JP6492190B2 - 嵌合保証システムおよび方法 - Google Patents

Description

本明細書の主題は、一般に、嵌合保証システムおよび方法に関する。電気システム、特に自動車応用例など、動作中に振動を呈する電気システムでは、嵌合する電気コネクタ対が適切に嵌合されていることを保証することが重要である。たとえば、電気コネクタは、車の組立て工場などにおける車の組立てプロセス中に、部分的に嵌合させることができ、電気コネクタに電気信号を通してコネクタの電気的接続を判定する試験などの従来の電気保証試験に合格することができる。しかし、動作に入った後で、車の振動により、電気コネクタが緩んで障害を引き起こす可能性がある。

電気コネクタに対する従来の組立て方法は、ラッチなどの嵌合機構を提供し、これは、ラッチが定位置に係止するときにクリックを生じさせる。しかし、組立ての状況では、工場背景雑音のため、作業者にはクリックが適切に聞こえないことがあり、または作業者が、コネクタクリックによく似た他の音とクリックを間違える可能性もある。いくつかの知られているシステムは、コネクタの２重のケーシングを使用し、第２のケースは、電気コネクタが適切に嵌合された場合にのみ嵌る。しかし、そのようなシステムは、第２のケースに伴ってコストが高く、また組み立てるための労働時間も増大する。

電気コネクタの適切な嵌合を検出する嵌合保証システムおよび方法が依然として必要とされている。

この問題に対する解決策は、電気コネクタに対する嵌合区域の近傍に位置するように構成された第１のマイクロフォンおよび第２のマイクロフォンを含む本明細書に開示する嵌合保証システムである。第１のマイクロフォンは、嵌合区域から第１の距離をあけて位置し、第２のマイクロフォンは、嵌合区域から第２の距離をあけて位置する。第１のマイクロフォンおよび第２のマイクロフォンは、電気コネクタが嵌合されたときに可聴音を検出するように構成される。第１のマイクロフォンおよび第２のマイクロフォンには出力ユニットが接続され、第１のマイクロフォンおよび第２のマイクロフォンからの音声信号を受け取る。出力ユニットは、嵌合保証のために、第１のマイクロフォンおよび第２のマイクロフォンからの音声信号を処理する。

本発明について、添付の図面を参照して例として次に説明する。

例示的な実施形態によって形成される嵌合保証システムを示す図である。 図１に示す嵌合保証システムを利用することができる電気コネクタの異なるタイプの例示的な実施形態を示す図である。 図１に示す嵌合保証システムを利用することができる電気コネクタの異なるタイプの例示的な実施形態を示す図である。 異なる電気コネクタ対の係止または嵌合に対応する音声シグネチャの例示的なテンプレートを示す図である。 嵌合保証システムを使用する電気コネクタの係止または嵌合の可聴検出を示すチャートである。 例示的な実施形態による出力曲線チャートの相互相関の図である。 例示的な実施形態によって形成された嵌合保証システムを示す図である。

図１は、例示的な実施形態によって形成される嵌合保証システム１００を示す。嵌合保証システム１００は、１対の電気コネクタ１０２、１０４などの２つの構成要素が適切に嵌合されたことを確認するために、組立て者に対してフィードバックを提供する。嵌合保証システム１００は、他の実施形態では、ドアパネルなどの電気コネクタ以外の部品の係止など、他のタイプの構成要素の嵌合の保証に使用することができる。以下、本システムについて、電気コネクタの嵌合の保証を参照して説明するが、本明細書の主題をそれに限定しようとするものではない。

例示的な実施形態では、嵌合保証システム１００は、電気コネクタ１０２、１０４が嵌合されたときの係止音またはクリックなどの可聴音を検出する。嵌合保証システム１００は、嵌合保証に実時間信号処理を使用することができる。嵌合保証システム１００は、コネクタ１０２、１０４の嵌合状態に関する嵌合保証（たとえば、コネクタ１０２、１０４が嵌合されたことまたはコネクタ１０２、１０４が嵌合されていないという確認）を提供することができる。嵌合保証システム１００は、嵌合保証のために、電気コネクタ１０２、１０４の嵌合状態について、組立て者に対してフィードバックを提供することができる。嵌合保証システム１００の音響検証の態様は、２次検証システムとして電気コネクタ１０２、１０４間の電気的接続を試験する電子検証システムまたは他の品質管理システムとともに使用することができる。

