JP3920742B2

JP3920742B2 - 異常音の音源探査方法及び音源探査装置

Info

Publication number: JP3920742B2
Application number: JP2002249004A
Authority: JP
Inventors: 正三鷹羽; 良晃勝岡; 俊幸桑原; 真介寺島; 英毅笹岡
Original assignee: Toyota Motor Corp; Azbil Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Azbil Corp
Priority date: 2002-08-28
Filing date: 2002-08-28
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2022-08-28
Also published as: JP2004085455A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異常音の音源探査方法及び音源探査装置、特に、所定の音源探査領域内で発生している異常音の音源特定を高精度に行うことのできる異常音の音源探査方法及び音源探査装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工場等における設備や装置等を含む機器の稼働状態の異常は迅速に発見する必要がある。通常、機器の異常は、設備や装置が個別に有している自己診断機能によって、動作異常を検出し、警報出力処理や動作停止処理等を行っている。また、機械的な駆動部を含む機器においては、現実の動作不良に至る前の段階で、駆動部を構成するモータ部分やベアリング部分等で摩耗や形状変形、潤滑剤の欠乏等により摩擦が増加し、正常動作時には発生しない異常音を発生することがある。このような異常音は、初期の段階では機器の正常動作に影響しないが、徐々に影響が拡大し、突然の警報出力や動作停止を招く。
【０００３】
このような異常音の検出は、現場管理者等が自らの聴覚によって異常音の認識を行い、さらに、異常音発生位置の探査を行うことで対応する場合が多い。また、この異常音検出を検出器によって行う場合もある。この検出器を用いた方法は、例えば複数のマイクロフォンにより機器の設置された施設内で現在発せられている現在音波形を収集し、この収集した現在音波形と予め収集しておいた異常音を含まない基準音波形との比較を行うことにより、異常音の発生の検出を行うと共に、異常音源から異常音が各マイクロフォンに到達するまでの時間差を求め、この時間差に基づいて、異常音発生位置を逆算し特定している。このような異常音検出システムは、例えば特開２０００−２１４０５２号公報に開示されている。このシステムによれば、周囲音に影響されることのない異常音源探査を行うことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、各マイクロフォンから異常音源までの距離が個々に異なるため、各マイクロフォンに到達する波形が減衰してしまい、同一の音源から発せられた波形であるにも関わらず、異なる波形（異なる音）であると誤認識してしまう場合がある。つまり、複数の異常音波形の比較をそのまま行おうとすると、音の伝搬時に発生した減衰がノイズ成分となり、同じ音源から発せられた音の波形であるにも関わらず、比較する両者の波形の相関性が低下するためである。さらに、同一の音源探査領域内に複数の異常音発生源が存在する場合、異常音と認識される波形が複数存在し、各波形に対する相関精度の信頼性がさらに低下してしまう。異常音を発生している音源が１つの場合、相関性が低い場合でも同一音源からの異常音であると見なし時間差を算出することもできるが、この処理により、時間差の新たな誤差要因となる。また、異常音を発している音源が多数存在する場合、相関の信頼性がさらに低下し、正確な時間差は算出することができないという問題がある。
【０００５】
