DE112013003958T5

DE112013003958T5 - Geräuschbeobachtungsvorrichtung und Geräuschbeobachtungsverfahren

Info

Publication number: DE112013003958T5
Application number: DE112013003958.3T
Authority: DE
Inventors: c/o RION CO. LTD. Shinohara Kenji; c/o RION CO. LTD. Sakoda Keishi
Original assignee: Rion Co Ltd
Current assignee: Rion Co Ltd
Priority date: 2012-08-09
Filing date: 2013-07-16
Publication date: 2015-04-23
Also published as: JP5150004B1; CN104583737A; CN104583737B; JP2014035287A; WO2014024382A1

Abstract

Die Geräuschbeobachtungsvorrichtung umfasst: eine Kreuzkorrelationskoeffizienten-Berechnungseinheit (112) zum Berechnen, unter Verwendung von vier Mikrofonen (M0 bis M3), wobei zwei dieser auf jeder der Achsenlinien der X-Achse, Y-Achse und Z-Achse angeordnet sind, eines Kreuzkorrelationskoeffizienten eines Geräuschs, das an jedem Mikrofon (M0 bis M3) ankommt, für jede Achsenlinie; eine Spitzensuchverarbeitungsvorrichtung (114) zum Extrahieren einer Mehrzahl von Zeitverzögerungen in einer Reihenfolge vom größten Kreuzkorrelationskoeffizienten ausgehend, wobei die Zeitverzögerungen einen Spitzentrend des Kreuzkorrelationskoeffizienten anzeigen; eine Segmentationsverarbeitungseinheit (116) zum Bilden eines Satzes aus aufeinander folgenden Zeitverzögerungen für jede Achsenlinie durch Sammeln einer Mehrzahl von Zeitverzögerungen, die in einer Zeitdomäne variieren; eine normalisierte Kreuzkorrelationskoeffzienten-Berechnungseinheit (122) zum Berechnen einer normalisierten Kreuzkorrelation unter den Sätzen aus aufeinander folgenden Zeitverzögerungen für jede Achsenlinie; und eine Segmentintegrationsverarbeitungsvorrichtung (124) zum Kombinieren der Sätze aus Zeitverzögerungen, die aus derselben Geräuschquelle resultieren, auf der Grundlage des normalisierten Kreuzkorrelationskoeffizienten.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Geräuschbeobachtungsvorrichtung und ein Geräuschbeobachtungsverfahren, die zur Verwendung in einer Umgebung geeignet sind, in welcher eine Mehrzahl von Geräuschquellen in einem zu beobachtenden Bereich vorhanden ist.
HINTERGRUND DER TECHNIK
Herkömmlicherweise ist z. B. ein Stand der Technik bekannt, der zur automatischen Identifizierung des Geräuschs eines Flugzeugs, das unter einer Flugroute eines Flugzeugs oder dergleichen beobachtet wird, wirksam ist (siehe z. B. JP-A-07-43203 : Patentliteratur 1). In diesem Stand der Technik wird ein Ankunftsrichtungsvektor (ein Elevationswinkel, ein Azimutwinkel) einer sich bewegenden Geräuschquelle auf der Grundlage eines Kreuzkorrelationskoeffizienten der Zeitverzögerungen des Geräuschs berechnet, das an vier Mikrofonen ankommt, die voneinander auf jeder axialen Linie X, Y bzw. Z beabstandet sind. Auf der Grundlage des erhaltenen Vektorsatzes wird die Ortskurve der sich bewegenden Geräuschquelle automatisch identifiziert.
Nach der Identifizierungsstechnik nach dem Stand der Technik kann selbst an einem Beobachtungspunkt, der von Geräuschen von an einem Flughafen startenden oder landenden Flugzeugen beeinflusst ist, der Bewegungsverlauf des Flugzeugs mit hoher Genauigkeit identifiziert werden, indem jeder Einfluss der Geräusche der Flugzeuge, die am Flughafen starten oder landen, unterschieden und genau erkannt wird.
Es war ausreichend, das Geräusch eines Flugzeugs, so etwa ein Geräusch vom Himmel, das Geräusch des Startens auf der Piste, das auf der Piste auftritt, und das umgekehrte Geräusch beim Landen, als ein zu beobachtendes Geräusch zu beobachten, das aufgrund des Flugs eines Flugzeugs oder dergleichen erzeugt wird. Gegenwärtig (in der Zukunft) ist es aber auch notwendig, um einen Flughafen herum ein Bodengeräusch eines Flugzeugs zu beobachten, das aufgrund des Betriebs des Flugzeugs und der Wartung des Rumpfwerks im Flughafen erzeugt wird. Das Bodengeräusch umfasst z. B. ein Geräusch, das durch den Betrieb eines Hilfstriebwerks (auxiliary power unit, APU) eines gelandeten Flugzeugs erzeugt wird, ein Geräusch, das aufgrund des Antriebs eines Flugzeugs, das sich zwischen einem Terminal und einer Piste bewegt (rollt), erzeugt wird, und ferner ein Geräusch, das erzeugt wird, wenn ein Flugzeug einen Testlauf seines Motors in einem Motortestlaufbereich im Flughafen oder dergleichen durchführt.
Darüber hinaus sind die um den Flughafen herum beobachteten Geräusche kompliziert. Dabei werden verschiedene Arten von Geräuschen von Automobilen, Sirenen und so weiter vermischt und kommen von dessen Umgebung am Beobachtungspunkt an. Aus diesem Grund ist es schwierig, nur das von einem Flugzeug erzeugte Bodengeräusch von anderen Geräuschen zu unterscheiden, die vom Boden erzeugt werden, und dieses mit hoher Genauigkeit zu detektieren.
Das Flugzeuggeräusch umfasst ferner ein sporadisches und vorübergehendes einzelnes Geräusch, das im Flughafen aufgrund des Betriebs des Flugzeugs beobachtet wird, und Geräusche des Motortestlaufs, des APU-Betriebs und dergleichen, die um den Flughafen herum aufgrund der Wartung oder dergleichen des Flugzeugs beobachtet werden. Diese Geräusche umfassen ein langfristiges Geräusch, das sich über eine lange Zeitspanne fortsetzt und das stationär ist, aber eine beträchtliche Pegelvariation begleitet. Das langfristige Geräusch erschwert die Identifizierung des Geräusches zusätzlich.
Der oben erwähnte Stand der Technik (Patentliteratur 1) offenbart eine Technik des Identifizierens der Geräuschquelle durch das Kreuzkorrelationsverfahren von drei Achsen. Nach dieser Technik zeigt, wenn Geräusche gleichzeitig von einer Mehrzahl von Geräuschquellen auftreten, die Zeitverzögerung, welche den maximalen Kreuzkorrelationskoeffizienten auf jeder Achsenlinie anzeigt, nicht notwendigerweise die Ankunftsrichtung des Geräuschs von derselben Geräuschquelle. Wenn ferner eine Mehrzahl von Geräuschen überlappend auftritt, wird nur das Geräusch verwendet, das die maximale Kreuzkorrelation bereitstellt. Aus diesem Grund ist es schwierig, die anderen Geräusche automatisch zu identifizieren.
In Hinblick auf solche Umstände gab es den Wunsch nach einer Technik, ein Geräusch unter Verwendung des Kreuzkorrelationsverfahrens zu identifizieren, selbst wenn eine Mehrzahl von Geräuschen gleichzeitig in der Geräuschumgebung auftritt, in welcher eine Mehrzahl von Geräuschen in einem Flughaften vorhanden ist.
LISTE DER ZITIERTEN LITERATUR
PATENTLITERATUR

Patentliteratur 1: JP-A-07-43203

KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Die hier geoffenbarte vorliegende Erfindung verwendet die folgenden Lösungen.
Dies bedeutet in dieser Lösung, dass ein Kreuzkorrelationskoeffizient der Zeitverzögerungen für jede Achsenlinie zu jedem feststehenden Zeitpunkt berechnet wird. Danach wird in den Zeitverzögerungen, die einen Spitzentrend (maximalen Trend) des Kreuzkorrelationskoeffizienten anzeigen, eine Mehrzahl von Zeitverzögerungen, die in einer Zeitdomäne variieren, in der Reihenfolge der Zeitverzögerung mit dem größten Kreuzkorrelationskoeffizienten ausgehend extrahiert. Es wird eine Technik verwendet, in welcher ein Satz von aufeinander folgenden Zeitverzögerungen für jede Achsenlinie als solche gebildet wird. Zu diesem Zeitpunkt, wenn eine Mehrzahl von Geräuschquellen vorhanden ist, werden die für die jeweiligen Achsenlinien gebildeten Sätze an Zeitverzögerungen für jede Geräuschquelle getrennt. Danach wird wiederum die Kreuzkorrelation unter den Sätzen an Zeitverzögerungen, die für die jeweiligen verschiedenen Achsenlinien gebildet werden, untersucht. Somit können die Sätze an Zeitverzögerungen, die aus derselben Geräuschquelle resultieren, davon kombiniert werden. Dies ermöglicht eine automatische Trennung und Identifizierung der Mehrzahl von Geräuschen, die gleichzeitig auftreten.
Diese Lösung konzentriert sich auf die folgenden Erkenntnisse. Wenn z. B. eine Mehrzahl von Geräuschen (während des Landens, Rollens und dergleichen) gleichzeitig in einem Flughafen auftritt, zeigt sich, dass es wahrscheinlich ist, dass das Geräusch mit dem höchsten Geräuschdruckpegel die maximale Spitze des Kreuzkorrelationskoeffizienten jeder Achsenlinie dominiert. Bei der Mehrzahl von Spitzen aber, die in der Reihenfolge von der höchsten ausgehend beobachtet werden, tritt der Einfluss von den anderen Geräuschen als dem maximalen Geräusch (andere Geräuschquelle) in einigen der Spitzen auf.
Dies bedeutet, wenn sich eine gewisse Geräuschquelle innerhalb des Beobachtungsraums bewegt, dass die Geräuschquelle durch die Zeitverzögerung dargestellt wird, die die maximale Spitze des Kreuzkorrelationskoeffizienten in einer gewissen Zeitperiode anzeigt. Diese Geräuschquelle kann aber durch die Zeitverzögerung dargestellt werden, die eine andere niedrigere Spitze anstelle der maximalen Spitze in einer anderen Zeitperiode anzeigt. In diesem Fall stellt die Zeitverzögerung, die die maximale Spitze des Kreuzkorrelationskoeffizienten in der anderen Zeitperiode anzeigt, eine andere Geräuschquelle dar. Somit kann die Geräuschquelle nicht einfach dadurch identifiziert werden, dass immer nur die maximale Spitze in der Zeitdomäne verfolgt wird.
Aus diesem Grund wird in dieser Lösung eine Mehrzahl von Zeitverzögerungen, die in der Zeitdomäne variieren, welche die höchsten Spitzen (z. B. die ersten bis dritten Spitzen) der Kreuzkorrelationskoeffizienten darstellt, die zu jedem feststehenden Zeitpunkt berechnet werden, extrahiert. Dadurch wird ein Satz aus aufeinander folgenden Zeitverzögerungen für jede Achsenlinie gebildet. Dieser Satz aus aufeinander folgenden Zeitverzögerungen stellt eine Variation in der Zeitdomäne der Zeitverzögerungen dar, von denen man erwartet, dass sie aus derselben Geräuschquelle resultieren (Geräuschdaten, die die Ankunftsrichtung darstellen). Aus diesem Grund werden, wenn eine Mehrzahl von Geräuschquellen innerhalb des Beobachtungsraums vorhanden ist, die Sätze an Zeitverzögerungen, die für die jeweiligen Geräuschquellen getrennt sind, auf jeder Achsenlinie gebildet. Dadurch werden die Geräuschdaten der Mehrzahl von Geräuschquellen für die jeweiligen Geräuschquellen auf jeder Achsenlinie getrennt.
Darüber hinaus wird die Kombination zwischen den Sätzen, die auf den jeweiligen verschiedenen Achsenlinien getrennt werden, durchgeführt. Dies bedeutet in der vorliegenden Erfindung, dass die Kreuzkorrelationskoeffizienten für die Sätze anstelle der einzelnen Zeitverzögerungen berücksichtigt werden. Die Aufmerksamkeit wird somit darauf gerichtet, dass die Sätze, die von denselben Geräuschquellen resultieren sollen, die Kreuzkorrelationskoeffizienten aufweisen, deren Variationen einander extrem ähnlich sind. Dies liegt wahrscheinlich daran, dass das durch die tatsächliche Geräuschquelle erzeugte Geräusch dem Einfluss von der Ausgabevariation und der Wetteränderung unterworfen wird. Dies bedeutet, dass berücksichtigt wird, dass diese Änderungen häufig in der Geräuscheingabe in die Mikrofone auftreten. Somit können in einer gewissen Zeitdomäne, wenn ein Paar der Sätze auf den verschiedenen Achsenlinien gleichzeitig gegeben ist, die Sätze auf der Grundlage eines normalisierten Kreuzkorrelationskoeffizienten kombiniert werden, der dem zeitlich variierenden Kreuzkorrelationskoeffizienten zwischen den jeweiligen Sätzen entspricht, wenn die gegebene Zeitverzögerung gleich null ist. Diese unter den Achsenlinien kombinierten Sätze stellen die Ankunftsrichtung derselben Geräuschquelle dar. Somit kann die Mehrzahl von Geräuschquellen, die innerhalb des Beobachtungsraums vorhanden ist, automatisch identifiziert werden.
Eine Geräuschbeobachtungsvorrichtung dieser Lösung ist ausgelegt, Berechnungsmittel, Gruppierungsmittel und Integrationsmittel zu umfassen. Das Geräuschbeobachtungsverfahren dieser Lösung kann mit dieser Konfiguration durchgeführt werden.
Dies bedeutet, dass das Berechnungsmittel zwei Mikrofone in einem Intervall auf jeder einer Mehrzahl von Achsenlinien, die innerhalb eines Beobachtungsraums, in welchem eine Mehrzahl von Geräuschquellen vorhanden ist, definiert sind, verwendet. Das Berechnungsmittel führt danach einen Schritt des Berechnens eines Kreuzkorrelationskoeffizienten der Zeitverzögerungen durch, die eine Geräuschankunftszeitdifferenz für jede Achsenlinie zu jedem feststehenden Zeitpunkt darstellen. Ferner extrahiert das Gruppierungsmittel in der Reihenfolge von den größten Kreuzkorrelationskoeffizienten ausgehend eine Mehrzahl von Zeitverzögerungen, die jeweils einen Spitzentrend des Kreuzkorrelationskoeffizienten anzeigen, der zu jedem feststehenden Zeitpunkt durch das Berechnungsmittel als eine Mehrzahl von Zeitverzögerungen in einer Zeitdomäne berechnet wird. Damit führt das Gruppierungsmittel einen Schritt des Bildens eines Satzes aus aufeinander folgenden Zeitverzögerungen für jede Achsenlinie durch. Ferner führt das Integrationsmittel einen Schritt des Kombinierens der Sätze der Zeitverzögerungen durch, die von derselben Geräuschquelle resultieren, auf der Grundlage einer Kreuzkorrelation zwischen den Sätzen der Zeitverzögerungen für die jeweiligen verschiedenen Achsenlinien, die durch das Gruppierungsmittel gebildet werden.
Dies ermöglicht eine automatische Identifizierung einer Geräuschquelle unter Verwendung des Kreuzkorrelationsverfahrens, selbst wenn eine Mehrzahl von Geräuschquellen innerhalb des Beobachtungsraums vorhanden ist und eine Mehrzahl von Geräuschen gleichzeitig auftritt.
Um die Sätze aus den aufeinander folgenden Zeitverzögerungen unter Verwendung der Geräuschbeobachtungsvorrichtung und des Geräuschbeobachtungsverfahrens dieser Lösung zu bilden, können die folgenden verschiedenen Formen bereitgestellt werden.
Das Gruppierungsmittel ist in der Lage, einen Schritt des Überprüfens, ob die Mehrzahl von Zeitverzögerungen, die den Spitzentrend zu jedem feststehenden Zeitpunkt anzeigen, ein Ausgangswert für jede Geräuschquelle ist oder nicht, vor dem Bilden der Sätze aus aufeinander folgenden Zeitverzögerungen durchzuführen.
Mit der oben angeführten Form können die Sätze aus den aufeinander folgenden Zeitverzögerungen in geeigneter Weise über nachfolgende Zeitdomänen auf der Grundlage des Ausgangswerts beim Auftreten des Geräuschs, bestätigt durch die höheren Spitzen der Kreuzkorrelationskoeffizienten, gebildet werden.
Ferner kann der durch das Gruppierungsmittel durchgeführte Schritt die folgenden Schritte umfassen:

