JP2019121887A - 音源検知システム及び音源検知方法 - Google Patents

音源検知システム及び音源検知方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2019121887A
JP2019121887A JP2017254893A JP2017254893A JP2019121887A JP 2019121887 A JP2019121887 A JP 2019121887A JP 2017254893 A JP2017254893 A JP 2017254893A JP 2017254893 A JP2017254893 A JP 2017254893A JP 2019121887 A JP2019121887 A JP 2019121887A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sound
sound source
vehicle
processing device
microphones
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.)
Pending
Application number
JP2017254893A
Other languages
English (en)
Inventor
徳田　肇道
Tadamichi Tokuda
肇道 徳田
牧　直史
Tadashi Maki
直史 牧
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.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
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 Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority to JP2017254893A priority Critical patent/JP2019121887A/ja
Priority to PCT/JP2018/040058 priority patent/WO2019130789A1/ja
Publication of JP2019121887A publication Critical patent/JP2019121887A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/80—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • G01S3/802—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
    • G01S3/803—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using amplitude comparison of signals derived from receiving transducers or transducer systems having differently-oriented directivity characteristics
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/80—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • G01S3/802—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
    • G01S3/808—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using transducers spaced apart and measuring phase or time difference between signals therefrom, i.e. path-difference systems
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L21/00—Speech or voice signal processing techniques to produce another audible or non-audible signal, e.g. visual or tactile, in order to modify its quality or its intelligibility
    • G10L21/02—Speech enhancement, e.g. noise reduction or echo cancellation
    • G10L21/0272—Voice signal separating
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L25/00—Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00
    • G10L25/48—Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00 specially adapted for particular use
    • G10L25/51—Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00 specially adapted for particular use for comparison or discrimination
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/02—Casings; Cabinets ; Supports therefor; Mountings therein
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/32—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only
    • H04R1/40—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by combining a number of identical transducers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S7/00—Indicating arrangements; Control arrangements, e.g. balance control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
  • Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)
  • Obtaining Desirable Characteristics In Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

【課題】自車両の周囲で既定の警報音もしくは緊急車両の存在を知らせる報知音等の音源を検知し、自車両の周囲の状況を運転者もしくは遠隔の監視者に速やかに把握させる。【解決手段】音源検知システム５では、車両３に取り付けられたマイクアレイＭＡと音声処理装置１０とが通信可能に接続される。マイクアレイＭＡは、８個のマイクロホンＭ１〜Ｍ８を有し、８個のマイクロホンＭ１〜Ｍ８のそれぞれにより収音された音信号を音声処理装置１０に送る。音声処理装置１０は、マイクアレイＭＡから送られた音信号に基づいて、車両３の周囲において対象音の音源の有無を検知する。音声処理装置１０は、音源を検知した場合に、少なくとも音源の有無を示す情報を表示装置６０に出力する。【選択図】図１

Description

本開示は、複数のマイクを用いて音源を検知する音源検知システム及び音源検知方法に関する。
一般的に、車両の走行中にサイレン音を鳴動する救急車や消防車等の緊急車両が自車両に接近してきた場合、運転者は、進路を譲る必要があり、そのように対応することが多い。また、他の車両がクラクション音を鳴らした場合、運転者は、警告もしくは危険の内在する状況を察知する。このようなサイレン音やクラクション音等の突発的な音が発生した場合、運転者は、速やかに周囲の状況を把握しようとする。また、遠隔サービスで運転者を見守る場合、監視者は、常に見守り対象となる車両の周囲の状況を把握しなければならない。