その結果、音源から異常音が各マイクロフォンに到達するまでの時間差を正確に算出することができず、結果的に異常音源の特定精度の信頼性が低下してしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、異常音の音源特定を容易かつ高精度に行うことのできる異常音の音源探査方法及び音源探査装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明は、音源探査領域内の異なる位置に配置された３本以上のマイクロフォンを用いて音源探査領域内で機器が稼働している時に発生している現在音波形を収集するステップと、前記音源探査領域内で機器が正常稼働している時に各マイクロフォンで収集した基準音波形と前記現在音波形との差分を求め異常音波形を抽出するステップと、抽出した異常音波形の位相情報を求めるステップと、任意の２本のマイクロフォンで収集した現在音波形から抽出された異常音波形の位相情報の相互相関をとり同一音源からの異常音が各マイクロフォンに到達するまでの時間差を求めるステップと、各マイクロフォンの組み合わせで求めた時間差に基づいて、異常音の音源位置を特定するステップと、を含むことを特徴とする。
【０００８】
また、上記のような目的を達成するために、本発明は、音源探査領域内の異なる位置に配置され、音源探査領域内で機器が稼働している時に発生している現在音波形を収集する少なくとも３本のマイクロフォンと、前記音源探査領域内で機器が正常稼働している時に発生している基準音波形を記憶する基準音記憶部と、各マイクロフォンに関し、同一位置で収集した現在音波形と基準音波形とを比較し異常音波形を抽出する比較部と、抽出した各異常音波形から位相情報を求める波形処理部と、任意の２本のマイクロフォンで収集し現在音波形から抽出された異常音波形の位相情報の相互相関をとり同一音源からの異常音が各マイクロフォンに到達する時間差を求める時間差算出部と、各マイクロフォンの組み合わせで求めた時間差に基づいて、異常音の音源位置を特定する音源特定部と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
ここで、現在音波形とは、音源探査領域内に存在する全ての音で構成される波形であり、機器が正常稼働時に発している正常音及び異常稼働時に発せられる異常音（異常稼働に至る前の予兆段階の音も含む）、音源探査領域内に存在するバックグラウンドの音も含むものとする。一方、基準音波形とは、同様に音源探査領域内に存在する全ての音で構成される波形であり、音源探査領域内に存在するバックグラウンドの音や正常音を含むが、異常音は含まないものである。この基準音は、例えば、機器が正常稼働することが確認されている時、例えば、機器全ての一斉メンテナンスが終了した後等に得ることが好ましい。また、音源探査領域内に存在する機器とは、領域内に存在する音を発生する全ての設備や装置を含むものとする。
【００１０】
上記構成によれば、ノイズの原因となる振幅情報を排除した残余情報を用いて相互相関をとるので、相互の情報相関性の認識精度が向上し、同一音源からの異常音が各マイクロフォンに到達する時間差を高精度に求めることができる。その結果、異常音の音源位置の特定を正確に行うことができる。この場合、異常音の音源が１つである場合はもとより複数存在する場合も、個々の異常音の相関性を正確に把握することができるので、正確な音源探査を行うことができる。
【００１１】
また、上記のような目的を達成するために、本発明は、上記構成において、特定した音源位置に基づいて、音源探査領域内に存在する機器の対応位置を特定するステップと、特定した対応位置の機器に関する情報を記憶部から読み出し提示するステップと、を含むことを特徴とする。
【００１２】
また、上記のような目的を達成するために、本発明は、上記構成において、特定した音源位置に対応する音源探査領域内の機器の対応位置に関する情報を検索する検索部と、検索した情報を提示する提示部と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
ここで、機器の対応位置に関する情報とは、例えば、機器そのものの情報や機器構成部品の詳細（部品の型式、図面、スペック等）やその構成部品の前回交換時期等の履歴、寿命情報等や次回交換予定時期等を含んでいる。
【００１４】
この構成によれば、異常音の音源を明確に管理者に提示することが可能であり、迅速なメンテナンスを行うことができる。
【００１５】
また、上記のような目的を達成するために、本発明は、上記構成において、特定した音源位置に基づき、音源探査領域内の音源の対応位置の画像を取得する撮像手段を制御するステップと、取得した画像を提示するステップと、を含むことを特徴とする。
【００１６】
また、上記のような目的を達成するために、本発明は、上記構成において、特定した音源位置に基づき、音源探査領域内の音源対応位置の画像を取得する撮像部と、撮像した画像を提示する提示部と、を含むことを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、異常音の音源をさらに明確に管理者に提示することが可能であり、効率的なメンテナンスを行うことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態（以下、実施形態という）を図面に基づき説明する。
