JP2019148613A - 騒音低減装置および騒音低減システム - Google Patents
騒音低減装置および騒音低減システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019148613A JP2019148613A JP2016135156A JP2016135156A JP2019148613A JP 2019148613 A JP2019148613 A JP 2019148613A JP 2016135156 A JP2016135156 A JP 2016135156A JP 2016135156 A JP2016135156 A JP 2016135156A JP 2019148613 A JP2019148613 A JP 2019148613A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- noise
- identification
- sound
- noise reduction
- control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000009467 reduction Effects 0.000 title claims abstract description 162
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 64
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 45
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 claims description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract 3
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 description 25
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 19
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 description 15
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 13
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 5
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 4
- 229920002745 polystyrene-block- poly(ethylene /butylene) Polymers 0.000 description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 238000013144 data compression Methods 0.000 description 3
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 238000010187 selection method Methods 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000013523 data management Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000003340 mental effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D11/00—Passenger or crew accommodation; Flight-deck installations not otherwise provided for
- B64D11/0015—Arrangements for entertainment or communications, e.g. radio, television
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
- G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
- G10K11/1781—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions
- G10K11/17813—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions characterised by the analysis of the acoustic paths, e.g. estimating, calibrating or testing of transfer functions or cross-terms
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60R13/00—Elements for body-finishing, identifying, or decorating; Arrangements or adaptations for advertising purposes
- B60R13/08—Insulating elements, e.g. for sound insulation
- B60R13/0815—Acoustic or thermal insulation of passenger compartments
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
- B61D49/00—Other details
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C1/00—Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
- B64C1/40—Sound or heat insulation, e.g. using insulation blankets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D11/00—Passenger or crew accommodation; Flight-deck installations not otherwise provided for
- B64D11/0015—Arrangements for entertainment or communications, e.g. radio, television
- B64D11/00154—Loudspeakers mounted in the seat back
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D11/00—Passenger or crew accommodation; Flight-deck installations not otherwise provided for
- B64D11/06—Arrangements of seats, or adaptations or details specially adapted for aircraft seats
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
- G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
- G10K11/1781—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions
- G10K11/17813—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions characterised by the analysis of the acoustic paths, e.g. estimating, calibrating or testing of transfer functions or cross-terms
- G10K11/17817—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions characterised by the analysis of the acoustic paths, e.g. estimating, calibrating or testing of transfer functions or cross-terms between the output signals and the error signals, i.e. secondary path
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
- G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
- G10K11/1781—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions
- G10K11/17813—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions characterised by the analysis of the acoustic paths, e.g. estimating, calibrating or testing of transfer functions or cross-terms
- G10K11/17819—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions characterised by the analysis of the acoustic paths, e.g. estimating, calibrating or testing of transfer functions or cross-terms between the output signals and the reference signals, e.g. to prevent howling
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
- H04R3/005—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for combining the signals of two or more microphones
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D11/00—Passenger or crew accommodation; Flight-deck installations not otherwise provided for
- B64D11/06—Arrangements of seats, or adaptations or details specially adapted for aircraft seats
