JP2016123293A - 生物排除装置 - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、超音波帯域を利用していない、比較的高等なコミュニケーションを有するカラス等の排除対象生物には大きな影響を与えていない等の問題点があった。すなわち、カラスは、人間と略同等の可聴周波数帯域を有しており、超音波帯域の周波数に対して聴感能力が低く、結果的に、超音波を聞いていない(聞こえていない)。そのために、カラスに対しては、超音波帯域の周波数を付与しただけでは排除効果を全く得られない場合があった。
そのため、特許文献1に記載の技術では、排除対象生物を確実に排除することができなかった。
図1は、本発明の実施の形態1に係る生物排除装置1Aの基本的な構成を示す基本ブロック概念図である。以下、図1を参照しながら、生物排除装置1Aについて説明する。生物排除装置1Aは、排除対象生物に対して、超音波に重畳した音声を付与させるようにしたものである。なお、以下の説明において、「付与」には、「与える」、「提示」、「暴露」が含まれるものとする。また、図1では、生物排除装置1Aが、音声以外の手段として「発光手段」を備えた場合を例に示しているが、「発光手段」は生物排除装置1Aの必須の構成ではない。
音声伝送手段80は、単一の超音波周波数(例えば、40kHz)を発振することができる音放射手段(例えば、共振型の音発生装置(再生手段40))から、所定の周波数幅を持たせた振幅変調又は周波数変調した超音波帯域の信号(たとえば、40kHz±2kHzなど)を放射するようになっている。
このとき、生物排除装置1Aは、単一の超音波周波数に、周波数幅を持たせた変調波による超音波帯域の音を重畳する。
発光手段70は、音声以外の他の付与手段として「光」を排除対象生物に対して付与するようになっている。
音声伝送手段80は、超音波信号創生部10、排除信号部12、処理回路部25、加算部30、制御部50、アンプ35、再生手段40を備えている。
なお、アンプ35は、必須の構成ではない。
また、加算部30に超音波信号創生部10を加えずに、排除信号部12からの信号をそのまま制御部50に伝送させることもできるソフト的な信号処理も行える構成をも有する。これにより、超音波信号に重畳させずに、排除に必要な音声だけを出すことも可能となり、特殊な再生手段を用いなくても、従来のスピーカ手段でも、排除に必要な音声を再生/放射することが可能となる。
原音声信号21は、入力され保存されている排除対象生物の生の原音声による音声信号である。
擬似(音声)信号22は、特徴ある排除対象生物の原音声、原音声の特徴的な音響特性を用いて創生した疑似的な音声信号である。
超音波信号23は、所定の周波数幅を持たせた振幅変調又は周波数変調した超音波帯域の音声信号である。
過渡信号24は、インパルス信号が入力されることによる過渡的な音、つまりインパクト音(爆発音)の音声信号である。
CPU部51は、加算部30で創生された信号に基づいて、再生手段40及び発光手段70の動作を制御する機能を有している。
付与機能制御手段52は、発光手段70の動作を制御するための情報をCPU部51に提供する機能を有している。付与機能制御手段52には、発光のタイミング(時間、時刻)や、発光周波数に関する情報が予め記憶されている。なお、これらの情報は、書き換え可能にしておくとよい。
再生手段40は、アンプ35で増幅された信号を音声等として再生し、離れた場所に伝送するものである。再生手段40は、単一の超音波周波数(たとえば、40kHz)を発振することができるようになっている。なお、再生手段40は、公知であるパラメトリックスピーカと同等の働きをさせるために、高い音圧レベルを放射させるようにすることが望ましい。
発光手段70は、発光源を備えている。
発光源は、排除対象生物に対応させて選定すればよい。発光源としては、たとえば、ランプ、紫外線を発光するLED、青色LED、白色や赤色を発光するLED等を利用することができる。
<音声による排除>
ここで、音声を用いて排除対象生物としてのカラスを排除する場合について説明する。
音声コミュニケーションを用いている動物や集団行動をする動物の場合には、仲間を誘導するための音声コミュニケーションを利用していることが知られている。
カラスは、発達した脳と発声器官を有しており、複数の鳴き声を利用し、仲間同士で高等な音声コミュニケーションを行うことが知られている。
カラスが発生する「平常時音声」の周波数特性は、800Hz〜4kHz±1kHzにおける帯域の変化が大きく、発生時間が平均で0.3秒〜0.5秒±0.2秒となっていることがわかった。「平常時音声」の発生時においては、平常時音声の周波数帯域の音圧レベルの強弱は、略同時に変化しており、周波数帯域に対する時間変化の重み付けは見られない(図2に示す(1a)、(1b)、(1c)参照)。