緊急車両を検知するための従来例として、特許文献１に示す緊急自動車警告装置が知られている。この緊急自動車警告装置は、車外に設置した複数のマイクにおいて音波を受信する。緊急自動車警告装置は、緊急自動車のサイレン音の周波数に対応する中心周波数の成分のみを帯域フィルタによって通過させた入力信号のレベルが設定値以上である場合、緊急車両と判断して警報器を作動させる。
また、サイレン音を検知するための従来例として、特許文献２に示すサイレン音検知装置が知られている。このサイレン音検知装置は、車両が自動運転を行う際、車体のルーフに設置されたセンサユニットで周囲の音声を収音し、最初に短時間の音声信号で高速なサイレン音の検知を行い、次に長時間の音声信号で精密なサイレン音の検知を行う。
特公平２−３０５６０号公報 米国特許出願公開第２０１６／０１５５４５２号明細書
しかし、緊急車両が近づいて来ても、例えば車両の窓を閉め切った車室内では、外からの音が窓に遮られて聞き取りにくく、運転者が気付かないケースも想定される。
例えば特許文献１では、特定の周波数を有するサイレン音があった場合、警報器が作動することで、通常、運転者は、緊急車両を判断できる。しかし、車室内の状況によっては、例えば大音量で音楽を聴いているような状況では、警報音が運転者の耳に届かず、運転者が緊急車両に気付かないこともある。また、警報音に気付いたとしても、運転者はどの方向に緊急車両があるのか判断できない。従って、運転者は、周囲の状況を速やかに把握することが難しい。また、特許文献１では遠隔サービスで監視者が運転中の運転者を見守るサービスのことは考慮されていないため、遠隔サービスの監視者が運転者を見守る場合、警報器を作動させても、監視者は周囲の状況が分からず、緊急車両に進路を譲るように指導することは難しかった。
また、同様に特許文献２では遠隔サービスで監視者が運転中の運転者を見守るサービスのことは考慮されていないため、特許文献２に開示の技術によればサイレン音の判別は可能であるが、サイレン音が検知された場合、車内の運転者や遠隔の監視者に伝えることをしていない。また、特許文献１と同様、どの方向に音源があるのか検知することはできないという課題があった。
本開示は、上述した従来の状況に鑑みて案出され、自車両の周囲で既定の警報音もしくは緊急車両の存在を知らせる報知音等の音源を検知し、自車両の周囲の状況を運転者もしくは遠隔の監視者に速やかに把握させる音源検知システム及び音源検知方法を提供することを目的とする。
本開示は、移動体に取り付けられた収音装置と音声処理装置とが通信可能に接続された音源検知システムであって、前記収音装置は、複数のマイクを有し、前記複数のマイクのそれぞれにより収音された音信号を前記音声処理装置に送り、前記音声処理装置は、前記収音装置から送られた前記音信号に基づいて、前記移動体の周囲において既定音の音源の有無を検知し、前記音源を検知した場合に、少なくとも前記音源の有無を示す情報を表示装置に出力する、音源検知システムを提供する。
また、本開示は、移動体に取り付けられた収音装置と音声処理装置とが通信可能に接続された音源検知システムを用いた音源検知方法であって、前記収音装置は、複数のマイクを有し、前記複数のマイクのそれぞれにより収音された音信号を前記音声処理装置に送り、前記音声処理装置は、前記収音装置から送られた前記音信号に基づいて、前記移動体の周囲において既定音の音源の有無を検知し、前記音源を検知した場合に、少なくとも前記音源の有無を示す情報を表示装置に出力する、音源検知方法を提供する。
本開示によれば、自車両の周囲で既定の警報音もしくは緊急車両の存在を知らせる報知音等の音源を検知でき、自車両の周囲の状況を運転者もしくは遠隔の監視者に速やかに把握させることができる。
実施の形態１に係る音源検知システムの全体構成を示す図 音源検知システムのハードウェア構成の概略を示す図 マイクアレイの内部構成の一例を詳細に示すブロック図 音声処理装置の内部構成の一例を詳細に示すブロック図 サラウンド再生部の動作概要の一例を示す図 実施の形態１に係る音源検知動作手順の一例を説明するフローチャート 実施の形態１に係るマイクアレイの構造及び車体のルーフへの取付構造を示す断面図 変形例１に係るマイクアレイの構造及び車体のルーフへの取付構造を示す断面図 変形例２に係るマイクアレイの構造及び車体のルーフへの取付構造を示す断面図 実施の形態２に係る音源検知動作手順の一例を説明するフローチャート
以下、添付図面を適宜参照しながら、本開示に係る音源検知システム及び音源検知方法を具体的に開示した各実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る音源検知システム５の全体構成を示す図である。音源検知システム５は、例えば自律運転する自動運転車である車両３に搭載される。音源検知システム５は、マイクアレイＭＡを用いて、車両３の周囲で発せられる対象音（後述参照）を検知し、その対象音の音源を示す画像を表示装置６０（後述参照）に表示するとともに、マイクアレイＭＡにより収音された音を再生する。音源検知システム５は、マイクアレイＭＡと、音声処理装置１０と、表示装置６０と、スピーカシステム７０とを含む構成である。
マイクアレイＭＡは、例えば車両３の車体のルーフ（つまり、車体のボディ上部）に取り付けられ、車外で発生した対象音を含む音を収音する。ここで、本明細書において、対象音とは、音源検知システム５による検知対象となる音であり、例えば消防車や救急車等の緊急車両から鳴動されるサイレン音、他の車両（緊急車両や一般車両も含む）のクラクション音、踏切の警報音等、予め音のパターン（例えば、音の周波数、音圧レベルの時間変化を含む）が決められている既定音である。マイクアレイＭＡの構造及び車体への取付構造の詳細については、図７〜図９を用いて後述する。
音声処理装置１０は、マイクアレイＭＡにより収音された音を信号処理することで、車両３から音源までの方向及び距離を算出し、音源検知画像ＧＺ（図２参照）を生成する。また、音声処理装置１０は、マイクアレイＭＡにより収音された音の信号に基づき、車両３の車室内に車両３の周囲の音場の環境を再現するための音データを生成する。
表示装置６０は、音声処理装置１０により生成された音源検知画像ＧＺを表示する。表示装置６０は、例えば車載ディスプレイとして、車載ＰＣが備えるモニタでもよいし、インストルメントパネルに設けられたパネルメータの一部でもよいし、カーナビゲーションが備えるディスプレイでもよいし、車室内に設置されたＴＶディスプレイでもよい。なお、ここでは、表示装置６０は、説明を分かり易くするために、車両３の車室内に設置されるモニタを想定して説明するが、例えば、タクシー車両や高齢者が運転する車両等において運転者の安全を見守るために、遠隔サービスを利用した監視室内に設置された監視モニタでもよい。
スピーカシステム７０は、音声処理装置１０により生成された音データを基にサラウンド再生を行うことで、車両３の車室内に車両３の周囲の音場の環境を再現する。実施の形態１では、音声処理装置１０は、例えば４つのスピーカを用いてサラウンド音を再生しているが、２つのスピーカでステレオ音を再生してもよい。また、８つのスピーカでサラウンド音を再生してもよい。スピーカの数は特に限定されない。なお、スピーカシステム７０は、車両３の車室内に設置されることを想定しているが、上述した遠隔サービスを利用して運転者を見守るために、車両３から遠隔の監視室内に、車両３の車室内の環境と同一の環境が構築されるように設置されてもよい。
図２は、音源検知システム５のハードウェア構成の概略を示す図である。マイクアレイＭＡは、８個のマイクロホンＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６，Ｍ７，Ｍ８、８個のアンプＰＡ１，ＰＡ２，ＰＡ３，ＰＡ４，ＰＡ５，ＰＡ６，ＰＡ７，ＰＡ８、８個のＡ／Ｄ変換器Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６，Ａ７，Ａ８、プロセッサ２９、及び通信部２６を含む構成である。プロセッサ２９は、マイクロホンＭ１〜Ｍ８のそれぞれにより収音された音を、それぞれ対応するアンプＰＡ１〜ＰＡ８及びＡ／Ｄ変換器Ａ１〜Ａ８を介してそれぞれ入力し、入力した各音声の音データを圧縮する圧縮処理部２５として機能する。マイクアレイＭＡの構成の詳細については、図３で後述する。
音声処理装置１０は、対象音を検知する対象音検知部３０、サラウンド再生を行うサラウンド再生部５０の他、通信部３１、操作部３２、及びメモリ３８を有する。対象音検知部３０及びサラウンド再生部５０は、プロセッサ１９により実行される機能部である。
