とした楽曲を車両内に出力すくことで、どちらの速度範囲で車両が走行しているか運転者に判るようにしている。
この際に制限速度以下ではバイオリンの楽曲が鳴り続け、制限速度以上では常にピアノの楽曲がなり続けるのでは、それを聞かされ続ける運転者や同乗者は場合によると耳障りであったり、迷惑な音の出力であったりする。
しかし、この音の出力を加速度の大きさに比例して音圧を制御して、速度変化がない場合や変化が少ない場合は無音または弱い音圧等とし、速度が急激に変わり、加速度が大きく変化した場合に音圧が強くなるようにする。これにより速度変化の大きい場合を中心に注意喚起となる楽曲の音圧が強くなる。
この加速度に比例し、かつ連続を維持した音圧で、同じ楽曲を、速度範囲の変化を音色の変化として出力できることに大きな特徴がある。
この際に制限速度以下ではバイオリンの楽曲が鳴り続け、制限速度以上では常にピアノの楽曲がなり続けるのでは、それを聞かされ続ける運転者や同乗者は場合によると耳障りであったり、迷惑な音の出力であったりする。
しかし、この音の出力を加速度の大きさに比例して音圧を制御して、速度変化がない場合や変化が少ない場合は無音または弱い音圧等とし、速度が急激に変わり、加速度が大きく変化した場合に音圧が強くなるようにする。これにより速度変化の大きい場合を中心に注意喚起となる楽曲の音圧が強くなる。
この加速度に比例し、かつ連続を維持した音圧で、同じ楽曲を、速度範囲の変化を音色の変化として出力できることに大きな特徴がある。
次に、車両の加速度の算出方法について説明をする。加速度は車両の速度を微分して得られる値であるが、本発明では単純に時間T1における速度S1が時間T2における速度S2に変化した時に、それ等の速度の差(S2-S1)を時間の差(T2-T1)で除した値を本発明ではみなしの加速度 A=(S2-S1)/(T2-T1)とすることにし、これも加速度に含めることにする。ちなみに、微分による加速度は上記の時間差(T2-T1)を限りなくゼロに近づけた時の値A=(S2-S1)/(T2-T1)である。
なお、車両の加速度は走行する車両に設置した加速度計8(加速度センサー)が出力するデータを利用する方法が一般的である。この加速度計8を本発明でも使用できるが、上記で説明した加速度の算出方法を以後の説明で利用することがある。
なお、車両の加速度は走行する車両に設置した加速度計8(加速度センサー)が出力するデータを利用する方法が一般的である。この加速度計8を本発明でも使用できるが、上記で説明した加速度の算出方法を以後の説明で利用することがある。
ここまでの説明では、出力する楽曲の音圧を加速度に比例させて大きくする音圧利用の出力で説明してきた。しかしこの方法では、加速度の値が小さい時に出力される楽曲の音圧が小さいため、 周囲の雑音にかき消されてしまう可能性がある。これを防ぐ方法としては、音圧は周囲の雑音に楽曲がかき消されてしまわないレベルとし、 楽曲の繰り返し周期を加速度に逆比例させて出力させる同期利用の出力の利用がある。この例としては、楽曲を単音からなる太鼓の音とし、その出力頻度を加速度に逆比例させて出力させる方法がある。
なお、単音は楽曲と見なさないことが多いと思われるが、本発明では単音でも楽曲として扱うことにする。
ここでは、加速度ゼロではゼロの逆数の無限大を出力の頻度とするため出力は無く、加速度が上昇すると周期Tで太鼓の音を出力することになる。なお、加速度Aと周期Tの関係式は T=(1/A)×Cの関係で表わせる。ここで、Cは周期の時間を調整するための係数である。
これにより、加速度が小さな場合は太鼓の音の出力回数が少なく、加速度が大きくなるに伴い頻繁に出力するようにでき、太鼓の音の出力頻度により運転者に加速度の情報を伝えて、注意喚起等とすることが可能である。
なお、上記に示した加速度Aと周期Tの関係式は線形関数であるが、さらに複雑な関数とすることも可能であるが、ここではその説明を省略する。
なお、単音は楽曲と見なさないことが多いと思われるが、本発明では単音でも楽曲として扱うことにする。
ここでは、加速度ゼロではゼロの逆数の無限大を出力の頻度とするため出力は無く、加速度が上昇すると周期Tで太鼓の音を出力することになる。なお、加速度Aと周期Tの関係式は T=(1/A)×Cの関係で表わせる。ここで、Cは周期の時間を調整するための係数である。
これにより、加速度が小さな場合は太鼓の音の出力回数が少なく、加速度が大きくなるに伴い頻繁に出力するようにでき、太鼓の音の出力頻度により運転者に加速度の情報を伝えて、注意喚起等とすることが可能である。
なお、上記に示した加速度Aと周期Tの関係式は線形関数であるが、さらに複雑な関数とすることも可能であるが、ここではその説明を省略する。
ここで加速度について更に説明を付け加えると、車両の加速と減速に伴う加速度は各々正の値と負の値になる。この区別により、車両が減速しているか加速しているか区別ができる。本発明においてのこの区別としては例えば制限速度以下の走行では、加速度が正であればバイオリンの正規の譜面に従った楽曲とし、加速度が負であればバイオリンの音程を正規の譜面より1オクターブ低くした楽曲とするなどの区別を利用する方法がある。
また、制限速度以上の走行では、加速度が正であればピアノの正規の譜面より1オクターブ高くした楽曲とし、加速度が負であればピアノの正規の譜面に従った楽曲とするなど区別を利用するなどの方法がある。
別の正と負の区別方法としては、加速度が正であれば音階を「ド・レ・ミ・ファ」と音階が上昇する楽曲とし、加速度が負であれば音階を「ド・シ・ラ・ソ」と音階が下昇する楽曲として区別する方法などがある。
これ等の区別は運転者の理解が必要であり、その理解が容易な楽曲であることが肝心である。
また、制限速度以上の走行では、加速度が正であればピアノの正規の譜面より1オクターブ高くした楽曲とし、加速度が負であればピアノの正規の譜面に従った楽曲とするなど区別を利用するなどの方法がある。
別の正と負の区別方法としては、加速度が正であれば音階を「ド・レ・ミ・ファ」と音階が上昇する楽曲とし、加速度が負であれば音階を「ド・シ・ラ・ソ」と音階が下昇する楽曲として区別する方法などがある。
これ等の区別は運転者の理解が必要であり、その理解が容易な楽曲であることが肝心である。
これまでの説明では制限速度の設定方法について述べていないが、次にこれを説明する。車両が走行する道路の制限速度は道路状況等によって逐次変化する。そのため、制限速度の手動設定は好ましくなく、自動化する必要がある。この方法としては 例えばGPSを使ったカーナビ システムが提供する走行する道路の位置情報を利用して走行する道路を判別し、更にカーナビ等が保持する制限速度情報や高度道路交通システムなどが提供する外部からの制限速度情報を利用して制限速度を設定する方法がある。更に、公の道路の制限速度の情報以外に、道路工事などによる一時的な制限速度変更や私的な施設内の私道や大規模駐車場における制限速度などは、それ等の道路に提示されている速度制限標識を標識認識機能9を介して制限速度を取得し、これを利用する方法がある。
