JP2006201124A - Sound source position detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、検査対象の音源の位置を検出する音源位置検出装置に関する。 The present invention relates to a sound source position detection device that detects the position of a sound source to be inspected.
従来より、鉄鋼、自動車、石油、化学工場等の製造設備に使用されるポンプ、タービン、モーター、コンプレッサ等の機械設備の診断方法としてこれら機械設備から発せられる音を収集し分析することにより異常の有無を判断する音響法が広く知られている。 Conventionally, as a diagnostic method for mechanical equipment such as pumps, turbines, motors, and compressors used in manufacturing equipment such as steel, automobiles, petroleum, and chemical factories, abnormal sounds have been collected and analyzed. An acoustic method for determining the presence or absence is widely known.
この音響法における集音については、マイクロフォンを診断対象の表面をなぞるように走査させる手法や、音響インテンシティを測定するための特殊なマイクロフォンと装置とで以って測定空間内の測定点のデータを採取する手法が知られている。 With regard to sound collection in this acoustic method, measurement point data in the measurement space can be obtained by scanning the microphone so as to trace the surface of the object to be diagnosed or by using a special microphone and device for measuring the sound intensity. A technique for collecting sap is known.
しかし、前者には、大型対象物への適用が困難という欠点があり、また、後者には、測定に手間が掛かる上に装置が高価という欠点がある。 However, the former has a drawback that it is difficult to apply to a large object, and the latter has a disadvantage that the measurement is troublesome and the apparatus is expensive.
そこで、簡易かつ安価な手法として、フードで囲まれたマイクロフォンで検査対象から発せられる音を集音する手法が本件発明者によって提案されている(特許文献1参照)。 Therefore, as a simple and inexpensive technique, a technique for collecting sounds emitted from an inspection object with a microphone surrounded by a hood has been proposed by the present inventors (see Patent Document 1).
この手法では、検査対象上を走査するようにフードの向きを変えながらの集音が行われる。
このようにフードの向きを変えながら集音を行うと、音源の位置がある程度は感覚的に解るものの、その位置を正確に把握するには限界がある。 If sound is collected while changing the direction of the hood in this way, the position of the sound source can be understood to some extent, but there is a limit to accurately grasping the position.
本発明は、上記事情に鑑み、音源の位置を正確に検出することができる音源位置検出装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the sound source position detection apparatus which can detect the position of a sound source correctly in view of the said situation.
上記目的を達成するための本発明の音源位置検出装置は、
前端に開口を有し該開口よりも後方に焦点を有する回転面形状の音反射内壁を少なくとも該開口側に有し内部空間が形成されたフードと、
前記フード内に前方に向けて配置された振動面と、
外部からの入射音による前記振動面の振動圧を検出する受音回路と、
前記開口が向く方向を表す方向情報を求める方向情報演算部と、
前記受音回路によって検出された振動圧を、該振動圧を検出した時点の前記方向情報に対応付けて記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された振動圧と、該振動圧に対応付けられた前記方向情報との双方を用いて入射音の音源の位置を特定する音源特定部と、
前記フードの前方を撮影する撮影部と、
前記撮影部で撮影された画像を、前記音源特定部によって特定された音源の位置を表した画像に加工する画像加工部と、
前記画像加工部によって加工された画像を表示する画像表示部とを備えたことを特徴とする。
The sound source position detection apparatus of the present invention for achieving the above object is
A hood having an opening at the front end and a sound reflection inner wall having a rotating surface shape having a focal point behind the opening at least on the opening side, and an internal space formed;
A vibrating surface disposed forward in the hood;
A sound receiving circuit for detecting a vibration pressure of the vibration surface due to an incident sound from outside;
A direction information calculation unit for obtaining direction information indicating a direction in which the opening faces;
A storage unit that stores the vibration pressure detected by the sound receiving circuit in association with the direction information at the time of detecting the vibration pressure;
A sound source identifying unit that identifies the position of the sound source of the incident sound using both the vibration pressure stored in the storage unit and the direction information associated with the vibration pressure;
A photographing unit for photographing the front of the hood;
An image processing unit that processes an image captured by the imaging unit into an image representing a position of a sound source specified by the sound source specifying unit;
And an image display unit for displaying an image processed by the image processing unit.
