JP3167965B2 - 航空機騒音識別装置 - Google Patents
航空機騒音識別装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、騒音源が航空機に
よる騒音か否かの判定を行う航空機騒音識別装置に関す
る。
よる騒音か否かの判定を行う航空機騒音識別装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、飛行する航空機に起因する騒音の
自動測定に際し、音源の識別を行うには、航空機が測定
点に接近した後に遠ざかることによって生ずる航空機か
らの音、一般に騒音の音圧レベルの時間経過による山形
の変化を測定し、そのピーク値から所定のレベル（例え
ば、αｄＢ）だけ低下した音圧レベルとなる時間幅、或
は所定の音圧レベル以上の音圧が得られる継続時間を求
め、その値が所定の閾値を上回った場合に航空機の通過
による騒音と判断していた（例えば、実公昭６０−１５
１４３号公報参照）。
自動測定に際し、音源の識別を行うには、航空機が測定
点に接近した後に遠ざかることによって生ずる航空機か
らの音、一般に騒音の音圧レベルの時間経過による山形
の変化を測定し、そのピーク値から所定のレベル（例え
ば、αｄＢ）だけ低下した音圧レベルとなる時間幅、或
は所定の音圧レベル以上の音圧が得られる継続時間を求
め、その値が所定の閾値を上回った場合に航空機の通過
による騒音と判断していた（例えば、実公昭６０−１５
１４３号公報参照）。
【０００３】しかし、このような方法においては、音源
の種類、例えば移動音源であるか静止音源であるか、地
上音源であるか空中音源であるかに関係なく、上述の条
件を満たす騒音源からの音を全て航空機騒音として判定
する欠点がある。例えば、飛行中の航空機からの騒音の
みについて測定を行おうとしても測定点の近傍を通過す
る自動車等の地上車両からの騒音によっても同様の測定
値が得られる。
の種類、例えば移動音源であるか静止音源であるか、地
上音源であるか空中音源であるかに関係なく、上述の条
件を満たす騒音源からの音を全て航空機騒音として判定
する欠点がある。例えば、飛行中の航空機からの騒音の
みについて測定を行おうとしても測定点の近傍を通過す
る自動車等の地上車両からの騒音によっても同様の測定
値が得られる。
【０００４】このような問題点を解決するために、特公
昭６１−１３１６９号公報に記載の装置が提案されてい
る。この装置は、上下に離間して設置した２個のマイク
ロホンを用い、上方から到来する音、即ち航空機の音が
２個のマイクロホンに到達する時間差を相互相関関数を
用いて検出するものである。
昭６１−１３１６９号公報に記載の装置が提案されてい
る。この装置は、上下に離間して設置した２個のマイク
ロホンを用い、上方から到来する音、即ち航空機の音が
２個のマイクロホンに到達する時間差を相互相関関数を
用いて検出するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、航空機の騒音
レベルとその他の騒音レベルの差は、常に十分であると
は限らず、従来の技術においては、時として相関のピー
ク位置を誤認し、判定結果に誤りが生ずるという問題点
を有している。
レベルとその他の騒音レベルの差は、常に十分であると
は限らず、従来の技術においては、時として相関のピー
ク位置を誤認し、判定結果に誤りが生ずるという問題点
を有している。
【０００６】本発明は、従来の技術が有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、航空機の騒音レベルとその他の騒音レベルの差
が十分でない場合でも航空機の騒音であるか否かを識別
できる航空機騒音識別装置を提供しようとするものであ
る。
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、航空機の騒音レベルとその他の騒音レベルの差
が十分でない場合でも航空機の騒音であるか否かを識別
できる航空機騒音識別装置を提供しようとするものであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく請
求項１の発明は、航空機の発する音を検出して航空機の
方位に応じた信号を出力する音波式方位識別手段と、航
空機の発する電波を検出して航空機の方位に応じた信号
を出力する電波式方位識別手段と、前記音波式方位識別
手段の出力信号と前記電波式方位識別手段の出力信号と
の類似度を算出し、この類似度が所定の値以上の場合に
は音源と電波源が同一であると判定する類似度判定手段
を備えるものである。
求項１の発明は、航空機の発する音を検出して航空機の
方位に応じた信号を出力する音波式方位識別手段と、航
空機の発する電波を検出して航空機の方位に応じた信号
を出力する電波式方位識別手段と、前記音波式方位識別
手段の出力信号と前記電波式方位識別手段の出力信号と
の類似度を算出し、この類似度が所定の値以上の場合に
は音源と電波源が同一であると判定する類似度判定手段
を備えるものである。
【０００８】請求項２の発明は、航空機の発する音を検
出して航空機の方位に応じた信号を出力する音波式方位
識別手段と、航空機の発する電波を検出して航空機の方
位に応じた信号を出力する電波式方位識別手段と、前記
音波式方位識別手段の出力信号と前記電波式方位識別手
段の出力信号との時間差を出力する時間差検出手段と、
前記時間差が所定時間以上同一値を継続した場合には音
源と電波源が同一であると判定する判定手段を備えるも
のである。
出して航空機の方位に応じた信号を出力する音波式方位
識別手段と、航空機の発する電波を検出して航空機の方
位に応じた信号を出力する電波式方位識別手段と、前記
音波式方位識別手段の出力信号と前記電波式方位識別手
段の出力信号との時間差を出力する時間差検出手段と、
前記時間差が所定時間以上同一値を継続した場合には音
源と電波源が同一であると判定する判定手段を備えるも
のである。
【０００９】請求項３の発明は、航空機の発する音を検
