JP2014044083A - 騒音源探索システム - Google Patents

騒音源探索システム Download PDF

Info

Publication number
JP2014044083A
JP2014044083A JP2012185686A JP2012185686A JP2014044083A JP 2014044083 A JP2014044083 A JP 2014044083A JP 2012185686 A JP2012185686 A JP 2012185686A JP 2012185686 A JP2012185686 A JP 2012185686A JP 2014044083 A JP2014044083 A JP 2014044083A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
unit
noise
sound
noise level
video
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2012185686A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5946040B2 (ja
Inventor
Masayuki Ikegami
雅之 池上
Toshiki Hairi
敏樹 羽入
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nihon University
Obayashi Corp
Original Assignee
Nihon University
Obayashi Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nihon University, Obayashi Corp filed Critical Nihon University
Priority to JP2012185686A priority Critical patent/JP5946040B2/ja
Publication of JP2014044083A publication Critical patent/JP2014044083A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5946040B2 publication Critical patent/JP5946040B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract


【課題】多数の建設工事用機械の中からいずれが騒音源となっているのかを速やかに特定する。
【解決手段】本発明に係る騒音源探索システム1は、映像とともにその撮影方向を撮影方向情報として出力するビデオカメラ10と、該ビデオカメラ近傍に配置され発生音の音圧を計測するc−cマイク12と、該c−cマイクで計測された音圧値を用いて発生音の到来角度を算出する到来角度算出部44と、ビデオカメラ10から得られた映像と到来角度算出部44から得られた到来角度とを重ね合わせて合成映像を作成する合成映像作成部54と、該合成映像を表示するモニター26とを備えてなり、合成映像作成部54は、映像上の到来角度の位置を撮影方向情報を用いて算出するとともに、該位置に音源位置マーカーを画像表示することで合成映像を作成するようになっている。
【選択図】 図1