嵌合保証システム１００は、電気コネクタ１０２、１０４に対する嵌合区域１１２の近傍に位置する複数のマイクロフォンを含む。図示の実施形態では、第１のマイクロフォン１１０および第２のマイクロフォン１１１が示されているが、様々な実施形態では、任意の数のマイクロフォンを使用することができる。マイクロフォン１１０、１１１は、全指向性のマイクロフォンとすることができる。例示的な実施形態では、マイクロフォン１１０、１１１は、嵌合区域１１２から異なる第１の距離および第２の距離をあけて位置決めされており、その結果、第１のマイクロフォン１１０および第２のマイクロフォン１１１は、異なる時間に可聴音を受け取ることができる（たとえば、第２のマイクロフォン１１１は、電気コネクタ１０２、１０４からより遠くに位置決めすることができ、その結果、電気コネクタ１０２、１０４が嵌合されたときに生じる可聴音は、第１のマイクロフォン１１０と比較してより遅い時間に第２のマイクロフォン１１１で受け取られる）。
嵌合保証システム１００は、この時間差を使用して、マイクロフォン１１０、１１１と電気コネクタ１０２、１０４との間の相対距離を決定し、かつ／または音の発生方向（たとえば、嵌合区域１１２の方向）を決定することができる。嵌合保証システム１００は、嵌合区域以外の方向から発生したと決定された音声信号を無視することができ、それにより、処理する必要のあるデータ量が低減され、嵌合保証システム１００の処理速度が高められる。複数のマイクロフォン１１０、１１１を使用することで、単一のマイクロフォンを使用するシステムと比較して、嵌合保証システム１００の音検出の信頼性を高めることができる。複数のマイクロフォン１１０、１１１を使用することで、単一のマイクロフォンを使用するシステムと比較して、コネクタ嵌合のフォールスポジティブ識別の確率を低減させることができる。
複数のマイクロフォン１１０、１１１を使用することで、異なる角度からの音声信号を収集して、向上された信号シグネチャ整合能力を提供すること、および／または嵌合されたときの電気コネクタ１０２、１０４の角度方向を決定することが可能になる。任意選択で、嵌合区域１１２は、第１のマイクロフォン１１０の向こうに位置決めすることができ、その結果、第１のマイクロフォン１１０は、嵌合区域１１２と第２のマイクロフォン１１１との間に位置決めされる。他の実施形態では、嵌合区域１１２は、第１のマイクロフォン１１０と第２のマイクロフォン１１１との間に位置決めすることができる。嵌合区域１１２は、第１のマイクロフォン１１０および／または第２のマイクロフォン１１１の前方、後方、または一方の側もしくは他方の側に、互い違いに配置することができる。

マイクロフォン１１０、１１１は、１つまたは複数の出力ユニット１１４に接続され、出力ユニット１１４は、マイクロフォン１１０、１１１からの音声信号を受け取る。マイクロフォン１１０、１１１は、有線接続または無線接続によって、出力ユニット１１４に接続することができる。出力ユニット１１４は、音声信号を処理し、音声信号に基づいて組立て者に対してフィードバックを提供するコンピュータとすることができる。例示的な実施形態では、出力ユニット１１４は、向上された嵌合保証のために、マイクロフォン１１０、１１１からの音声信号を比較する。出力ユニット１１４は、処理中にマイクロフォン１１０、１１１からの音声信号を受け取った時間を比較することができる。
出力ユニット１１４は、適切な嵌合の音響検証の形態として、音声信号に基づいて、電気コネクタ１０２、１０４が適切に嵌合されているかどうかを判定する。出力ユニット１１４は、マイクロフォン１１０、１１１で受け取った可聴音が電気コネクタ１０２、１０４の嵌合から発生したかどうかを判定もしくは検証し、かつ／または可聴音が電気コネクタ１０２、１０４の嵌合以外の発生源からのものであったと決定した場合はそれらの音声信号を除去する。たとえば、出力ユニット１１４は、可聴音が電気コネクタ１０２、１０４の嵌合以外の発生源からのものであったと決定した場合、背景雑音を除去することができ、それにより組立て者に対して可聴音を強調することができる。
たとえば、複数のマイクロフォン１１０、１１１を使用することによって、出力ユニット１１４は、可聴音の発生方向を決定することができ、第２のマイクロフォン１１１の後ろの方向、または電気コネクタ１０２、１０４の嵌合から生じているにしては嵌合区域１１２から遠すぎる方向など、嵌合区域１１２外の方向から生じたと決定された可聴音を除去することができる。嵌合保証システム１００は、背景雑音を聞く他のマイクロフォンを嵌合区域１１２内またはその周辺に含むことができ、出力ユニット１１４は、マイクロフォンのそれぞれからの音声信号を比較して、電気コネクタ１０２、１０４の嵌合に関連する可聴音を背景雑音から分離することができる。出力ユニット１１４は、マイクロフォンによって検出される背景雑音を除去する他の手段を有することができる。

例示的な実施形態では、第１のマイクロフォン１１０および／または第２のマイクロフォン１１１は、組立て者によって組立て者の手の近傍で保持することができる。たとえば、マイクロフォン１１０、１１１は、組立て者の手にひもで縛ることができ、または組立て者によって着用される手袋の中に一体化することができる。１つの特定の実施形態では、第１のマイクロフォン１１０は、組立て者が組立て者の指先またはその付近で、したがって嵌合区域１１２またはその付近に着用することができ、第２のマイクロフォン１１１は、組立て者が組立て者の手首またはその付近で、したがって嵌合区域１１２外であるが可聴音を検出するのに十分近くに着用することができる。
他の実施形態では、組立て者によって着用されるのではなく、第１のマイクロフォン１１０および／または第２のマイクロフォン１１１は、組立て者が電気コネクタ１０２、１０４を嵌合している場所の近傍で、嵌合区域１１２内の特定の位置に固定または装着することができる。第１のマイクロフォン１１０および／または第２のマイクロフォン１１１は、電気コネクタ１０２および／または１０４内に埋め込むことができ、または他の方法で電気コネクタ１０２および／または１０４に結合することができる。

