JP2000121719A - 音源位置標定装置 - Google Patents
音源位置標定装置Info
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- JP2000121719A JP2000121719A JP10297764A JP29776498A JP2000121719A JP 2000121719 A JP2000121719 A JP 2000121719A JP 10297764 A JP10297764 A JP 10297764A JP 29776498 A JP29776498 A JP 29776498A JP 2000121719 A JP2000121719 A JP 2000121719A
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- circuit
- sound
- time difference
- orientation
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 伝達関数や雑音状況の違いから来る検知時刻
誤差を軽減し、精度の良い音源位置標定結果を得ること
ができる音源位置標定装置を提供する。 【解決手段】 各音響センサ２ａ〜２ｎに接続される検
知時刻算出回路４ａ〜４ｎと、この検知時刻算出回路４
ａ〜４ｎに接続される同一音検定回路５と、この同一音
検定回路５に接続される第１の標定位置算出回路６と、
この第１の標定位置算出回路６に接続される結果判定回
路９と、前記音響センサ２ａ〜２ｎに接続されるととも
に、前記同一音検定回路５により同一音と判定された情
報のみについて時間差精測処理を施す時間差精測回路７
と、この時間差精測回路７に接続される第２の標定位置
算出回路８とを備え、前記第１の標定位置算出回路６と
前記第２の標定位置算出回路８による標定処理の各々の
出力を前記結果判定回路９により比較して誤差の少ない
方を最終標定位置出力とする。
誤差を軽減し、精度の良い音源位置標定結果を得ること
ができる音源位置標定装置を提供する。 【解決手段】 各音響センサ２ａ〜２ｎに接続される検
知時刻算出回路４ａ〜４ｎと、この検知時刻算出回路４
ａ〜４ｎに接続される同一音検定回路５と、この同一音
検定回路５に接続される第１の標定位置算出回路６と、
この第１の標定位置算出回路６に接続される結果判定回
路９と、前記音響センサ２ａ〜２ｎに接続されるととも
に、前記同一音検定回路５により同一音と判定された情
報のみについて時間差精測処理を施す時間差精測回路７
と、この時間差精測回路７に接続される第２の標定位置
算出回路８とを備え、前記第１の標定位置算出回路６と
前記第２の標定位置算出回路８による標定処理の各々の
出力を前記結果判定回路９により比較して誤差の少ない
方を最終標定位置出力とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の音響受信手
段で受信した音響の到達時刻の差から、音響の発生位置
を推定する音源位置標定装置に関するものである。
段で受信した音響の到達時刻の差から、音響の発生位置
を推定する音源位置標定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば、 「（１）丹羽 登 著：超音波計測 Ｐ．９９〜１０２
昭晃堂 （２）佐藤 慎一 他：ニューラルネットワークに基づ
く多音源位置推定 神経回路学会 １９９１年１２月１
３日予稿集」等が挙げられる。
例えば、 「（１）丹羽 登 著：超音波計測 Ｐ．９９〜１０２
昭晃堂 （２）佐藤 慎一 他：ニューラルネットワークに基づ
く多音源位置推定 神経回路学会 １９９１年１２月１
３日予稿集」等が挙げられる。
【０００３】ある音源から発生した音響は、異なる位置
に設置された２個の音響センサには時間差を伴って到達
する。距離差（時間差×音速）が一定となる軌跡は双曲
線を構成するので、このような時間差をもって２個の音
響センサに到達する音源位置はかかる双曲線上に存在す
る。従って、異なる２個の音響センサの複数の組みによ
って複数の双曲線を求めると、これら双曲線の交点をも
って音源の位置を標定することができる。これを一般に
双曲線法アルゴリズムと呼ぶ。この種の装置の基本原理
は、上記文献（１）等に示されている。
に設置された２個の音響センサには時間差を伴って到達
する。距離差（時間差×音速）が一定となる軌跡は双曲
線を構成するので、このような時間差をもって２個の音
響センサに到達する音源位置はかかる双曲線上に存在す
る。従って、異なる２個の音響センサの複数の組みによ
って複数の双曲線を求めると、これら双曲線の交点をも
って音源の位置を標定することができる。これを一般に
双曲線法アルゴリズムと呼ぶ。この種の装置の基本原理