Description

本発明は、主として建設工事現場での騒音源探査に用いられる騒音源探索システムに関する。
建設工事が行なわれる現場では、ブルドーザ、トラクターショベル、バックホウなどの各種建設工事用機械が敷地内で稼働しており、それらの作動音をはじめとしたさまざまな発生音が周囲に伝播するが、何らの措置も講じない場合、上述の発生音が周囲に伝播して騒音となり、近隣住民に不測の健康被害あるいは生活被害を及ぼすことが懸念される。
そのため、建設工事に伴う騒音については騒音規制法に基づく規制が行われており、目標値を適宜設定するなどして、敷地内の建設工事による騒音が敷地境界において規制基準を上回らないようにしなければならない。
かかる状況下、建設工事に伴う騒音を監視すべく、従来からさまざまな技術開発が行われているが、目標値を越えたときに建設工事用機械を停止するなどの措置を取るためには、音源の位置を特定する必要があり、そのためには音源から伝播する音の到来方向を把握することが重要となる。
ここで、媒体中を伝播する音は、音圧及び粒子速度がその物理量であって、それらの積は伝播方向に沿って単位時間あたりに単位面積を流れるエネルギーに相当するため、この音響エネルギー、すなわち音響インテンシティを計測することができれば、それがベクトル量であることから音の到来角度を含めた音場の把握が可能となる。
音響インテンシティの計測は旧来から試みられているが、粒子速度を正確に計測することが難しいため、音波の運動方程式において慣性力と弾性力が等しいことを利用し、所定方向に沿って離間する2地点の音圧の差分から粒子速度を求めた上、該粒子速度を音圧(2地点の平均値)に乗じて時間平均をとることにより音響インテンシティを近似的に求める、いわゆる2マイクロホン法(p−p法)が音響インテンシティを求めるための代表的な算出法となっている(特許文献1〜3、非特許文献1)。
また、p−p法では、その算出にマイクロホン間の離間寸法が必要になるため、マイクロホンを正確に設置することが要求されるとともに、低周波域ではマイクロホン間の離間寸法が大きくなって装置が大型化するため、建設現場への適用にはおのずと限度があったが、指向性を有するマイクロホンを用いたc−c法と呼ばれる音響インテンシティ算出法が研究開発されており、同算出法によれば、対象周波数に応じてマイクロホンの離間寸法を調整する必要がないため、小型化による用途拡大が可能となり、建設工事現場をはじめ、その普及が大いに期待されている(特許文献4〜6,非特許文献2,3)。
特開2003−111183号公報 特開2011−13030号公報 特開2011−27687号公報 国際公開第2009−153999号パンフレット 国際公開第2006−054599号パンフレット 特開2008−249702号公報
「環境騒音・建築音響の測定」(日本音響学会編、コロナ社発行、2004年3月30日初版発行) 「複数の指向性マイクロホンの方向別感度差を利用した音源探査」(日本音響学会講演論文集、2006年3月、第781頁〜782頁) 「音場の方向情報のフーリエ級数展開に基づくインテンシティ計測法」(日本音響学会講演論文集、2006年9月、第721頁〜722頁)
ここで、建設工事による騒音を監視するには、騒音が建設工事の敷地内における発生音に起因するのか、それとも建設工事とは関係のない敷地外での発生音に起因するのかを区別する必要がある。
しかしながら、敷地外から到来する発生音と区別しながら、敷地内に点在しあるいは該敷地内を縦横に走行する多数の建設工事用機械のいずれが騒音源となっているのかを適切かつ迅速に特定可能な技術は未だ開発されていない。
また、騒音規制法に基づく騒音監視は、計量法で定められた法定計量器、すなわち検定に合格した騒音計を用いる必要があるため、指向性を有するマイクロホンを用いたc−c法では、騒音規制法に基づいた騒音監視が難しいという問題も生じていた。
一方、騒音計で計測された騒音値は、敷地内外におけるさまざまな発生音が反映されたものであるため、計測された騒音レベルが目標値を上回ったときにその原因が敷地内にあるのか敷地外にあるのかを区別することができず、結果として作業員による長時間の現場監視体制を余儀なくされるという問題も生じていた。
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、建設現場の敷地内に点在しあるいは該敷地内を縦横に走行する多数の建設工事用機械の中からいずれが騒音源となっているのかを速やかに特定することが可能な騒音源探索システムを提供することを目的とする。
また、本発明は、小型化を可能にしつつ騒音規制法に基づいた騒音監視が可能でありかつ騒音レベルが目標値を上回ったときに騒音の原因が敷地内にあるのかどうかを適切に判断することが可能な騒音源探索システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る騒音源探索システムは請求項1に記載したように、撮影された映像とともにその撮影方位を撮影方位情報として出力する撮像手段と、該撮像手段近傍に配置され発生音の音圧を計測する音圧計測手段と、該音圧計測手段で計測された音圧値を用いて前記発生音の到来角度を算出する到来角度算出部と、前記撮像手段から得られた映像を合成対象映像、前記到来角度算出部から得られた到来角度を合成対象到来角度としてそれらを重ね合わせて合成映像を作成する合成映像作成部と、該合成映像を表示する表示手段とを備えてなり、前記合成映像作成部は、前記合成対象映像上の前記合成対象到来角度の位置を前記撮影方位情報を用いて算出するとともに、該位置に音源位置マーカーを画像表示することで前記合成映像を作成するようになっているものである。
また、本発明に係る騒音源探索システムは、前記撮像手段を魚眼レンズが備えられたビデオカメラで構成するとともに、前記到来角度算出部を前記発生音の到来角度が全方位にわたって算出されるように構成し、前記ビデオカメラで撮影された全周映像を展開して前記合成対象映像とする映像処理部を備えたものである。
また、本発明に係る騒音源探索システムは、前記音圧計測手段を、指向性を有する2つのマイクロホンを最大感度方向が互いに逆方向を向くように配置してマイクロホン対とし該マイクロホン対を互いに平行でない複数の軸線に沿ってかつそれらの原点を挟むようにそれぞれ配置して構成したものである。
また、本発明に係る騒音源探索システムは、前記撮像手段近傍に配置され発生音の音圧を騒音レベルとして計測する騒音計測手段と、
該騒音計測手段に内蔵されている周波数重み特性と実質同一の周波数重み特性で前記各マイクロホンで計測された音圧値をフィルタリングする聴感補正回路が設けられその処理結果を前記到来角度算出部に出力するフィルタ部と、
前記到来角度算出部で得られた到来角度を用いて所定時間幅における前記発生音の到来数を到来角度ごとに計数する到来頻度計数部と、
該到来頻度計数部で得られた到来角度ごとの到来数を全方位の総和で除して到来角度ごとの影響率を算出するとともに、該影響率及び前記騒音レベルを用いて所定角度範囲内の発生音に起因する騒音指標を角度別騒音レベルとして算出し、該角度別騒音レベルを前記騒音レベルとともに数値として前記表示手段に出力するように構成した騒音指標作成部とを備えたものである。
また、本発明に係る騒音源探索システムは、前記騒音レベル及び前記角度別騒音レベルの時刻歴波形を作成するとともに、前記騒音レベル及び前記角度別騒音レベルの数値に代えて、又は該数値に加えて前記時刻歴波形を前記表示手段に出力する騒音波形処理部を備えたものである。
また、本発明に係る騒音源探索システムは、前記撮像手段から得られた映像をデータ保存する映像データ蓄積手段と、前記音圧計測手段で計測された音圧値又は該音圧値を用いて前記到来角度算出部で算出された到来角度をデータ保存する音圧関連データ蓄積手段と、時刻指定手段と、同期部とを備え、該同期部は、前記時刻指定手段を介して入力された指定時刻に一致する撮影時刻の映像を前記映像データ蓄積手段から読み出してこれを前記合成対象映像とするとともに、前記指定時刻に一致する音圧計測時刻の音圧値を前記音圧関連データ蓄積手段から読み出し該音圧値を用いて前記到来角度算出部で算出された到来角度を前記合成対象到来角度とするか、又は前記指定時刻に一致する音圧計測時刻の到来角度を前記音圧関連データ蓄積手段から読み出してこれを前記合成対象到来角度とし、前記合成対象映像及び前記合成対象到来角度を前記合成映像作成部に出力するようになっているものである。
また、本発明に係る騒音源探索システムは、前記騒音レベル及び前記角度別騒音レベルの時刻歴波形を作成するとともに前記時刻指定手段を介して入力された指定時刻に一致する該時刻歴波形上の位置に再生位置マーカーを画像表示して時刻歴波形画像とし該時刻歴波形画像を前記表示手段に出力する騒音波形処理部を備えたものである。
また、本発明に係る騒音源探索システムは、前記到来角度算出部を、前記発生音のエネルギーの大きさが該発生音ごとのエネルギー値として算出されるように構成するとともに、前記到来頻度計数部を、前記発生音の到来数が該発生音のエネルギー値で重み付けされるように構成したものである。
また、本発明に係る騒音源探索システムは、前記音圧計測手段及び前記騒音計測手段を建設工事が行われる敷地の境界近傍に設置するとともに、該敷地を見渡す角度範囲を前記所定角度範囲として前記角度別騒音レベルが算出されるように前記騒音指標作成部を構成し、該角度別騒音レベルを敷地内騒音レベルとしたものである。
また、本発明に係る騒音源探索システムは、前記敷地内の建設工事用機械の種類に応じた周波数特性で前記各マイクロホンによる計測値をフィルタリングする重機選別回路を前記フィルタ部に設けるとともに、前記敷地内騒音レベルを重機別敷地内騒音レベルとしたものである。
また、本発明に係る騒音源探索システムは、前記敷地内騒音レベル又は前記重機別敷地内騒音レベルの大きさを予め定められた目標値と比較し該敷地内騒音レベル又は重機別敷地内騒音レベルが前記目標値を上回ったときに警報データを作成する警報作成部と、該警報作成部で作成された警報データを出力する警報出力部とを備えたものである。
また、本発明に係る騒音源探索システムは、前記警報出力部を前記敷地内で稼働する建設工事用機械に設けたものである。
本発明に係る騒音源探索システムにおいては、発生音の音圧を計測しつつその周辺の映像を撮像手段で撮影するとともに、計測された音圧値を用いて到来角度算出部で発生音の到来角度を算出し、撮像手段から得られた映像を合成対象映像、到来角度算出部から得られた到来角度を合成対象到来角度とした上、それらを重ね合わせて合成映像を作成し、これをモニター等の表示手段に表示するが、合成映像を作成するにあたっては、合成対象映像上の合成対象到来角度の位置を、撮影手段から出力された撮影方位情報を用いて算出し、該位置に音源位置マーカーを画像表示する。
このようにすると、発生音がどこから到来しているのかを周囲の映像上で確認することが可能となり、かくして騒音源の位置を適切かつ迅速に特定することができる。
本発明において映像とは、撮像手段を通して撮影され又はそれに加工が施された画像であって、撮像手段を通さずにコンピュータ上で創り出された画像とは区別するものとする一方、必ずしも動画像に限定されず、静止画像も含まれるものとする。
撮影方位情報は、例えば撮像手段に内蔵された電子コンパス等の方位センサーから出力させることが可能であり、撮像手段は例えば市販されているビデオカメラから適宜選択することができる。
