JP5435716B2 - 音源方向検出装置及び音源方向検出方法 - Google Patents
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Description
前記音響センサは、
前記音波が入射する入口部と、前記入口部から入射した前記音波が出射する出口部とが所定の開口間距離を空けて形成され、かつ前記入口部及び前記出口部間の前記音波が通過する経路が前記開口間距離よりも長い音響管を有し、該音響管を通過した音波を検知手段に受波させるとともに、該音響管を介さずに外部から到達する音波を前記検知手段に受波させ、前記音源から出力される複数の異なる周波数の音波の各強度を、前記検知手段に検知させる
ことを特徴とするものである。
前記検知ステップに用いる前記音響センサは、
前記音波が入射する入口部と、前記入口部から入射した前記音波が出射する出口部とが所定の開口間距離を空けて形成され、かつ前記入口部及び前記出口部間の前記音波が通過する経路が前記開口間距離よりも長い音響管を有し、該音響管を通過した音波を検知手段に受波させるとともに、該音響管を介さずに外部から到達する音波を前記検知手段に受波させ、前記音源から出力される複数の異なる周波数の音波の各強度を、前記検知手段に検知させる
ことを特徴とするものである。
図1において、1は本発明による音源方向検出装置を示し、この音源方向検出装置1は、音響センサ2と、音源方向判断部3とから構成されており、当該音響センサ2に設けられた音圧検知部4に音源方向判断部3が電気的に接続されている。
次に、このような音響管形成部7に音圧検知部4が設けられた音響センサ2の指向性について説明する。ここでは、図5に示したように、音響管10の入口部8の中心から音圧検知部4の中心までの距離(以下、これを開口間距離と呼ぶ)をL1とし、音響管10の長さ(以下、これを音響管長さと呼ぶ)をL2とする。また、図7に示すように、音響管形成部7における開口形成面7aの中心Oを原点として通り、かつ音響管10の経路方向と直交する方向に延びる軸を基準軸xとし、当該開口形成面7aと同一平面上においてこの基準軸xから音源5までの角度を音源方向角度θと定義する。さらに、指向性については、図8に示すように、極座標表示で表し、開口形成面7aの中心Oからの距離lによって、音源方向角度θでの感度を表す。
次に、上述したように周波数fに依存した指向性を有する音響センサ2を用いて、音源方向を検出する音源方向検出処理について説明する。
この場合、音源方向検出装置1では、音源方向検出処理を実行する前提として、先ず始めに、図10に示すような第1の近似出力比曲線C1と第2の近似出力比曲線C2からなる参照情報T100を作製する必要がある。そこで、この参照情報T100を作製する参照情報作製処理について以下説明する。図8に示すように、音響センサ2では、音源方向角度θが90[deg]を境として指向性パターン20が左右対称の構造となることから、−90<θ<90[deg]の範囲内で参照情報T100を作製する。
次に、このようにして作製した参照情報T100を用いて、実際に音源5の方向を検出する音源方向検出処理について以下説明する。ここで、検出対象たる音源5が音響センサ2に対してどの方向に存在しているかを検出する際には、参照情報T100を作製した際に用いた第1の周波数の音波と、第2の周波数の音波と、第3の周波数の音波がそれぞれ当該音源5から出力され得るようになされている。
以上の構成において、音源方向検出装置1では、音源5から出力される音波の周波数によって指向性が変化する音響センサ2が設けられており、例えば第1の周波数の音波と第2の周波数の音波と第3の周波数の音波を出力する音源5を、音響センサ2を中心に所定角度△θ毎ずつ移動させ、第1の周波数と第2の周波数と第3の周波数のときにおける各所定角度△θでの出力電圧を音圧検知部4でそれぞれ測定する。