(1) einen Schritt des Bestimmens, ob in der Mehrzahl von Zeitverzögerungen, die den Spitzentrend zu jedem feststehenden Zeitpunkt anzeigen, ein einziger Wert einer Zeitverzögerung gegeben ist, deren Differenz von einer bestimmten Zeitverzögerung, die einen Spitzentrend zu einem unmittelbar vorherigen feststehenden Zeitpunkt anzeigt, geringer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, oder nicht;
(2) einen Schritt, wenn bestimmt ist, dass der einzige Wert im oben angeführten Schritt (1) gegeben ist, des Addierens des einzigen Werts zum selben Satz wie die bestimmte Zeitverzögerung; und
(3) einen Schritt, wenn bestimmt ist, dass der einzige Wert im oben angeführten Schritt (1) nicht gegeben ist, des Berechnens einer virtuellen Zeitverzögerung mit der Methode der kleinsten Quadrate unter Verwendung wenigstens der bestimmten Zeitverzögerung (der unmittelbar vorherigen einigen Zeitverzögerungen).

Mit der oben angeführten Form können nur die Zeitverzögerungen, die von derselben Geräuschquelle resultieren sollen (die Geräuschdaten als der einzige Wert) zum aufeinander folgenden Satz addiert werden, indem überprüft wird, ob die Zeitverzögerung, die der zu jedem feststehenden Zeitpunkt berechneten höchsten Spitze entspricht, die Zeitverzögerung ist, die von derselben Geräuschquelle wie die vorherige Zeitverzögerung resultiert, oder nicht. Dies verbessert die Genauigkeit der Identifizierungsergebnisse und verstärkt die Zuverlässigkeit in den Resultaten der Geräuschbeobachtung. Wenn die Zeitverzögerung, die von derselben Geräuschquelle wie die Zeitverzögerung, die der aktuellen höchsten Spitze entspricht, resultieren soll, nicht gegeben ist, kann die virtuelle Zeitverzögerung, die zuvor mit der Methode der kleinsten Quadrate unter Verwendung der unmittelbar vorherigen einigen Zeitverzögerungen erhalten wurde, einschließend den vorherigen Wert, in den folgenden Schritten verwendet werden.
Dies bedeutet, dass das Gruppierungsmittel ferner die folgenden Schritte durchführt:

(4) einen Schritt des Bestimmens, ob der einzige Wert nicht gegeben ist, weil eine Mehrzahl der Zeitverzögerungen, deren Differenzen von der bestimmten Zeitverzögerung geringer als der vorbestimmte Schwellenwert sind, gegeben ist oder nicht, oder ob der einzige Wert nicht gegeben ist, weil keine Zeitverzögerung, deren Differenz von der bestimmten Zeitverzögerung geringer als der vorbestimmte Schwellenwert ist, in der Mehrzahl von Zeitverzögerungen gegeben ist;
(5) einen Schritt, wenn im oben erwähnten Schritt (4) bestimmt ist, dass der einzige Wert aufgrund des Vorhandenseins der Mehrzahl der Zeitverzögerungen, deren Differenzen von der bestimmten Zeitverzögerung geringer als der vorbestimmte Schwellenwert sind, nicht gegeben ist, des Bestimmens, ob darin ein bestimmter Wert gegeben ist oder nicht, dessen Differenz von der virtuellen Zeitverzögerung geringer als ein bestimmter Schwellenwert ist;
(6) einen Schritt, wenn im oben erwähnten Schritt (5) bestimmt ist, dass der bestimmte Wert gegeben ist, des Addierens des bestimmten Werts zum selben Satz wie die bestimmte Zeitverzögerung; und
(7) einen Schritt, wenn im oben erwähnten Schritt (5) bestimmt ist, dass kein bestimmter Wert gegeben ist, oder wenn im oben erwähnten Schritt (4) bestimmt ist, dass der einzige Wert aufgrund des Fehlens der Zeitverzögerung, deren Differenz von der bestimmten Zeitverzögerung geringer als der vorbestimmte Schwellenwert ist, nicht gegeben ist, des Addierens der virtuellen Zeitverzögerung zum selben Satz wie die bestimmte Zeitverzögerung.

In diesem Fall stellt die im Obigen (3) berechnete virtuelle Zeitverzögerung die Variation der unmittelbar vorherigen Zeitverzögerung innerhalb der Zeitdomäne dar. Aus diesem Grund kann, wenn der einzelne Wert nicht aus der Mehrzahl von gegebenen Zeitverzögerungen herausselektiert werden kann, die Zeitverzögerung, die der virtuellen Zeitverzögerung nahe ist, zu dem Satz auf der Grundlage der Vorhersage addiert werden, dass ihre Geräuschquellen dieselben sind (6). Andererseits kann, wenn die Zeitverzögerung nahe der virtuellen Zeitverzögerung nicht gegeben ist und wenn der einzige Wert nicht gegeben ist, das Gruppierungsmittel kontinuierlich fortsetzen, indem die virtuelle Zeitverzögerung zum Satz addiert wird (7).
Ferner ist das Gruppierungsmittel in der Lage, den folgenden Schritt weiterhin durchzuführen:

(8) einen Beendigungsbestimmungsschritt, wenn die virtuelle Zeitverzögerung zu dem Satz aufeinander folgend zu jedem feststehenden Zeitpunkt eine vorbestimmte Anzahl von Malen addiert wird, des Löschens der vorbestimmten Anzahl von virtuellen Zeitverzögerungen und Beendens der Bildung des Satzes.