出して航空機の方位に応じた信号を出力する音波式方位
識別手段と、航空機の発する電波を検出して航空機の方
位に応じた信号を出力する電波式方位識別手段と、前記
音波式方位識別手段の出力信号と前記電波式方位識別手
段の出力信号との相互相関関数を演算する相互相関関数
演算手段と、前記相互相関関数の最大値が同じ位置で所
定以上の値を持つ場合には音源と電波源が同一であると
判定する判定手段を備えるものである。
出して航空機の方位に応じた信号を出力する音波式方位
識別手段と、航空機の発する電波を検出して航空機の方
位に応じた信号を出力する電波式方位識別手段と、前記
音波式方位識別手段の出力信号と前記電波式方位識別手
段の出力信号との相互相関関数を演算する相互相関関数
演算手段と、前記相互相関関数の最大値が同じ位置で所
定以上の値を持つ場合には音源と電波源が同一であると
判定する判定手段を備えるものである。
【００１０】請求項４の発明は、航空機の発する音を検
出して航空機の方位に応じた信号を出力する音波式方位
識別手段と、航空機の発する電波を検出して航空機の方
位に応じた信号を出力する電波式方位識別手段と、前記
音波式方位識別手段の出力信号及び前記電波式方位識別
手段の出力信号を時間と方位角の２次元の線画として扱
い、この２種の線画の類似度をパターンマッチングによ
り評価するパターンマッチング手段を備えるものであ
る。
出して航空機の方位に応じた信号を出力する音波式方位
識別手段と、航空機の発する電波を検出して航空機の方
位に応じた信号を出力する電波式方位識別手段と、前記
音波式方位識別手段の出力信号及び前記電波式方位識別
手段の出力信号を時間と方位角の２次元の線画として扱
い、この２種の線画の類似度をパターンマッチングによ
り評価するパターンマッチング手段を備えるものであ
る。
【００１１】請求項５の発明は、請求項１、２、３又は
４記載の航空機騒音識別装置に騒音計を付設すると共
に、この騒音計の指示値と前記航空機騒音識別装置の判
定結果を対応させて記録する記録手段を設けたものであ
る。
４記載の航空機騒音識別装置に騒音計を付設すると共
に、この騒音計の指示値と前記航空機騒音識別装置の判
定結果を対応させて記録する記録手段を設けたものであ
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。ここで、図１は請求項１の発
明に係る航空機騒音識別装置の構成図、図２は音波式方
位識別装置の構成図、図３はマイクロホンの配置を示す
上面図、図４は電波式方位識別装置の構成図、図５はア
ンテナの配置を示す説明図、図６は電波と音の方位角の
変化の違いを示す図、図７は請求項２の発明に係る航空
機騒音識別装置の構成図、図８は請求項３の発明に係る
航空機騒音識別装置の構成図、図９は請求項４の発明に
係る航空機騒音識別装置の構成図、図１０は音の到来す
る方位角をピクセル化した図、図１１は電波の到来する
方位角をピクセル化した図、図１２はある音の到来する
方位角をピクセル化した図、図１３は請求項５の発明に
係る航空機騒音識別装置の構成図である。
図面に基づいて説明する。ここで、図１は請求項１の発
明に係る航空機騒音識別装置の構成図、図２は音波式方
位識別装置の構成図、図３はマイクロホンの配置を示す
上面図、図４は電波式方位識別装置の構成図、図５はア
ンテナの配置を示す説明図、図６は電波と音の方位角の
変化の違いを示す図、図７は請求項２の発明に係る航空
機騒音識別装置の構成図、図８は請求項３の発明に係る
航空機騒音識別装置の構成図、図９は請求項４の発明に
係る航空機騒音識別装置の構成図、図１０は音の到来す
る方位角をピクセル化した図、図１１は電波の到来する
方位角をピクセル化した図、図１２はある音の到来する
方位角をピクセル化した図、図１３は請求項５の発明に
係る航空機騒音識別装置の構成図である。
【００１３】請求項１の航空機騒音識別装置Ｓ０は、図
１に示すように、航空機の発する音を検出して航空機の
方位に応じた方位信号αｍを出力する音波式方位識別装
置１と、航空機の発する電波を検出して航空機の方位に
応じた方位信号αａを出力する電波式方位識別装置２
と、音波式方位識別装置１の方位信号αｍと電波式方位
識別装置２の方位信号αａとの類似度を算出し、この類
似度が所定の値以上の場合には音源と電波源が同一であ
ると判定する類似度判定装置０とからなる。
１に示すように、航空機の発する音を検出して航空機の
方位に応じた方位信号αｍを出力する音波式方位識別装
置１と、航空機の発する電波を検出して航空機の方位に
応じた方位信号αａを出力する電波式方位識別装置２
と、音波式方位識別装置１の方位信号αｍと電波式方位
識別装置２の方位信号αａとの類似度を算出し、この類
似度が所定の値以上の場合には音源と電波源が同一であ
ると判定する類似度判定装置０とからなる。
【００１４】音波式方位識別装置１は、図２に示すよう
に、３個の無指向性マイクロホンＭ１，Ｍ２，Ｍ３と、
マイクロホンＭ１の出力信号とマイクロホンＭ２の出力
信号の相関関数を算出する相関演算部Ｅ１と、マイクロ
ホンＭ１の出力信号とマイクロホンＭ３の出力信号の相
関関数を算出する相関演算部Ｅ２と、マイクロホンＭ１
の出力信号に対するマイクロホンＭ２の出力信号の遅れ
時間τｘを求める遅延検出部Ｄ１と、マイクロホンＭ１
の出力信号に対するマイクロホンＭ３の出力信号の遅れ
時間τｙを求める遅延検出部Ｄ２と、遅れ時間τｘ，τ
ｙから航空機の方位角αｍを算出する方位角演算部Ｐ１
からなる。
に、３個の無指向性マイクロホンＭ１，Ｍ２，Ｍ３と、
マイクロホンＭ１の出力信号とマイクロホンＭ２の出力
信号の相関関数を算出する相関演算部Ｅ１と、マイクロ
ホンＭ１の出力信号とマイクロホンＭ３の出力信号の相
関関数を算出する相関演算部Ｅ２と、マイクロホンＭ１
の出力信号に対するマイクロホンＭ２の出力信号の遅れ
時間τｘを求める遅延検出部Ｄ１と、マイクロホンＭ１
の出力信号に対するマイクロホンＭ３の出力信号の遅れ
時間τｙを求める遅延検出部Ｄ２と、遅れ時間τｘ，τ