対象音検知部３０は、車両３の周囲で発せられる音の中から、対象音を発する音源の有無、音源の種類、音源の方向、及び音源までの距離を算出する。上述したように、対象音としては、例えば救急車、消防車、パトカー等の緊急車両が発するサイレン音や、他の車両が発するクラクション音、踏切の警報音が挙げられる。緊急車両が発するサイレン音については、音源の種類、つまり救急車、消防車、パトカー等の車両の種類によって、音のパターン（例えば、音の周波数、音圧レベルの時間変化等）が異なる。
表示装置６０は、対象音検知部３０の検知結果を基に、音源検知画像ＧＺ及び警報メッセージを表示する。警報メッセージの一例として、図２に示すように、「検知：警報音！」が表示される。また、音源検知画像ＧＺは、マイクアレイＭＡが装着された車両３を中心位置ｏとして描写され、更に、中心位置ｏから距離１０ｍ，２０ｍ，３０ｍ離れたそれぞれの同心円ｃｃと、中心位置ｏから対象音を発する音源ｓｓまでを表す矢印ａｒとを含む画像である。矢印ａｒの向き及び長さは、それぞれ音源ｓｓの方向及び音源ｓｓまでの距離に相当する。音源ｓｓを表すマークは、音源の種類を表しており、一例として円形で表される場合、音源ｓｓが緊急車両の一例である救急車を表す。また、音源ｓｓを表すマークが矩形、星形で表される場合、音源ｓｓはそれぞれ緊急車両の一例である消防車、パトカーを表してもよい。また、クラクション音を発する他の車両である場合、音源ｓｓは、色、形状、ブリンク等の異なる表示態様のマークで表されてもよい。図２に示す音源検知画像ＧＺでは、車両３から前方斜め右方向かつ距離２５ｍ付近に音源ｓｓである救急車が存在することが示される。
サラウンド再生部５０は、マイクアレイＭＡにより収音された音の周囲の音場の環境を車両３の車室内において再現するために、マルチチャネル（ここでは、４チャネル）の音声信号をスピーカシステム７０に出力する。
スピーカシステム７０は、４つのアンプ７５，７６，７７，７８及び４つのスピーカ７１，７２，７３，７４を含む構成である。車室内の四隅に配置される、４つのスピーカ７１〜７４のうち、スピーカ７１，７２は、それぞれ車両のインストルメントパネルの左右に配置され、スピーカ７３，７４は、車両の後部座席の左右に配置される。４つのスピーカ７１〜７４は、車両の運転者ｄｖや監視室の監視者に対しサラウンド再生を行い、マイクアレイＭＡにより収音された音の音場を再現する。なお、運転者ｄｖの位置を中心に、より正確にスピーカを配置する場合、スピーカ７１，７２は、インストルメントパネルの中央と右に配置され、スピーカ７３，７４は、後部座席の中央と右に配置されるようにしてもよい。なお、音声処理装置１０の詳細な構成については、図４で後述する。
図３は、マイクアレイＭＡの内部構成の一例を詳細に示すブロック図である。マイクアレイＭＡは、それぞれのマイクロホンＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６，Ｍ７，Ｍ８により収音された音の音データを音声処理装置１０に送信する。マイクアレイＭＡは、複数のマイクロホンＭ１〜Ｍ８、複数のマイクロホンＭ１〜Ｍ８の出力信号をそれぞれ増幅する複数のアンプＰＡ１，ＰＡ２，ＰＡ３，ＰＡ４，ＰＡ５，ＰＡ６，ＰＡ７，ＰＡ８、各アンプＰＡ１〜ＰＡ８から出力されるアナログ信号をそれぞれデジタル信号に変換する複数のＡ／Ｄ変換器Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６，Ａ７，Ａ８、圧縮処理部２５、及び通信部２６を含む。
マイクロホンＭ１〜Ｍ８は、筐体２０の周縁に沿って円周方向に、同心円状に予め決められた間隔（例えば均一な間隔）で配置されている。マイクロホンＭ１〜Ｍ８には、例えば、小型のＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）マイクが用いられる。なお、エレクトレットコンデンサーマイクロホン（ＥＣＭ：Electret Condenser Microphone）が用いられてもよい。また、マイクロホンの数は、８個に限らず、音源方向を判別可能な任意の数（具体的には、２以上）でよい。
圧縮処理部２５は、Ａ／Ｄ変換器Ａ１〜Ａ８から出力されるデジタル音声信号を基に、圧縮処理された音データを生成する。通信部２６は、圧縮処理部２５で生成された音データを、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブルｓｃ３を介して音声処理装置１０に送信する。なお、圧縮処理部２５は、圧縮処理された音データのパケットを生成し、通信部２６は、音データのパケットを、車載ネットワーク（ＣＡＮ：Controller Area Network）を介して音声処理装置１０に送信してもよい。また、通信部２６は、Bluetooth（登録商標）等の近距離無線通信により音声処理装置１０に音データを送信してもよい。
このように、マイクアレイＭＡは、マイクロホンＭ１〜Ｍ８の出力信号をアンプＰＡ１〜ＰＡ８で増幅し、Ａ／Ｄ変換器Ａ１〜Ａ８でデジタル音声信号に変換する。その後、マイクアレイＭＡは、圧縮処理部２５で圧縮処理された音データを生成し、この音データを音声処理装置１０に送信する。
図４は、音声処理装置１０の内部構成の一例を詳細に示すブロック図である。音声処理装置１０は、例えば車載ＰＣやＥＣＵ（Electronic Control Unit）等で構成され、対象音検知部３０、操作部３２、通信部３１、メモリ３８及びサラウンド再生部５０を含む構成である。
操作部３２は、運転者の入力操作の内容を対象音検知部３０やサラウンド再生部５０に通知するためのユーザインターフェース（ＵＩ：User Interface）であり、例えばマウス、キーボード、スイッチ、タッチパッド等のポインティングデバイスで構成される。例えば、操作部３２は、スピーカ７１〜７４が配置された方向を指向性の合成方向として入力する。
通信部３１は、マイクアレイＭＡから送信される音データを受信するものであり、ＵＳＢインタフェースを含む構成を有する。なお、通信部３１は、Bluetooth（登録商標）インタフェースやネットワークインタフェース（ＮＩＣ：Network Interface Card）を含む構成でもよい。通信部３１がＮＩＣを含む場合、音声処理装置１０は、ネットワークに接続可能であり、遠隔に設置されたスピーカシステムに音データをパケットデータとして通信可能である。
メモリ３８は、マイクアレイＭＡにより収音された音データを記憶する。また、メモリ３８には、予め対象音を検知するための音データのパターン（音パターン）が登録されている。対象音を発する音源が緊急車両である場合、例えば、消防車、救急車、パトカー等では、それぞれ使用するサイレン音の周波数及び音圧が異なる。メモリ３８は、これらの対象音のパターン（例えば、音の周波数、音圧レベルの時間変化等）を登録している。また、メモリ３８は、操作部３２を介して入力されたスピーカ７１〜７４の配置方向を記憶する。更に、メモリ３８は、サラウンド再生部５０によって４つのスピーカが配置された方向に指向性を形成した音データを記録する。
対象音検知部３０は、対象音を検知するものであり、音源方向検知部３４、指向性処理部６３、周波数分析部６４、検知部６５、検知結果判定部６６、走査制御部６７、検知方向制御部６８及び出力制御部３５を含む構成である。
音源方向検知部３４は、例えば公知の白色化相互相関法（ＣＳＰ（Cross-power Spectrum Phase analysis）法）に従って、マイクアレイＭＡにより収音された車両３の周囲の音声の音データを用いて音源位置を推定する。ＣＳＰ法では、音源方向検知部３４は、車両３の周囲を複数のブロックに分割し、マイクアレイＭＡで音が収音されると、ブロック毎に音圧又は音量等の閾値を超える音があるか否かを判定することで、車両３の周囲の音源位置を指向範囲として概略的に推定できる。
指向性処理部６３は、音源位置が概略的に推定された指向範囲内の、マイクロホンＭ１〜Ｍ８により収音された音に対し、所定の方向を指向方向とする音データの抽出処理を行う。
周波数分析部６４は、指向性処理部６３によって指向方向に抽出処理された音データに対し、周波数分析処理を行う。この周波数分析処理では、指向方向の音データに含まれる周波数及びその音圧が検知される。つまり、検知された音データ（検知音データ）として、検知された音の周波数及び各周波数の音圧のパターン（検知音のパターン）が得られる。
検知部６５は、周波数分析部６４による周波数分析処理の結果として得られた検知音のパターンと、メモリ３８のパターンメモリに予め登録された既定音のパターンとを比較する。検知部６５は、例えば両者の音のパターンが近似するか否かを判定する。
両者の音のパターンが近似するか否かは、例えば以下のように判断される。複数の周波数のうち、検知音データに含まれる少なくとも２つの周波数の音圧がそれぞれ閾値を超える場合、音パターンが近似しているとして、検知部６５は、対象音を発する音源を検知する。