帯域(2b)は、800Hz〜2kHzの中周波数帯域である。
帯域(2c)は、2kHz〜4kHz±1kHzの高周波数帯域である。
これらから、帯域(2a)〜帯域(2c)の順に音圧レベルの変動があり、図3中の最大音圧レベルの0dBから−30dB前後まで順に変化する特性傾向を有することがわかった。つまり、「異常時音声」においては、時間変化に重み付けがされているということがわかる。
帯域(3b)は、800Hz〜2kHzの中周波数帯域で、1.2kHz+500Hz(−100Hz)前後を変化させる。
帯域(3c)は、2kHz〜4kHz±1kHzの高周波数帯域で、4kHz+1000Hz(−500Hz)前後を変化させる。
そして、この順に、最大音圧レベルを最大30dB以内までで変化させ、発音時間を均等配分とすることで、「擬似音声」を創生している。
図5に示す「B」は、過渡信号24を放出した時の周波数特性を示している
図5に示す「C」は、擬似信号22を放出した時の周波数特性を示している。
図5に示す「D」は、過渡信号24を放出した時の周波数特性を示している。
図5に示す「E」は、超音波信号23を放出した時の周波数特性を示している。
図5に示す「F」は、原音声信号21を放出した時の周波数特性を示している。
図5に示す「G」は、超音波信号23を放出した時の周波数特性を示している。
「B」及び「D」に示す過渡信号24は、インパルス的な時間変化を行う「音=音響特性」であり、発生時間を0.05秒以下の非常に短い時間とした音声信号であり、カラスの排除に寄与する。
「E」及び「G」に示す超音波信号23は、25kHz以上の単一の超音波帯域音を発生させるものであり、40kHzの超音波搬送波に超音波帯域の音を重畳して、離れた所から、離れたところに滞在しているカラスに暴露させる音声信号であり、カラスの排除に寄与する。
また、自然界におけるカラスの音声(鳴き声)の音圧レベルは、たとえば、カラスと計測器の距離が10mであった場合でも70dB〜80dBを有しており、非常に高い音圧レベルを有している。
再生手段40で放射できる音圧レベルは、近接での測定時において最低でも124dB以上とする。
よって、線形的に空間伝搬する音響信号とは異なって、線形的な音圧レベルの減衰特性を得られず、音圧レベル減衰がほとんど行われずに、且つ、空気圧の影響を受けずに、空間上を超音波信号が直線的に伝搬することができるようになる。
この結果、空間を伝搬する途中では、音は何も聞こえない。
排除対象生物の排除を更に効果的に実行する手段について説明する。上述したように、生物排除装置1Aでは、ランダムに選択された駆除/排除信号20により、排除対象生物の排除を効果的に実行可能になっているが、排除対象生物の排除を更に効果的に実行する手段について説明する。ここでは、非定常的(ランダム)な発光を用いて排除対象生物としてのカラスを排除する場合について説明する。
そこで、生物排除装置1Aでは、カラスの視覚的な特徴を利用して、昼夜を問わず、不定期、不連続による発光をカラスに付与する。
カラス以外の他の鳥獣に対しては、白色や赤色のLEDを発光手段70の発光源として用いるとよい。また、発光周波数を可変できるLEDを用いることで、多数の害鳥獣に対応することが可能となる。
光を利用することで、音声によるコミュニケーションに劣る排除対象生物、たとえばハトやリスなどにも効果的に作用することになる。
発光としては、単発発光、連続発光があり、発光時間としては、所定の発光時間B1、D1、F1があり、付与時間としては、所定の時間間隔A1、C1、E1がある。
そして、所定の時間間隔A1が過ぎると、生物排除装置1Aは、発光手段70を用いて所定の発光時間B1で単発発光させる。
その後、生物排除装置1Aは、所定の時間間隔C1の間、発光手段70から何も発光させない。
所定の時間間隔C1が過ぎると、生物排除装置1Aは、発光手段70を用いて所定の発光時間D1、所定の発光時間F1を所定の時間間隔E1を空けて連続発光させる。
なお、図6に示した所定の発光時間B1、D1、F1、及び、所定の時間間隔A1、C1、E1は、任意なものであり、適宜決定すればよい。また、これらを繰り返してもよいが、単純な繰り返しは「慣れ」等を発生させることに繋がるため避けた方が好ましい。
図7は、生物排除装置1Aから付与する音声及び発光のタイミングの一例を説明するための説明図である。図7に基づいて、生物排除装置1Aからカラスに向けて付与する音声及び発光について説明する。