は、上記文献（１）等に示されている。
【０００４】また、音源数は１個とは限らず、複数の音
源から音が発生する場合もあり、正しいデータの組み合
わせ（以下、同一音検定と呼ぶ）を決定する必要がある
が、最適な同一音検定の手法として、上記文献（２）等
に示されるものがある。このような原理に従い、１個以
上の音源位置を標定する音源位置標定装置としては、従
来、図２に示すものがある。なお、図２に示す構成およ
び以下の動作説明は、音源位置標定に関する内容に留め
ており、一般的な信号の増幅、伝送方式等には言及しな
い。
源から音が発生する場合もあり、正しいデータの組み合
わせ（以下、同一音検定と呼ぶ）を決定する必要がある
が、最適な同一音検定の手法として、上記文献（２）等
に示されるものがある。このような原理に従い、１個以
上の音源位置を標定する音源位置標定装置としては、従
来、図２に示すものがある。なお、図２に示す構成およ
び以下の動作説明は、音源位置標定に関する内容に留め
ており、一般的な信号の増幅、伝送方式等には言及しな
い。
【０００５】図２の音源位置標定装置は、複数個の音源
１ａ〜１ｍが同一平面上に存在することを前提とした２
次元音源位置標定装置である。さらに、所定時間に限っ
てみた場合に、複数個の音源１ａ〜１ｍから時間的に相
互関係なく音響を発生することを想定している。複数個
の音源１ａ〜１ｍから発生した音響は、音源と同一平面
に分散配置された複数個の音響センサ２ａ〜２ｎに、音
源位置と音響センサ２ａ〜２ｎ間の距離を音速で除した
時間後に到達する。各音響センサ２ａ〜２ｎは、受信し
た音を電気信号に変換して演算処理部３に伝送する。
１ａ〜１ｍが同一平面上に存在することを前提とした２
次元音源位置標定装置である。さらに、所定時間に限っ
てみた場合に、複数個の音源１ａ〜１ｍから時間的に相
互関係なく音響を発生することを想定している。複数個
の音源１ａ〜１ｍから発生した音響は、音源と同一平面
に分散配置された複数個の音響センサ２ａ〜２ｎに、音
源位置と音響センサ２ａ〜２ｎ間の距離を音速で除した
時間後に到達する。各音響センサ２ａ〜２ｎは、受信し
た音を電気信号に変換して演算処理部３に伝送する。
【０００６】演算処理部３は、音響センサ２ａ〜２ｎ毎
に対応した検知時刻算出回路４ａ〜４ｎ、同一音検定回
路５、標定位置算出回路６から構成されている。各音響
センサ２ａ〜２ｎからの受信信号は各々検知時刻算出回
路４ａ〜４ｎにおいて受信時刻を決定される。時刻検知
の方法としては、信号の立ち上がり点や最大振幅点など
から検知する等種々の方法がある。
に対応した検知時刻算出回路４ａ〜４ｎ、同一音検定回
路５、標定位置算出回路６から構成されている。各音響
センサ２ａ〜２ｎからの受信信号は各々検知時刻算出回
路４ａ〜４ｎにおいて受信時刻を決定される。時刻検知
の方法としては、信号の立ち上がり点や最大振幅点など
から検知する等種々の方法がある。
【０００７】図３に立ち上がり点での時刻検知、図４に
最大振幅点での時刻検知の例を示す。これらの図に示す
ように、立ち上がり点での検知時刻Ｔ３ａおよびＴ３ｂ
と、最大振幅点での検知時刻Ｔ４ａおよびＴ４ｂは各々
一致はしないが、２つの音響センサ間の時間差（Ｔ３ａ
−Ｔ３ｂ）と（Ｔ４ａ−Ｔ４ｂ）は、２つの音響センサ
の信号波形が等しい時には一致し、検知方法には依存し
ない。音源位置標定は時間差を計算に用いるものである
ので、以後、最大振幅点での検知を例として説明する。
最大振幅点での時刻検知の例を示す。これらの図に示す
ように、立ち上がり点での検知時刻Ｔ３ａおよびＴ３ｂ
と、最大振幅点での検知時刻Ｔ４ａおよびＴ４ｂは各々
一致はしないが、２つの音響センサ間の時間差（Ｔ３ａ
−Ｔ３ｂ）と（Ｔ４ａ−Ｔ４ｂ）は、２つの音響センサ
の信号波形が等しい時には一致し、検知方法には依存し
ない。音源位置標定は時間差を計算に用いるものである
ので、以後、最大振幅点での検知を例として説明する。
【０００８】音源１ａ〜１ｍから各々ｐ個の音が発生し
た場合、各音響センサ２ａ〜２ｎでは（音源個数×ｐ）
個の音が受信され、検知時刻算出回路４ａ〜４ｎは（音
源個数×ｐ）個の検知時刻を独立な時間軸上に出力す
る。図５に４つの音が受信された場合を例として示す。
音源と音響センサ間の距離関係によって各音響センサに
到達する時刻は異なるため、４つの音の到達順序Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄは必ずしも全ての音響センサで一致しない。
た場合、各音響センサ２ａ〜２ｎでは（音源個数×ｐ）
個の音が受信され、検知時刻算出回路４ａ〜４ｎは（音
源個数×ｐ）個の検知時刻を独立な時間軸上に出力す
る。図５に４つの音が受信された場合を例として示す。
音源と音響センサ間の距離関係によって各音響センサに