本発明の音源位置検出装置では、検査対象上の音源の位置が特定され、撮影部によってその検査対象を撮影した画像上に音源の位置が表示される。したがって、本発明の音源位置検出装置によれば、音源の位置を正確に把握することができる。 In the sound source position detection device of the present invention, the position of the sound source on the inspection object is specified, and the position of the sound source is displayed on the image obtained by photographing the inspection object by the photographing unit. Therefore, according to the sound source position detection apparatus of the present invention, the position of the sound source can be accurately grasped.
ここで、上記画像加工部が、上記撮影部で撮影された画像を、上記振動面の振動圧に基づく等圧線を示した画像に加工するものであることが好ましい。 Here, it is preferable that the image processing unit processes the image photographed by the photographing unit into an image showing a constant pressure line based on the vibration pressure of the vibration surface.
このようにすると、音源の位置をより正確に把握することができる。 In this way, the position of the sound source can be grasped more accurately.
また、本発明の音源位置検出装置が、前記開口が向く方向に光ビームを出射する光ビーム出射部を備えたものであることも好ましい態様である。 It is also a preferred aspect that the sound source position detection device of the present invention includes a light beam emitting unit that emits a light beam in a direction in which the opening faces.
このようにすると、検査対象を走査させる際の目安となり便利である。 This is convenient as a guide for scanning the inspection object.
本発明の音源位置検出装置によれば、音源の位置を正確に把握することができる。 According to the sound source position detection apparatus of the present invention, the position of the sound source can be accurately grasped.
以下、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
図1は、本発明の音源位置検出装置の一実施形態の外観斜視図である。 FIG. 1 is an external perspective view of an embodiment of a sound source position detection device of the present invention.
図1(a)には、音源位置検出装置1の斜め前方からの外観が示されており、図1(b)には、音源位置検出装置の斜め後方からの外観が示されている。 FIG. 1A shows an external appearance of the sound source position detection device 1 from an oblique front, and FIG. 1B shows an external appearance of the sound source position detection device 1 from an oblique rear.
図1に示す音源位置検出装置1は、フード11と本体部12と取っ手部13とで構成されている。
A sound source position detection apparatus 1 shown in FIG. 1 includes a
また、図1に示す音源位置検出装置1には、本体部12の背面側に画像を表示する液晶表示画面121fが備えられており、撮影して得た画像がこの液晶表示画面121fに表示されるようになっている。
In addition, the sound source position detection device 1 shown in FIG. 1 includes a liquid
また、図1に示す音源位置検出装置1には、本体部12の背面側に、集音した音を放音するスピーカ122c、および、フード11の向いている方向をオペレータが認識できるようにするための光ビームを出射する際に操作するスイッチ123cが備えられている。
In addition, the sound source position detection device 1 shown in FIG. 1 allows the operator to recognize the direction in which the
ここで、液晶表示画面121fの周囲には、液晶表示画面121fに表示する画面を決定するロックオンボタン121k、表示画像のズームを調整するためのズームスイッチ121q、検査対象からの音の集音を開始する時に押下する走査開始ボタン121m、集音終了時に押下する走査終了ボタン121n、ロックオンボタン121kで決定した画面表示上の対応する位置に、その位置に対応して検出した振動圧を等圧線で示すために押下する結果表示ボタン121pが配備されている。
Here, around the liquid
図2は、本発明の音源位置検出装置の一実施形態の概略断面図である。 FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an embodiment of a sound source position detection device of the present invention.