In diesem Fall, wenn die letzte Verzögerung im Satz die virtuelle Zeitverzögerung ist und alle vorherigen vorbestimmten Anzahlen an Zeitverzögerungen die virtuellen Zeitverzögerungen sind, wird die aufeinander folgende vorbestimmte Anzahl der virtuellen Zeitverzögerungen gelöscht. Dadurch kann eine weitere Gruppierung für den Satz beendet werden. Dadurch kann die Gruppierung der aufeinander folgenden Zeitverzögerungen ebenfalls gemäß dem zeitlichen Ende des Geräuschereignisses und dergleichen beendet werden (Beendigungsprozess).
Darüber hinaus kann, wenn die Anzahl an Zeitverzögerungen, die im Satz umfasst ist, kleiner oder gleich einer vorgeschriebenen Anzahl als ein Resultat der Löschung der vorbestimmten Anzahl an virtuellen Zeitverzögerungen und der Beendigung der Bildung des Satzes durch den oben erwähnten Beendigungsbestimmungsschritt (8) ist, das Gruppierungsmittel den Satz annullieren.
In der oben erwähnten Form wird der Satz, dessen absolute Anzahl für einen Satz unzureichend ist, annulliert, und somit kann die Kontaminierung durch Geräusche in der nachfolgenden Identifizierung vermieden werden. Dies kann die Identifizierungsgenauigkeit verbessern und ferner die Zuverlässigkeit der Resultate aus der Geräuschbeobachtung verstärken.
Nach der Geräuschbeobachtungsvorrichtung und dem Geräuschbeobachtungsverfahren, die obig geoffenbart sind, kann eine Mehrzahl von Geräuschquellen, die gleichzeitig innerhalb des Beobachtungsraums auftreten, automatisch getrennt und identifiziert werden.
Anstelle des Verarbeitens einer großen Menge an Berechnungsresultaten, die einmal gespeichert wurden, wird ferner eine periodische Verarbeitung durchgeführt. Demgemäß kann die Berechnungslast reduziert werden. Somit kann die Echtzeitverarbeitung mithilfe eines Computers erleichtert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Ansicht, die eine Ausführungsform veranschaulicht, wenn eine Geräuschbeobachtungsvorrichtung in einem Flughafen angeordnet ist;
2 ist eine Ansicht, die schematisch eine Konfiguration der Geräuschbeobachtungsvorrichtung und eine Geräuschidentifizierungstechnik durch ein Kreuzkorrelationsverfahren veranschaulicht;
3 ist eine Ansicht, um eine Geräuschereignisdetektionstechnik für ein einzelnes Geräusch zu beschreiben, gemeinsam mit einer zeitlichen Änderung bei einem Geräuschpegel unter einer Flugroute;
4 ist eine Ansicht, um eine Geräuschereignisdetektionstechnik für ein langfristiges Geräusch zu beschreiben, gemeinsam mit einer zeitlichen Änderung eines Geräuschpegels im Flughafen (oder dessen benachbartem Bereich);
5 ist ein vereinfachtes Modelldiagramm, um das Prinzip der Identifizierungstechnik zu beschreiben;
6 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens eines Geräuschquellentrennungsprozesses veranschaulicht, der von einer Geräuschquellentrennungs-Verarbeitungseinheit durchgeführt wird;
7 ist eine schematische Ansicht, die eine Reihenfolge von Zeitverzögerungen auf der Grundlage der höchsten Spitze eines Kreuzkorrelationskoeffizienten veranschaulicht;
8 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren eines Selbe-Geräuschquelle-Segmentationsprozesses für jede Achsenlinie veranschaulicht;
9 ist eine Ansicht, die Variationen von Zeitverzögerungen auf der X-Achse im vereinfachten Modell veranschaulicht;
10 ist eine Ansicht, die ein Beispiel veranschaulicht, in welchem die Variationen der Zeitverzögerungen auf der X-Achse, die in 9 dargestellt sind, in Segmente für jede Geräuschquelle getrennt werden;
11 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Falls veranschaulicht, in welchem das vereinfachte Modell auf eine sich bewegende Geräuschquelle angelegt wird;
12 ist eine Ansicht, die Variationen von Zeitverzögerungen auf der X-Achse und der Y-Achse veranschaulicht;
13 ist eine Ansicht, die ein Beispiel der Trennung in Segmente auf der X-Achse veranschaulicht;
14 ist eine Ansicht, die Variationsresultate der Zeitverzögerungen auf der X-Achse und der Y-Achse für gemessene Daten veranschaulicht;
15 ist eine Ansicht, die Resultate der Trennung der Zeitverzögerungen auf der X-Achse und der Y-Achse in die Segmente für gemessene Daten veranschaulicht;
16 ist eine Ansicht, die ein Variationsmuster der Kreuzkorrelationskoeffizienten jedes Segments veranschaulicht; und
17 ist eine Ansicht, die ein Beispiel der Berechnung von normalisierten Kreuzkorrelationskoeffizienten zwischen den Segmenten, die sich in einer Zeitdomäne überlappen, veranschaulicht.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nunmehr werden nachfolgend Ausführungsformen mit Verweis auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine schematische Ansicht, die eine Ausführungsform veranschaulicht, wenn eine Geräuschbeobachtungsvorrichtung in einem Flughafen angeordnet ist. In einem zu beobachtenden Bereich wie dem Flughafen (oder dessen Umgebung) ist die folgende Geräuschumgebung bereitgestellt. In dieser Geräuschumgebung werden, abgesehen von einem Geräusch, das vom Himmel aufgrund des Flugs eines Flugzeugs ankommt, und einem Start- oder Landegeräusch und einem umgekehrten Geräusch während des Landens, die auf einer Piste auftreten (hierin nachfolgend als „Flugzeuggeräusch” bezeichnet), werden Geräusche aufgrund eines Betriebs eines Flugzeugs und einer Wartung eines Rumpfwerks im Flughafen, z. B. ein Geräusch aufgrund eines Rollens, eines Motortestlaufs, eines Betriebs einer APU und so weiter (hierin nachfolgend als „Bodengeräusch” bezeichnet) vermischt.
Wie in 1 dargestellt ist, kann die Geräuschbeobachtungsvorrichtung mit einer Mikrofoneinheit 10 verwendet werden, die an einem Beobachtungspunkt im Flughafen angeordnet ist. Ferner ist eine nicht dargestellte Beobachtungseinheit mit der Mikrofoneinheit 10 verbunden.
Im Flughafen als dem zu beobachtenden Bereich gibt es Bereiche, die Geräuscherzeugungsquellen an verschiedenen Stellen sein können, so z. B. ein Vorfeld 20, eine Rollbahn 30, ein landendes Flugzeug 40 oder ein startendes Flugzeug 50, die auf einer Piste 25 fahren oder darüber fliegen, ein Motortestlaufbereich 60. Im Flughafen treten verschiedene Geräusche von diesen verschiedenen Stellen auf. Diese Geräusche kommen am Beobachtungspunkt aus jeder Richtung an. Die Geräuschbeobachtungsvorrichtung dieser Ausführungsform wird vorzugsweise für die automatische Identifizierung einer Mehrzahl von Geräuschen, die am Beobachtungspunkt ankommen, unter Verwendung der Mikrofoneinheit 10 verwendet. Die folgende Beschreibung ist für jeweilige Bereiche bereitgestellt, die potentielle Geräuscherzeugungsquellen sind.
[APU]
Vom Vorfeld 20 tritt ein Geräusch aufgrund des Betriebs eines Hilfstriebwerks (auxiliary power unit, APU) auf. Es ist anzumerken, dass das Hilfstriebwerk ein kleiner Motor ist, der als eine Energiequelle verwendet wird, die Druckluft, Ölhydraulik, elektrische Energie und so weiter in ein Flugzeug (airplane, AP) zuführt, das gelandet ist.
[Rollen]
Die Rollbahn 30 ist eine Bahn, auf welcher sich das Flugzeug AP zwischen dem oben erwähnten Vorfeld und der Piste 25 bewegt. Von einem rollenden Flugzeug AP tritt ein Geräusch aufgrund der Aktivierung des Motors, um für das Rollen auf dem Boden erforderlichen Antrieb zu erhalten, auf.
[Landegeräusch]
Das landende Flugzeug 40 erzeugt Geräusche aufgrund des Betriebs bei der Ankunft, wenn das Flugzeug AP in die Piste 25 mit Landelage eintritt, darauf landet und einen Umkehrschub (eine Umkehr) des Motors auf der Piste 25 anlegt, um in den meisten Fällen weiter abzubremsen, bevor es schließlich die Piste 25 verlässt.
[Startgeräusch]
Das startende Flugzeug 50 erzeugt Geräusche aufgrund des Betriebs beim Abflug, wenn das Flugzeug AP damit beginnt, auf der Piste 25 in einer Startposition zu gleiten, auf halber Höhe über der Piste 25 zu schweben und anzusteigen, bevor es wegfliegt.
[Motortestlauf]
Ferner tritt im Motortestlaufbereich 60 ein Geräusch aufgrund des Testlaufs auf, der zum Betriebscheck des Motors (dem Hauptmotor), der für das Flugzeug AP verwendet wird, durchgeführt wird.
Es ist anzumerken, dass, obwohl dies nicht in 1 veranschaulicht ist, die folgenden Geräusche abgesehen von den Obigen im Flughafen auftreten.
[Touch-and-Go]
Befindet sich das Flugzeug AP, zum Üben des Startens und Landens oder dergleichen, in einem Flugmodus (Touch-and-Go), in welchem es z. B. in die Piste 25 eintritt, landet und abbremst und anschließend erneut die Motorleistung anhebt und abhebt (startet), erzeugt die Reihe dieser Operationen Geräusche.
[Schwebeflug]
Befindet sich ein Helikopter in einem Flugmodus des Schwebeflugs und ist im Wesentlichen stationär, so erzeugt dies ein Geräusch.
[Stadtgebiet]
Abgesehen von Obigem erzeugen, wenn z. B. um den Flughafen herum ein Stadtgebiet 70 gegeben ist, verschiedene soziale Aktivitäten im Stadtgebiet 70 (z. B. Transportbetrieb, Verkehr auf der Straße und tägliches Leben) ferner Geräusche vom Boden aus.
2 ist eine Ansicht, die schematisch die Konfiguration der Geräuschbeobachtungsvorrichtung und einer Geräuschidentifizierungstechnik durch das Kreuzkorrelationsverfahren veranschaulicht. Die Geräuschbeobachtungsvorrichtung weist eine Funktion des Durchführens des Berechnungsprozesses auf, indem die oben erwähnte Mikrofoneinheit 10 verwendet und das Geräusch durch das Kreuzkorrelationsverfahren identifiziert wird.
[Mikrofoneinheit]
Die Mikrofoneinheit 10 ist ausgelegt, z. B. vier Mikrofone M0, M1, M2 und M3 zu umfassen. Die einzelnen Mikrofone M0 bis M3 sind auf einer X-Achsenlinie, einer Y-Achsenlinie und einer Z-Achsenlinie, welche virtuell innerhalb eines Beobachtungsraums definiert sind, und am Ursprung des dreiachsigen Koordinatensystems angeordnet.
Insbesondere ist das Mikrofon M0 am Ursprung angeordnet. Ein anderes Mikrofon M1 ist auf der Z-Achsenlinie angeordnet, die sich in die orthogonale Richtung vom Ursprung erstreckt. Ferner ist ein anderes Mikrofon M2 auf der X-Achsenlinie angeordnet, die sich in die horizontale Richtung vom Ursprung erstreckt und einen Öffnungswinkel von 90 Grad mit der X-Achsenlinie bildet. Ein anderes Mikrofon M3 ist auf der X-Achsenlinie angeordnet, die sich in die horizontale Richtung vom Ursprung erstreckt. In der Mikrofoneinheit 10 sind die einzelnen Mikrofone M0 bis M3 mechanisch befestigt, und die relative Positionsbeziehung der Mikrofone M0 bis M3 wird in einem solchen Anordnungszustand gehalten. Wie ausgeführt ist, sind zwei Mikrofone auf jeder Achsenlinie der X-Achse, der Y-Achse und Z-Achse innerhalb des Beobachtungsraums angeordnet.
Abgesehen von Obigem weist die Mikrofoneinheit 10 ein anderes Mikrofon MB auf, das sich von den oben angesprochenen vier Mikrofonen M0 bis M3 unterscheidet. Die vier Mikrofone M0 bis M3 werden zur Geräuschidentifizierung durch das Kreuzkorrelationsverfahren verwendet. Das Mikrofon MB wird zur Messung der Umgebungsgeräusche verwendet. Das heißt, dass das Mikrofon MB z. B. unabhängig zur Messung des Geräuschpegels am Beobachtungspunkt verwendet wird.
[Beobachtungseinheit]
Die Geräuschbeobachtungsvorrichtung umfasst eine Beobachtungseinheit 100. Die Mikrofoneinheit 10 ist mit dieser Beobachtungseinheit 100 verbunden. So ist z. B. die Beobachtungseinheit 100 mit einer Computerausrüstung ausgelegt, die eine Zentraleinheit (central processing unit, CPU), Halbleiterspeicher (ROM, RAM), ein Festplattenlaufwerk (hard disk drive, HDD), eine Eingabe- und Ausgabeschnittstelle, eine Flüssigkristallanzeige und so weiter aufweist, welche nicht veranschaulicht sind.
[Geräuschidentifizierungstechnik durch Kreuzkorrelationsverfahren]
Als nächstes ist die Geräuschidentifizierungstechnik durch das Kreuzkorrelationsverfahren unter Verwendung der vier Mikrofone M0 bis M3 beschrieben. Es ist anzumerken, dass die Geräuschidentifizierungstechnik durch das Kreuzkorrelationsverfahren bereits bekannt ist. Deshalb wird hier die kurze Erklärung dieser bereitgestellt.
Es wird z. B. die Identifizierung des Geräuschs vom Himmel berücksichtigt. Die zwei Mikrofone M1 und M0 sind vertikal auf der orthogonalen Linie (der Z-Achsenlinie) innerhalb des Beobachtungsraums angeordnet. Zu diesem Zeitpunkt ist das Intervall zwischen diesen als d(m) dargestellt. Das Geräusch des fliegenden Flugzeugs AP tritt in einem Elevationswinkel θ ein. In diesem Fall kann eine Differenz τ(s) zwischen den Zeiten, die das Geräusch benötigt, um die zwei Mikrofone M1 und M0 zu erreichen, als die folgende Formel (1) beschrieben werden, wobei die Schallgeschwindigkeit c(m/s) ist. Die Zeitdifferenz τ ist eine Zeitverzögerung, die erhalten wird, wenn die Kreuzkorrelation der Geräusche, die an den Mikrofonen M1 und M0 ankommen, den maximalen Wert aufweist. τ = d/c·sinθ (1)