【００１９】
図１は、本実施形態の異常音の音源探査方法を実現する音源探査装置１０の構成概念を説明する構成ブロック図である。音源探査装置１０は、音源探査領域Ａの任意の位置で当該音源探査領域Ａ内に存在する音を収集する少なくとも３本のマイクロフォン１２（図１では一例として３本のマイクロフォン１２ａ，１２ｂ，１２ｃを図示する）と、収集した現在音波形に基づき、音源探査領域Ａに存在する装置や設備等の機器が発している異常音の音源を特定する処理部１４と、特定した異常音の音源の提示やその音源に関する情報を提示する提示部としての表示装置１６で構成されている。なお、音源探査領域Ａは、例えば、工場内で複数の工作機械や組立ロボット等の駆動型設備や装置等が配置された工程や機械室等の特定範囲を意味し、マイクロフォン１２は、設備等が稼働している時の音源探査領域Ａの音（現在音波形）を収集する。ここで、現在音波形とは、音源探査領域Ａ内に存在する全ての音で構成される波形であり、設備等が正常稼働時に発している正常音及び異常稼働時に発せられる異常音（異常稼働に至る前の予兆段階の音も含む）、音源探査領域Ａ内に存在するバックグラウンドの音も含むものとする。
【００２０】
また、本実施形態の音源探査装置１０は異常音の音源となっている位置の画像情報、例えば、音源となっている設備の映像や、さらに詳細に音源となっているベアリング等の部品が使用されている位置の映像を提示するために撮像装置としてＣＣＤカメラ１８等が接続されている。また、実際に特定した異常音の音源位置に基づいて、ＣＣＤカメラ１８を音源位置に向けたり、その位置をズームするためのカメラ駆動部２０が接続されている。
【００２１】
なお、本実施形態の音源探査装置１０に用いるマイクロフォン１２は無指向性マイクロフォンであり、音源探査領域Ａ内に任意の間隔、望ましくは等間隔で複数本配置されている。また、ＣＣＤカメラ１８も音源探査領域Ａ内で監視対象となっている設備や装置等機器の全てを撮影できるように各所に複数個配置されていることが望ましい。
【００２２】
音源探査装置１０の処理部１４には、各マイクロフォン１２を用いて音源探査領域Ａ内の音波形（音源探査中に収集する現在音波形及び、前準備として異常音が発生していないことが明らかな時に収集する基準音波形）を収集する音波形収集部２２と、各マイクロフォン１２により、音源探査領域Ａ内の機器が異常音を発すること無く正常稼働している時の音（基準音波形）を予め取得しておき記憶しておく基準音波形記憶部２４と、各マイクロフォン１２毎に収集した現在音波形と予め記憶しておいた、対応するマイクロフォンにおける基準音波形との比較を行い、その差分を求めて異常音波形のみを抽出する比較部２６を含んでいる。
【００２３】
また、抽出した異常音波形から振幅情報のみを排除して残余情報を抽出する残余情報抽出部（波形処理部）２８と、任意の２本のマイクロフォンで収集した現在音波形に基づく残余情報の相互相関をとり、同一音源からの異常音が各マイクロフォンに到達するまでの時間差を任意の２本のマイクロフォン１２の組み合わせ毎に算出する時間差算出部３０と、各マイクロフォン１２の組み合わせにより算出した時間差に基づいて、異常音の音源位置を特定する音源特定部３２を含んでいる。特定した音源位置に関する情報を表示装置１６に表示するための表示制御部３４には、音源位置に関する情報を記憶した情報記憶部３６が接続され、異常音の発生位置の特定だけでなく、異常音を発している部品の具体的な関連情報や、異常音を解消するための処置、例えば、部品の交換や調整等のメンテナンス作業を迅速かつ正確に行うための情報を提供できるようになっている。この情報は、具体的には、機器構成部品の詳細である部品の型式、図面、スペック等やその構成部品の前回交換時期等の履歴情報、寿命情報、また、次回交換予定時期等を含むことが好適である。
【００２４】
さらに、音源特定部３２には、カメラ制御部３８が接続され、カメラ駆動部２０を動作させ、特定した異常音の音源の方向にＣＣＤカメラ１８を迅速に向けるようになっている。ＣＣＤカメラ１８により現実に異常音を発生している部分が表示されることにより、管理者に対する視覚的情報を増加することが可能であると共に、部品の交換や調整等のメンテナンス作業をさらに迅速に行うことが可能になる。また、前述したように、情報記憶部３６に対象部品の交換方法等のメンテナンス手順を記憶させておき、ＣＣＤカメラ１８により取得された映像と共に、表示装置１６にメンテナンス手順等を表示するようにすれば、不慣れな設備から異常音が発生していたとしても迅速にメンテナンス作業を行うことが可能となる。