なお、本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施の形態においては、音波が入射する入口部と、当該入口部から入射した音波が出射する出口部とを備えた音響管として、入口部8及び出口部9が外部と連通した音響管10を適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、音波が入射する入口部8と、当該入口部8から入射した音波が出射する出口部9との間に、固体や、液体、空気と異なる性質を持つ気体(ヘリウムガス等)を設け、これら物質によって音響管10における音波の伝播状態を変え、上述した音源方向検出装置1と同様の効果を奏するようにしてもよい。なお、入口部8及び出口部9間に気体又は液体を充填する場合には、当該入口部8及び出口部9に蓋部材を設け、音響管10内に気体又は液体を密封するようにすればよい。また、この場合、音響管10における音波の伝播状態を変えることができれば、入口部8及び出口部9間の全部又は一部に、上述した物質を設けるようにしてもよい。
2 音響センサ
3a 算出部(算出手段)
3b 読出部(読出手段)
3d 記憶部(記憶手段)
4 音圧検知部(検知手段)
7 音響管形成部(指向性可変手段)
8 入口部
9 出口部
10 音響管
Claims (13)
- 音源の方向を検出する音源方向検出装置において、
前記音源から出力される複数の異なる周波数の音波を受波し、各前記周波数毎に前記音波の強度を検知する音響センサと、
前記音響センサで検知された各前記周波数毎の検知結果の出力比と、前記音源の方向との関係を表した参照情報を予め記憶した記憶手段と、
各前記周波数毎に音波の強度を前記音響センサで検知すると、各前記周波数毎の検知結果を基に前記出力比を算出する算出手段と、
前記記憶手段に記憶された前記参照情報を参照し、前記算出手段で算出された前記出力比と対応した方向を、前記音源の方向を示す推定角度として読み出す読出手段と
を備え、
前記音響センサは、
前記音波が入射する入口部と、前記入口部から入射した前記音波が出射する出口部とが所定の開口間距離を空けて形成され、かつ前記入口部及び前記出口部間の前記音波が通過する経路が前記開口間距離よりも長い音響管を有し、該音響管を通過した音波を検知手段に受波させるとともに、該音響管を介さずに外部から到達する音波を前記検知手段に受波させ、前記音源から出力される複数の異なる周波数の音波の各強度を、前記検知手段に検知させる
ことを特徴とする音源方向検出装置。 - 前記検知手段は前記出口部に設けられている
ことを特徴とする請求項1記載の音源方向検出装置。 - 前記音響管には、前記音波が入射する入口部と、前記入口部から入射した前記音波が出射する出口部との間に前記音波の伝播状態を変える物質が設けられている
ことを特徴とする請求項1又は2記載の音源方向検出装置。 - 前記音響管には、前記音波が入射する入口部と、前記入口部から入射した前記音波が出射する出口部との間における前記音波の伝播状態を変えるための音響管状態変更手段が設けられている
ことを特徴とする請求項1又は2記載の音源方向検出装置。 - 前記音響センサは、前記音源から出力される音波の周波数に応じて、単一指向性パターンと、感度のピークが異なる方向に配置された2つの双指向性パターンとを少なくとも形成する
ことを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか1項記載の音源方向検出装置。 - 前記記憶手段は、
前記複数の周波数の音波のうち2つの周波数の音波を基に前記音響センサで検知された各検知結果の比を示す第1の出力比が、前記音源の方向に対応付けられた第1の出力比曲線と、
前記第1の出力比で用いた前記周波数の音波の対と異なる組み合わせの2つの周波数の音波を基に前記音響センサで検知された各検知結果の比を示す第2の出力比が、前記音源の方向に対応付けられた第2の出力比曲線とを、前記参照情報として記憶しており、
前記算出手段は、
前記音源の方向を検出する際、該音源から出力される複数の周波数の音波から前記第1の出力比と前記第2の出力比とを算出し、
前記読出手段は、
前記算出手段で算出した前記第1の出力比に対応した第1の推定角度を前記第1の出力比曲線から読み出し、前記算出手段で算出した前記第2の出力比に対応し、かつ前記第1の推定角度と一致した第2の推定角度を前記第2の出力比曲線から読み出す