例示的な実施形態では、嵌合保証システム１００は、嵌合区域１１２の視認性およびアクセス性が制限される領域での使用に適合させることができる。たとえば、電気コネクタ１０２、１０４は、自動車工場における車の組立て中に組み立てられて嵌合されるワイヤハーネスの一部とすることができる。電気コネクタ１０２、１０４は、電気コネクタ１０２、１０４が嵌合されるときの可聴クリック音を使用して、ボンネットの下、エンジンの後ろ、ダッシュボードの後ろ、座席の下、または他の見るのが困難な領域内で嵌合させることができる。嵌合保証システム１００は、電気コネクタ１０２、１０４が適切に嵌合されたことを確実にするために、可聴音を強調して、組立て者に対して様々なタイプのフィードバックを提供する。加えて、電気コネクタ１０２、１０４の嵌合は、電気コネクタ１０２、１０４の係止の際に生じる可聴クリックが組立て者に聞こえない可能性のある組立て工場、製造工場、またはその他の場所など、騒音の多い環境で生じることがある。

電気コネクタ１０２、１０４は、任意のタイプの電気コネクタとすることができる。例示的な実施形態では、嵌合保証システム１００は、自動車の電気コネクタの組立て中に使用することができる。電気コネクタ１０２、１０４は、密封コネクタであっても、非密封コネクタであってもよい。図２および図３は、異なるタイプの電気コネクタ１０２、１０４の例示的な実施形態を示す。たとえば、図２は、８つのコンタクトおよびそこから延びる付随するワイヤを有する８ポジションヘッダ１０２および８ポジションレセプタクル１０４を示す。図３に示す電気コネクタ１０２、１０４は、１２個のコンタクトおよび付随するワイヤを有する１２ポジションヘッダコネクタ１０２およびレセプタクルコネクタ１０４を示す。
代替実施形態では、２ポジションコネクタ、４ポジションコネクタ、６ポジションコネクタ、１０ポジションコネクタ、１４ポジションコネクタなど、他のタイプの電気コネクタ１０２、１０４を提供することができる。他の代替実施形態では、円形コネクタなど、矩形コネクタ以外の他のタイプの電気コネクタ１０２、１０４を提供することもできる。電気コネクタ１０２および／または１０４は、ケーブルまたはワイヤコネクタではなく、車両内の機器または構成要素に一体化または結合されるヘッダコネクタなど、基板実装コネクタとすることができる。コネクタは、係止中の可聴特性が異なる、異なるタイプまたはサイズのラッチを有することができる。

１２ポジションコネクタ（または他のタイプのコネクタ）と比較して、８ポジションコネクタの係止の識別など、コネクタ識別の目的で、嵌合保証システム１００を使用することができる。電気コネクタ１０２、１０４の向きに基づいて係止音またはクリックの可聴特性が異なることから、嵌合保証システム１００を使用して、電気コネクタ１０２、１０４が上向きであるか、下向きであるか、横向きであるかなどを決定するなど、電気コネクタ１０２、１０４の嵌合の向きを識別することができる。嵌合保証システム１００は、向上された信号処理のために、様々な向きに対して異なるテンプレートを有することができる。

例示的な実施形態では、ヘッダ電気コネクタ１０２は、偏向可能なラッチ１０６を含み、レセプタクル電気コネクタ１０４は、ラッチ１０６に対する留め具１０８を含む。任意選択で、１２ポジションヘッダコネクタ（図３）のラッチ１０６は、８ポジションヘッダ電気コネクタ１０２（図２）のラッチ１０６とは異なることができる。たとえば、ラッチ１０６は、異なる長さを有することができ、異なる材料から形成することができ、異なる形状を有することなどができる。留め具１０８は、異なるサイズ、形状、歯の数などを有することができる。異なるラッチ１０６および／または留め具１０８は、対応する留め具１０８に係止するときに異なる音声シグネチャを有する。たとえば、ラッチ１０６が留め具１０８の後ろの位置にパチンと嵌ったときなど、ラッチ１０６が留め具１０８に係合するとき、可聴クリックを生じさせることができる（または、複数の歯が設けられるときは、複数のクリックが聞こえる）。
ラッチ１０６および／または留め具１０８は、顕著な音声シグネチャを有するように設計することができる。異なるラッチ１０６および／または留め具１０８を提供することで、電気コネクタ１０２、１０４が嵌合されるときに異なる音声シグネチャを提供する。嵌合保証システム１００は、嵌合された特定の電気コネクタ１０２、１０４を識別するために、電気コネクタ１０２、１０４の異なるタイプの異なる音声シグネチャを区別するように構成することができる。加えて、ラッチ１０６が対応する留め具１０８に係合するときに生じる可聴音は、マイクロフォン１１０、１１１に対するラッチ１０６または留め具１０８の向き（たとえば、上面がマイクロフォンの方を向いているか、それとも組立て者の手のある底面がマイクロフォンとラッチ／留め具との間に位置するか）に応じて、異なる可聴特性を有することができる。嵌合保証システム１００は、電気コネクタ１０２、１０４が異なる向きになったことを区別することが可能である。