Danach kann der Elevationswinkel θ der Geräuschquelle, gesehen vom Beobachtungspunkt aus, aus der obigen Formel (1) erhalten werden.
Berücksichtigt man, dass die Ankunftsrichtung des Geräuschs ausreichend hoch im Himmel (θ > 0) ist, kann die Information dieses Elevationswinkels θ bei der Identifizierung des Fluggeräuschs verwendet werden (siehe Patentliteratur 1, angeführt unter Hintergrundtechnik). Dies bedeutet z. B., wenn der vom Mikrofon MB detektierte Geräuschpegel eine Schwelle überschreitet (beim Auftreten eines Geräuschereignisses), dass die zeitliche Änderung des Elevationswinkels θ(t) gleichzeitig als Geräuschankunftsrichtungsdaten aufgezeichnet wird. Auf diese Weise kann das Geräusch der Geräuschankunftsrichtungsdaten, die größer als ein vorab bezeichneter Elevationswinkel sind, als das Flugzeuggeräusch vom Flugzeug AP bestimmt werden.
[Berechnung des Ankunftsrichtungsvektors]
Ferner ist die Ankunftsrichtung des Geräuschs nicht nur in die orthogonale Richtung sondern auch in die drei Achsen der X-Y-Achse, der Y-Z-Achse und der Z-X-Achse entwickelt. Dies ermöglicht, einen Azimutwinkel δ zusätzlich zum Elevationswinkel θ durch Berechnung zu erhalten. Indem dieser Elevationswinkel θ und dieser Azimutwinkel δ erhalten werden, kann ein Ankunftsrichtungsvektor (ein Einheitsvektor) des Geräusches innerhalb eines dreiachsigen Beobachtungsraums (einem Vektorraum) auf der Grundlage des Beobachtungspunkts als Referenz berechnet werden. Ferner ermöglicht das Kreuzprodukt der berechneten Ankunftsrichtungsvektoren, dass weiter sichergestellt wird, dass die Bewegungsrichtung (von welcher Richtung in welche Richtung) der Geräuschquelle (dem Flugzeug AP) auf der Grundlage des Beobachtungspunkts als Referenz bekannt ist.
[Anwendung der Flugzeuggeräuschidentifizierungstechnik auf die Bodengeräuschbestimmung]
Wie obig erläutert wurde, kann damit, dass die Berechnung der dreiachsigen Ankunftsrichtungsvektoren des Geräuschs verfügbar ist, die Ankunftsrichtung des Geräuschs vom Boden aus dem Azimutwinkel δ bestimmt werden, wenn der Elevationswinkel θ zum Boden zeigt. In dieser Bestimmungstechnik stellt aber, wenn eine Mehrzahl von Geräuschquellen innerhalb des Beobachtungsraums gegeben ist und dadurch gleichzeitig eine Mehrzahl von Geräuschen auftritt, die Zeitverzögerung τ, die dem Fall entspricht, in welchem der Kreuzkorrelationskoeffizient für jede Achsenlinie maximal ist, nicht notwendigerweise dieselbe Geräuschquelle dar. Somit kann, wenn die Mehrzahl von Geräuschen gleichzeitig auftritt, die Ankunftsrichtung der Geräusche nicht genau berechnet werden.
Es ist anzumerken, dass mit Bezug auf die Identifizierung einer Mehrzahl von Geräuschquellen bis dato von verschiedenen Studien berichtet wurde. Alle diese sind aber von gewissen Problemen betroffen, da die Geräuschquellen nicht getrennt werden können, wenn die Bewegungen der Geräuschquellen kompliziert sind, dass die Echtzeitverarbeitung nicht durchgeführt werden kann, weil die Verarbeitung nach der Speicherung einer großen Datenmenge durchgeführt wird und so weiter.
Aus diesem Grund wird in dieser Ausführungsform die Verarbeitung in einer Echtzeitweise innerhalb der Geräuschbeobachtungsvorrichtung überlegt. Somit wird der Algorithmus so vereinfacht wie möglich verwendet. Das in dieser Ausführungsform verwendete Geräuschbeobachtungsverfahren ist nachfolgend im Detail beschrieben.
[Konfiguration als Geräuschbeobachtungsvorrichtung]
Die Beobachtungseinheit 100 umfasst eine Geräuschereignisdetektionseinheit 102 und eine Ankunftsrichtungsvektor-Berechnungseinheit 106 als ihre funktionellen Elemente. Die Beobachtungseinheit 100 umfasst ferner eine Geräuschquellentrennungs-Verarbeitungseinheit 110 und eine Integrationseinheit 120 für getrennte Geräuschquellen, die beide eine Mehrzahl von funktionellen Elementen umfassen.
Unter den Obigen detektiert z. B. die Geräuschereignisdetektionseinheit 102 den Geräuschpegel auf dem Boden, der innerhalb des zu beobachtenden Bereichs auftritt, auf der Grundlage von Geräuschdetektionssignalen von den Mikrofonen MB und M0 bis M3. Insbesondere werden die Resultate, die digital von den Geräuschdetektionssignalen konvertiert werden, abgetastet, und es wird ein Geräuschpegelwert (dB) am Beobachtungspunkt berechnet.
[Einzelnes Geräusch/langfristiges Geräusch]
Die Geräusche eines Flugzeugs können grob in ein einzelnes Geräusch und ein langfristiges Geräusch kategorisiert werden. Das einzelne Geräusch ist ein vorübergehendes Geräusch, das sporadisch auftritt. Die um den Flughafen herum beobachteten Geräusche, die durch den Betrieb der Flugzeuge AP und dergleichen hervorgerufen werden, gehören dazu. Ferner wird im Fall des Bodengeräuschs oftmals das Geräusch des Rollens als ein einzelnes Geräusch beobachtet.
Das langfristige Geräusch ist ein Geräusch, das sich über eine lange Zeitspanne fortsetzt und stationär ist, aber eine beträchtliche Pegelvariation begleitet. Wird es vom Flugzeug AP erzeugt, so wird es in das Bodengeräusch des Flugzeugs kategorisiert. Insbesondere umfasst es das Geräusch aus dem Motortestlauf, das Geräusch des Betriebs der APU und das Geräusch, wenn das Flugzeug AP am Ende der Piste im Standby wartet, bevor es startet, Geräusche, die um den Flughafen herum aufgrund der Wartung oder dergleichen des Flugzeugs AP beobachtet werden. Ferner setzen sich die Geräusche des Leerlaufs und Schwebens eines Helikopters in einer stationären Weise fort, die als ein langfristiges Geräusch beobachtet werden können.
Wenngleich diese nicht besonders veranschaulicht ist, werden die Bedingungen (Schwellenwerte) zur Detektion des Geräuschereignisses als einzelnes Geräusch oder langfristiges Geräusch auf der Grundlage des Geräuschpegelwerts in der Beobachtungseinheit 100 in der Geräuschereignisdetektionseinheit 102 erfasst. Die Geräuschereignisdetektionseinheit 102 legt den berechneten Geräuschpegelwert (dB) an die erfassten Bedingungen an und ist dadurch in der Lage, die Ereignisses des Fluggeräuschs und des Bodengeräuschs des einzelnen Geräuschs zu detektieren und das Bodengeräuschereignis des langfristigen Geräuschs zu detektieren. Es ist anzumerken, dass das Beispiel der Detektion des Geräuschereignisses später beschrieben ist.
Die Ankunftsrichtungsvektor-Berechnungseinheit 106 berechnet einen Ankunftsrichtungsvektor (den Elevationswinkel θ und den Azimutwinkel δ) des Geräusches durch das oben erwähnte dreiachsige Kreuzkorrelationsverfahren auf der Grundlage der Detektionssignale von den vier Mikrofonen M0 bis M3. Ferner zeichnet die Ankunftsrichtungsvektor-Berechnungseinheit 106 den Elevationswinkel θ(t) und den Azimutwinkel δ(t), die durch die zeitlichen Funktionen dargestellt sind, als die Geräuschankunftsrichtungsdaten auf.
[Geräuschquellentrennungs-Verarbeitungseinheit]
Die Geräuschquellentrennungs-Verarbeitungseinheit 110 ist ausgelegt, eine Kreuzkorrelationskoeffizienten-Berechnungseinheit 112, eine Spitzensuchverarbeitungseinheit 114 und eine Segmentationsverarbeitungseinheit 116 zu umfassen. Die Geräuschquellentrennungs-Verarbeitungseinheit 110 weist eine Funktion des Trennens der Zeitverzögerungen auf, die für jede Achsenlinie für jede Geräuschquelle auf jeder Achsenlinie erhalten werden.
Von den oben genannten berechnet die Kreuzkorrelationskoeffizienten-Berechnungseinheit 112 die Zeitverzögerungen, die die Differenzen der Zeiten darstellen, die für die Ankunft der Mehrzahl von Geräuschen, entsprechend den höchsten Kreuzkorrelationsspitzen, für jede Achsenlinie zu jedem feststehenden Zeitpunkt, erforderlich sind, auf der Grundlage der Detektionssignale von den vier Mikrofonen M0 bis M3. Ferner wird durch die Berechnung für jede Achsenlinie ein Kreuzkorrelationskoeffizient R (Achse, i, τ) erhalten (i ist ein Zeitindex zu jedem feststehenden Zeitpunkt: konstant aktualisiert, da i = i + 1, Achse = X, Y und Z). Ferner werden hier die berechneten Resultate auch der oben angesprochenen Ankunftsrichtungsvektor-Berechnungseinheit 106 bereitgestellt.
Die Spitzensuchverarbeitungseinheit 114 sucht nach einer Mehrzahl von Zeitverzögerungen, die einen Spitzentrend des Kreuzkorrelationskoeffizienten für jede Achsenlinie, berechnet durch die Kreuzkorrelationskoeffizienten-Berechnungseinheit 112, anzeigen. Die Mehrzahl von Zeitverzögerungen wird entsprechend der höchsten wenigen (z. B. ersten bis dritten) Spitzen von der maximalen Spitze ausgehend gereiht. Somit wird eine Mehrzahl von gereihten Zeitverzögerungen τ_axis,i,j hier erhalten (j = 1, ---, M: z. B. M = 3).
Die Segmentationsverarbeitungseinheit 116 sammelt in der Zeitdomäne die Variationen der Mehrzahl von Zeitverzögerungen, die nach den höchsten Spitzenwerten geordnet sind, d. h. extrahiert durch die Spitzensuchverarbeitungseinheit 114. Die Segmentationsverarbeitungseinheit 116 führt einen Prozess des Bildens des Satzes aus aufeinander folgenden Zeitverzögerungen durch, indem die Zeitverzögerungen, die von derselben Geräuschquelle resultieren sollen, im selben Satz gruppiert werden. Im Folgenden wird ein solcher Prozess als „Segmentation” bezeichnet, und der gebildete Satz wird als „Segment” bezeichnet. Es ist anzumerken, dass die Details des Prozesses durch die Geräuschquellentrennungs-Verarbeitungsvorrichtung 110 später unter Verwendung eines anderen Flussdiagramms beschrieben sind.
[Integrationseinheit für getrennte Geräuschquellen]
Dann ist die Integrationseinheit 120 für getrennte Geräuschquellen ausgelegt, eine normalisierte Kreuzkorrelationskoeffizienten-Berechnungseinheit 122 und eine Segmentintegrations-Verarbeitungseinheit 124 zu umfassen. Die Integrationseinheit 120 für getrennte Geräuschquellen weist eine Funktion des Kombinierens der Segmente für jede Achsenlinie auf, die von der oben erwähnten Segmentationsverarbeitungseinheit 116 für dieselbe Geräuschquelle gebildet werden. Die von der Segmentationsverarbeitungseinheit 116 gebildeten Segmente werden für jede Geräuschquelle auf jeder Achsenlinie, wie dies zuvor erwähnt wurde, getrennt. Um somit die Geräuschquelle innerhalb des Beobachtungsraums zu identifizieren, ist es erforderlich, die Sätze unter den Achsenlinien zu kombinieren. Somit werden hier die Segmente zwischen den Achsenlinien unter Verwendung der Variation der Korrelationsfunktion R(τ) kombiniert.
Aus diesem Grund behandelt die normalisierte Kreuzkorrelationskoeffizienten-Berechnungseinheit 122 die zeitliche Variation des Kreuzkorrelationskoeffizienten R(τ) für die auf jede Achsenlinie gebildeten Segmente anstelle der zeitlichen Variation der einzelnen Zeitverzögerungen τ. Danach wird hier der normalisierte Kreuzkorrelationskoeffizient R(0) berechnet, wenn keine Zeitverzögerung gegeben ist (τ = 0).
Die Segmentintegrationsverarbeitungseinheit 124 integriert daraufhin die Segmente, die mit ausreichend großen Koeffizienten der berechneten Kreuzkorrelationskoeffizienten R(0) assoziiert sind, als die Segmente von derselben Geräuschquelle. Es ist anzumerken, dass die Details des von der Integrationseinheit 120 für getrennte Geräuschquellen durchgeführten Prozesses später weiter beschrieben werden.
Abgesehen von Obigem weist die Beobachtungseinheit 100 eine Identifizierungsresultat-Ausgabeeinheit 130 auf. Die Segmente, die von der Segmentationsverarbeitungseinheit 116 integriert werden, werden der Identifizierungsresultat-Ausgabeeinheit 130 bereitgestellt. Die Identifizierungsresultat-Ausgabeeinheit 130 identifiziert den Typ der Mehrzahl der Geräuschquellen auf der Grundlage der Information auf den Segmenten, die als die Geräuschquelle teilend integriert sind, und auf der Grundlage des Ankunftsrichtungsvektors, der von der Ankunftsrichtungsvektor-Berechnungseinheit 106 berechnet wird, und gibt das Resultat aus. Das Ausgaberesultat kann z. B. auf einer nicht veranschaulichten Anzeigevorrichtung angezeigt oder als Daten an einen externen Computer und dergleichen der Beobachtungseinheit 100 übertragen werden.
[Geräuschereignisdetektionstechnik]