- B64D11/0602—Seat modules, i.e. seat systems including furniture separate from the seat itself
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
- G10K2210/10—Applications
- G10K2210/128—Vehicles
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
- G10K2210/10—Applications
- G10K2210/128—Vehicles
- G10K2210/1281—Aircraft, e.g. spacecraft, airplane or helicopter
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
- G10K2210/30—Means
- G10K2210/301—Computational
- G10K2210/3023—Estimation of noise, e.g. on error signals
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
- G10K2210/30—Means
- G10K2210/301—Computational
- G10K2210/3035—Models, e.g. of the acoustic system
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
- G10K2210/30—Means
- G10K2210/301—Computational
- G10K2210/3049—Random noise used, e.g. in model identification
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
- G10K2210/30—Means
- G10K2210/301—Computational
- G10K2210/3055—Transfer function of the acoustic system
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
- G10K2210/50—Miscellaneous
- G10K2210/504—Calibration
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R2410/00—Microphones
- H04R2410/05—Noise reduction with a separate noise microphone
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R5/00—Stereophonic arrangements
- H04R5/02—Spatial or constructional arrangements of loudspeakers
- H04R5/023—Spatial or constructional arrangements of loudspeakers in a chair, pillow
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/40—Weight reduction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Otolaryngology (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Transportation (AREA)
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
Abstract
【課題】座席シートを実使用状態にして正確かつ迅速に音響伝達関数を求めることができる騒音低減装置及び騒音低減システムを提供する。
【解決手段】システム管理装置501は座席へシートを駆動させるよう通知する。
シート検知器582はシート位置が実使用状態であることを検知して、制御スピーカ340は、ホワイトノイズ発生器337が発生したホワイトノイズを出力し、このホワイトノイズを誤差マイク350で検知することにより、制御スピーカ340から誤差マイク350までの経路を含む音響伝達関数を同定する。また、システム管理装置501は、音響伝達関数やフィルタ係数の初期値を同定制御部538へ通知する。
【選択図】図19
【解決手段】システム管理装置501は座席へシートを駆動させるよう通知する。
シート検知器582はシート位置が実使用状態であることを検知して、制御スピーカ340は、ホワイトノイズ発生器337が発生したホワイトノイズを出力し、このホワイトノイズを誤差マイク350で検知することにより、制御スピーカ340から誤差マイク350までの経路を含む音響伝達関数を同定する。また、システム管理装置501は、音響伝達関数やフィルタ係数の初期値を同定制御部538へ通知する。
【選択図】図19
Description
本開示は、座席における騒音低減に関し、特に航空機や鉄道車両等において使用する騒音低減装置および騒音低減システムに関する。
騒音の大きい航空機や車両等において、座席に着席した利用者に対して音声サービス等の情報提供を行う場合、座席における騒音が課題となる。航空機や車両のように連続した壁によって境界を作られた内部空間を利用する場合は、利用場所が一種の密閉構造体になっており、利用場所の内外に騒音源があると、利用者にとって騒音環境が固定化されてしまう。このため、騒音の程度によっては、騒音が利用者に物理的、精神的な圧迫要因となり、利用場所の利便性が低下する。特に、航空機等の客室として利用客にサービスを提供する場合は、利便性が低下するとサービス業務の品質に重大な支障を与えることとなる。
特に、航空機の場合は、プロペラやエンジンを中心とする航空機の推力を発生させるための機器の騒音や、飛行中の航空機先端や両翼による風切り音など空気層を機体が移動することに伴って発生する空気流に係る音が主要な騒音源となるため、機内の騒音は乗客に不快感を与えるとともに、音声サービス等の妨げとなるので、改善が強く望まれている。
これに対して、密閉室内の騒音を低減する対策としては、従来、受動的減衰手段による方法が一般的であり、障壁材料や吸収材料など音響的な吸収性を有する遮音材料を密閉構造体と発生源との間に配置する。障壁材料としては高密度の障壁材料などを使用し、吸収材料としては吸音シートなどを利用する。音響的な吸収性を有する材料は、一般的に高密度となり、高密度材料は重量の増加を伴う。重量が増加すると、飛行燃料が増加し、航続距離が低下する。したがって、航空機としての経済性及び機能の低下をもたらす。また、構造材料として、傷つきやすい等の強度面と質感等のデザイン面での機能の低下も無視できない。
これに対して、密閉室内の騒音を低減する対策としては、従来、受動的減衰手段による方法が一般的であり、障壁材料や吸収材料など音響的な吸収性を有する遮音材料を密閉構造体と発生源との間に配置する。障壁材料としては高密度の障壁材料などを使用し、吸収材料としては吸音シートなどを利用する。音響的な吸収性を有する材料は、一般的に高密度となり、高密度材料は重量の増加を伴う。重量が増加すると、飛行燃料が増加し、航続距離が低下する。したがって、航空機としての経済性及び機能の低下をもたらす。また、構造材料として、傷つきやすい等の強度面と質感等のデザイン面での機能の低下も無視できない。
上記の受動的減衰手段による騒音対策の課題に対して、能動的減衰手段により騒音を低減する方法として、騒音の位相と反対の位相の音波を発生させる方法が、従来、一般的に実施されている。この方法により、発生源またはその付近で騒音レベルを低減し、騒音の低減を必要とする領域に伝搬するのを防止することができる。具体的適用の事例としては、騒音源から発生する音を検知するマイクとマイクから入力した電気信号を増幅して位相を反転させる制御器と、制御器から入力した電気信号を音に変換して発信するスピーカとを備えた騒音低減装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また能動的な騒音低減装置を設計するためには、スピーカから騒音制御点までの音響伝達関数を予め求める必要がある。このために制御周波数帯域でフラットな周波数特性を有するホワイトノイズをスピーカから発生させて制御点に設けたマイクで検出してその伝達関数を測定するのが一般的である。この時、外部の騒音の影響を避けるために外部の騒音レベルを測定し、外部の騒音レベルより所定のレベル(例えば、10dB)だけ高いホワイトノイズを発生する方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、上記特許文献2に開示されている技術は、1台の騒音低減装置が設置されている場合に、スピーカから制御点に設けたマイクまでの音響伝達関数を測定する方法であり、複数の騒音低減装置が設置されている場合の記載はない。特に、航空機などの座席毎に騒音低減装置が設置されている場合には、音響伝達関数を求めなければならない騒音低減装置の数は座席の数だけ存在することになる。このような場合には、外部騒音の影響を受けることなく、それぞれの騒音低減装置の音響伝達関数の測定を如何に速く精度よく行うかが課題となる。
本開示は以上の課題を解決するものであり、各座席のシートを実使用状態にして、外部騒音の影響を受けることなく、正確かつ迅速に音響伝達関数を求めることができる騒音低減装置および騒音低減システムを提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本開示の騒音低減装置は、騒音を検知する騒音検知手段と、騒音検知手段により検知された騒音を制御空間の制御中心において低減するための制御音信号を生成させる騒音制御手段と、騒音制御手段からの制御音信号に基づいて制御音を出力する制御音出力手段と、制御中心において騒音と制御音出力手段から出力される制御音とを重畳して誤差音を検知する誤差音検知手段と、シートが騒音低減を実際に使用される位置にある実使用状態を検知するシート検知手段と、を備えた騒音低減装置であって、システム管理装置は座席へシートを実使用状態へ駆動するよう通知し、騒音制御手段は、同定音発生手段と同定制御手段とを有し、制御音出力手段から同定音を出力し、同定音を誤差音検知手段または騒音検知手段で検知することにより、制御音出力手段から誤差音検知手段または騒音検知手段までの経路を含む音響伝達関数を同定する際に、同定制御手段は、シート検知手段が騒音低減のシート実使用状態を検知した場合に、同定音発生手段から同定音を発生させて音響伝達関数を同定することを特徴とする。
このような構成により、座席のシートを実使用状態にして、正確に音響伝達関数を同定することができる。例えば、シートの背もたれを倒してフルフラットとしたベッドモードの位置で、乗客がシート上に寝そべった時に騒音低減が効果的に作用するように、制御音出力手段と騒音検知手段や誤差音検知手段が座席内に配置されている場合に、すなわちシートの実使用状態がベッドモードである場合、シートを駆動させてベッドモードにしてから、騒音低減装置の同定動作を開始することができる。よって、座席内でシート機材や壁材に囲まれた、当該音出力手段や当該音検知手段により騒音低減が作用する、音響空間に対して、正確に精度の高い音響伝達関数を導出する同定動作が可能となる。