検知結果判定部６６は、対象音を発する音源が存在しないと判定された場合、次の未判定の指向方向での音源の検知に移行するように検知方向制御部６８に指示する。検知結果判定部６６は、指向方向の走査の結果、対象音を発する音源が存在すると判定された場合、音源の検知結果を出力制御部３５に通知する。なお、この検知結果には、検知された音源の情報が含まれる。対象音を発する音源の情報には、音源の種類（緊急車両の場合、消防車、救急車、パトカー等）の他、音源の位置情報（例えば方向及び距離情報）が含まれる。ここで、緊急車両が発するサイレン音の音圧レベルは、ほぼ一定である。検知結果判定部６６は、マイクアレイＭＡで収音された対象音の音量の減衰から逆算して、マイクアレイＭＡから音源である緊急車両までの距離を算出する。
検知方向制御部６８は、検知結果判定部６６からの指示に基づいて、収音空間において対象音を発する音源を検知するための方向を制御する。例えば検知方向制御部６８は、収音空間全体の中で、音源方向検知部３４により推定された音源位置を含む指向範囲の任意の方向を検知方向として設定する。
走査制御部６７は、検知方向制御部６８により設定された検知方向を指向方向として強調処理するよう、指向性処理部６３に対して指示する。
指向性処理部６３は、走査制御部６７から指示された指向方向に対して指向性を形成することで、マイクアレイＭＡにより収音された音のデータを強調処理する。なお、初期設定では、指向性処理部６３は、音源方向検知部３４によって推定された音源位置を含む指向範囲内の初期位置を指向方向とする。指向方向は、検知方向制御部６８により、指向範囲の中で所定間隔毎に次々に設定される。
出力制御部３５は、対象音を発する音源の種類及び位置情報（例えば方向及び距離情報）を基に、音源検知画像ＧＺを生成し、表示装置６０に出力する。表示装置６０は、出力制御部３５から出力された音源検知画像ＧＺを表示する。
また、出力制御部３５は、対象音を検知したことを示す検知信号をサラウンド再生部５０に出力する。サラウンド再生部５０は、対象音検知部３０によって対象音が検知されると、スピーカシステム７０を用いて音場を再現するものであり、指向性合成部５１及び再生部５２を有する。図５は、サラウンド再生部５０の動作概要の一例を示す図である。
指向性合成部５１は、マイクアレイＭＡの８個のマイクロホンＭ１〜Ｍ８で収音された音の中から、マイクアレイＭＡの位置を起点とし、対象音が発する方向に指向方向を形成して強調処理（ビームフォーミング）する。ビームフォーミングに関する技術は、例えば特開２０１４−１４３６７８号公報や特開２０１５−０２９２４１号公報等に示されるように、公知の技術である。
指向性合成部５１は、スピーカ７１〜７４が配置された方向を指向性の合成方向として入力し、マイクアレイＭＡの各マイクロホンＭ１〜Ｍ８のそれぞれにより収音された音データに対し、マイクアレイＭＡの位置から各スピーカ７１〜７４のそれぞれが配置された方向への音声を強調（増幅）するために、その方向への指向性を形成した音データを生成する。
音声の強調処理として、遅延和方式を用いる場合、例えば、音源から発した音波は、各マイクロホンＭ１〜Ｍ８にそれぞれ到達して収音されるまでに到達時間差がある。つまり、マイクロホンＭ１〜Ｍ８の間で遅延が生じる。
マイクアレイＭＡは、各マイクロホンＭ１，Ｍ２，Ｍ３，…，Ｍ８により収音された音の音データに対し、各遅延器（図示略）において、各マイクロホンＭ１，Ｍ２，Ｍ３，…，Ｍ８における到達時間差に対応する遅延時間を与えて全ての音波の位相を揃えた後、加算器（図示略）において遅延処理後の音データを加算する。これにより、所定角度の方向に音データの指向性が形成される。また、遅延器に設定される遅延時間を変更することで、収音した音データの指向性を容易に可変できる。
再生部５２は、４つのスピーカ７１〜７４が配置された方向に指向性を形成した４つの方向の音データを基に、各スピーカ７１〜７４への音声信号を生成し、アンプ７５〜７８に出力する。アンプ７５〜７８は、スピーカ７１〜７４への音声信号をそれぞれ増幅した後、４つのスピーカ７１〜７４に出力する。４つのスピーカ７１〜７４は、アンプ７５〜７８で増幅された４つの方向の音声信号による音声をサラウンド再生し、マイクアレイＭＡが収音した音声の周囲の音場の環境を再現する。
次に、実施の形態１に係る音源検知システム５の動作を説明する。
図６は、実施の形態１に係る音源検知動作手順の一例を説明するフローチャートである。この音源検知動作手順は、音源検知システム５を構成する各装置により実行される。
図６において、マイクアレイＭＡは、車両３の周囲の音を収音する（Ｓ１）。対象音検知部３０は、収音した音声に対象音が含まれるか否かを検知する処理を行う（Ｓ２）。この対象音の検知処理は、対象音検知部３０の音源方向検知部３４、指向性処理部６３、周波数分析部６４及び検知部６５によって行われる。検知部６５は、予めメモリ３８に登録された既定音のパターンと、マイクアレイＭＡで収音された音のパターンとを比較することで、対象音の検知処理を行う。
検知結果判定部６６は、ステップＳ２における対象音の検知処理の結果、対象音を検知したか否かを判別する（Ｓ３）。対象音を検知しなかった場合（Ｓ３、ＮＯ）、音源検知システム５の処理はステップＳ９に進む。
ステップＳ３で対象音を検知した場合（Ｓ３、ＹＥＳ）、検知結果判定部６６は、対象音を発する音源の方向を判定する（Ｓ４）。音源の方向は、前述したように、検知方向制御部６８によって制御される検知方向から取得される。検知結果判定部６６は、検知方向制御部６８によって制御される検知方向に指向性形成処理を行った結果、マイクアレイＭＡで収音された対象音が最も強く聞こえる方向を音源方向とする。
更に、検知結果判定部６６は、対象音を発する音源の距離を判定する（Ｓ５）。車両３から音源ｓｓまでの距離は、前述したように、対象音の音圧レベルを基に算出される。対象音の音圧レベルはほぼ一定であるので、検知結果判定部６６は、マイクアレイＭＡで収音された対象音の音量の減衰から逆算して音源までの距離を算出する。
出力制御部３５は、対象音を発する音源ｓｓの種類、方向及び距離を基に、音源検知画像ＧＺ（図２参照）を生成し、表示装置６０に出力する（Ｓ６）。表示装置６０は、出力制御部３５からの音源検知画像ＧＺを入力すると、画面に音源検知画像ＧＺを表示する。
また、ステップＳ３で対象音を検知した場合、上記ステップＳ４〜Ｓ６の処理と並行して、サラウンド再生部５０によるサラウンド再生処理が行われる。指向性合成部５１は、マイクロホンＭ１〜Ｍ８により収音された各音データを加算し、スピーカ７１〜７４が配置された方向への音声を強調する指向性形成処理を行い、各方向への指向性を形成した音データを生成し、それぞれの方向から聞こえる音を抽出する（Ｓ７）。
再生部５２は、４つのスピーカ７１〜７４が配置された方向に指向性を形成した４つの音データを基に、各スピーカ７１〜７４への音声信号をアンプ７５〜７８に出力する（Ｓ８）。アンプ７５〜７８は、スピーカ７１〜７４への音声信号をそれぞれ増幅した後、４つのスピーカ７１〜７４に出力する。４つスピーカ７１〜７４は、運転者の位置を中心するサラウンド再生を行い、マイクアレイＭＡで収音された音の音場を再現する。
ステップＳ６及びステップＳ８の処理後、音声処理装置１０は、音源検知動作を終了するか否かを判別する（Ｓ９）。音源検知動作の終了は、例えば、ユーザ操作、所定時間の経過、車両３のイグニッションのオフによるエンジン停止等があった場合に行われる。音声処理装置１０は音源検知動作を終了しない場合（Ｓ９、ＮＯ）、音源検知システム５の処理はステップＳ１の処理に戻る。一方、音声処理装置１０は音源検知動作を終了する場合（Ｓ９、ＹＥＳ）、音源検知システム５の動作はそのまま終了する。
以上により、実施の形態１の音源検知システム５では、車両３（移動体の一例）に取り付けられたマイクアレイＭＡ（収音装置の一例）と音声処理装置１０とが通信可能に接続される。マイクアレイＭＡは、８個のマイクロホンＭ１〜Ｍ８（複数のマイクの一例）を有し、８個のマイクロホンＭ１〜Ｍ８のそれぞれにより収音された音信号を音声処理装置１０に送る。音声処理装置１０は、マイクアレイＭＡから送られた音信号に基づいて、車両３の周囲において対象音（既定音の一例）の音源ｓｓの有無を検知する。音声処理装置１０は、音源ｓｓを検知した場合に、少なくとも音源ｓｓの有無を示す情報を表示装置６０に出力する。
これにより、音源検知システム５は、自車両の周囲で既定の警報音もしくは緊急車両の存在を知らせる報知音等の音源を高精度に検知でき、自車両の周囲の状況を運転者もしくは遠隔の監視者に速やかに把握させることができる。つまり、車両３の運転者は、車両３の周囲で対象音を発する音源の有無を検知できる。音源として、例えば救急車や消防車等の緊急車両が近付いて来た場合、運転者は、表示装置６０に表示された音源検知画像ＧＺ２を見ることで、視覚的かつ直感的に緊急車両の接近を瞬時に確認できる。したがって、窓を閉め切って聞きづらくなった車室内でも、窓を開けておくこと無く、車両３の周囲で発せられた対象音を確実に検知できるようになる。