3 ist eine Ansicht, um eine Geräuschereignisdetektionstechnik für das einzelne Geräusch zu beschreiben. Hier wird auch eine zeitliche Änderung des Geräuschpegels unter einer Flugroute erklärt. In der oben erwähnten Beobachtungseinheit 100 detektiert die Geräuschereignisdetektionseinheit 102 kontinuierlich z. B. den Geräuschpegel. Dadurch wird der Hintergrundgeräuschpegel (background noise, BGN) am Beobachtungspunkt berechnet.
Das einzelne Geräusch tritt als ein vorübergehendes Geräusch auf, wenn das Flugzeug AP am Himmel vorbeifliegt oder dergleichen, wie dies obig erwähnt wurde. Somit erhöht sich in der zeitlichen Änderung im Pegel des einzelnen Geräuschs der Geräuschpegel mit der Zeit und steigt zum Zeitpunkt t1 auf den Pegel an, der 10 dB höher als der Hintergrundgeräuschpegel ist. Danach erreicht der Geräuschpegel den maximalen Wert (Nmax). Der Geräuschpegel sinkt daraufhin erneut auf den Hintergrundgeräuschpegel (BGN) ab.
In diesem Fall beginnt in der Beobachtungseinheit 100 die Geräuschereignisdetektionseinheit 102 mit der Detektion des Geräuschereignisses zum Zeitpunkt t1. Dies bedeutet, wenn der Geräuschpegel des Mikrofons MB auf den Pegel ansteigt, der 10 dB höher als der Hintergrundgeräuschpegel (BGN) ist, dass der Detektionsprozess des Geräuschereignisses begonnen wurde.
Es ist anzumerken, dass in der Geräuschereignisdetektionseinheit 102 im Vorhinein ein Schwellenwert (Na) zur Bestimmung, dass das einzelne Geräusch aufgetreten ist, festgelegt wird. Deshalb identifiziert die Geräuschereignisdetektionseinheit 102 den beobachteten Wert als das einzelne Geräusch nur, wenn der beobachtete Wert den Schwellenwert (Na) überschreitet. In diesem Beispiel überschreitet der beobachtete Wert tatsächlich den Schwellenwert (Na). Somit kann die Geräuschereignisdetektionseinheit 102 bestimmen, dass der Zeitpunkt t3, wenn der Geräuschpegel den maximalen Wert (Nmax) erreicht, der Zeitpunkt des Auftretens des einzelnen Geräusches ist.
Zu diesem Zeitpunkt bestimmt die Geräuschereignisdetektionseinheit 102 ferner, dass der Zeitpunkt t4, wenn der Geräuschpegel sich um 10 dB vom maximalen Wert (Nmax) vermindert, der Endzeitpunkt des einzelnen Geräusches ist. Als Resultat dessen ist die Zeitperiode vom Zeitpunkt t1 (dem Anfangspunkt) zum Zeitpunkt t4 (dem Endpunkt) die Zeitperiode während der Geräuschereignisdetektion (dem Detektionsprozess).
Die Geräuschereignisdetektionseinheit 102 schneidet daraufhin die Zeitperiode aus, in welcher der Geräuschpegel höher als der Wert ist, der um 10 dB niedriger als der maximale Wert (Nmax) ist. Die Geräuschereignisdetektionseinheit 102 bestimmt, dass diese Zeitperiode ein Geräuschereignisabschnitt ist. Der Geräuschereignisabschnitt wird als die Zeitdauer erkannt, in welcher sich das einzelne Geräusch am Beobachtungspunkt fortsetzt.
Dann ist 4 eine Zeichnung, die eine Geräuschereignisdetektionstechnik für ein langfristiges Geräusch erklärt. Hier wird auch eine zeitliche Änderung des Geräuschpegels im Flughafen (oder dessen benachbarten Umgebung) erklärt. Hier detektiert in der Beobachtungseinheit 100 die Geräuschereignisdetektionseinheit 102 erneut kontinuierlich den Geräuschpegel. Dadurch wird der Hintergrundgeräuschpegel (BGN) am Beobachtungspunkt berechnet.
[Detektion eines langfristigen Geräusches]
Man geht davon aus, dass das langfristige Geräusch durch das Flugzeug AP im Flughafen auftritt. Vor einem gewissen Zeitpunkt t12 bewirkt z. B. die Bewegung auf der Rollbahn 30 oder dergleichen, dass der beobachtete Wert am Beobachtungspunkt auf den Pegel (NP1) ansteigt, der 10 dB höher als der Hintergrundgeräuschpegel (BGN) ist. Danach steigt der Geräuschpegel weiter an. Der Geräuschpegel ändert sich, während der hohe Pegel in einer quasi-stationären Weise über eine lange Zeitdauer gehalten wird. Danach sinkt der Geräuschpegel auf den Pegel (NP2) ab, der 10 dB höher als der Hintergrundgeräuschpegel (BGN) ist, und erreicht erneut den Hintergrundgeräuschpegel (BGN).
In diesem Fall beginnt in der Beobachtungseinheit 100 die Geräuschereignisdetektionseinheit 102 mit der Detektion des Geräuschereignisses zum Zeitpunkt t12. Das bedeutet wiederum, wenn der Geräuschpegel auf den Pegel (NP1) ansteigt, der 10 dB höher als der Hintergrundgeräuschpegel (BGN) ist, dass der Detektionsprozess des Geräuschereignisses begonnen wurde. Im Fall des langfristigen Geräuschs wird aber kein Schwellenwertpegel festgelegt.
Die Geräuschereignisdetektionseinheit 102 schneidet daraufhin die Zeitperiode aus, in welcher der gemessene Wert in dem Pegel liegt, der 10 dB höher als der Hintergrundgeräuschpegel (BGN) ist. Die Geräuschereignisdetektionseinheit 102 bestimmt, dass diese Zeitperiode der Geräuschereignisabschnitt ist. Der Geräuschereignisabschnitt dieses Falls wird als die Zeitdauer erkannt, in welcher sich das langfristige Geräusch fortsetzt, wenn es sich am Beobachtungspunkt über eine gewisse lange Zeitdauer fortsetzt.
Hier stellt die Detektion des sporadisch auftretenden Geräuschereignisses, das durch den Start, das Landen, das Vorbeifliegen am Himmel und dergleichen hervorgerufen wird, eine nützliche Technik dar, um zu identifizieren, ob das Flugzeuggeräusch in der tatsächlichen kontinuierlichen Überwachung oder dergleichen des Flugzeuggeräusches gegeben ist oder nicht. Andererseits kann in Bezug auf das langfristige Geräusch durch den Motortest, der vom Flugzeug AP, der APU oder dergleichen im Flughafen gemacht wird, die Dauer (der langfristige Geräuschabschnitt) wie oben erwähnt eine relativ lange Zeit andauern. Mit Verweis auf das langfristige Geräusch kann ferner die Mehrzahl von Geräuschquellen im Geräuschabschnitt umfasst sein. Somit ist es schwierig, nach der Detektion des langfristigen Geräuschabschnitts zu identifizieren, wie das Geräuschereignis ist.
Unter Verwendung der oben erwähnten Geräuschquellentrennungs-Verarbeitungseinheit 110 und der Integrationseinheit 120 für getrennte Geräuschquellen wird in dieser Ausführungsform die Technik zum Identifizieren der Ankunftsrichtung jedes Geräuschs unter Verwendung der maximalen Werte (einige höchste Spitzen) der Kreuzkorrelationskoeffizienten der Mehrzahl von Geräuschquellen, die gleichzeitig auftreten, bereitgestellt. Ferner ist in dieser Technik der Identifizierungsprozess zur gleichen Zeit wie das Auftreten des Geräuschereignisses verfügbar. Somit ist die sogenannte „Echtzeitverarbeitung” möglich. Im Folgenden werden die Details der Identifizierungstechnik in dieser Ausführungsform beschrieben.
[Beschreibung des Prinzips]
Zuerst wird das Prinzip der Identifizierungstechnik in dieser Ausführungsform beschrieben.
5 ist ein vereinfachtes Modelldiagramm, um das Prinzip der Identifizierungstechnik in dieser Ausführungsform zu beschreiben. Im vereinfachten Modell sind drei Mikrofone M0, M2 und M3 auf zwei Achsenlinien (X-Y-Achsenlinien) innerhalb eines schalltoten Raums (anechoic room, AR) angeordnet. Dies bedeutet, dass, um auf das Bodengeräusch im Flughafen einen Fokus zu legen, das Mikrofon M1 auf der Z-Achsenlinie weggelassen und der Beobachtungsraum in zwei Dimensionen vereinfacht wird. Dann wird eine virtuelle horizontale Beobachtungsebene PL auf den zwei Achsenlinien von X-Y definiert. Zwei feststehende Geräuschquellen SS1 und SS2 sind auf der horizontalen Ebene PL angeordnet.
Unter den obigen Bedingungen werden Geräusche von den zwei Geräuschquellen SS1 bzw. SS2 ausgegeben, wobei eine zeitlich der anderen folgt. Danach werden Segmentationen für die jeweiligen Geräuschquellen von der oben erwähnten Geräuschquellentrennungs-Verarbeitungseinheit 110 gemacht.
[Geräuschquellentrennungsprozess]
6 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Verfahrens des Geräuschquellentrennungsprozesses veranschaulicht, der von der Geräuschquellentrennungs-Verarbeitungseinheit 110 durchgeführt wird. Die Geräuschquellentrennungs-Verarbeitungseinheit 110 ist in der Lage, den Geräuschquellentrennungsprozess zu jedem feststehenden Zeitpunkt (z. B. alle 200 ms) durch z. B. einen Unterbrechungs-Timer durchzuführen.
Schritt S10: Zuerst definiert die Geräuschquellentrennungs-Verarbeitungseinheit 110 den aktuellen Zeitindex i. Der Zeitindex i wird zu jedem feststehenden Zeitpunkt, wie obig erwähnt, schrittweise (i = i + 1) aktualisiert.
Schritt S12: Als nächstes führt in der Geräuschquellentrennungs-Verarbeitungseinheit 110 die Kreuzkorrelationskoeffizienten-Berechnungseinheit 112 einen Kreuzkorrelationskoeffizienten-Berechnungsprozess für jede Achsenlinie durch. In diesem Prozess berechnet die Kreuzkorrelationskoeffizienten-Berechnungseinheit 112 den Kreuzkorrelationskoeffizienten R (Achse, i, τ) für jede Achsenlinie (hier, die X-Achsenlinie und die Y-Achsenlinie, dasselbe gilt für Folgende). Es ist anzumerken, dass die Achse in der tatsächlichen Konfiguration X, Y und Z ist. Im vereinfachten Modell wird aber die Z-Achse weggelassen. Ferner werden die folgenden Prozesse jeweils für jede Achsenlinie durchgeführt.
Schritt S14: Dies bedeutet, dass in der Geräuschquellentrennungs-Verarbeitungseinheit 110 die oben erwähnte Spitzensuchverarbeitungseinheit 114 einen Spitzensuchprozess für jede Achsenlinie durchführt. In diesem Prozess sucht die Spitzensuchverarbeitungseinheit 114 die höchsten Spitzen des Kreuzkorrelationskoeffizienten R (Achse, i, τ) für jede Achsenlinie und reiht diese in der Reihenfolge von den größten Werten ausgehend. Ist die Reihenfolge j, so wird, wie oben erwähnt, eine Mehrzahl von Zeitverzögerungen τ_axis,i,j (j = 1, 2, 3), gereiht von der ersten Spitze zur dritten Spitze, erhalten. Danach werden die folgenden Prozesse für jede Spitze Peak(τ_axis,i,j) durchgeführt.
[Reihenfolge nach höchsten Spitzen]
7 ist eine schematische Ansicht, die die Reihenfolge der Zeitverzögerungen auf der Grundlage der höchsten Spitzen des Kreuzkorrelationskoeffizienten veranschaulicht. Wenn z. B. eine Mehrzahl von Geräuschquellen innerhalb des Beobachtungsraums vorhanden ist (es kann sich um die Quelle des einzelnen Geräuschs handeln), wird der Kreuzkorrelationskoeffizient R(τ) auf jeder Achsenlinie berechnet. Dann zeigt der Kreuzkorrelationskoeffizient den Spitzentrend (maximalen Trend) an einer Mehrzahl von Zeitverzögerungen τ1, τ2 und τ3 an. Ferner werden die erste Spitze R(τ1), die zweite Spitze R(τ2) und die dritte Spitze R(τ3) als die höchsten Spitzen beobachtet. Dadurch kann die Mehrzahl der höchsten Zeitverzögerungen τ1, τ2 und τ3 in der Reihenfolge von der größten Spitze des Kreuzkorrelationskoeffizienten ausgehend gereiht werden. Es ist anzumerken, dass das erhaltene Resultat, wenn die Reihenfolge für jede Achsenlinie von der Spitzensuchverarbeitungseinheit 114 gemacht wird, oben erwähnte τ_axis,i,j ist.
Schritt S16: In der Geräuschquellentrennungs-Verarbeitungseinheit 110 führt die oben erwähnte Segmentationsverarbeitungseinheit 116 den Geräuschquellenausgangswert-Bestimmungsprozess für jede Achsenlinie und jede Spitze durch. In diesem Prozess überprüft die Segmentationsverarbeitungseinheit 116, ob jede Spitze (τ_axis,i,j) ein Anfangswert der Geräuschquelle ist oder nicht. Wenn z. B. ein bestimmter τ_axis,i-1,j, von dem angenommen wird, dass er gegeben ist, wenn die Geräuschquelle dieselbe ist, nicht unmittelbar vor einem gewissen τ_axis,i,j gegeben ist, erkennt die Segmentationsverarbeitungseinheit 116 die Spitze (τ_axis,i,j) als einen Ausgangspunkt τ_axis,s,k der Geräuschquelle (s ist ein Beliebiges von i, und k ist ein Beliebiges der Reihenfolge j). Hierin wird nachfolgend die Bestimmung der Segmentation für diesen Anfangswert durchgeführt.
Schritt S18: Dann führt in der Geräuschquellentrennungs-Verarbeitungseinheit 110 die Segmentationsverarbeitungseinheit 116 den Selbe-Geräuschquelle-Segmentationsprozess für jede Achsenlinie durch. In diesem Prozess bestimmt die Segmentationsverarbeitungseinheit 116, ob die aktuelle τ_axis,i,j von derselben Geräuschquelle wie die bestimmte τ_axis,i-1,j zu einem unmittelbar vorherigen feststehenden Zeitpunkt ist. Sind die Geräuschquellen dieselben, so werden sie als ein Segment erkannt. Ist die bestimmte τ_axis,i-1,j zum unmittelbar vorherigen feststehenden Zeitpunkt bereits ein Teil eines Segments, so wird die aktuelle τ_axis,i,j zum selben Segment addiert. Dadurch wächst das Segment in der Zeitdomäne. Es ist anzumerken, dass die speziellen Details des Prozesses später unter Verwendung eines anderen Flussdiagramms beschrieben werden.