図１に戻ると、マイクロフォン１１０、１１１は、ラッチ１０６が係止するときに生じる係止クリックを検出する。係止クリックは、電気コネクタ１０２、１０４が適切に嵌合されたことを意味する。係止クリックに対応する音声信号を含む音声信号は、出力ユニット１１４へ伝送される。出力ユニット１１４は、音声信号を処理し、組立て者に対してフィードバックを提供する。

例示的な実施形態では、出力ユニット１１４は、音声信号に基づいて組立て者に対して可聴フィードバックを提供する。たとえば、出力ユニット１１４にスピーカ１１６を結合することができ、出力ユニット１１４からの出力により、スピーカ１１６に可聴フィードバックを提供させることができる。スピーカ１１６は、組立て者がより聞きやすくなるように、または聞くことが可能になるように、マイクロフォン１１０、１１１によって検出されるクリックを強調する（たとえば、より大きな音にする）ことができる。

例示的な実施形態では、出力ユニット１１４は、出力ユニット１１４に結合された表示画面１１８に、組立て者に対して視覚フィードバックを提供する。表示画面１１８は、机の上に位置するモニタ、コンピュータもしくは他のシステムに一体化されたモニタ、または壁に取り付けられたモニタなど、定置型モニタとすることができ、あるいは、組立て者によって着用または保持されるように構成されたモニタなど、携帯型モニタとすることができる。表示画面１１８は、出力ユニット１１４によって処理される音声信号に基づいて、特定の色の表示、特定のアイコンの表示、単語および／または記号の表示など、適切な嵌合が生じたという視覚確認を表示することができる。出力ユニット１１４は、嵌合された電気コネクタ１０２、１０４のタイプ（たとえば、８ポジション、１２ポジション、または別のタイプ）を決定することができ、嵌合された電気コネクタ１０２、１０４の特定のタイプに関する情報を表示することができる。
たとえば、特定の組立て中、組立て者は、４ポジションコネクタ、８ポジションコネクタ、および１２ポジションコネクタを嵌合させることが必要になる可能性がある。組立て者が嵌合を実行した後、組立て者は、表示画面１１８を参照して、３つすべてのコネクタが嵌合されたことを検証することができる。表示画面１１８は、コネクタのうち２つしか実際に嵌合されなかったことを示すことができ、それにより組立て者は車両に戻り、どのコネクタが適切に嵌合されなかったのかを突き止めることができる。別法として、出力ユニット１１４は、コネクタのうちどれが音声信号に基づいて嵌合されたかを識別し、３つのコネクタのうちどれが適切に嵌合されたか、および／または３つのコネクタのうちどれが適切に嵌合されなかったかを、表示画面１１８上に示すことができる。

例示的な実施形態では、出力ユニット１１４は、異なるタイプの電気コネクタ１０２、１０４（たとえば、２ポジション、４ポジション、６ポジション、８ポジション、１２ポジションなど）の音声シグネチャの異なるタイプテンプレート（図４に示す例）を含むテンプレートモジュール１２０を含むことができ、またはそのようなテンプレートモジュール１２０に結合することができる。テンプレートモジュール１２０は、異なる向き（たとえば、上向き、下向き、横向きなど）の様々な電気コネクタ１０２、１０４の音声シグネチャの異なる向きテンプレートを含むことができる。出力ユニット１１４は、マイクロフォン１１０、１１１から受け取った音声信号を、様々なテンプレートと比較して、どのタイプの電気コネクタ１０２、１０４が嵌合されたか、および／または嵌合されたときの嵌合区域１１２内の電気コネクタ１０２、１０４の向きを決定することができる。
たとえば、テンプレートモジュール１２０は、電気コネクタ１０２、１０４の異なるタイプおよび／または異なる向きに対して異なる時間領域特徴および／または周波数領域特徴を有することができる。出力ユニット１１４は、音声信号を時間領域テンプレートおよび／または周波数領域テンプレートに対して相関させて、嵌合された電気コネクタ１０２、１０４の特定のタイプを識別し、かつ／または嵌合中の電気コネクタ１０２、１０４の向きを決定することができる。異なる向きテンプレートを有することで、システムは、特定の電気コネクタタイプが嵌合されたときの係止に関する異なる可聴特徴を説明することが可能になる。このとき、複数の向きテンプレートを含まないシステム内では、フォールスネガティブ判定を招く可能性がある。