発生音の到来角度に対応する映像上の位置を算出するには、上述した撮影方位情報に加えて、到来角度の基準方向に関する情報、すなわち何を基準として例えば右30゜というように定めるのかという情報が必要となるが、かかる情報は、音圧計測手段の設置方向あるいは設置姿勢から一意にかつ一定値として定めることができるので、例えば初期条件として適宜設定しておけばよい。ちなみに、撮像手段と同様の方位センサーを音圧計測手段にも備えておき、該方位センサーから設置姿勢を出力させる構成とすることは可能である。
音源位置マーカーは、上述した撮影方位情報を用いて映像の基準方位と到来角度の基準方位とを一致させ、かかる状態で映像に重ね合わせることにより、発生音が映像上のどの位置から到来しているのかを把握することができる限り、任意の図形で構成することが可能であって、例えば円環で構成することができる。この場合、その中心が上述した映像上の位置となるように該映像上に重ね合わせればよいし、円環の大きさで発生音の音圧を表現させることも可能である。
合成対象映像は、撮像手段で得られた映像をそのまま用いてもよいし、一定の映像処理を施した加工映像を用いることも可能である。
ここで、音源が所定の角度範囲に分布していることが予めわかっているのであれば、音圧計測や撮像を全方位にわたって行う必要はないが、例えば、前記撮像手段を魚眼レンズが備えられたビデオカメラで構成するとともに、前記到来角度算出部を前記発生音の到来角度が全方位にわたって算出されるように構成し、前記ビデオカメラで撮影された全周映像を展開して前記合成対象映像とする映像処理部を備えたならば、映像を効率的に取得しつつ、騒音源を見落とさずに確実に探索することが可能となる。
音圧計測手段及び到来角度算出部は、音圧値を計測可能でかつその音圧値を用いて発生音の到来角度を算出することができる限り、任意の構成とすることが可能であって、例えばp−p法であれば、2つの無指向性マイクロホンからなるマイクロホン対で到来角度を算出することができる(特許文献1〜3、非特許文献1)。
一方、c−c法であれば、指向性を有する2つのマイクロホンからなるマイクロホン対で計測された音圧の差分値を、記憶手段に予め格納された到来角度ごとのマイクロホン感度差に照合することで到来角度を推定したり(特許文献4,5、非特許文献2)、マイクロホン対でそれぞれ計測された音圧の加算値及び差分値を乗じるか又は二乗音圧の差分値を計算し、次いで音響インピーダンスρc(ρ;空気密度、c;音速)で除することにより、該マイクロホン対の配置軸線に沿った音響インテンシティ成分を算出するとともに、別のマイクロホン対を用いて異なる軸線方向に沿った音響インテンシティ成分を同様に算出し、これら音響インテンシティのベクトル成分から到来角度を推定したりすることが可能である(特許文献4,6、非特許文献3)。
これらc−c法によれば、対象周波数に関わらず、マイクロホンの離間寸法を一定に保つことができるため、p−p法よりも音圧計測手段の小型化が可能であり、建設現場への適用が容易となる。
c−c法に基づいて到来角度を算出する場合、音圧計測手段は、指向性を有する2つのマイクロホンを最大感度方向が互いに逆方向を向くように配置してマイクロホン対とし、該マイクロホン対を互いに直交する3つの軸線に沿ってそれぞれ配置する構成が主として想定されるが、2次元平面、例えば水平面で発生音の到来角度を近似的に把握すれば足りるのであれば、該水平面内で2方向に延びる2つの軸線に沿ってマイクロホン対をそれぞれ設置するようにしてもかまわない。一方、音響インテンシティのベクトル成分から到来角度を推定するにあたり、複数の軸線が必ずしも直交している必要はなく、例えば正四面体の中心から4つの頂点に向けてそれぞれ延びる4本の軸線に沿ってマイクロホン対をそれぞれ設置することで、三次元空間における到来角度の把握が可能である。
すなわち、c−c法に基づいて到来角度を算出する場合の音圧計測手段は、互いに平行でない複数の軸線に沿ってかつそれらの原点を挟むようにマイクロホン対をそれぞれ配置した構成とすれば足りる。
マイクロホンは、c−c法においては、カーディオイド、スーパーカーディオイド、ハイパーカーディオイドといった指向性を有するものとする。
上述したように、本発明においては、撮影や音圧計測を必ずしも全方位にわたって行う必要はないが、発生音の音圧を騒音レベルとして計測する騒音計測手段を別途備えた上、算出された到来角度を用いて所定時間幅における発生音の到来数を到来角度ごとに計数し、該到来角度ごとの到来数を全方位の総和で除して到来角度ごとの影響率を算出するとともに、該影響率及び騒音レベルを用いて所定角度範囲内の発生音に起因する騒音指標を角度別騒音レベルとして算出し、これらの数値を表示手段に出力するようにすれば、騒音規制法に基づく騒音監視を行いつつ、騒音源を合理的に探索することが可能となる。
すなわち、かかる構成においては、各マイクロホンによる音圧計測とは別に、騒音計測手段で発生音の音圧を騒音レベルとして計測する。騒音計測手段は、検定を受けた騒音計で構成するものとする。
次に、各マイクロホンによる計測値を騒音計測手段に内蔵されている周波数重み特性と実質同一の周波数重み特性、例えば騒音計測手段に内蔵されている周波数重み特性がA特性であればA特性でフィルタリングした後、到来角度算出部に出力し、次いで、上述したc−c法の手順に従って発生音の到来角度を算出する。
なお、騒音レベルは、従来技術においては、周波数重み特性のうち、A特性でフィルタリングされた音圧レベルを意味するが、本発明では、A特性に限らず、聴感補正のための他の周波数重み特性も包摂されるとともに、後述する角度別騒音レベルをはじめ、敷地内騒音レベルや敷地外騒音レベルも同様とする。
到来角度算出部で発生音の到来角度を算出するにあたっては、例えば0.1秒を時間幅Δtとし、該各時間幅Δtにおいて発生音を0.001秒間隔でサンプリングして、それぞれの到来角度を上述した推定方法で算出するようにすればよい。
次に、時間幅Δtにおける発生音の到来数を、到来角度算出部で得られた到来角度データを用いて到来角度ごとに到来頻度計数部で計数する。
到来角度ごとに計数を行うにあたっては、2次元平面であれば、全周360゜を例えば0゜〜10゜、10゜〜20゜・・・というように10゜ずつに分割し、それらの角度幅ごとに発生音の到来数を計数し、3次元空間で把握するのであれば、例えば上述の2次元平面に直交する別の2次元平面について同様に発生音の到来数を計数すればよい。
次に、到来頻度計数部で得られた到来角度θごとの到来数をN(θ)、それらのθに関する総和、すなわち全方位の総和をΣN(θ)としたとき、次式、
C(θ)=N(θ)/ΣN(θ) (2)
により、C(θ)を算出する。ここで、C(θ)は、
0≦C(θ)≦1
である。
C(θ)は、到来角度θごとの発生音の到来数N(θ)をそれらの総和ΣN(θ)で除したものであって、全方位からの発生音の到来頻度に対する到来角度θごとの到来頻度の比率であり、以下、C(θ)を影響率と呼ぶ。なお、θは、演算処理の便宜上、上述したように、0゜〜10゜、10゜〜20゜・・・というように一定幅を持つ値として取り扱うことが想定されるが、騒音源の位置が変化せず到来角度が一定であるような場合においては、実質的に幅を持たない値として取り扱われることも考えられる。
影響率C(θ)は、上述したように全方位からの発生音の到来頻度に対する到来角度θごとの到来頻度の比率として定義されたものであるので、C(θ)を用いて騒音レベルを割り振ることにより、所定角度範囲からの発生音に起因する騒音指標を評価することができる。
例えば、角度範囲θ1〜θ2におけるC(θ)の総和ΣC(θ)(θ=θ1〜θ2)をCTとすると、全方位から到来する発生音のエネルギーを便宜的にEと定めてこれにCTを乗じた場合、その乗算結果は、所定角度範囲θ1〜θ2から到来した発生音のエネルギーETと考えることができる。すなわち、
T=E・CT (3)
ここで、発生音のエネルギーの基準値をE0とした場合、
T/E0=E/E0・CT
となるので、両辺の常用対数をとって10を乗じると、
10・log(ET/E0)=10・log(E/E0)+10・logCT (4)
となる。
一方、騒音レベルは、音圧の二乗、あるいは音のエネルギーをデシベル表示したものであって、(4)式の右辺第1項はこの騒音レベルに相当するため、これを騒音レベルL、左辺をLTとおけば、
T=L+10・logCT (1)
となる。
ここで、(1)式の右辺第2項がゼロ又は負の値をとることから、LTは、騒音レベルLよりも小さな値であって、所定の角度範囲からの発生音に起因する騒音指標であると考えることができる。
従来技術における騒音レベルは、無指向性のマイクロホンを用いて発生音を全方位で計測することを前提とした騒音指標であって、到来角度の違いに応じて騒音を把握できるものではない。それに対し、上述の構成においては、全方位からの発生音の到来頻度に対する到来角度θごとの到来頻度の比率を算出し、これを影響率C(θ)と定義した上、該影響率又は所定の角度範囲θ1〜θ2におけるC(θ)の総和CTを用いて例えば(1)式の演算を行うことにより、全方位である騒音レベルLを角度範囲ごとの騒音指標LTに割り振ることができる。
なお、所定の角度範囲からの発生音に起因する騒音指標は従来技術には存在しないため、以下、LTを角度別騒音レベルと呼び、全方位である騒音レベルLとは区別することにする。
例えば、建設工事が行われる敷地を騒音監視エリアとし、該騒音監視エリアが計測地点から見て0゜〜36゜の角度範囲で見渡される場合において、全周360゜を0゜〜36゜とそれ以外の角度範囲に分割し、0゜〜36゜の角度範囲においてΔtの間に到来する発生音の到来数を50、それ以外の角度範囲における到来数を50とした場合、到来角度ごとの到来数の総和、すなわち全方位からの到来数は100となるので、0゜〜36゜の角度範囲における角度別騒音レベルLTは、
T=L+10・log(50/100)≒L−3
となり、角度別騒音レベルLTは、騒音レベルLよりも約3dBだけ小さくなる。すなわち、上記の例であれば、騒音レベルLを用いて騒音監視を行うのではなく、該騒音レベルよりも3dB低い角度別騒音レベルLTを用いて騒音監視を行えばよいことがわかる。
このように、影響率及び騒音レベルを用いて角度別騒音レベルを算出するとともにこれらの数値を表示手段に出力するようにすれば、騒音計で計測された騒音レベルが、到来角度ごとの影響率に応じて所定角度範囲ごとに角度別騒音レベルとして割り振られるため、監視対象エリアに応じた角度範囲を適宜設定することにより、その角度範囲に対応する角度別騒音レベルが目標値を上回ったときだけ、騒音源の探索を行えば足りることとなり、監視対象エリア以外からの発生音、例えば周辺道路を走行する自動車からの発生音によって騒音レベルが目標値を上回るような、本来的に騒音源の探索が不要な場合にまで騒音源の探索を行う必要がなくなる。
また、騒音源の探索が必要な場合においても、上述したように発生音がどこから到来しているのかを周囲の映像上で即座に確認することができるので、騒音源の位置を適切かつ迅速に特定することが可能となる。
なお、影響率及び騒音レベルを用いて角度別騒音レベルを算出する上記構成は、監視対象となる発生音が監視対象外の発生音と合成された状態で騒音レベルとして計測されるがゆえに監視対象について適切な騒音対策を講じることができないすべての状況に適用することが可能であり、例えば騒音規制法が規制の対象としている金属加工機械、圧縮機、織機、印刷機といった製造機械が設置された生産施設や、さまざまな建設工事現場に適用することができる。