【００２５】
このように構成される音源探査装置１０による異常音の音源探査手順を以下に説明する。
【００２６】
まず、異常音の音源探査の前準備として、音波形収集部２２は各マイクロフォン１２を用いて、音源探査領域Ａ内の機器が正常に稼働している時の音、すなわち、異常音を全く含まない状態の音源探査領域Ａ内の音を基準音波形として、各マイクロフォン１２毎に基準音波形記憶部２４に記憶する。この基準音波形の収集は、例えば、音源探査領域Ａ内の機器の総点検を行った後に最初に全機器を稼働させた時等に行うことが好ましい。
【００２７】
音源探査装置１０が実際に異常音の音源探査を行う場合、各マイクロフォン１２に、音源探査領域Ａ内の現在音波形の収集を常時行わせる。音波形収集部２２は所定のサンプリング周波数で現在音波形を保持し、所定のタイミングで比較部２６に、各マイクロフォン１２毎のデータとして転送する。この時、比較部２６に転送される現在音波形は、常時、音源探査領域Ａ内で正常に稼働している機器から発せられる正常音と、部品の摩耗等が発生している機器から発せられる異常音とが混合されたものである。図２（ａ）は、正常音と異常音が混合されている現在音波形を模式的に示したもである。
【００２８】
一方、比較部２６は、マイクロフォン１２ａで収集された現在音波形が転送されると、基準音波形記憶部２４に記憶されているマイクロフォン１２ａで収集した基準音波形を読み出し、両者の比較を行いその差分を算出する。図２（ｂ）には、基準音波形記憶部２４に記憶された基準音波形を模式的に示したものが示され、図２（ｃ）には、現在音波形と基準音波形の差分をとった結果、得られる異常音のみの波形が模式的に示されている。つまり、比較部２６は、マイクロフォン１２ａで収集した音のなかから異常音のみを抽出する処理を行っている。一般的な異常音の抽出は、バンドフィルタ等を用いて行うため所定周波数帯のみのＳ／Ｎ比が向上するが、上述のように、基準波形との比較を行うことにより全周波数帯のＳ／Ｎ比を向上させることが可能となり、後段の波形処理の精度を向上することができる。
【００２９】
また、比較部２６は、音波形収集部２２からマイクロフォン１２ｂで収集した現在音波形に関してもマイクロフォン１２ｂで収集した基準音波形との比較を行いマイクロフォン１２ｂで収集した異常音の抽出を行う。同様に、マイクロフォン１２ｃで収集した現在音波形に関しても同様な処理を行い異常音を抽出する。
【００３０】
なお、本実施形態において、異常音とは、機器を構成する部品、特に駆動部を構成するモータ部分やベアリング部分等で摩耗や形状変形、潤滑剤の欠乏等により摩擦が増加し、正常動作時には発生しない音を主として意味するが、その他、機器の不具合により発生する様々な音を含むものとする。
【００３１】
ところで、図３に示すように、ある機器（例えばベアリング４０）で異常音が発生する場合、任意の位置に存在する例えばマイクロフォン１２ａまでの距離と、マイクロフォン１２ｂまでの距離は異なる。つまり、異常音がマイクロフォン１２に到達する時間に差が生じる。逆に、この時間差を正確に把握することができれば、異常音の音源位置を数学的手法により算出することができる。この時間差を算出する場合、一般には、波形の相互相関をとることにより、マイクロフォン１２ａで収集した波形とマイクロフォン１２ｂで収集した波形の時間差を算出するが、音は伝搬中に減衰してしまうので、音源から異なる距離に存在するマイクロフォン１２ａとマイクロフォン１２ｂでは、全く異なる波形が収集され、同一音源から発せられた波形であるにも関わらず、相互相関を良好にとることができない、言い換えれば信頼性の高い時間差を算出することができないことになる。これは、波形の振幅の減衰がノイズ情報として波形に載ってしまうためである。
【００３２】
そこで、本実施形態においては、残余情報抽出部２８が、異常音波形から振幅情報を排除する処理を行い、ノイズ成分が無い状態のデータから時間差を算出することにより精度及び信頼性の向上を図っている。具体的には、図４に示すように、マイクロフォン１２ａで収集した異常音波形ａ１をフーリエ変換し、少なくとも振幅情報ｂ１と位相情報ｃ１とに分離する。同様に、マイクロフォン１２ｂで収集した異常音波形ａ２にフーリエ変換を施し、振幅情報ｂ２と位相情報ｃ２とに分離する。前述したように、マイクロフォン１２ａで収集した異常音波形ａ１とマイクロフォン１２ｂで収集した異常音波形ａ２とは、同一の音源から発せられた異常音であるが、到達距離が異なるため、振幅と到達時間が異なる波形として認識されている。