ｙから航空機の方位角αｍを算出する方位角演算部Ｐ１
からなる。
【００１５】３個の無指向性マイクロホンＭ１，Ｍ２，
Ｍ３は、図３に示すように、マイクロホンＭ１とマイク
ロホンＭ２を結ぶ直線と、マイクロホンＭ１とマイクロ
ホンＭ３を結ぶ直線が直交するよう水平面に配置され
る。
Ｍ３は、図３に示すように、マイクロホンＭ１とマイク
ロホンＭ２を結ぶ直線と、マイクロホンＭ１とマイクロ
ホンＭ３を結ぶ直線が直交するよう水平面に配置され
る。
【００１６】マイクロホンＭ１とマイクロホンＭ２の距
離をＬ１、マイクロホンＭ１とマイクロホンＭ３の距離
をＬ２とすると、必ずしもＬ１＝Ｌ２である必要はな
く、Ｌ１≠Ｌ２であってもよい。要は、マイクロホンＭ
１からマイクロホンＭ２を見る方向（Ｍ１・Ｍ２方向）
からの音がマイクロホンＭ１とマイクロホンＭ２とに同
時に到達しなければよく、またマイクロホンＭ１からマ
イクロホンＭ３を見る方向（Ｍ１・Ｍ３方向）からの音
がマイクロホンＭ１とマイクロホンＭ３とに同時に到達
しなければよいからである。更に、方位の検出を絶対的
な方角で行う場合には、Ｍ１・Ｍ２方向又はＭ１・Ｍ３
方向を東西南北のいずれかの方角に合せればよい。
離をＬ１、マイクロホンＭ１とマイクロホンＭ３の距離
をＬ２とすると、必ずしもＬ１＝Ｌ２である必要はな
く、Ｌ１≠Ｌ２であってもよい。要は、マイクロホンＭ
１からマイクロホンＭ２を見る方向（Ｍ１・Ｍ２方向）
からの音がマイクロホンＭ１とマイクロホンＭ２とに同
時に到達しなければよく、またマイクロホンＭ１からマ
イクロホンＭ３を見る方向（Ｍ１・Ｍ３方向）からの音
がマイクロホンＭ１とマイクロホンＭ３とに同時に到達
しなければよいからである。更に、方位の検出を絶対的
な方角で行う場合には、Ｍ１・Ｍ２方向又はＭ１・Ｍ３
方向を東西南北のいずれかの方角に合せればよい。
【００１７】例えば、Ｍ１・Ｍ２方向を０°、Ｍ１・Ｍ
３方向を９０°とすると、マイクロホンＭ１，Ｍ２，Ｍ
３で捕えた音の音源である航空機の方位角αｍは、方位
角演算部Ｐ１により以下のように求められる。
３方向を９０°とすると、マイクロホンＭ１，Ｍ２，Ｍ
３で捕えた音の音源である航空機の方位角αｍは、方位
角演算部Ｐ１により以下のように求められる。
【００１８】τｘ≧０かつτｙ≧０の場合には、αｍ＝
ｔａｎ-1（τｙ÷τｘ）〔ラジアン〕となる。
ｔａｎ-1（τｙ÷τｘ）〔ラジアン〕となる。
【００１９】τｘ＜０の場合には、αｍ＝π＋ｔａｎ-1
（τｙ÷τｘ）〔ラジアン〕となる。
（τｙ÷τｘ）〔ラジアン〕となる。
【００２０】τｘ≧０かつτｙ＜０の場合には、αｍ＝
２π＋ｔａｎ-1（τｙ÷τｘ）〔ラジアン〕となる。
２π＋ｔａｎ-1（τｙ÷τｘ）〔ラジアン〕となる。
【００２１】次に、電波式方位識別装置２は、図４に示
すように、３個の垂直アンテナ（水平面内で無指向性）
Ａ１，Ａ２，Ａ３と、垂直アンテナＡ１，Ａ２，Ａ３の
出力信号を増幅する増幅部Ａ４，Ａ５，Ａ６と、増幅部
Ａ４の出力信号と増幅部Ａ５の出力信号との位相を比較
して±１８０°（±πラジアン）の位相差を±ｅＶの電
圧に変換する位相比較部Ｃ１と、増幅部Ａ４の出力信号
と増幅部Ａ６の出力信号との位相を比較して±１８０°
（±πラジアン）の位相差を±ｅＶの電圧に変換する位
相比較部Ｃ２と、位相比較部Ｃ１，Ｃ２の出力信号を平
均してスパイクノイズ等の高周波ノイズを除去するロー
パスフィルタＦ１，Ｆ２と、ローパスフィルタＦ１の出
力信号をデジタルコードＡｘに変換するＡ／Ｄ変換器Ａ
７と、ローパスフィルタＦ２の出力信号の符号を得る電
圧比較部Ａ８と、デジタルコードＡｘと符号から航空機
の方位角αａを算出する方位角演算部Ｐ２からなる。
すように、３個の垂直アンテナ（水平面内で無指向性）
Ａ１，Ａ２，Ａ３と、垂直アンテナＡ１，Ａ２，Ａ３の
出力信号を増幅する増幅部Ａ４，Ａ５，Ａ６と、増幅部
Ａ４の出力信号と増幅部Ａ５の出力信号との位相を比較
して±１８０°（±πラジアン）の位相差を±ｅＶの電
圧に変換する位相比較部Ｃ１と、増幅部Ａ４の出力信号
と増幅部Ａ６の出力信号との位相を比較して±１８０°
（±πラジアン）の位相差を±ｅＶの電圧に変換する位
相比較部Ｃ２と、位相比較部Ｃ１，Ｃ２の出力信号を平
均してスパイクノイズ等の高周波ノイズを除去するロー
パスフィルタＦ１，Ｆ２と、ローパスフィルタＦ１の出
力信号をデジタルコードＡｘに変換するＡ／Ｄ変換器Ａ
７と、ローパスフィルタＦ２の出力信号の符号を得る電
圧比較部Ａ８と、デジタルコードＡｘと符号から航空機
の方位角αａを算出する方位角演算部Ｐ２からなる。
【００２２】電波式方位識別装置２が検出する航空機の
発する電波として本発明の実施の形態においては、二次
監視レーダ（ＳＳＲ）の応答電波（周波数１０９０ＭＨ
ｚ）を利用する。但し、航空機の発する電波としてＳＳ
Ｒの応答電波に限定されるものではない。
発する電波として本発明の実施の形態においては、二次
監視レーダ（ＳＳＲ）の応答電波（周波数１０９０ＭＨ
ｚ）を利用する。但し、航空機の発する電波としてＳＳ
Ｒの応答電波に限定されるものではない。
【００２３】３個の垂直アンテナ（水平面内で無指向
性）Ａ１，Ａ２，Ａ３は、図５に示すように、アンテナ
Ａ１とアンテナＡ２を結ぶ直線と、アンテナＡ１とアン
テナＡ３を結ぶ直線が直交するように配置される。ま
た、アンテナＡ１とアンテナＡ２、アンテナＡ１とアン
テナＡ３の間隔は夫々１３．８ｃｍ（ＳＳＲの応答周波
数１０９０ＭＨｚの電波の１／２波長）とする。更に、
方位の検出を絶対的な方角で行う場合には、アンテナＡ
１とアンテナＡ２を結ぶ方向又はアンテナＡ１とアンテ
ナＡ３を結ぶ方向を東西南北のいずれかの方角に合せれ
ばよい。
性）Ａ１，Ａ２，Ａ３は、図５に示すように、アンテナ
Ａ１とアンテナＡ２を結ぶ直線と、アンテナＡ１とアン
テナＡ３を結ぶ直線が直交するように配置される。ま
た、アンテナＡ１とアンテナＡ２、アンテナＡ１とアン
テナＡ３の間隔は夫々１３．８ｃｍ（ＳＳＲの応答周波
数１０９０ＭＨｚの電波の１／２波長）とする。更に、