例示的な実施形態では、出力ユニット１１４は、出力ユニット１１４および／またはテンプレートモジュール１２０を較正するために使用される較正モジュール１２２を含むことができ、またはそのような較正モジュール１２２に結合することができる。たとえば、較正モードでは、出力ユニット１１４および／またはテンプレートモジュール１２０を較正するためのデータの量を増大させるために、電気コネクタ１０２、１０４を、好ましくは何回もかつ／または様々な向きで嵌合させることができる。マイクロフォン１１０によって検出される嵌合に関連する音声信号（たとえば、クリック）の時間領域特徴、周波数領域特徴、および／または他の特徴を記録することができ、嵌合保証システム１００によって収集および監視することができる電気コネクタ１０２、１０４の各タイプ（たとえば、２ポジション、４ポジション、６ポジション、８ポジション、１２ポジションなど）に対して、中央値または平均の時間領域テンプレート、周波数領域テンプレート、および／または他のタイプのテンプレートを決定することができる。
出力ユニット１１４は、任意の数の異なるタイプの電気コネクタ１０２、１０４とともに使用するために較正およびプログラムすることができる。特定のタイプの電気コネクタ１０２、１０４が嵌合されたときおよび／または特定の電気コネクタ１０２、１０４が様々な向きで嵌合されたときに生じる可聴音の固有シグネチャに基づいて、出力ユニット１１４は、任意の特定の時間にどのタイプの電気コネクタ１０２、１０４が嵌合されたかを正確に識別および判定することが可能である。出力ユニット１１４は、組立て者がどのタイプの電気コネクタ１０２、１０４が嵌合されたかを識別するためのフィードバックを表示画面１１８に提供する。

例示的な実施形態では、出力ユニット１１４は、任意の電子検証モジュール１２４を含み、またはそのような任意の電子検証モジュール１２４に電気的に接続される。電子検証モジュール１２４は、電気コネクタ１０２、１０４を介して信号を送り、電気コネクタ１０２、１０４が電気的に接続されていることを検証する。出力ユニット１１４は、どの電気コネクタ１０２、１０４が電子検証モジュール１２４を肯定的に通過したかを検証し、そのような電気コネクタ１０２、１０４のリストを、音響検証を肯定的に通過した電気コネクタ１０２、１０４のリストと比較することができる。出力ユニット１１４および／または電子検証モジュール１２４からのデータは、電気コネクタ１０２、１０４の組立てが成功したことを調査および／または検証するために、車両上または組立て工場にあるマスタ品質管理データベースまたはシステムへ送ることができる。そのような情報は、他のモジュールまたはシステムの情報と組み合わせることができる。

本明細書では、「システム」、「ユニット」、または「モジュール」という用語は、１つまたは複数の機能を実行するように動作するハードウェアおよび／またはソフトウェアのシステムを含むことができる。たとえば、モジュール、ユニット、またはシステムは、コンピュータメモリなどの有形および非一時的なコンピュータ可読記憶媒体上に記憶された命令に基づいて動作を実行するコンピュータプロセッサ、コントローラ、または他の論理ベースのデバイスを含むことができる。別法として、モジュール、ユニット、またはシステムは、デバイスのハードワイヤ接続の論理に基づいて動作を実行するハードワイヤ接続のデバイスを含むことができる。添付の図に示す様々なモジュールまたはユニットは、ソフトウェア命令もしくはハードワイヤ接続の命令に基づいて動作するハードウェア、動作を実行するようにハードウェアに指示するソフトウェア、またはこれらの組合せを表すことができる。

「システム」、「ユニット」、または「モジュール」は、本明細書に記載の１つまたは複数の動作を実行するハードウェアおよび関連する命令（たとえば、コンピュータハードドライブ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどの有形および非一時的なコンピュータ可読記憶媒体上に記憶されたソフトウェア）を含むことができ、またはそれらを表すことができる。ハードウェアは、マイクロプロセッサ、プロセッサ、コントローラなどの１つまたは複数の論理ベースのデバイスを含む電子回路、および／またはそのようなデバイスに接続された電子回路を含むことができる。これらのデバイスは、上述した命令から本明細書に記載の動作を実行するように適切にプログラムまたは命令される既製のデバイスとすることができる。追加または別法として、これらのデバイスの１つまたは複数は、これらの動作を実行するために、論理回路とハードワイヤ接続することができる。

図示の実施形態の構成要素の特定の配置（たとえば、数、タイプ、位置など）は、様々な代替実施形態において変更することができることに留意されたい。様々な実施形態では、異なる数の所与のモジュールまたはユニットを用いることができ、異なる１つまたは複数のタイプの所与のモジュールまたはユニットを用いることができ、いくつかのモジュールまたはユニット（またはそれらの態様）を組み合わせることができ、所与のモジュールまたはユニットを複数のモジュール（もしくはサブモジュール）またはユニット（もしくはサブユニット）に分割することができ、所与のモジュールまたはユニットを追加することができ、あるいは所与のモジュールまたはユニットを省略することができる。