到達する時刻は異なるため、４つの音の到達順序Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄは必ずしも全ての音響センサで一致しない。
【０００９】次に、同一音検定回路５で音源位置を計算
するため必要な正しい受信時刻の組み合わせ（図５にお
ける点線）を決定する。上記した参考文献（２）では同
一音検定の方法としてニューラルネットワークを用いて
いるが、他の方法でも良い。そして最終的に同一音検定
回路５で決定された正しい時刻の組み合わせについて、
標定位置算出回路６において双曲線法アルゴリズムを使
用して標定位置を算出する。
するため必要な正しい受信時刻の組み合わせ（図５にお
ける点線）を決定する。上記した参考文献（２）では同
一音検定の方法としてニューラルネットワークを用いて
いるが、他の方法でも良い。そして最終的に同一音検定
回路５で決定された正しい時刻の組み合わせについて、
標定位置算出回路６において双曲線法アルゴリズムを使
用して標定位置を算出する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た構成の音源位置標定装置では、各音響センサで受信さ
れる音響信号波形が等しいという仮定がある。実際には
ある一つの音源位置から音響センサまでの伝搬経路は音
響センサ毎に異なるため、伝達関数が音響センサ毎に異
なり、受信した信号波形に違いが生ずる。
た構成の音源位置標定装置では、各音響センサで受信さ
れる音響信号波形が等しいという仮定がある。実際には
ある一つの音源位置から音響センサまでの伝搬経路は音
響センサ毎に異なるため、伝達関数が音響センサ毎に異
なり、受信した信号波形に違いが生ずる。
【００１１】また、音響センサ近傍での雑音状況も音響
センサ毎に異なるために雑音の重畳状況も異なる。即
ち、各音響センサで受信される音響信号波形が等しいと
いう仮定は必ずしも成立せず、このような場合には検知
時刻算出回路での受信時刻決定に大きな誤差を生じ、ひ
いては標定位置算出にも大きな誤差を生ずるという問題
があった。
センサ毎に異なるために雑音の重畳状況も異なる。即
ち、各音響センサで受信される音響信号波形が等しいと
いう仮定は必ずしも成立せず、このような場合には検知
時刻算出回路での受信時刻決定に大きな誤差を生じ、ひ
いては標定位置算出にも大きな誤差を生ずるという問題
があった。
【００１２】本発明は、上記問題点を解決するため、同
一音検定の後に、同一音と判定された音について複数の
音響センサ間で波形による時間差精測を施すことによ
り、伝達関数や雑音状況の違いから来る検知時刻誤差を
軽減し、精度の良い音源位置標定結果を得ることができ
る音源位置標定装置を提供することを目的とする。
一音検定の後に、同一音と判定された音について複数の
音響センサ間で波形による時間差精測を施すことによ
り、伝達関数や雑音状況の違いから来る検知時刻誤差を
軽減し、精度の良い音源位置標定結果を得ることができ
る音源位置標定装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔１〕複数の音響センサで受信される音響信号の時間差
から時間差が一定となる軌跡が双曲線となる性質を利用
して双曲線の交点を求めることにより音響の発生位置を
推定する音源位置標定装置において、各音響センサに接
続される検知時刻算出回路と、この検知時刻算出回路に
接続される同一音検定回路と、この同一音検定回路に接
続される第１の標定位置算出回路と、この第１の標定位
置算出回路に接続される結果判定回路と、前記音響セン
サに接続されるとともに、前記同一音検定回路により同
一音と判定された情報のみについて時間差精測処理を施
す時間差精測回路と、この時間差精測回路に接続される
第２の標定位置算出回路とを備え、前記第１の標定位置
算出回路と前記第２の標定位置算出回路による標定処理
の各々の出力を前記結果判定回路により比較して誤差の
少ない方を最終標定位置出力とするようにしたものであ
る。
成するために、 〔１〕複数の音響センサで受信される音響信号の時間差
から時間差が一定となる軌跡が双曲線となる性質を利用
して双曲線の交点を求めることにより音響の発生位置を
推定する音源位置標定装置において、各音響センサに接
続される検知時刻算出回路と、この検知時刻算出回路に
接続される同一音検定回路と、この同一音検定回路に接
続される第１の標定位置算出回路と、この第１の標定位
置算出回路に接続される結果判定回路と、前記音響セン
サに接続されるとともに、前記同一音検定回路により同
一音と判定された情報のみについて時間差精測処理を施
す時間差精測回路と、この時間差精測回路に接続される
第２の標定位置算出回路とを備え、前記第１の標定位置
算出回路と前記第２の標定位置算出回路による標定処理
の各々の出力を前記結果判定回路により比較して誤差の