また、音声処理装置１０は、マイクアレイＭＡから送られた音信号に基づいて、車両３から見た音源ｓｓの方向を取得する。音声処理装置１０は、車両３から見た音源ｓｓの方向を向きで示す矢印ａｒを表示装置６０に出力する。これにより、運転者は、音源の方向を知ることができ、車両の外の状況を把握でき、音源の方向に注意を向けることができる。
また、音声処理装置１０は、マイクアレイＭＡから送られた音信号に基づいて、車両３から音源ｓｓまでの距離を取得する。音声処理装置１０は、車両３から音源ｓｓまでの距離を長さで示す矢印ａｒを表示装置６０に出力する。これにより、運転者は、車両から音源までの距離を知ることができ、車両の外の状況をより一層把握でき、音源が急接近しているのか否かを判断できる。
また、音声処理装置１０は、車両３の周囲において異なる対象音を発する既定音の音源を検知した場合に、音源ｓｓの種類をマークで示す音源ｓｓを表示装置６０に出力する。これにより、車両の外の周囲で対象音を発する音源の種類（救急車、消防車、パトカー等の緊急車両が発するサイレン音や、他の車両が発するクラクション音や、踏切の警報音等）を特定できる。
また、音声処理装置１０は、音源ｓｓを検知した場合に、マイクアレイＭＡから送られた音信号を用いて、マイクアレイＭＡを起点とした既定数の異なる方向にそれぞれ指向性を形成した音信号を、既定数の方向のそれぞれに対応して配置された既定数と同数のスピーカ７１〜７４から音声出力する。これにより、運転者は、４つのスピーカから聞こえる対象音を聞くことで、聴覚的に緊急車両等の音源の接近を瞬時に確認できる。また、音源が発する対象音をサラウンド再生することができ、車両３の車室内に臨場感が生まれ、咄嗟の判断に役立つ。したがって、窓を閉め切って聞きづらくなった車室内でも、窓を開けておくことなく、車両の周囲で発せられた対象音を確実に検知できるようになる。
また、音声処理装置１０は、マイクアレイＭＡを起点とした既定数の異なる方向にそれぞれ指向性を形成した音信号のデータ（音データ）を生成してメモリ３８（記録部）に記録する。このように、メモリが４つのスピーカが配置された方向に指向性を形成した音データを記録しておくことで、後日、交通事故（例えば、緊急車両との接触事故）が発生した場合に、警察関係者等による事故発生当時の音声による状況確認を効果的に支援できる。
また、車両３は自律運転する自動運転車である。これにより、音源検知システム５は、例えば運転者が乗車していないもしくは乗車している自動運転車において、運転者が緊急車両等のサイレン音に気付かない場合でも、自動運転車によって自律的に緊急車両との接触事故等を防ぐことが可能となるので、自動運転車による交通ルールの遵守に貢献できる。
また、マイクアレイＭＡは、車両３の車体の外側に取り付けられる。これにより、車両の周囲の音を感度良く収音できる。
（マイクアレイの構造及びルーフへの取付構造）
次に、実施の形態１に係るマイクアレイＭＡの構造、並びにマイクアレイＭＡの車両３のルーフ３ｚへの取付構造を説明する。
例えば特許文献１にも開示されているように、マイクロホンを車体の外側、例えば車体のルーフに取り付け、車両の周囲で発する音を収音することは従来から行われている。車体の外側にマイクロホンを取り付ける場合、マイクロホンの耐環境性を高めることが求められる。
例えば、マイクロホンに日光が直接当たることで、紫外線によるマイクロホンの性能劣化が懸念されるので、対候性を高める必要がある。また、気温の変動（例えば、−１０℃〜＋４０℃）によってマイクロホンが動作不良を起こさないように、熱的安定性を高める必要がある。また、風雨に直接晒されて、マイクロホンの受音面が損傷したり、水滴が溜まってマイクロホンの収音性能が低下したりしないように、防風防水性を高める必要がある。また、走行中に振動する車体の外側に取り付けられるので、車体からの振動がマイクロホンに伝わり、振動音を検知する等、マイクロホンの収音性能に影響を与えないようにする必要がある。また、マイクロホンは、点検時、交換時、不使用時等に取り外せるように、車体に対し着脱自在にしておく必要がある。
そこで、実施の形態１に係るマイクアレイＭＡの構造は、上記要求を満たすように設計されている。図７は、実施の形態１に係るマイクアレイＭＡの構造及び車体のルーフ３ｚへの取付構造を示す断面図である。マイクアレイＭＡは、８個のマイクロホンＭ１〜Ｍ８と、信号処理部２１が実装された基板２１ｚとを収容する筐体２０を有する。筐体２０は、アルミフレーム２２３と金属メッシュ２２２とを有し、略円筒状に成形される。アルミフレーム２２３は、ボックス部材２２３ｚと、カバー部材２２３ｙと、支持部材２２３ｘとが接合された構造を有する。
カバー部材２２３ｙは、筒状の蓋部に形成される。カバー部材２２３ｙの、ルーフ３ｚと対向する面は、開放される。カバー部材２２３ｙの内側には、ユニバーサルジョイント２２４（つまり、自在継手）、ボックス部材２２３ｚ、及び封止材２２７が配置される。
ボックス部材２２３ｚは、基板２１ｚを密閉するように収容し、カバー部材２２３ｙの下面に取り付けられる。ユニバーサルジョイント２２４は、上部部材２２４ａ、連接棒２２４ｂ及び下部部材２２４ｃを有する。上部部材２２４ａは、下部部材２２４ｃに対し、連接棒２２４ｂを介して任意の向きに可変自在である。マイクアレイＭＡをルーフ３ｚの表面に取り付ける際、湾曲しているルーフ３ｚの表面に対しマイクアレイＭＡの姿勢が地面に対して略水平もしくは水平になるように、ユニバーサルジョイント２２４の向きが調整される。なお、ここでは、ユニバーサルジョイントの数は、４個であるが、２個や８個等、任意の数でよい。
上部部材２２４ａは、カバー部材２２３ｙの下面に取り付けられる。下部部材２２４ｃは、例えば耐候性を有するステンレス材でヨークとして成形され、その下面に配置されたマグネット２２５とともに磁気回路を形成し、シリコンゴム２２６を介して、磁力でルーフ３ｚと引き付け合い、着脱可能に連結する。シリコンゴム２２６は、ルーフ３ｚがマグネット２２５により傷などのダメージを受けないための保護部材である。なおかつ、シリコンゴム２２６は、マイクアレイＭＡ本体とルーフ３ｚとの密着性を高める。以上の構成により、マイクアレイＭＡは、ルーフ３ｚに対し着脱自在である。なお、下部部材２２４ｃの例としてのステンレス材は、磁性材、非磁性材のいずれでもよい。
封止材２２７は、例えば独立発泡スポンジでカバー部材２２３ｙの内側を充填し、シリコンゴム２２６とともに、ルーフ３ｚの表面から風雨が廻り込んでマイクロホンＭ１〜Ｍ８側に侵入することを防ぐ。封止材２２７は、マイクロホンＭ１〜Ｍ８の収音孔とは反対側にある面（下面）から回り込む風雑音も低減できる。
支持部材２２３ｘは、カバー部材２２３ｙの上面から立ち上がった垂直部材２２３ｘ１と、垂直部材２２３ｘ１の先端から斜め上方に延びた斜行部材２２３ｘ２とからなる。斜行部材２２３ｘ２の上面には、１つのマイクロホンＭ１〜Ｍ８（図７では、マイクロホンＭ１，Ｍ５が描画される）が取り付けられる。斜行部材２２３ｘ２の上面に取り付けられた、マイクロホンＭ１〜Ｍ８の受音面は、マイクアレイＭＡの中央から外側に向かって傾斜した状態となる。また、マイクロホンＭ１〜Ｍ８の受音面には、防水膜ｍｃｖが貼付されており、水滴をはじき易くしている。これにより、マイクロホンＭ１〜Ｍ８の受音面に水滴が付着した場合、水滴は、マイクロホンＭ１〜Ｍ８の受音面に沿って下方に流れ易くなる。従って、マイクロホンＭ１〜Ｍ８において、表面張力による水滴が受音面に溜まりにくくなり、マイクロホンの収音性能の低下を抑制できる。
また、支持部材２２３ｘが接合されたカバー部材２２３ｙの面には、風防材２２８が設けられる。風防材２２８は、例えば連続発泡スポンジで成形され、外部からの音をマイクロホンＭ１〜Ｍ８の収音孔側の面に伝達可能としながら、風雨が直接にマイクロホンＭ１〜Ｍ８に当たらないように、その侵入を低減する。また、カバー部材２２３ｙを覆うように、金属メッシュ２２２がカバー部材２２３ｙの外側に取り付けられる。金属メッシュ２２２は、風防材２２８がカバー部材２２３ｙから脱落することを防ぐとともに、落雷や静電気からマイクアレイＭＡを保護する。金属メッシュ２２２の取付は、例えば、金属メッシュ２２２に形成された係止片が、カバー部材２２３ｙに形成された係合孔と係合することで、固定される。なお、金属メッシュ２２２とカバー部材２２３ｙは、ねじで螺合することで固定されてもよい。