また本開示の騒音低減装置では、同定制御手段は、シート検知手段によりシートが駆動し終わったことを検知した後に、駆動音の外部騒音が無い状態で、同定動作を開始しても良い。もしくは、当該音検知手段によりシートが駆動する音が外部騒音とならないレベル以下になった後に、同定動作を開始しても良い。このような構成により、シートの駆動音が外部騒音となる影響を受けることなく、同定動作が可能となる。シートが駆動する音は、当該座席からだけでなく、隣接する座席からも想定しても良い。
また本開示の騒音低減装置では、制御音出力手段より同定音を出力する時間は、同定動作にかかる時間より短くても良い。例えば、同定音を発する時間を1秒とし、誤差音検知手段に入力された1秒の音を10秒間繰返し使って、同定動作を実施することにより、外部騒音となる隣接する騒音低減装置の同定音は、10秒から1秒に短縮される。これにより、同定動作中に他の騒音低減装置からの同定音の影響を受けることなく、また同時に多数の騒音低減装置の同定動作を行うことができるので、同定動作を精度よく、かつ迅速に実行することができる。
本開示の騒音低減システムは、複数の騒音低減装置と、複数の騒音低減装置が音響伝達関数の同定動作を実施することを管理するシステム管理装置と、を備えた騒音低減システムであって、システム管理装置は騒音低減装置を有する座席へシートを駆動させて実使用状態にするよう通知し、騒音低減システムに含まれる複数の騒音低減装置の同定を開始するとともに、システム管理装置に同定を実行したことを登録することを特徴とする。
このような構成により、同定動作中に他の騒音低減装置からの同定音の影響を受けることなく、また同時に多数の騒音低減装置の同定動作を行うことができるので、同定動作を精度よく、かつ迅速に実行することができる。
また本開示の騒音低減システムでは、システム管理装置は、音響伝達関数の係数初期値を騒音低減装置に通知しても良い。音響伝達関数の係数初期値は、別の騒音低減システムにおいて運用されたデータを騒音低減装置からシステム管理装置へ収集しておき、当該騒音低減システムへ適用する。この場合、システム管理装置は、騒音低減装置へ音響伝達関数の係数データや実際の騒音データを収集するよう通知し、当該データを抽出することを特徴とする。もしくは、座席内のシート機材や壁材と、当該音出力手段と音検知手段が、配置された音響空間を模擬して、コンピュータ上でシミュレーションにより導出しておいても良い。
また本開示の騒音低減システムでは、システム管理装置は、音響伝達関数の係数初期値を騒音低減装置に通知しても良い。音響伝達関数の係数初期値は、別の騒音低減システムにおいて運用されたデータを騒音低減装置からシステム管理装置へ収集しておき、当該騒音低減システムへ適用する。この場合、システム管理装置は、騒音低減装置へ音響伝達関数の係数データや実際の騒音データを収集するよう通知し、当該データを抽出することを特徴とする。もしくは、座席内のシート機材や壁材と、当該音出力手段と音検知手段が、配置された音響空間を模擬して、コンピュータ上でシミュレーションにより導出しておいても良い。
このような構成により、騒音低減装置は同定動作において、より尤もらしい係数初期値を用いて、音響伝達関数を精度よくかつ短い時間で収束させて導出することができ、騒音低減システムは多数の騒音低減装置の同定動作の実行時間を短縮して完了させることができる。また、周囲騒音に対して騒音低減を実施する適応動作においても、より尤もらしい適応フィルタを適用することができ、騒音低減効果をより発揮できるようになる。
また本開示の騒音低減システムでは、システム管理装置は、音響伝達関数の係数初期値を、データ圧縮して騒音低減装置に通知しても良い。また逆方向も然りで、騒音低減装置は音響伝達関数の係数初期値を、データ圧縮してシステム管理装置に通知しても良い。例えば、前後に配置された座席では大抵類似する係数値になるため、近傍する複数の座席に対して基底となる音響伝達関数の係数値から、当該座席の音響伝達関数の係数値の差分データを導出しておく。複数の騒音低減装置から、個々の座席毎にデータを送信するよりも、基底の係数値を共有しておいてから、個別の座席に差分データのみを送信する方が、送信するデータを削減つまりデータ圧縮することができ、騒音低減システムとして同定動作の実行時間を短縮することができる。また、システム管理装置に送信するデータを圧縮して、データ格納容量を削減できるため、データ格納の工数や機器費用も低減できる。
また本開示の騒音低減システムでは、騒音低減装置が航空機の各座席に搭載されていてもよい。
本開示よれば、座席シートを実使用状態にして外部騒音の影響を受けることなく正確かつ迅速に音響伝達関数を求めることができ、騒音低減効果を最大限に発揮する騒音低減装置および騒音低減システムを提供することができる。
以下、本開示の実施の形態について、図1から図24を用いて説明する。
(実施の形態1)
本開示の実施の形態における騒音低減装置について、航空機に搭載した場合の事例を引用して以下に説明する。まず、騒音低減装置の設置を必要とする航空機における音環境について、図1および図2により説明する。
(実施の形態1)
本開示の実施の形態における騒音低減装置について、航空機に搭載した場合の事例を引用して以下に説明する。まず、騒音低減装置の設置を必要とする航空機における音環境について、図1および図2により説明する。
図1は、本開示の実施の形態における騒音低減装置の設置環境を示す平面図である。図1に示すように、航空機100は、左右の翼にエンジン102a、102bを備えている。
航空機の音環境の観点からみると、エンジンは回転音だけでなく、飛行中は空気流の反響等を伴うため、騒音源として重要な位置を占める。乗客サービスの観点からは、エンジン102a、102bが例えば機内の客室A(例えば、ファーストクラス)、客室B(例えば、ビジネスクラス)および客室C(例えば、エコノミークラス)に設置された座席列103a、103b、103cに対して外部の騒音源NS1a、NS1bとして機体の各部に作用するほか、機体が空気層を高速で移動することに伴う機体の先端部や両翼における空気流との衝突音(風切り音)が騒音源NS1cとして機内の情報提供サービス等に悪影響を与えている。
航空機の音環境の観点からみると、エンジンは回転音だけでなく、飛行中は空気流の反響等を伴うため、騒音源として重要な位置を占める。乗客サービスの観点からは、エンジン102a、102bが例えば機内の客室A(例えば、ファーストクラス)、客室B(例えば、ビジネスクラス)および客室C(例えば、エコノミークラス)に設置された座席列103a、103b、103cに対して外部の騒音源NS1a、NS1bとして機体の各部に作用するほか、機体が空気層を高速で移動することに伴う機体の先端部や両翼における空気流との衝突音(風切り音)が騒音源NS1cとして機内の情報提供サービス等に悪影響を与えている。
図2は、同騒音低減装置の設置環境の詳細を示す平面図であり、図1における客室Aおよび客室Bの一部における座席の配置を拡大して示している。客室100aは壁により客室Aおよび客室Bに区分されている。また、各座席列には視聴設備等が設置され、イーサネット(登録商標)等の通信回線を介して切り替え装置やデータ管理サーバ等を備えたシステム管理装置104に接続されている。一方、客室100aの音環境としては、エンジン102a、102bから発生する騒音源NS1a、NS1bおよび機体先端部における風切り音である騒音源NS1cが外部の騒音源として存在するほか、エアコン等による騒音源NS2a〜NS2eが内部の騒音源として存在する。これを客室Aに配列された一つの座席105における騒音として考えると、座席105では窓の外側の翼に取付けられたエンジン102a(図1)および気流音を発生原因とする騒音源NS1a〜NS1cおよびエアコンを発生原因とする騒音源NS2a〜NS2eから騒音の影響を受ける。例えば、客室Aにおいて、座席105では、騒音源NS1a〜NS1cおよび騒音源NS2a〜NS2eから到達する騒音のうち、左翼(図1)に搭載されたエンジンによる騒音源NS1aからの騒音が最も強い場合を予想することができる。したがって、各座席における騒音の低減を効果的に実現するためには、各方向から発せられる騒音のうち、座席に着席した利用者にとって、最も大きく、座席の音環境に悪影響を与える騒音に対して重点的に対処する必要がある。
特に、図1における客室Aで示したファーストクラス等では、座席はシェル構造となっており、このシェルの内部には映画や音楽を楽しむためのテレビやラジオ等の視聴機器や、ビジネスマンのための机、PC接続電源等々が配設されており、ゆっくりとくつろいだり、ビジネスに集中したりできる環境を乗客に提供することが強く求められている。そのために、このシェル内部の騒音低減に対する要望は特に大きいものがある。図3は、本開示の実施の形態における騒音低減装置の適応動作(詳細は後述する)の基本構成を示すブロック図である。騒音低減装置300は、騒音マイク320、騒音制御器330、制御スピーカ340および誤差マイク350を備えている。また2重線で囲んだ範囲360は伝達関数の範囲を示している。
以下、それぞれの構成および機能について説明する。騒音マイク320は、騒音源310から発せられる騒音を検知する騒音検知手段として備えられ、騒音情報を検出し、電気信号に変換して出力する機能を有するマイクロホンである。
騒音制御手段としての騒音制御器330は、A/D変換器331、335、適応デジタルフィルタ332、フィルタ係数算出部333、D/A変換器334を備えており、騒音マイク320からの騒音情報および誤差マイク350の誤差情報に基づいて、検出誤差が最小となるように制御音信号を生成する。
騒音制御手段としての騒音制御器330は、A/D変換器331、335、適応デジタルフィルタ332、フィルタ係数算出部333、D/A変換器334を備えており、騒音マイク320からの騒音情報および誤差マイク350の誤差情報に基づいて、検出誤差が最小となるように制御音信号を生成する。
制御音出力手段としての制御スピーカ340は、D/A変換器334から受け取った制御音信号を音波に変換して出力することができ、利用者301の耳301bの近傍の騒音を相殺する制御音を発する機能を備えている。
誤差マイク350は、騒音源310から発せられる騒音と、制御スピーカ340から発する制御音を重ね合わせた残留音(誤差音)を検出し、電気信号に変換して出力する機能を有するマイクロホンである。
誤差マイク350は、騒音源310から発せられる騒音と、制御スピーカ340から発する制御音を重ね合わせた残留音(誤差音)を検出し、電気信号に変換して出力する機能を有するマイクロホンである。
適応デジタルフィルタ332は多段タップで構成されており、各タップのフィルタ係数を自由に設定可能なFIRフィルタである。フィルタ係数算出部333には、騒音マイク320からの情報に加えて誤差マイク350からの検出誤差信号がA/D変換器335を介して入力されており、この検出誤差が最小となるように、上記適応デジタルフィルタ332の各フィルタ係数を調整する。すなわち、誤差マイク350の設置位置において騒音源310からの騒音と反対位相となるような制御音信号を生成してD/A変換器334を介して、制御スピーカ340に出力する。
伝達関数補正部336は、伝達関数の範囲360の内の伝達関数を表現する多段タップのFIRフィルタである。つまり、適応デジタルフィルタ332の出力がD/A変換器334、制御スピーカ340を通して制御音を発生させ、その制御音が誤差マイク350、A/D変換器335を通してフィルタ係数算出部333に到達するまでの伝達関数を表現している。
A/D変換器331は騒音マイク320からの騒音信号をA/D変換して適応デジタルフィルタ332および伝達関数補正部336を通してフィルタ係数算出部333へ出力する。伝達関数補正部336を通すことで、適応デジタルフィルタ332の出力が、フィルタ係数算出部333へ入力されるA/D変換後の誤差音信号への遅延、反射等の伝達特性を考慮することができ、精度のよいフィルタ係数が算出できる。
