JP2015095763A - Sounding body detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空間内の発音体の位置を検出する発音体検出装置に関する。 The present invention relates to a sounding body detection apparatus that detects the position of a sounding body in space.
複数のマイクを用いて音源の位置を検出する技術が知られている(例えば、非特許文献1)。非特許文献1に記載された技術では、複数個(例えば3個)のマイクにより音を集音し、複数の音のうちの、1つの音と、それ以外の音との到達時間の差分である複数(例えば2つ)の到達時間差を算出し、3個のマイクの設置位置と2個の到達時間差とを用いて計算により音源の位置を検出する。
A technique for detecting the position of a sound source using a plurality of microphones is known (for example, Non-Patent Document 1). In the technique described in Non-Patent
また、複数個のマイクにより音を集音し、特定音の大きさに応じて異常音を検出する技術が知られている(例えば、特許文献1)。特許文献1に記載された技術では、複数個のマイクにより音(混合信号)を集音し、複数の混合信号から、発音体が発する音である特定音の周波数成分(個別信号)を複数抽出する。そして、複数個のマイクの設置位置と複数の個別信号とを用いて行列演算により音源の位置を検出する。
In addition, a technique is known in which sounds are collected by a plurality of microphones and abnormal sounds are detected according to the magnitude of a specific sound (for example, Patent Document 1). In the technique described in
しかしながら、非特許文献1や特許文献1に開示された技術は、どこかに設置された音源を検出するものであり、移動する音源(以下、発音体と称する)を検出するものではない。
However, the techniques disclosed in
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、移動する発音体の位置をリアルタイムに特定することができる発音体検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a sounding body detection apparatus that can specify the position of a moving sounding body in real time.
本発明の第1の要旨では、発音体検出装置は、音を集音するM個(Mは3以上の整数)のマイクと、前記M個のマイクから出力された音を電気信号に変換する信号変換回路と、前記信号変換回路から出力された前記M個の電気信号から、移動する発音体が発する音である特定音の周波数成分を抽出した特定音電気信号を出力する特定音電気信号抽出フィルタと、前記特定音電気信号抽出フィルタから出力された前記M個の特定音電気信号のうちの、1つの特定音電気信号と、それ以外の特定音電気信号との到達時間の差分であるN個(Nは整数)の到達時間差を順次算出する信号時間差検出部と、前記M個のマイクの設置位置を表す座標と、前記信号時間差検出部から先行出力された前記N個の到達時間差とに基づいて、前回の前記発音体の座標である前回発音体座標を検出し、前記M個のマイクの座標と、前記信号時間差検出部から後続出力された前記N個の到達時間差とに基づいて、今回の前記発音体の座標である今回発音体座標を検出する座標検出部と、を具備することを特徴とする。 In the first aspect of the present invention, the sound generator detection apparatus converts M (M is an integer of 3 or more) microphones to collect sound and the sound output from the M microphones into an electrical signal. A specific sound electrical signal extraction for outputting a specific sound electrical signal obtained by extracting a frequency component of a specific sound, which is a sound emitted by a moving sound generator, from the M electrical signals output from the signal conversion circuit and the signal conversion circuit N is a difference in arrival time between one specific sound electrical signal of the M specific sound electrical signals output from the filter and the specific sound electrical signal extraction filter and the other specific sound electrical signals A signal time difference detection unit that sequentially calculates arrival time differences of N (N is an integer), coordinates that indicate the installation positions of the M microphones, and the N arrival time differences that are output in advance from the signal time difference detection unit. Based on the previous sounding body The coordinates of the current sounding body are detected based on the coordinates of the M microphones and the N arrival time differences output from the signal time difference detection unit. And a coordinate detection unit for detecting the coordinates of the sounding body this time.
本発明の第2の要旨では、発音体検出装置は、音を集音するM個(Mは3以上の整数)のマイクと、前記M個のマイクから出力された音を電気信号に変換する信号変換回路と、前記信号変換回路から出力された前記M個の電気信号から、移動する発音体が発する音である特定音の周波数成分を抽出した特定音電気信号を出力する特定音電気信号抽出フィルタと、前記特定音電気信号抽出フィルタから出力された前記M個の特定音電気信号の電圧値が判定用特定音電圧値以上である場合、判定結果信号を出力する特定音電気信号判定部と、前記特定音電気信号判定部から出力された前記M個の判定結果信号のうちの、1つの判定結果信号と、それ以外の判定結果信号との到達時間の差分であるN個(Nは整数)の到達時間差を順次算出する信号時間差検出部と、前記M個のマイクの設置位置を表す座標と、前記信号時間差検出部から先行出力された前記N個の到達時間差とに基づいて、前回の前記発音体の座標である前回発音体座標を検出し、前記M個のマイクの座標と、前記信号時間差検出部から後続出力された前記N個の到達時間差とに基づいて、今回の前記発音体の座標である今回発音体座標を検出する座標検出部と、を具備することを特徴とする。 In the second aspect of the present invention, the sound generator detection device converts M (M is an integer of 3 or more) microphones that collect sound and the sound output from the M microphones into an electrical signal. A specific sound electrical signal extraction for outputting a specific sound electrical signal obtained by extracting a frequency component of a specific sound, which is a sound emitted by a moving sound generator, from the M electrical signals output from the signal conversion circuit and the signal conversion circuit A specific sound electrical signal determination unit that outputs a determination result signal when a voltage value of the M specific sound electrical signals output from the specific sound electrical signal extraction filter is equal to or greater than a specific sound voltage value for determination; , N of the M determination result signals output from the specific sound electrical signal determination unit, which is a difference in arrival time between one determination result signal and the other determination result signals (N is an integer) ) Signals that sequentially calculate arrival time differences Based on the difference detection unit, the coordinates representing the installation positions of the M microphones, and the N arrival time differences output in advance from the signal time difference detection unit, the previous time which is the coordinates of the sounding body of the previous time The current sound generator coordinates, which are the coordinates of the current sound generator, are detected based on the coordinates of the M microphones and the N arrival time differences subsequently output from the signal time difference detection unit. And a coordinate detection unit for detecting.
本発明の第2の要旨では、前記特定音電気信号判定部は、前記特定音電気信号抽出フィルタから先行出力された前記M個の特定音電気信号の電圧値が前記判定用特定音電圧値以上である場合、先行する前記M個の判定結果信号を前記時間差検出部に出力し、前記特定音電気信号抽出フィルタから後続出力された前記M個の特定音電気信号の電圧値が前記判定用特定音電圧値以上であり、かつ、その電圧値が先行の特定音電気信号の電圧値に対して変化している場合、後続する前記M個の判定結果信号を出力する、ことを特徴とする。 In the second aspect of the present invention, the specific sound electrical signal determination unit is configured such that a voltage value of the M specific sound electrical signals output in advance from the specific sound electrical signal extraction filter is equal to or higher than the determination specific sound voltage value. The preceding M number of determination result signals are output to the time difference detection unit, and the voltage values of the M number of specific sound electrical signals subsequently output from the specific sound electrical signal extraction filter are the determination specifics. When the voltage value is equal to or higher than the sound voltage value and the voltage value changes with respect to the voltage value of the preceding specific sound electric signal, the subsequent M determination result signals are output.
本発明の第1、2の要旨では、前記座標検出部は、N個の時間差と前記発音体の座標とを複数パターン対応付ける時間差座標記憶部と、前記時間差座標記憶部に記憶された前記複数パターンの座標の中から、前記N個の到達時間差に対応する座標を前記発音体の座標として選択する座標選択部と、を具備することを特徴とする。 In the first and second aspects of the present invention, the coordinate detection unit includes a time difference coordinate storage unit associating a plurality of time differences and the coordinates of the sounding body with a plurality of patterns, and the plurality of patterns stored in the time difference coordinate storage unit. A coordinate selection unit that selects coordinates corresponding to the N arrival time differences as the coordinates of the sounding body.
本発明の第3の要旨では、発音体検出装置は、音を集音するM個(Mは2以上の整数)のマイクと、前記M個のマイクから出力された音を電気信号に変換する信号変換回路と、前記信号変換回路から出力された前記M個の電気信号から、移動する発音体が発する音である特定音の周波数成分を抽出した特定音電気信号を出力する特定音電気信号抽出フィルタと、特定音電気信号座標記憶部と、前記特定音の大きさを表すM個の特定音電圧値と前記発音体の座標とを複数パターン対応付けて前記特定音電気信号座標記憶部に予め記憶させる座標構築部と、前記特定音電気信号座標記憶部に記憶された前記複数パターンの座標の中から、前記特定音電気信号抽出フィルタから先行出力された前記M個の特定音電気信号の電圧値に対応する座標を、前回の前記発音体の座標である前回発音体座標として選択し、前記特定音電気信号座標記憶部に記憶された前記複数パターンの座標の中から、前記特定音電気信号抽出フィルタから後続出力された前記M個の特定音電気信号の電圧値に対応する座標を、今回の前記発音体の座標である今回発音体座標として選択する座標検出部と、を具備することを特徴とする。 In the third aspect of the present invention, the sound generator detection device converts M (M is an integer of 2 or more) microphones to collect sound and the sound output from the M microphones into an electrical signal. A specific sound electrical signal extraction for outputting a specific sound electrical signal obtained by extracting a frequency component of a specific sound, which is a sound emitted by a moving sound generator, from the M electrical signals output from the signal conversion circuit and the signal conversion circuit A filter, a specific sound electric signal coordinate storage unit, M specific sound voltage values representing the magnitude of the specific sound, and coordinates of the sounding body are associated with a plurality of patterns in the specific sound electric signal coordinate storage unit in advance. The voltage of the M specific sound electrical signals output in advance from the specific sound electrical signal extraction filter out of the coordinates of the plural patterns stored in the coordinate construction unit to be stored and the specific sound electrical signal coordinate storage unit The coordinates corresponding to the value, Selected as the previous sound generator coordinates which are the coordinates of the sound generator of the number of times, and subsequently output from the specific sound electric signal extraction filter from among the coordinates of the plurality of patterns stored in the specific sound electric signal coordinate storage unit A coordinate detection unit that selects coordinates corresponding to voltage values of the M specific sound electrical signals as current sounding body coordinates that are coordinates of the current sounding body.
本発明の第1〜3の要旨では、発音体検出装置は、前記前回発音体座標と前記今回発音体座標とを含む画像データを表示する表示部、を更に具備することを特徴とする。 In the first to third aspects of the present invention, the sounding body detecting apparatus further includes a display unit that displays image data including the previous sounding body coordinates and the current sounding body coordinates.
本発明の第1〜3の要旨では、発音体検出装置は、前記前回発音体座標を記憶する移動履歴記憶部、を更に具備し、前記画像データは、前記今回発音体座標と、前記移動履歴記憶部に記憶された前記前回発音体座標を含む発音体移動履歴と、を結ぶ発音体移動経路を更に含む、ことを特徴とする。 In the first to third aspects of the present invention, the sounding body detection device further includes a movement history storage unit that stores the previous sounding body coordinates, and the image data includes the current sounding body coordinates and the movement history. A sound generator movement path connecting the sound generator movement history including the previous sound generator coordinates stored in the storage unit is further included.
本発明の第1〜3の要旨では、発音体検出装置は、前記M個のマイクのうちの少なくとも1つのマイクの設置位置を表す座標と前記発音体の座標とに基づいて、前記少なくとも1つのマイクと前記発音体との距離を算出距離として算出する距離算出部、を更に具備することを特徴とする。 In the first to third aspects of the present invention, the sounding body detecting device may be configured such that the at least one sounding body detection device is based on coordinates representing an installation position of at least one of the M microphones and coordinates of the sounding body. A distance calculating unit that calculates a distance between the microphone and the sounding body as a calculated distance is further provided.