様々な実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、またはこれらの組合せで実施することができることに留意されたい。様々な実施形態および／または構成要素、たとえばユニット、モジュール、またはその中の構成要素およびコントローラはまた、１つまたは複数のコンピュータまたはプロセッサの一部として実施することができる。コンピュータまたはプロセッサは、計算デバイス、入力デバイス、表示ユニット、およびたとえばインターネットにアクセスするためのインターフェースを含むことができる。コンピュータまたはプロセッサは、マイクロプロセッサを含むことができる。マイクロプロセッサは、通信バスに接続することができる。コンピュータまたはプロセッサはまた、メモリを含むことができる。メモリは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）および読取り専用メモリ（ＲＯＭ）を含むことができる。コンピュータまたはプロセッサは、記憶デバイスをさらに含むことができ、記憶デバイスは、ソリッドステートドライブ、光学式ドライブなどのハードディスクドライブまたは取外し可能な記憶ドライブとすることができる。記憶デバイスはまた、コンピュータプログラムまたは他の命令をコンピュータまたはプロセッサ内へロードする他の類似の手段とすることができる。

本明細書では、「コンピュータ」および「コントローラ」という用語はそれぞれ、プロセッサまたはマイクロプロセッサベースの任意のシステムを含むことができ、これには、マイクロコントローラ、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、論理回路、ＧＰＵ、ＦＰＧＡ、および本明細書に記載の機能を実行することが可能な任意の他の回路またはプロセッサを使用するシステムが含まれる。上記の例は、例示のみを目的とし、したがって「コントローラ」または「コンピュータ」という用語の定義および／または意味を何ら限定しようとするものではない。

コンピュータ、モジュール、またはプロセッサは、１つまたは複数の記憶要素内に記憶された命令のセットを実行して、入力データを処理する。記憶要素はまた、所望または必要とされる場合、データまたは他の情報を記憶することができる。記憶要素は、処理機械内の情報源または物理メモリ要素の形態とすることができる。

命令のセットは、本明細書に記載および／または図示する様々な実施形態の方法およびプロセスなどの特有の動作を実行するように、処理機械としてのコンピュータ、モジュール、またはプロセッサに命令する様々なコマンドを含むことができる。命令のセットは、ソフトウェアプログラムの形態とすることができる。ソフトウェアは、システムソフトウェアまたはアプリケーションソフトウェアなど、有形および非一時的なコンピュータ可読媒体として実施することができる様々な形態とすることができる。さらに、ソフトウェアは、別個のプログラムもしくはモジュールの集まり、より大きいプログラム内のプログラムモジュール、またはプログラムモジュールの一部分の形態とすることができる。ソフトウェアはまた、オブジェクト指向プログラミングの形態のモジュラプログラミングを含むことができる。処理機械による入力データの処理は、オペレータコマンドに応答して、または前処理の結果に応答して、または別の処理機械による要求に応答して、行うことができる。

本明細書では、「ソフトウェア」および「ファームウェア」という用語は交換可能であり、コンピュータによる実行のためにメモリ内に記憶された任意のコンピュータプログラムを含み、そのようなメモリには、ＲＡＭメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、および不揮発性ＲＡＭ（ＮＶＲＡＭ）メモリが含まれる。上記のメモリタイプは例示のみを目的とし、したがってコンピュータプログラムの記憶のために使用可能なメモリのタイプを限定しない。様々な実施形態の個々の構成要素は、たとえばユーザがコンピュータシステムの位置、構成、および／または特有のハードウェアを気にかける必要なしに計算能力の動的な割り振りを可能にするために、クラウドタイプの計算環境によって仮想化およびホスティングすることができる。

図４は、電気コネクタ１３０、１３２、１３４、１３６、１３８の様々な対の係止または嵌合に対応する音声シグネチャ（たとえば、可聴クリック）の例示的なテンプレートを示す。電気コネクタ１３０、１３２、１３４、１３６、１３８の対は、それぞれ２ポジション、４ポジション、６ポジション、８ポジション、および１２ポジションの電気コネクタとすることができるが、他の実施形態では、他のタイプのコネクタに対するテンプレートを展開することもできる。図４は、それぞれ電気コネクタ１３０、１３２、１３４、１３６、１３８の５つの異なる対に対する時間領域テンプレート１４０、１４２、１４４、１４６、１４８を示す。時間領域テンプレート１４０、１４２、１４４、１４６、１４８はそれぞれ、固有シグネチャを有する。
図４は、それぞれ電気コネクタ１３０、１３２、１３４、１３６、１３８の５つの異なる対に対する周波数領域テンプレート１５０、１５２、１５４、１５６、１５８を示す。周波数領域テンプレート１５０、１５２、１５４、１５６、１５８はそれぞれ、固有シグネチャを有する。時間領域テンプレート１４０、１４２、１４４、１４６、１４８および／または周波数領域テンプレート１５０、１５２、１５４、１５６、１５８を、嵌合保証システム１００（図１に示す）で受け取った任意の音声信号と比較して、クリック音を検出し、嵌合されたコネクタのタイプを判定することができる。