【００３３】
さらに、残余情報抽出部２８は分離した位相情報ｃ１と位相情報ｃ２のみを合成し、合成波形ｄを作成し、時間差算出部３０に提供する。時間差算出部３０では、取得した合成波形ｄに対し逆フーリエ変換を施し、相関波形ｅを作成する。ここで作成される相関波形ｅでは、図５（ａ）に示すように、同じ音源から発せられた波形を２本のマイクロフォン１２ａ，１２ｂで収集した場合の時間差ｔ１に相当するところに度数のピークが表れる。つまり、２本のマイクロフォン１２ａとマイクロフォン１２ｂとでは、異常音の到達時間に例えばｔ１＝１０ｍｓの時間差があるということが検出される。
【００３４】
前述したように、異常音波形が有する位相情報のみを利用し、音源とマイクロフォン１２との距離の違いによる減衰の影響を排除することにより、マイクロフォン１２ａ，１２ｂで収集した異常音の相互相関を良好にとることが可能になり、時間差を明確に算出すること可能となる。
【００３５】
同様に、残余情報抽出部２８及び時間差算出部３０では、マイクロフォン１２ｂとマイクロフォン１２ｃで取得した異常音波形に対して処理を行い時間差ｔ２（図５（ｂ）参照）及び、マイクロフォン１２ｃとマイクロフォン１２ａで取得した異常音波形に対して処理を行い時間差ｔ３（図５（ｃ）参照）を算出し、算出した時間差ｔ１，ｔ２，ｔ３を音源特定部３２に供給する。
【００３６】
音源特定部３２では、時間差ｔ１を取得すると、図６に示すように、マイクロフォン１２ａと架空の音源４２との間の音の到達時間ｍとマイクロフォン１２ｂと音源４２との間の音の到達時間ｎとの時間差がｔ１になるような候補点ｐ１，ｐ２，ｐ３・・・を結ぶ回転双曲線面Ｓ１を作成する。すなわち、マイクロフォン１２ａ，１２ｂに対して、時間差ｔ１を形成し得る音源４２は、回転送曲線面Ｓ１のいずれかに位置することになる。
【００３７】
音源特定部３２では、同様に、マイクロフォン１２ｂ，１２ｃに関する時間差ｔ２による回転双曲線面Ｓ２及びマイクロフォン１２ｃ，１２ａに関する時間差ｔ３による回転双曲線面Ｓ３を作成する。もちろん、音源４２は、この回転双曲線面Ｓ２，Ｓ３上のいずれかに位置することになる。従って、音源特定部３２は、図７に示すように、作成した回転双曲線面Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の交わる位置を検索することにより、現実の異常音を発している音源４４の位置を確定することができる。
【００３８】
音源特定部３２は現実の異常音を発している音源４４の位置をＸＹＺ座標軸上で確定すると、表示制御部３４に対して、確定した異常音を発している音源４４の座標を転送する。音源特定部３２は音源４４の座標に基づき、情報記憶部３６を検索し、対応する座標に存在する機器の情報、さらに、その機器で音源４４の座標と一致する部品に関する情報を呼び出す。例えば、図８に示すように、「設備Ａの主軸ベアリングＢ：型式＝○○○」等を表示装置１６に表示させる。また、この時、検索した異常音の音源を構成する部品のＣＡＤ図面を情報記憶部３６または他のデータベースから呼び出し表示したり、その部品のスペックや、寿命曲線、交換履歴、次回交換予定時期等を併せて表示してもよい。さらには、異常音の音源を構成する部品の交換手順等を示してもよい。
【００３９】
また、本実施形態において、音源特定部３２で異常音の音源４４の座標を特定できたら、その座標をカメラ制御部３８に供給している。カメラ制御部３８では、取得した異常音の音源４４の座標に基づいて、該当座標の近傍にあるＣＣＤカメラ１８のカメラ駆動部２０を駆動して、ＣＣＤカメラ１８を該当座標、つまり、異常音を発している機器に向けて、その映像を表示装置１６に表示する。なお、表示する画像は、実際に異常音を発している部品のみでもよいし、対象となる機器全体や、機器の特定部分、さらには、各画像の並列表示等を行ってもよい。また、この時、図８に示すように、前述した各種情報と共に表示するようにしてもよい。
【００４０】
このように、異常音の音源位置に関する各種情報を表示することにより、異常音の音源を明確に管理者に提示することが可能になると共に、異常音の原因を認識した後のメンテナンス作業を効率的に行うことができる。また、部品のＣＡＤ図面、交換方法、現実の部品の映像等を相互に参照することにより、さらにスムーズなメンテナンス作業を行うことができる。もちろん、図８に示す表示内容は一例であり、異常音の音源４４の座標に基づいて検索できる情報の種類を適宜増減表示することが望ましい。
