JP2707174B2 - エンジン音からの車種判別方法 - Google Patents

エンジン音からの車種判別方法

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JP2707174B2
JP2707174B2 JP3268224A JP26822491A JP2707174B2 JP 2707174 B2 JP2707174 B2 JP 2707174B2 JP 3268224 A JP3268224 A JP 3268224A JP 26822491 A JP26822491 A JP 26822491A JP 2707174 B2 JP2707174 B2 JP 2707174B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジン音から当該エ
ンジンが搭載されている車両の車種を判別するエンジン
音からの車種判別方法に関し、特に広範な無人監視域に
不法に侵入する車両を探知し、車両の車種を判定するの
に好適なエンジン音からの車種判別方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来技術】従来この種の技術は、特願平01−099
055号、特願平01−099056号及び特願平01
−099057号に開示されているものがある。図8は
従来の車種判別方法を実施する装置の構成を示すブロッ
ク図である。音響センサ5の出力は送端機7の入力に接
続され、送端機7の出力は伝送系9を介して受端機10
の入力に接続され、受端機10の出力はFFT(Fast Fo
urier Transform)分析回路12の入力に接続され、FF
T回路12の出力は記録器15の入力に接続されてい
る。また、登録音紋ファイル18の出力は登録音紋表示
器20の入力に接続されている。
【0003】図9は、音響センサによる侵入車両の探知
を説明するための図である。侵入車両1に搭載されたエ
ンジン2の爆発音等(以下「エンジン音」という)は、
音波3として大気4に伝搬拡散し、音響センサ5により
検知される。音響センサ5は、検知した音波を電気信号
に変換し、センサ出力6として出力する。
【0004】図8において、前記センサ出力6は、送端
機7で所要レベルまで増幅され、または、必要に応じて
は、さらに変調されて、検知信号8として、伝送系9を
介して、受端機10に送られる。検知信号8は、受端機
10で所要レベルまで増幅され、または、必要に応じて
復調増幅され、エンジン音信号11としてFFT分析回
路12に送られる。
【0005】前記エンジン音信号11は、FFT分析回
路12でフ−リエ変換により、時々刻々の成分周波数に
分析され、音紋デ−タ14として記録器15に送られ、
音紋の形(以下、「測定音紋」という)で記録される。
【0006】登録音紋ファイル18は、各種の車種につ
いて、搭載されているエンジンの音紋の特定パタ−ンに
車種デ−タ、搭載エンジンのファイヤリングレ−トEF
R及びシリンダ−レ−トCR(以下「エンジン構造デ−
タ」という)等を付記して登録したデ−タ(以下「登録
音紋」という)の集合で、登録音紋ファイル18の中か
ら、目視により測定音紋と比較照合しながら、測定音紋
に最も類似した登録音紋を選び出し、この登録音紋に付
記されたエンジン構造デ−タ又は車種デ−タから、車種
を判別していた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来方法において、目視により比較照合するため、判別に
熟練度が要求され、短時間に急激に変動する音紋や、複
雑な音紋の判別が困難な場合があり、別の判別方法が要
求されていた。
【0008】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、上記問題点を除去するために、以上述べたように、
エンジン音信号を分析し、急激に変動する音紋または、
複雑な音紋に対しても音紋デ−タの特徴として存在する
エンジン構造デ−タを容易に抽出することができるエン
ジン構造デ−タ抽出回路及び登録音紋表示器を設け、該
エンジン構造デ−タ基に音紋の比較照合し車種の判別が
容易にできるエンジン音からの車種判別方法を提供する
ことを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、図1に示すように、音響センサ5を有し、該
音響センサ5により車両から発生する音を検知し、該検
知信号10からエンジン音信号11を抽出し、FFT分
析回路12で音紋デ−タ14を測定し、該測定音紋デー
タと登録音紋ファイル18に予め登録されている音紋と