図５は、嵌合保証システム１００（図１に示す）を使用するコネクタの係止または嵌合の可聴検出を示すチャートである。記録データ１６０は、出力ユニット１１４によって時間とともに処理される。出力ユニット１１４は、コネクタの係止または嵌合に対応することができるイベント１６２と、偽イベント１６４とを検出する。偽イベント１６４は、マイクロフォン１１０または１１１が何かに接触したとき、コネクタが互いに接触したが嵌合されていない場合またはコネクタが落下した場合など、コネクタが何らかの他の構成要素に接触したとき、組立て工場周辺で他の工具または機械を使用した場合など、組立て施設内で他の雑音が生じたときなどに生じることがある。偽イベント１６４は、そのような偽イベント１６４の音声シグネチャを解析し、それらの音声シグネチャをテンプレートと比較することなどによって、出力ユニット１１４によって識別することができる。
複数のマイクロフォン１１０、１１１を使用することで、出力ユニット１１４が可聴音の発生方向を検出することを可能にし、発生場所が嵌合区域１１２内であるか、それとも嵌合区域１１２外であるかを判定することによって、偽イベントの検出を支援する。出力ユニット１１４は、嵌合コネクタのクリックのように聞こえるが、電気コネクタ１０２、１０４の場所（たとえば、嵌合区域１１２）とは異なる方向から発生する雑音を無視することができる。出力ユニット１１４は、嵌合区域１１２以外の方向から発生したと決定された音声信号を無視する。イベント１６２は、記録データ１６０の音声シグネチャをテンプレートと比較することによって検証することができる。時間領域テンプレート１４０、１４２、１４４、１４６、１４８および／または周波数領域テンプレート１５０、１５２、１５４、１５６、１５８を使用して、記録データ１６０と比較することができる。イベント１６２が検出されたとき、出力ユニット１１４は、コネクタが適切に嵌合されたことを確認するために、組立て者に対して可聴、視覚、または他のフィードバック出力１６６を提供することができる。

例示的な実施形態では、イベント１６２は、第１のマイクロフォン１１０からの音声シグネチャと第２のマイクロフォン１１１の音声シグネチャとを比較することによって検証することができる。出力ユニット１１４は、マイクロフォン１１０、１１１に存在するデジタル化された信号の平均電力を監視することによって、各マイクロフォン１１０、１１１に音が達する時間同士の間の遅延を推定することが可能である。出力ユニット１１４は、音声信号の相互相関を使用して音声信号を解析することができる。出力ユニット１１４は、到来方向（ＤＯＡ）方法を使用して音声信号を解析することができる。例示的な実施形態では、出力ユニット１１４は、第１のマイクロフォン１１０で可聴音を受け取ったときと、第２のマイクロフォン１１１で可聴音を受け取ったときとの時間差に基づいて、電気コネクタ１０２、１０４から第２のマイクロフォン１１１までの発生距離を決定する。

図６は、出力曲線チャートの例示的な相互相関を示す。この相互相関出力曲線は、ｘ軸に沿って時間の遅れＬを示し、ｙ軸に沿って相関を示す。相互相関出力曲線は、式［Ｄ＝１００＊３４１＊ピーク／４４１００］などを使用して、２つのマイクロフォン間の音声信号移動距離を推定するために使用することができる。マイクロフォン１１０、１１１の平均電力波形の相互相関の最大値は、マイクロフォン１１０、１１１間におけるサンプル中の時間の遅延または遅れＬの推定値を提供する。遅れＬにサンプリング速度を掛けることで、秒単位の結果が提供される。この結果に音の速度（たとえば、音は空気中を約３４１ｍ／秒進む）を掛けることで、結果が移動距離Ｄとして提供される。移動距離Ｄは、音の発生源から第１のマイクロフォン１１０までの距離と音の発生源から第２のマイクロフォン１１１までの距離との相対的な差を表すことができる。そのような移動距離Ｄの決定から、出力ユニット１１４は、音の発生方向を決定することができる。出力ユニット１１４は、マイクロフォンのアレイにおける信号の共分散行列の固有値分解、ＭＵＳＩＣアルゴリズム、ＥＳＰＲＩＴアルゴリズムなどに基づいた方法など、他の到来方向（ＤＯＡ）方法を利用することができる。

音声信号の信号対雑音比（ＳＮＲ）は、いくつかのマイクロフォン１１０、１１１にわたって決定論的または適応的ビーム形成技法を使用して高めることができる。たとえば、出力ユニット１１４は、音声信号および解析を向上させるために、決定論的方法として和ビームのビーム形成技法を使用することができる。そのような技法では、複数のマイクロフォン信号の出力をコヒーレント加算して、指向性を有するビームを形成する。全指向性マイクロフォンパターンへの近接を、指向性パターンに変換することができる。適応的ビーム形成技法は、電気コネクタ１０２、１０４以外の方向からマイクロフォン１１０、１１１に入る雑音の発生源が存在すると分かっている場合に使用することができる。たとえば、発生源の方向を推定することができ、ビームパターン内に零位を配置して、受け取った信号に対するその寄与を取り除くことができる。

図７は、例示的な実施形態によって形成される嵌合保証システム２００を示す。嵌合保証システム２００は、嵌合保証システム１００（図１に示す）の特有の実施形態とすることができる。嵌合保証システム２００は、１対の電気コネクタ２０２、２０４が適切に嵌合されたことを確認するために、組立て者に対して可聴フィードバックを提供する。例示的な実施形態では、嵌合保証システム２００は、電気コネクタ２０２、２０４が嵌合されたときの可聴音を検出する。