Schritt S20: Dann führt in der Geräuschquellentrennungs-Verarbeitungseinheit 110 die Segmentationsverarbeitungseinheit 116 einen Beendigungsbestimmungsprozess für jedes Segment durch. Dieser Prozess wird für alle der gebildeten Segmente durchgeführt. Wenn z. B. bestätigt wird, dass die aktuelle τ_axis,i,j τ_virtual ist und alle vorherigen γ (z. B. γ = 10) Werte von τs, einschließlich τ_axis,i,j, τ_virtual sind, dann löscht die Segmentationsverarbeitungseinheit 116 alle folgenden zehn τ_virtual. Danach werden die Werte von τ_axis,s,k, die als Ausgangswert zu τ_axis,i-γ,j erkannt sind, als ein Segment erkannt (Beendigungsprozess). Es ist anzumerken, dass „τ_virtual” nachfolgend beschrieben wird. Zu diesem Zeitpunkt, wenn die Anzahl der Werte τ, die das Segment bilden, bis zu einem gewissen Grad klein ist (z. B. weniger als 50), dann wird das Segment annulliert.
[Selbe-Geräuschquelle-Segmentationsprozess für jede Achsenlinie]
8 ist ein Flussdiagramm, das das Verfahren des Selbe-Geräuschquelle-Segmentationsprozesses für jede Achsenlinie veranschaulicht. Die Details des Prozesses sind nachfolgend gemäß dem Verfahrensbeispiel beschrieben.
Schritt S100: Die Segmentationsverarbeitungseinheit 116 bestimmt, ob eine aktuelle Zeitverzögerung (nur ein Wert) gegeben ist, die als Resultat derselben Geräuschquelle wie jede des Anfangswerts τ_axis,s,k oder der bereits segmentierten bestimmten τ_axis,i-1,j erkannt wird. Insbesondere wird die folgende Formel (2) berechnet. |τ_axis,i-1,j – τ_axis,i,j| < α (2) wobei α eine Konstante ist, die von der Bewegungsgeschwindigkeit der Geräuschquelle (einem vorbestimmten Schwellenwert) abhängig ist.
Schritt S102: Als ein Resultat davon führt, wenn nur ein (einziges) j', das die Formel (2) erfüllt, gegeben ist (Schritt S100: Ja), die Segmentationsverarbeitungseinheit 116 Segmentation unter Verwendung der Zeitverzögerung τ_axis,i,j durch. Insbesondere wird die Zeitverzögerung τ_axis,i,j' als ein Mitglied desselben Segments wie τ_axis,i-1,j addiert.
Schritt S104: Im Gegensatz dazu berechnet, wenn zwei oder mehr j', die die Formel (2) erfüllen, gegeben sind oder wenn kein j', das die Formel (2) erfüllt, gegeben ist (Schritt S100: Nein), die Segmentationsverarbeitungseinheit 116 τ_virtual mit der Methode der kleinsten Quadrate unter Verwendung des unmittelbar vorherigen τ. Zu diesem Zeitpunkt ist es nicht erforderlich, alle unmittelbar vorherigen τ zu verwenden. Es reicht, einige wenige Daten zu verwenden, d. h. es ist hier ausreichend, dass die Variation des unmittelbar vorherigen τ als τ_virtual erhalten wird. Ferner gilt empirisch die zweite Reihenfolge für die Reihenfolge der Methode der kleinsten Quadrate.
Schritte S106: Die Segmentationsverarbeitungseinheit 116 überprüft, ob zwei oder mehr aktuelle Zeitverzögerungen gegeben sind, die als Resultate derselben Geräuschquelle erkannt werden.
Schritt S108: Als ein Resultat davon, wenn zwei oder mehr aktuelle Zeitverzögerungen j', die die Formel (2) erfüllen, gegeben sind (Schritt S106: Ja), bestimmt die Segmentationsverarbeitungseinheit 116, ob darin eine Zeitverzögerung gegeben ist oder nicht, die segmentiert werden kann. Insbesondere wird die folgende Formel (3) berechnet. |τ_virtual – τ_axis,i,j| < β (3) worin β eine vorab festgelegte Konstante (eine bestimmte Schwelle) ist, deren Wert experimentell oder empirisch festgelegt werden kann.
Schritt S110: Ist eine optimale τ_axis,i,j' gegeben, die die obige Formel (3) mit dem kleinsten Wert (Schritt 108: Ja) erfüllt, so führt die Segmentationsverarbeitungseinheit 116 die Segmentation unter Verwendung dieser optimalen τ_axis,i,j' durch. Insbesondere wird die Zeitverzögerung τ_axis,i,j' als ein Mitglied desselben Segments wie τ_axis,i-1,j addiert.
Schritt S112: Andererseits führt, wenn kein j', das die Formel (3) erfüllt, gegeben ist (Schritt S108: Nein), oder wenn kein j', das die Formel (2) erfüllt, gegeben ist (Schritt S106: Nein), die Segmentationsverarbeitungseinheit 116 die Segmentation unter Verwendung der τ_virtual, die im vorherigen Schritt S104 berechnet wurde, durch. Insbesondere wird die Zeitverzögerung τ_virtual als ein Mitglied desselben Segments wie τ_axis,i-1,j addiert.
[Variation der Zeitverzögerung]
9 ist eine Ansicht, die die Variationen der Zeitverzögerungen auf der X-Achse im vereinfachten Modell veranschaulicht. In 9 stellt die horizontale Achse die Zeitindexzahl dar, und die vertikale Achse stellt die Zeitverzögerung auf der X-Achse dar. Ferner stellen die in 9 angezeigten weißen Kreismarkierungen die Zeitverzögerungen dar, die als die erste Spitze des Kreuzkorrelationskoeffizienten gereiht sind. Die schraffierten Kreismarkierungen stellen die Zeitverzögerungen dar, die als die zweite Spitze des Kreuzkorrelationskoeffizienten gereiht sind.
[Ausführungsbedingung 1]
In diesem Beispiel im oben erwähnten vereinfachten Modell (5) wurde die erste Geräuschquelle SS1 veranlasst, ein Geräusch auszugeben, und danach wurde die zweite Geräuschquelle SS2 veranlasst, ein Geräusch auszugeben, so dass die Geräusche gleichzeitig von der Mehrzahl von Geräuschquellen SS1 und SS2 für eine Zeitspanne ausgegeben wurden. Danach wurde die Ausgabe der ersten Geräuschquelle SS1 zuerst angehalten. Zu diesem Zeitpunkt waren die zwei Geräuschquellen SS1 und SS2 innerhalb der horizontalen Beobachtungsebene PL feststehend. Somit wird davon ausgegangen, dass die Zeitverzögerungen der Detektionssignale, die von den zwei Mikrofonen M0 und M3 auf der X-Achse erhalten werden, im Wesentlichen stabilisierte Werte anzeigen, auf der Grundlage der relativen Positionsbeziehung unter den Mikrofonen M0 und M3 und den Geräuschquellen SS1 und SS2.
[Zeitindexzahlen 0 bis Ti1]
Wenn die Ausgabe der ersten Geräuschquelle SS1 vom Anfangsteil der Zeitdomäne (die Zeitindexzahl = 0) begonnen wird, wird somit nur die Zeitverzögerung, die als die erste Spitze des Kreuzkorrelationskoeffizienten gereiht ist, als die Zeitverzögerung auf der X-Achse angegeben. Danach kann in der Zeitdomäne, bevor das Geräusch von der zweiten Geräuschquelle SS2 ausgegeben wird (die Zeitindexzahlen 0 bis Ti1), das Segment gebildet werden, wobei die Zeitverzögerungen als die erste Spitze des Kreuzkorrelationskoeffizienten gereiht sind.
[Zeitindexzahlen Ti1 bis Ti2]
Wird die Ausgabe der zweiten Geräuschquelle SS1 begonnen, so ist die Mehrzahl von Geräuschquellen innerhalb der horizontalen Beobachtungsebene PL vorhanden. In diesem Fall wird eine Mehrzahl von Zeitverzögerungen, die als die erste und die zweite Spitze des Kreuzkorrelationskoeffizienten gereiht sind, als die Zeitverzögerungen auf der X-Achse angezeigt. In diesem Fall entspricht die Zeitverzögerung, die als die erste Spitze (> 0) gereiht ist, der ersten Geräuschquelle SS1, und die Zeitverzögerung, die als die zweite Spitze (< 0) gereiht ist, entspricht der zweiten Geräuschquelle SS2. Somit wird auch in dieser Zeitdomäne die Zeitverzögerung, die als die erste Spitze des Kreuzkorrelationskoeffizienten gereiht ist, kontinuierlich zum Segment derselben Geräuschquelle SS1 addiert.
Andererseits wird bei der Zeitindexzahl Ti1 die Zeitverzögerung, die als die zweite Spitze des Kreuzkorrelationskoeffizienten gereiht ist, als ein Anfangswert der zweiten Geräuschquelle SS2 erkannt. Danach wird in der nachfolgenden Zeitdomäne die Zeitverzögerung, die als die zweite Spitze des Kreuzkorrelationskoeffizienten gereiht ist, zum Segment der Geräuschquellen SS2 addiert.
[Nach der Zeitindexzahl Ti2]
Nachdem die erste Geräuschquelle SS2 anhält, ist nur die Geräuschquelle SS2 als Geräuschquelle vorhanden. In diesem Fall wird nur die Zeitverzögerung, die als die erste Spitze des Kreuzkorrelationskoeffizienten gereiht ist, durch die Zeitverzögerung auf der X-Achse dargestellt. In der nachfolgenden Zeitdomäne entspricht aber die als die erste Spitze gereihte Zeitverzögerung der zweiten Geräuschquelle SS2. Somit wird danach die Zeitverzögerung, die als die erste Spitze des Kreuzkorrelationskoeffizienten gereiht ist, zu dem Segment der Geräuschquelle SS2 addiert.
[Geräuschquellentrennung]
10 ist eine Ansicht, die ein Beispiel veranschaulicht, in welchem die in 9 veranschaulichten Variationen der Zeitverzögerungen auf der X-Achse in Segmente für die jeweiligen Geräuschquellen getrennt werden. In dieser Zeichnung stellt (A) der 10 das Segment der ersten Geräuschquelle SS1 dar, und (B) der 10 stellt das Segment der zweiten Geräuschquelle SS2 dar.
Wie obig ausgeführt wurde, kann in dieser Ausführungsform die Variation der Zeitverzögerung auf jeder Achsenlinie in die Segmente für die jeweiligen Geräuschquellen getrennt werden. Es ist anzumerken, dass, obwohl hier für die X-Achse eine Veranschaulichung bereitgestellt ist, die Trennung in die Segmente für die jeweiligen Geräuschquellen auch für die Y-Achse in einer ähnlichen Weise gemacht werden kann.
11 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Falls veranschaulicht, in welchem das vereinfachte Modell auf eine sich bewegende Geräuschquelle angewendet wird. In diesem Anwendungsbeispiel sind zwei sich bewegende Geräuschquellen SS1 und SS2 innerhalb der horizontalen Beobachtungsebene PL bereitgestellt. Ferner ist der Winkel (die X-Achse und die Y-Achse) der Mikrofoneinheit 10 vom oben erwähnten vereinfachten Modell verschieden.
[Ausführungsbedingung 2]
Von den zwei innerhalb eines schalltoten Raums AR bereitgestellten Geräuschquellen SS1 und SS2 bewegte sich z. B. die erste Geräuschquelle SS1 von einer Position nahe einer der Wände zur anderen Wand und bewegte sich danach erneut zur Position nahe der einen Wand. Im Gegensatz dazu bewegte sich die zweite Geräuschquelle SS2 von einer Position nahe der anderen Wand zu der einen Wand und bewegte sich danach zur Position nahe der anderen Wand. Die Bewegungen dieser zwei Geräuschquellen SS1 und SS2 wurden gleichzeitig und parallel ausgeführt.
[Variationsresultate der Zeitverzögerungen]
12 ist eine Ansicht, die die Variationen der Zeitverzögerungen auf der X-Achse und der Y-Achse veranschaulicht. In dieser Zeichnung stellt (A) der 12 die Variation der Zeitverzögerung auf der X-Achse dar, und (B) der 12 stellt die Variation der Zeitverzögerung auf der Y-Achse dar. Es ist anzumerken, dass die horizontale Achse in der Zeichnung die Zeitindexzahl darstellt. Die vertikale Achse stellt die gereihte Zeitverzögerung τ dar. Ferner sind die als die höchsten ersten bis dritten Spitzen gereihten Zeitverzögerungen hier angezeigt. Ebenso stellen in (A) und (B) der 12 die weißen Kreismarkierungen die Zeitverzögerungen dar, die als die erste Spitze des Kreuzkorrelationskoeffizienten gereiht sind. Die schraffierten Kreismarkierungen stellen die Zeitverzögerungen dar, die als die zweite Spitze des Kreuzkorrelationskoeffizienten gereiht sind. Die schwarzen Kreismarkierungen stellen die Zeitverzögerungen dar, die als die dritte Spitze gereiht sind.
Bewegt sich die Mehrzahl der Geräuschquellen SS1 und SS2, so wird selbst in der idealen Umgebung wie dem schalltoten Raum AR eine Mehrzahl von Zeitverzögerungen, deren Kreuzkorrelationskoeffizienten als erste bis dritte Spitzen gereiht sind, an jeder Position beobachtet, wenn die in der Zeitdomäne variierenden Zeitverzögerungen extrahiert werden. In diesem Fall ermöglicht die Anwendung des Geräuschquellentrennungsprozesses dieser Ausführungsform, dass die auf jeder Achse variierenden Zeitverzögerungen in die Segmente für die jeweiligen Geräuschquellen getrennt werden.
[Beispiele der Trennung in Segmente]
13 ist eine Zeichnung, die ein Beispiel der Trennung in Segmente auf der X-Achse veranschaulicht. In dieser Zeichnung stellt (A) der 13 das Segment dar, das der Geräuschquelle SS1 entspricht, und (B) der 13 stellt das Segment dar, das der Geräuschquelle SS2 entspricht. Ebenso stellt die horizontale Achse in der Zeichnung hier die Zeitindexzahl dar. Die vertikale Achse stellt die gereihte Zeitverzögerung dar. Es ist anzumerken, dass die schwarzen Rautenmarkierungen, die in (A) und (B) der 13 angezeigt sind, τ_virtual (virtuelle Zeitverzögerung) darstellen, die im Segmentationsprozess verwendet wird (hierin gilt nachfolgend dasselbe).
Wie obig ausgeführt wird, ist ersichtlich, dass mit der Anwendung des Geräuschquellentrennungsprozesses dieser Ausführungsform diese, wenn die auf jeder Achse variierenden Zeitverzögerungen in einer komplizierten Weise gemischt sind (12), in die Segmente für die jeweiligen Geräuschquellen getrennt werden können.