方位の検出を絶対的な方角で行う場合には、アンテナＡ
１とアンテナＡ２を結ぶ方向又はアンテナＡ１とアンテ
ナＡ３を結ぶ方向を東西南北のいずれかの方角に合せれ
ばよい。
【００２４】例えば、アンテナＡ１とアンテナＡ２を結
ぶ方向を０°、アンテナＡ１とアンテナＡ３を結ぶ方向
を９０°とすると、アンテナＡ１，Ａ２，Ａ３で捕えた
電波の発信源である航空機の方位角αａは、方位角演算
部Ｐ２により以下のように求められる。
ぶ方向を０°、アンテナＡ１とアンテナＡ３を結ぶ方向
を９０°とすると、アンテナＡ１，Ａ２，Ａ３で捕えた
電波の発信源である航空機の方位角αａは、方位角演算
部Ｐ２により以下のように求められる。
【００２５】電圧比較部Ａ８の符号が正の場合には、α
ａ＝ｃｏｓ-1（Ａｘ）〔ラジアン〕となる。
ａ＝ｃｏｓ-1（Ａｘ）〔ラジアン〕となる。
【００２６】電圧比較部Ａ８の符号が負の場合には、α
ａ＝２π−ｃｏｓ-1（Ａｘ）〔ラジアン〕となる。
ａ＝２π−ｃｏｓ-1（Ａｘ）〔ラジアン〕となる。
【００２７】以上のように構成された請求項１の航空機
騒音識別装置Ｓ０の動作について説明する。飛行する航
空機が発する音及び電波に対し、時間的に変化する音の
到来する方位角αｍを音波式方位識別装置１により検出
し、時間的に変化する電波の到来する方位角αａを電波
式方位識別装置２により検出する。
騒音識別装置Ｓ０の動作について説明する。飛行する航
空機が発する音及び電波に対し、時間的に変化する音の
到来する方位角αｍを音波式方位識別装置１により検出
し、時間的に変化する電波の到来する方位角αａを電波
式方位識別装置２により検出する。
【００２８】次いで、図６に示すように、各方位識別装
置１，２により検出した時間的に変化する方位角αｍと
時間的に変化する方位角αａを類似度判定装置０に入力
する。 すると、類似度判定装置０では、音波による方
位角αｍと電波による方位角αａの類似度を算出する。
そして、類似度が所定値以上の場合には、音源と電波源
が同一、即ち音波式方位識別装置１により測定され音が
航空機の騒音であると判定する。
置１，２により検出した時間的に変化する方位角αｍと
時間的に変化する方位角αａを類似度判定装置０に入力
する。 すると、類似度判定装置０では、音波による方
位角αｍと電波による方位角αａの類似度を算出する。
そして、類似度が所定値以上の場合には、音源と電波源
が同一、即ち音波式方位識別装置１により測定され音が
航空機の騒音であると判定する。
【００２９】このように、飛行する航空機が発する音の
到来する方位角αｍと、ＳＳＲの電波が到来する方位角
αａの類似度を算出することにより、航空機による騒音
か否かの識別が容易になる。
到来する方位角αｍと、ＳＳＲの電波が到来する方位角
αａの類似度を算出することにより、航空機による騒音
か否かの識別が容易になる。
【００３０】請求項２の航空機騒音識別装置Ｓ１は、図
７に示すように、航空機の発する音を検出して航空機の
方位に応じた方位信号αｍを出力する音波式方位識別装
置１と、航空機の発する電波を検出して航空機の方位に
応じた方位信号αａを出力する電波式方位識別装置２
と、音波式方位識別装置１の方位信号αｍと電波式方位
識別装置２の方位信号αａとの時間差ｔｄを出力する時
間差検出部３と、時間差ｔｄが所定時間以上同一値を継
続した場合には音源と電波源が同一であると判定する判
定部４とからなる。
７に示すように、航空機の発する音を検出して航空機の
方位に応じた方位信号αｍを出力する音波式方位識別装
置１と、航空機の発する電波を検出して航空機の方位に
応じた方位信号αａを出力する電波式方位識別装置２
と、音波式方位識別装置１の方位信号αｍと電波式方位
識別装置２の方位信号αａとの時間差ｔｄを出力する時
間差検出部３と、時間差ｔｄが所定時間以上同一値を継
続した場合には音源と電波源が同一であると判定する判
定部４とからなる。
【００３１】なお、音波式方位識別装置１と電波式方位
識別装置２は、請求項１の航空機騒音識別装置Ｓ０にお
ける音波式方位識別装置１と電波式方位識別装置２と同
様の構成であるので、説明は省略する。
識別装置２は、請求項１の航空機騒音識別装置Ｓ０にお
ける音波式方位識別装置１と電波式方位識別装置２と同
様の構成であるので、説明は省略する。
【００３２】以上のように構成された請求項２の航空機
騒音識別装置Ｓ１の動作について説明する。飛行する航
空機が発する音及び電波に対し、時間的に変化する音の
到来する方位角αｍを音波式方位識別装置１により検出
し、時間的に変化する電波の到来する方位角αａを電波
式方位識別装置２により検出する。
騒音識別装置Ｓ１の動作について説明する。飛行する航
空機が発する音及び電波に対し、時間的に変化する音の
到来する方位角αｍを音波式方位識別装置１により検出
し、時間的に変化する電波の到来する方位角αａを電波
式方位識別装置２により検出する。
【００３３】次いで、図６に示すように、各方位識別装
置１，２により検出した時間的に変化する方位角αｍと
時間的に変化する方位角αａを時間差検出部３に入力す
る。すると、時間差検出部３では、音波による方位角α
ｍと電波による方位角αａの時間差ｔｄを算出する。そ
して、時間差ｔｄが所定時間以上同一値を継続した場合
には、判定部４が音源と電波源が同一、即ち音波式方位
識別装置１により測定され音が航空機の騒音であると判
定する。
置１，２により検出した時間的に変化する方位角αｍと
時間的に変化する方位角αａを時間差検出部３に入力す
る。すると、時間差検出部３では、音波による方位角α
ｍと電波による方位角αａの時間差ｔｄを算出する。そ
して、時間差ｔｄが所定時間以上同一値を継続した場合
には、判定部４が音源と電波源が同一、即ち音波式方位
識別装置１により測定され音が航空機の騒音であると判
定する。
【００３４】このように、飛行する航空機が発する音の
到来する方位角αｍの時間的変化と、ＳＳＲの電波が到
来する方位角αａの時間的変化を比較することにより、
航空機による騒音か否かの識別が容易になる。
到来する方位角αｍの時間的変化と、ＳＳＲの電波が到