本発明の第1〜3の要旨では、発音体検出装置は、前記算出距離が設定距離範囲に含まれているか否かを表す距離判定結果を生成する距離判定結果生成部と、前記距離判定結果に基づいてアラームを出力するアラーム通知部と、を更に具備することを特徴とする。 In the first to third aspects of the present invention, the sound generator detection device includes a distance determination result generation unit that generates a distance determination result indicating whether the calculated distance is included in a set distance range, and the distance determination result. And an alarm notification unit for outputting an alarm based on the above.
本発明の第1〜3の要旨では、前記設定距離範囲は複数設定され、前記アラームの種類は前記設定距離範囲毎に異なる、ことを特徴とする。 In the first to third aspects of the present invention, a plurality of the set distance ranges are set, and the type of the alarm is different for each set distance range.
本発明の第4の要旨では、コンピュータプログラムにおいて、M個(Mは3以上の整数)のマイクにより集音された音を電気信号に変換する信号変換処理と、前記M個の電気信号から、移動する発音体が発する音である特定音の周波数成分として特定音電気信号を抽出する特定音電気信号抽出処理と、前記M個の特定音電気信号のうちの、1つの特定音電気信号と、それ以外の特定音電気信号との到達時間の差分であるN個(Nは整数)の到達時間差を順次算出する信号時間差検出処理と、前記M個のマイクの設置位置を表す座標と、前記信号時間差検出処理から先行出力された前記N個の到達時間差とに基づいて、前回の前記発音体の座標である前回発音体座標を検出する前回座標検出処理と、前記M個のマイクの座標と、前記信号時間差検出処理から後続出力された前記N個の到達時間差とに基づいて、今回の前記発音体の座標である今回発音体座標を検出する今回座標検出処理と、の各処理をコンピュータに実行させる。 According to a fourth aspect of the present invention, in a computer program, a signal conversion process for converting sound collected by M (M is an integer of 3 or more) microphones into an electrical signal, and the M electrical signals, A specific sound electrical signal extraction process for extracting a specific sound electrical signal as a frequency component of a specific sound that is a sound emitted by a moving sound generator, one specific sound electrical signal among the M specific sound electrical signals, Signal time difference detection processing for sequentially calculating N (N is an integer) arrival time differences, which are differences in arrival times from other specific sound electrical signals, coordinates indicating the installation positions of the M microphones, and the signal Based on the N arrival time differences output in advance from the time difference detection process, the previous coordinate detection process for detecting the previous sounding body coordinates which are the coordinates of the previous sounding body, the coordinates of the M microphones, Signal time difference The was followed outputted from the output processing on the basis of the N pieces of arrival time difference, and the current coordinate detection process for detecting the current sounding body coordinates are the coordinates of the current of the sounding body, to execute the processing of the computer.
本発明の第5の要旨では、コンピュータプログラムにおいて、M個(Mは3以上の整数)のマイクにより集音された音を電気信号に変換する信号変換処理と、前記M個の電気信号から、移動する発音体が発する音である特定音の周波数成分として特定音電気信号を抽出する特定音電気信号抽出処理と、前記M個の特定音電気信号の電圧値が前記判定用特定音電圧値以上である場合、判定結果信号を出力する特定音電気信号判定処理と、前記特定音電気信号判定処理から出力された前記M個の判定結果信号のうちの、1つの判定結果信号と、それ以外の判定結果信号との到達時間の差分であるN個(Nは整数)の到達時間差を順次算出する信号時間差検出処理と、前記M個のマイクの設置位置を表す座標と、前記信号時間差検出処理から先行出力された前記N個の到達時間差とに基づいて、前回の前記発音体の座標である前回発音体座標を検出する前回座標検出処理と、前記M個のマイクの座標と、前記信号時間差検出処理から後続出力された前記N個の到達時間差とに基づいて、今回の前記発音体の座標である今回発音体座標を検出する今回座標検出処理と、の各処理をコンピュータに実行させる。 In a fifth aspect of the present invention, in a computer program, a signal conversion process for converting sound collected by M (M is an integer of 3 or more) microphones into an electrical signal, and the M electrical signals, A specific sound electrical signal extraction process for extracting a specific sound electrical signal as a frequency component of a specific sound that is a sound emitted by a moving sound generator; and the voltage values of the M specific sound electrical signals are equal to or greater than the determination specific sound voltage value The specific sound electrical signal determination process for outputting the determination result signal, one determination result signal among the M determination result signals output from the specific sound electrical signal determination process, and the other From signal time difference detection processing for sequentially calculating N (N is an integer) arrival time differences, which are differences in arrival times from the determination result signal, coordinates representing the installation positions of the M microphones, and signal time difference detection processing Preceding Based on the N arrival time differences, the previous coordinate detection process for detecting the previous sound generator coordinates, which are the coordinates of the previous sound generator, the coordinates of the M microphones, and the signal time difference detection process Based on the N arrival time differences output subsequently, the computer is caused to execute each process of current coordinate detection processing for detecting current sounding body coordinates which are coordinates of the current sounding body.
本発明の第6の要旨では、コンピュータプログラムにおいて、M個(Mは2以上の整数)のマイクにより集音された音を電気信号に変換する信号変換処理と、前記M個の電気信号から、移動する発音体が発する音である特定音の周波数成分として特定音電気信号を抽出する特定音電気信号抽出処理と、前記特定音の大きさを表すM個の特定音電圧値と前記発音体の座標とを複数パターン対応付けて特定音電気信号座標記憶部に予め記憶させる座標構築処理と、前記特定音電気信号座標記憶部に記憶された前記複数パターンの座標の中から、前記特定音電気信号抽出処理から先行出力された前記M個の特定音電気信号の電圧値に対応する座標を、前回の前記発音体の座標である前回発音体座標として選択する前回座標検出処理と、前記特定音電気信号座標記憶部に記憶された前記複数パターンの座標の中から、前記特定音電気信号抽出処理から後続出力された前記M個の特定音電気信号の電圧値に対応する座標を、今回の前記発音体の座標である今回発音体座標として選択する今回座標検出処理と、の各処理をコンピュータに実行させる。 In a sixth aspect of the present invention, in a computer program, a signal conversion process for converting sound collected by M (M is an integer of 2 or more) microphones into an electrical signal, and the M electrical signals, Specific sound electrical signal extraction processing for extracting a specific sound electrical signal as a frequency component of a specific sound that is a sound emitted by a moving sound generator, M specific sound voltage values representing the magnitude of the specific sound, and the sound generator A coordinate construction process in which coordinates are associated with a plurality of patterns and stored in advance in the specific sound and electrical signal coordinate storage unit, and the specific sound and electrical signal is selected from the coordinates of the plurality of patterns stored in the specific sound and electrical signal coordinate storage unit. A previous coordinate detection process in which coordinates corresponding to voltage values of the M specific sound electrical signals output in advance from the extraction process are selected as previous sound generator coordinates, which are the coordinates of the previous sound generator; Among the coordinates of the plurality of patterns stored in the signal coordinate storage unit, coordinates corresponding to the voltage values of the M specific sound electrical signals subsequently output from the specific sound electrical signal extraction process are used as the current pronunciation. The computer is caused to execute each process of the current coordinate detection process selected as the current sounding body coordinates which are the coordinates of the body.
本発明の第1、4の要旨によれば、M個のマイクから出力された音から信号変換回路及び特定音電気信号抽出フィルタにより特定音(M個の特定音電気信号)を特定し、信号時間差検出部により特定音の到達時間差を算出することで、座標検出部により発音体の位置(発音体座標)を特定することができる。更に、本発明の第1、4の要旨によれば、特定音電気信号抽出フィルタから先行出力された特定音(M個の特定音電気信号)に対して、前回の発音体の位置(前回発音体座標)を特定し、特定音電気信号抽出フィルタから後続出力された特定音(M個の特定音電気信号)に対して、今回の発音体の位置(今回発音体座標)を特定することで、非特許文献1や特許文献1に開示された技術とは異なり、移動する発音体の位置をリアルタイムに特定することができる。
According to the first and fourth aspects of the present invention, a specific sound (M specific sound electrical signals) is identified from a sound output from M microphones by a signal conversion circuit and a specific sound electrical signal extraction filter, By calculating the arrival time difference of the specific sound by the time difference detection unit, the position of the sounding body (sounding body coordinates) can be specified by the coordinate detection unit. Further, according to the first and fourth aspects of the present invention, with respect to the specific sound (M specific sound electric signals) output in advance from the specific sound electric signal extraction filter, the position of the previous sounding body (previous sound generation). Body coordinates), and the position of the current sounding body (current sounding body coordinates) for the specific sound (M number of specific sounding electrical signals) subsequently output from the specific sound electrical signal extraction filter. Unlike the techniques disclosed in