【００４１】
ところで、音源探査領域Ａでは、通常複数の機器が同時に稼働しているので、同じ時期に複数の機器から異常音が発せられる場合がある。つまり、異常音の音源が複数同時に存在する場合がある。この場合も基本的には、上述した異常音が１つの場合と同様な処理を行うことにより個々の異常音の音源位置を特定するとができる。
【００４２】
例えば、異常音の音源が３個存在した場合、マイクロフォン１２ａで収集される現在音波形は、正常音の中に３個の異常音Ｐ，Ｑ，Ｒを含む波形となる。同様に、マイクロフォン１２ｂ，１２ｃにおいて収集される波形も正常音の中に３個の異常音Ｐ，Ｑ，Ｒが含む波形となる。
【００４３】
その結果、比較部２６における比較処理により算出される波形も３個の異常音波形を含むこととなる。ただし、この時、３つの異常音Ｐ，Ｑ，Ｒの出現する順番は各マイクロフォン１２までの距離に応じて異なる。
【００４４】
残余情報抽出部２８では、複数の異常音Ｐ，Ｑ，Ｒを含む波形をフーリエ変換することにより、異常音Ｐ，Ｑ，Ｒに応じた複数の位相情報を取得する。そして、マイクロフォン１２ａ，１２ｂで取得した位相情報に基づき合成波形を作成し、時間差算出部３０において、逆フーリエ変換を行うことにより、図９（ａ）に示すような異なる音源から発せられた波形を２本のマイクロフォン１２ａ，１２ｂで収集した場合に、同一音源の時間差に相当するところに度数のピークが表れる。この場合、３つの位置にピーク値が表れる。同様に、図９（ｂ）、図９（ｃ）に示すように、マイクロフォン１２ｂ，１２ｃ及びマイクロフォン１２ｃ，１２ａで収集した場合の時間差に相当するところに度数のピークが表れる。なお、音源からマイクロフォン１２までの距離は個々に異なるので、各異常音Ｐ，Ｑ，Ｒが各マイクロフォン１２に到達する時間も異なる。その結果、図９（ａ）〜図９（ｃ）に示すように、異常音Ｐに関するピーク値ｐ、異常音Ｑに関するピーク値ｑ、異常音Ｒに関するピーク値ｒの出現の順番や度数は個々に異なる。ただし、各異常音Ｐ，Ｑ，Ｒの位相情報を参照することにより、図９（ａ）〜図９（ｃ）で出現したどのピーク値ｐ，ｑ，ｒがどの異常音Ｐ，Ｑ，Ｒに対応するものかは認識することができる。
【００４５】
音源特定部３２は、各マイクロフォン１２の組み合わせで取得した時間差の中から同一音源の異常音、例えば異常音Ｐに関するピーク値ｐに基づく時間差を抽出し、図６、図７で説明したものと同様に、異常音Ｐに関する回転双曲線面Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を作成し、異常音Ｐの音源位置の特定を行う。同様に、異常音Ｑに関するピーク値に基づく時間差を抽出し、回転双曲線面Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を作成し、異常音Ｑの音源位置の特定を行う。異常音Ｒに関しても同様である。
【００４６】
このように、本実施形態においては、音源探査領域Ａの中に異常音を発生している音源が複数存在する場合でも、高精度にその音源位置の特定を行うことができる。
【００４７】
この場合も、異常音の音源が特定できた後、その音源に関連する情報を図８に示すように、個々に表示することにより、複数の音源がある場合でも管理担当者を混乱させることなく適切な対処を迅速に行わせることができる。
【００４８】
なお、図１に示す構成は一例であり、同様な処理を行う機能を有していれば、各構成は任意であり、本実施形態と同様な効果を得ることが可能である。例えば、パーソナルコンピュータの処理機能を用いて実現したり、既存の波形分析装置に改良を加えて実現してもよい。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、ノイズの原因となる振幅情報を排除した残余情報を用いて相互相関をとるので、相互の情報相関性の認識精度が向上し、同一音源からの異常音が各マイクロフォンに到達するまでの時間差を高精度に求めることができる。その結果、異常音の音源位置の特定を正確に行うことができる。この場合、異常音の音源が１つである場合はもとより複数存在する場合も、個々の異常音の相関性を正確に把握することができるので、正確な音源探査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る異常音の音源探査方法を実現する音源探査装置の構成概念を説明する構成ブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る異常音の音源探査方法において、収集した現在音波形から異常音波形を抽出することを説明する説明図である。