来する方位角αａの時間的変化を比較することにより、
航空機による騒音か否かの識別が容易になる。
【００３５】請求項３の航空機騒音識別装置Ｓ２は、図
８に示すように、航空機の発する音を検出して航空機の
方位に応じた方位信号αｍを出力する音波式方位識別装
置５と、航空機の発する電波を検出して航空機の方位に
応じた方位信号αａを出力する電波式方位識別装置６
と、音波式方位識別装置５の方位信号αｍと電波式方位
識別装置６の方位信号αａとの相互相関関数を演算する
相互相関関数演算部７と、相互相関関数の最大値が同じ
位置で所定以上の値を持つ場合には音源と電波源が同一
であると判定する判定部８とからなる。
８に示すように、航空機の発する音を検出して航空機の
方位に応じた方位信号αｍを出力する音波式方位識別装
置５と、航空機の発する電波を検出して航空機の方位に
応じた方位信号αａを出力する電波式方位識別装置６
と、音波式方位識別装置５の方位信号αｍと電波式方位
識別装置６の方位信号αａとの相互相関関数を演算する
相互相関関数演算部７と、相互相関関数の最大値が同じ
位置で所定以上の値を持つ場合には音源と電波源が同一
であると判定する判定部８とからなる。
【００３６】なお、音波式方位識別装置５と電波式方位
識別装置６は、請求項１の航空機騒音識別装置Ｓ０にお
ける音波式方位識別装置１と電波式方位識別装置２と同
様の構成であるので、説明は省略する。
識別装置６は、請求項１の航空機騒音識別装置Ｓ０にお
ける音波式方位識別装置１と電波式方位識別装置２と同
様の構成であるので、説明は省略する。
【００３７】以上のように構成された請求項３の航空機
騒音識別装置Ｓ２の動作について説明する。相互相関関
数演算部７は、音波式方位識別装置５により検出した音
波による方位角αｍと、電波式方位識別装置６により検
出した電波による方位角αａについて、時系列データ同
士の相互相関関数を算出する。
騒音識別装置Ｓ２の動作について説明する。相互相関関
数演算部７は、音波式方位識別装置５により検出した音
波による方位角αｍと、電波式方位識別装置６により検
出した電波による方位角αａについて、時系列データ同
士の相互相関関数を算出する。
【００３８】音の到来する方位角αｍは、図６に示すよ
うに、電波の到来する方位角αａに対し一定の時間だけ
遅れ、ほぼ同様に変化する。しかし、実際にはいずれの
測定データ（方位角αｍ，αａ）にも誤差やノイズが含
まれているので、そのままの状態で互いの測定データの
相関関係を求めるのは容易でない。そこで、測定データ
に統計的手法を施して相互相関関数を求めれば、航空機
の通過に伴う事象の場合には互いの変化について大きな
相関の値を示し、誤差やノイズは無相関のため除去され
る。
うに、電波の到来する方位角αａに対し一定の時間だけ
遅れ、ほぼ同様に変化する。しかし、実際にはいずれの
測定データ（方位角αｍ，αａ）にも誤差やノイズが含
まれているので、そのままの状態で互いの測定データの
相関関係を求めるのは容易でない。そこで、測定データ
に統計的手法を施して相互相関関数を求めれば、航空機
の通過に伴う事象の場合には互いの変化について大きな
相関の値を示し、誤差やノイズは無相関のため除去され
る。
【００３９】次いで、判定部８は、相互相関関数演算部
７で算出した相互相関関数の最大値と予め設定してある
閾値とを比較して、相互相関関数の最大値が閾値以上の
値であれば、音源と電波源が同一、即ち音波式方位識別
装置５により測定され音が航空機の騒音であると判定す
る。このようにして、航空機による騒音か否かの安定し
た識別結果が得られる。
７で算出した相互相関関数の最大値と予め設定してある
閾値とを比較して、相互相関関数の最大値が閾値以上の
値であれば、音源と電波源が同一、即ち音波式方位識別
装置５により測定され音が航空機の騒音であると判定す
る。このようにして、航空機による騒音か否かの安定し
た識別結果が得られる。
【００４０】請求項４の航空機騒音識別装置Ｓ３は、図
９に示すように、航空機の発する音を検出して航空機の
方位に応じた方位信号αｍを出力する音波式方位識別装
置９と、航空機の発する電波を検出して航空機の方位に
応じた方位信号αａを出力する電波式方位識別装置１０
と、音波式方位識別装置９の方位信号αｍ及び電波式方
位識別装置１０の方位信号αａを時間と方位角αｍ，α
ａの２次元の線画として扱い、この２種の線画の類似度
をパターンマッチングにより評価するパターンマッチン
グ装置１１からなる。
９に示すように、航空機の発する音を検出して航空機の
方位に応じた方位信号αｍを出力する音波式方位識別装
置９と、航空機の発する電波を検出して航空機の方位に
応じた方位信号αａを出力する電波式方位識別装置１０
と、音波式方位識別装置９の方位信号αｍ及び電波式方
位識別装置１０の方位信号αａを時間と方位角αｍ，α
ａの２次元の線画として扱い、この２種の線画の類似度
をパターンマッチングにより評価するパターンマッチン
グ装置１１からなる。
【００４１】なお、音波式方位識別装置９と電波式方位
識別装置１０は、請求項１の航空機騒音識別装置Ｓ０に
おける音波式方位識別装置１と電波式方位識別装置２と
同様の構成であるので、説明は省略する。
識別装置１０は、請求項１の航空機騒音識別装置Ｓ０に
おける音波式方位識別装置１と電波式方位識別装置２と
同様の構成であるので、説明は省略する。
【００４２】パターンマッチング装置１１は、ピクセル
化部１２と、相関演算部１３と、判定部１４からなる。
以上のように構成された請求項４の航空機騒音識別装置
Ｓ３の動作について説明する。ピクセル化部１２は、時
々刻々音波式方位識別装置９により測定される方位角α
ｍと電波式方位識別装置１０により測定される方位角α
ａを、時刻情報と共に記録する。
化部１２と、相関演算部１３と、判定部１４からなる。
以上のように構成された請求項４の航空機騒音識別装置
Ｓ３の動作について説明する。ピクセル化部１２は、時
々刻々音波式方位識別装置９により測定される方位角α
ｍと電波式方位識別装置１０により測定される方位角α