誤差音検知手段としての誤差マイク350は、騒音低減後の音を誤差として検出し、騒音低減装置300の動作結果に対してフィードバックを行う。これにより、騒音環境等が変化しても利用者の耳位置で常に騒音を最小にすることができる。
図3に示すように、本開示の実施の形態における騒音低減装置300では、騒音源310から発せられた騒音を騒音マイク320により検知し、騒音制御器330で信号処理を行って制御スピーカ340から制御音を出力して、騒音源310から発せられた騒音と位相の反転した音を重ね合わせて利用者301の耳301bに発信することにより、騒音の低減を行う。これを適応動作と呼ぶ。
図3に示すように、本開示の実施の形態における騒音低減装置300では、騒音源310から発せられた騒音を騒音マイク320により検知し、騒音制御器330で信号処理を行って制御スピーカ340から制御音を出力して、騒音源310から発せられた騒音と位相の反転した音を重ね合わせて利用者301の耳301bに発信することにより、騒音の低減を行う。これを適応動作と呼ぶ。
次に、伝達関数の範囲360の伝達関数を求める方法について述べる。この伝達関数を求める作業を図3の適応動作に対して同定動作と呼ぶ。図4は、本開示の実施の形態における騒音低減装置300の同定動作を行う基本構成を示すブロック図である。ここでは同定に用いる同定音としてホワイトノイズを使用する例について説明する。
同定動作時には騒音制御器330内に同定音発生手段としてのホワイトノイズ発生器337とそれを制御する同定制御部338を用いる。適応デジタルフィルタ332、フィルタ係数算出部333、D/A変換器334、A/D変換器335、制御スピーカ340、誤差マイク350は図3と同じコンポーネントで構成できる。同定動作では範囲360の伝達関数を求めるため、範囲360内のコンポーネントは特に図3と同一のものであることが望ましい。
同定動作時には騒音制御器330内に同定音発生手段としてのホワイトノイズ発生器337とそれを制御する同定制御部338を用いる。適応デジタルフィルタ332、フィルタ係数算出部333、D/A変換器334、A/D変換器335、制御スピーカ340、誤差マイク350は図3と同じコンポーネントで構成できる。同定動作では範囲360の伝達関数を求めるため、範囲360内のコンポーネントは特に図3と同一のものであることが望ましい。
同定動作時の騒音制御器330は、ホワイトノイズ発生器337の出力をD/A変換器334を通して出力する。ここで、誤差マイク350からの入力をA/D変換した信号と適応デジタルフィルタ332の出力との差分を差分器3310で求め、この差分を同定差分信号と呼び、同定差分信号とホワイトノイズ発生器337の出力をフィルタ係数算出部333に入力する。フィルタ係数算出部333では同定差分信号が最小となるようにフィルタ係数を算出し、適応デジタルフィルタ332の係数を変更する。この動作により、伝達関数の範囲360の伝達関数を表現するFIRフィルタを算出できる。
図3では騒音源310から発せられる騒音が誤差マイク350に入る構成であるが、同定動作においては精度良く伝達関数補正部336のFIRフィルタを算出するためには、誤差マイク350に入る騒音レベルがホワイトノイズの制御スピーカ340からの出力が誤差マイクに入力されるレベルに対して低いことが望ましい。
複数の騒音低減装置が設置される環境下では、他の騒音低減装置が同定動作時に発生するホワイトノイズが誤差マイク350に入力されると伝達関数補正部336のFIRフィルタの精度が悪くなる原因となる。したがって、同定制御部338が誤差マイク350の入力のA/D変換したデータを元に、近隣の騒音低減装置の同定動作によるホワイトノイズが誤差マイクに入力されているかどうかを判定する。近隣の騒音低減装置のホワイトノイズが誤差マイクに入力されていないと判定された場合に、ホワイトノイズ発生器337を制御してホワイトノイズを発生し同定動作に入る。これにより、伝達関数補正部336のFIRフィルタの精度が悪くなることを防ぐことができる。
複数の騒音低減装置が設置される環境下では、他の騒音低減装置が同定動作時に発生するホワイトノイズが誤差マイク350に入力されると伝達関数補正部336のFIRフィルタの精度が悪くなる原因となる。したがって、同定制御部338が誤差マイク350の入力のA/D変換したデータを元に、近隣の騒音低減装置の同定動作によるホワイトノイズが誤差マイクに入力されているかどうかを判定する。近隣の騒音低減装置のホワイトノイズが誤差マイクに入力されていないと判定された場合に、ホワイトノイズ発生器337を制御してホワイトノイズを発生し同定動作に入る。これにより、伝達関数補正部336のFIRフィルタの精度が悪くなることを防ぐことができる。
ところで、図3の適応動作と図4の同定動作はスイッチ339a〜339dを挿入して図5のように構成すれば、スイッチの切換によって適応動作と同定動作を同じコンポーネントで実現できる。スイッチ339a〜339dを図6のように切り換えれば、図3と同じ構成となり適応動作ができる。またスイッチ339a〜339dを図7のように切り換えれば図4と同じ構成となり同定動作となる。
次に、本開示の実施の形態における騒音低減装置を航空機の客室に設置した場合の事例について、図8を用いて説明する。図8は、航空機の客室に設置された騒音低減装置の主要な構成を示す平面図である。
図8に示すように、騒音低減装置は、航空機の客室A(図1)に配列され、騒音を制御する制御空間である座席402に設置される。
図8に示すように、騒音低減装置は、航空機の客室A(図1)に配列され、騒音を制御する制御空間である座席402に設置される。
座席402は、壁面によりシェル状に周囲を囲い利用者の占有領域を確保するシェル部402aおよびシェル部402aの内部に配置された座席部402bを備えている。シェル部402aは、座席部402bの前方に対向する位置に棚部402aaを備えており、机としての機能を発揮することができる。また、座席部402bは、背もたれ部(図示せず)、ヘッドレスト402bcおよび肘掛け部402bd、402beを備えている。
航空機の客室Aにおける音環境としては、機体に搭載されたエンジンや客室の内部に配設されたエアコンその他の騒音源があり、座席402では、騒音源から発せられる騒音が、シェル部402aの外周部に到達する。
騒音低減装置では、図8に示すシェル部402aの内部を座席402の制御空間、座席部402bに着席した利用者401の頭部401aの位置を制御空間の中心として、制御中心と定義する。
騒音低減装置では、図8に示すシェル部402aの内部を座席402の制御空間、座席部402bに着席した利用者401の頭部401aの位置を制御空間の中心として、制御中心と定義する。
図8において、座席402では、例えば外部の騒音源410から発せられた騒音に対してシェル部402aにより座席402の周囲で物理的な防音を行う。騒音源410からの騒音はシェル部402aの内部に進入し、座席部402bに着席した利用者401の頭部401a(制御中心)に到達する。航空機の騒音のように種々の騒音源が存在し、主要な騒音経路を特定できないような場合には、無指向性の騒音マイクをシェル部402a(制御空間)またはその近傍に複数配設する。図8は、一例としてシェル部402aの所定の位置に騒音マイク420a〜420g(図3の騒音マイク320に相当)を、座席に制御スピーカ440a、440b(図3の制御スピーカ340に相当)、および誤差マイク450a、450b(図3の誤差マイク350に相当)を配設した事例を示している。
この場合は制御スピーカが2個、誤差マイクが2個存在するため、それぞれに対して図4で示した同定の動作を行う。例えばホワイトノイズを制御スピーカ440aから出力し、誤差マイク450a、450bそれぞれで観測した信号に基づいて同定誤差信号を用いてフィルタ係数を算出し、その後にホワイトノイズを制御スピーカ440bから出力し同様にフィルタ係数(伝達関数)を算出する。したがってこの場合4通りの伝達関数ができる。
図9は本開示の実施の形態における騒音低減装置の動作例を説明するためのフローチャートである。以下、それぞれのステップについて説明する。
騒音低減装置の電源をONするとステップS001からステップS002に移行する。ステップS002では適応モードか同定モードかを選択する。この選択方法は例えば初期起動時には同定モードが自動的に選択されるようにしてもよいし、ユーザーがスイッチ等で適応モードか同定モードを選択するようにしてもよい。適応モードとは適応動作、同定モードとは同定動作をすることを指す。
騒音低減装置の電源をONするとステップS001からステップS002に移行する。ステップS002では適応モードか同定モードかを選択する。この選択方法は例えば初期起動時には同定モードが自動的に選択されるようにしてもよいし、ユーザーがスイッチ等で適応モードか同定モードを選択するようにしてもよい。適応モードとは適応動作、同定モードとは同定動作をすることを指す。
同定モードを選択した場合にはステップS003にて周囲騒音を測定しステップS004へ移行する。ステップS004では周囲騒音があらかじめ決めた騒音レベルに対してスレッシュホルド以下かどうかを判定する。例えば図4では誤差マイク350のA/D変換した誤差音を元に同定制御部338にてスレッシュホルドの判定ができる。
スレッシュホルド以下の場合はホワイトノイズを発生しステップS005にて同定を実行する。同定を実行した場合には同定の終了までステップS005及びステップS007を繰り返す。
スレッシュホルド以下の場合はホワイトノイズを発生しステップS005にて同定を実行する。同定を実行した場合には同定の終了までステップS005及びステップS007を繰り返す。
ステップS004にて周囲騒音がスレッシュホルド以上の場合はステップS006にて一定時間の待ち状態の後、ステップS004に戻り周囲騒音がスレッシュホルド以下か再判定を行う。ステップS006の待ち時間は例えば、騒音低減装置がホワイトノイズを発生する時間に設定する。ホワイトノイズを発生する時間に設定することで、同定を開始した後、同定が終了するまでの間に他の騒音低減装置が同定を開始し、既に同定を開始した騒音低減装置に影響を与えることを防ぐことができる。
ステップS002にて適応モードを選択した場合には、ステップS008にて適応フィルタを実行するとともに、動作モードの変化をステップS009にて監視し、動作モードが変化しない間は適応フィルタの実行を繰り返す。動作モードが同定モードに変化した際にはステップS002に戻りステップS003へ進む。なお、ここで適応フィルタの実行とは、フィルタ係数算出部333で最適なフィルタ係数を算出して、このフィルタ係数を適応デジタルフィルタ332に設定して適応フィルタ動作を実行させることである。
この動作により、複数の騒音低減装置が設置される環境下において、他の騒音低減装置が同定動作時に発生するホワイトノイズが誤差マイク350に入力され、伝達関数補正部336のFIRフィルタの精度が悪くなることを防ぐことができる。また他の騒音低減装置の同定動作によるホワイトノイズがスレッシュホルド以下の騒音低減装置については同時に同定動作を行うことができ、同定動作の時間短縮を図ることができる。
(実施の形態2)
図10は本開示の実施の形態2における騒音低減装置の動作例を説明するためのフローチャートである。なお、本実施の形態では複数台の騒音低減装置が航空機の各座席に搭載されて騒音低減システムを構成している。このフローチャートでは、図11に示すような複数の座席間の情報がサーバ(システム管理装置:図示せず)で管理されている例において、各座席での動作を説明している。図11において、前から後ろへ1列目、2列目、・・・4列目、左から右へA行目、C行目・・・、K行目としており、例えば左前の座席は1A席、2列目、H行目の座席は2H席と呼ぶ。以下、図10に示すフローチャートのそれぞれのステップについて説明する。