撮像手段で撮影された映像や音圧計測手段で計測された音圧値あるいは該音圧値から算出された到来角度は、データ保存せずともリアルタイムな騒音監視を行うことは可能であるが、撮像手段から得られた映像を映像データ蓄積手段にデータ保存するとともに、音圧計測手段で計測された音圧値又は該音圧値から算出された到来角度を音圧関連データ蓄積手段にデータ保存しておき、撮影及び音圧計測後又はそれらを行いながら、所望の指定時刻に一致する撮影時刻の映像を映像データ蓄積手段から読み出してこれを合成対象映像とするとともに、同じく指定時刻に一致する音圧計測時刻の音圧値を音圧関連データ蓄積手段から読み出す同期処理を行った上、該音圧値から到来角度算出部で到来角度を算出してこれを合成対象到来角度とし、これら合成対象映像及び合成対象到来角度を合成映像作成部に出力するようにすれば、リアルタイムな騒音監視を行いながら、あるいはそれとは別の機会に、過去の合成映像を用いた騒音対策の確認や検討を行うことが可能となり、例えば終日にわたってデータ保存された合成映像を見ながら、前日における発生音の状況を把握したり、騒音対策の効果確認あるいはあらたな対策の検討を行ったりすることができる。
時刻指定手段は、時刻を数値で直接入力する構成でもかまわないが、再生位置を示すボタンをポインティングデバイスでスライド操作することで再生時刻を任意に変更あるいは指定するグラフィックインターフェースが知られており、これを表示手段に表示させるように構成することが可能である。
なお、音圧関連データ蓄積手段に蓄積すべきデータは、上述の音圧値に代えて、音圧値から到来角度算出部で算出された到来角度とすることも可能であり、その場合においては、音圧関連データ蓄積手段から到来角度を読み出し、これをそのまま合成対象到来角度とすればよい。また、リアルタイムな騒音監視を行う場合であっても、データ処理の関係上、撮像手段からの映像データと音圧計測手段で得られた到来角度データとの間でわずかながら時間差が生じる場合があり、それが無視できないのであれば、上述した構成を採用することによって、映像データと到来角度データとの同期をとるようにすればよい。
到来頻度計数部は、発生音の到来数が到来角度ごとに計数される限り、その構成は任意であって、例えば発生音が到来するたびに単純にその回数をカウントするようにしてもかまわないが、前記到来角度算出部を、前記発生音のエネルギーの大きさが該発生音ごとのエネルギー値として算出されるように構成するとともに、前記到来頻度計数部を、前記発生音の到来数が該発生音のエネルギー値で重み付けされるように構成したならば、影響率や角度別騒音レベルについても発生音のエネルギー値で重み付けされた形で算出されるため、騒音への影響がより支配的な発生音を主体として騒音監視を行うことが可能となる。
騒音レベルや角度別騒音レベルは、数値として表示手段に表示された場合であっても、上述したように合理的な騒音監視を行うことが可能であるが、騒音レベル及び角度別騒音レベルの時刻歴波形を作成するとともに、騒音レベル及び角度別騒音レベルの数値に代えて、又は該数値に加えて上述の時刻歴波形を表示手段に出力する騒音波形処理部を備えたならば、騒音レベルや角度別騒音レベルを過去の値と比較しながら現時点の値を確認することができるため、より適切な騒音監視が可能となる。
ここで、映像を映像データ蓄積手段にデータ保存するとともに、音圧値又は該音圧値から算出された到来角度を音圧関連データ蓄積手段にデータ保存する場合においては、時刻指定手段を介して入力された指定時刻に一致する該時刻歴波形上の位置に再生位置マーカーを画像表示して時刻歴波形画像とし、該時刻歴波形画像が前記表示手段に出力されるように騒音波形処理部を構成する。
このようにすれば、合成映像と同じ時刻における騒音レベルや角度別騒音レベルの大きさが、それらの時刻歴波形の位置として再生位置マーカーで示されるため、過去の合成映像を用いた騒音対策の検討をより綿密に行うことが可能となる。
本発明に係る騒音源探索システムを建設工事現場に適用するにあたり、音圧計測手段及び騒音計測手段を建設工事が行われる敷地内の任意箇所に設置するようにしてもかまわないし、角度別騒音レベルを算出する際の所定角度範囲を任意に設定してかまわないが、前記音圧計測手段及び前記騒音計測手段を建設工事が行われる敷地の境界近傍に設置するとともに、該敷地を見渡す角度範囲を前記所定角度範囲として前記角度別騒音レベルが算出されるように前記騒音指標作成部を構成したならば、騒音レベルが、敷地内で発生する発生音に起因する角度別騒音レベル(以下、敷地内騒音レベル)と敷地外で発生する発生音に起因する角度別騒音レベル(以下、敷地外騒音レベル)の2つに割り振られることとなり、かくして騒音対策をより効率的に行うことが可能となる。
具体的には、例えば敷地が長方形であってその隅部近傍に音圧計測手段を設置するのであれば所定角度範囲を90゜とし、同じく長手側又は短手側縁部近傍に設置するのであれば180゜と設定することができる。
ここで、前記敷地内の建設工事用機械の種類に応じた周波数特性で前記各マイクロホンによる計測値をフィルタリングする重機選別回路を前記フィルタ部に設けるようにしたならば、算出された敷地内騒音レベルがどの建設工事用機械に起因するのかを容易に特定することが可能となる。以下、特定の建設工事用機械に対応した敷地内騒音レベルを、特に重機別敷地内騒音レベルと呼ぶ。
なお、重機別敷地内騒音レベルは、聴感補正のための周波数重み特性に加え、重機を選別するための周波数重み特性でフィルタリングされた新規な騒音指標であって、A特性で聴感補正された従来の騒音レベルとは異なるものである。
重機選別回路は、複数の建設工事用機械に対応するように構成するとともに、どの建設工事用機械に対応したフィルタリングを行うのかを切換自在に構成しておき、さらには建設工事用機械に対応した周波数フィルタリングを行うかどうかについても切換自在に構成しておくのが望ましい。
上述した手順で算出された敷地内騒音レベル又は重機別敷地内騒音レベルをどのように騒音監視で用いるのかは任意であり、例えば終日にわたって算出された敷地内騒音レベル又は重機別敷地内騒音レベルに基づいて適切な騒音対策を検討した後、該騒音対策を翌日の施工作業に反映させるようにしてもかまわないが、前記敷地内騒音レベル又は前記重機別敷地内騒音レベルの大きさを予め定められた目標値と比較し該敷地内騒音レベル又は重機別敷地内騒音レベルが前記目標値を上回ったときに警報データを作成する警報作成部と、該警報作成部で作成された警報データを出力する警報出力部とを備えるようにしたならば、騒音対策をリアルタイムに講じることが可能となる。
ここで、警報出力部をどのような構成でどこに設置するかは任意であって、例えば工事事務所に設置したコンピュータに画面表示させるようにしておき、警報が出力されたときに工事事務所から建設工事用機械のオペレータに連絡を入れる方法も採用可能であるが、警報出力部を敷地内で稼働する建設工事用機械に設けるようにしたならば、騒音対策の即時性をさらに高めることが可能となる。この場合、警報出力部は、例えば運転席に設置された携帯情報端末を用いて構成することができる。
本実施形態に係る騒音源探索システム1の図であり、(a)は全体ブロック図、(b)は敷地配置図。 c−cマイク12の構成図。 本実施形態に係る騒音源探索システム1の詳細ブロック図。 本実施形態に係る騒音源探索システム1の説明図であり、(a)は敷地2及び一般道路4から発生音がそれぞれ到来する様子を示した図、(b)は音響インテンシティとその成分を示した図、(c)及び(d)は音響インテンシティと到来角度との関係を示した図。 発生音の到来数を到来角度ごとに計数する様子を示したグラフ。 時刻t1におけるモニター26の表示状況を示した図。 時刻t2におけるモニター26の表示状況を示した図。 変形例に係る騒音源探索システムのブロック図。 変形例に係る騒音源探索システムのブロック図。 変形例に係る騒音源探索システムのブロック図。
以下、本発明に係る騒音源探索システムの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
図1は、本実施形態に係る騒音源探索システムを示した全体ブロック図及び敷地配置図である。同図でわかるように、本実施形態に係る騒音源探索システム1は、建設工事が行われる敷地2で稼働する建設工事用機械3の騒音監視に適用されるものであり、敷地2の境界近傍であって該敷地と一般道路4との間に配置される子機11に設けられた音圧計測手段としてのc−cマイク12、騒音計測手段としての騒音計13及び撮像手段としてのビデオカメラ10と、敷地2内に立設された工事事務所6に配置される親機21に設けられた演算処理部22とを備える。
c−cマイク12は図2に示すように、指向性を有する6つのマイクロホン12a〜12fで構成してあるとともに、それらのうち、マイクロホン12a,12b、マイクロホン12c,12d及びマイクロホン12e,12fをそれぞれ最大感度方向が互いに逆方向を向くように、すなわち0゜と180゜を向くように配置して3組のマイクロホン対とし、該各マイクロホン対を互いに直交する3つの軸線、すなわちx,y,z軸に沿ってかつそれらの原点を挟むようにそれぞれ配置してあり、子機11の周囲で発生した音(以下、発生音)の音圧を各マイクロホン12a〜12fで計測するようになっている。マイクロホン12a〜12fは、それぞれカーディオイド指向特性を持つマイクロホンで構成することができる。
騒音計13は、発生音の音圧を騒音レベルとして計測するものであり、検定に合格済の市販騒音計から適宜選択すればよい。なお、騒音計13には、環境騒音の測定で広く採用されているA特性を周波数重み特性としたフィルタ回路が内蔵されているものとする。
ビデオカメラ10は、全周映像を撮影できるように魚眼レンズを備えてあるとともに、撮影された映像の撮影方位を撮影方位情報として出力可能な方位センサー19を内蔵してある。
ここで、c−cマイク12には、計測された音圧値を増幅するアンプ14とそれをデジタルデータに変換するA/Dコンバータ15が、騒音計13には、計測された騒音レベルをデジタルデータに変換するA/Dコンバータ16が、ビデオカメラ10には出力映像をキャプチャーするビデオキャプチャ18がそれぞれ接続してあるとともに、それらの出力側には送信部17が接続してあり、c−cマイク12、騒音計13及びビデオカメラ10とともに筐体(図示せず)の内部に設置してある。かかる筐体は、可搬性を有しかつ耐候性に配慮された構成とするのが望ましい。
一方、親機21は、子機11の送信部17から無線送信されてきた送信データを受信する受信部23とパソコン24とで構成してあり、上述の演算処理部22は、パソコン24のマザーボード、CPU、メモリー、内蔵ハードディスクといったハードウェアと該ハードウェア上で動作するソフトウェアとで構成してある。
パソコン24には、演算処理部22に必要なデータを読み出し、あるいは演算処理された結果を記憶するための外付けのハードディスク25,27と、演算処理結果を表示するための表示手段としてのモニター26と、ポインティングデバイスであるマウス28とを設けてある。
演算処理部22は図3に示すように映像処理部51を備えており、受信部23を介して受信されたビデオカメラ10からの全周映像を平面映像に展開し、これを映像データ蓄積手段としてのハードディスク25にデータ保存するようになっている。
また、演算処理部22は、受信部23を介して受信されたc−cマイク12による音圧の計測値を騒音計13に内蔵された周波数重み特性と同じA特性でフィルタリングする聴感補正回路が設けられたフィルタ部41と、該フィルタ部からの出力データを用いて発生音の到来角度を算出する到来角度算出部44とを備えており、ハードディスク27は、到来角度算出部44で算出された到来角度をデータ保存する音圧関連データ蓄積手段として機能する。