本発明の第2、5の要旨によれば、M個のマイクから出力された音から信号変換回路及び特定音電気信号抽出フィルタにより特定音(M個の特定音電気信号)を特定し、特定音電気信号判定部により音量(電圧値)が特徴量(判定用特定音電圧値)以上の特定音(M個の判定結果信号)を特定し、信号時間差検出部により特定音の到達時間差を算出することで、座標検出部により発音体の位置(発音体座標)を特定することができる。更に、本発明の第2、5の要旨によれば、特定音電気信号抽出フィルタから先行出力され、かつ、その音量(電圧値)が特徴量(判定用特定音電圧値)以上である特定音(M個の特定音電気信号)に対して、前回の発音体の位置(前回発音体座標)を特定し、特定音電気信号抽出フィルタから後続出力され、かつ、その音量(電圧値)が特徴量(判定用特定音電圧値)以上である特定音(M個の特定音電気信号)に対して、今回の発音体の位置(今回発音体座標)を特定することで、非特許文献1や特許文献1に開示された技術とは異なり、移動する発音体の位置をリアルタイムに特定することができる。
According to the second and fifth aspects of the present invention, the specific sound (M specific sound electric signals) is specified by the signal conversion circuit and the specific sound electric signal extraction filter from the sounds output from the M microphones, and specified. The sound / electrical signal determination unit specifies specific sounds (M determination result signals) whose volume (voltage value) is equal to or greater than the characteristic amount (specific sound voltage value for determination), and the signal time difference detection unit calculates the arrival time difference of the specific sound Thus, the position of the sounding body (sounding body coordinates) can be specified by the coordinate detection unit. Further, according to the second and fifth aspects of the present invention, the specific sound that is output in advance from the specific sound electrical signal extraction filter and whose volume (voltage value) is equal to or greater than the feature amount (determination specific sound voltage value). For the (M specific sound electrical signals), the position of the previous sounding body (previous sounding body coordinates) is specified, and subsequently output from the specific sound electrical signal extraction filter, and its volume (voltage value) is characterized. By specifying the position of the current sounding body (current sounding body coordinates) for a specific sound (M specific sound electrical signals) that is greater than or equal to the amount (specific sound voltage value for determination), Unlike the technique disclosed in
本発明の第3、6の要旨によれば、座標構築部により特定音の音量(特定音電圧値)と発音体の座標とを特定音電気信号座標記憶部に構築させておき、M個のマイクから出力された音から信号変換回路及び特定音電気信号抽出フィルタにより特定音(M個の特定音電気信号)を特定し、座標検出部により特定音電気信号座標記憶部を参照することで、発音体の位置(発音体座標)を特定することができる。更に、本発明の第3、6の要旨によれば、特定音電気信号抽出フィルタから先行出力された特定音(M個の特定音電気信号)に対して、前回の発音体の位置(前回発音体座標)を特定し、特定音電気信号抽出フィルタから後続出力された特定音(M個の特定音電気信号)に対して、今回の発音体の位置(今回発音体座標)を特定することで、非特許文献1や特許文献1に開示された技術とは異なり、移動する発音体の位置をリアルタイムに特定することができる。また、本発明の第3、6の要旨によれば、特定音電気信号座標記憶部を参照するため、非特許文献1や特許文献1のような複雑な演算を必要としない。
According to the third and sixth aspects of the present invention, the specific sound volume (specific sound voltage value) and the coordinates of the sounding body are stored in the specific sound electrical signal coordinate storage unit by the coordinate building unit, and M pieces of sound are generated. By specifying a specific sound (M specific sound electric signals) from the sound output from the microphone by the signal conversion circuit and the specific sound electric signal extraction filter, and by referring to the specific sound electric signal coordinate storage unit by the coordinate detection unit, The position of the sounding body (sounding body coordinates) can be specified. Further, according to the third and sixth aspects of the present invention, the position of the previous sounding body (previous sound generation) with respect to the specific sound (M specific sound electric signals) output in advance from the specific sound electric signal extraction filter. Body coordinates), and the position of the current sounding body (current sounding body coordinates) for the specific sound (M number of specific sounding electrical signals) subsequently output from the specific sound electrical signal extraction filter. Unlike the techniques disclosed in
以下、図面を参照しながら、本発明の発音体検出装置の実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of a sounding body detection apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の発音体検出装置1が適用される発音体検出システムを示すブロック図である。本発明の発音体検出装置1は発音体2を検出する。
FIG. 1 is a block diagram showing a sounding body detection system to which a sounding
図2は、本発明の発音体検出装置1の構成を示すブロック図である。本発明の発音体検出装置1は、M個のマイクと、制御装置10と、記憶装置11と、表示部12と、スピーカ13と、を具備している。記憶装置11には、コンピュータが実行可能なコンピュータプログラムが格納されている。制御装置10は、そのコンピュータプログラムを読み出して実行するCPU(Central Processing Unit)14を具備している。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the sounding
図3は、図1の発音体検出システムが適用される例を示す図である。例えば、本発明の発音体検出装置1は画像形成装置であり、発音体2はロボット掃除機である。画像形成装置及びロボット掃除機はオフィス内に設けられている。画像形成装置は画像形成部を備えている。画像形成部は、入力される画像データに基づいて画像を形成し、その画像を用紙に印刷する。画像形成装置は、ロボット掃除機を検出する機能を備え、ロボット掃除機の位置を表示部12に表示する。
FIG. 3 is a diagram showing an example to which the sounding body detection system of FIG. 1 is applied. For example, the sounding
図4は、図1の発音体検出システムが適用される他の例を示す図である。例えば、本発明の発音体検出装置1は携帯端末であり、発音体2は蚊である。携帯端末としては、携帯電話機、スマートフォンなどが例示される。携帯端末は、蚊を検出する機能を備え、蚊の位置を表示部12に表示する。
FIG. 4 is a diagram showing another example to which the sounding body detection system of FIG. 1 is applied. For example, the sounding
[第1実施形態]
図5は、本発明の第1実施形態に係る発音体検出装置1の構成を示すブロック図である。
[First Embodiment]
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the sounding
本発明の第1実施形態に係る発音体検出装置1の制御装置10は、M個の信号変換回路と、M個の特定音電気信号抽出フィルタと、信号時間差検出部140と、座標検出部150と、距離算出部160と、表示制御部170と、距離判定結果生成部180と、アラーム通知部190と、移動履歴記憶部200と、を具備している。これらの構成要素はCPU14により制御される。
The
本発明の第1実施形態に係る発音体検出装置1において、上述のMは3以上の整数である。ここで、Mは3とする。この場合、3個のマイクはマイク111〜113とし、3個の信号変換回路は信号変換回路121〜123とし、3個の特定音電気信号抽出フィルタは特定音電気信号抽出フィルタ131〜133とする。
In the sounding
マイク111〜113は、発音体2が発する特定音を含む音A11〜A13を集音する。
The
信号変換回路121〜123は、CPU14から出力されるクロック信号CLKに同期して(例えば、クロック信号CLKの立ち上がりに同期して)、マイク111〜113から出力された音A11〜A13を電気信号A21〜A23に変換する。図6は、信号変換回路121〜123から出力される電気信号A21〜A23を示す図である。
The
特定音電気信号抽出フィルタ131〜133は、CPU14から出力されるクロック信号CLKに同期して、信号変換回路121〜123から出力された電気信号A21〜A23を入力する。特定音電気信号抽出フィルタ131〜133は、電気信号A21〜A23から、特定音の周波数成分を抽出した特定音電気信号を、特定音電気信号A31〜A33として出力する。図7は、特定音電気信号抽出フィルタ131〜133から出力される特定音電気信号A31〜A33を示す図である。特定音電気信号A32は特定音電気信号A31に対して時間T12[s]だけ遅れている。特定音電気信号A33は特定音電気信号A31に対して時間T13[s]だけ遅れている。
The specific sound electrical
ここで、特定音電気信号抽出フィルタ131〜133から先行出力された特定音電気信号A31〜A33を特定音電気信号A31−1〜A33−1と称する。特定音電気信号A32−1は特定音電気信号A31−1に対して時間T12−1[s]だけ遅れ、特定音電気信号A33−1は特定音電気信号A31−1に対して時間T13−1[s]だけ遅れている。
Here, the specific sound electric signals A31 to A33 output in advance from the specific sound electric
また、特定音電気信号抽出フィルタ131〜133から後続出力された特定音電気信号A31〜A33を特定音電気信号A31−2〜A33−2と称する。特定音電気信号A32−2は特定音電気信号A31−2に対して時間T12−2[s]だけ遅れ、特定音電気信号A33−2は特定音電気信号A31−2に対して時間T13−2[s]だけ遅れている。
Further, the specific sound electrical signals A31 to A33 output from the specific sound electrical
信号時間差検出部140は、CPU14から出力されるクロック信号CLKに同期して、特定音電気信号抽出フィルタ131〜133から出力された特定音電気信号A31〜A33を入力する。信号時間差検出部140は、特定音電気信号A31〜A33のうちの、1つの特定音電気信号と、それ以外の特定音電気信号との到達時間の差分であるN個の到達時間差を算出する。
The signal
Nは整数であり、この場合、Nは2である。具体的には、信号時間差検出部140は、特定音電気信号A31〜A33のうちの、1つの特定音電気信号A31と、それ以外の特定音電気信号A32、A33との到達時間の差分である2個の到達時間差A41〜A42を算出する。図8は、信号時間差検出部140から出力される到達時間差A41〜A42を示す図である。到達時間差A41〜A42は、それぞれT12、T13[s]により表される。
N is an integer, and in this case N is 2. Specifically, the signal time
ここで、特定音電気信号抽出フィルタ131〜133から先行出力された特定音電気信号A31〜A33に応じて、信号時間差検出部140から先行出力された到達時間差A41〜A42を到達時間差A41−1、A42−1と称する。到達時間差A41−1は時間T12−1[s]を表し、到達時間差A42−1は時間T13−1[s]を表している。
Here, according to the specific sound electrical signals A31 to A33 output in advance from the specific sound electrical
また、特定音電気信号抽出フィルタ131〜133から後続出力された特定音電気信号A31−2〜A33−2に応じて、信号時間差検出部140から後続出力された到達時間差A41〜A42を到達時間差A41−2、A42−2と称する。到達時間差A41−2は時間T12−2[s]を表し、到達時間差A42−2は時間T13−2[s]を表している。
Further, the arrival time differences A41 to A42 output from the signal time
座標検出部150は、CPU14から出力されるクロック信号CLKに同期して、信号時間差検出部140から先行出力された到達時間差A41−1、A42−1を入力する。座標検出部150は、マイク111〜113の設置位置を表す座標と、到達時間差A41−1、A42−1とに基づいて、前回の発音体2の座標である発音体座標A50を検出する。ここで、前回の発音体2の座標である発音体座標A50を前回発音体座標A50−1と称する。
The coordinate
また、座標検出部150は、CPU14から出力されるクロック信号CLKに同期して、信号時間差検出部140から後続出力された到達時間差A41−2、A42−2を入力する。座標検出部150は、マイク111〜113の設置位置を表す座標と、到達時間差A41−2、A42−2とに基づいて、今回の発音体2の座標である発音体座標A50を検出する。ここで、今回の発音体2の座標である発音体座標A50を今回発音体座標A50−2と称する。
In addition, the coordinate
ここで、発音体座標A50(前回発音体座標A50−1、今回発音体座標A50−2)の検出方法について説明する。 Here, a method of detecting the sounding body coordinates A50 (previous sounding body coordinates A50-1, current sounding body coordinates A50-2) will be described.