図10は本開示の実施の形態2における騒音低減装置の動作例を説明するためのフローチャートである。なお、本実施の形態では複数台の騒音低減装置が航空機の各座席に搭載されて騒音低減システムを構成している。このフローチャートでは、図11に示すような複数の座席間の情報がサーバ(システム管理装置:図示せず)で管理されている例において、各座席での動作を説明している。図11において、前から後ろへ1列目、2列目、・・・4列目、左から右へA行目、C行目・・・、K行目としており、例えば左前の座席は1A席、2列目、H行目の座席は2H席と呼ぶ。以下、図10に示すフローチャートのそれぞれのステップについて説明する。
騒音低減装置の電源をONするとステップS010からステップS011に移行する。ステップS011では同定が必要かどうか判断する。この選択方法は例えば初期起動時には同定が必要と判断しても良いし、例えば1ヶ月に1回等の定期的なサーバの指示にしたがって同定が必要と判断しても良い。同定が不要な場合はステップS013に移行して処理を終了する。
同定が必要な場合はステップS012に進み、サーバに同定が必要である座席番号を登録する。同定が必要であると判断した座席の中からステップS014にて優先順位を検索し、優先順位が1番であれば同定をステップS015にて開始する。優先順位の付け方は例えば図11のような座席配列の場合、1A席を優先順位1番、次に2列目、3列目のA行目の座席と優先順位を付けていき、A行目の次はC行目、優先順位が一番低い座席を4K席とする。
ステップS015にて同定が開始されると、ステップS016にてホワイトノイズを出力、同定が行われる。次にステップS017にて同定が終了し、ステップS018にて同定が終了したという情報をサーバに登録する。ステップS019は次にステップS011にて同定が必要かどうか判断するまでの待ちであり、例えばサーバに登録された同定が必要な騒音低減装置が、全て1回の同定を終了するまでなど時間調整を行うステップである。
ステップS014にて優先順位が1番以外の場合は周囲騒音を確認し、スレッシュホルド以下の場合にはステップS022にてサーバに座席番号を登録し、ステップS014に戻る。ステップS014ではスレッシュホルド以下の座席番号の中で優先順位が1番であればステップS015にて同定を開始する。同定開始後の動作については前述と同様である。スレッシュホルド以上であれば、ステップS021にて、ステップS019と同様に同定の時間を調整するための待ち時間の後、ステップS011に戻る。
図11は図10のフローチャートにしたがって同定の順番を説明するための模式図である。この例では全ての座席において同定が必要である場合について、ホワイトノイズを出力している座席の隣ではスレッシュホルド以上、それ以外ではスレッシュホルド以下になる場合の例について説明する。
まず優先順位の高い1A席が同定を開始し、ホワイトノイズを出力する(図11の丸印)。次に優先順位が高い3A席が同定を始める。1A席と3A席の同定を開始するまでの時間差が同定の時間と比較して十分短い時には図12の丸印の座席が同時刻に同定をしている状態である。同様にすると図13の丸印がほぼ同時刻に同定をする。図14以下では既に同定が完了した座席を菱型印で示している。図14の丸印は次に同時に同定をする座席を示しており、以下、図15の丸印、図16の丸印の順に同時に同定を行い、全ての座席の同定が終了する(図17)。
まず優先順位の高い1A席が同定を開始し、ホワイトノイズを出力する(図11の丸印)。次に優先順位が高い3A席が同定を始める。1A席と3A席の同定を開始するまでの時間差が同定の時間と比較して十分短い時には図12の丸印の座席が同時刻に同定をしている状態である。同様にすると図13の丸印がほぼ同時刻に同定をする。図14以下では既に同定が完了した座席を菱型印で示している。図14の丸印は次に同時に同定をする座席を示しており、以下、図15の丸印、図16の丸印の順に同時に同定を行い、全ての座席の同定が終了する(図17)。
例えば、同定に要する時間が5分で同時刻に同定する座席間の時間差が10秒とすると、ステップS019とステップS021の待ち時間は優先順位が一番の開始時刻から最短5分10秒に設定すればよい。
本実施の形態によると、同定開始時にのみスレッシュホルド以下か以上かを判定するため、同定を開始して以降の他の座席からのホワイトノイズの影響を考慮していないが、通常、制御スピーカと誤差マイクの関係は各座席で一定のため、例えば1A席のホワイトノイズの影響がスレッシュホルド以下の3A席がホワイトノイズを出力した場合、3A席のホワイトノイズが1A席のスレッシュホルド以上にはならず影響は少ない。
本実施の形態によると、同定開始時にのみスレッシュホルド以下か以上かを判定するため、同定を開始して以降の他の座席からのホワイトノイズの影響を考慮していないが、通常、制御スピーカと誤差マイクの関係は各座席で一定のため、例えば1A席のホワイトノイズの影響がスレッシュホルド以下の3A席がホワイトノイズを出力した場合、3A席のホワイトノイズが1A席のスレッシュホルド以上にはならず影響は少ない。
しかしながら、例えば自座席の同定のホワイトノイズが誤差マイクに入るレベルに比べて他の座席のホワイトノイズが誤差マイクに入るスレッシュホルドを20dB以上確保したい場合には、スレッシュホルドの設定値を23dB等と余裕を持たせる設計にしてもよい。
また制御スピーカと誤差マイクの関係が各座席で大きく違う場合には同定を開始してから他の座席のホワイトノイズが影響する可能性がある。その場合には同定を開始してからも他の座席がホワイトノイズを開始する際に自座席でのスレッシュホルドを再測定して、自座席がスレッシュホルド以上になった場合は他の座席の同定を取りやめる構成にしてもよい。同定を取りやめる場合も次の同定が必要かどうかの判断(ステップS011)までステップS019やステップS021と同じ待ち時間を設定するとよい。
また制御スピーカと誤差マイクの関係が各座席で大きく違う場合には同定を開始してから他の座席のホワイトノイズが影響する可能性がある。その場合には同定を開始してからも他の座席がホワイトノイズを開始する際に自座席でのスレッシュホルドを再測定して、自座席がスレッシュホルド以上になった場合は他の座席の同定を取りやめる構成にしてもよい。同定を取りやめる場合も次の同定が必要かどうかの判断(ステップS011)までステップS019やステップS021と同じ待ち時間を設定するとよい。
このように、複数の騒音低減装置が設置される環境下において、他の騒音低減装置が同定動作時に発生するホワイトノイズが誤差マイクに入力され、伝達関数補正部のFIRフィルタの精度が悪くなることを防ぎつつ、他の騒音低減装置の同定動作によるホワイトノイズがスレッシュホルド以下の騒音低減装置については同時に同定動作を行うことができ、同定動作の時間短縮を図ることができる。
なお、ここでは同定に用いる同定音をホワイトノイズの例について説明したが、ホワイトノイズに限るわけではなく、例えばピンクノイズ等でも構わない。また周波数帯域を制限した同定音を時間的にずらして発生させ同定をしてもよく、この場合は自席で出力する同定音の周波数帯域と同じ周波数帯域の音のみを判断してスレッシュホルドとすることができる。
また、図4のように伝達関数の範囲360に対して同定を行う例について説明したが、図18の伝達関数の範囲370に対して、つまり誤差マイクの代わりに騒音マイクの同定を行う場合でも同様である。制御スピーカと騒音マイクの伝達関数をあらかじめ求めておけば、適応動作時に騒音マイクではNS1a〜NS1c、NS2a〜NS1cなどの機内騒音と制御スピーカが発生する制御音を集音することになるが、精度良く機内騒音のみを分離してA/D変換器331へ渡すことができ、制御音が騒音マイクに入ることによる騒音低減の悪影響を取り除くことができる。なお伝達関数の範囲360と範囲370を同時に同定してもよい。
また、上記実施の形態では、制御スピーカと誤差マイクとの間の伝達関数を同定する際に、誤差マイクで周囲の騒音レベルを検出してスレッシュホルドと比較するとしたが、騒音マイクで周囲の騒音レベルを検出することも可能である。逆に、制御スピーカと騒音マイクとの間の伝達関数を同定する際に、誤差マイクで周囲の騒音レベルを検出してスレッシュホルドと比較してもよい。また、周囲の騒音レベルを検出するための専用マイクを設置してもよい。
また、上記実施の形態では、周囲の騒音レベルを検出してスレッシュホルドと比較するのは同定を開始する時としたが、同定中も行うようにしてもよい。
(実施の形態3)
図19は、本開示の実施の形態における騒音低減装置の同定動作を行う基本構成を示すブロック図である。システム管理装置501は、各騒音低減装置に対して同定動作を行う際に、まず各座席のシートで騒音低減が効果的に作用するシート実使用状態にするよう、シート駆動器581へ通知する。例えば睡眠時にシートリクライニングを水平にしたフルフラットのベッドモードが騒音低減の実使用状態である場合、シート駆動器581はシートをベッドモードにするよう駆動させる。各座席で同定動作を開始する際に、同定制御部538は、シート検知器582にてシートが騒音低減の実使用状態であることを検知してから、同定動作を開始する。シート検知器582は、シートがリクライニングしていきベッドモード位置にあることをセンサで検知しても良いし、シートが駆動する音が止まったことを検知しても良いし、またシート駆動器にシート位置を問い合わせても良い。同定動作については実施の形態1及び実施の形態2と同様である。すなわち、同定制御部538は、同定動作時には、騒音制御器530内で、図4の同定制御部338と同じ機能を持つことで構成できる。また同定音発生手段としてのホワイトノイズ発生器337は、図4と同じコンポーネントで構成できる。適応デジタルフィルタ332、フィルタ係数算出部333、D/A変換器334、A/D変換器335、制御音発生器(制御スピーカ)340、誤差検出器(誤差マイク)350は図3と同じコンポーネントで構成できる。同定動作では範囲360の伝達関数を求めるため、範囲360内のコンポーネントは特に図3と同一のものであることが望ましい。
(実施の形態3)
図19は、本開示の実施の形態における騒音低減装置の同定動作を行う基本構成を示すブロック図である。システム管理装置501は、各騒音低減装置に対して同定動作を行う際に、まず各座席のシートで騒音低減が効果的に作用するシート実使用状態にするよう、シート駆動器581へ通知する。例えば睡眠時にシートリクライニングを水平にしたフルフラットのベッドモードが騒音低減の実使用状態である場合、シート駆動器581はシートをベッドモードにするよう駆動させる。各座席で同定動作を開始する際に、同定制御部538は、シート検知器582にてシートが騒音低減の実使用状態であることを検知してから、同定動作を開始する。シート検知器582は、シートがリクライニングしていきベッドモード位置にあることをセンサで検知しても良いし、シートが駆動する音が止まったことを検知しても良いし、またシート駆動器にシート位置を問い合わせても良い。同定動作については実施の形態1及び実施の形態2と同様である。すなわち、同定制御部538は、同定動作時には、騒音制御器530内で、図4の同定制御部338と同じ機能を持つことで構成できる。また同定音発生手段としてのホワイトノイズ発生器337は、図4と同じコンポーネントで構成できる。適応デジタルフィルタ332、フィルタ係数算出部333、D/A変換器334、A/D変換器335、制御音発生器(制御スピーカ)340、誤差検出器(誤差マイク)350は図3と同じコンポーネントで構成できる。同定動作では範囲360の伝達関数を求めるため、範囲360内のコンポーネントは特に図3と同一のものであることが望ましい。