ここまでは、制限速度を境にしてそれ以下と以上に分けて2つの速度範囲を使用する例について説明してきた。次にさらに多くの速度範囲を利用する例を説明する。
道路交通法では速度違反に対する加点数を5段階に分けた範囲として超過速度範囲を定めている。その1つに例として、警視庁の一般道路の制限速度違反の加点数表では、
超過速度が20km未満の時の加点数は1点、
超過速度が20km~24kmの時の加点数は2点、
超過速度が25km~29kmの時の加点数は3点、
超過速度が30km~49kmの時の加点数は6点、
超過速度が50km以上の時の加点数は12点である。
これ等の加点数を前提とした本発明の速度範囲の設定を次に説明する。
道路交通法では速度違反に対する加点数を5段階に分けた範囲として超過速度範囲を定めている。その1つに例として、警視庁の一般道路の制限速度違反の加点数表では、
超過速度が20km未満の時の加点数は1点、
超過速度が20km~24kmの時の加点数は2点、
超過速度が25km~29kmの時の加点数は3点、
超過速度が30km~49kmの時の加点数は6点、
超過速度が50km以上の時の加点数は12点である。
これ等の加点数を前提とした本発明の速度範囲の設定を次に説明する。
図2は速度計が使用する速度範囲の例である。図は横軸を車両の走行速度とし、Km/hの単位で示している。 この横軸上には 速度ゼロの他にS1、S2、S3、S4、S5の速度が記載してある。
速度ゼロからS1までを図中では制限速度内としているが、この速度は道路によって異なるため、具体的な速度は示していない。この範囲を図中の両矢印で示し番号20とした。
S1からS2までは速度違反に伴う加点数が1点の範囲であり、具体的には超過速度が20Km/h未満である。これを図中に両矢印で速度範囲として示し、この範囲を番号21とした。同様に、
S2からS3までは加点数が2点の範囲であり、超過速度が20から25Km/h未満である。これを図中に両矢印で速度範囲として示し、この範囲を番号22とした。
S3からS4までは加点数が3点の範囲であり、超過速度が25から30Km/h未満である。これを図中に両矢印で速度範囲として示し、この範囲を番号23とした。
S4からS5までは加点数が6点の範囲であり、超過速度が30から50Km/h未満である。これを図中に両矢印で速度範囲として示し、この範囲を番号24とした。
S5以上は加点数が12点であり、超過速度が50Km/h以上であり、これを図中に片矢印で速度範囲として示し、この範囲を番号25として示した。
以上が、図2に示すスピード違反の加点数表を基にした速度範囲の設定である。
速度ゼロからS1までを図中では制限速度内としているが、この速度は道路によって異なるため、具体的な速度は示していない。この範囲を図中の両矢印で示し番号20とした。
S1からS2までは速度違反に伴う加点数が1点の範囲であり、具体的には超過速度が20Km/h未満である。これを図中に両矢印で速度範囲として示し、この範囲を番号21とした。同様に、
S2からS3までは加点数が2点の範囲であり、超過速度が20から25Km/h未満である。これを図中に両矢印で速度範囲として示し、この範囲を番号22とした。
S3からS4までは加点数が3点の範囲であり、超過速度が25から30Km/h未満である。これを図中に両矢印で速度範囲として示し、この範囲を番号23とした。
S4からS5までは加点数が6点の範囲であり、超過速度が30から50Km/h未満である。これを図中に両矢印で速度範囲として示し、この範囲を番号24とした。
S5以上は加点数が12点であり、超過速度が50Km/h以上であり、これを図中に片矢印で速度範囲として示し、この範囲を番号25として示した。
以上が、図2に示すスピード違反の加点数表を基にした速度範囲の設定である。
これらの制限速度内の速度範囲と超過速度の範囲の5種類の速度範囲を用いる速度計の利用例を以下で説明する。また、今後の説明においても、図中の番号と速度範囲の関係は継続して維持して説明をする。 ただし、これ等の速度範囲の指定は1例であり、本発明を限定するものではない。
図3は車両の速度と加速度および楽曲の出力の関係を示す例である。 図3は図3-1,図3-2、 図3-3,図3-4の4種類からなるが、これらの全ての横軸は同一の経過の時間であり、お互いの関係を明らかにするために、図3にまとめてある。
図3-1は車両の想定した速度の時間推移と速度範囲の関係の例を示す図である。横軸は時間であり、縦軸は走行する車両の速度をKm/hで示してある。
また右側の縦軸には図2において説明した速度範囲を基にして、両矢印でその範囲を示し、20から25までの番号を示してある。
なお、以下の図3の説明では特に断りのない限り、加速度の大きさを出力する音として「音圧利用の出力」を用いて説明する。
図3は車両の速度と加速度および楽曲の出力の関係を示す例である。 図3は図3-1,図3-2、 図3-3,図3-4の4種類からなるが、これらの全ての横軸は同一の経過の時間であり、お互いの関係を明らかにするために、図3にまとめてある。
図3-1は車両の想定した速度の時間推移と速度範囲の関係の例を示す図である。横軸は時間であり、縦軸は走行する車両の速度をKm/hで示してある。
また右側の縦軸には図2において説明した速度範囲を基にして、両矢印でその範囲を示し、20から25までの番号を示してある。
なお、以下の図3の説明では特に断りのない限り、加速度の大きさを出力する音として「音圧利用の出力」を用いて説明する。
図3-1には 車両の想定した速度の時間推移が実線で示してある。この速度には縦軸の速度に対応した補助線が点線で示してあり、 横軸の時間軸には走行速度の実線と各速度範囲の境界が交わる点の時間に対応させて一点鎖線が補助線として示してある。これ等の一点鎖線と横軸の点線との交点に対応する時間には a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k、l、m、n の記号が振ってあり、これ等を使用して以下の説明をする。なお、これ等の記号の中には説明の必要に応じて追加した時間が、記号(b、c、h、i)で付加してある。