図9は、マイク111〜113の設置位置を表す座標を示す図である。ここで、マイク111〜113の座標を(0、0)、(X112、0)、(0、Y113)とし、到達時間差A41〜A42をT12、T13[s]とし、音速を340[m/s]とした場合、発音体座標A50を表す(X50、Y50)は、双曲線L12、L13により求めることができる。
FIG. 9 is a diagram illustrating coordinates representing the installation positions of the
双曲線L12は、マイク111、112の座標である(0、0)、(X112、0)と、到達時間差A41であるT12と、に基づいて求まり、±SQR{(X−X112)^2+Y^2}=±SQR{X^2+Y^2}+340×T12により表される。双曲線L13は、マイク111、113の座標である(0、0)、(0、Y113)と、到達時間差A42であるT13と、に基づいて求まり、±SQR{X^2+(Y−Y113)^2}=±SQR{X^2+Y^2}+340×T13により表される。双曲線L12と双曲線L13との交点は、音源の位置を表している。即ち、発音体座標A50を表している。
The hyperbola L12 is obtained based on the coordinates (0, 0) and (X112, 0) of the
マイク111〜113の座標、音速は不変であるため、双曲線L12、L13の式に基づいて、2個の時間差に対する座標(X50、Y50)を予め算出しておいてもよい。図10は、座標検出部150の構成を示すブロック図である。座標検出部150は、時間差座標記憶部151と、座標選択部152と、を具備している。
Since the coordinates and sound speed of the
図11は、時間差座標記憶部151に記憶された情報を示す図である。時間差座標記憶部151は、N個の時間差と、発音体2の座標と、を複数パターン対応付けて記憶している。Nは2であるため、時間差座標記憶部151には2個の時間差が複数パターン記憶されている。2個の時間差は予め設定されている。まず、座標選択部152は、時間差座標記憶部151を参照する。座標選択部152は、時間差座標記憶部151に記憶された複数パターンの時間差の中から、到達時間差A41〜A42に一致する時間差を選択時間差として選択する。次に、座標選択部152は、時間差座標記憶部151に記憶された複数パターンの座標の中から、選択時間差に対応する座標を、発音体座標A50として選択する。
FIG. 11 is a diagram illustrating information stored in the time difference coordinate
距離算出部160は、CPU14から出力されるクロック信号CLKに同期して、座標検出部150から出力された発音体座標A50を入力する。距離算出部160は、例えば、マイク111〜113のうちの少なくとも1つのマイクの設置位置を表す座標と、座標検出部150から出力された今回発音体座標A50−2である(X50、Y50)とに基づいて、少なくとも1つのマイクと発音体2との距離を算出して、算出距離A60として出力する。ここで、マイク111〜113の座標を(0、0)、(X112、0)、(0、Y113)とし、発音体座標A50を(X50、Y50)とした場合、マイク111〜113と発音体2との距離S1〜S3[m]は、それぞれ、X^2+Y^2=S1^2、(X−X112)^2+Y^2=S2^2、X^2+(Y−Y113)^2=S3^2により求まる。
The
例えば、距離算出部160は、マイク111と発音体2との距離を算出する場合、X^2+Y^2=S1^2により、マイク111の座標(0、0)と、今回の発音体座標(X50、Y50)とに基づいた算出距離A60を出力する。
For example, when calculating the distance between the
表示制御部170は、CPU14から出力されるクロック信号CLKに同期して、座標検出部150から出力された発音体座標A50を入力する。表示制御部170は、座標検出部150から出力された発音体座標A50(前回発音体座標A50−1、今回発音体座標A50−2)と、距離算出部160から出力された算出距離A60と、発音体移動経路A100と、を含む画像データA70を生成し、その画像データA70を表示部12に表示する。画像データA70に含まれる今回発音体座標A50−2は、今回の発音体2の位置を表している。
The
例えば、本発明の第1実施形態に係る発音体検出装置1が画像形成装置であり、発音体2がロボット掃除機であり、両者ともオフィス内に設けられている場合、記憶装置11にはオフィスのレイアウトに関する情報が格納されている。この場合、表示制御部170は、オフィスのレイアウトに関連付けて、図12に示されるような画像データA70を表示部12に表示する。
For example, when the sounding
例えば、本発明の第1実施形態に係る発音体検出装置1が携帯端末であり、発音体2が蚊である場合、表示制御部170は、図13に示されるような画像データA70を表示部12に表示する。
For example, if the sounding
移動履歴記憶部200は、前回発音体座標A50−1を、発音体2が移動したときの履歴である発音体移動履歴として記憶する。画像データA70に含まれる発音体移動経路A100は、今回発音体座標A50−2と、移動履歴記憶部200に記憶された前回発音体座標A50−1を含む発音体移動履歴と、を結ぶ線により表される。画像データA70に含まれる発音体移動経路A100は、今回発音体座標A50−2とは異なる表示形態により表示される。発音体移動経路A100の表示形態としては、色分け、ハイライト、形跡を表す線などが挙げられ、例えば、形跡を表す線である場合は図12及び図13のように表記される。
The movement
距離判定結果生成部180は、CPU14から出力されるクロック信号CLKに同期して、距離算出部160から出力された算出距離A60を入力する。距離判定結果生成部180は、算出距離A60が設定距離範囲に含まれているか否かを表す距離判定結果A80を生成する。
The distance determination
アラーム通知部190は、CPU14から出力されるクロック信号CLKに同期して、距離判定結果A80を入力する。アラーム通知部190は、距離判定結果A80に基づいてアラームA90をスピーカ13から出力する。アラームA90の種類は設定距離範囲毎に異なり、例えば、記憶装置11に格納されたアラーム設定テーブルにより管理される。距離判定結果生成部180及びアラーム通知部190は、そのアラーム設定テーブルを参照する。アラーム設定テーブルは、設定距離範囲と、アラームA90の種類と、を複数パターン対応付けて記憶している。
The
図14は、本発明の第1実施形態に係る発音体検出装置1が画像形成装置であり、発音体2がロボット掃除機である場合に適用されるアラーム設定テーブルを表す図である。
FIG. 14 is a diagram illustrating an alarm setting table applied when the sounding
例えば、算出距離A60が10[m]以内である場合(ロボット掃除機が10[m]以内に存在する場合)、距離判定結果生成部180は、算出距離A60が設定距離範囲に含まれていないことを表す距離判定結果A80を生成する。アラーム通知部190は、その距離判定結果A80に対応するアラームの種類がないため、アラームA90をスピーカ13から出力しない。
For example, when the calculated distance A60 is within 10 [m] (when the robot cleaner is within 10 [m]), the distance determination
例えば、算出距離A60が10[m]以上、11[m]以内である場合(ロボット掃除機が10[m]以上、11[m]以内に存在する場合)、距離判定結果生成部180は、算出距離A60が第1設定距離範囲に含まれていることを表す距離判定結果A80を生成する。アラーム通知部190は、その距離判定結果A80に対応するアラームの種類が第1アラーム音であるため、第1アラーム音を表すアラームA90をスピーカ13から出力する。
For example, when the calculated distance A60 is 10 [m] or more and 11 [m] or less (when the robot cleaner exists within 10 [m] or more and 11 [m]), the distance determination result generation unit 180 A distance determination result A80 indicating that the calculated distance A60 is included in the first set distance range is generated. Since the alarm type corresponding to the distance determination result A80 is the first alarm sound, the
例えば、算出距離A60が11[m]以上、12[m]以内である場合(ロボット掃除機が11[m]以上、12[m]以内に存在する場合)、距離判定結果生成部180は、算出距離A60が第2設定距離範囲に含まれていることを表す距離判定結果A80を生成する。アラーム通知部190は、その距離判定結果A80に対応するアラームの種類が第2アラーム音であるため、第2アラーム音を表すアラームA90をスピーカ13から出力する。第2アラーム音は第1アラーム音よりも大きい音である。
For example, when the calculated distance A60 is 11 [m] or more and within 12 [m] (when the robot cleaner is present within 11 [m] and within 12 [m]), the distance determination result generation unit 180 A distance determination result A80 indicating that the calculated distance A60 is included in the second set distance range is generated. Since the alarm type corresponding to the distance determination result A80 is the second alarm sound, the
図15は、本発明の第1実施形態に係る発音体検出装置1が携帯端末であり、発音体2が蚊である場合に適用されるアラーム設定テーブルを表す図である。
FIG. 15 is a diagram illustrating an alarm setting table applied when the sounding
例えば、算出距離A60が2[m]以上である場合(蚊が2[m]以上に存在する場合)、距離判定結果生成部180は、算出距離A60が設定距離範囲に含まれていないことを表す距離判定結果A80を生成する。アラーム通知部190は、その距離判定結果A80に対応するアラームの種類がないため、アラームA90をスピーカ13から出力しない。
For example, when the calculated distance A60 is 2 [m] or more (when mosquitoes are present at 2 [m] or more), the distance determination
例えば、算出距離A60が1[m]以上、2[m]以内である場合(蚊が1[m]以上、2[m]以内に存在する場合)、距離判定結果生成部180は、算出距離A60が第2設定距離範囲に含まれていることを表す距離判定結果A80を生成する。アラーム通知部190は、その距離判定結果A80に対応するアラームの種類が第2アラーム音であるため、第2アラーム音を表すアラームA90をスピーカ13から出力する。
For example, when the calculated distance A60 is 1 [m] or more and 2 [m] or less (when the mosquito exists within 1 [m] or more and 2 [m]), the distance determination
例えば、算出距離A60が1[m]以内である場合(蚊が1[m]以内に存在する場合)、距離判定結果生成部180は、算出距離A60が第1設定距離範囲に含まれていることを表す距離判定結果A80を生成する。アラーム通知部190は、その距離判定結果A80に対応するアラームの種類が第1アラーム音であるため、第1アラーム音を表すアラームA90をスピーカ13から出力する。第1アラーム音は第2アラーム音よりも大きい音である。
For example, when the calculated distance A60 is within 1 [m] (when the mosquito is present within 1 [m]), the distance determination
以上の説明により、本発明の第1実施形態に係る発音体検出装置1では、M個(Mは3以上の整数)のマイク111〜113は音A11〜A13を集音し、信号変換回路121〜123は、M個のマイク111〜113から出力された音A11〜A13を電気信号A21〜A23に変換する。特定音電気信号抽出フィルタ131〜133は、信号変換回路121〜123から出力されたM個の電気信号A21〜A23から、移動する発音体2が発する音である特定音の周波数成分を抽出した特定音電気信号A31〜A33(A31−1〜A33−1)(A31−2〜A33−2)を出力する。信号時間差検出部140は、特定音電気信号抽出フィルタ131〜133から出力されたM個の特定音電気信号A31〜A33(A31−1〜A33−1)(A31−2〜A33−2)のうちの、1つの特定音電気信号A31(A31−1)(A31−2)と、それ以外の特定音電気信号A32〜A33(A32−1〜A33−1)(A32−2〜A33−2)との到達時間の差分であるN個(Nは整数)の到達時間差A41〜A42(A41−1〜A42−1)(A41−2〜A42−2)を順次算出する。座標検出部150は、M個のマイク111〜113の設置位置を表す座標{(0、0)、(X112、0)、(0、Y113)}と、信号時間差検出部140から先行出力されたN個の到達時間差A41−1〜A42−1とに基づいて、前回の発音体2の座標である前回発音体座標A50(A50−1)を検出する。座標検出部150は、M個のマイク111〜113の座標{(0、0)、(X112、0)、(0、Y113)}と、信号時間差検出部140から後続出力されたN個の到達時間差A41−2〜A42−2とに基づいて、今回の発音体2の座標である今回発音体座標A50(A50−2)を検出する。