また、マイクロホンＭ１〜Ｍ８が取り付けられる支持部材２２３ｘの面には、孔が形成されており、マイクロホンＭ１〜Ｍ８の信号線ｓｃ２はこの孔を通して基板２１ｚ側に導かれる。信号線ｓｃ２と孔との隙間には、シーリング材が充填され、防水パッキン２３１が形成される。また、カバー部材２２３ｙとボックス部材２２３ｚが重なる面には、マイクロホンＭ１〜Ｍ８からの信号線ｓｃ２が挿通され、基板２１ｚに接続されるための孔が形成される。信号線ｓｃ２とこの孔との隙間には、シーリング材が充填され、防水パッキン２３２が形成される。
また、ボックス部材２２３ｚの下面には、基板２１ｚからのＵＳＢケーブルｓｃ１が挿通される孔が形成されており、基板２１ｚからのＵＳＢケーブルｓｃ１はこの孔を通してルーフ３ｚ側に導かれる。ＵＳＢケーブルｓｃ１は、電源線及び信号線を含む。ＵＳＢケーブルｓｃ１と孔との隙間には、シーリング材が充填され、防水パッキン２３３が形成される。また、ルーフ３ｚの表面には、ＵＳＢ防水コネクタ２３４が取り付けられている。ＵＳＢ防水コネクタ２３４の片側には、基板２１ｚに繋がるＵＳＢケーブルｓｃ１が着脱自在に接続される。一方、ＵＳＢ防水コネクタ２３４の反対側には、車室内の音声処理装置１０に繋がるＵＳＢケーブルｓｃ３が接続される。なお、基板２１ｚに実装された信号処理部２１と音声処理装置１０とが近距離無線通信により接続される場合、ＵＳＢケーブルｓｃ１，ＵＳＢ防水コネクタ２３４及びＵＳＢケーブルｓｃ３は省かれる。
以上により、実施の形態１に係るマイクアレイＭＡの構造及び車体のルーフ３ｚへの取付構造では、車体の外側に取り付けられるマイクアレイＭＡに収容されるマイクロホンＭ１〜Ｍ８の耐環境性を高めることができる。例えば、風防材２２８によってマイクロホンＭ１〜Ｍ８に日光が直接当たらなくなり、紫外線によるマイクロホンの性能劣化を抑制できる。また、マイクロホンＭ１〜Ｍ８には、使用温度範囲（例えば、−４０℃〜＋１００℃で感度の変化１％以下）の広いＭＥＭＳマイクが採用されているので、気温の変動（−１０℃〜＋４０℃）があっても、マイクロホンＭ１〜Ｍ８は正常に動作する。また、風防材２２８によってマイクロホンＭ１〜Ｍ８が風雨に直接晒されにくくなる。また、封止材２２７によってルーフ３ｚ側からマイクロホンＭ１〜Ｍ８への風雨の廻り込みも防止できる。封止材２２７は、マイクロホンＭ１〜Ｍ８の収音孔とは反対側にある面（下面）から回り込む風雑音も低減できる。また、基板２１ｚは、ボックス部材２２３ｚに密封されている。従って、マイクロホンの収音性能が低下しないように、マイクアレイＭＡの防風防水性を著しく高めることができる。また、マイクロホンＭ１〜Ｍ８を支持する支持部材２２３ｘは、マイクアレイＭＡの中心から外側に向かって傾斜しているので、マイクロホンＭ１〜Ｍ８に風防材２２８から染み出た水滴が付着しても、傾斜面に沿って下方に流れ易くなる。これにより、マイクロホンＭ１〜Ｍ８の受音面に水滴が溜まらず、収音性能の低下が抑えられる。
また、マイクアレイＭＡの車体のルーフ３ｚへの取付には、弾力性を有するシリコンゴム２２６が介在しているので、走行中に振動する車体からの振動がマイクロホンＭ１〜Ｍ８に伝わりにくくなる。また、シリコンゴム２２６によってマイクアレイＭＡとルーフ３ｚとの密着性が高まり、より一層振動の伝搬が抑えられる。また、マイクロホンＭ１〜Ｍ８を支持する支持部材２２３ｘが接合されたカバー部材２２３ｙは、ユニバーサルジョイント２２４を介してルーフ３ｚに取り付けられる。従って、湾曲しているルーフ３ｚに対し、カバー部材２２３ｙを水平方向になるように微調整できる。これにより、マイクアレイＭＡの収音性能を一定に保つことができる。
下部部材２２４ｃは、耐候性を有するステンレス材でヨークとして成形され、その下面に配置されたマグネット２２５とともに磁気回路を形成し、シリコンゴム２２６を介して、磁力でルーフ３ｚと引き付け合い、着脱可能に連結する。シリコンゴム２２６は、ルーフ３ｚがマグネット２２５により傷などのダメージを受けないための保護部材である。なおかつ、シリコンゴム２２６は、マイクアレイＭＡ本体とルーフ３ｚとの密着性を高める。
また、ユニバーサルジョイント２２４の下部部材２２４ｃとマグネット２２５とが磁気回路を形成して、シリコンゴム２２６を介してルーフ３ｚと引き付け合って連結しているので、下部部材２２４ｃ、マグネット２２５及びシリコンゴム２２６はルーフ３ｚから切り離し可能であり、マイクアレイＭＡは、車体から着脱自在となる。従って、定期点検時、交換時、不使用時等において、マイクアレイＭＡをルーフ３ｚから容易に取り外すことができる。
（変形例１）
図８は、変形例１に係るマイクアレイＭＡの構造及び車体のルーフ３ｚへの取付構造を示す断面図である。変形例１に係るマイクアレイＭＡの筐体２０Ａでは、上述した実施の形態１に係る筐体２０と比べ、アルミフレームの構造が異なる。なお、上述した実施の形態１に係る筐体２０と同一の構造については同一の符号を付与して説明を簡略化又は省略する。
アルミフレーム２２３Ａは、略ドーム状に成形される。アルミフレーム２２３Ａの天井面の周縁部は、外側に向かって低くなるようなテーパ面に形成される。アルミフレーム２２３Ａの内側には、上下の空間を仕切る仕切り板２２３ｍが設けられる。仕切り板２２３ｍの上側の空間には、マイクロホンＭ１〜Ｍ８及び基板２１ｚが配置される。アルミフレーム２２３Ａの外側と金属メッシュ２２２との間には、風防材２２８が介在する。
マイクロホンＭ１〜Ｍ８（図８では、マイクロホンＭ１，Ｍ５が描画される）は、アルミフレーム２２３Ａの天井面の周縁部に取り付けられる。マイクロホンＭ１〜Ｍ８の受音面は、アルミフレーム２２３Ａの天井面に形成された孔から露出している。マイクロホンＭ１〜Ｍ８の受音面には、防水膜ｍｃｖが貼付されている。また、仕切り板２２３ｍの上側の空間は、アルミフレーム２２３Ａの天井面とマイクロホンＭ１〜Ｍ８の受音面とで密封されるので、この空間には、充填材が存在しない。マイクロホンＭ１〜Ｍ８からの信号線ｓｃ２は、密閉された空間に配置された基板２１ｚに接続される。
基板２１ｚは、仕切り板２２３ｍの上面にスペーサ（図示略）を介して取り付けられる。仕切り板２２３ｍの下側の空間には、ユニバーサルジョイント２２４が配置される。ユニバーサルジョイント２２４の数は、上述した実施の形態１と同様である。ユニバーサルジョイント２２４の上部部材２２４ａは、仕切り板２２３ｍを支持するように、その下面に取り付けられる。また、仕切り板２２３ｍの下側の空間は、上述した実施の形態１と同様、封止材２２７で充填される。
また、仕切り板２２３ｍの下面には、基板２１ｚからのＵＳＢケーブルｓｃ１が挿通される孔が形成されており、基板２１ｚからのＵＳＢケーブルｓｃ１はこの孔を通してルーフ３ｚ側に導かれる。ＵＳＢケーブルｓｃ１と孔との隙間には、シーリング材が充填され、防水パッキン２３２ｋが形成される。また、ルーフ３ｚの表面には、ＵＳＢ防水コネクタ２３４が取り付けられている。ＵＳＢ防水コネクタ２３４の片側には、基板２１ｚに繋がるＵＳＢケーブルｓｃ１が着脱自在に接続される。一方、ＵＳＢ防水コネクタ２３４の反対側には、車室内の音声処理装置１０に繋がるＵＳＢケーブルｓｃ３が接続される。
このように、変形例１では、上述した実施の形態１と同様の効果がある他、アルミフレーム２２３Ａの形状を単純化でき、製造し易くなる。また、仕切り板２２３ｍの上側の空間に充填剤が存在しなくなるので、風防材２２８の量を少なくすることができる。
（変形例２）
図９は、変形例２に係るマイクアレイＭＡの構造及び車体のルーフ３ｚへの取付構造を示す断面図である。変形例２に係るマイクアレイＭＡの筐体２０Ｂでは、上述した実施の形態１に係る筐体２０及び変形例１に係る筐体２０Ａと比べ、信号処理部２１を実装した基板２１ｚが車体の内側、つまりルーフ３ｚの裏側に配置されることが異なる。なお、上述した実施の形態１に係る筐体２０あるいは変形例１に係る筐体２０Ａと同一の構造については同一の符号を付与して説明を簡略化又は省略する。
変形例２では、筐体２０Ｂは、上述した実施の形態１に係る筐体２０及び変形例１に係る筐体２０Ａと比べ、径方向の面が広く、厚さが薄い形状を有する。また、アルミフレームの構造が異なる。アルミフレーム２２３Ｂは、円筒状の蓋部に成形される。アルミフレーム２２３Ｂの上面には、マイクロホンＭ１〜Ｍ８が取り付けられる斜面部２２３Ｂ１が形成される。この斜面部２２３Ｂ１は、外側に向かうほど低くなるように傾斜している。この斜面部２２３Ｂ１に取り付けられたマイクロホンＭ１〜Ｍ８の受音面は、上述した実施の形態１及び変形例１と同様、付着した水滴を下方に導く。
また、斜面部２２３Ｂ１には、マイクロホンＭ１〜Ｍ８の信号線ｓｃ２が挿通される孔が形成される。マイクロホンＭ１〜Ｍ８からの信号線ｓｃ２は、この孔を通してルーフ３ｚ側に導かれる。ルーフ３ｚの面には、防水コネクタ２３４Ａ（例えば、ハーメチックコネクタ）が設けられる。防水コネクタ２３４Ａの片側には、マイクロホンＭ１〜Ｍ８に繋がる信号線ｓｃ２が接続される。防水コネクタ２３４Ａの反対側には、車体の内側に配置された基板２１ｚに実装された信号処理部２１に繋がる信号線ｓｃ４が接続される。