少ない方を最終標定位置出力とするようにしたものであ
る。
【００１４】〔２〕複数の音響センサで受信される音響
信号の時間差から時間差が一定となる軌跡が双曲線とな
る性質を利用して双曲線の交点を求めることにより音響
の発生位置を推定する音源位置標定装置において、各音
響センサに接続される検知時刻算出回路と、この検知時
刻算出回路に接続される同一音検定回路と、前記音響セ
ンサに接続されるとともに、前記同一音検定回路により
同一音と判定された情報のみについて時間差精測処理を
施す時間差精測回路と、この時間差精測回路に接続され
る標定位置算出回路とを備え、この標定位置算出回路か
らの出力を最終標定位置出力とするようにしたものであ
る。
信号の時間差から時間差が一定となる軌跡が双曲線とな
る性質を利用して双曲線の交点を求めることにより音響
の発生位置を推定する音源位置標定装置において、各音
響センサに接続される検知時刻算出回路と、この検知時
刻算出回路に接続される同一音検定回路と、前記音響セ
ンサに接続されるとともに、前記同一音検定回路により
同一音と判定された情報のみについて時間差精測処理を
施す時間差精測回路と、この時間差精測回路に接続され
る標定位置算出回路とを備え、この標定位置算出回路か
らの出力を最終標定位置出力とするようにしたものであ
る。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。図１は本発明の第１実施例を示す音
源位置標定装置のブロック図である。なお、従来の図２
の音源位置標定装置と同一構成の部分には同一の番号を
付している。
て詳細に説明する。図１は本発明の第１実施例を示す音
源位置標定装置のブロック図である。なお、従来の図２
の音源位置標定装置と同一構成の部分には同一の番号を
付している。
【００１６】本発明による音源位置標定装置も、複数個
の音源１ａ〜１ｍが同一平面上に存在することを前提と
した２次元音源位置標定装置である。さらに、所定時間
に限ってみた場合に、複数個の音源１ａ〜１ｍから時間
的に相互関係なく音響を発生することを想定している。
図１に示すように、複数個の音源１ａ〜１ｍから発生し
た音響は、音源と同一平面に分散配置された複数個の音
響センサ２ａ〜２ｎに、音源位置と音響センサ間の距離
を音速で除した時間後に到達する。各音響センサ２ａ〜
２ｎは、受信した音を電気信号に変換して演算処理部３
に伝送する。以上は従来構成の音源位置標定装置と全く
変わらない。
の音源１ａ〜１ｍが同一平面上に存在することを前提と
した２次元音源位置標定装置である。さらに、所定時間
に限ってみた場合に、複数個の音源１ａ〜１ｍから時間
的に相互関係なく音響を発生することを想定している。
図１に示すように、複数個の音源１ａ〜１ｍから発生し
た音響は、音源と同一平面に分散配置された複数個の音
響センサ２ａ〜２ｎに、音源位置と音響センサ間の距離
を音速で除した時間後に到達する。各音響センサ２ａ〜
２ｎは、受信した音を電気信号に変換して演算処理部３
に伝送する。以上は従来構成の音源位置標定装置と全く
変わらない。
【００１７】演算処理部３は、音響センサ毎に対応した
検知時刻算出回路４ａ〜４ｎ、同一音検定回路５、第１
の標定位置算出回路６を従来と同様に構成要素として持
っている。この実施例では、それに加えて時間差精測回
路７、時間差精測の結果を用いる第２の標定位置算出回
路８、第１の標定位置算出回路６の出力と、第２の標定
位置算出回路８の出力のどちらを標定位置出力ＯＵ
Ｔ1 、つまり、最終結果とするかを判定する結果判定回
路９が設けられている点が従来のものと異なる。
検知時刻算出回路４ａ〜４ｎ、同一音検定回路５、第１
の標定位置算出回路６を従来と同様に構成要素として持
っている。この実施例では、それに加えて時間差精測回
路７、時間差精測の結果を用いる第２の標定位置算出回
路８、第１の標定位置算出回路６の出力と、第２の標定
位置算出回路８の出力のどちらを標定位置出力ＯＵ
Ｔ1 、つまり、最終結果とするかを判定する結果判定回
路９が設けられている点が従来のものと異なる。
【００１８】演算処理部３の動作は大きく次の３つに分
けられる。即ち、（１）従来と同様の手法により音源位
置を算出する「一次標定位置算出」。（２）一次標定位
置算出の過程で求められた組合わせ情報を用いて音響セ
ンサ間同士の信号の時間差を精度良く求めた上で再度標
定位置算出する「二次標定位置算出」。（３）「一次標
定位置算出」と「二次標定位置算出」の各々で算出され
た標定位置の結果の確かさを判定して最終的な標定位置
を得る「結果判定」に分けられる。
けられる。即ち、（１）従来と同様の手法により音源位
置を算出する「一次標定位置算出」。（２）一次標定位
置算出の過程で求められた組合わせ情報を用いて音響セ
ンサ間同士の信号の時間差を精度良く求めた上で再度標
定位置算出する「二次標定位置算出」。（３）「一次標