更に、これ等の一点鎖線の補助線は次の図3-2にも延長して図示してある。 なお、図3-3及び図3-4も同じ一点鎖線の補助線を延長する必要があるが、図が煩雑になるため図3-3と図3-4は必要な部分のみ一点鎖線の補助線を明示し、他の補助線は省略した。
更に、これ等の一点鎖線の補助線は次の図3-2にも延長して図示してある。 なお、図3-3及び図3-4も同じ一点鎖線の補助線を延長する必要があるが、図が煩雑になるため図3-3と図3-4は必要な部分のみ一点鎖線の補助線を明示し、他の補助線は省略した。
次に、具体的な車両の速度と速度範囲について図3-1の中に示した実線の波形を用いて説明する。なお、この車両は制限速度が40Kmの道路を走行しているものとして説明する。
車両は時間ゼロから速度を上げ、時間 a において制限速度40Kmに達し、時間 b で加速を停止し、その後は定速で時間 c まで走行を続ける。この時の速度は制限速度を少し超えた21の速度範囲であるが、速度計の許容誤差範囲に入る程度の速度である。
時間 c から再び速度を時間 h まで上昇させ、時間 h から時間 i までは定速で走行する。
この間を、図の右側の縦軸方向に両矢印として示した速度範囲で説明すると、
時間ゼロから時間 a までは速度範囲20、
時間 a から時間 d までは速度範囲21、
時間 d から時間 e までは速度範囲22,
時間 e から時間 f までは速度範囲23、
時間 f から時間 g までは速度範囲24、
時間 g から時間 j までは速度範囲25であり、
速度違反による加点数がそれぞれの速度範囲で増加し続けている。
特に時間 g から時間 j までは速度範囲25の最高の加点数である16点の速度範囲で走行を続けている。その間の
時間 h から時間 i までの間は定速走行をしている区間である。その後の
時間 i からは急速に減速を始め
時間 n では制限速度以下の走行になっている。この間を速度範囲で説明すると
時間 g から時間 j までは速度範囲25である。ただし、これについては重複説明である。
時間 j から時間 k までは速度範囲24,
時間 k から時間 l までは速度範囲23,
時間 l から時間 m までは速度範囲22,
時間 m から時間 n までは速度範囲21であり、
時間 n 以降は制限速度範囲20以下になっている。
以上が、図3-1の車両の想定した速度の時間推移と速度範囲の関係である。
車両は時間ゼロから速度を上げ、時間 a において制限速度40Kmに達し、時間 b で加速を停止し、その後は定速で時間 c まで走行を続ける。この時の速度は制限速度を少し超えた21の速度範囲であるが、速度計の許容誤差範囲に入る程度の速度である。
時間 c から再び速度を時間 h まで上昇させ、時間 h から時間 i までは定速で走行する。
この間を、図の右側の縦軸方向に両矢印として示した速度範囲で説明すると、
時間ゼロから時間 a までは速度範囲20、
時間 a から時間 d までは速度範囲21、
時間 d から時間 e までは速度範囲22,
時間 e から時間 f までは速度範囲23、
時間 f から時間 g までは速度範囲24、
時間 g から時間 j までは速度範囲25であり、
速度違反による加点数がそれぞれの速度範囲で増加し続けている。
特に時間 g から時間 j までは速度範囲25の最高の加点数である16点の速度範囲で走行を続けている。その間の
時間 h から時間 i までの間は定速走行をしている区間である。その後の
時間 i からは急速に減速を始め
時間 n では制限速度以下の走行になっている。この間を速度範囲で説明すると
時間 g から時間 j までは速度範囲25である。ただし、これについては重複説明である。
時間 j から時間 k までは速度範囲24,
時間 k から時間 l までは速度範囲23,
時間 l から時間 m までは速度範囲22,
時間 m から時間 n までは速度範囲21であり、
時間 n 以降は制限速度範囲20以下になっている。
以上が、図3-1の車両の想定した速度の時間推移と速度範囲の関係である。
次に、図3-2 を用いて図3-1で説明した車両の速度の推移に伴う加速度について説明する。それに先立ち、図の構成を簡単に説明する。
図3-2の縦軸は加速度であり、加速度ゼロを中心に正の加速度と負の加速度がある。
横軸は図3-1の横軸と同じ時間であり、 時間 a、b、d、e、f、g、h、i、j、k、l、m、n のいずれも図3-1と同じ条件の時間である。更に、それを示すために一点鎖線で示した補助線を図3-1から延長した形で図3-2にも記載した。また、これ等の一点鎖線の間には両矢印で各速度範囲を示し、20から25までの番号を付けた。
なお、部分的に両矢印が記載不能な時間帯があり、それにあたる4か所の両矢印は省略してある。
図3-2の中の実線は図3-1の速度に対応した加速度の変化を示している。ただし、時間ゼロから時間 a までは 制限速度以下の走行であるため、制限速度以上と区別するために点線で示した。 なお、この制限速度内の走行は後半の時間 n 以降も同様であるため、そこも点線を使用して示している。
図3-2の縦軸は加速度であり、加速度ゼロを中心に正の加速度と負の加速度がある。
横軸は図3-1の横軸と同じ時間であり、 時間 a、b、d、e、f、g、h、i、j、k、l、m、n のいずれも図3-1と同じ条件の時間である。更に、それを示すために一点鎖線で示した補助線を図3-1から延長した形で図3-2にも記載した。また、これ等の一点鎖線の間には両矢印で各速度範囲を示し、20から25までの番号を付けた。
なお、部分的に両矢印が記載不能な時間帯があり、それにあたる4か所の両矢印は省略してある。
図3-2の中の実線は図3-1の速度に対応した加速度の変化を示している。ただし、時間ゼロから時間 a までは 制限速度以下の走行であるため、制限速度以上と区別するために点線で示した。 なお、この制限速度内の走行は後半の時間 n 以降も同様であるため、そこも点線を使用して示している。
次に、図3-2 の加速度を示す波形について説明する。
時間ゼロから時間 a までは車両の速度の急激な上昇に伴い加速度が増加し、
時間 a から時間 b までは車両の速度の上昇が鈍るため加速度が減少して、
時間 b から時間 c までは車両は定速走行をするため、加速度はゼロになっている。
時間 c から時間 d までは車両の速度の急速な上昇に伴い加速度が上昇している。
時間 d から時間 g までは速度上昇が続くが加速度が一定であり、
時間 g から時間 h までは速度の上昇が鈍化するため加速度が減少し、
時間 h から時間 i までは定速での走行であるため加速度はゼロになる。