演算処理部22はさらに、時刻指定手段としての時刻指定部52を介して入力された指定時刻に一致する撮影時刻の映像を合成対象映像としてハードディスク25から読み出すとともに、上記指定時刻に一致する音圧計測時刻の到来角度を合成対象到来角度としてハードディスク27から読み出す同期部53と、該同期部から出力された合成対象映像及び合成対象到来角度を重ね合わせて合成映像を作成する合成映像作成部54とを備えており、該合成映像作成部は、合成対象映像上の合成対象到来角度の位置を、ビデオカメラ10に内蔵された方位センサー19からの撮影方位情報を用いて算出するとともに、該位置に音源位置マーカーを画像表示することで合成映像を作成し、これをモニター26に出力するようになっている。
時刻指定部52は、モニター26上に表示されるグラフィックインターフェースと、該グラフィックインターフェースで表示された再生位置を示すボタンをスライド操作するポインティングデバイスであるマウス28とで構成してあり、再生時刻を任意に変更あるいは指定することができるようになっている。
一方、演算処理部22は、到来角度算出部44で得られた到来角度データを用いて時間幅Δtにおける発生音の到来数を到来角度ごとに計数する到来頻度計数部45と、該到来頻度計数部で得られた到来角度ごとの到来数N(θ)と受信部23を介して送信されていた騒音計13による騒音レベルLとを用いて騒音指標を作成する騒音指標作成部46とを備える。
ここで、騒音指標作成部46は、到来角度ごとの到来数N(θ)をそれらの総和で除して到来角度ごとの影響率C(θ)を算出するとともに、該到来角度ごとの影響率C(θ)を用いて騒音レベルLを角度別騒音レベルに割り振るようになっており、本実施形態においては、敷地2内の任意位置から子機11のc−cマイク12に向かう方向に対応した角度範囲(子機11のc−cマイク12から敷地2を見渡す角度範囲)、すなわち図1(b)で右方向を0゜、反時計廻りを正方向とした座標系であれば、0゜〜180゜と180゜〜360゜をそれぞれ角度範囲として角度別騒音レベルがそれぞれ算出されるように構成してある。以下、0゜〜180゜を角度範囲とした角度別騒音レベルを敷地内騒音レベルLI、180゜〜360゜を角度範囲とした角度別騒音レベルを敷地外騒音レベルLOと呼ぶ。
演算処理部22はさらに、騒音レベルL、角度別騒音レベルである敷地内騒音レベルLI及び同じく角度別騒音レベルである敷地外騒音レベルLOの時刻歴波形を作成するとともに、時刻指定部52を介して入力された指定時刻に一致する該時刻歴波形上の位置に再生位置マーカーを画像表示して時刻歴波形画像とし、該時刻歴波形画像をモニター26に出力する騒音波形処理部55を備える。
本実施形態に係る騒音源探索システム1を用いて敷地2内で稼働する建設工事用機械3に起因する騒音を監視するには、子機11に備えられたビデオカメラ10で該子機の周辺の映像を全周映像として撮影し、親機21にデータ転送した後、該全周映像を映像処理部51で水平映像に展開し、該水平映像をその撮影時刻とともに映像データ蓄積手段であるハードディスク25にデータ保存する。
また、ビデオカメラ10によって周辺の映像を撮影しつつ、騒音計13で発生音の音圧を騒音レベルとして計測する。
発生音は図4(a)に示すように、敷地2内の建設工事用機械3に起因するものと一般道路4を走行する車両5に起因するものに大別されるが、騒音計13では、それらが合成された状態で全方位である騒音レベルとして計測される。
一方、上述したビデオカメラ10による撮影と騒音計13による騒音レベルの計測を行うと同時に、c−cマイク12で発生音の音圧を計測し、これを親機21にデータ転送する。なお、子機11は図4(a)に示すように、c−cマイク12のx軸が同図右方向を向くように設置してあるものとする。
次に、各マイクロホン12a〜12fで計測された音圧値をFFT(図示せず)で周波数領域に変換してからフィルタ部41の聴感補正回路でフィルタリングし、逆FFT(図示せず)で時間領域に戻した後、発生音の到来角度を到来角度算出部44で算出する。
到来角度算出部44においては図4(b)に示すように、マイクロホン12a,12bからなるマイクロホン対で計測された音圧p1,p2からそれらの加算値と差分値とを算出し、次式、
(p1+p2)・(p1−p2) (3)
のようにそれらを乗じるか、又は、二乗音圧の差分値、
(p1 2−p2 2) (4)
をとり、次いで、次式、
(p1+p2)・(p1−p2)/ρc (5)
又は、
(p1 2−p2 2)/ρc (6)
で示すように、音響インピーダンスρc(ρ;空気密度、c;音速)で除することにより、該マイクロホン対の配置軸線、すなわちx軸に沿った音響インテンシティ成分Iを算出する。
同様に、マイクロホン12c,12dからなるマイクロホン対で計測された音圧を用いてy軸に沿った音響インテンシティ成分Iを算出するとともに、マイクロホン12e,12fからなるマイクロホン対で計測された音圧を用いてz軸に沿った音響インテンシティ成分Iを算出する。
次いで、音響インテンシティの各成分I,I,Iを用いて、到来角度θを同図(c)及び(d)に示すようにx−y平面での角度成分θxy及びx−z平面での角度成分θxzとして算出する。なお、y−z平面での角度成分θyzを用いてもかまわない。
発生音の到来角度θを算出するにあたっては、例えば0.1秒を時間幅Δtとし、該各時間幅Δtにおいて発生音を0.001秒間隔でサンプリングして、それぞれの到来角度θを上述した手順で算出する。
このようにして到来角度算出部44で算出された到来角度は、その算出基礎となった音圧値の音圧計測時刻とともに、音圧関連データ蓄積手段であるハードディスク27にデータ保存する。
次に、上述した時間幅Δtにおける発生音の到来数を、到来角度算出部44で得られた到来角度データを用いて到来角度ごとに到来頻度計数部45で計数する。
到来角度ごとに計数を行うにあたっては、図5に示したように、全周360゜(同図では便宜上、左側の角度範囲を−180゜〜0゜とした)を例えば0゜〜10゜、10゜〜20゜・・・というように10゜ずつに分割し(横軸)、それらの角度範囲ごとに発生音の到来数N(θ)を計数する(縦軸)。
なお、到来角度ごとの計数は、説明の便宜上、2次元平面で音場が把握されるものとして説明するが、3次元空間で到来角度ごとの計数を行う場合は、到来角度を立体角と考えて同様に処理すればよい。
次に、到来頻度計数部45で得られた到来角度ごとの到来数を全方位の総和で除して到来角度ごとの影響率を騒音指標作成部46で算出する。すなわち、到来角度ごとの到来数をN(θ)とすると、到来角度ごとの影響率C(θ)は、
C(θ)=N(θ)/ΣN(θ) (2)
ΣN(θ);到来角度θに関するN(θ)の総和
と表すことができる。
次に、算出された影響率C(θ)を0゜〜180゜の角度範囲で総和してCIとする。ここで、CIは、図5においては、全体の面積に対する右側の面積の割合に相当する。
次に、CIを次式、
T=L+10・logCT (1)
のCTに代入し、0゜〜180゜を角度範囲とした角度別騒音レベル、すなわち敷地内騒音レベルLIを算出するとともに、180゜〜360゜の角度範囲で影響率C(θ)を総和してCOとし、上述したと同様の手順でCOを(1)式のCTに代入し、180゜〜360゜を角度範囲とした角度別騒音レベル、すなわち敷地外騒音レベルLOを算出する。
具体例として、CIが0.7であったとすると、敷地内騒音レベルLIは(1)式から、
I=L+10・log(0.7)
=L−1.6
となり、騒音レベルLよりも1.6dB低くなる。
次に、騒音レベルL、角度別騒音レベルである敷地内騒音レベルLI及び同じく角度別騒音レベルである敷地外騒音レベルLOの時刻歴波形を騒音波形処理部55で作成し、これをハードディスク29にデータ保存する。
上述したビデオカメラ10による撮影、c−cマイク12による音圧計測及び騒音計13による騒音計測を適宜行った後、時刻指定部52を介して再生を開始したい所望の時刻を指定時刻として入力し、次いで、同期部53において、入力された指定時刻に一致する撮影時刻の映像を合成対象映像としてハードディスク25から読み出すとともに、上記指定時刻に一致する音圧計測時刻の到来角度を合成対象到来角度としてハードディスク27から読み出す。
次に、同期部53から出力された合成対象映像及び合成対象到来角度を合成映像作成部54で重ね合わせて合成映像を作成する。
合成映像作成部54においては、合成対象映像上の合成対象到来角度の位置を、ビデオカメラ10に内蔵された方位センサー19からの撮影方位情報を用いて算出するとともに、該位置に音源位置マーカーを画像表示することで合成映像を作成し、これをモニター26に出力する。
一方、騒音波形処理部55において、騒音レベルL、角度別騒音レベルである敷地内騒音レベルLI及び同じく角度別騒音レベルである敷地外騒音レベルLOの時刻歴波形をハードディスク29から読み出し、上述の指定時刻に一致する該時刻歴波形上の位置に再生位置マーカーを画像表示して時刻歴波形画像とし、該時刻歴波形画像をモニター26に出力する。
図6は、時刻指定部52を構成するモニター26上のグラフィックインターフェース(図示せず)をマウス28でスライド操作することで、再生時刻を時刻t1に指定したときのモニター26の表示状況を示したものであって、該モニターには、東を中心とした180゜範囲の上段映像と、西を中心とした180゜範囲の下段映像と、それらに重ねて表示された円環で構成された音源位置マーカー63とからなる合成映像61と、騒音レベルL、敷地内騒音レベルLI及び敷地外騒音レベルLOの各時刻歴波形に再生位置マーカー64が重ねられてなる時刻歴波形画像62とが映し出されており、同図においては、合成映像61のうち、上段映像の東北東に対応する位置に音源位置マーカー63が重ねて表示されているとともにその位置では油圧ショベル65が稼働しており、再生位置マーカー64は、上述の合成映像61の再生タイミングにおいて、敷地内騒音レベルLIが目標値を上回っていることを示している。
したがって、時刻t1で敷地内騒音レベルLIが目標値を上回った原因となる騒音源は、油圧ショベル65であるとの推定が可能であり、この時点で油圧ショベル65を停止する騒音対策を講じるべきであると判断できる。
一方、図7は、再生時刻を時刻t2に指定したときのモニター26の表示状況を同様に示したものであって、同図においては、合成映像61のうち、下段映像の西に対応する位置に音源位置マーカー63が重ねて表示されているとともに、その位置では、敷地外の道路において自動車66が走行しており、再生位置マーカー64は、上述の合成映像61の再生タイミングにおいて、騒音レベルLは目標値を上回っているが、敷地内騒音レベルLIは目標値を下回っていることを示している。
したがって、時刻t2で騒音レベルLが目標値を上回ったのは、敷地外の道路を走行する自動車66が騒音源となったことが大きな原因であって、敷地内騒音レベルLIは目標値未満であるため、敷地内では特段の騒音対策をとる必要がないと判断できる。
以上説明したように、本実施形態に係る騒音源探索システム1によれば、発生音の音圧をc−cマイク12で計測しつつその周辺の映像をビデオカメラ10で撮影するとともに、計測された音圧値を用いて到来角度算出部44で発生音の到来角度を算出し、ビデオカメラ10から得られた映像を合成対象映像、到来角度算出部44から得られた到来角度を合成対象到来角度とした上、合成対象映像上の合成対象到来角度の位置を、ビデオカメラ10から出力された撮影方位情報を用いて算出し、該位置に合成対象到来角度として音源位置マーカー63を重ね合わせて合成映像を作成し、これをモニター26に表示するようにしたので、発生音がどこから到来しているのかを周囲の映像上で確認することが可能となり、かくして騒音源の位置を適切かつ迅速に特定することができる。