定位置算出」と「二次標定位置算出」の各々で算出され
た標定位置の結果の確かさを判定して最終的な標定位置
を得る「結果判定」に分けられる。
【００１９】以下に各々の動作を詳細に説明する。 （１）一次標定位置算出 各音響センサ２ａ〜２ｎからの受信信号は各々検知時刻
算出回路４ａ〜４ｎにおいて受信時刻を決定され、各々
独立な時間軸上に複数の検知時刻を出力する。同一音検
定回路５で音源位置を計算するため必要な正しい受信時
刻の組み合わせを決定する。以上は従来の音源位置標定
装置と変わらない。同一音検定回路５の出力により、第
１の標定位置算出回路６で双曲線法アルゴリズムを用
い、標定位置を算出する手順も従来と同じである。この
時、座標と同時に演算誤差分散も併せて出力し、これを
一次標定位置として結果判定回路９により一時的に蓄え
ておく。
算出回路４ａ〜４ｎにおいて受信時刻を決定され、各々
独立な時間軸上に複数の検知時刻を出力する。同一音検
定回路５で音源位置を計算するため必要な正しい受信時
刻の組み合わせを決定する。以上は従来の音源位置標定
装置と変わらない。同一音検定回路５の出力により、第
１の標定位置算出回路６で双曲線法アルゴリズムを用
い、標定位置を算出する手順も従来と同じである。この
時、座標と同時に演算誤差分散も併せて出力し、これを
一次標定位置として結果判定回路９により一時的に蓄え
ておく。
【００２０】（２）二次標定位置算出 一方、音響センサ２ａ〜２ｎからの信号は検知時刻算出
回路４ａ〜４ｎに送られるのと並行して時間差精測回路
７に蓄えられる。時間差精測回路７では同一音検定回路
５で決定された正しい時刻の組み合わせを用いて対応す
る組み合わせの信号同士の時間差を以下の手法により精
度良く測定する。
回路４ａ〜４ｎに送られるのと並行して時間差精測回路
７に蓄えられる。時間差精測回路７では同一音検定回路
５で決定された正しい時刻の組み合わせを用いて対応す
る組み合わせの信号同士の時間差を以下の手法により精
度良く測定する。
【００２１】例として、音響センサ２ａからのディジタ
ル的にサンプリングされたＮ個の信号を Ｘ(n) ｛但し、ｎ＝０〜Ｎ−１｝ 同様に、音響センサ２ｂからのディジタル的にサンプリ
ングされたＮ個の信号を、 Ｙ(n) ｛但し、ｎ＝０〜Ｎ−１｝ とする。サンプリング周期は対象とする信号の周波数特
性、算出する時間差の精度等により任意に決定するもの
であるので、ここでは厳密には規定しない。
ル的にサンプリングされたＮ個の信号を Ｘ(n) ｛但し、ｎ＝０〜Ｎ−１｝ 同様に、音響センサ２ｂからのディジタル的にサンプリ
ングされたＮ個の信号を、 Ｙ(n) ｛但し、ｎ＝０〜Ｎ−１｝ とする。サンプリング周期は対象とする信号の周波数特
性、算出する時間差の精度等により任意に決定するもの
であるので、ここでは厳密には規定しない。
【００２２】入力信号は実数であるので、相互相関関数
として次式を定義する。
として次式を定義する。
【００２３】
【数１】
【００２４】この関数は２つの信号Ｘ(n) とＹ(n) を少
しずつズラしていった場合、図６に示すように、２つの
信号が最も良く一致するズラし方をした時に最大となる
性質を持つ。従って、相互相関関数ＲXYが最大となるズ
レに相当するｍとサンプリング周期を乗じた値が２つの
信号Ｘ(n) とＹ(n) の時間差となる。なお、図６（ａ）
は波形の一致度が良い（相関値が高い）場合、図６
（ｂ）は波形の一致度が悪い（相関値が低い）場合をそ
れぞれ示している。
しずつズラしていった場合、図６に示すように、２つの
信号が最も良く一致するズラし方をした時に最大となる
性質を持つ。従って、相互相関関数ＲXYが最大となるズ
レに相当するｍとサンプリング周期を乗じた値が２つの
信号Ｘ(n) とＹ(n) の時間差となる。なお、図６（ａ）
は波形の一致度が良い（相関値が高い）場合、図６
（ｂ）は波形の一致度が悪い（相関値が低い）場合をそ
れぞれ示している。
【００２５】時間差の算出方法として相互相関関数を用
いることにより、図７のａに示すように、２つの信号Ｘ
(n) とＹ(n) のうち、どちらか一方にローカルな雑音が
入った場合でも、両者の波形の全体の形状が一致するｍ
の値の時に相互相関関数ＲXYとしては大きな値を持つの
で、局所的な雑音に対して影響され難いという特徴を持
つ。図７において、ａはローカルな雑音を示している。
いることにより、図７のａに示すように、２つの信号Ｘ
(n) とＹ(n) のうち、どちらか一方にローカルな雑音が
入った場合でも、両者の波形の全体の形状が一致するｍ
の値の時に相互相関関数ＲXYとしては大きな値を持つの
で、局所的な雑音に対して影響され難いという特徴を持
つ。図７において、ａはローカルな雑音を示している。
【００２６】また、各音響センサ２ａ〜２ｎからの全て
の波形情報に対して相互相関関数を求めるのは膨大な演