これ等の時間ゼロから時間 h までの車両の加速の間に、速度範囲は速度範囲20から順次、速度範囲21、速度範囲22、速度範囲23、速度範囲24、速度範囲25と変化して、最も速度の速い速度範囲25に達している。
さらに説明を続けると、
時間 i 以降は急速に減速して負の加速度が続いている。
時間i から時間jまでは車両の速度の急速な減速の増加に伴い、負の加速度が徐々に大きくなっている。
時間j以降は一定の減速が続き、負の加速度が一定値となる減速を続ける。
時間 n において制限速度に達し、それ以降は制限速度内での減速となる。
これ等の時間 i からの車両の減速の間に、速度範囲は速度範囲25から順次速度範囲24、速度範囲23、速度範囲22、速度範囲21、速度範囲20の順に変化している。
時間ゼロから時間 a までは車両の速度の急激な上昇に伴い加速度が増加し、
時間 a から時間 b までは車両の速度の上昇が鈍るため加速度が減少して、
時間 b から時間 c までは車両は定速走行をするため、加速度はゼロになっている。
時間 c から時間 d までは車両の速度の急速な上昇に伴い加速度が上昇している。
時間 d から時間 g までは速度上昇が続くが加速度が一定であり、
時間 g から時間 h までは速度の上昇が鈍化するため加速度が減少し、
時間 h から時間 i までは定速での走行であるため加速度はゼロになる。
これ等の時間ゼロから時間 h までの車両の加速の間に、速度範囲は速度範囲20から順次、速度範囲21、速度範囲22、速度範囲23、速度範囲24、速度範囲25と変化して、最も速度の速い速度範囲25に達している。
さらに説明を続けると、
時間 i 以降は急速に減速して負の加速度が続いている。
時間i から時間jまでは車両の速度の急速な減速の増加に伴い、負の加速度が徐々に大きくなっている。
時間j以降は一定の減速が続き、負の加速度が一定値となる減速を続ける。
時間 n において制限速度に達し、それ以降は制限速度内での減速となる。
これ等の時間 i からの車両の減速の間に、速度範囲は速度範囲25から順次速度範囲24、速度範囲23、速度範囲22、速度範囲21、速度範囲20の順に変化している。
次に、図3の中の図3-3及び図3-4を説明する。
図3-3には、図3-2における正の加速度として示したと同じ波形が示してある。ただし、図3-3の波形は加速度が正を示す楽曲の音圧に縦軸を変更してある。また、図中のそれぞれの出力波形には横軸方向に、速度範囲20から速度範囲25の速度範囲の番号を付加した両矢印が示してある。この両矢印で示す期間は速度範囲20から速度範囲25の区別に合わせた音色で正の楽曲を出力することになり、その音圧は図3-3の波形に従った出力となる。
図3-4についても、図3-2において負の加速度として示したと同じ波形を正と負を逆転させて示してある。ただし、この図でも図3-3と同様に、この波形は出力する楽曲の音圧を示している。図中には図3-3と同様に出力波形の横軸方向には、速度範囲20から速度範囲25の速度範囲の番号を付加した両矢印が示してある。この両矢印で示す期間は速度範囲20から速度範囲25の区別に合わせた音色で負の楽曲を出力することになり、その音圧は図3-4の波形に従った出力となる。
なお、図3-3及び図3-4において、部分的に両矢印が記載不能な時間帯があり、ここの両矢印は省略した。
この両者を使用した具体的な例をそれぞれ説明する。
図3-3には、図3-2における正の加速度として示したと同じ波形が示してある。ただし、図3-3の波形は加速度が正を示す楽曲の音圧に縦軸を変更してある。また、図中のそれぞれの出力波形には横軸方向に、速度範囲20から速度範囲25の速度範囲の番号を付加した両矢印が示してある。この両矢印で示す期間は速度範囲20から速度範囲25の区別に合わせた音色で正の楽曲を出力することになり、その音圧は図3-3の波形に従った出力となる。
図3-4についても、図3-2において負の加速度として示したと同じ波形を正と負を逆転させて示してある。ただし、この図でも図3-3と同様に、この波形は出力する楽曲の音圧を示している。図中には図3-3と同様に出力波形の横軸方向には、速度範囲20から速度範囲25の速度範囲の番号を付加した両矢印が示してある。この両矢印で示す期間は速度範囲20から速度範囲25の区別に合わせた音色で負の楽曲を出力することになり、その音圧は図3-4の波形に従った出力となる。
なお、図3-3及び図3-4において、部分的に両矢印が記載不能な時間帯があり、ここの両矢印は省略した。
この両者を使用した具体的な例をそれぞれ説明する。
まず、「音圧利用の出力」を用いて加速度の大きさを示す実施例の説明をする。
その前に、これまでの説明に使用してきた用語の「音色」について説明を加える。 音色とは、「音の質を表す」としてきたが、具体的には以下で説明する音源の選択と音色の多くは一致している。 本発明の検証実験では楽曲作成にコンピュータ ソフトのオーディオ編集器を主として使用した。具体的にはバーチャル・インストルメント Studio One(PreSonus社製)を使用し、MIDIデータを編集して作成した。
Studio Oneの音源の選択項目のInstrumentsの中にはBass、Combinations,DrumKits,Effects,Guitar,Keyboards、Percussion,Strings,Synths,Vox,Winds&Brassなどで分類される音源が存在し、別の選択項目のLoopsの中にはBlues,Classical,Dubstep,Electronic,Folk,Pop,Rockなどで分類される録音して作製した音源が存在する。これ等に属する音源は少なくても本発明の音色の選択として使用可能である。
その前に、これまでの説明に使用してきた用語の「音色」について説明を加える。 音色とは、「音の質を表す」としてきたが、具体的には以下で説明する音源の選択と音色の多くは一致している。 本発明の検証実験では楽曲作成にコンピュータ ソフトのオーディオ編集器を主として使用した。具体的にはバーチャル・インストルメント Studio One(PreSonus社製)を使用し、MIDIデータを編集して作成した。
Studio Oneの音源の選択項目のInstrumentsの中にはBass、Combinations,DrumKits,Effects,Guitar,Keyboards、Percussion,Strings,Synths,Vox,Winds&Brassなどで分類される音源が存在し、別の選択項目のLoopsの中にはBlues,Classical,Dubstep,Electronic,Folk,Pop,Rockなどで分類される録音して作製した音源が存在する。これ等に属する音源は少なくても本発明の音色の選択として使用可能である。