同定動作時の騒音制御器530は、同定音としてホワイトノイズ発生器337の出力をD/A変換器334を通して出力する。ここで、誤差マイク350からの入力をA/D変換した信号と適応デジタルフィルタ332の出力との差分を差分器3310で求め、この差分を同定差分信号と呼び、同定差分信号とホワイトノイズ発生器337の出力をフィルタ係数算出部333に入力する。フィルタ係数算出部333では同定差分信号が最小となるようにフィルタ係数算出部333でフィルタ係数を算出し、適応デジタルフィルタ332の係数を変更する。この動作により、騒音低減の実使用状態における、伝達関数の範囲360の伝達関数を表現するFIRフィルタを算出できる。
図20は、本開示の実施の形態における騒音低減システムが同定動作を行う場合の、装置の構成の一例を示す。CT(Crew Terminal)591は、モニタと、タッチパネルやマイク等の入力操作機能と、CPU等の処理装置を備える。CT591は、キャビンアテンダントや整備サービスエンジニアがCT591を使用して機内放送や機内システム操作等を実施する。CT591は、システム管理装置501の操作者へのユーザーインタフェースであり、またシステム管理装置501の機能の全部または一部を担う。NC(Network Controller)592は、CPU処理装置とEthernet Switchとデータ格納装置等を備える。NC592は、機内の座席間や装置間の通信ネットワークを提供し制御する。NC592はシステム管理装置501の機能の一部を担っても良い。SEB(Seat Electronics Box)593は、CPU等の処理装置と各種入出力装置とデータ格納装置等を備える。SEB593は、各座席もしくは近接する複数座席の単位ごとに1台ずつ配置され、各座席もしくは複数座席単位で装着されるシートモニタ等の装置を制御管理する。SEB593は、装置間の通信データを制御したり通信プロトコルを変換する。SEB593は、システム管理装置501の機能の一部を担っても良い。SPM(Seat Power Module)594は、電源装置を備え、各装置へ電力を供給する。1台のSEB593に対して1台のSPM594が配置される。SPM594は通信を媒介することもできる。ECU(Electronic Control Unit)595は、CPU等の処理装置と各種入出力装置を備える。1台のSEB593に対して1台のECU595が配置される。ECU595は、シートのリクライニングやフットレストを上下させたり、シート照明を点灯調光させたり、シートの各種機能を制御管理する。ECU595は、シート状態をベッドモードや、背もたれを起こしたアップライトモード等に駆動することを制御し、シート駆動器581の機能を担う。シートアクチュエータ596は、各シートに配置され、ECU595の制御の通りにシートを駆動させる。ANC(Active Noise Control)コントローラ597は、騒音制御器530の機能を担う。1台のSEB593に対して1台のANCコントローラ597が配置される。スピーカ598は、制御スピーカ340の機能を担う。マイク599は、騒音マイク320及び誤差マイク350の機能を担う。
図21は本開示の実施の形態における騒音低減装置の動作例を説明するフローチャートである。以下、それぞれのステップについて説明する。
騒音低減装置の電源をONするとステップS101からステップS102の初期化処理に移行する。ステップS102では、装置内デバイスへの電源供給や初期設定、動作プログラムのロードやアップデート、管理装置への起動完了通知等を実施する。ステップS103では、適応モードか同定モードかを選択する。
騒音低減装置の電源をONするとステップS101からステップS102の初期化処理に移行する。ステップS102では、装置内デバイスへの電源供給や初期設定、動作プログラムのロードやアップデート、管理装置への起動完了通知等を実施する。ステップS103では、適応モードか同定モードかを選択する。
ステップS103にて適応モードを選択した場合には、ステップS108にて適応フィルタを実行するとともに、動作モードの変化をステップS109にて監視し、動作モードが変化しない間は適応フィルタの実行を繰り返す。動作モードが同定モードに変化した際にはステップS103に戻る。
システム管理装置501から同定動作の開始を通知されている場合は、同定モードを選択する。同定モードを選択した場合にはステップS104にて、シート検知器582は、シートが実使用状態であるか検知する。騒音低減が効果的に作用する空間領域は、スピーカ598で囲まれた開空間で、かつ、制御音を遮蔽する機材の少ない空間を必要とする。一方、飛行機内の座席シートには、乗客が快適に過ごせるようシートの形状や表皮・壁素材がデザインされ、また多様な機能性と軽量化及び耐久性を求められるため、各種機器が効率よく高密度に取付けられている。故に騒音低減装置のスピーカ598やマイク599をシート内に装着するに際し、シート内は必ずしも騒音低減の効果を最大限発揮できる空間とはならない。よって例えば、乗客がシート上に寝そべった時に騒音低減を効果的に作用させるべく、シートがフルフラットのベッドモードの位置で、スピーカ598とマイク599が遮る機材が少なく騒音低減の空間を最大限形成するように座席内に配置することが考えられる。この場合、シートの騒音低減の実使用状態は、ベッドモードであると規定すれば良い。また別の実使用状態の例として、座席シートにおける開閉式の仕切りやドアを全て閉じた状態としたり、騒音低減を作用させる乗客の頭部周辺を一部覆う半球状の開空間とする状態としたりしても良い。
システム管理装置501から同定動作の開始を通知されている場合は、同定モードを選択する。同定モードを選択した場合にはステップS104にて、シート検知器582は、シートが実使用状態であるか検知する。騒音低減が効果的に作用する空間領域は、スピーカ598で囲まれた開空間で、かつ、制御音を遮蔽する機材の少ない空間を必要とする。一方、飛行機内の座席シートには、乗客が快適に過ごせるようシートの形状や表皮・壁素材がデザインされ、また多様な機能性と軽量化及び耐久性を求められるため、各種機器が効率よく高密度に取付けられている。故に騒音低減装置のスピーカ598やマイク599をシート内に装着するに際し、シート内は必ずしも騒音低減の効果を最大限発揮できる空間とはならない。よって例えば、乗客がシート上に寝そべった時に騒音低減を効果的に作用させるべく、シートがフルフラットのベッドモードの位置で、スピーカ598とマイク599が遮る機材が少なく騒音低減の空間を最大限形成するように座席内に配置することが考えられる。この場合、シートの騒音低減の実使用状態は、ベッドモードであると規定すれば良い。また別の実使用状態の例として、座席シートにおける開閉式の仕切りやドアを全て閉じた状態としたり、騒音低減を作用させる乗客の頭部周辺を一部覆う半球状の開空間とする状態としたりしても良い。
シートを駆動させてベッドモードにしてから、騒音低減装置のステップS105の同定動作を開始させるにあたり、ステップS104では、シートが駆動し終わったことをシートの位置センサで検知する。もしくは、マイク599によりシートが駆動する音が外部騒音とならないレベル以下になったことを検知したのでも良い。このような構成により、シートの駆動音が外部騒音となる影響を受けることなく、同定動作が可能となる。シートが駆動する音は、当該座席からだけでなく、隣接する座席からも想定して良い。シートが実使用状態である場合、同定動作のステップS105へ進む。
ステップS104にて実使用状態で無い場合は、待ちの状態であるステップS106に入る。ステップS106の待ち時間は例えば、騒音低減装置が同定音を出力する時間に設定する。
ステップS105では、ホワイトノイズ等の同定音を発生させて同定動作を実行し、同定動作が終了するまでステップS105及びステップS107を繰り返す。スピーカ598より同定音を出力する時間は、同定動作にかかる時間より短くても良い。同定音を発する時間を例えば1秒とし、マイク599に入力された1秒の音を10秒間繰返し使って、同定動作を実施することにより、外部騒音となる隣接する騒音低減装置の同定音は、10秒から1秒に短縮される。これにより、同定動作中に他の騒音低減装置からの同定音の影響を受けることなく、多数の騒音低減装置含むシステムの同定動作を実施する時間を短縮できる。
ステップS105では、ホワイトノイズ等の同定音を発生させて同定動作を実行し、同定動作が終了するまでステップS105及びステップS107を繰り返す。スピーカ598より同定音を出力する時間は、同定動作にかかる時間より短くても良い。同定音を発する時間を例えば1秒とし、マイク599に入力された1秒の音を10秒間繰返し使って、同定動作を実施することにより、外部騒音となる隣接する騒音低減装置の同定音は、10秒から1秒に短縮される。これにより、同定動作中に他の騒音低減装置からの同定音の影響を受けることなく、多数の騒音低減装置含むシステムの同定動作を実施する時間を短縮できる。
図22は、本開示の実施の形態における騒音低減システムの動作例を説明するシーケンス図である。
CT591から、機内の座席の全部または一部へ騒音低減システムの同定動作を開始するよう通知する。より具体的には、CT591は、接続されているSEB593に対して同定動作開始の通知を行う。通知は、ANCコントローラ597を装着した座席に対応するSEB593にのみ行っても良い。また通知は、機内に各種装置を取り付けた際の初期設定処理として、具体的な指示内容の通知でなくても良い。
CT591から、機内の座席の全部または一部へ騒音低減システムの同定動作を開始するよう通知する。より具体的には、CT591は、接続されているSEB593に対して同定動作開始の通知を行う。通知は、ANCコントローラ597を装着した座席に対応するSEB593にのみ行っても良い。また通知は、機内に各種装置を取り付けた際の初期設定処理として、具体的な指示内容の通知でなくても良い。
各座席では、シートに装着された装置を管理するSEB593が、CT591からの同定動作開始の通知を受けて、ECU595とANCコントローラ597へ起動するコマンドを送る。ECU595とANCコントローラ597は、起動が完了すると起動完了をSEB593に通知する。各装置の起動後、次にSEB593は、ECU595へ、シートをベッドモードにするようコマンドを送る。ECU595はコマンドを受信すると、シートをベッドモードにするようシートアクチュエータ596を駆動する。このコマンドは、例えばRS485通信上の航空機向け規格で規定される、“Seat Functions”コマンドで“Bed Position”を指定する。ベッドモードへの移行が完了すると、ECU595は移行完了をSEB593に通知する。その後SEB593からANCコントローラ597へ、機体環境(時刻・場所等を含む)の情報を送り、同定動作の実施環境を知らせる。
しかる後に、SEB593からANCコントローラ597へ同定動作を実施するようコマンドを送る。このコマンドは、汎用のテストBITE(Built In Test Equipment)を開始するコマンドを用いても良いし、同定動作を明示的に指示するコマンド“同定動作開始”であっても良い。同定動作が完了すると、ANCコントローラ597は同定動作完了をSEB593に通知する。同定動作が終了した後、SEB593はCT591へ同定動作が完了したことを通知する。さらにSEB593はECU595へ、シートをアップライトモードに戻すように通知しておいても良い。シートのアップライトモードへの移行が完了すると、ECU595は移行完了をSEB593に通知する。