図2には、音源位置検出装置1を構成する、音反射内壁11aを有するフード11および本体部12が示されており、本体部12は、撮像装置121と音処理部122と光源装置123と角速度センサ部124とで構成されている。
FIG. 2 shows a
撮像装置121は、撮像レンズ121aと、ズームレンズ121bと、フォーカスレンズ121cと、CCD121dと、液晶表示パネル121fと、これらズームレンズ121bおよびフォーカスレンズ121cの移動等を制御するCPU121eとで構成されている。
The
音処理部122は、振動面1221aを有するマイクロフォン122aと増幅器122bとスピーカ122cとで構成されており、マイクロフォン122aは、外部からの入射音による振動面1221aの、振動圧情報としての振動圧を検出している。
The
光源装置123は、光ビームを出射する光源123aと電源123bとスイッチ123cとで構成されており、スイッチ123cを操作することによりフード11の音反射内壁11aの回転軸と略一致する光ビームが出射されるようになっている。
The
角速度センサ部124には、互いに直交する方向への角速度を検出する、2つの圧電振動ジャイロが備えられており、これら圧電振動ジャイロからの方向情報としての出力信号はCPU121eに送信されるようになっている。
The angular
図3は、本体部の撮像装置の構成ブロック図である。 FIG. 3 is a block diagram of the configuration of the imaging device of the main body.
ここで、図3には、図2にも示す部材の他、メモリ121g、画像処理部121h、LCDコントローラ121i、垂直方向の角速度を検出する第1圧電振動ジャイロ124a、水平方向の角速度を検出する第2圧電振動ジャイロ124b、上述した、ロックオンボタン121k、ズームボタン121r、走査開始ボタン121m、走査終了ボタン121n、結果表示ボタン121p、および、これらボタンへの操作をCPU121eに送信するI/F121jが示されている。尚、図1に示す取っ手部13に供えられた電源スイッチ131も示されている。
3, in addition to the members shown in FIG. 2, the
図4は、この音源位置検出装置による検出動作の一部を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing a part of the detection operation by the sound source position detection device.
以下、この音源位置検出装置1における音源位置の検出動作を説明しながら、併せて図3および図4について説明する。 The sound source position detection operation in the sound source position detection apparatus 1 will be described below with reference to FIGS. 3 and 4 together.
まず、電源スイッチ131を操作した後、図1に示すスイッチ123cを操作して、光ビームを出射させる。この光ビームは、フード11の音反射内壁面11aの回転軸と略平行に出射されるようになっており、検査対象にこの光ビームを照射することにより、フードの開口の向きが認識しやすくなっている。また、電源が投入されたと同時に、液晶表示画面121fでは、光ビームが照射された部分を中心とするスルー画像が表示されるようになっている。
First, after operating the
次に、検査対象を表示画面上に捉え、ズームボタン121qによって画角を決定する。画角を決めたら、ロックオンボタン121kを押下し、現在表示中の表示画像をメモリ121gに記憶する。このロックオンボタン121kが押下されると同時に、CPU121eでは、角速度を検出する基準が設定されたこととなりロックオンがされた時点でのフードの向きを基準とするフードの向きの変化が認識できるようになる。
Next, the inspection object is captured on the display screen, and the angle of view is determined by the
図4に示す、音源位置検出装置1から検査対象に延びる点線は光ビームを表しており、図4(a)には、ロックオンボタン121kを操作する際の、走査検査対象100の中心部100aに光ビームが照射された様子が示されている。
A dotted line extending from the sound source position detection device 1 to the inspection target shown in FIG. 4 represents a light beam. FIG. 4A shows a
次に、検査対象から発生する音の検出を開始するにあたり、光ビームを頼りに音検出のスタート地点にフードを向ける。図4(b)では、スタート地点として検査対象の右上隅にフードが向けられた様子が示されている。 Next, when the detection of the sound generated from the inspection object is started, the hood is directed to the start point of the sound detection using the light beam. FIG. 4B shows a state in which the hood is directed to the upper right corner of the inspection target as a starting point.