なお、速度範囲の区別としての音色として上記のLoopsに属する録音した音源を利用する場合は、速度範囲の境界では、前の速度範囲の楽曲が中断され、それに続く速度範囲の楽曲が先頭から出力されることで、不連続な楽曲になってしまう問題がしばしば生じる。特に、車両が2つの速度範囲の境界を行ったり、来たりすると、そのたびに楽曲の中断と先頭の楽曲が交互に出力され、楽曲が雑音と同等になり、連続した楽曲として速度や加速度の情報を表現できなくなる問題が生じる。この録音した音源を使用する場合の問題の解決として、全ての速度範囲で同じ音源を使用して、同じ楽曲を連続した曲として出力し、テンポのみを速度範囲ごとに異にすることで解決できた。テンポ変更の具体的なイメージは録音テープの早送りや遅送りに相当するテンポの変更である。しかし、録音テープの早送りなどの方法では音程が変わってしまうため、音程を元に戻すデジタル処理技術を利用することが有用となる。この処理により音色が元に戻せるが、元の音源に何らかの処理をして同じ楽曲ではあるが、新たな曲を実時間で発生させていると見なし、こうした処理を施した楽曲は本発明では別の音源と見なすことにする。
ちなみに、デジタル処理技術で音程を元に戻したデータをファイルとして保存すると、当初の録音した音源とは全く異なるデータとなり、明らかに異なる音源となる。
ちなみに、デジタル処理技術で音程を元に戻したデータをファイルとして保存すると、当初の録音した音源とは全く異なるデータとなり、明らかに異なる音源となる。
このオーディオ編集機を用いた実施例として、オーディオ編集器のStudio Oneのピアノとバイオリンの音源を利用し、これを用いて実施例に沿うサンプルを試作した。その具体例を次に説明する。
正の加速度での各速度範囲の区別はピアノの音階を変化させることで区別することとし、加速度の大きさは音圧を調整して出力することにした。
負の加速度での各速度範囲の区別はバイオリンの音階を変化させることで区別することとし、加速度の大きさは音圧を調整して出力することにした。
具体的な正の加速度における各速度範囲の区別は、
速度範囲20はピアノの音階のド2(65.406Hz) を繰返す楽曲、
速度範囲21はピアノの音階のミ2(82.407Hz) を繰返す楽曲、
速度範囲22はピアノの音階のソ2(97.999Hz) を繰返す楽曲、
速度範囲23はピアノの音階のド3(130.813Hz) を繰返す楽曲、
速度範囲24はピアノの音階のミ3(164.814Hz) を繰返す楽曲、
速度範囲25はピアノの音階のソ3(195.998Hz) を繰返す楽曲で区別することとし、
各速度範囲における加速度はオーディオ編集器のStudio Oneの音圧を調整する機能であるベロシティを操作して行い、加速度がゼロの時には音圧をゼロとし、加速度の上昇に伴い音圧を上昇させ、最大を100%とした。
正の加速度での各速度範囲の区別はピアノの音階を変化させることで区別することとし、加速度の大きさは音圧を調整して出力することにした。
負の加速度での各速度範囲の区別はバイオリンの音階を変化させることで区別することとし、加速度の大きさは音圧を調整して出力することにした。
具体的な正の加速度における各速度範囲の区別は、
速度範囲20はピアノの音階のド2(65.406Hz) を繰返す楽曲、
速度範囲21はピアノの音階のミ2(82.407Hz) を繰返す楽曲、
速度範囲22はピアノの音階のソ2(97.999Hz) を繰返す楽曲、
速度範囲23はピアノの音階のド3(130.813Hz) を繰返す楽曲、
速度範囲24はピアノの音階のミ3(164.814Hz) を繰返す楽曲、
速度範囲25はピアノの音階のソ3(195.998Hz) を繰返す楽曲で区別することとし、
各速度範囲における加速度はオーディオ編集器のStudio Oneの音圧を調整する機能であるベロシティを操作して行い、加速度がゼロの時には音圧をゼロとし、加速度の上昇に伴い音圧を上昇させ、最大を100%とした。
また、負の加速度における各速度範囲の区別は、
速度範囲20はバイオリンの音階のド2(65.406Hz)を繰返す楽曲、
速度範囲21はバイオリンの音階のミ2(82.407Hz) を繰返す楽曲、
速度範囲22はバイオリンの音階のソ2(97.999Hz) を繰返す楽曲、
速度範囲23はバイオリンの音階のド3(130.813Hz) を繰返す楽曲、
速度範囲24はバイオリンの音階のミ3(164.814Hz) を繰返す楽曲、
速度範囲25はバイオリンの音階のソ3(195.998Hz) を繰返す楽曲で区別することとし、
各速度範囲における加速度はオーディオ編集器のStudio Oneの音圧調整の機能のベロシティを操作して調整した。
これ等により、正と負の加速度の区別がピアノとバイオリンの音色の区別ででき、加速度の増大は音色の音圧の変化から聴覚を介して理解できた。さらに、音階の上昇と下降により、両者の速度の変化が上の速度範囲に移動したのか、または速度範囲が下の範囲に移動したのか区別が出来た。
さらに、車両が定速の走行の場合は楽曲の出力が無く、少ない速度の変化の場合は小さな音圧による出力となるため、無音や無音に近い状態は定速走行か速度変化が少ない走行であることを運転者は自覚できた。
速度範囲20はバイオリンの音階のド2(65.406Hz)を繰返す楽曲、
速度範囲21はバイオリンの音階のミ2(82.407Hz) を繰返す楽曲、
速度範囲22はバイオリンの音階のソ2(97.999Hz) を繰返す楽曲、
速度範囲23はバイオリンの音階のド3(130.813Hz) を繰返す楽曲、
速度範囲24はバイオリンの音階のミ3(164.814Hz) を繰返す楽曲、
速度範囲25はバイオリンの音階のソ3(195.998Hz) を繰返す楽曲で区別することとし、
各速度範囲における加速度はオーディオ編集器のStudio Oneの音圧調整の機能のベロシティを操作して調整した。
これ等により、正と負の加速度の区別がピアノとバイオリンの音色の区別ででき、加速度の増大は音色の音圧の変化から聴覚を介して理解できた。さらに、音階の上昇と下降により、両者の速度の変化が上の速度範囲に移動したのか、または速度範囲が下の範囲に移動したのか区別が出来た。
さらに、車両が定速の走行の場合は楽曲の出力が無く、少ない速度の変化の場合は小さな音圧による出力となるため、無音や無音に近い状態は定速走行か速度変化が少ない走行であることを運転者は自覚できた。
ここまでは、単音を楽曲として使用して説明したが、複数の音符の組合せを利用する事ができる。
例えば、正の加速度による各速度範囲の区別は、