As described above, in the sounding
また、本発明の第1実施形態に係る発音体検出装置1では、座標検出部150は、N個の時間差と発音体2の座標とを複数パターン対応付ける時間差座標記憶部151を参照して、時間差座標記憶部151に記憶された複数パターンの座標の中から、N個の到達時間差A41〜A42に対応する座標を発音体2の座標として選択する。
In the sounding
このように、本発明の第1実施形態に係る発音体検出装置1によれば、マイク111〜113から出力された音A11〜A13から信号変換回路121〜123及び特定音電気信号抽出フィルタ131〜133により特定音(特定音電気信号A31〜A33)を特定し、信号時間差検出部140により特定音の到達時間差A41〜A42を算出することで、座標検出部150により発音体2の位置(発音体座標A50)を特定することができる。更に、本発明の第1実施形態に係る発音体検出装置1によれば、特定音電気信号抽出フィルタ131〜133から先行出力された特定音(特定音電気信号A31−1〜A33−1)に対して、前回の発音体2の位置(前回発音体座標A50−1)を特定し、特定音電気信号抽出フィルタ131〜133から後続出力された特定音(特定音電気信号A31−2〜A33−2)に対して、今回の発音体2の位置(今回発音体座標A50−2)を特定することで、非特許文献1や特許文献1に開示された技術とは異なり、移動する発音体2の位置をリアルタイムに特定することができる。
Thus, according to the sounding
また、本発明の第1実施形態に係る発音体検出装置1では、表示部12は、前回発音体座標A50−1と今回発音体座標A50−2とを含む画像データA70を表示する。
Further, in the sounding
また、本発明の第1実施形態に係る発音体検出装置1では、移動履歴記憶部200は、前回発音体座標A50−1を記憶する。画像データA70は、今回発音体座標A50−2と、移動履歴記憶部200に記憶された前回発音体座標A50−1を含む発音体移動履歴と、を結ぶ発音体移動経路A100を更に含む。
Moreover, in the sounding
このように、本発明の第1実施形態に係る発音体検出装置1によれば、画像データA70が表示部12に表示されることにより、ユーザに対して、移動する発音体2の位置をリアルタイムに通知することができる。更に、ユーザは、表示部12に表示される画像データA70により発音体移動経路A100を把握することができる。
As described above, according to the sounding
また、本発明の第1実施形態に係る発音体検出装置1では、距離算出部160は、M個のマイク111〜113のうちの少なくとも1つのマイクの設置位置を表す座標{(0、0)}と発音体2の座標A50とに基づいて、少なくとも1つのマイクと発音体2との距離を算出距離A60として算出する。
Further, in the sound producing
また、本発明の第1実施形態に係る発音体検出装置1では、距離判定結果生成部180は、算出距離A60が設定距離範囲に含まれているか否かを表す距離判定結果A80を生成する。アラーム通知部190は、距離判定結果A80に基づいてアラームA90を出力する。
In the sound producing
また、本発明の第1実施形態に係る発音体検出装置1では、設定距離範囲は複数設定され、アラームA90の種類は設定距離範囲毎に異なる。
Moreover, in the sounding
このように、本発明の第1実施形態に係る発音体検出装置1によれば、算出距離A60が算出されることにより、発音体2が発音体検出装置1からどのくらい離れているかを把握することができる。この算出距離A60が表示部12に表示されることにより、ユーザにリアルタイムに通知することができる。また、算出距離A60に基づいてアラームA90を出力することにより、ユーザに対して、移動する発音体2が近づいている、又は、離れていることをリアルタイムに通知することができる。
As described above, according to the sounding
[第2実施形態]
図16は、本発明の第2実施形態に係る発音体検出装置1の構成を示すブロック図である。第2実施形態では、第1実施形態からの変更点のみ説明する。
[Second Embodiment]
FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of the sounding
本発明の第2実施形態に係る発音体検出装置1の制御装置10は、M個の信号変換回路と、M個の特定音電気信号抽出フィルタと、M個の特定音電気信号判定部と、判定用特定音電気信号記憶部210と、信号時間差検出部240と、座標検出部150と、距離算出部160と、表示制御部170と、距離判定結果生成部180と、アラーム通知部190と、移動履歴記憶部200と、を具備している。これらの構成要素はCPU14により制御される。
The
本発明の第2実施形態に係る発音体検出装置1において、上述のMは3以上の整数である。ここで、Mは3とする。この場合、3個のマイクはマイク111〜113とし、3個の信号変換回路は信号変換回路121〜123とし、3個の特定音電気信号抽出フィルタは特定音電気信号抽出フィルタ131〜133とする。
In the sounding
マイク111〜113、信号変換回路121〜123、特定音電気信号抽出フィルタ131〜133については、第1実施形態と同じであるため、その説明を省略する。
Since the
上述のように、Mは3である。この場合、3個の特定音電気信号判定部は特定音電気信号判定部221〜223とする。
As described above, M is 3. In this case, the three specific sound electrical signal determination units are designated as specific sound electrical
判定用特定音電気信号記憶部210は、判定用特定音電圧値(特徴量)を記憶している。
The determination specific sound electrical
特定音電気信号判定部221〜223は、CPU14から出力されるクロック信号CLKに同期して(例えば、クロック信号CLKの立ち上がりに同期して)、特定音電気信号抽出フィルタ131〜133から出力された特定音電気信号A31〜A33を入力する。特定音電気信号判定部221〜223は、特定音電気信号A31〜A33の電圧値が判定用特定音電気信号記憶部210に記憶された判定用特定音電圧値以上である場合、判定結果信号B21〜B23を出力する。
The specific sound electrical
信号時間差検出部240は、CPU14から出力されるクロック信号CLKに同期して、特定音電気信号判定部221〜223から出力された判定結果信号B21〜B23を入力する。信号時間差検出部240は、判定結果信号B21〜B23のうちの、1つの判定結果信号と、それ以外の判定結果信号との到達時間の差分であるN個の到達時間差を算出する。
The signal time
Nは整数であり、この場合、Nは2である。具体的には、信号時間差検出部240は、判定結果信号B21〜B23のうちの、1つの判定結果信号B21と、それ以外の判定結果信号B21、B23との到達時間の差分である2個の到達時間差A41〜A42を算出する。
N is an integer, and in this case N is 2. Specifically, the signal time
判定用特定音電気信号記憶部210、特定音電気信号判定部221〜223、及び、信号時間差検出部240について具体的に説明する。
The specific sound electric
図17は、判定用特定音電気信号記憶部210に記憶された判定用特定音電圧値と、特定音電気信号判定部221〜223から出力される判定結果信号(電圧値)との関係を示す図である。例えば、判定結果信号B21〜B23は、判定用特定音電気信号の電圧値の最大値としたものである。例えば、特定音電気信号A31−1〜A33−1の電圧値が9[mV]以下である場合、発音体2が近くに存在しないものとし、判定結果信号B21〜B23は出力されない。
FIG. 17 shows the relationship between the determination specific sound voltage value stored in the determination specific sound electric
まず、本発明の第2実施形態に係る発音体検出装置1が、特定音の有無を検出する場合(発音体2が移動と停止とを繰り返す場合)について説明する。
First, the case where the sounding
図18は、特定音の有無に関して、特定音電気信号抽出フィルタ131〜133から出力される特定音電気信号A31〜A33を示す図である。図19は、特定音の有無に関して、特定音電気信号判定部221〜223から出力される判定結果信号B21〜B23を示す図である。図20は、特定音の有無に関して、信号時間差検出部240から出力される到達時間差A41〜A42を示す図である。
FIG. 18 is a diagram illustrating specific sound electrical signals A31 to A33 output from the specific sound electrical
特定音電気信号抽出フィルタ131〜133から特定音電気信号A31−1〜A33−1が先行出力される。このとき、特定音電気信号判定部221〜223は、CPU14から出力されるクロック信号CLKに同期して、判定用特定音電気信号記憶部210を参照する。ここで、特定音電気信号A31−1〜A33−1の電圧値は、判定用特定音電気信号記憶部210に記憶された判定用特定音電圧値以上である(例えば10[mV])。即ち、発音体2が移動し、近づいている。この場合、特定音電気信号判定部221〜223は、先行の判定結果信号B21〜B23を判定結果信号B21−1〜B23−1として出力する。信号時間差検出部240は、CPU14から出力されるクロック信号CLKに同期して、判定結果信号B21−1〜B23−1のうちの、1つの判定結果信号B21−1と、それ以外の判定結果信号B21−1、B23−1との到達時間の差分である到達時間差A41−1、A42−1を算出する。座標検出部150は、CPU14から出力されるクロック信号CLKに同期して、マイク111〜113の設置位置を表す座標と到達時間差A41−1、A42−1とに基づいて、発音体2の座標である発音体座標A50−1を検出する。
Specific sound electrical signals A31-1 to A33-1 are output in advance from the specific sound electrical
次に、特定音電気信号抽出フィルタ131〜133から特定音電気信号A31−1〜A33−1が先行出力されてから、少しだけ時間が経過する。即ち、発音体2が移動していない。
Next, a little time elapses after the specific sound electric signals A31-1 to A33-1 are output in advance from the specific sound electric
その後に、特定音電気信号抽出フィルタ131〜133から特定音電気信号A31−2〜A33−2が後続出力される。このとき、特定音電気信号判定部221〜223は、CPU14から出力されるクロック信号CLKに同期して、判定用特定音電気信号記憶部210を参照する。ここで、特定音電気信号A31−2〜A33−2の電圧値は、判定用特定音電気信号記憶部210に記憶された判定用特定音電圧値以上である(例えば10[mV])。即ち、発音体2が移動し、近づいている。この場合、特定音電気信号判定部221〜223は、今回判定結果信号B21〜B23を判定結果信号B21−2〜B23−2として出力する。信号時間差検出部240は、CPU14から出力されるクロック信号CLKに同期して、判定結果信号B21−2〜B23−2のうちの、1つの判定結果信号B21−2と、それ以外の判定結果信号B21−2、B23−2との到達時間の差分である到達時間差A41−2、A42−2を算出する。座標検出部150は、CPU14から出力されるクロック信号CLKに同期して、マイク111〜113の設置位置を表す座標と到達時間差A41−2、A42−2とに基づいて、発音体2の座標である発音体座標A50−2を検出する。
Thereafter, specific sound electrical signals A31-2 to A33-2 are subsequently output from the specific sound electrical
表示制御部170は、CPU14から出力されるクロック信号CLKに同期して、座標検出部150から出力された発音体座標A50(前回発音体座標A50−1、今回発音体座標A50−2)と、距離算出部160から出力された算出距離A60と、発音体移動経路A100と、を含む画像データA70を生成し、図21や図22に示されるような画像データA70を表示部12に表示する。距離算出部160、表示制御部170、距離判定結果生成部180、アラーム通知部190、移動履歴記憶部200については、第1実施形態と同じであるため、その説明を省略する。
The
次に、本発明の第2実施形態に係る発音体検出装置1が、特定音の音量の変化を検出する場合(発音体2が移動により近づいた場合)について説明する。
Next, a case where the sounding
図23は、発音体2の音量の変化に関して、特定音電気信号抽出フィルタ131〜133から出力される特定音電気信号A31〜A33を示す図である。図24は、発音体2の音量の変化に関して、特定音電気信号判定部221〜223から出力される判定結果信号B21〜B23を示す図である。図25は、発音体2の音量の変化に関して、信号時間差検出部240から出力される到達時間差A41〜A42を示す図である。
FIG. 23 is a diagram illustrating specific sound electrical signals A31 to A33 output from the specific sound electrical
特定音電気信号抽出フィルタ131〜133から特定音電気信号A31−1〜A33−1が先行出力される。このとき、特定音電気信号判定部221〜223は、CPU14から出力されるクロック信号CLKに同期して、判定用特定音電気信号記憶部210を参照する。ここで、特定音電気信号A31−1〜A33−1の電圧値は、判定用特定音電気信号記憶部210に記憶された判定用特定音電圧値以上である(例えば10[mV])。即ち、発音体2が移動し、近づいている。この場合、特定音電気信号判定部221〜223は、先行の判定結果信号B21〜B23を判定結果信号B21−1〜B23−1として出力する。信号時間差検出部240は、CPU14から出力されるクロック信号CLKに同期して、判定結果信号B21−1〜B23−1のうちの、1つの判定結果信号B21−1と、それ以外の判定結果信号B21−1、B23−1との到達時間の差分である到達時間差A41−1、A42−1を算出する。座標検出部150は、CPU14から出力されるクロック信号CLKに同期して、マイク111〜113の設置位置を表す座標と到達時間差A41−1、A42−1とに基づいて、発音体2の座標である発音体座標A50−1を検出する。