ａを、時刻情報と共に記録する。
【００４３】例えば、記録の時間間隔は１秒毎、方位角
は２°（π／９０ラジアン）毎に設けた１８０の記憶領
域のなかで、図１０及び図１１に示すように、測定され
た方位角αｍ，αａに相当する一つの領域を「１」（図
中黒色の部分）とし、他の領域は「０」（図中白色の部
分）として記録する。図１０及び図１１において、縦線
の間隔は１秒に相当し、横線の間隔は方位角２°（π／
９０ラジアン）に相当する。
は２°（π／９０ラジアン）毎に設けた１８０の記憶領
域のなかで、図１０及び図１１に示すように、測定され
た方位角αｍ，αａに相当する一つの領域を「１」（図
中黒色の部分）とし、他の領域は「０」（図中白色の部
分）として記録する。図１０及び図１１において、縦線
の間隔は１秒に相当し、横線の間隔は方位角２°（π／
９０ラジアン）に相当する。
【００４４】このように、方位角２°毎に設けた１８０
の記憶領域のうちのいずれか一つの記憶領域を代表とし
て「１」とし、他の領域を「０」とし、測定された方位
角αｍ，αａを２値化して記録することをピクセル化と
いい、図６に示す方位角αｍと方位角αａの連続的な曲
線を、図１０及び図１１に示すような不連続な波形に処
理することに相当する。
の記憶領域のうちのいずれか一つの記憶領域を代表とし
て「１」とし、他の領域を「０」とし、測定された方位
角αｍ，αａを２値化して記録することをピクセル化と
いい、図６に示す方位角αｍと方位角αａの連続的な曲
線を、図１０及び図１１に示すような不連続な波形に処
理することに相当する。
【００４５】次いで、相関演算部１３は、図１０に示す
ピクセル化した方位角αｍの不連続な波形と図１１に示
すピクセル化した方位角αａの不連続な波形とがマッチ
ングするか否かの判断材料を得るために、ピクセル化し
た方位角αｍと方位角αａの相互相関関数φｘｙ（△
ｔ）を計算する。相互相関は、図１０に示す一方の時間
軸（方位角αｍ）を図１１に示す他方の時間軸（方位角
αａ）に対して、例えば１秒ずつシフトさせて計算し、
最も大きい相関の値を求める。
ピクセル化した方位角αｍの不連続な波形と図１１に示
すピクセル化した方位角αａの不連続な波形とがマッチ
ングするか否かの判断材料を得るために、ピクセル化し
た方位角αｍと方位角αａの相互相関関数φｘｙ（△
ｔ）を計算する。相互相関は、図１０に示す一方の時間
軸（方位角αｍ）を図１１に示す他方の時間軸（方位角
αａ）に対して、例えば１秒ずつシフトさせて計算し、
最も大きい相関の値を求める。
【００４６】次いで、判定部１４は、相関演算部１３で
求めた相関の値が予め設定されている閾値より大きい場
合に、音源と電波源が同一であると判定する。相関演算
部１３で求めた相関の値は、異なる母集団の数値の変化
の類似度を意味する。電波と音波を比較すると、電波の
方が圧倒的に速く伝播するので電波の到来する方位角α
ａの変化の方が早い時期に観測され、音の到来する方位
角αｍが後を追いかけるように変化する。
求めた相関の値が予め設定されている閾値より大きい場
合に、音源と電波源が同一であると判定する。相関演算
部１３で求めた相関の値は、異なる母集団の数値の変化
の類似度を意味する。電波と音波を比較すると、電波の
方が圧倒的に速く伝播するので電波の到来する方位角α
ａの変化の方が早い時期に観測され、音の到来する方位
角αｍが後を追いかけるように変化する。
【００４７】図１０及び図１１に示す方位角αｍと方位
角αａの場合は、音の方位角αｍの時間軸を２秒進むよ
うにシフトした時に相関の値が最大値「１」を得る。そ
こで、判定部１４において設定する閾値を、例えば０．
８にしておけば音源と電波源が同一、即ち音波式方位識
別装置９により測定され音が航空機の騒音であると判定
される。
角αａの場合は、音の方位角αｍの時間軸を２秒進むよ
うにシフトした時に相関の値が最大値「１」を得る。そ
こで、判定部１４において設定する閾値を、例えば０．
８にしておけば音源と電波源が同一、即ち音波式方位識
別装置９により測定され音が航空機の騒音であると判定
される。
【００４８】また、音波式方位識別装置９により測定さ
れ音の方位角として、図１２に示すような波形が得られ
た場合に、図１１に示す方位角αａとの相関の最大値
は、０．０５となり、判定部１４において予め設定して
おく閾値を、例えば０．８にしておけば音源と電波源が
同一せず、音波式方位識別装置９により測定され音が航
空機の騒音であると判定されない。
れ音の方位角として、図１２に示すような波形が得られ
た場合に、図１１に示す方位角αａとの相関の最大値
は、０．０５となり、判定部１４において予め設定して
おく閾値を、例えば０．８にしておけば音源と電波源が
同一せず、音波式方位識別装置９により測定され音が航
空機の騒音であると判定されない。
【００４９】このように、音波式方位識別装置９及び電
波式方位識別装置１０の出力信号を、時間と方位角α
ｍ，αａによる２次元の線画として扱い、この２種の線
画の類似度を２次元の相互相関を計算して最大の相関の
値を求めるパターンマッチングにより評価するため、測
定データの誤差やノイズは打ち消し合い、遅れ時間を明
確に計測でき、航空機による騒音か否かの識別が容易に
なる。特に、方位角αｍ，αａが緩やかに変化する場合
には、相関関数も緩やかに変動し、相関関数から特徴を
つかみ難いので、有効である。
波式方位識別装置１０の出力信号を、時間と方位角α
ｍ，αａによる２次元の線画として扱い、この２種の線
画の類似度を２次元の相互相関を計算して最大の相関の
値を求めるパターンマッチングにより評価するため、測
定データの誤差やノイズは打ち消し合い、遅れ時間を明
確に計測でき、航空機による騒音か否かの識別が容易に
なる。特に、方位角αｍ，αａが緩やかに変化する場合
には、相関関数も緩やかに変動し、相関関数から特徴を
つかみ難いので、有効である。
【００５０】請求項５の航空機騒音識別装置Ｓ４は、図
１３に示すように、請求項１、２、３又は４記載の航空