速度範囲20はピアノの音階のド2(65.406Hz)の16分音符と8分音符と4分音符と全休符からなる楽曲とし、
速度範囲21はピアノの音階のミ2(82.407Hz)の16分音符と8分音符と4分音符と全休符からなる楽曲とし、
速度範囲22はピアノの音階のソ2(97.999Hz)の16分音符と8分音符と4分音符と全休符からなる楽曲とし、
速度範囲23はピアノの音階のド3(130.813Hz)の16分音符と8分音符と4分音符と全休符からなる楽曲とし、
速度範囲24はピアノの音階のミ3(164.814Hz)の16分音符と8分音符と4分音符と全休符からなる楽曲とし、
速度範囲25はピアノの音階のソ3(195.998Hz)の16分音符と8分音符と4分音符と全休符からなる楽曲として区別することとした。
これ等の楽曲を繰返し出力することで、それぞれの速度範囲を示し、各速度範囲における加速度はオーディオ編集器のStudio Oneの音圧調整の機能のベロシティを操作して、加速度がゼロの時には音圧をゼロとし、加速度の上昇に伴い音圧を上昇させた。
例えば、正の加速度による各速度範囲の区別は、
速度範囲20はピアノの音階のド2(65.406Hz)の16分音符と8分音符と4分音符と全休符からなる楽曲とし、
速度範囲21はピアノの音階のミ2(82.407Hz)の16分音符と8分音符と4分音符と全休符からなる楽曲とし、
速度範囲22はピアノの音階のソ2(97.999Hz)の16分音符と8分音符と4分音符と全休符からなる楽曲とし、
速度範囲23はピアノの音階のド3(130.813Hz)の16分音符と8分音符と4分音符と全休符からなる楽曲とし、
速度範囲24はピアノの音階のミ3(164.814Hz)の16分音符と8分音符と4分音符と全休符からなる楽曲とし、
速度範囲25はピアノの音階のソ3(195.998Hz)の16分音符と8分音符と4分音符と全休符からなる楽曲として区別することとした。
これ等の楽曲を繰返し出力することで、それぞれの速度範囲を示し、各速度範囲における加速度はオーディオ編集器のStudio Oneの音圧調整の機能のベロシティを操作して、加速度がゼロの時には音圧をゼロとし、加速度の上昇に伴い音圧を上昇させた。
また、負の加速度による各速度範囲の区別は、
速度範囲20はバイオリンの音階のド2(65.406Hz) の4分音符と8分音符と16分音符と全休符からなる楽曲とし、
速度範囲21はバイオリンの音階のミ2(82.407Hz) の4分音符と8分音符と16分音符と全休符からなる楽曲とし、
速度範囲22はバイオリンの音階のソ2(97.999Hz) の4分音符と8分音符と16分音符と全休符からなる楽曲とし、
速度範囲23はバイオリンの音階のド3(130.813Hz) の4分音符と8分音符と16分音符と全休符からなる楽曲とし、
速度範囲24はバイオリンの音階のミ3(164.814Hz) の4分音符と8分音符と16分音符と全休符からなる楽曲とし、
速度範囲25はバイオリンの音階のソ3(195.998Hz) の4分音符と8分音符と16分音符と全休符からなる楽曲として区別することとした。
正の加速度と同様に、各速度範囲における加速度はオーディオ編集器のStudio Oneの音圧調整の機能のベロシティを操作して調整した。
これ等により、正と負の加速度の区別はピアノとバイオリンの音色の区別と合わせて、出力を繰返す楽曲の音符の長さが次々に長くなる楽曲か、次々に短くなる楽曲かの区別の両者を意識することで、より明確に加速度の正と負が区別できた。
また、加速度の増大は音色の音圧の変化を聴覚を介して理解できた。さらに、音階の上昇と下降により、速度範囲が変化したことと、上の速度範囲に移動したのか、または速度範囲が下の範囲に移動したかを区別できた。
さらに、車両が定速で走行したり、速度の変化が少ない場合は楽曲の出力が無いか、あっても音圧が小さく、運転者には車両の速度変化が少ないことによる音圧の低下だと解釈できた。
速度範囲20はバイオリンの音階のド2(65.406Hz) の4分音符と8分音符と16分音符と全休符からなる楽曲とし、
速度範囲21はバイオリンの音階のミ2(82.407Hz) の4分音符と8分音符と16分音符と全休符からなる楽曲とし、
速度範囲22はバイオリンの音階のソ2(97.999Hz) の4分音符と8分音符と16分音符と全休符からなる楽曲とし、
速度範囲23はバイオリンの音階のド3(130.813Hz) の4分音符と8分音符と16分音符と全休符からなる楽曲とし、
速度範囲24はバイオリンの音階のミ3(164.814Hz) の4分音符と8分音符と16分音符と全休符からなる楽曲とし、
速度範囲25はバイオリンの音階のソ3(195.998Hz) の4分音符と8分音符と16分音符と全休符からなる楽曲として区別することとした。
正の加速度と同様に、各速度範囲における加速度はオーディオ編集器のStudio Oneの音圧調整の機能のベロシティを操作して調整した。
これ等により、正と負の加速度の区別はピアノとバイオリンの音色の区別と合わせて、出力を繰返す楽曲の音符の長さが次々に長くなる楽曲か、次々に短くなる楽曲かの区別の両者を意識することで、より明確に加速度の正と負が区別できた。
また、加速度の増大は音色の音圧の変化を聴覚を介して理解できた。さらに、音階の上昇と下降により、速度範囲が変化したことと、上の速度範囲に移動したのか、または速度範囲が下の範囲に移動したかを区別できた。
さらに、車両が定速で走行したり、速度の変化が少ない場合は楽曲の出力が無いか、あっても音圧が小さく、運転者には車両の速度変化が少ないことによる音圧の低下だと解釈できた。
次に、「周期利用の出力」を用いて加速度の大きさを示す実施例を説明する。
このオーディオ編集機を用いた別の実施例としてはオーディオ編集器のStudio Oneのピアノとバイオリンの音源を利用して実施例を作成した。
出力条件の多くは実施例4と同じであるため、繰返しの説明になるが、重複部を含めて以下に出力条件を示す。
正の加速度での各速度範囲の上昇はピアノの音階を上昇させて示し、加速度の大きさをピアノの楽曲の繰返し周期として出力した。他方、負の加速度での各速度範囲は下からバイオリンの音階を上昇させて示し、加速度の大きさはバイオリンの楽曲の繰返し周期として出力した。
このオーディオ編集機を用いた別の実施例としてはオーディオ編集器のStudio Oneのピアノとバイオリンの音源を利用して実施例を作成した。
出力条件の多くは実施例4と同じであるため、繰返しの説明になるが、重複部を含めて以下に出力条件を示す。
正の加速度での各速度範囲の上昇はピアノの音階を上昇させて示し、加速度の大きさをピアノの楽曲の繰返し周期として出力した。他方、負の加速度での各速度範囲は下からバイオリンの音階を上昇させて示し、加速度の大きさはバイオリンの楽曲の繰返し周期として出力した。