Specific sound electrical signals A31-1 to A33-1 are output in advance from the specific sound electrical
次に、特定音電気信号抽出フィルタ131〜133から特定音電気信号A31−2〜A33−2が後続出力される。このとき、特定音電気信号判定部221〜223は、CPU14から出力されるクロック信号CLKに同期して、判定用特定音電気信号記憶部210を参照する。ここで、特定音電気信号A31−2〜A33−2の電圧値は、判定用特定音電気信号記憶部210に記憶された判定用特定音電圧値以上である(例えば12[mV])。即ち、発音体2が移動し、更に近づいている。また、特定音電気信号A31−2〜A33−2の電圧値は、特定音電気信号A31−1〜A33−1の電圧値よりも大きい。即ち、特定音電気信号A31−1〜A33−1の電圧値に対して変化している。この場合、特定音電気信号判定部221〜223は、今回判定結果信号B21〜B23を判定結果信号B21−2〜B23−2として出力する。信号時間差検出部240は、CPU14から出力されるクロック信号CLKに同期して、判定結果信号B21−2〜B23−2のうちの、1つの判定結果信号B21−2と、それ以外の判定結果信号B21−2、B23−2との到達時間の差分である到達時間差A41−2、A42−2を算出する。座標検出部150は、CPU14から出力されるクロック信号CLKに同期して、マイク111〜113の設置位置を表す座標と到達時間差A41−2、A42−2とに基づいて、発音体2の座標である発音体座標A50−2を検出する。
Next, specific sound electrical signals A31-2 to A33-2 are subsequently output from the specific sound electrical
表示制御部170は、CPU14から出力されるクロック信号CLKに同期して、座標検出部150から出力された発音体座標A50(前回発音体座標A50−1、今回発音体座標A50−2)と、距離算出部160から出力された算出距離A60と、発音体移動経路A100と、を含む画像データA70を生成し、画像データA70を表示部12に表示する(図12、図13を参照)。距離算出部160、表示制御部170、距離判定結果生成部180、アラーム通知部190、移動履歴記憶部200については、第1実施形態と同じであるため、その説明を省略する。
The
以上の説明により、本発明の第2実施形態に係る発音体検出装置1では、M個(Mは3以上の整数)のマイク111〜113は音A11〜A13を集音し、信号変換回路121〜123は、M個のマイク111〜113から出力された音A11〜A13を電気信号A21〜A23に変換する。特定音電気信号抽出フィルタ131〜133は、信号変換回路121〜123から出力されたM個の電気信号A21〜A23から、移動する発音体2が発する音である特定音の周波数成分を抽出した特定音電気信号A31〜A33(A31−1〜A33−1)(A31−2〜A33−2)を出力する。特定音電気信号判定部221〜223は、特定音電気信号抽出フィルタ131〜133から出力されたM個の特定音電気信号A31〜A33(A31−1〜A33−1)(A31−2〜A33−2)の電圧値が判定用特定音電圧値以上である場合、判定結果信号B21〜B23(B21−1〜B23−1)(B21−2〜B23−2)を出力する。信号時間差検出部240は、特定音電気信号判定部221〜223から出力されたM個の判定結果信号B21〜B23(B21−1〜B23−1)(B21−2〜B23−2)のうちの、1つの判定結果信号B21(B21−1)(B21−2)と、それ以外の判定結果信号B22〜B23(B22−1〜B23−1)(B22−2〜B23−2)との到達時間の差分であるN個(Nは整数)の到達時間差A41〜A42(A41−1〜A42−1)(A41−2〜A42−2)を順次算出する。座標検出部150は、M個のマイク111〜113の設置位置を表す座標{(0、0)、(X112、0)、(0、Y113)}と、信号時間差検出部240から先行出力されたN個の到達時間差A41−1〜A42−1とに基づいて、前回の発音体2の座標である前回発音体座標A50(A50−1)を検出する。座標検出部150は、M個のマイク111〜113の座標{(0、0)、(X112、0)、(0、Y113)}と、信号時間差検出部240から後続出力されたN個の到達時間差A41−2〜A42−2とに基づいて、今回の発音体2の座標である今回発音体座標A50(A50−2)を検出する。
As described above, in the sounding
また、本発明の第2実施形態に係る発音体検出装置1では、特定音電気信号判定部221〜223は、特定音電気信号抽出フィルタ131〜133から先行出力されたM個の特定音電気信号A31〜A33の電圧値が判定用特定音電圧値以上である場合、先行するM個の判定結果信号B21−1〜B23−1を時間差検出部240に出力する。特定音電気信号判定部221〜223は、特定音電気信号抽出フィルタ131〜133から後続出力されたM個の特定音電気信号A31〜A33の電圧値が判定用特定音電圧値以上であり、かつ、その電圧値が先行の特定音電気信号の電圧値に対して変化している場合、後続するM個の判定結果信号(B21−2〜B23−2)を出力する。
In the sound
このように、本発明の第2実施形態に係る発音体検出装置1によれば、マイク111〜113から出力された音A11〜A13から信号変換回路121〜123及び特定音電気信号抽出フィルタ131〜133により特定音(特定音電気信号A31〜A33)を特定し、特定音電気信号判定部221〜223により音量(電圧値)が特徴量(判定用特定音電圧値)以上の特定音(判定結果信号B21〜B23)を特定し、信号時間差検出部240により特定音の到達時間差A41〜A42を算出することで、座標検出部150により発音体2の位置(発音体座標A50)を特定することができる。更に、本発明の第2実施形態に係る発音体検出装置1によれば、特定音電気信号抽出フィルタ131〜133から先行出力され、かつ、その音量(電圧値)が特徴量(判定用特定音電圧値)以上である特定音(特定音電気信号A31−1〜A33−1)に対して、前回の発音体2の位置(前回発音体座標A50−1)を特定し、特定音電気信号抽出フィルタ131〜133から後続出力され、かつ、その音量(電圧値)が特徴量(判定用特定音電圧値)以上である特定音(特定音電気信号A31−2〜A33−2)に対して、今回の発音体2の位置(今回発音体座標A50−2)を特定することで、非特許文献1や特許文献1に開示された技術とは異なり、移動する発音体2の位置をリアルタイムに特定することができる。
Thus, according to the sounding
[第3実施形態]
図26は、本発明の第3実施形態に係る発音体検出装置1の構成を示すブロック図である。第3実施形態では、第1実施形態からの変更点のみ説明する。
[Third Embodiment]
FIG. 26 is a block diagram showing a configuration of the sounding
本発明の第3実施形態に係る発音体検出装置1の制御装置10は、M個の信号変換回路と、M個の特定音電気信号抽出フィルタと、特定音電気信号座標記憶部310と、座標検出部320と、座標構築部330と、距離算出部160と、表示制御部170と、距離判定結果生成部180と、アラーム通知部190と、移動履歴記憶部200と、を具備している。これらの構成要素はCPU14により制御される。
The
本発明の第3実施形態に係る発音体検出装置1において、上述のMは2以上の整数である。ここで、Mは3とする。この場合、3個のマイクはマイク111〜113とし、3個の信号変換回路は信号変換回路121〜123とし、3個の特定音電気信号抽出フィルタは特定音電気信号抽出フィルタ131〜133とする。
In the sounding
マイク111〜113、信号変換回路121〜123、特定音電気信号抽出フィルタ131〜133については、第1実施形態と同じであるため、その説明を省略する。
Since the
座標構築部330には構築制御信号C31が供給される。構築制御信号C31の信号レベルがハイレベルである場合、座標構築部330は、特定音電気信号座標記憶部310を構築する。
The construction control signal C31 is supplied to the coordinate
図27は、特定音電気信号座標記憶部310に記憶された情報を示す図である。特定音電気信号座標記憶部310は、M個の特定音電圧値と、発音体2の座標と、を複数パターン対応付けて記憶している。Mは3であるため、特定音電気信号座標記憶部310には3個の特定音電圧値が複数パターン記憶されている。3個の特定音電圧値は、特定音の大きさを表し、予め設定されている。
FIG. 27 is a diagram illustrating information stored in the specific sound electrical signal coordinate
座標検出部320には検出制御信号C32が供給される。検出制御信号C32の信号レベルは、構築制御信号C31の信号レベルに対して逆に設定される。検出制御信号C32の信号レベルがハイレベルである場合、座標検出部320は、特定音電気信号座標記憶部310を参照して、発音体2の座標を検出する。
The coordinate
この場合、座標検出部320は、特定音電気信号座標記憶部310に記憶された複数パターンの特定音電圧値の中から、特定音電気信号抽出フィルタ131〜133から出力された特定音電気信号A31〜A33の電圧値に一致する電圧値を選択特定音電圧値として選択する。次に、座標検出部320は、特定音電気信号座標記憶部310に記憶された複数パターンの座標の中から、選択特定音電圧値に対応する座標を、発音体2の座標である発音体座標A50として選択する。
In this case, the coordinate
特定音電気信号座標記憶部310、及び、座標検出部320について具体的に説明する。
The specific sound electric signal coordinate
図28は、本発明の第3実施形態に係る発音体検出装置1の動作として座標構築処理を示す図である。特定音電気信号座標記憶部310の構築は、例えば、出荷前に製造メーカや販売メーカの作業員により行なわれる。又は、出荷後にユーザにより行なわれてもよい。
FIG. 28 is a diagram showing a coordinate construction process as an operation of the sound producing
作業員は、検出制御信号C32の信号レベルをロウレベル“L”にし、構築制御信号C31の信号レベルをハイレベル“H”にする。作業員は、構築制御信号C31がハイレベルであるときに、座標構築部330を介して、測定対象の発音体座標A50(X50、Y50)を特定音電気信号座標記憶部310に記憶させる。
The worker sets the signal level of the detection control signal C32 to the low level “L” and the signal level of the construction control signal C31 to the high level “H”. When the construction control signal C31 is at the high level, the worker causes the specific sound electric signal coordinate
次に、作業員は、特定音を距離毎に予め測定する。この場合、図29に示されるように、マイク111〜113の座標{(0、0)、(X112、0)、(0、Y113)}は不変とし、発音体座標A50(X50、Y50)を任意に変えながら、発音体2が発する特定音を含む音A11〜A13をマイク111〜113により集音する。
Next, the worker measures the specific sound in advance for each distance. In this case, as shown in FIG. 29, the coordinates {(0, 0), (X112, 0), (0, Y113)} of the
このとき、信号変換回路121〜123は、CPU14から出力されるクロック信号CLKに同期して(例えば、クロック信号CLKの立ち上がりに同期して)、マイク111〜113から出力された音A11〜A13を電気信号A21〜A23に変換する。特定音電気信号抽出フィルタ131〜133は、CPU14から出力されるクロック信号CLKに同期して、信号変換回路121〜123から出力された電気信号A21〜A23を入力する。特定音電気信号抽出フィルタ131〜133は、電気信号A21〜A23から、特定音の周波数成分を抽出した特定音電気信号を、特定音電気信号A31〜A33として出力する。
At this time, the
発音体座標A50(X50、Y50)は、マイク111〜113の座標を(0、0)、(X112、0)、(0、Y113)、及び、マイク111〜113と発音体2との距離S1〜S3[m]を用いて、X^2+Y^2=S1^2、(X−X112)^2+Y^2=S2^2、X^2+(Y−Y113)^2=S3^2により求まる。即ち、距離S1〜S3を円の半径とした場合、距離S1〜S3により形成される円の交点は、音源の位置を表している。即ち、発音体座標A50を表している。
The sounding body coordinates A50 (X50, Y50) are the coordinates of the
構築制御信号C31の信号レベルがハイレベル“H”である場合、座標構築部330は、特定音電気信号抽出フィルタ131〜133から出力された特定音電気信号A31〜A33を、測定対象の発音体座標A50(X50、Y50)に対応付けて記憶する。
When the signal level of the construction control signal C31 is the high level “H”, the coordinate
作業員は、全ての測定対象の発音体座標A50(X50、Y50)に対して、上述の座標構築処理を行なう。 The worker performs the above-described coordinate construction process on the sounding body coordinates A50 (X50, Y50) to be measured.