また、本実施形態に係る騒音源探索システム1によれば、魚眼レンズが備えられたビデオカメラ10で本発明の撮像手段を構成するとともに、到来角度算出部44を発生音の到来角度が全方位にわたって算出されるように構成し、ビデオカメラ10で撮影された全周映像を展開して合成対象映像とする映像処理部51を備えるようにしたので、映像を効率的に取得しつつ、騒音源を見落とさずに確実に探索することが可能となる。
また、本実施形態に係る騒音源探索システム1によれば、発生音の音圧を騒音レベルとして計測する騒音計13を別途備えた上、影響率C(θ)及び騒音レベルLを用いて該騒音レベルを敷地内騒音レベルLIあるいは敷地外騒音レベルLOといった角度別騒音レベルに割り振り、これらを時刻歴波形としてモニター26に出力するようにしたので、騒音監視の対象は、すべての発生音が反映された騒音レベルLではなく、角度別騒音レベル、すなわち監視対象からの発生音だけが反映された角度別騒音レベルとなる。
したがって、監視対象エリアに応じた角度範囲を適宜設定することにより、その角度範囲に対応する角度別騒音レベルが目標値を上回ったときだけ、騒音源の探索を行えば足りることとなり、監視対象エリア以外からの発生音、例えば周辺道路を走行する自動車からの発生音によって騒音レベルが目標値を上回るような、本来的に騒音源の探索が不要な場合にまで騒音源の探索を行う必要がなくなる。
また、騒音源の探索が必要な場合においても、上述したように発生音がどこから到来しているのかを周囲の映像上で即座に確認することができるので、騒音源の位置を適切かつ迅速に特定することが可能となる。
また、本実施形態に係る騒音源探索システム1によれば、合成対象映像と合成対象到来角度を同期部53でハードディスク25,27からそれぞれ読み出した上、それらを合成映像作成部54に出力するようにしたので、リアルタイムな騒音監視を行いながら、あるいはそれとは別の機会に、過去の合成映像を用いた騒音対策の確認や検討を行うことが可能となり、例えば終日にわたってデータ保存された合成映像を見ながら、前日における発生音の状況を把握したり、騒音対策の効果確認あるいはあらたな対策の検討を行ったりすることができる。
また、本実施形態に係る騒音源探索システム1によれば、騒音レベルL、敷地内騒音レベルLI及び敷地外騒音レベルLOの時刻歴波形を騒音波形処理部55で作成するとともに、該時刻歴波形上の位置に再生位置マーカー64を画像表示して時刻歴波形画像とし、該時刻歴波形画像をモニター26に出力するようにしたので、合成映像と同じ時刻における騒音レベルや角度別騒音レベルの大きさが、それらの時刻歴波形の位置として再生位置マーカー64で示されるため、過去の合成映像を用いた騒音対策の検討をより綿密に行うことが可能となる。
本実施形態では、撮影された映像データや計測音圧値から算出された到来角度データをハードディスク25,27に保存しておき、これらのうち、撮影時刻や音圧計測時刻が指定時刻に一致するものを同期部53で読み出すようにしたが、このようないわば録画再生モードに代えて、タイムシフト再生(追っかけ再生)で処理することはもちろん可能であるし、図8に示すように、ハードディスク25,27及び時刻指定部52を省略するとともに、同期部53が省略された演算処理部22aを採用し、リアルタイムモードで処理することも可能である。
この場合においては、映像処理部51で処理された映像が合成対象映像、到来角度算出部44で算出された到来角度が合成対象到来角度となり、それらが合成映像作成部54で合成されることになるが、現時点での状況が合成映像としてモニター26に映し出されることになるため、図6のような場合においては、油圧ショベル63を速やかに停止することができるとともに、図7のような場合には、現状を維持しつつ、引き続き騒音監視を継続するといった対応が可能となる。
ここで、本変形例の場合、騒音レベルL、敷地内騒音レベルLI及び敷地外騒音レベルLOを、図6,7と同様に現時点までの時刻歴波形として、あるいは現時点での値としてモニター26に画像表示することが可能であるが、再生位置マーカー64は省略される。
また、本実施形態では、騒音レベルL、敷地内騒音レベルLI及び敷地外騒音レベルLOといった騒音指標を時刻歴波形として作成しその上に再生位置マーカー64が重ねられてなる時刻歴波形画像62をモニター26に表示するようにしたが、各時刻歴波形に代えて、再生時点での各騒音指標の数値を表示するとともに、再生位置マーカー64に代えて再生時刻を表示するようにしてもかまわない。
かかる構成においては、一定時間内における発生音の変動状況の把握は困難となるが、騒音指標と合成映像とを関連付けた騒音監視は上述した実施形態と同様に可能である。
また、本実施形態及び上述の変形例においては、騒音計13を備えるようにしたが、場合によっては、騒音計13及びその計測結果を用いた処理を行う騒音波形処理部55を省略してもかまわない。
図9(a)は、かかる変形例をリアルタイムモードに適用したものである。同図に示す構成においては、従来の騒音規制を踏まえた騒音監視を行うことはできなくなるが、周辺の映像と到来角度とを、撮影方位情報を用いて重ね合わせることで合成映像を作成し、これをモニター26に表示することにより、発生音の音源を映像上で確認し、それによって騒音源の探索を効率よく行うことができるという点については、上述の実施形態と何ら変わりはない。
なお、同図に係る変形例では、騒音計13を省略したことで聴感補正に関する整合をとる必要がなくなるため、フィルタ部41も不要となる。
さらには、図9(b)に示すように、撮像手段として、例えば広角レンズを備えたビデオカメラ10´を採用し、その映像を合成対象映像として直接用いることで、映像処理部51を省略するとともに、音圧計測手段もc−cマイク12に代えて、例えばp−p法に従った構成のマイクロホン91を用いることも可能である。
また、本実施形態では、到来角度算出部44で得られた到来角度データを用いて発生音の到来数を到来角度ごとに到来頻度計数部45で計数する際、発生音が到来するたびに単純にその回数をカウントするようにしたが、これに代えて、発生音のエネルギーの大きさが該発生音のエネルギー値として算出されるように到来角度算出部を構成するとともに、発生音の到来数が該発生音のエネルギー値で重み付けされるように到来頻度計数部を構成してもよい。
すなわち、到来角度算出部においては、マイクロホン12a,12bからなるマイクロホン対で計測された音圧p1,p2から次式、
P=(p1+p2)2
を演算することにより、発生音のエネルギーEPを算出する。
到来角度算出部で算出されたエネルギーEPは、必要に応じてハードディスクなどの記憶装置に適宜記憶させておけばよい。なお、マイクロホン12a,12bからなるマイクロホン対に代えて、マイクロホン12c,12dからなるマイクロホン対、あるいはマイクロホン12e,12fからなるマイクロホン対で計測された音圧を用いて発生音のエネルギーEPを算出するようにしてもかまわない。
次に、上述した実施形態と同様、到来角度算出部で得られた到来角度データを用いて発生音の到来数を到来角度ごとに到来頻度計数部で計数するが、単に「1」を累加していくのではなく、エネルギー値で重み付けされた回数を累加する。
すなわち、到来角度θに到来する発生音のうち、k番目(1≦k≦M)に到来する発生音のエネルギー値をEP(k)とすると、該到来角度における発生音の到来数N´(θ)を、次式、
N´(θ)=Σ(1・EP(k))(k=1,2,・・・M)
で算出する。
かかる変形例によれば、発生音の到来数を計数する際に該発生音のエネルギーの大きさで到来数が重み付けされるため、影響率や角度別騒音レベルも発生音のエネルギーの大きさで重み付けされる、すなわち騒音への影響がより支配的となる発生音を用いて、影響率や角度別騒音レベルが算出されることとなり、かくして合理的な騒音監視が可能となる。
また、上述した重み付けにより、発生音がさまざまな角度から到来する場合であっても、各発生音の到来角度を適切に把握ことが可能となる。
また、本実施形態では特に言及しなかったが、図10に示すように、敷地内騒音レベルLIの大きさを予め定められた目標値と比較して該敷地内騒音レベルが目標値を上回ったときに警報データを作成する警報作成部47を演算処理部22に備えるとともに、敷地2内で稼働する建設工事用機械3に孫機31を設置して該孫機に警報出力部32を設け、該警報出力部を警報作成部47で作成された警報データが出力されるように構成してもよい。
警報出力部32は、建設工事用機械3の運転席に取り付けられた携帯情報端末を用いて構成することが可能であり、かかる場合、該携帯情報端末の画面に警報ボタンが点滅表示されるように若しくは警報色で表示されるように構成し、又は該携帯情報端末のスピーカーから警報アラームが鳴るように構成することが可能であり、警報作成部47で作成されるべき警報データは、これら警報出力部32の構成に応じて適宜作成すればよい。
かかる変形例によれば、敷地内騒音レベルLIが目標値を上回った場合に警報作成部47で警報データを作成するとともに、該警報データを、親機21に設けられた送信部及び孫機31に設けられた受信部(いずれも図示せず)を介して受信し、これを警報出力部32に出力するため、敷地2内の建設工事用機械3に対する騒音対策をリアルタイムに講じることが可能となる。
また、本実施形態では特に言及しなかったが、聴感補正回路に加えて、建設工事用機械3の種類に応じた発生音の周波数特性でフィルタリングを行う重機選別回路をフィルタ部41に設けるようにしてもよい。
重機選別回路は、ブルドーザ、トラクターショベル、バックホウといったさまざまな建設工事用機械の稼働による発生音を種類ごとに周波数分析して各重機に固有の発生音の周波数特性を調査した上、各重機からの発生音を選択的に通すことができるようにかつ互いに切換自在となるように構成する。各重機に固有の周波数特性は、一般乗用車や列車における走行音の周波数特性とも区別されているのが望ましい。
かかる構成によれば、c−cマイク12で得られた計測値から特定の建設工事用機械に起因する計測値だけを取り出すことが可能となり、特定の建設工事用機械を対象とした騒音監視が可能となる。
なお、建設工事用機械3に孫機31を設置して該孫機に警報出力部32を設ける上記変形例においては、特定の建設工事用機械を対象としたフィルタリングを行っている間に重機別敷地内騒音レベルが目標値を超えたとき、該建設工事用機械に設置された孫機31で警報データが受信されるように構成しておくのが望ましい。
具体的構成としては例えば、フィルタリングの対象となる重機情報をフィルタリングの切換動作と連動させる形で騒音指標作成部46に記憶しておき、重機別敷地内騒音レベルが目標値を超えたと騒音指標作成部46で判定されたとき、記憶された重機情報を読み出して該重機情報を警報データに含めるように警報作成部47を構成するとともに、該警報データが、対象となる建設工事用機械の携帯情報端末に出力されるように警報出力部32を構成しておくことが考えられる。
1 騒音源探索システム
2 敷地
3 建設工事用機械
10 ビデオカメラ(撮像手段)
11 子機
12 c−cマイク(音圧計測手段)
12a〜12f マイクロホン
13 騒音計(騒音計測手段)
19 方位センサー
21 親機
22 演算処理部
25 ハードディスク(映像データ蓄積手段)
26 モニター(表示手段)
27 ハードディスク(音圧関連データ蓄積手段)
31 孫機
32 警報出力部
41 フィルタ部
44 到来角度算出部
45 到来頻度計数部
47 警報作成部
51 映像処理部
52 時刻指定部
53 同期部
54 合成映像作成部
55 騒音波形処理部
61 合成画像
62 時刻歴波形画像
63 音源位置マーカー
64 再生位置マーカー