具体的には、正の加速度による各速度範囲の区別は、
速度範囲20はピアノの音階のド2(65.406Hz)を繰返す楽曲、
速度範囲21はピアノの音階のミ2(82.407Hz)を繰返す楽曲、
速度範囲22はピアノの音階のソ2(97.999Hz)を繰返す楽曲、
速度範囲23はピアノの音階のド3(130.813Hz)を繰返す楽曲、
速度範囲24はピアノの音階のミ3(164.814Hz)を繰返す楽曲、
速度範囲25はピアノの音階のソ3(195.998Hz)を繰返す楽曲で、区別することとした。
各速度範囲における加速度は加速度Aに逆比例させた楽曲の繰返し出力とし、その周期Tは式T=(1/A)×C の関係にあり、Cは周期の時間を調整するための係数である。なお、この式についてはすでに説明してあるので説明を省略する。
実際には1秒間当たりの走行する車両の速度差を加速度として使用することとし、式中の係数Cは1から30の値を試した。毎秒求めた加速度から繰返し周期Tを算出し、次の1秒間に得られた頻度のピアノ音を出力するとした。繰返し周期が早くなるとピアノ音が重複することで各音の区別が分かりにくくなる感じがしたが、内燃機関のエンジンが発する音に類似した調子の加速度の上昇が感じられ、音階の変化から速度範囲の移動を認識できた。
なお、繰返し周期が長く、出力が1秒に1回以下の場合は、出力をしなとした。
速度範囲20はピアノの音階のド2(65.406Hz)を繰返す楽曲、
速度範囲21はピアノの音階のミ2(82.407Hz)を繰返す楽曲、
速度範囲22はピアノの音階のソ2(97.999Hz)を繰返す楽曲、
速度範囲23はピアノの音階のド3(130.813Hz)を繰返す楽曲、
速度範囲24はピアノの音階のミ3(164.814Hz)を繰返す楽曲、
速度範囲25はピアノの音階のソ3(195.998Hz)を繰返す楽曲で、区別することとした。
各速度範囲における加速度は加速度Aに逆比例させた楽曲の繰返し出力とし、その周期Tは式T=(1/A)×C の関係にあり、Cは周期の時間を調整するための係数である。なお、この式についてはすでに説明してあるので説明を省略する。
実際には1秒間当たりの走行する車両の速度差を加速度として使用することとし、式中の係数Cは1から30の値を試した。毎秒求めた加速度から繰返し周期Tを算出し、次の1秒間に得られた頻度のピアノ音を出力するとした。繰返し周期が早くなるとピアノ音が重複することで各音の区別が分かりにくくなる感じがしたが、内燃機関のエンジンが発する音に類似した調子の加速度の上昇が感じられ、音階の変化から速度範囲の移動を認識できた。
なお、繰返し周期が長く、出力が1秒に1回以下の場合は、出力をしなとした。
負の加速度による速度範囲の区別は、
速度範囲20はバイオリンの音階のド2(65.406Hz)を繰返す楽曲、
速度範囲21はバイオリンの音階のミ2(82.407Hz) を繰返す楽曲、
速度範囲22はバイオリンの音階のソ2(97.999Hz) を繰返す楽曲、
速度範囲23はバイオリンの音階のド3(130.813Hz) を繰返す楽曲、
速度範囲24はバイオリンの音階のミ3(164.814Hz) を繰返す楽曲、
速度範囲25はバイオリンの音階のソ3(195.998Hz) を繰返す楽曲で区別することとし、
正の加速度と同様に加速度Aと楽曲を出力する周期Tの関係は 式T=(1/A)×C で決めた。
これにより、正と負の加速度の区別がピアノとバイオリンの音色の区別で可能となり、加速度の増大はピアノとバイオリンの単音の出力頻度の変化により、聴覚を介して理解できた。
さらに、正の加速であるピアノの音の場合は音階の変化は必ず速度が上の速度範囲に移行した事を示しており、負の加速であるバイオリンの音の場合は音階の変化が必ず速度が下の速度範囲に移行した事を示しているため、車両の速度が上の速度範囲に移動したのか、または速度範囲が下の範囲に移動したのかを、容易に区別が出来た。
また、車両が定速で走行している場合や速度の変化が少ない場合は楽曲の出力が無いか、あっても出力の頻度が少なく、運転者には必要な時に楽曲の出力があり、楽曲の出力が耳障りと感じることがなかった。
速度範囲20はバイオリンの音階のド2(65.406Hz)を繰返す楽曲、
速度範囲21はバイオリンの音階のミ2(82.407Hz) を繰返す楽曲、
速度範囲22はバイオリンの音階のソ2(97.999Hz) を繰返す楽曲、
速度範囲23はバイオリンの音階のド3(130.813Hz) を繰返す楽曲、
速度範囲24はバイオリンの音階のミ3(164.814Hz) を繰返す楽曲、
速度範囲25はバイオリンの音階のソ3(195.998Hz) を繰返す楽曲で区別することとし、
正の加速度と同様に加速度Aと楽曲を出力する周期Tの関係は 式T=(1/A)×C で決めた。
これにより、正と負の加速度の区別がピアノとバイオリンの音色の区別で可能となり、加速度の増大はピアノとバイオリンの単音の出力頻度の変化により、聴覚を介して理解できた。
さらに、正の加速であるピアノの音の場合は音階の変化は必ず速度が上の速度範囲に移行した事を示しており、負の加速であるバイオリンの音の場合は音階の変化が必ず速度が下の速度範囲に移行した事を示しているため、車両の速度が上の速度範囲に移動したのか、または速度範囲が下の範囲に移動したのかを、容易に区別が出来た。
また、車両が定速で走行している場合や速度の変化が少ない場合は楽曲の出力が無いか、あっても出力の頻度が少なく、運転者には必要な時に楽曲の出力があり、楽曲の出力が耳障りと感じることがなかった。
本発明は音を用いた速度計であるため、運転者に出来るだけ確実に楽曲等の情報を伝えなくてはならない。しかし、車両は走行に伴い各種の雑音が運転者に届き、場合によっては出力する楽曲が運転者に理解できないほどの雑音が生じる状況があり得る。
また、聴覚に障害を持つ運転者には役立つことがなかったり、役立ち方が少なかったりする場合がある。この原因は空気伝搬する音を聴覚で認識することを前提としている為である。
しかし、同じ楽曲の振動を車両のハンドルを介して運転者に伝えることで改善がなされる。これは骨伝導を併用する音声認識と類似した機能であり、本発明では各速度等の情報をスピーカ17から空気を伝搬して伝えるとともに、別の経路である触覚を利用して運転者に伝えるようにしている。
具体例としては図1のハンドル18に取り付けた振動発生機19をアンプ16からの出力電圧により振動させ、ハンドル18を介して運転者の手を振動させるようにする。これにより、聴覚を介した振動に類似した振動を運転者に伝えることがき、雑音が多い状況下で耳と手から受け取る加速度等の情報を互いに協調させて分かりやすくする役目、又は補助する役目を果たし、空気伝搬だけによる加速度情報の伝達より分かりやすくすることができた。