図30は、本発明の第3実施形態に係る発音体検出装置1の動作として座標検出処理を示す図である。作業員は、構築制御信号C31の信号レベルをロウレベル“L”にし、検出制御信号C32の信号レベルをハイレベル“H”にしておく。
FIG. 30 is a diagram illustrating a coordinate detection process as an operation of the sounding
検出制御信号C32の信号レベルがハイレベル“H”である場合、座標検出部320は、CPU14から出力されるクロック信号CLKに同期して、特定音電気信号抽出フィルタ131〜133から先行出力された特定音電気信号A31−1〜A33−1を入力する。座標検出部320は、特定音電気信号座標記憶部310に記憶された複数パターンの座標の中から、特定音電気信号A31−1〜A33−1の電圧値に対応する座標を、前回の発音体2の座標である発音体座標A50として検出する。ここで、前回の発音体2の座標である発音体座標A50を前回発音体座標A50−1と称する。
When the signal level of the detection control signal C32 is the high level “H”, the coordinate
また、検出制御信号C32の信号レベルがハイレベル“H”である場合、座標検出部320は、CPU14から出力されるクロック信号CLKに同期して、特定音電気信号抽出フィルタ131〜133から後続出力された特定音電気信号A31−2〜A33−2を入力する。座標検出部320は、特定音電気信号座標記憶部310に記憶された複数パターンの座標の中から、特定音電気信号A31−2〜A33−2の電圧値に対応する座標を、今回の発音体2の座標である発音体座標A50として検出する。ここで、今回の発音体2の座標である発音体座標A50を今回発音体座標A50−2と称する。
Further, when the signal level of the detection control signal C32 is the high level “H”, the coordinate
表示制御部170は、CPU14から出力されるクロック信号CLKに同期して、座標検出部150から出力された発音体座標A50(前回発音体座標A50−1、今回発音体座標A50−2)と、距離算出部160から出力された算出距離A60と、発音体移動経路A100と、を含む画像データA70を生成し、画像データA70を表示部12に表示する(図12、図13を参照)。距離算出部160、表示制御部170、距離判定結果生成部180、アラーム通知部190、移動履歴記憶部200については、第1実施形態と同じであるため、その説明を省略する。
The
以上の説明により、本発明の第3実施形態に係る発音体検出装置1では、M個(Mは2以上の整数)のマイク111〜113は音A11〜A13を集音し、信号変換回路121〜123は、M個のマイク111〜113から出力された音A11〜A13を電気信号A21〜A23に変換する。特定音電気信号抽出フィルタ131〜133は、信号変換回路121〜123から出力されたM個の電気信号A21〜A23から、移動する発音体2が発する音である特定音の周波数成分を抽出した特定音電気信号A31〜A33(A31−1〜A33−1)(A31−2〜A33−2)を出力する。座標構築部330は、特定音の大きさを表すM個の特定音電圧値と発音体2の座標とを複数パターン対応付けて特定音電気信号座標記憶部310に予め記憶させる。座標検出部320は、特定音電気信号座標記憶部310に記憶された複数パターンの座標の中から、特定音電気信号抽出フィルタ131〜133から先行出力されたM個の特定音電気信号A31〜A33(A31−1〜A33−1)の電圧値に対応する座標を、前回の発音体2の座標である前回発音体座標A50(A50−1)として選択する。座標検出部320は、特定音電気信号座標記憶部310に記憶された複数パターンの座標の中から、特定音電気信号抽出フィルタ131〜133から後続出力されたM個の特定音電気信号A31〜A33(A31−2〜A33−2)の電圧値に対応する座標を、今回の発音体2の座標である今回発音体座標A50(A50−2)として選択する。
As described above, in the sounding
このように、本発明の第3実施形態に係る発音体検出装置1によれば、座標構築部330により特定音の音量(特定音電圧値)と発音体2の座標とを特定音電気信号座標記憶部310に構築させておき、マイク111〜113から出力された音A11〜A13から信号変換回路121〜123及び特定音電気信号抽出フィルタ131〜133により特定音(特定音電気信号A31〜A33)を特定し、座標検出部320により特定音電気信号座標記憶部310を参照することで、発音体2の位置(発音体座標A50)を特定することができる。更に、本発明の第3実施形態に係る発音体検出装置1によれば、特定音電気信号抽出フィルタ131〜133から先行出力された特定音(特定音電気信号A31−1〜A33−1)に対して、前回の発音体2の位置(前回発音体座標A50−1)を特定し、特定音電気信号抽出フィルタ131〜133から後続出力された特定音(特定音電気信号A31−2〜A33−2)に対して、今回の発音体2の位置(今回発音体座標A50−2)を特定することで、非特許文献1や特許文献1に開示された技術とは異なり、移動する発音体2の位置をリアルタイムに特定することができる。また、本発明の第3実施形態に係る発音体検出装置1によれば、特定音電気信号座標記憶部310を参照するため、非特許文献1や特許文献1のような複雑な演算を必要としない。
Thus, according to the sounding
以上のように、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.
1 … 発音体検出装置、
2 … 発音体、
10 … 制御装置、
11 … 記憶装置、
12 … 表示部、
13 … スピーカ、
14 … CPU、
111〜113 … マイク、
121〜123 … 信号変換回路、
131〜133 … 特定音電気信号抽出フィルタ、
140 … 信号時間差検出部、
150 … 座標検出部、
151 … 時間差座標記憶部、
152 … 座標選択部、
160 … 距離算出部、
170 … 表示制御部、
180 … 距離判定結果生成部、
190 … アラーム通知部、
200 … 移動履歴記憶部、
210 … 判定用特定音電気信号記憶部、
221〜223 … 特定音電気信号判定部、
240 … 信号時間差検出部、
310 … 特定音電気信号座標記憶部、
320 … 座標検出部、
330 … 座標構築部、
A11〜A13 … 音、
A21〜A23 … 電気信号、
A31〜A33 … 特定音電気信号、
A41〜A42 … 到達時間差、
A50 … 発音体座標、
A60 … 算出距離、
A70 … 画像データ、
A80 … 距離判定結果、
A90 … アラーム、
A100 … 発音体移動履歴座標、
B21〜B23 … 判定結果信号、
C31 … 構築制御信号、
C32 … 検出制御信号、
CLK … クロック信号
1… Sound body detection device,
2… Pronunciation body,
10 ... control device,
11 ... storage device,
12 ... display part,
13… Speaker,
14 ... CPU,
111-113 ... microphone,
121-123 ... signal conversion circuit,
131-133 ... Specific sound electrical signal extraction filter,
140 ... signal time difference detector,
150 ... coordinate detection unit,
151 ... time difference coordinate storage unit,
152 ... coordinate selection unit,
160 ... distance calculation unit,
170 ... display control unit,
180 ... distance determination result generation unit,
190 ... alarm notification part,
200 ... movement history storage unit,
210 ... specific sound electrical signal storage unit for determination,
221 to 223 ... specific sound electrical signal determination unit,
240 ... signal time difference detector,
310 ... specific sound electrical signal coordinate storage unit,
320 ... coordinate detection unit,
330 ... coordinate construction unit,
A11-A13 ... Sound,
A21-A23 ... Electric signal,
A31-A33 ... Specific sound electrical signal,
A41-A42 ... arrival time difference,
A50 ... Pronunciation body coordinates,
A60 ... calculated distance,
A70 ... Image data,
A80 ... Distance determination result,
A90 ... Alarm,
A100 ... Pronunciation body movement history coordinates,
B21 to B23 ... Determination result signal,
C31: Construction control signal,
C32 ... Detection control signal,
CLK… Clock signal
Claims (13)
前記M個のマイクから出力された音を電気信号に変換する信号変換回路と、
前記信号変換回路から出力された前記M個の電気信号から、移動する発音体が発する音である特定音の周波数成分を抽出した特定音電気信号を出力する特定音電気信号抽出フィルタと、
前記特定音電気信号抽出フィルタから出力された前記M個の特定音電気信号のうちの、1つの特定音電気信号と、それ以外の特定音電気信号との到達時間の差分であるN個(Nは整数)の到達時間差を順次算出する信号時間差検出部と、
前記M個のマイクの設置位置を表す座標と、前記信号時間差検出部から先行出力された前記N個の到達時間差とに基づいて、前回の前記発音体の座標である前回発音体座標を検出し、前記M個のマイクの座標と、前記信号時間差検出部から後続出力された前記N個の到達時間差とに基づいて、今回の前記発音体の座標である今回発音体座標を検出する座標検出部と、
を具備することを特徴とする発音体検出装置。 M microphones (M is an integer of 3 or more) for collecting sounds;
A signal conversion circuit for converting the sound output from the M microphones into an electrical signal;
A specific sound electrical signal extraction filter that outputs a specific sound electrical signal obtained by extracting a frequency component of a specific sound that is a sound emitted by a moving sound generator from the M electrical signals output from the signal conversion circuit;
Of the M specific sound electrical signals output from the specific sound electrical signal extraction filter, N (N is the difference in arrival time between one specific sound electrical signal and the other specific sound electrical signals) Is a signal time difference detector that sequentially calculates the arrival time difference),
Based on the coordinates representing the installation positions of the M microphones and the N arrival time differences output in advance from the signal time difference detection unit, the previous sounding body coordinates which are the coordinates of the previous sounding body are detected. A coordinate detector for detecting the current sound generator coordinates, which are the coordinates of the current sound generator, based on the coordinates of the M microphones and the N arrival time differences subsequently output from the signal time difference detector; When,
A sound generator detection apparatus comprising:
前記M個のマイクから出力された音を電気信号に変換する信号変換回路と、
前記信号変換回路から出力された前記M個の電気信号から、移動する発音体が発する音である特定音の周波数成分を抽出した特定音電気信号を出力する特定音電気信号抽出フィルタと、
前記特定音電気信号抽出フィルタから出力された前記M個の特定音電気信号の電圧値が判定用特定音電圧値以上である場合、判定結果信号を出力する特定音電気信号判定部と、
前記特定音電気信号判定部から出力された前記M個の判定結果信号のうちの、1つの判定結果信号と、それ以外の判定結果信号との到達時間の差分であるN個(Nは整数)の到達時間差を順次算出する信号時間差検出部と、
前記M個のマイクの設置位置を表す座標と、前記信号時間差検出部から先行出力された前記N個の到達時間差とに基づいて、前回の前記発音体の座標である前回発音体座標を検出し、前記M個のマイクの座標と、前記信号時間差検出部から後続出力された前記N個の到達時間差とに基づいて、今回の前記発音体の座標である今回発音体座標を検出する座標検出部と、
を具備することを特徴とする発音体検出装置。 M microphones (M is an integer of 3 or more) for collecting sounds;
A signal conversion circuit for converting the sound output from the M microphones into an electrical signal;
A specific sound electrical signal extraction filter that outputs a specific sound electrical signal obtained by extracting a frequency component of a specific sound that is a sound emitted by a moving sound generator from the M electrical signals output from the signal conversion circuit;
A specific sound electrical signal determination unit that outputs a determination result signal when a voltage value of the M specific sound electrical signals output from the specific sound electrical signal extraction filter is equal to or greater than a specific sound voltage value for determination;
Of the M determination result signals output from the specific sound electrical signal determination unit, N pieces (N is an integer) that is a difference in arrival time between one determination result signal and the other determination result signals A signal time difference detector that sequentially calculates the arrival time difference of
Based on the coordinates representing the installation positions of the M microphones and the N arrival time differences output in advance from the signal time difference detection unit, the previous sounding body coordinates which are the coordinates of the previous sounding body are detected. A coordinate detector for detecting the current sound generator coordinates, which are the coordinates of the current sound generator, based on the coordinates of the M microphones and the N arrival time differences subsequently output from the signal time difference detector; When,
A sound generator detection apparatus comprising:
前記特定音電気信号抽出フィルタから先行出力された前記M個の特定音電気信号の電圧値が前記判定用特定音電圧値以上である場合、先行する前記M個の判定結果信号を前記時間差検出部に出力し、
前記特定音電気信号抽出フィルタから後続出力された前記M個の特定音電気信号の電圧値が前記判定用特定音電圧値以上であり、かつ、その電圧値が先行の特定音電気信号の電圧値に対して変化している場合、後続する前記M個の判定結果信号を出力する、
ことを特徴とする請求項2に記載の発音体検出装置。 The specific sound electrical signal determination unit is
When the voltage value of the M specific sound electrical signals output in advance from the specific sound electrical signal extraction filter is equal to or greater than the specific sound voltage value for determination, the M determination result signals preceding are output to the time difference detection unit. Output to
A voltage value of the M specific sound electrical signals subsequently output from the specific sound electrical signal extraction filter is equal to or greater than the determination specific sound voltage value, and the voltage value is a voltage value of a preceding specific sound electrical signal. Output the M determination result signals that follow.