Claims (12)

  1. 撮影された映像とともにその撮影方位を撮影方位情報として出力する撮像手段と、該撮像手段近傍に配置され発生音の音圧を計測する音圧計測手段と、該音圧計測手段で計測された音圧値を用いて前記発生音の到来角度を算出する到来角度算出部と、前記撮像手段から得られた映像を合成対象映像、前記到来角度算出部から得られた到来角度を合成対象到来角度としてそれらを重ね合わせて合成映像を作成する合成映像作成部と、該合成映像を表示する表示手段とを備えてなり、前記合成映像作成部は、前記合成対象映像上の前記合成対象到来角度の位置を前記撮影方位情報を用いて算出するとともに、該位置に音源位置マーカーを画像表示することで前記合成映像を作成するようになっていることを特徴とする騒音源探索システム。
  2. 前記撮像手段を魚眼レンズが備えられたビデオカメラで構成するとともに、前記到来角度算出部を前記発生音の到来角度が全方位にわたって算出されるように構成し、前記ビデオカメラで撮影された全周映像を展開して前記合成対象映像とする映像処理部を備えた請求項1記載の騒音源探索システム。
  3. 前記音圧計測手段を、指向性を有する2つのマイクロホンを最大感度方向が互いに逆方向を向くように配置してマイクロホン対とし該マイクロホン対を互いに平行でない複数の軸線に沿ってかつそれらの原点を挟むようにそれぞれ配置して構成した請求項1又は請求項2記載の騒音源探索システム。
  4. 前記撮像手段近傍に配置され発生音の音圧を騒音レベルとして計測する騒音計測手段と、
    該騒音計測手段に内蔵されている周波数重み特性と実質同一の周波数重み特性で前記各マイクロホンで計測された音圧値をフィルタリングする聴感補正回路が設けられその処理結果を前記到来角度算出部に出力するフィルタ部と、
    前記到来角度算出部で得られた到来角度を用いて所定時間幅における前記発生音の到来数を到来角度ごとに計数する到来頻度計数部と、
    該到来頻度計数部で得られた到来角度ごとの到来数を全方位の総和で除して到来角度ごとの影響率を算出するとともに、該影響率及び前記騒音レベルを用いて所定角度範囲内の発生音に起因する騒音指標を角度別騒音レベルとして算出し、該角度別騒音レベルを前記騒音レベルとともに数値として前記表示手段に出力するように構成した騒音指標作成部とを備えた請求項3記載の騒音源探索システム。
  5. 前記騒音レベル及び前記角度別騒音レベルの時刻歴波形を作成するとともに、前記騒音レベル及び前記角度別騒音レベルの数値に代えて、又は該数値に加えて前記時刻歴波形を前記表示手段に出力する騒音波形処理部を備えた請求項4記載の騒音源探索システム。
  6. 前記撮像手段から得られた映像をデータ保存する映像データ蓄積部と、前記音圧計測手段で計測された音圧値又は該音圧値を用いて前記到来角度算出部で算出された到来角度をデータ保存する音圧関連データ蓄積部と、時刻指定手段と、同期部とを備え、該同期部は、前記時刻指定手段を介して入力された指定時刻に一致する撮影時刻の映像を前記映像データ蓄積部から読み出してこれを前記合成対象映像とするとともに、前記指定時刻に一致する音圧計測時刻の音圧値を前記音圧関連データ蓄積部から読み出し該音圧値を用いて前記到来角度算出部で算出された到来角度を前記合成対象到来角度とするか、又は前記指定時刻に一致する音圧計測時刻の到来角度を前記音圧関連データ蓄積部から読み出してこれを前記合成対象到来角度とし、前記合成対象映像及び前記合成対象到来角度を前記合成映像作成部に出力するようになっている請求項4記載の騒音源探索システム。
  7. 前記騒音レベル及び前記角度別騒音レベルの時刻歴波形を作成するとともに前記時刻指定手段を介して入力された指定時刻に一致する該時刻歴波形上の位置に再生位置マーカーを画像表示して時刻歴波形画像とし該時刻歴波形画像を前記表示手段に出力する騒音波形処理部を備えた請求項6記載の騒音源探索システム。
  8. 前記到来角度算出部を、前記発生音のエネルギーの大きさが該発生音ごとのエネルギー値として算出されるように構成するとともに、前記到来頻度計数部を、前記発生音の到来数が該発生音のエネルギー値で重み付けされるように構成した請求項4乃至請求項7のいずれか一記載の騒音源探索システム。
  9. 前記音圧計測手段及び前記騒音計測手段を建設工事が行われる敷地の境界近傍に設置するとともに、該敷地を見渡す角度範囲を前記所定角度範囲として前記角度別騒音レベルが算出されるように前記騒音指標作成部を構成し、該角度別騒音レベルを敷地内騒音レベルとした請求項4乃至請求項8のいずれか一記載の騒音源探索システム。
  10. 前記敷地内の建設工事用機械の種類に応じた周波数特性で前記各マイクロホンによる計測値をフィルタリングする重機選別回路を前記フィルタ部に設けるとともに、前記敷地内騒音レベルを重機別敷地内騒音レベルとした請求項9記載の騒音源探索システム。
  11. 前記敷地内騒音レベル又は前記重機別敷地内騒音レベルの大きさを予め定められた目標値と比較し該敷地内騒音レベル又は重機別敷地内騒音レベルが前記目標値を上回ったときに警報データを作成する警報作成部と、該警報作成部で作成された警報データを出力する警報出力部とを備えた請求項9又は請求項10記載の騒音源探索システム。
  12. 前記警報出力部を前記敷地内で稼働する建設工事用機械に設けた請求項11記載の騒音源探索システム。
JP2012185686A 2012-08-24 2012-08-24 騒音源探索システム Active JP5946040B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012185686A JP5946040B2 (ja) 2012-08-24 2012-08-24 騒音源探索システム