また、振幅変調は簡単な回路構成でできるので、安価に回路が成形できると共に、屋外等に設置した場合には、デジタル回路の場合に必要な外来ノイズの強力な対策構造や回路構成、回路に見られる複雑な回路設定等も必要ない。そこで、生物排除装置1Aでは、デジタル処理を必要としない構成を採用し、回路に対するコストメリットも大きいという特徴を持っている。
しかしながら、公知である一般的なパラメトリックスピーカは、目的とする場所に対してのみ「音響信号」を提供するものであり、パラメトリック方式としては、非常に指向性が狭いという特性がある。また、パラメトリックスピーカのための素子の構造が専用でないために、高い音圧レベルで音放射を行うための振動板等の振幅を作れないなどの短所を有している。そのため、従来は目的とする場所にだけ音の提供を人間が聞こえる程度の音圧レベルで提供する程度のものであった。
この場合に、指向性がある程度広げられる中低域用の一般的なスピーカでの音放射が有利であるが、カラスの発音の音圧レベルと同等以上の音圧レベルを広い範囲で放射すると、当然、人間にも付与されるので、先述の通り、「騒音」として人間に不快を与えてしまうことになる。
そこで、生物排除装置1Aでは、音声搬送を行えるユニット(再生手段40)を複数近接配置することで、直線的な指向性を有する広い指向性を持つ音声搬送装置を構成することを可能としている。
このようにすれば、離れたところに対して、広い範囲で目的の音声を送ることができるようになっているので、カラス以外の周辺の住宅街等の住民(人間)に対して音(音声)が付与されることがなく、騒音問題は発生しない。
また、複数の再生手段40を備えることにすれば、高い音圧レベルの確保をより確実にすることができる。
また、超音波によって必要な音声等の周波数を搬送しているために、超音波以外の周波数を再生させるための、たとえば高性能なスピーカ装置を用いる必要はなく、安価に装置の構成を行うことができる。
そのため、生物排除装置1Aに発光手段70を用いれば、音声による排除効果に加え、発光による排除効果を奏することが可能になる。
また、生物排除装置1Aによれば、超音波搬送による音声伝搬を利用するために、排除対象生物に対してのみに直接付与することができる。そのため、排除対象生物以外に、排除に必要な音響信号(音声)を付与することがなく、排除対象生物が飛来する建物周囲の一般施設などには、騒音等の影響を与えることがない。
生物排除装置1Aでは、振幅変調としての問題点を利用して、カラスの音声と一緒に再生するようにしている。
なお、振幅変調の問題点とは、外来ノイズによるパルス性ノイズである。
また、外来ノイズによるパルス的なノイズは、高い音圧レベルのインパクト信号としてカラスに直接暴露することになる。
また、振幅変調は簡単な回路構成で構成できるので、安価に回路が成形できると共に、屋外等に設置した場合には、デジタル回路の場合に必要な外来ノイズの強力な対策構造や回路構成、回路に見られる複雑な回路設定等も必要ない。そこで、生物排除装置1Aでは、デジタル処理を必要としない構成を採用し、回路に対するコストメリットも大きいという特徴を持っている。
しかしながら、公知である一般的なパラメトリックスピーカは、目的とする場所に対してのみ「音響信号」を提供するものであり、パラメトリック方式としては、非常に指向性が狭いという特性がある。また、パラメトリックスピーカのための素子の構造が専用でないために、高い音圧レベルで音放射を行うための振動板等の振幅を作れないなどの短所を有している。そのため、従来は目的とする場所にだけ音の提供を人間が聞こえる程度の音圧レベルで提供する程度のものであった。
この場合に、指向性がある程度広げられる中低域用の一般的なスピーカでの音放射が有利であるが、カラスの発音の音圧レベルと同等以上の音圧レベルを広い範囲で放射すると、当然、人間にも暴露されるので、先述の通り、「騒音」として人間に不快を与えてしまうことになる。
そこで、生物排除装置1Aによれば、離れたところに対して、広い範囲で目的の音声を送ることができるようになっているので、カラス以外の周辺の住宅街等の住民(人間)に対して音(音声)が暴露されることがなく、騒音問題は発生しない。
それに対し、図12に示す実線は、生物排除装置1Aによる指向特性を示すものであり、音声の再生エリア(=指向性)は中心から100度前後の範囲に広がっていることがわかる。そのため、生物排除装置1Aによれば、「ねぐら」など、集団で集まるカラス等の排除対象生物に対して、広い範囲に音声暴露ができ、高い排除効果が得られやすくなる。
図14〜図17は、実施の形態2に係る生物排除装置の設置例を説明するための説明図である。図14〜図17に基づいて、実施の形態1に係る生物排除装置1Aの具体的な設置例である実施の形態2について説明する。