図23は、本開示の実施の形態における騒音低減システムの、別の動作例を説明するシーケンス図である。CT591は、同定動作により決定した音響伝達関数や適応フィルタの係数データ等を、ANCコントローラ597から収集する。CT591は、収集したデータを基に同定動作の初期値を生成し、他のANCコントローラ597に対して設定することができる。
CT591はデータ収集を実施する場合、機内の全て又は一部の座席に対応するSEB593に対して、データ収集開始を通知する。データ収集開始の通知によりSEB593は、ANCコントローラ597へ、データをアップロードするようコマンド“データアップロード指示”を送る。ANCコントローラ597は、音響伝達関数や適応フィルタの係数データをSEB593にアップロードする。SEB593は、これらのデータをCT591へアップロードする。アップロードするデータは、飛行機が実際の運用航行中に録音しておいた騒音データであっても良い。実際に運用された係数データや騒音データを抽出することで、機外のシステムで騒音低減を解析して性能効果を改善させたり、別機体の騒音低減システムへ尤もらしい係数初期値として適用して同定動作の収束を精度よく短時間で実行させたり、と有効にデータを活用することができる。
次にCT591は、全て又は一部のANCコントローラ597へ、シートをベッドモードへ移行するよう通知する。具体的にはCT591は、全て又は一部のSEB593へ、シートをベッドモードへ移行するコマンド“ベッドモード同報”を送る。コマンドを受信したSEB593は、ECU595へ、シートをベッドモードにするようコマンドを送り、ECU595はシートをベッドモードにするようシートアクチュエータ596を駆動する。ベッドモードへの移行が完了すると、ECU595は移行完了をSEB593に通知する。CT591は、シートをベッドモードへ移行するコマンド“ベッドモード同報”を、複数座席のグループ単位でタイミングを分散させて送っても良い。例えば、シートの音響伝達関数が類似するグループ単位として、ファーストクラスの座席グループを1単位と、ビジネスクラスの座席グループを客室間仕切りで分けた3単位の、合計4グループ単位に分け、各グループ単位で先頭列座席から後列座席に向けて、一定の時間間隔を空けて順番にベッドモードに移行するよう通知する。この方法により、シートを駆動する電力を分散させることができ、かつ、同定動作を先頭列座席から後列座席へと順番に効率よく実施することができる。
次にCT591は、システム同定動作開始する際に、まず音響伝達関数の係数データを係数初期値としてANCコントローラ597へ送付するコマンド“初期値送付”を送る。具体的には、CT591は全て又は一部のSEB593に対して係数データの初期値を送付する。音響伝達関数の係数データの初期値は、別の航空機に備えられた騒音低減システムにおいて実際に運用された係数データをCT591が事前に受信しておき、これを初期値として使用することができる。もしくは、座席内のシート機材や壁材と、スピーカ598とマイク599とが配置された音響空間とを模擬して、コンピュータ上でシミュレーションにより導出した係数データをCT591が事前に受信しておき、これを初期値として使用することもできる。また同定動作で導出する音響伝達関数の係数データだけでなく、適応動作で用いる適応フィルタの係数データの初期値を送付しても良い。より尤もらしい係数データの初期値を用いて、周囲騒音に対して騒音低減を実施する適応動作においても、より尤もらしい適応フィルタを適用することができ、騒音低減効果をより発揮できるようになる。SEB593は、受信した係数データの初期値をANCコントローラ597に送付する。
またCT591とANCコントローラ597の間で送付される係数データの初期値は、データ圧縮して送付しても良い。例えば、前後に配置された座席では大抵類似する係数データの値になるため、近傍する複数の座席に対して基底となる音響伝達関数の係数データから、当該座席の音響伝達関数の係数データの差分データを導出しておくと、圧縮効率を高くすることができる。複数のANCコントローラ597から、個々の座席毎にデータを送信するよりも、基底の係数値を共有しておいてから、個別の座席に差分データのみを送信する方が、送信するデータを削減つまりデータ圧縮することができ、CT591で収集するデータを圧縮して、データ格納容量を削減できるため、データ収集の工数や機器費用も低減できる。
CT591は係数データの初期値の送付の後、全て又は一部のSEB593に同定動作を実施するコマンドを送る。コマンドを受信したSEB593は、ANCコントローラ597へ同定動作を実施するコマンドを送る。同定動作が完了すると、ANCコントローラ597は同定動作完了をSEB593に通知する。同定動作が終了した後、SEB593はCT591へ同定動作が完了したことを通知する。
図24は、図22及び図23に示すシーケンスにおいて通信する各コマンドの構造の例を示す図である。“ベッドモード同報”は、CT591から複数のSEB593へ、シートをベッドモードに駆動する際に送るコマンドである。“初期値送付”は、CT591またはSEB593から、ANCコントローラ597へ係数初期値を送付する際に送るコマンドである。“同定動作開始”は、SEB593からANCコントローラ597へ、同定動作を開始するよう通知する際に送るコマンドである。“同定動作完了”は、同定動作が完了したことをANCコントローラ597からSEB593へ通知する際に送るコマンドである。“データアップロード指示”は、SEB593からANCコントローラ597へ、データをアップロードするよう通知する際に送るコマンドである。“データアップロード”は、ANCコントローラ597からSEB593へ、またはSEB593からCT591へ、データをアップロードする際に送るコマンドである。この例では通信プロトコルRS485でのコマンドを記しているが、Ethernetの通信プロトコルIPや、USB通信に置き換えたコマンドを用いて、装置間で通信してもよい。標準の通信方法を用いることにより、機内の多種機器間で接続させることができるため、騒音低減装置を安価でより多くの機種に展開して適用できる。
本開示の騒音低減装置および騒音低減システムは、高品質の騒音低減装置を提供することができる。したがって、航空機や列車、車など複雑な騒音環境の中で高度の快適性が求められる利用空間内で使用する騒音低減装置として適用可能である。
100 航空機
100a,A,B,C 客室
101a,101b 翼
102a,102b エンジン
104,501 システム管理装置
105,402 座席(制御空間)
300 騒音低減装置
301,401 利用者
401a 頭部(制御中心)
301b,401b 耳
310,410,NS1a,NS1b,NS1c,NS2a,NS2b,NS2c,NS2d,NS2e 騒音源
320 騒音マイク
330,430,530 騒音制御器
331,335 A/D変換器
332 適応デジタルフィルタ
333 フィルタ係数算出部
334 D/A変換器
336 伝達関数補正部
337 ホワイトノイズ発生器
338,538 同定制御部
339,339a,339b,339c,339d スイッチ
3310 差分器
340 制御スピーカ
350,450a,450b 誤差マイク
360,370 範囲
402a シェル部
402aa 棚部
402b 座席部
402ba 腰掛け部
402bc ヘッドレスト
402bd,402be 肘掛け部
420a,420b,420c,420d,420e,420f,420g 騒音マイク
440a,440b 制御スピーカ
581 シート駆動器
582 シート検知器
591 CT(Crew Terminal)
592 NC(Network Controller)
593 SEB(Seat Electronics Box)
594 SPM(Seat Power Module)
595 ECU(Electronic Control Unit)
596 シートアクチュエータ
597 ANCコントローラ
598 スピーカ
599 マイク
100a,A,B,C 客室
101a,101b 翼
102a,102b エンジン
104,501 システム管理装置
105,402 座席(制御空間)
300 騒音低減装置
301,401 利用者
401a 頭部(制御中心)
301b,401b 耳
310,410,NS1a,NS1b,NS1c,NS2a,NS2b,NS2c,NS2d,NS2e 騒音源
320 騒音マイク
330,430,530 騒音制御器
331,335 A/D変換器
332 適応デジタルフィルタ
333 フィルタ係数算出部
334 D/A変換器
336 伝達関数補正部
337 ホワイトノイズ発生器
338,538 同定制御部
339,339a,339b,339c,339d スイッチ
3310 差分器
340 制御スピーカ
350,450a,450b 誤差マイク
360,370 範囲
402a シェル部
402aa 棚部
402b 座席部
402ba 腰掛け部
402bc ヘッドレスト
402bd,402be 肘掛け部
420a,420b,420c,420d,420e,420f,420g 騒音マイク
440a,440b 制御スピーカ
581 シート駆動器
582 シート検知器
591 CT(Crew Terminal)
592 NC(Network Controller)
593 SEB(Seat Electronics Box)
594 SPM(Seat Power Module)
595 ECU(Electronic Control Unit)
596 シートアクチュエータ
597 ANCコントローラ
598 スピーカ
599 マイク
Claims (8)
- 騒音を検知する騒音検知手段と、
前記騒音検知手段により検知された騒音を制御空間の制御中心において低減するための制御音信号を生成させる騒音制御手段と、
前記騒音制御手段からの制御音信号に基づいて制御音を出力する制御音出力手段と、
前記制御中心において前記騒音と前記制御音出力手段から出力される制御音とを重畳して誤差音を検知する誤差音検知手段と、を備えた騒音低減装置であって、
前記騒音制御手段は、同定音発生手段と同定制御手段とを有し、
前記制御音出力手段から同定音を出力し、前記同定音を前記誤差音検知手段または前記騒音検知手段で検知することにより、前記制御音出力手段から前記誤差音検知手段または前記騒音検知手段までの経路を含む音響伝達関数を同定する際に、
前記同定制御手段は、前記誤差音検知手段または前記騒音検知手段により検知された周囲の騒音レベルが所定のスレッシュホルド以下の場合に、前記同定音発生手段から前記同定音を発生させて前記音響伝達関数を同定することを特徴とする騒音低減装置。 - 前記同定制御手段は、前記誤差音検知手段または前記騒音検知手段により検知された周囲の騒音レベルが所定のスレッシュホルド以上の場合に、所定の時間待機した後に、周囲の騒音レベルが所定のスレッシュホルド以下か否かの判定を行うことを特徴とする請求項1に記載の騒音低減装置。
- 前記所定の時間は前記同定に必要な時間であることを特徴とする請求項2に記載の騒音低減装置。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の複数の騒音低減装置と、前記複数の騒音低減装置が前記音響伝達関数の同定を実行したか否かを管理するサーバとを備えた、騒音低減システムであって、