音源位置の検出をスタートする際には、走査開始ボタン121mが押下される。これにより、メモリ121gには、2つの圧電振動ジャイロ124a、124bにより得られた方向情報とマイクロフォン122aで検出された振動圧情報とを対応させた記録が開始され、この記録は、121nが押下されるまで所定時間毎に行われる。
When starting the detection of the sound source position, the
その後、検査対象全体への走査を終了すると、走査終了ボタン121nを押下する。これにより、方向情報と振動圧情報とを対応させた記録が中止される。
Thereafter, when the scanning of the entire inspection object is completed, the
ここで、結果表示ボタン121pが押下されると、CPU121eは、メモリ121gに記録した方向情報および対応する振動圧から音源の特定を行う、すなわち、同じ振動圧を有する方向情報の検出が行われる。その後、結果表示ボタン121pが押下されると、CPU121eは、画像処理部121hに対して、ロックオンボタン121kの押下の際に記憶した画像と、この画像上の位置に対応する等圧線との合成を指示し、合成画像は、LCDコントローラ121iを通じてLCD121fにおいて画像表示される。
Here, when the
図5は、ロックオンボタンの押下の際に記憶した画像上に振動圧を表す等圧線が表示した図である。 FIG. 5 is a diagram in which isobaric lines representing vibration pressure are displayed on the image stored when the lock-on button is pressed.
図5には、検査対象100の中心部100a付近の等圧線が密集し、振動圧の高い箇所P1、P2が存在している様子が示されている。
FIG. 5 shows a state in which the isobaric lines near the
以上に説明したように、本実施形態の音源位置検出装置1では、検出した、方向情報および振動圧とが対応づけられて記憶されると共に、方向情報に基づいて検査対象上の音源の位置が特定され、検査対象を撮影した画像上に音源の位置が振動圧に応じた等圧線で表示される。したがって、本実施形態の音源位置検出装置1によれば、音源の位置を正確に検出することができる。 As described above, in the sound source position detection device 1 of the present embodiment, the detected direction information and vibration pressure are stored in association with each other, and the position of the sound source on the inspection target is determined based on the direction information. The position of the sound source is displayed with an isobaric line according to the vibration pressure on the image obtained by specifying the image of the inspection target. Therefore, according to the sound source position detection device 1 of the present embodiment, the position of the sound source can be accurately detected.
ここで、図6は、図1に示す実施形態の別態様の外観斜視図である。 Here, FIG. 6 is an external perspective view of another aspect of the embodiment shown in FIG.
図6には、余裕を持ってフード11の開口111を覆うことができる程度の大きさに裁断された塩化ビニールシート200によって、開口111が覆われている様子が示されている。この塩化ビニールシート200は、フード11の開口周縁に嵌め込み可能な、開口111の直径よりも多少長い直径を有する枠201によって張りつめた状態でフード11の開口111を覆うように取り付けられている。尚、ここでは、この塩化ビニールシート200を用いた例を挙げて説明したが、この塩化ビニールシート200が、振動面1221a(図7参照)よりも前方に配置されフード内の空間のうちのこの振動面1221aを含む少なくとも後方の領域をこのフード外部から隔絶する、音透過性を有する隔壁であってもよい。
FIG. 6 shows a state in which the
また、この態様では、振動面1221aの周囲を取り巻く吸音材202(図7参照)が備えられている。塩化ビニールシート200だけが備えられ、この吸音材202が備えられていない場合にフード11の音反射内壁面11a(図7参照)と塩化ビニールシート200あるいは隔壁との間に音波の多重反射によって発生する定在波は、この態様のように吸音材202を備えることで抑制することができる。尚、上述の吸音材202の配備がなされていない従来の集音器などでは、上述した定在波の発生を抑えるためにフードの開口を覆うものとして、張りつめたシート状物や隔壁を採用することはできなかったのに対し、本態様によれば、吸音材202を備えていることで、これら張りつめたシート状物や隔壁を用いることができる。このため、ビニールシートなどが風ではためくことによる集音性能の低下が防止できると共に振動面1221aの汚損も防止することができる。
Further, in this aspect, the sound absorbing material 202 (see FIG. 7) surrounding the
さらに、この態様では、吸音材202が、フード内の振動面1221aへの音の入射経路を取り巻く形状に形成されていると共に吸音材202の表面形状が凸凹状とされているので、直接振動面1221aに届く音波を妨害することなく、また、吸音材202に吸収されたにも拘わらず減衰せず、フード11の音反射内壁11aで反射して再び振動面1221aに向かおうとする音波をこの吸収材202によって吸収することができる。このため、音波どうしの干渉を生じにくくさせることができる。したがって、本態様によれば、高精度な音響分析に寄与することもできる。
Furthermore, in this aspect, since the
図7は、図1に示す実施形態の、図6に示す態様とは異なる態様の概略断面図である。 FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the embodiment shown in FIG. 1 that is different from the embodiment shown in FIG.