[Anwendung des Beispiels auf Flughafen]
Die Anwendung des Beispiels auf das vereinfachte Modell unter Verwendung des schalltoten Raums ist obig beschrieben. Im Folgenden wird das Anwendungsbeispiel, in welchem der tatsächliche Flughafen der Beobachtungsraum ist, beschrieben. Hier wurde die Seite der Piste 25 (1) als Beobachtungspunkt im tatsächlichen Flughafen festgelegt. Die Technik dieser Ausführungsform wurde auf die von der Mikrofoneinheit 10 gemessenen Geräuschdaten angewendet. Es ist anzumerken, dass die Positionsbeziehung zwischen der Piste 25 und der Rollbahn 30 sich von der in 1 veranschaulichten unterscheiden kann.
[Variationsresultate der Zeitverzögerungen]
14 ist eine Ansicht, die die Variationsresultate der Zeitverzögerungen auf der X-Achse und der Y-Achse für gemessene Daten veranschaulicht. Es ist anzumerken, dass (A) der 14 die Variation der Zeitverzögerungen auf der X-Achse darstellt, und (B) der 14 stellt die Variation der Zeitverzögerungen auf der Y-Achse dar. Hier sind die Variationsresultate in der Situation, in welcher, überlappend mit dem Rollgeräusch, das Landegeräusch beobachtet wurde, in der Mitte angezeigt. Es ist anzumerken, dass die weißen Kreismarkierungen in 14 die Zeitverzögerungen darstellen, die als erste Spitze des Kreuzkorrelationskoeffizienten gereiht sind. Die schraffierten Kreismarkierungen stellen die Zeitverzögerungen dar, die als die zweite Spitze des Kreuzkorrelationskoeffizienten gereiht sind. Die schwarzen Kreismarkierungen stellen die Zeitverzögerungen dar, die als die dritte Spitze des Kreuzkorrelationskoeffizienten gereiht sind.
Wie in 14 veranschaulicht ist, wurden für die gemessenen Daten im Flughafen die in der Zeitdomäne auf jeder Achse variierenden Zeitverzögerungen extrahiert. Eine Mehrzahl von Zeitverzögerungen, die als die ersten bis dritten Spitzen des Kreuzkorrelationskoeffizienten gereiht sind, wurde an vielen Punkten beobachtet. Wenn alle Variationsresultate der Zeitverzögerungen als ein Vorgang der Nachverarbeitung gesehen werden, ist ferner zu verstehen, dass es extrem schwierig ist, im Allgemeinen zu identifizieren, von welchem Punkt zu welchem Punkt die Variationen durch dieselbe Geräuschquelle gemacht werden.
In dieser Ausführungsform können durch Durchführung der Segmentation durch den Echtzeitprozess, wie obig erwähnt, die Variationen der Zeitverzögerungen auf jeder Achse in die Segmente für die jeweiligen Geräuschquellen getrennt werden.
[Trennungsbeispiele der Segmente]
15 ist eine Zeichnung, die die Resultate der Trennung der Zeitverzögerungen auf der X-Achse und der Y-Achse in die Segmente für die gemessenen Daten veranschaulicht. In dieser Zeichnung stellen (A) und (B) der 15 die Beispiele der Segmenttrennung der Zeitverzögerungen auf der X-Achse dar, und (C) und (D) der 15 stellen die Beispiele der Segmenttrennung der Zeitverzögerungen auf der Y-Achse dar. Ebenso stellen die weißen Kreismarkierungen in 15 die Zeitverzögerungen dar, die als die erste Spitze des Kreuzkorrelationskoeffizienten gereiht sind. Die schraffierten Kreismarkierungen stellen die Zeitverzögerungen dar, die als die zweite Spitze des Kreuzkorrelationskoeffizienten gereiht sind. Die schwarzen Rautenmarkierungen stellen τ_virtual (virtuelle Zeitverzögerung) dar, die im Segmentationsprozess verwendet wird.
Auch für die gemessenen Daten werden durch Durchführung des obig beschriebenen Segmentationsprozesses die variierenden Zeitverzögerungen z. B. in vier Segmente X1, X2, X3 und X4 auf der X-Achse und in drei Segmente Y1, Y2 und Y3 auf der Y-Achse getrennt.
Hier werden die Segmente grundsätzlich für die jeweiligen Geräuschquellen getrennt. Somit stellt im Grunde genommen die Anzahl der Segmente nach der Trennung die Anzahl der Geräuschquellen dar. In Hinblick auf die Situation, in welcher das Landegeräusch auftritt, während das Rollgeräusch andauert, ist aber das Geräusch (das Landegeräusch), dessen Geräuschdruckpegel in der Mitte groß ist, vorherrschend. Somit ist die Kontinuität der Zeitverzögerungen von der Vergangenheit an unterbrochen. Somit ist als das Trennungsbeispiel der 15 ausreichend Wahrscheinlichkeit gegeben, dass die Anzahl an Segmenten nicht gleich der Anzahl an Geräuschquellen ist.
In dieser Ausführungsform werden unter die Segmente, die auf jeweiligen verschiedenen Achsenlinien getrennt sind, die von derselben Geräuschquelle resultierenden Segmente integriert.
[Segmentationsintegrationsprozess]
Dies bedeutet, dass die oben beschriebene Integrationseinheit 120 für getrennte Geräuschquellen den Segmentintegrationsprozess durchführt. In diesem Prozess wird das Kombinieren der Segmente, die auf den jeweiligen verschiedenen Achsenlinien wie zuvor erwähnt getrennt sind, durchgeführt. In dieser Ausführungsform werden die Segmente unter den verschiedenen Achsenlinien unter Verwendung der Variation des Kreuzkorrelationskoeffizienten R(τ) integriert.
16 ist eine Ansicht, die das Variationsmuster des Kreuzkorrelationskoeffizienten R(τ) jedes Segments veranschaulicht. In 16 veranschaulichen (A), (B) und (C) das Variationsmuster des Kreuzkorrelationskoeffizienten R(τ) des X-Achsensegments. In 16 veranschaulichen (D), (E) und (F) das Variationsmuster des Kreuzkorrelationskoeffizienten R(τ) des Y-Achsensegments. Ferner stellen die weißen Kreismarkierungen in der Zeichnung den ersten Spitzenwert des Kreuzkorrelationskoeffizienten R(τ) dar. Die schraffierten Kreismarkierungen stellen den zweiten Spitzenwert dar. Die schwarzen Kreismarkierungen stellen den dritten Spitzenwert dar.
In der vorliegenden Erfindung wird der Kreuzkorrelationskoeffizient R(τ) anstelle der Zeitverzögerung τ eines gewissen Segments berücksichtigt. Es wurde die Erkenntnis, dass Segmente, die von derselben Geräuschquelle resultieren, ein ziemlich ähnliches Variationsmuster von R(τ) zeigen, erhalten. Dies geht wahrscheinlich darauf zurück, dass das Geräusch, das von der tatsächlichen Geräuschquelle auftritt, durch das Vorhandensein der Variation beeinflusst wird, so z. B. die Änderung in der Motorleistungsausgabe und durch das Wetter, durch welches das Geräusch den Beobachtungspunkt erreicht. Dies bedeutet, dass berücksichtigt wird, dass die Änderung im dadurch beeinflussten Geräusch im Eingabesignal des Mikrofons erscheint.
Somit wird, wenn es eine Kombination der Segmente unter den verschiedenen Achsenlinien in einer gewissen Zeitdomäne gibt, der normalisierte Kreuzkorrelationskoeffizient R(0) mit τ = 0 berechnet. Der normalisierte Kreuzkorrelationskoeffizient R(0) zwischen den Segmenten, die von derselben Geräuschquelle resultieren, steigt bis zu einem gewissen Maß an. Somit wird in dieser Ausführungsform die Kombination der Segmente mit R(0) von mehr als 0,9 als die Kombination der Segmente integriert, die von derselben Geräuschquelle resultieren. Es ist anzumerken, dass, wenn eine Mehrzahl von Kombinationen der Segmente mit R(0) von mehr als 0,9 gegeben ist, die Kombination, die den maximalen Wert von R(0) ausmacht, integriert wird.
[Normalisierter Kreuzkorrelationskoeffizient]
17 ist eine Ansicht, die das Berechnungsbeispiel des normalisierten Kreuzkorrelationskoeffizienten zwischen den Segmenten, die sich in der Zeitdomäne überlappen, veranschaulicht. In 16 werden die Segmente auf der X-Achse in die vertikale Richtung ausgerichtet, und die Segmente auf der Y-Achse werden in die seitliche Richtung ausgerichtet. Die normalisierten Kreuzkorrelationskoeffizienten zwischen den Segmenten sind in einer 4×3-Matrix angezeigt.
[Beispiele für Segmentintegration]
In Beispiel 17 ist ersichtlich, dass, wenn die Kombinationen mit den normalisierten Kreuzkorrelationskoeffizienten von mehr als 0,9 gewählt werden, vier Kombinationen von X1-Y1, X2-Y2, X3-Y3 und X4-Y3 erhalten werden können. Dieses Resultat spiegelt sich wider, und die Beispiele für die Segmentintegration zwischen den Achsen werden durch die Pfeile mit den strichliierten Linien in 16 angezeigt.
[Testresultat]
Als Resultat des Vergleichstest mit Bezug auf das Geräuschereignis bei der Messung wurde bestätigt, dass die Kombinationen von X1-Y1, X3-Y3 und X4-Y3 jene des Rollgeräuschs und die Kombination von X2-Y2 jene des Landegeräuschs war.
Andererseits wurde in (A) und (B) der 16 der Spitzenwert des Rollgeräuschs zwischen den Zeitindices von Tia bis Tib nicht detektiert, weil der Geräuschpegel des tatsächlichen Landegeräuschs ausreichend größer als der Geräuschpegel des Rollgeräuschs war.
Wie dies dargelegt ist, werden in der Identifizierungstechnik dieser Ausführungsform die Variationen der Zeitverzögerungen in der Zeitdomäne auf der Grundlage der Spitzen des Kreuzkorrelationskoeffizienten auf jeder Achse extrahiert. Somit werden die Zeitverzögerungen in die Segmente für die jeweiligen Geräuschquellen unterteilt. Die Segmente werden daraufhin unter den Achsenlinien unter Verwendung der Variation des Kreuzkorrelationskoeffizienten für jedes Segment integriert. Somit können Ankunftsrichtungen von Geräuschen von jeweiligen Geräuschquellen einer Mehrzahl von Geräuschquellen, die gleichzeitig innerhalb eines Beobachtungsraums auftreten, getrennt werden.
Ferner kann die Anzahl von Flugzeugen, die die effektiven Geräuschpegel erzeugen, die gleichzeitig vorhanden sind, automatisch identifiziert werden, was durch die Technik unter Verwendung der Variation eines Geräuschdruckpegels oder einer herkömmlichen Technik unter Verwendung der ersten Spitze eines Kreuzkorrelationskoeffizienten nicht identifiziert werden konnte. Somit kann in der Geräuschpegelevaluierung des einzelnen Geräuschs z. B. Information zur Ermittlung des Einflusses eines Hintergrundgeräusches erhalten werden. Ferner können in der Identifizierungstechnik dieser Ausführungsform die Ankunftsrichtungen der jeweiligen Geräusche gleichzeitig erhalten werden. Somit ist es unter Verwendung der Strukturinformation des Flughafens in Hinblick auf Pisten, Rollbahnen, Randstraßen und so weiter möglich, zuverlässig zu identifizieren, welche Geräuschquelle die jeweiligen Geräusche aufweisen.
Es ist anzumerken, dass die oben erwähnte Ausführungsform dadurch vereinfacht wird, dass die Beobachtung auf der Z-Achse weggelassen wurde. In der Implementierung der vorliegenden Erfindung ist es aber natürlich möglich, die Korrelation der drei Achsen der X-Achse, der Y-Achse und der Z-Achse zu verwenden. Insbesondere ist der Spitzentrend des Kreuzkorrelationskoeffizienten hauptsächlich aufgrund der Bodenreflexion in den Zeitverzögerungen auf der Z-Achse bemerkbar. Die Verwendung eines solchen Trends ist insofern ziemlich nützlich, als sie eine weitere Verbesserung der Genauigkeit der Identifizierung des Bodengeräuschs des Flugzeugs ermöglicht.
Die geoffenbarte Erfindung ist nicht auf die obig beschriebene Ausführungsform beschränkt und kann als auf verschiedene Weisen modifizierte Ausführungsformen implementiert werden. In der obigen Ausführungsform ist ein Flughafen ein zu beobachtender Bereich. Die Geräuschbeobachtungsvorrichtung und das Geräuschbeobachtungsverfahren der vorliegenden Erfindung können aber auch auf andere Beobachtungsräume (zu beobachtende Bereiche) als den Flughafen angewendet werden.
Ferner sind die Bildung der Segmente, die Bedingungen (α, β, 0,9) in Hinblick auf die Integration der Segmente und so weiter, die in der Ausführungsform beschrieben sind, nur beispielhaft. Die Festlegung der Bedingungen kann geeigneterweise entsprechend des zu beobachtenden Bereichs und der Charakteristiken der Geräuscherzeugungsquelle geändert werden.
In der Ausführungsform wird der Kreuzkorrelationskoeffizient zu jeder feststehenden Zeitunterbrechung berechnet. Das Intervall „jeder feststehende Zeitpunkt” muss nicht regelmäßig bereitgestellt werden. Die Berechnung wird zum Beispiel in einem Intervall von 200 ms zu einem gewissen feststehenden Zeitpunkt gemacht. Danach kann der nachfolgende feststehende Zeitpunkt 100 ms später, d. h. kürzer als 200 ms, oder im Gegensatz dazu 300 ms später, d. h. länger als 200 ms, sein.
In einer Ausführungsform werden das Rollgeräusch und das Landegeräusch als Beispiel für die Mehrzahl von Geräuschen bereitgestellt. Die Mehrzahl von Geräuschen kann die Kombination anderer Geräusche sein. Ferner kann die geoffenbarte Erfindung auf drei oder mehr Geräusche angewendet werden, die gleichzeitig auftreten.
Bezugszeichenliste