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012185686A JP5946040B2 (ja) 2012-08-24 2012-08-24 騒音源探索システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014044083A true JP2014044083A (ja) 2014-03-13
JP5946040B2 JP5946040B2 (ja) 2016-07-05

Family

ID=50395450

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012185686A Active JP5946040B2 (ja) 2012-08-24 2012-08-24 騒音源探索システム

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5946040B2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017161223A (ja) * 2016-03-07 2017-09-14 株式会社大林組 騒音源探索システム
CN109642937A (zh) * 2016-09-23 2019-04-16 杰富意钢铁株式会社 超声波源的方位标定装置及重合图像的分析方法
JP2021018212A (ja) * 2019-07-23 2021-02-15 株式会社ミツトヨ 音響測定装置およびプログラム
JP7463907B2 (ja) 2020-08-24 2024-04-09 株式会社大林組 騒音源特定支援システム、および騒音源特定支援方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0217482A (ja) * 1988-07-06 1990-01-22 Toshiba Corp 音源探査装置
JPH07261834A (ja) * 1994-03-18 1995-10-13 Toshiba Corp プラント機器監視装置
JP2002181913A (ja) * 2000-10-02 2002-06-26 Chubu Electric Power Co Inc 音源探査システム
JP2003111183A (ja) * 2001-09-27 2003-04-11 Chubu Electric Power Co Inc 音源探査システム
JP2006038772A (ja) * 2004-07-29 2006-02-09 Nittobo Acoustic Engineering Co Ltd 音圧測定方法
WO2009153999A1 (ja) * 2008-06-20 2009-12-23 学校法人日本大学 音響エネルギ計測装置並びにこれを用いた音響性能評価装置及び音響情報計測装置
JP2010091282A (ja) * 2008-10-03 2010-04-22 Nissan Motor Co Ltd 音源探査装置および音源探査方法
JP2010236944A (ja) * 2009-03-30 2010-10-21 Chubu Electric Power Co Inc 音源・振動源の探査方法と音源・振動源探査システム

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0217482A (ja) * 1988-07-06 1990-01-22 Toshiba Corp 音源探査装置
JPH07261834A (ja) * 1994-03-18 1995-10-13 Toshiba Corp プラント機器監視装置
JP2002181913A (ja) * 2000-10-02 2002-06-26 Chubu Electric Power Co Inc 音源探査システム
JP2003111183A (ja) * 2001-09-27 2003-04-11 Chubu Electric Power Co Inc 音源探査システム
JP2006038772A (ja) * 2004-07-29 2006-02-09 Nittobo Acoustic Engineering Co Ltd 音圧測定方法
WO2009153999A1 (ja) * 2008-06-20 2009-12-23 学校法人日本大学 音響エネルギ計測装置並びにこれを用いた音響性能評価装置及び音響情報計測装置
JP2010091282A (ja) * 2008-10-03 2010-04-22 Nissan Motor Co Ltd 音源探査装置および音源探査方法
JP2010236944A (ja) * 2009-03-30 2010-10-21 Chubu Electric Power Co Inc 音源・振動源の探査方法と音源・振動源探査システム

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017161223A (ja) * 2016-03-07 2017-09-14 株式会社大林組 騒音源探索システム
CN109642937A (zh) * 2016-09-23 2019-04-16 杰富意钢铁株式会社 超声波源的方位标定装置及重合图像的分析方法
JP2021018212A (ja) * 2019-07-23 2021-02-15 株式会社ミツトヨ 音響測定装置およびプログラム
JP7295732B2 (ja) 2019-07-23 2023-06-21 株式会社ミツトヨ 音響測定装置およびプログラム
JP7463907B2 (ja) 2020-08-24 2024-04-09 株式会社大林組 騒音源特定支援システム、および騒音源特定支援方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP5946040B2 (ja) 2016-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103941223B (zh) 声源定位系统及其方法
US9031256B2 (en) Systems, methods, apparatus, and computer-readable media for orientation-sensitive recording control
CN105474666B (zh) 声音处理系统及声音处理方法
JP5004276B2 (ja) 音源方向判定装置及び方法
JP6617613B2 (ja) 騒音源探索システム
EP2882170A1 (en) Audio information processing method and apparatus
JP5946040B2 (ja) 騒音源探索システム
US20170162195A1 (en) Information processing apparatus, information processing method, and recording medium
CN107677992B (zh) 移动侦测方法、装置和监控设备
EP2795402A1 (en) A method, an apparatus and a computer program for determination of an audio track
EP2478715B1 (en) Method for acquiring audio signals, and audio acquisition system thereof
JP2011071686A (ja) 映像音響処理装置、映像音響処理方法及びプログラム
JP4248458B2 (ja) 音圧測定方法
WO2017112085A1 (en) Microphone beamforming using distance and environmental information
JP5946039B2 (ja) 騒音監視システム
CN105675122B (zh) 一种噪声源位置快速识别方法
CN106205630A (zh) 视频摄录系统中降低马达振动噪声的系统
CN105474665A (zh) 声音处理装置、声音处理系统及声音处理方法
JP5826663B2 (ja) 音響計測装置
JP5943298B2 (ja) 騒音源探索システム
JP2011033369A (ja) 会議装置
JP2005181088A (ja) モーションキャプチャシステム及びモーションキャプチャ方法
KR101155610B1 (ko) 음원 위치 표시 장치 및 그 방법
JP2018107697A (ja) 信号処理装置、信号処理方法及びプログラム
JP5943299B2 (ja) 騒音源探索システム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150714

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20150714

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160419

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160518

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160523

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5946040

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250