を比較照合して当該エンジンが搭載されている車両の車
種を判別する方法において、エンジン音信号11からエ
ンジン構造デ−タ16を自動抽出することができるエン
ジン構造デ−タ抽出回路13及び表示器17を設けると
共に、登録音紋ファイル18には音紋デ−タとそれに対
応するエンジン構造デ−タとを登録しておき、表示器1
3に表示されたエンジン構造デ−タを基に、登録音紋フ
ァイル18からこのエンジン構造デ−タに対応する音紋
デ−タを選択し、該音紋と測定音紋を比較照合し、当該
エンジンを搭載した車種を判別する。
【0010】また、図2に示すように、エンジン構造デ
−タ16から登録音紋選択信号27を作成する登録音紋
選出回路21を設け、登録音紋選択信号27でエンジン
構造デ−タ16に対応する登録音紋デ−タ19を登録音
紋ファイル18から自動的に抽出する。
【0011】
【作用】本発明では、エンジン構造デ−タ抽出回路13
と表示器17を設けたことにより、エンジン音信号を分
析し、急激に変化する音紋デ−タや複雑な音紋デ−タに
対しても、音紋デ−タの特徴として存在するエンジン構
造デ−タを抽出し、該エンジン構造デ−タを基に、登録
音紋ファイル18からこのエンジン構造デ−タに対応す
る音紋デ−タを選択し、該音紋と測定音紋を比較照合す
るから侵入車両の車種を容易に判別することが出来る。
【0012】また、エンジン構造デ−タから登録音紋選
択信号27を作成する登録音紋選出回路21を設けたこ
とにより、登録音紋ファイル18の中から、エンジン音
信号に対応する登録音紋を自動的に選出して登録音紋表
示器20に表示するから、侵入車両の車種を容易に判別
することが出来る。
【0013】
【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図1は本発明の車種判別方法を実施する装
置の構成を示すブロック図である。音響センサ5の出力
は、送端機7の入力に接続され、送端機7の出力は伝送
系9を介して受端機10の入力に接続され、受端機10
の出力はFFT分析回路12の入力及びエンジン構造デ
−タ抽出回路13の入力に接続され、FFT分析回路1
2の出力は、記録器15の入力に接続され、エンジン構
造デ−タ抽出回路13の出力は表示器17の入力に接続
される。また、登録音紋ファイル18の出力は登録音紋
表示器20の入力に接続される。
【0014】図1において、センサ出力6は、送端機7
で所要レベルまで増幅され、又は、必要に応じては、さ
らに変調増幅されて、検知信号8として、伝送系9を介
して受端機10に送られる。伝送方式は、有線、無線の
いずれかを問わない。検知信号8は、受端機10で所要
レベルまで増幅され、又は、必要に応じて復調増幅さ
れ、エンジン音信号11としてFFT分析回路12及び
エンジン構造デ−タ抽出回路13に送られる。
【0015】FFT分析回路12に送られたエンジン音
信号11は、FFT分析回路12でフ−リエ変換によ
り、時々刻々の成分周波数に分析され、音紋デ−タ14
として記録器15に送られ、測定音紋として記録され
る。この動作は、従来の装置と変わらない。
【0016】また、エンジン構造デ−タ抽出回路13に
送られたエンジン音信号11は、エンジン構造デ−タ抽
出回路13でエンジン構造デ−タ16に変換されて、表
示器17に送られ、エンジン構造デ−タ16の内容を表
示する。登録音紋ファイル18の中から、表示器17に
表示されたエンジン構造デ−タ16と同じエンジン構造
を持つ登録音紋を選択し、この音紋と音紋データ14と
を比較照合して測定車種を判別する。
【0017】図3は、エンジン構造デ−タ抽出回路13
の詳細を示す。高域濾波器13aの出力は半波整流回路
器13bの入力に接続され、半波整流回路13bの出力
はFFT分析回路13cの入力に接続され、FFT分析
回路13cの出力は基本周波数抽出回路13dの入力に
接続される。
【0018】図4は、走行する装軌車が発する音の周波
数−レベルの概要を示す。走行する装軌車の場合、発す
る音は主としてエンジンの爆発音と無限軌道音とから成
り、エンジンの爆発音のスペクトラム22の主エネルギ
は、エンジン音のスペクトルの対象とする下限周波数F
1から上限周波数F2の間の周波数帯域に分布しており、
無限軌道音のスペクトラル23の主エネルギは、ほぼ下
限周波数F1から周波数F3(低域遮断されたエンジン音
信号の遮断周波数)の周波数帯域に分布している。装輪
車の場合は無限軌道音のスペクトラル23は存在しな
い。
【0019】高域濾波器13aは、無限軌道音のスペク
トラム23等が混在することを考慮して、エンジン構造
デ−タの抽出には不要なので、遮断周波数F3以下の周