図7には、図1に示す音源位置検出装置1の、図6に示す態様に対し、さらにフード11の開口111の周縁部に沿って吸音材203が配置されている態様が示されている。
FIG. 7 shows a mode in which the
このような態様にすると、フード11の側方もしくは後方から到来してフードの開口の縁で回折されてフード内に侵入してくる音波を減衰したものとすることができ、高精度な音響分析にさらに寄与することができる。
With such an embodiment, it is possible to attenuate the sound wave that arrives from the side or rear of the
尚、以上に示した実施形態では、角速度センサ部124により方向情報を得たが、角度センサ部124を特に設けないで、例えば、撮影部で撮影される画像に基づいて方向情報を得ることももちろん可能である。
In the embodiment described above, the direction information is obtained by the angular
また、以上の実施形態では、音源を等圧線で表す例を挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、また、光ビームを目安に検査対象上の音源検出を行う場合を例に挙げたが、本発明ではこれが備えられていなくても基本的な効果は減却されない。 In the above embodiments, the sound source is expressed by an isobaric line. However, the present invention is not limited to this, and the case where the sound source is detected on the inspection target using the light beam as a guide is taken as an example. Although mentioned, even if this is not provided in the present invention, the basic effect is not reduced.
1 音源位置検出装置
11 フード
12 本体部
121a 撮像レンズ
121bズームレンズ
121c フォーカスレンズ
121d CCD
121f 液晶表示画面
121e CPU
121g メモリ
121h 画像処理部
121i LCDコントローラ
121k ロックオンボタン
121q ズームスイッチ
121m 走査開始ボタン
121n 走査終了ボタン
121p 結果表示ボタン
122 音処理部
123 光源装置
124 角速度センサ部
200 塩化ビニールシート
201 枠
202、203 吸音材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sound source
121f Liquid
Claims (3)
前記フード内に前方に向けて配置された振動面と、
外部からの入射音による前記振動面の振動圧を検出する受音回路と、
前記開口が向く方向を表す方向情報を求める方向情報演算部と、
前記受音回路によって検出された振動圧を、該振動圧を検出した時点の前記方向情報に対応付けて記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された振動圧と、該振動圧に対応付けられた前記方向情報との双方を用いて入射音の音源の位置を特定する音源特定部と、
前記フードの前方を撮影する撮影部と、
前記撮影部で撮影された画像を、前記音源特定部によって特定された音源の位置を表した画像に加工する画像加工部と、
前記画像加工部によって加工された画像を表示する画像表示部とを備えたことを特徴とする音源位置検出装置。 A hood having an opening at the front end and a sound reflection inner wall having a rotating surface shape having a focal point behind the opening at least on the opening side, and an internal space formed;
A vibrating surface disposed forward in the hood;
A sound receiving circuit for detecting a vibration pressure of the vibration surface due to an incident sound from outside;
A direction information calculation unit for obtaining direction information indicating a direction in which the opening faces;
A storage unit that stores the vibration pressure detected by the sound receiving circuit in association with the direction information at the time of detecting the vibration pressure;
A sound source identifying unit that identifies the position of the sound source of the incident sound using both the vibration pressure stored in the storage unit and the direction information associated with the vibration pressure;
A photographing unit for photographing the front of the hood;
An image processing unit that processes an image captured by the imaging unit into an image representing a position of a sound source specified by the sound source specifying unit;
A sound source position detection apparatus comprising: an image display unit that displays an image processed by the image processing unit.
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