前記騒音低減システムに含まれる複数の騒音低減装置を予め設定した優先順位に従って、同定に要する時間より十分短い時間間隔で順次同定を開始するに際し、次に同定を開始する騒音低減装置では、前記誤差音検知手段または前記騒音検知手段により検知された周囲の騒音レベルが所定のスレッシュホルド以下の場合に、同定を開始するとともに、前記サーバに同定を実行したことを登録し、
前記誤差音検知手段または前記騒音検知手段により検知された周囲の騒音レベルが所定のスレッシュホルド以上の場合には、所定の時間待機した後に、前記優先順位に従って同定を開始することを特徴とする騒音低減システム。 - 前記所定の時間は前記同定に必要な時間であることを特徴とする請求項4に記載の騒音低減システム。
- 前記騒音低減装置が航空機の各座席に搭載されていることを特徴とする請求項4または請求項5に記載の騒音低減システム。
- 騒音を検知する騒音検知手段と、
前記騒音検知手段により検知された騒音を制御空間の制御中心において低減するための制御音信号を生成させる騒音制御手段と、
前記騒音制御手段からの制御音信号に基づいて制御音を出力する制御音出力手段と、
前記制御中心において前記騒音と前記制御音出力手段から出力される制御音とを重畳して誤差音を検知する誤差音検知手段と、シートが騒音低減の実使用状態であることを検知するシート検知手段と、を備えた騒音低減装置であって、
システム管理装置は座席のシートを実使用状態へ駆動するよう通知し、
前記騒音制御手段は、同定音発生手段と同定制御手段とを有し、
前記制御音出力手段から同定音を出力し、前記同定音を前記誤差音検知手段または前記騒音検知手段で検知することにより、前記制御音出力手段から前記誤差音検知手段または前記騒音検知手段までの経路を含む音響伝達関数を同定する際に、
前記同定制御手段は、シート検知手段が騒音低減のシート実用状態を検知した場合に、前記同定音発生手段から前記同定音を発生させて前記音響伝達関数を同定することを特徴とする騒音低減装置。 - 請求項7に記載の複数の騒音低減装置と、前記複数の騒音低減装置が前記音響伝達関数の同定動作を実施することを管理するサーバと、を備えた騒音低減システムであって、
システム管理装置は騒音低減装置を有する座席へシートを駆動させて実使用状態にするように通知し、騒音低減システムに含まれる複数の騒音低減装置の同定を開始するとともに、システム管理装置に同定を実行したことを登録することを特徴とする騒音低減システム。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016135156A JP2019148613A (ja) | 2016-07-07 | 2016-07-07 | 騒音低減装置および騒音低減システム |
PCT/JP2017/024830 WO2018008724A1 (ja) | 2016-07-07 | 2017-07-06 | 騒音低減装置および騒音低減システム |
EP17824327.5A EP3483873A4 (en) | 2016-07-07 | 2017-07-06 | NOISE REDUCTION DEVICE AND NOISE REDUCTION SYSTEM |
US16/221,459 US10679600B2 (en) | 2016-07-07 | 2018-12-15 | Noise reduction device and noise reduction system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016135156A JP2019148613A (ja) | 2016-07-07 | 2016-07-07 | 騒音低減装置および騒音低減システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019148613A true JP2019148613A (ja) | 2019-09-05 |
Family
ID=60912134
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016135156A Pending JP2019148613A (ja) | 2016-07-07 | 2016-07-07 | 騒音低減装置および騒音低減システム |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10679600B2 (ja) |
EP (1) | EP3483873A4 (ja) |
JP (1) | JP2019148613A (ja) |
WO (1) | WO2018008724A1 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3670343A1 (en) * | 2018-12-19 | 2020-06-24 | Bombardier Inc. | Noise-reduction in aircraft |
TWI689897B (zh) * | 2019-04-02 | 2020-04-01 | 中原大學 | 可攜式智慧型噪音抑制及音訊播放裝置 |
CN110620600B (zh) * | 2019-09-11 | 2021-10-26 | 华为技术有限公司 | 车载收音机及控制方法 |
CN115179978B (zh) * | 2022-07-18 | 2023-05-16 | 内蒙古工业大学 | 一种基于立体声耳机的梭车避障预警*** |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01270489A (ja) | 1988-04-22 | 1989-10-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 空間音声消去装置 |
JP2557542B2 (ja) | 1990-03-09 | 1996-11-27 | 株式会社東芝 | 騒音の能動制御に用いられる伝達関数の測定方法 |
JP3384493B2 (ja) * | 1992-04-03 | 2003-03-10 | 富士重工業株式会社 | 車室内こもり音低減装置 |
JP4526613B2 (ja) * | 1999-03-11 | 2010-08-18 | パナソニック株式会社 | 能動型騒音低減装置 |
JP2008143336A (ja) * | 2006-12-08 | 2008-06-26 | Fujitsu Ten Ltd | 車両騒音制御装置および伝達特性同定方法 |
JPWO2009078146A1 (ja) * | 2007-12-14 | 2011-04-28 | パナソニック株式会社 | 騒音低減装置および騒音低減システム |
US9090332B2 (en) | 2007-12-14 | 2015-07-28 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Noise reduction device |
JP2011191470A (ja) * | 2010-03-15 | 2011-09-29 | Panasonic Corp | 騒音低減装置および騒音低減システム |
JP2013178471A (ja) | 2012-02-09 | 2013-09-09 | Panasonic Corp | 騒音低減装置 |
-
2016
- 2016-07-07 JP JP2016135156A patent/JP2019148613A/ja active Pending
-
2017
- 2017-07-06 EP EP17824327.5A patent/EP3483873A4/en active Pending
- 2017-07-06 WO PCT/JP2017/024830 patent/WO2018008724A1/ja unknown
-
2018
- 2018-12-15 US US16/221,459 patent/US10679600B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20190139534A1 (en) | 2019-05-09 |
US10679600B2 (en) | 2020-06-09 |
EP3483873A4 (en) | 2019-08-21 |
WO2018008724A1 (ja) | 2018-01-11 |
EP3483873A1 (en) | 2019-05-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2018008724A1 (ja) | 騒音低減装置および騒音低減システム | |
US8526627B2 (en) | Noise reduction device | |
JP5327049B2 (ja) | 騒音低減装置 | |
JP2011191470A (ja) | 騒音低減装置および騒音低減システム | |
US9183825B2 (en) | Noise reduction apparatus | |
US10687159B2 (en) | Noise reduction device, noise reduction system, and fault detection method for noise reduction device | |
CA2995525A1 (en) | Active noise control using variable step-size adaptation | |
US20100014683A1 (en) | Noise reduction device | |
JPWO2009078146A1 (ja) | 騒音低減装置および騒音低減システム | |
US20200098347A1 (en) | Noise reduction device, noise reduction system, and sound field controlling method | |
EP3379529A1 (en) | Active noise control system in an aircraft and method to reduce the noise in the aircraft | |
WO2009084186A1 (ja) | 騒音制御装置 | |
JP2009143392A (ja) | 騒音低減装置 | |
US20220262385A1 (en) | Voice control device and voice control system | |
US10418021B2 (en) | Noise reduction device, noise reduction system, and noise reduction control method | |
JP2018044971A (ja) | 騒音低減装置 | |
EP3528241B1 (en) | Noise reduction device, noise reduction system, and noise reduction control method | |
JP2010083267A (ja) | 騒音低減装置 | |
JP2011123389A (ja) | 騒音低減装置 | |
CN111128113A (zh) | 一种民航客机座舱主动降噪方法及*** | |
JP2009298253A (ja) | 騒音低減システムおよび騒音低減装置 | |
JPH07160273A (ja) | ヘリコプターのアクティブノイズコントロール装置 | |
EP2202721B1 (en) | Noise control device | |
JP2013174874A (ja) | 騒音低減装置 | |
EP4234405A1 (en) | Audio device |