算量を要することになるが、この実施例においては検知
時刻算出回路４ａ〜４ｎで時刻を決定し、同一音検定回
路５で相関関数を求めるべき正しい組み合わせを予め算
出する手段を設けているので、処理量の低減が図られて
いる。
の波形情報に対して相互相関関数を求めるのは膨大な演
算量を要することになるが、この実施例においては検知
時刻算出回路４ａ〜４ｎで時刻を決定し、同一音検定回
路５で相関関数を求めるべき正しい組み合わせを予め算
出する手段を設けているので、処理量の低減が図られて
いる。
【００２７】以上により、時間差精測回路７を設けるこ
とにより、従来のものよりも精度の高い時間差として二
次時間差情報が算出される。時間差精測回路７で精測さ
れた時間差情報を用いて、第２の標定位置算出回路８に
おいて双曲線法アルゴリズムを使用し二次標定位置を算
出し、結果判定回路９に送る。第２の標定位置算出回路
８での処理内容は、第１の標定位置算出回路６での一次
標定位置算出における処理内容と全く同じであり、算出
結果には標定位置と誤差分散を含んでいる。
とにより、従来のものよりも精度の高い時間差として二
次時間差情報が算出される。時間差精測回路７で精測さ
れた時間差情報を用いて、第２の標定位置算出回路８に
おいて双曲線法アルゴリズムを使用し二次標定位置を算
出し、結果判定回路９に送る。第２の標定位置算出回路
８での処理内容は、第１の標定位置算出回路６での一次
標定位置算出における処理内容と全く同じであり、算出
結果には標定位置と誤差分散を含んでいる。
【００２８】（３）結果判定 結果判定回路９では、第１の標定位置算出回路６からの
一次標定位置と、第２の標定位置算出回路８からの二次
標定位置との各々の誤差分散を比較する。誤差分散は解
の正しさを表す指標の一つであり、その値の小さな方が
より確かだと判定される。従って、一次標定位置と二次
標定位置の内、小さな誤差分散を持つ方を正しい標定位
置出力と判定して最終的に出力する。
一次標定位置と、第２の標定位置算出回路８からの二次
標定位置との各々の誤差分散を比較する。誤差分散は解
の正しさを表す指標の一つであり、その値の小さな方が
より確かだと判定される。従って、一次標定位置と二次
標定位置の内、小さな誤差分散を持つ方を正しい標定位
置出力と判定して最終的に出力する。
【００２９】このように第１実施例においては、混入す
る雑音がローカルである限り一次標定位置と二次標定位
置では理論上は二次標定位置の方が精度が高い。しかし
ながら、ローカルではなく波形の形状が変化するような
グローバルな雑音の混入等により、二次標定位置の方が
誤差が大きくなってしまう場合を考慮して、結果判定回
路を設けることにより、従来以上の標定精度を保証して
いる。
る雑音がローカルである限り一次標定位置と二次標定位
置では理論上は二次標定位置の方が精度が高い。しかし
ながら、ローカルではなく波形の形状が変化するような
グローバルな雑音の混入等により、二次標定位置の方が
誤差が大きくなってしまう場合を考慮して、結果判定回
路を設けることにより、従来以上の標定精度を保証して
いる。
【００３０】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。図８は本発明の第２実施例を示す音源位置標定装置
のブロック図である。なお、図１の音源位置標定装置と
同じ構成部分については、同じ符号を付してそれらの説
明は省略している。この図において、演算処理部３は、
音響センサ２ａ〜２ｎ毎に対応した検知時刻算出回路４
ａ〜４ｎ、同一音検定回路５、時間差精測回路７、時間
差精測の結果を用いて標定位置を算出する標定位置算出
回路１０を備えている。
る。図８は本発明の第２実施例を示す音源位置標定装置
のブロック図である。なお、図１の音源位置標定装置と
同じ構成部分については、同じ符号を付してそれらの説
明は省略している。この図において、演算処理部３は、
音響センサ２ａ〜２ｎ毎に対応した検知時刻算出回路４
ａ〜４ｎ、同一音検定回路５、時間差精測回路７、時間
差精測の結果を用いて標定位置を算出する標定位置算出
回路１０を備えている。
【００３１】そこで、グローバルな雑音混入がないこと
が判っている場合には、図８に示すように、最初から標
定位置算出回路１０による二次標定位置を最終的な標定
位置出力ＯＵＴ2 としても良い。つまり、図１における
第１の標定位置算出回路６と結果判定回路９を省略する
ようにしてもよい。なお、本発明は上記実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形
が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するもの
ではない。
が判っている場合には、図８に示すように、最初から標
定位置算出回路１０による二次標定位置を最終的な標定