また、聴覚に障害を持つ運転者には役立つことがなかったり、役立ち方が少なかったりする場合がある。この原因は空気伝搬する音を聴覚で認識することを前提としている為である。
しかし、同じ楽曲の振動を車両のハンドルを介して運転者に伝えることで改善がなされる。これは骨伝導を併用する音声認識と類似した機能であり、本発明では各速度等の情報をスピーカ17から空気を伝搬して伝えるとともに、別の経路である触覚を利用して運転者に伝えるようにしている。
具体例としては図1のハンドル18に取り付けた振動発生機19をアンプ16からの出力電圧により振動させ、ハンドル18を介して運転者の手を振動させるようにする。これにより、聴覚を介した振動に類似した振動を運転者に伝えることがき、雑音が多い状況下で耳と手から受け取る加速度等の情報を互いに協調させて分かりやすくする役目、又は補助する役目を果たし、空気伝搬だけによる加速度情報の伝達より分かりやすくすることができた。
これまでに提案されてきた速度範囲ごとに異なる音が出力する音による速度計では、常に音が出力するため、その常時出力を好ましくないと思ったり、あるいは耳障りと思ったりする運転者がいる。さらに、音が常に出力されるため、逆に音による注意力の喚起が起こらなかったりする。このため、速度計としての機能が場合によると低減してしまう欠点がある。そのため必要とされる時に、音で有用な速度情報や加速度情報を提供することが好ましい。
その必要な時の代表例としては、車両が走行する道路の制限速度を超えた際、つまり速度違反の状態になった際に本発明の音を用いた速度計では、その機能を音情報として提供すことができる。
更に、本発明では、車両の加速度の大きさで出力する音圧が変化し、加速度の小さい場合は無音又は無音に近い状態になることで速度や加速度の情報にメリハリを付けた情報が提供可能である。また、音で加速度情報を提供しているため、速度計を目視しなくても正の加速度であれば速度違反のレベルを上げていることが判断でき、負の加速度であれば速度違反を解消する方向に向っていることが判断できるようになり、意図しない速度違反を防止する手段として使用できる。
その必要な時の代表例としては、車両が走行する道路の制限速度を超えた際、つまり速度違反の状態になった際に本発明の音を用いた速度計では、その機能を音情報として提供すことができる。
更に、本発明では、車両の加速度の大きさで出力する音圧が変化し、加速度の小さい場合は無音又は無音に近い状態になることで速度や加速度の情報にメリハリを付けた情報が提供可能である。また、音で加速度情報を提供しているため、速度計を目視しなくても正の加速度であれば速度違反のレベルを上げていることが判断でき、負の加速度であれば速度違反を解消する方向に向っていることが判断できるようになり、意図しない速度違反を防止する手段として使用できる。
1は駆動部、2は変速機、3は車輪、4はエネルギー制御部、5はエネルギー源、6は速度検出部、7はGPS検出・処理部、8は加速度計、9は標識認識部、10は速度設定値入力部、11は制御部、12は表示部、13は記憶部、14は音色信号生成部、15はD/Aコンバータ、16はアンプ部、17はスピーカ、18はハンドル、19は振動発生機
20は制限速度内を示す速度範囲、
21、22、23、24,25は各々超過速度を示す速度範囲、
S1,S2、S3、S4、S5は図面上の各々走行速度、
a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k、l、m、n、は図面上の各々時間である。
20は制限速度内を示す速度範囲、
21、22、23、24,25は各々超過速度を示す速度範囲、
S1,S2、S3、S4、S5は図面上の各々走行速度、
a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k、l、m、n、は図面上の各々時間である。
Claims (5)
- 走行中の車両の正と負の加速度を異なる楽曲で区別し、前記加速度の大きさに合わせて前記楽曲の音圧または前記楽曲の出力頻度を変化させて加速度を表し、別途指定する速度範囲ごとに前記楽曲の音色を異にして運転者に前記加速度の情報を伝達する事を特徴とする音を用いた速度計
- 第1項記載の走行中の車両の正と負の加速度を異なる楽曲で区別し、前記加速度の大きさに合わせて前記楽曲の音圧または前記楽曲の出力頻度を変化させて加速度を表し、別途指定する速度範囲ごとに前記楽曲の音色を異にして運転者に前記加速度の情報を伝達する音を用いた速度計において、前記別途指定する速度範囲として、外部より提供される、又は内部に蓄積する各道路の制限速度情報を用いて指定する事を特徴とする音を用いた速度計
- 第1項記載の走行中の車両の正と負の加速度を異なる楽曲で区別し、前記加速度の大きさに合わせて前記楽曲の音圧または前記楽曲の出力頻度を変化させて加速度を表し、別途指定する速度範囲ごとに前記楽曲の音色を異にして運転者に前記加速度の情報を伝達する音を用いた速度計において、前記加速度の大きさに合わせて出力する楽曲は、指定する速度以下では出力する音圧をゼロに近づけるか、又はゼロとする事を特徴とする音を用いた速度計
- 第1項記載の走行中の車両の正と負の加速度を異なる楽曲で区別し、前記加速度の大きさに合わせて前記楽曲の音圧または前記楽曲の出力頻度を変化させて加速度を表し、別途指定する速度範囲ごとに前記楽曲の音色を異にして運転者に前記加速度の情報を伝達する音を用いた速度計において、前記加速度の大きさに合わせて出力する前記楽曲の負の加速度の音圧をゼロに近づけるか、又はゼロとする事を特徴とする音を用いた速度計
- 第1項記載の走行中の車両の正と負の加速度を異なる楽曲で区別し、前記加速度の大きさに合わせて前記楽曲の音圧または前記楽曲の出力頻度を変化させて加速度を表し、別途指定する速度範囲ごとに前記楽曲の音色を異にして運転者に前記加速度の情報を伝達する音を用いた速度計において、前記楽曲の音圧と同等の振動をハンドルを介して前記運転者に伝える事を特徴とする音を用いた速度計
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2021
- 2021-10-18 JP JP2021170580A patent/JP2023060783A/ja active Pending
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