10: Mikrofoneinheit
100: Beobachtungseinheit
102: Geräuschereignisdetektionseinheit
106: Ankunftsrichtungsvektor-Berechnungseinheit
110: Geräuschquellentrennungs-Verarbeitungseinheit
112: Kreuzkorrelationskoeffizienten-Berechnungseinheit
114: Spitzensuchverarbeitungseinheit
116: Segmentationsverarbeitungseinheit
120: Integrationseinheit für getrennte Geräuschquellen
122: normalisierte Kreuzkorrelationskoeffizienten-Berechnungseinheit
124: Segmentintegrationsverarbeitungseinheit
130: Identifizierungsresultat-Ausgabeeinheit

Claims

Geräuschbeobachtungsvorrichtung, die umfasst: Berechnungsmittel, unter Verwendung zweier jeweils auf einer Mehrzahl von Achsenlinien, die innerhalb eines Beobachtungsraums definiert sind, in welchem eine Mehrzahl von Geräuschquellen vorhanden ist, beabstandeter Mikrofone, zur Berechnung eines Kreuzkorrelationskoeffizienten eines Geräuschs, das an jedem der Mikrofone ankommt, für jede der Achsenlinien zu jedem feststehenden Zeitpunkt; Gruppierungsmittel zur Sammlung einer Mehrzahl von Zeitverzögerungen, die in einer Zeitdomäne variieren, durch Extrahieren einer Mehrzahl von Zeitverzögerungen in einer Reihenfolge von einem größten Kreuzkorrelationskoeffizienten ausgehend und Bilden eines Satzes von aufeinander folgenden Zeitverzögerungen für jede der Achsenlinien, wobei die Zeitverzögerungen einen Spitzentrend des Kreuzkorrelationskoeffizienten anzeigen, der zu jedem feststehenden Zeitpunkt durch das Berechnungsmittel berechnet wird; und Integrationsmittel, auf der Grundlage einer Kreuzkorrelation zwischen verschiedenen Achsenlinien, zur Kombination von Sätzen aus Zeitverzögerungen, die aus einer selben Geräuschquelle resultieren, unter den Sätzen aus Zeitverzögerungen für jede der Achsenlinien, die durch das Gruppierungsmittel gebildet werden.
Geräuschbeobachtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Gruppierungsmittel zu jedem feststehenden Zeitpunkt überprüft, ob die Mehrzahl von Zeitverzögerungen, die einen Spitzentrend anzeigt, ein Anfangswert für jede der Geräuschquelle ist oder nicht, vor dem Bilden des Satzes aus aufeinander folgenden Zeitverzögerungen.
Geräuschbeobachtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei, wenn unter der Mehrzahl von Zeitverzögerungen, die den Spitzentrend zu jedem feststehenden Zeitpunkt anzeigen, nur ein einziger Wert einer Zeitverzögerung gegeben ist, deren Differenz von einer bestimmten Zeitverzögerung, die einen Spitzentrend zu einem unmittelbar vorherigen feststehenden Zeitpunkt anzeigt, geringer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, dann addiert das Gruppierungsmittel den einzigen Wert zum selben Satz wie die bestimmte Zeitverzögerung, und wenn der einzige Wert nicht gegeben ist, berechnet das Gruppierungsmittel eine virtuelle Zeitverzögerung durch die Methode der kleinsten Quadrate unter Verwendung wenigstens der bestimmten Zeitverzögerung und einer vorherigen Zeitverzögerung.
Geräuschbeobachtungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei, wenn der einzige Wert aufgrund des Vorhandenseins einer Mehrzahl von Zeitverzögerungen, deren Differenzen von der bestimmten Zeitverzögerung geringer als der vorbestimmte Schwellenwert sind, nicht gegeben ist und wenn darin ein bestimmter Wert gegeben ist, dessen Differenz von der virtuellen Zeitverzögerung geringer als ein bestimmter Schwellenwert ist, das Gruppierungsmittel den bestimmten Wert zum selben Satz wie die bestimmte Zeitverzögerung addiert, und wenn keine bestimmte Zeit gegeben ist oder wenn der einzige Wert aufgrund des Fehlens der Zeitverzögerung, deren Differenz von der bestimmten Zeitverzögerung geringer als der vorbestimmte Schwellenwert ist, nicht gegeben ist, das Gruppierungsmittel die virtuelle Zeitverzögerung zum selben Satz wie die bestimmte Zeitverzögerung addiert.
Geräuschbeobachtungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei, wenn die virtuellen Zeitverzögerungen aufeinanderfolgend zu jedem feststehenden Zeitpunkt eine vorbestimmte Anzahl von Zeiten zum Satz addiert werden, das Gruppierungsmittel die vorbestimmte Anzahl an virtuellen Zeitverzögerungen löscht und die Bildung des Satzes beendet.
Geräuschbeobachtungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei, wenn, als ein Resultat des Löschens der vorbestimmten Anzahl von virtuellen Zeitverzögerungen und des Beendens der Bildung des Satzes, die Anzahl der Zeitverzögerungen, die im Satz umfasst ist, kleiner oder gleich einer vorbestimmten Anzahl ist, das Gruppierungsmittel den Satz annulliert.
Geräuschbeobachtungsverfahren, das umfasst: einen Berechnungsschritt, unter Verwendung zweier jeweils auf einer Mehrzahl von Achsenlinien, die innerhalb eines Beobachtungsraums definiert sind, in welchem eine Mehrzahl von Geräuschquellen vorhanden ist, beabstandeter Mikrofone, des Berechnens eines Kreuzkorrelationskoeffizienten eines Geräuschs, das an jedem der Mikrofone ankommt, für jede der Achsenlinien zu jedem feststehenden Zeitpunkt; einen Gruppierungsschritt des Sammelns einer Mehrzahl von Zeitverzögerungen, die in einer Zeitdomäne variieren, durch Extrahieren einer Mehrzahl von Zeitverzögerungen in einer Reihenfolge von einem größten Kreuzkorrelationskoeffizienten ausgehend und Bilden eines Satzes von aufeinander folgenden Zeitverzögerungen für jede der Achsenlinien, wobei die Zeitverzögerungen einen Spitzentrend eines Kreuzkorrelationskoeffizienten anzeigen, der zu jedem feststehenden Zeitpunkt im Berechnungsschritt berechnet wird; und einen Integrationsschritt, auf der Grundlage einer Kreuzkorrelation zwischen verschiedenen Achsenlinien, des Kombinierens von Sätzen aus Zeitverzögerungen, die aus einer selben Geräuschquelle resultieren, unter den Sätzen aus Zeitverzögerungen für jede der Achsenlinien, die im Gruppierungsschritt gebildet werden.
Geräuschbeobachtungsverfahren nach Anspruch 7, das ferner umfasst: einen Überprüfungsschritt des Überprüfens, zu jedem feststehenden Zeitpunkt, ob die Mehrzahl von Zeitverzögerungen, die den Spitzentrend anzeigt, ein Anfangswert für jede der Geräuschquellen ist oder nicht, vor dem Bilden des Satzes aus aufeinander folgenden Zeitverzögerungen.
Geräuschbeobachtungsverfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Gruppierungsschritt die Schritte umfasst: Bestimmen unter der Mehrzahl von Zeitverzögerungen, die den Spitzentrend zu jedem feststehenden Zeitpunkt anzeigen, ob ein einziger Wert einer Zeitverzögerung gegeben ist oder nicht, deren Differenz von einer bestimmten Zeitverzögerung, die einen Spitzentrend zu einem unmittelbar vorherigen feststehenden Zeitpunkt angibt, geringer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist; Addieren, wenn bestimmt ist, dass der einzige Wert gegeben ist, des einzigen Werts zu demselben Satz wie die bestimmte Zeitverzögerung; und Berechnen, wenn bestimmt ist, dass der einzige Wert nicht gegeben ist, einer virtuellen Zeitverzögerung durch eine Methode der kleinsten Quadrate unter Verwendung wenigstens der bestimmten Zeitverzögerung und einer vorherigen Zeitverzögerung.
Geräuschbeobachtungsverfahren nach Anspruch 9, wobei der Gruppierungsschritt ferner die Schritte umfasst: Bestimmen, ob der einzige Wert aufgrund des Vorhandenseins einer Mehrzahl der Zeitverzögerungen nicht gegeben ist, deren Differenzen von der bestimmten Zeitverzögerung geringer als der vorbestimmte Schwellenwert sind, oder ob der einzige Wert aufgrund des Fehlens unter der Mehrzahl von Zeitverzögerungen der Zeitverzögerung nicht gegeben ist, deren Differenz von der bestimmten Zeitverzögerung geringer als der vorbestimmte Schwellenwert ist; Bestimmen, wenn bestimmt ist, dass der einzige Wert aufgrund des Vorhandenseins der Mehrzahl von Zeitverzögerungen, deren Differenzen von der bestimmten Zeitverzögerung geringer als der vorbestimmte Schwellenwert sind, nicht gegeben ist, ob darin ein bestimmter Wert gegeben ist oder nicht, dessen Differenz von der virtuellen Zeitverzögerung geringer als ein bestimmter Schwellenwert ist; Addieren, wenn bestimmt ist, dass der bestimmte Wert gegeben ist, des bestimmten Werts zu demselben Satz wie die bestimmte Zeitverzögerung; und Addieren, wenn bestimmt ist, dass keine bestimmte Zeit gegeben ist oder dass_, der einzige Wert aufgrund des Fehlens der Zeitverzögerung nicht gegeben ist, deren Differenz von der bestimmten Zeitverzögerung geringer als der vorbestimmte Schwellenwert ist, der virtuellen Zeitverzögerung zu demselben Satz wie die bestimmte Zeitverzögerung.
Geräuschbeobachtungsverfahren nach Anspruch 10, das ferner umfasst: einen Beendigungsbestimmungsschritt, wenn die virtuellen Zeitverzögerungen aufeinanderfolgend zu jedem feststehenden Zeitpunkt eine vorbestimmte Anzahl von Malen im Gruppierungsschritt zu dem Satz addiert werden, des Löschens der vorbestimmten Anzahl von virtuellen Zeitverzögerungen und des Beendens der Bildung des Satzes.
Geräuschbeobachtungsverfahren nach Anspruch 11, wobei im Beendigungsbestimmungsschritt, wenn als ein Resultat des Löschens der vorbestimmten Anzahl von virtuellen Zeitverzögerungen und des Beendens der Bildung des Satzes die Anzahl von Zeitverzögerungen, die im Satz umfasst ist, kleiner oder gleich einer vorgeschriebenen Anzahl ist, der Satz annulliert wird.