位置出力ＯＵＴ2 としても良い。つまり、図１における
第１の標定位置算出回路６と結果判定回路９を省略する
ようにしてもよい。なお、本発明は上記実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形
が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するもの
ではない。
【００３２】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば次のような効果を奏することができる。 （Ａ）音響センサの信号同士の時間差を精度良く測定す
る時間差精測回路を設けたことにより、精度の良い標定
位置情報を得ることができる。
よれば次のような効果を奏することができる。 （Ａ）音響センサの信号同士の時間差を精度良く測定す
る時間差精測回路を設けたことにより、精度の良い標定
位置情報を得ることができる。
【００３３】（Ｂ）時間差を精度良く求めるのに先立
ち、従来と同様の同一音検定回路を設け、同一音と判定
されたもののみについて時間差精測処理を施すようにし
たことにより、処理量の増加を抑えることができる。 （Ｃ）従来と同様の標定処理と、時間差精測による標定
処理の各々の出力を比較して誤差の少ない方を最終結果
とするようにしたので、従来以上の標定精度を保証する
ことができる。
ち、従来と同様の同一音検定回路を設け、同一音と判定
されたもののみについて時間差精測処理を施すようにし
たことにより、処理量の増加を抑えることができる。 （Ｃ）従来と同様の標定処理と、時間差精測による標定
処理の各々の出力を比較して誤差の少ない方を最終結果
とするようにしたので、従来以上の標定精度を保証する
ことができる。
【図１】本発明の第１実施例を示す音源位置標定装置の
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】従来の音源位置標定装置のブロック図である。
【図３】従来の音源位置標定装置における立ち上がり点
での検知時刻の決定の説明図である。
での検知時刻の決定の説明図である。
【図４】従来の音源位置標定装置における最大振幅での
検知時刻の決定の説明図である。
検知時刻の決定の説明図である。
【図５】従来の音源位置標定装置における検知時刻と同
一音検定の説明図である。
一音検定の説明図である。
【図６】データのズレと相関値との説明図である。
【図７】ローカルな雑音の混入の説明図である。
【図８】本発明の第２実施例を示す音源位置標定装置の
ブロック図である。
ブロック図である。
１ａ〜１ｍ 複数個の音源 ２ａ〜２ｎ 複数個の音響センサ ３ 演算処理部 ４ａ〜４ｎ 検知時刻算出回路 ５ 同一音検定回路 ６ 第１の標定位置算出回路 ７ 時間差精測回路 ８ 第２の標定位置算出回路 ９ 結果判定回路 １０ 標定位置算出回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 屋内 伸治 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 5J083 AA05 AC29 AD02 BE10 CA07
Claims (2)
- 【請求項１】 複数の音響センサで受信される音響信号
の時間差から時間差が一定となる軌跡が双曲線となる性
質を利用して双曲線の交点を求めることにより音響の発
生位置を推定する音源位置標定装置において、（ａ) 各
音響センサに接続される検知時刻算出回路と、（ｂ）該
検知時刻算出回路に接続される同一音検定回路と、
（ｃ）該同一音検定回路に接続される第１の標定位置算
出回路と、（ｄ）該第１の標定位置算出回路に接続され
る結果判定回路と、（ｅ）前記音響センサに接続される
とともに、前記同一音検定回路により同一音と判定され
た情報のみについて時間差精測処理を施す時間差精測回
路と、（ｆ）該時間差精測回路に接続される第２の標定
位置算出回路とを備え、（ｇ）前記第１の標定位置算出
回路と前記第２の標定位置算出回路による標定処理の各
々の出力を前記結果判定回路により比較して誤差の少な
い方を最終標定位置出力とすることを特徴とする音源位
置標定装置。 - 【請求項２】 複数の音響センサで受信される音響信号
の時間差から時間差が一定となる軌跡が双曲線となる性
質を利用して双曲線の交点を求めることにより音響の発
生位置を推定する音源位置標定装置において、（ａ) 各
音響センサに接続される検知時刻算出回路と、（ｂ）該
検知時刻算出回路に接続される同一音検定回路と、
（ｃ）前記音響センサに接続されるとともに、前記同一
音検定回路により同一音と判定された情報のみについて
時間差精測処理を施す時間差精測回路と、（ｄ）該時間
差精測回路に接続される標定位置算出回路とを備え、
（ｅ）該標定位置算出回路からの出力を最終標定位置出