波数帯域を遮断するために挿入される。このため、高域
濾波器13aに入力されたエンジン音信号11は、高域
濾波器13aにより、遮断周波数F3〜上限周波数F2
周波数帯域を持つ低域遮断されたエンジン音信号11a
となる。更に、半波整流回路13bにより、半波整流さ
れたエンジン音信号11bとなる。半波整流されたエン
ジン音信号11bは、FFT分析回路13cにより、図
5に示すように下限周波数F4〜上限周波数F5の範囲で
周波数分析され、1次処理されたエンジン音信号24と
なる。周波数分析の周波数帯域及び分析幅は、この発明
では特定しない。1次処理されたエンジン音信号24を
基本周波数抽出回路13dで処理し、エンジン構造デ−
タ16を抽出する。
【0020】図5は、1次処理されたエンジン音信号2
4の周波数−レベルの概要を示す図である。以下に、1
次処理されたエンジン音信号24からエンジン構造デ−
タ16を抽出する処理手順について説明する。 (1)1次処理されたエンジン音信号24の中で、最大
レベルの信号26の周波数をF0とし、この周波数F0
基本周波数とする。基準周波数F0の確度は、この発明
では特定しないが、分析幅ΔFより充分小さく設定す
る。以後、この周波数F0で正規化した相対周波数で記
述する。従って、周波数F0の相対周波数は1となる。
【0021】(2)分割次数をn,高周波次数をi(n
=1〜j),i=1〜kの整数)とし、相対周波数(i
/n±ΔF/F0)の範囲内でピ−ク点を探し、レベル
を求める。但し、 (a)F4/F0≦i/n≦F5/F0 (b)i/nが約分できるものについては除く、従っ
て、レベル検出対象相対周波数は、図6の表の通りとな
る。 (c)相対周波数(i/n±ΔF/F0)の範囲内でピ
−ク点が存在しない場合は、デ−タがないものとする。 (d)相対周波数(i/n±ΔF/F0)の範囲内でピ
−ク点が、パワ−レベルで、相対周波数1の値のα%の
デ−タは捨て、デ−タなしとする。αの値は、この発明
では特定しない。
【0022】(3)前項(2)で求めた各相対周波数の
レベルの中から、上位M個のデ−タを選別する。(2)
項(d)により、上記デ−タ数がM個に満たない場合
は、存在するデ−タ数を限度とする。Mの値は、この発
明では特定しない。 (4)前項(2)で求めたM個のデ−タを、分割次数を
n別に計算した数(以下、「出現数」という)を求め
る。分割次数をnの出現数がp以下の場合は、不要デ−
タが混入していることを考慮して、n=1以外の場合
は、出現数を0とする。pの値は、この発明では特定し
ない。
【0023】(5)各分割次数nに対し、nの約数に相
当する分割次数n/q(qは正の整数)の出現数を集計
する。図7に分割次数nの出現集計の対象となる分割次
数n/qの群例の表を示す。但し、分割次数nの出現数
が0の場合は、この集計の対象から除く。 (6)前項(5)で求めた集計数が最大の分割次数n
を、期待する分割次数n0とすると、エンジンファイヤ
レ−トEFR及びシリンダレ−トCRは、 EFR=F0 (Hz) CR=F0/n0 (Hz) となる。又n0は、エンジン構造デ−タのシリンダ数そ
のものである。
【0024】図2は本発明の車種判別方法を実施する他
の装置の構成を示すブロック図である。音響センサ5か
ら記録器15及びエンジン構造デ−タ抽出回路13まで
の接続ならびに、センサ出力6を処理し音紋デ−タ14
及びエンジン構造デ−タ16を得るまでの方法は、図1
の本発明の装置と同じである。しかし、エンジン構造デ
−タ抽出回路13の出力は登録音紋選出回路21の入力
に接続され、登録音紋選出回路21の出力は登録音紋フ
ァイル18の入力に接続され、登録音紋ファイル18中
から選択された登録音紋データ19は登録音紋表示器2
0の入力に接続される。
【0025】登録音紋選出回路21の入力に加えられた
エンジン構造デ−タ16は、登録音紋選出回路21で、
エンジン構造デ−タ16をキ−ワ−ドとする登録音紋選
択信号27に変換され、登録音紋ファイル18の中か
ら、エンジン音信号11に対応する登録音紋を自動的に
選出し、登録音紋ファイル18から登録音紋デ−タ19
を登録音紋表示器20に送出させる。したがって、登録
音紋表示器20に表示された内容から、車種を判別する
ことが出来る。
【0026】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明によ
れば、下記のような効果が期待される 。(1)エンジン構造デ−タ抽出回路と表示器を設けた
ことにより、エンジン音信号を分析し、急激に変化する
音紋デ−タや複雑な音紋デ−タに対しても、音紋デ−タ
の特徴として存在するエンジン構造デ−タを抽出し、侵