このように、変形例２では、上述した実施の形態１と同様の効果がある他、基板２１ｚを密閉する空間を車体の外側に設ける必要がなくなるので、筐体２０Ｂの厚さを薄く成形できる。これにより、外観の見栄えが良くなり、デザイン性が向上する。また、基板２１ｚに実装された信号処理部２１に要求される耐環境性の仕様を下げることができ、部品コストの低下に繋がる。
（実施の形態２）
実施の形態１では、マイクアレイＭＡにより収音された音に１種類の対象音が含まれる例を説明した。実施の形態２では、マイクアレイＭＡにより収音された音に複数種類の対象音が含まれる例を説明する。
また、実施の形態２の音源検知システムは実施の形態１とほぼ同一の構成を有する。実施の形態１と同一の構成要素については同一の符号を用いることで、その説明を簡略化又は省略する。
図１０は、実施の形態２に係る音源検知動作手順の一例を説明するフローチャートである。図１０の説明において、実施の形態１に係る音源検知動作手順（図６参照）と同一のステップ処理については同一の符号を付すことで、その説明を簡略化又は省略する。
図１０において、マイクアレイＭＡは、車両３の周囲の音を収音する（Ｓ１）。対象音検知部３０は、収音した音声に対象音が含まれるか否かを検知する処理を行う（Ｓ２）。
検知結果判定部６６は、ステップＳ２における対象音の検知処理の結果、複数種類の対象音を検知したか否かを判別する（Ｓ３Ａ）。複数種類の対象音を検知しなかった場合（Ｓ３Ａ、ＮＯ）、検知結果判定部６６は、１種類の対象音を検知したか否かを判別する（Ｓ３Ｂ）。１種類の対象音も検知していない場合（Ｓ３Ｂ、ＮＯ）、音源検知システム５の処理はステップＳ９に進む。一方、ステップＳ３Ｂで１種類の対象音を検知した場合（Ｓ３Ｂ、ＹＥＳ）、実施の形態１に係る音源検知動作手順のステップＳ４以降の処理が行われる。
ステップＳ３Ａで複数種類の対象音を検知した場合（Ｓ３Ａ、ＹＥＳ）、検知結果判定部６６は、複数種類の対象音を発する音源の方向を判定する（Ｓ４Ａ）。音源の方向は、前述したように、検知方向制御部６８によって制御される検知方向から取得される。検知結果判定部６６は、検知方向制御部６８によって制御される検知方向に指向性形成処理を行った結果、マイクアレイＭＡで収音された対象音が最も強く聞こえる方向を音源方向とする。
検知結果判定部６６は、複数種類の対象音に対し、方向別の対象音を抽出して個別に分離する（Ｓ４Ｂ）。更に、検知結果判定部６６は、個別の対象音を発する音源までの距離をそれぞれ判定する（Ｓ５Ａ）。車両３から音源ｓｓまでの距離は、前述したように、対象音の音圧レベルを基に算出される。対象音の音圧レベルはほぼ一定であるので、検知結果判定部６６は、マイクアレイＭＡで収音された対象音の音量の減衰から逆算して音源までの距離を算出する。
出力制御部３５は、個別の対象音を発する音源ｓｓの種類、方向及び距離を基に、音源検知画像ＧＺを生成し、表示装置６０に出力する（Ｓ６Ａ）。複数種類の対象音が検知された場合、音源検知画像ＧＺには、複数の音源ｓｓを表すマークが表示される。なお、出力制御部３５は、音源の数に対応する枚数の音源検知画像ＧＺ、例えば音源が２つである場合に２枚の音源検知画像を生成してもよい。表示装置６０は、出力制御部３５からの音源検知画像ＧＺを入力すると、画面に音源検知画像ＧＺを表示する。
また、ステップＳ３Ａで複数種類の対象音を検知した場合、あるいは、ステップＳ３で１種類の対象音を検知した場合、実施の形態１と同様、上記ステップＳ４Ａ〜Ｓ６ＡあるいはＳ４〜Ｓ６の処理と並行して、サラウンド再生部５０は、実施の形態１と同様、ステップＳ７、Ｓ８の処理を行う。ステップＳ６、Ｓ６Ａ、Ｓ８の処理後、音声処理装置１０は、ステップＳ９の処理に進む。
以上により、実施の形態２に係る音源検知システム５では、音声処理装置１０は、車両３の周囲において複数の異なる対象音（既定音）の音源ｓｓを検知した場合に、それぞれの音源ｓｓの種類を示す情報を表示装置６０に出力する。これにより、車両の周囲で複数の対象音を発する複数の音源がある場合でも、音源の種類（救急車、消防車、パトカー等の緊急車両が発するサイレン音や、他の車両が発するクラクション音や、踏切の警報音等）を特定できる。したがって、運転者は、表示装置に表示された音源検知画像を見ることで、視覚的に一例として複数の緊急車両の接近を確認できる。また、運転者は、複数の緊急車両が発するサイレン音をサラウンド再生で聞くことができる。
以上、添付図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例、修正例、置換例、付加例、削除例、均等例に想到し得ることは明らかであり、それらについても本開示の技術的範囲に属すると了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した各種の実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
例えば、上述した実施の形態では、対象音として、突発的な音である、緊急車両のサイレン音や他の車両からクラクション音、踏切の警報音を例示したが、これらに限らず、工事現場の音や、視覚障害者が横断歩道を渡る時に発せられる誘導音等を含めてもよい。
また、上述した実施の形態では、マイクアレイは、車体に着脱自在な構造を有していたが、車体から取り外されることなく、車体に設置して固定されてもよい。また、マイクアレイは、車体のルーフに限らず、ボンネットやリアドア等、任意の場所に取り付けられてもよい。
本開示は、自車両の周囲で既定の警報音もしくは緊急車両の存在を知らせる報知音等の音源を検知し、自車両の周囲の状況を運転者もしくは遠隔の監視者に速やかに把握させる音源検知システム及び音源検知方法として有用である。
５ 音源検知システム
１０ 音声処理装置
３０ 対象音検知部
５０ サラウンド再生部
６０ 表示装置
７０ スピーカシステム
７１〜７４ スピーカ
Ｍ１〜Ｍ８ マイクロホン
ＭＡ マイクアレイ
ｓｓ 音源

Claims (9)

  1. 移動体に取り付けられた収音装置と音声処理装置とが通信可能に接続された音源検知システムであって、
    前記収音装置は、
    複数のマイクを有し、前記複数のマイクのそれぞれにより収音された音信号を前記音声処理装置に送り、
    前記音声処理装置は、
    前記収音装置から送られた前記音信号に基づいて、前記移動体の周囲において既定音の音源の有無を検知し、
    前記音源を検知した場合に、少なくとも前記音源の有無を示す情報を表示装置に出力する、
    音源検知システム。
  2. 前記音声処理装置は、
    前記収音装置から送られた前記音信号に基づいて、前記移動体から見た前記音源の方向を取得し、
    前記移動体から見た前記音源の方向を示す情報を前記表示装置に出力する、
    請求項１に記載の音源検知システム。
  3. 前記音声処理装置は、
    前記収音装置から送られた前記音信号に基づいて、前記移動体から前記音源までの距離を取得し、
    前記移動体から前記音源までの距離を示す情報を前記表示装置に出力する、
    請求項１に記載の音源検知システム。
  4. 前記音声処理装置は、
    前記移動体の周囲において複数の異なる既定音の音源を検知した場合に、それぞれの前記音源の種類を示す情報を前記表示装置に出力する、
    請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の音源検知システム。
  5. 前記音声処理装置は、
    前記音源を検知した場合に、前記収音装置から送られた前記音信号を用いて、前記収音装置を起点とした既定数の異なる方向にそれぞれ指向性を形成した音信号を、前記既定数の方向のそれぞれに対応して配置された前記既定数と同数のスピーカから音声出力する、
    請求項１に記載の音源検知システム。
  6. 前記音声処理装置は、
    前記収音装置を起点とした既定数の異なる方向にそれぞれ指向性を形成した音信号のデータを生成して記録部に記録する、
    請求項５に記載の音源検知システム。
  7. 前記移動体は、自律運転する自動運転車である、
    請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の音源検知システム。
  8. 前記移動体は、車両であり、
    前記収音装置は、前記車両の車体の外側に取り付けられる、
    請求項１〜７のうちいずれか一項に記載の音源検知システム。
  9. 移動体に取り付けられた収音装置と音声処理装置とが通信可能に接続された音源検知システムを用いた音源検知方法であって、
    前記収音装置は、
    複数のマイクを有し、前記複数のマイクのそれぞれにより収音された音信号を前記音声処理装置に送り、
    前記音声処理装置は、