力とすることを特徴とする音源位置標定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10297764A JP2000121719A (ja) | 1998-10-20 | 1998-10-20 | 音源位置標定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10297764A JP2000121719A (ja) | 1998-10-20 | 1998-10-20 | 音源位置標定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000121719A true JP2000121719A (ja) | 2000-04-28 |
Family
ID=17850881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10297764A Withdrawn JP2000121719A (ja) | 1998-10-20 | 1998-10-20 | 音源位置標定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000121719A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006090730A (ja) * | 2004-09-21 | 2006-04-06 | Secom Co Ltd | センシング装置 |
| KR100722799B1 (ko) | 2006-02-28 | 2007-05-30 | 연세대학교 산학협력단 | 센서 네트워크를 이용한 음원 위치추적시스템 및 방법 |
| JP2007304956A (ja) * | 2006-05-12 | 2007-11-22 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 位置特定システム及びセキュリティシステム |
| JP2007322225A (ja) * | 2006-05-31 | 2007-12-13 | Aisin Seiki Co Ltd | 障害物検出装置および位置特定方法 |
| KR100947083B1 (ko) | 2007-10-22 | 2010-03-10 | 엘아이지넥스원 주식회사 | 표적개수 파악방법 |
| JP2011075326A (ja) * | 2009-09-29 | 2011-04-14 | Oki Electric Industry Co Ltd | 音源方向推定装置及びプログラム |
| US8184827B2 (en) | 2006-11-09 | 2012-05-22 | Panasonic Corporation | Sound source position detector |
| JP5716219B1 (ja) * | 2014-02-13 | 2015-05-13 | 防衛省技術研究本部長 | 位置推定方法及び位置推定装置 |
| JP2020034382A (ja) * | 2018-08-29 | 2020-03-05 | 沖電気工業株式会社 | 信号処理装置および信号処理方法並びに信号処理方法のプログラム |
| CN111226125A (zh) * | 2017-10-16 | 2020-06-02 | 三菱重工制冷空调系统株式会社 | 位置推定装置、空调系统、位置推定方法以及程序 |
-
1998
- 1998-10-20 JP JP10297764A patent/JP2000121719A/ja not_active Withdrawn
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4624046B2 (ja) * | 2004-09-21 | 2011-02-02 | セコム株式会社 | センシング装置 |
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| CN111226125B (zh) * | 2017-10-16 | 2023-08-22 | 三菱重工制冷空调系统株式会社 | 空调系统和空调控制方法 |
| JP2020034382A (ja) * | 2018-08-29 | 2020-03-05 | 沖電気工業株式会社 | 信号処理装置および信号処理方法並びに信号処理方法のプログラム |
| JP7103069B2 (ja) | 2018-08-29 | 2022-07-20 | 沖電気工業株式会社 | 信号処理装置および信号処理方法並びに信号処理方法のプログラム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060110 |