The sounding body detecting apparatus according to claim 2, wherein
N個の時間差と前記発音体の座標とを複数パターン対応付ける時間差座標記憶部と、
前記時間差座標記憶部に記憶された前記複数パターンの座標の中から、前記N個の到達時間差に対応する座標を前記発音体の座標として選択する座標選択部と、
を具備することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の発音体検出装置。 The coordinate detector is
A time difference coordinate storage unit for associating a plurality of N time differences and the coordinates of the sounding body,
A coordinate selection unit that selects, as coordinates of the sounding body, coordinates corresponding to the N arrival time differences from the coordinates of the plurality of patterns stored in the time difference coordinate storage unit;
The sounding body detection device according to claim 1, comprising:
前記M個のマイクから出力された音を電気信号に変換する信号変換回路と、
前記信号変換回路から出力された前記M個の電気信号から、移動する発音体が発する音である特定音の周波数成分を抽出した特定音電気信号を出力する特定音電気信号抽出フィルタと、
特定音電気信号座標記憶部と、
前記特定音の大きさを表すM個の特定音電圧値と前記発音体の座標とを複数パターン対応付けて前記特定音電気信号座標記憶部に予め記憶させる座標構築部と、
前記特定音電気信号座標記憶部に記憶された前記複数パターンの座標の中から、前記特定音電気信号抽出フィルタから先行出力された前記M個の特定音電気信号の電圧値に対応する座標を、前回の前記発音体の座標である前回発音体座標として選択し、前記特定音電気信号抽出フィルタから後続出力された前記M個の特定音電気信号の電圧値に対応する座標を、今回の前記発音体の座標である今回発音体座標として選択する座標検出部と、
を具備することを特徴とする発音体検出装置。 M microphones (M is an integer of 2 or more) that collect sound,
A signal conversion circuit for converting the sound output from the M microphones into an electrical signal;
A specific sound electrical signal extraction filter that outputs a specific sound electrical signal obtained by extracting a frequency component of a specific sound that is a sound emitted by a moving sound generator from the M electrical signals output from the signal conversion circuit;
Specific sound electrical signal coordinate storage unit;
A coordinate construction unit that stores a plurality of M specific sound voltage values representing the magnitude of the specific sound and the coordinates of the sounding body in association with a plurality of patterns in advance in the specific sound electrical signal coordinate storage unit;
Among the coordinates of the plurality of patterns stored in the specific sound and electrical signal coordinate storage unit, coordinates corresponding to the voltage values of the M specific sound and electrical signals output in advance from the specific sound and electrical signal extraction filter, The coordinates corresponding to the voltage values of the M specific sound electrical signals that are selected as the previous sound generator coordinates that are the coordinates of the previous sound generator and that are subsequently output from the specific sound electrical signal extraction filter are used as the current sound generation coordinates. A coordinate detection unit that is selected as the sounding body coordinates this time, which are body coordinates;
A sound generator detection apparatus comprising:
を更に具備することを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の発音体検出装置。 A display unit for displaying image data including the previous sounding body coordinates and the current sounding body coordinates;
The sounding body detecting apparatus according to claim 1, further comprising:
を更に具備し、
前記画像データは、前記今回発音体座標と、前記移動履歴記憶部に記憶された前記前回発音体座標を含む発音体移動履歴と、を結ぶ発音体移動経路を更に含む、
ことを特徴とする請求項6に記載の発音体検出装置。 A movement history storage unit for storing the previous sounding body coordinates;
Further comprising
The image data further includes a sounding body movement path that connects the current sounding body coordinates and a sounding body movement history including the previous sounding body coordinates stored in the movement history storage unit.
The sounding body detecting apparatus according to claim 6.
を更に具備することを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の発音体検出装置。 A distance calculating unit that calculates a distance between the at least one microphone and the sounding body as a calculated distance based on coordinates representing an installation position of at least one microphone among the M microphones and the coordinates of the sounding body. ,
The sounding body detecting apparatus according to claim 1, further comprising:
前記距離判定結果に基づいてアラームを出力するアラーム通知部と、
を更に具備することを特徴とする請求項8に記載の発音体検出装置。 A distance determination result generation unit that generates a distance determination result indicating whether or not the calculated distance is included in a set distance range;
An alarm notification unit for outputting an alarm based on the distance determination result;
The sounding body detecting apparatus according to claim 8, further comprising:
前記アラームの種類は前記設定距離範囲毎に異なる、
ことを特徴とする請求項9に記載の発音体検出装置。 A plurality of the set distance ranges are set,
The type of alarm differs for each set distance range,
The sounding body detecting apparatus according to claim 9.
前記M個の電気信号から、移動する発音体が発する音である特定音の周波数成分として特定音電気信号を抽出する特定音電気信号抽出処理と、
前記M個の特定音電気信号のうちの、1つの特定音電気信号と、それ以外の特定音電気信号との到達時間の差分であるN個(Nは整数)の到達時間差を順次算出する信号時間差検出処理と、
前記M個のマイクの設置位置を表す座標と、前記信号時間差検出処理から先行出力された前記N個の到達時間差とに基づいて、前回の前記発音体の座標である前回発音体座標を検出する前回座標検出処理と、
前記M個のマイクの座標と、前記信号時間差検出処理から後続出力された前記N個の到達時間差とに基づいて、今回の前記発音体の座標である今回発音体座標を検出する今回座標検出処理と、
の各処理をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム。 A signal conversion process for converting sound collected by M microphones (M is an integer of 3 or more) into an electrical signal;
A specific sound electrical signal extraction process for extracting a specific sound electrical signal as a frequency component of a specific sound, which is a sound emitted by a moving sound generator, from the M electrical signals;
A signal for sequentially calculating N (N is an integer) arrival time difference, which is a difference in arrival time between one specific sound electric signal and the other specific sound electric signals among the M specific sound electric signals. Time difference detection processing,
Based on the coordinates representing the installation positions of the M microphones and the N arrival time differences output in advance from the signal time difference detection process, the previous sounding body coordinates which are the coordinates of the previous sounding body are detected. The previous coordinate detection process,
Current coordinate detection processing for detecting current sounding device coordinates, which are the coordinates of the current sounding device, based on the coordinates of the M microphones and the N arrival time differences subsequently output from the signal time difference detection processing. When,
A computer program that causes a computer to execute each process.
前記M個の電気信号から、移動する発音体が発する音である特定音の周波数成分として特定音電気信号を抽出する特定音電気信号抽出処理と、
前記M個の特定音電気信号の電圧値が前記判定用特定音電圧値以上である場合、判定結果信号を出力する特定音電気信号判定処理と、
前記特定音電気信号判定処理から出力された前記M個の判定結果信号のうちの、1つの判定結果信号と、それ以外の判定結果信号との到達時間の差分であるN個(Nは整数)の到達時間差を順次算出する信号時間差検出処理と、
前記M個のマイクの設置位置を表す座標と、前記信号時間差検出処理から先行出力された前記N個の到達時間差とに基づいて、前回の前記発音体の座標である前回発音体座標を検出する前回座標検出処理と、
前記M個のマイクの座標と、前記信号時間差検出処理から後続出力された前記N個の到達時間差とに基づいて、今回の前記発音体の座標である今回発音体座標を検出する今回座標検出処理と、
の各処理をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム。 A signal conversion process for converting sound collected by M microphones (M is an integer of 3 or more) into an electrical signal;
A specific sound electrical signal extraction process for extracting a specific sound electrical signal as a frequency component of a specific sound, which is a sound emitted by a moving sound generator, from the M electrical signals;
A specific sound electrical signal determination process for outputting a determination result signal when a voltage value of the M specific sound electrical signals is equal to or greater than the determination specific sound voltage value;
Of the M determination result signals output from the specific sound electrical signal determination process, N pieces (N is an integer) that is a difference in arrival time between one determination result signal and the other determination result signals Signal time difference detection processing for sequentially calculating the arrival time difference of
Based on the coordinates representing the installation positions of the M microphones and the N arrival time differences output in advance from the signal time difference detection process, the previous sounding body coordinates which are the coordinates of the previous sounding body are detected. The previous coordinate detection process,
Current coordinate detection processing for detecting current sounding device coordinates, which are the coordinates of the current sounding device, based on the coordinates of the M microphones and the N arrival time differences subsequently output from the signal time difference detection processing. When,
A computer program that causes a computer to execute each process.
前記M個の電気信号から、移動する発音体が発する音である特定音の周波数成分として特定音電気信号を抽出する特定音電気信号抽出処理と、
前記特定音の大きさを表すM個の特定音電圧値と前記発音体の座標とを複数パターン対応付けて特定音電気信号座標記憶部に予め記憶させる座標構築処理と、
前記特定音電気信号座標記憶部に記憶された前記複数パターンの座標の中から、前記特定音電気信号抽出処理から先行出力された前記M個の特定音電気信号の電圧値に対応する座標を、前回の前記発音体の座標である前回発音体座標として選択する前回座標検出処理と、
前記特定音電気信号座標記憶部に記憶された前記複数パターンの座標の中から、前記特定音電気信号抽出処理から後続出力された前記M個の特定音電気信号の電圧値に対応する座標を、今回の前記発音体の座標である今回発音体座標として選択する今回座標検出処理と、
の各処理をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム。 Signal conversion processing for converting sound collected by M (M is an integer of 2 or more) microphones into electrical signals;
A specific sound electrical signal extraction process for extracting a specific sound electrical signal as a frequency component of a specific sound, which is a sound emitted by a moving sound generator, from the M electrical signals;
A coordinate construction process in which M specific sound voltage values representing the magnitude of the specific sound and coordinates of the sounding body are associated with a plurality of patterns and stored in advance in the specific sound electrical signal coordinate storage unit;
Among the coordinates of the plurality of patterns stored in the specific sound and electrical signal coordinate storage unit, coordinates corresponding to the voltage values of the M specific sound and electrical signals output in advance from the specific sound and electrical signal extraction process, A previous coordinate detection process for selecting the previous sound generator coordinates, which are the coordinates of the previous sound generator;
Among the coordinates of the plurality of patterns stored in the specific sound electrical signal coordinate storage unit, coordinates corresponding to the voltage values of the M specific sound electrical signals that are subsequently output from the specific sound electrical signal extraction process, This time coordinate detection processing to select as the current sounding body coordinates which are the coordinates of the sounding body this time,
A computer program that causes a computer to execute each process.
Priority Applications (1)
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JP2013234235A JP2015095763A (en) | 2013-11-12 | 2013-11-12 | Sounding body detection device |
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