    前記収音装置から送られた前記音信号に基づいて、前記移動体の周囲において既定音の音源の有無を検知し、
    前記音源を検知した場合に、少なくとも前記音源の有無を示す情報を表示装置に出力する、
    音源検知方法。
JP2017254893A 2017-12-28 2017-12-28 音源検知システム及び音源検知方法 Pending JP2019121887A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017254893A JP2019121887A (ja) 2017-12-28 2017-12-28 音源検知システム及び音源検知方法
PCT/JP2018/040058 WO2019130789A1 (ja) 2017-12-28 2018-10-29 音源検知システム及び音源検知方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017254893A JP2019121887A (ja) 2017-12-28 2017-12-28 音源検知システム及び音源検知方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2019121887A true JP2019121887A (ja) 2019-07-22

Family

ID=67063081

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017254893A Pending JP2019121887A (ja) 2017-12-28 2017-12-28 音源検知システム及び音源検知方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2019121887A (ja)
WO (1) WO2019130789A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2021048893A1 (ja) * 2019-09-09 2021-03-18
DE102021203087A1 (de) 2021-03-29 2022-09-29 Zf Friedrichshafen Ag Kompression von Audiodaten im Fahrzeug
CN115206119A (zh) * 2021-04-06 2022-10-18 欧温星球控股股份有限公司 远程支援系统以及远程支援方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11360181B2 (en) * 2019-10-31 2022-06-14 Pony Ai Inc. Authority vehicle movement direction detection
RU2763309C1 (ru) * 2021-03-22 2021-12-28 Павел Романович Громов Адаптивный способ активного гашения шума в салоне автомобиля и устройство для его реализации
US11768283B2 (en) 2021-05-03 2023-09-26 Waymo Llc Sound source distance estimation
WO2023204076A1 (ja) * 2022-04-18 2023-10-26 ソニーグループ株式会社 音響制御方法及び音響制御装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006092482A (ja) * 2004-09-27 2006-04-06 Yamaha Corp 音声認識通報装置
JP2008035472A (ja) * 2006-06-28 2008-02-14 National Univ Corp Shizuoka Univ 車内外音響伝送システム
JP2014116648A (ja) * 2012-12-06 2014-06-26 Jvc Kenwood Corp 音源方向表示装置、音源方向表示方法、音源方向送信方法、及び音源方向表示プログラム
JP6065328B2 (ja) * 2013-12-17 2017-01-25 みこらった株式会社 自動運転車及び自動運転車用プログラム

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2021048893A1 (ja) * 2019-09-09 2021-03-18
JP7276472B2 (ja) 2019-09-09 2023-05-18 日本電信電話株式会社 集音放音方法
JP7371751B2 (ja) 2019-09-09 2023-10-31 日本電信電話株式会社 集音放音方法
DE102021203087A1 (de) 2021-03-29 2022-09-29 Zf Friedrichshafen Ag Kompression von Audiodaten im Fahrzeug
CN115206119A (zh) * 2021-04-06 2022-10-18 欧温星球控股股份有限公司 远程支援系统以及远程支援方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019130789A1 (ja) 2019-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019130789A1 (ja) 音源検知システム及び音源検知方法
US10536791B2 (en) Vehicular sound processing system
JP6627361B2 (ja) 運転情報記録装置、運転情報再生装置、制御装置、運転情報記録方法、及び運転情報記録プログラム
US20180237033A1 (en) System and method for sound direction detection in a vehicle
CN108058663B (zh) 车辆声音处理系统
US8098832B2 (en) Apparatus and method for detecting sound
US10506838B2 (en) Augmented audio enhanced perception system
US9041545B2 (en) Audio awareness apparatus, system, and method of using the same
US10219571B1 (en) In helmet sensors providing blind spot awareness
US7183944B2 (en) Vehicle tracking and identification of emergency/law enforcement vehicles
JP2008035472A (ja) 車内外音響伝送システム
KR20140091552A (ko) 웨어러블 컴퓨팅 시스템상에 사운드 표시들을 디스플레이
JP2015082844A (ja) 危険、又はその他の関心対象の事象があることを示すようにするオーディオパノラマの修正
US20130208111A1 (en) Flight recorder
US9826310B2 (en) Loudspeaker device and wireless communication system
JP2015022453A (ja) 緊急車両報知システム
JP2020141404A (ja) 防水防塵外部マイクロフォン装置
KR101384781B1 (ko) 이상 음원 탐지 장치 및 방법
WO2018079624A1 (ja) 処理装置、サーバ装置、出力方法及びプログラム
US11856367B2 (en) Hearing system, hearing device and method for providing an alert for a user
JPWO2020039678A1 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
JP2019149023A (ja) 運転支援方法、車両、及び運転支援システム
WO2018079623A1 (ja) 処理装置、サーバ装置、出力方法及びプログラム
EP3836554B1 (en) Information processing device, information processing method and video-audio output system
KR100470437B1 (ko) 감시시스템에서의 음원 탐지 및 위치 제어방법