【図３】本発明の実施形態に係る異常音の音源探査方法において、任意の２本のマイクロフォンに到達する音に時間差が生じることを説明する説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係る異常音の音源探査方法において、任意の２本のマイクロフォンに到達する音の時間差を算出する手順を説明する説明図である。
【図５】本発明の実施形態に係る異常音の音源探査方法において、任意の２本のマイクロフォンの組み合わせによって得られる時間差を説明する説明図である。
【図６】本発明の実施形態に係る異常音の音源探査方法において、任意の２本のマイクロフォンに到達する音の時間差に基づいて音源が存在する可能性のある回転双曲線面を求める手順を説明する説明図ある。
【図７】本発明の実施形態に係る異常音の音源探査方法において、任意の２本のマイクロフォンの組み合わせによって求めた３個の回転双曲線面によって音源を特定することを説明する説明図である。
【図８】本発明の実施形態に係る異常音の音源探査方法により特定した音源に関する情報の表示例を説明する説明図である。
【図９】本発明の実施形態に係る異常音の音源探査方法のおいて、異常音の音源が複数（例えば３個）存在する場合に、任意の２本のマイクロフォンの組み合わせによって得られる時間差を説明する説明図である。
【符号の説明】
１０音源探査装置、１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃマイクロフォン、１４処理部、１６表示装置、１８ＣＣＤカメラ、２０カメラ駆動部、２２音波形収集部、２４基準音波形記憶部、２６比較部、２８残余情報抽出部、３０時間差算出部、３２音源特定部、３４表示制御部、３６情報記憶部、３８カメラ制御部。

Claims

音源探査領域内の異なる位置に配置された３本以上のマイクロフォンを用いて音源探査領域内で機器が稼働している時に発生している現在音波形を収集するステップと、
前記音源探査領域内で機器が正常稼働している時に各マイクロフォンで収集した基準音波形と前記現在音波形との差分を求め異常音波形を抽出するステップと、
抽出した異常音波形の位相情報を求めるステップと、
任意の２本のマイクロフォンで収集した現在音波形から抽出された異常音波形の位相情報の相互相関をとり同一音源からの異常音が各マイクロフォンに到達するまでの時間差を求めるステップと、
各マイクロフォンの組み合わせで求めた時間差に基づいて、異常音の音源位置を特定するステップと、
を含むことを特徴とする異常音の音源探査方法。
請求項１に記載の方法において、
特定した音源位置に基づいて、音源探査領域内に存在する機器の対応位置を特定するステップと、
特定した対応位置の機器に関する情報を記憶部から読み出し提示するステップと、
を含むことを特徴とする異常音の音源探査方法。
請求項１または請求項２に記載の方法において、
特定した音源位置に基づき、音源探査領域内の音源の対応位置の画像を取得する撮像手段を制御するステップと、
取得した画像を提示するステップと、
を含むことを特徴とする異常音の音源探査方法。
音源探査領域内の異なる位置に配置され、音源探査領域内で機器が稼働している時に発生している現在音波形を収集する少なくとも３本のマイクロフォンと、
前記音源探査領域内で機器が正常稼働している時に発生している基準音波形を記憶する基準音記憶部と、
各マイクロフォンに関し、同一位置で収集した現在音波形と基準音波形とを比較し異常音波形を抽出する比較部と、
抽出した各異常音波形から位相情報を求める波形処理部と、
任意の２本のマイクロフォンで収集した現在音波形から抽出された異常音波形の位相情報の相互相関をとり同一音源からの異常音が各マイクロフォンに到達する時間差を求める時間差算出部と、
各マイクロフォンの組み合わせで求めた時間差に基づいて、異常音の音源位置を特定する音源特定部と、
を含むことを特徴とする異常音の音源探査装置。
請求項４記載の装置において、
特定した音源位置に対応する音源探査領域内の機器の対応位置に関する情報を検索する検索部と、
検索した情報を提示する提示部と、
を含むことを特徴とする異常音の音源探査装置。
請求項４または請求項５記載の装置において、
特定した音源位置に基づき、音源探査領域内の音源対応位置の画像を取得する撮像部と、
撮像した画像を提示する提示部と、
を含むことを特徴とする異常音の音源探査装置。