機騒音識別装置Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に、騒音計１５
と記録計１６を付設し、騒音計１５の指示値と航空機騒
音識別装置Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の判定結果を対応さ
せ、これら指示値と判定結果を記録計１６により記録す
るようにした。
１３に示すように、請求項１、２、３又は４記載の航空
機騒音識別装置Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に、騒音計１５
と記録計１６を付設し、騒音計１５の指示値と航空機騒
音識別装置Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の判定結果を対応さ
せ、これら指示値と判定結果を記録計１６により記録す
るようにした。
【００５１】航空機騒音識別装置Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ
３が音源と電波源が同一であると判定すれば、同時に騒
音計１５で測定されて記録計１６に記録された騒音レベ
ルが、騒音源と識別された航空機の騒音レベルであるこ
とが明確に判明する。
３が音源と電波源が同一であると判定すれば、同時に騒
音計１５で測定されて記録計１６に記録された騒音レベ
ルが、騒音源と識別された航空機の騒音レベルであるこ
とが明確に判明する。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、飛行する航空機が発する音の到来する方位角と、
航空機が発する電波が到来する方位角との類似度を判定
することにより、航空機による騒音か否かの識別が容易
になる。
れば、飛行する航空機が発する音の到来する方位角と、
航空機が発する電波が到来する方位角との類似度を判定
することにより、航空機による騒音か否かの識別が容易
になる。
【００５３】請求項２の発明によれば、飛行する航空機
が発する音の到来する方位角の時間的変化と、航空機が
発する電波が到来する方位角の時間的変化を比較するこ
とにより、航空機による騒音か否かの識別が容易にな
る。
が発する音の到来する方位角の時間的変化と、航空機が
発する電波が到来する方位角の時間的変化を比較するこ
とにより、航空機による騒音か否かの識別が容易にな
る。
【００５４】請求項３の発明によれば、測定した音の到
来する方位角と電波が到来する方位角に統計的手法を施
して相互関係を求めるので、航空機の通過に伴う事象で
あれば互いの変化には大きな相関の値を示し、誤差やノ
イズは無相関のため除去され、航空機による騒音か否か
の安定した識別結果が得られる。
来する方位角と電波が到来する方位角に統計的手法を施
して相互関係を求めるので、航空機の通過に伴う事象で
あれば互いの変化には大きな相関の値を示し、誤差やノ
イズは無相関のため除去され、航空機による騒音か否か
の安定した識別結果が得られる。
【００５５】請求項４の発明によれば、測定した音の到
来する方位角及び電波が到来する方位角を２次元の線画
として扱い、この２種の線画の類似度をパターンマッチ
ングにより評価するため、２次元の相互相関を計算して
最大の相関の値を求めるので、２次元の相互相関を計算
することによって、誤差やノイズは打ち消し合い、遅れ
時間が明確に計測できる。従って、航空機による騒音か
否かの安定した識別結果が得られる。
来する方位角及び電波が到来する方位角を２次元の線画
として扱い、この２種の線画の類似度をパターンマッチ
ングにより評価するため、２次元の相互相関を計算して
最大の相関の値を求めるので、２次元の相互相関を計算
することによって、誤差やノイズは打ち消し合い、遅れ
時間が明確に計測できる。従って、航空機による騒音か
否かの安定した識別結果が得られる。
【００５６】請求項５の発明によれば、騒音源と識別さ
れた航空機とその騒音レベルの対応関係を明確に記録す
ることができる。
れた航空機とその騒音レベルの対応関係を明確に記録す
ることができる。
【図１】請求項１の発明に係る航空機騒音識別装置の構
成図
成図
【図２】音波式方位識別装置の構成図
【図３】マイクロホンの配置を示す上面図
【図４】電波式方位識別装置の構成図
【図５】アンテナの配置を示す説明図
【図６】電波と音の方位角の変化の違いを示す図
【図７】請求項２の発明に係る航空機騒音識別装置の構
成図
成図
【図８】請求項３の発明に係る航空機騒音識別装置の構
成図
成図
【図９】請求項４の発明に係る航空機騒音識別装置の構
成図
成図
【図１０】音の到来する方位角をピクセル化した図
【図１１】電波の到来する方位角をピクセル化した図
【図１２】ある音の到来する方位角をピクセル化した図
【図１３】請求項５の発明に係る航空機騒音識別装置の
構成図
構成図
０…類似度判定装置、１，５，９…音波式方位識別装
置、２，６，１０…電波式方位識別装置、３…時間差検
出部、４，８，１４…判定部、７…相互相関関数演算
部、１１…パターンマッチング装置、１２…ピクセル化
部、１３…相関演算部、１５…騒音計、１６…記録計、
Ａ１，Ａ２，Ａ３…垂直アンテナ、Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３…
マイクロホン、Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４…航空機
騒音識別装置。
置、２，６，１０…電波式方位識別装置、３…時間差検
出部、４，８，１４…判定部、７…相互相関関数演算
部、１１…パターンマッチング装置、１２…ピクセル化
部、１３…相関演算部、１５…騒音計、１６…記録計、
Ａ１，Ａ２，Ａ３…垂直アンテナ、Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３…
マイクロホン、Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４…航空機