ことを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれか1項記載の音源方向検出装置。 - 前記音響センサは、
前記複数の周波数を合成した音波を各前記周波数毎に成分分離し、各前記周波数毎に前記音波の強度を検知する
ことを特徴とする請求項1乃至6のうちいずれか1項記載の音源方向検出装置。 - 音源の方向を検出する音源方向検出方法において、
音響センサによって、前記音源から出力される複数の異なる周波数の音波を受波し、各前記周波数毎に前記音波の強度を検知する検知ステップと、
各前記周波数毎に音波の強度を前記音響センサで検知すると、算出手段によって、各前記周波数毎の検知結果を基に該検知結果の出力比を算出する算出ステップと、
読出手段によって、前記音響センサで検知された各前記周波数毎の検知結果の出力比と、前記音源の方向との関係を表した参照情報が予め記憶された記憶手段から前記参照情報を読み出し、前記算出ステップで算出された前記出力比と対応する方向を、前記参照情報を基に、前記音源の方向を示す推定角度として読み出す読出ステップとを備え、
前記検知ステップに用いる前記音響センサは、
前記音波が入射する入口部と、前記入口部から入射した前記音波が出射する出口部とが所定の開口間距離を空けて形成され、かつ前記入口部及び前記出口部間の前記音波が通過する経路が前記開口間距離よりも長い音響管を有し、該音響管を通過した音波を検知手段に受波させるとともに、該音響管を介さずに外部から到達する音波を前記検知手段に受波させ、前記音源から出力される複数の異なる周波数の音波の各強度を、前記検知手段に検知させる
ことを特徴とする音源方向検出方法。 - 前記検知ステップでは、
前記音波が入射する入口部と、前記入口部から入射した前記音波が出射する出口部との間に物質が設けられている前記音響管を前記音波が通過し、前記物質によって該音波の伝播状態が変わる
ことを特徴とする請求項8記載の音源方向検出方法。 - 前記検知ステップでは、
前記音波が入射する入口部と、前記入口部から入射した前記音波が出射する出口部とを備える前記音響管を前記音波が通過し、音響管状態変更手段によって、前記音響管を通過する前記音波の伝播状態が変わる
ことを特徴とする請求項8記載の音源方向検出方法。 - 前記検知ステップに用いる音響センサは、前記音源から出力される音波の周波数に応じて、単一指向性パターンと、感度のピークが異なる方向に配置された2つの双指向性パターンとを少なくとも形成する
ことを特徴とする請求項8乃至10のうちいずれか1項記載の音源方向検出方法。 - 前記複数の周波数の音波のうち2つの周波数の音波を基に前記音響センサで検知された各検知結果の比を示す第1の出力比が、前記音源の方向に対応付けられた第1の出力比曲線と、
前記第1の出力比で用いた前記周波数の音波の対と異なる組み合わせの2つの周波数の音波を基に前記音響センサで検知された各検知結果の比を示す第2の出力比が、前記音源の方向に対応付けられた第2の出力比曲線とを、参照情報として前記記憶手段に記憶する記憶ステップを備え、
前記算出ステップは、
前記音源の方向を検出する際、該音源から出力される複数の周波数の音波から前記第1の出力比と前記第2の出力比とを算出し、
前記読出ステップは、
前記算出ステップで算出した前記第1の出力比に対応した第1の推定角度を前記第1の出力比曲線から読み出し、前記算出手段で算出した前記第2の出力比に対応し、かつ前記第1の推定角度と一致した第2の推定角度を前記第2の出力比曲線から読み出す
ことを特徴とする請求項8乃至11のうちいずれか1項記載の音源方向検出方法。 - 前記検知ステップは、
前記音響センサによって、前記複数の周波数を合成した音波を各前記周波数毎に成分分離し、各前記周波数毎に前記音波の強度を検知する
ことを特徴とする請求項8乃至12のうちいずれか1項記載の音源方向検出方法。
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