入車両の車種を容易に判別することが出来る。 (2)エンジン構造デ−タ抽出回路及び登録音紋選出回
路を設けたことにより、エンジン音信号を分析して、登
録音紋ファイルの中から、エンジン音信号に対応する登
録音紋を自動的に選出し、侵入車両の車種を容易に判別
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のエンジン音からの車種判別方法を実施
する装置の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明のエンジン音からの車種判別方法を実施
する他の装置の構成を示すブロック図である。
【図3】エンジン構造デ−タ抽出回路の構成を示すブロ
ック図である。
【図4】装軌車のエンジン音の周波数−レベルの概要を
示す図である。
【図5】1次処理されたエンジン音信号の概要を示す図
である。
【図6】レベル検出対象相対周波数表を示す図である。
【図7】出現数集計の対象となる分割次数群表を示す図
である。
【図8】従来のエンジン音からの車種判別方法を実施す
る装置の構成を示すブロック図である。
【図9】音響センサによる侵入情報の探知説明図であ
る。
【符号の説明】
1 侵入車両 2 エンジン 3 音波 4 大気 5 音響センサ 6 センサ出力 7 送端機 8 検知信号 9 伝送系 10 受端機 11 エンジン音信号 11a 低域遮断されたエンジン音信号 11b 半波整流されたエンジン音信号 12 FFT分析回路 13 エンジン構造デ−タ抽出回路 13a 広域通過瀘波器 13b 半波整流回路 13c FFT分析回路 13d 基本周波数抽出回路 14 音紋デ−タ 15 記録器 16 エンジン構造デ−タ 17 表示器 18 登録音紋ファイル 19 登録音紋デ−タ 20 登録音紋表示器 21 登録音紋選出回路 22 エンジン音のスペクトル 23 キャタピラ音のスペクトル 24 1次処理されたエンジン音信号 25 1次処理されたエンジン音信号の包絡線 26 最大レベル信号 27 登録音紋選択信号 F0 基準周波数 F1 エンジン音のスペクトルの対象とする下限周波
数 F2 エンジン音のスペクトルの対象とする上限周波
数 F3 低域遮断されたエンジン音信号の遮断周波数 F4 下限周波数 F5 上限周波数
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−32700(JP,A) 特開 昭62−279493(JP,A) 特開 昭57−36398(JP,A) 特開 平2−276000(JP,A) 特開 昭61−226900(JP,A) 特開 平2−275998(JP,A) 特開 平2−275997(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 音響センサを有し、該音響センサにより
    車両から発生する音を検出し、該検出音からエンジン音
    を抽出してその音紋を測定し、該測定した音紋と音紋フ
    ァイルに予め登録されている音紋とを比較照合して当該
    エンジンが搭載されている車両の車種を判別するエンジ
    ン音からの車種判別方法において、 前記エンジン音を処理し、当該エンジンの構造に関する
    デ−タを抽出するエンジン構造データ抽出回路と該エン
    ジン構造データ抽出回路からのエンジン構造データを表
    示する表示器を設けると共に、エンジン構造データとそ
    れに対応するエンジン音紋データを前記音紋ファイルに
    予め登録しておき、 前記表示器に表示されたエンジン構造データを基に前記
    予め登録されているエンジン構造データに対応するエン
    ジン音紋データを選択し、該エンジン音紋データと測定
    エンジン音紋とを比較照合して当該エンジンが搭載され
    ている車両の車種を判別するエンジン音からの車種判別
    方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のエンジン音からの車種判
    別方法において、 前記エンジン構造データ抽出回路からのエンジン構造デ
    ータを基に前記音紋ファイルに予め登録されているエン
    ジン構造データに対応するエンジン音紋データを選択す
    る登録音紋選出回路を設け、測定エンジン音に対応する
    登録音紋を選出することを自動的に選択して当該エンジ
    ンが搭載されている車両の車種を判別するエンジン音か
    らの車種判別方法。
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