騒音識別装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牧野 康一 東京都国分寺市東元町３丁目20番41号 財団法人小林理学研究所内 (56)参考文献 特開 平６−241881（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−140079（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−105792（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−43203（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−156835（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01H 3/00
Claims (5)
- 【請求項１】 航空機の発する音を検出して航空機の方
位に応じた信号を出力する音波式方位識別手段と、航空
機の発する電波を検出して航空機の方位に応じた信号を
出力する電波式方位識別手段と、前記音波式方位識別手
段の出力信号と前記電波式方位識別手段の出力信号との
類似度を算出し、この類似度が所定の値以上の場合には
音源と電波源が同一であると判定する類似度判定手段を
備えることを特徴とする航空機騒音識別装置。 - 【請求項２】 航空機の発する音を検出して航空機の方
位に応じた信号を出力する音波式方位識別手段と、航空
機の発する電波を検出して航空機の方位に応じた信号を
出力する電波式方位識別手段と、前記音波式方位識別手
段の出力信号と前記電波式方位識別手段の出力信号との
時間差を出力する時間差検出手段と、前記時間差が所定
時間以上同一値を継続した場合には音源と電波源が同一
であると判定する判定手段を備えたことを特徴とする航
空機騒音識別装置。 - 【請求項３】 航空機の発する音を検出して航空機の方
位に応じた信号を出力する音波式方位識別手段と、航空
機の発する電波を検出して航空機の方位に応じた信号を
出力する電波式方位識別手段と、前記音波式方位識別手
段の出力信号と前記電波式方位識別手段の出力信号との
相互相関関数を演算する相互相関関数演算手段と、前記
相互相関関数の最大値が同じ位置で所定以上の値を持つ
場合には音源と電波源が同一であると判定する判定手段
を備えたことを特徴とする航空機騒音識別装置。 - 【請求項４】 航空機の発する音を検出して航空機の方
位に応じた信号を出力する音波式方位識別手段と、航空
機の発する電波を検出して航空機の方位に応じた信号を
出力する電波式方位識別手段と、前記音波式方位識別手
段の出力信号及び前記電波式方位識別手段の出力信号を
時間と方位角の２次元の線画として扱い、この２種の線
画の類似度をパターンマッチングにより評価するパター
ンマッチング手段を備えたことを特徴とする航空機騒音
識別装置。 - 【請求項５】 請求項１、２、３又は４記載の航空機騒
音識別装置に騒音計を付設すると共に、この騒音計の指
示値と前記航空機騒音識別装置の判定結果を対応させて
記録する記録手段を設けたことを特徴とする航空機騒音
識別装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22787797A JP3167965B2 (ja) | 1996-12-11 | 1997-08-25 | 航空機騒音識別装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-331190 | 1996-12-11 | ||
| JP33119096 | 1996-12-11 | ||
| JP22787797A JP3167965B2 (ja) | 1996-12-11 | 1997-08-25 | 航空機騒音識別装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10227688A JPH10227688A (ja) | 1998-08-25 |
| JP3167965B2 true JP3167965B2 (ja) | 2001-05-21 |
Family
ID=26527925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22787797A Expired - Fee Related JP3167965B2 (ja) | 1996-12-11 | 1997-08-25 | 航空機騒音識別装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3167965B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3788166B2 (ja) * | 2000-02-23 | 2006-06-21 | トヨタ自動車株式会社 | 移動体接近状況判別装置、携帯電話端末、移動体動作制御装置、電波発信装置及び移動体接近状況判別方法 |
| JP4248458B2 (ja) * | 2004-07-29 | 2009-04-02 | 日東紡音響エンジニアリング株式会社 | 音圧測定方法 |
| JP5863165B2 (ja) * | 2011-09-12 | 2016-02-16 | リオン株式会社 | 航空機騒音監視方法及び航空機騒音監視装置 |
| KR102672778B1 (ko) * | 2023-08-24 | 2024-06-04 | 주식회사 싸이언 | 항공기 식별 방법 및 그 장치 |
-
1997
- 1997-08-25 JP JP22787797A patent/JP3167965B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10227688A (ja) | 1998-08-25 |
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