電力搬送等を行う鉄塔や電柱が存在している場所では、鉄塔や電柱そのものや、それらに架線されている電力線そのものに排除対象生物が止まる場合がある。鉄塔や電柱に対しては、排除対象生物の繁殖期に至ると、巣が作られて、しばしばショート等による停電問題も発生する。
生物排除装置1Aを設置する場合、図14に示すように、排除対象生物が止まると想定される場所に向けて「音声」などを付与できるように設置する。
屋外家屋や倉庫、駅等の建物160の内部などでは、人間から離れたところに排除対象生物が集まることが想定される。あるいは、建物160の屋根近傍の隙間に排除対象生物が集まることも想定される。
また、駅構内のホームなどでは、上から落ちる糞などから鉄道利用者を守るためにネットなどを用いることがあるが、上部の配線等のメンテ対応などの観点から、ネットが全てに行き渡ることはない。
生物排除装置1Aを設置する場合、図15に示すように、排除対象生物が止まると想定される場所に向けて「音声」などを付与できるように設置する。
なお、光や圧力は、音声によるコミュニケーションに劣る排除対象生物、たとえば、ハトやリスなどにも効果的に働く。
一般家屋や集合住宅等から出るゴミ172を狙って排除対象生物が集まることで、ゴミ172が荒らされてしまうという問題がある。
こうすることによって、ゴミ172からは、常に、排除に必要な「音声」が出ていることになる。この「音声」は排除対象生物に危険をもたらすものであることから、ゴミ172から音声が出ることによって、仲間が捕まっているなどの恐怖が排除対象生物に発生して、ゴミ置き場170に排除対象生物が集まらない状態を作ることができる。
なお、図16では、電柱171に生物排除装置1Aを設置した場合を例に示しているが、これに限定するものではなく、ゴミ172に向けて「音声」などを付与できる位置に生物排除装置1Aを設置すればよい。
航空機180に、鳥などの排除対象生物が衝突するバードストライクという問題がある。
さらに、付与開始時刻、付与終了時刻、または付与時間間隔を予め定めておき、時間によって付与タイミングを制御するようにしてもよい。
Claims (11)
- 排除対象生物を排除する生物排除装置であって、
前記排除対象生物が異常時に発生する原音声の周波数に表れる時間変化を用いて擬似音声を創生し、
前記擬似音声を超音波信号に重畳して、前記排除対象生物が発する音声の音圧レベルと同等又は同等以上の音圧レベルとして放射する
生物排除装置。 - 前記排除対象生物が異常時に発生する原音声は、
400Hz〜800Hzの周波数帯域、
800Hz〜2kHzの周波数帯域、
2kHz〜4kHz±1kHzの周波数帯域の順に、最大音圧レベルから−30dBまで変化する傾向を有しており、
前記擬似音声は、
400Hz〜800Hzの周波数帯域で、500Hz+200Hz前後を変化させ、
800Hz〜2kHzの周波数帯域で、1.2kHz+500Hz前後を変化させ、
2kHz〜4kHz±1kHzの周波数帯域で、4kHz+1000Hz前後を変化させ、
400Hz〜800Hzの周波数帯域、
800Hz〜2kHzの周波数帯域、
2kHz〜4kHz±1kHzの周波数帯域の順に、最大音圧レベルを−30dBまで変化させることで創生される
請求項1に記載の生物排除装置。 - 前記擬似音声は、
各周波数帯域の発音時間は均等配分とし、0.2秒〜1.0秒で創生される
請求項2に記載の生物排除装置。 - 前記原音声による音声信号、
前記擬似音声による音声信号、
振幅変調又は周波数変調した超音波帯域の音声信号、
及び、
過渡的な音の音声信号が、
ランダムに選択されて出力される
請求項1〜3のいずれか一項に記載の生物排除装置。 - 前記排除対象生物に対して付与する光を発行可能な発光手段を更に備えた
請求項1〜4のいずれか一項に記載の生物排除装置。 - 前記排除対象生物に対して付与する圧力を付与可能な圧力付与手段を更に備えた
請求項1〜5のいずれか一項に記載の生物排除装置。 - 前記超音波信号の周波数帯域を、43kHz以上とした
請求項1〜6のいずれか一項に記載の生物排除装置。 - 電柱又は鉄塔に設置した
請求項1〜7のいずれか一項に記載の生物排除装置。 - 建物の構内に設置した
請求項1〜7のいずれか一項に記載の生物排除装置。 - ゴミ置き場の近傍に設置した
請求項1〜7のいずれか一項に記載の生物排除装置。 - 航空機及び滑走路の少なくとも一方に設置した
請求項1〜7のいずれか一項に記載の生物排除装置。
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- 2014-12-26 JP JP2014265032A patent/JP6071992B2/ja active Active
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