嵌合保証システム２００は、電気コネクタ２０２、２０４に対する嵌合区域２１２の近傍に位置する第１のマイクロフォン２１０および第２のマイクロフォン２１１を含む。例示的な実施形態では、第１のマイクロフォン２１０は、組立て者の指先またはその付近に設けることができ、第２のマイクロフォン２１１は、組立て者の手首またはその付近に設けることができる。たとえば、マイクロフォン２１０、２１１は、組立て者の手にひもで縛ることができ、または組立て者によって着用される手袋の中に一体化することができる。別法として、マイクロフォン２１０、２１１は、嵌合区域２１２内の定位置に固定するなど、組立て者が電気コネクタ２０２、２０４を嵌合している場所の近傍で、嵌合区域２１２内に他の方法で位置決めすることができる。マイクロフォン２１０は、電気コネクタ２０２および／もしくは２０４内に埋め込むことができ、または他の方法で電気コネクタ２０２および／もしくは２０４に結合することができる。

マイクロフォン２１０、２１１は、出力ユニット２１４に接続され、出力ユニット２１４は、マイクロフォン２１０、２１１から音声信号を受け取る。出力ユニット２１４は、音声信号を処理し、可聴の出力またはフィードバックを提供する。例示的な実施形態では、出力ユニット２１４は、可聴出力を提供するスピーカを含む。出力ユニット２１４は、音声信号に基づいて組立て者に対して可聴フィードバックを提供するために、組立て者によって着用されるイヤバッドまたはヘッドフォンを含むことができる。嵌合保証システム２００は、電気コネクタ２０２、２０４が適切に嵌合されたことを確実にするために、組立て者に対して様々なタイプのフィードバックを提供する可聴音を強調する。出力ユニット２１４は、組立て者に対する可聴音を強調するために、背景雑音を除去することができる。出力ユニット２１４は、両方のマイクロフォン２１０、２１１からの音声信号を相互相関させて、嵌合区域２１２内で発生する音の発生方向を検証することができ、その他の場合、他の音声源からのものとしてそのような音声信号を除去する。

これらの図が様々な実施形態の機能ブロックの図を示す範囲内において、これらの機能ブロックは、必ずしもハードウェア回路間の区分を示すものではない。したがって、たとえば、機能ブロック（たとえば、プロセッサまたはメモリ）の１つまたは複数は、単一の部品のハードウェア（たとえば、汎用信号プロセッサまたはランダムアクセスメモリ、ハードディスクなど）、または複数の部品のハードウェア内で実施することができる。同様に、プログラムは、独立型のプログラムとすることができ、オペレーティングシステム内にサブルーチンとして組み込むことができ、インストール済みソフトウェアパッケージ内の機能とすることなどができる。様々な実施形態は、図面に示す配置および手段に限定されるものではないことを理解されたい。

上記の説明は、限定ではなく例示を目的とするものであることを理解されたい。たとえば、前述の実施形態（および／またはそれらの態様）は、互いに組み合わせて使用することができる。加えて、本発明の範囲から逸脱することなく、特定の状況または材料を本発明の教示に適合させるために、多くの修正を加えることができる。本明細書に記載の寸法、材料のタイプ、様々な構成要素の向き、ならびに様々な構成要素の数および位置は、特定の実施形態のパラメータを定義するものであり、何ら限定するものではなく、単に例示的な実施形態である。特許請求の範囲の精神および範囲内の多くの他の実施形態および修正形態が、上記の説明を読めば当業者には明らかになるであろう。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲を参照して、そのような特許請求の範囲が与えられる均等物の完全な範囲とともに決定されるべきである。

Claims (9)

1. 電気コネクタ（１０２、１０４）に対する嵌合区域（１１２）の近傍に位置するように構成された第１のマイクロフォン（１１０）および第２のマイクロフォン（１１１）であって、前記第１のマイクロフォンは、前記嵌合区域から第１の距離をあけて位置し、前記第２のマイクロフォンは、前記嵌合区域から第２の距離をあけて位置し、前記第１のマイクロフォンおよび前記第２のマイクロフォンは、前記電気コネクタが嵌合されたときに可聴音を検出するように構成される、第１のマイクロフォン（１１０）および第２のマイクロフォン（１１１）と、
   前記第１のマイクロフォンおよび前記第２のマイクロフォンに接続され、前記第１のマイクロフォンおよび前記第２のマイクロフォンからの音声信号を受け取る出力ユニット（１１４）であって、嵌合保証のために、前記第１のマイクロフォンおよび前記第２のマイクロフォンからの前記音声信号を処理する出力ユニットと
   を備え、
   前記出力ユニット（１１４）は、前記第１のマイクロフォンからの前記音声信号を前記第２のマイクロフォンからの前記音声信号と比較して、前記可聴音の発生方向を決定する、
   嵌合保証システム（１００）。
2. 前記出力ユニット（１１４）は、前記可聴音の発生方向を決定する、請求項１に記載の嵌合保証システム（１００）。
3. 前記出力ユニット（１１４）は、嵌合保証のために、前記第１のマイクロフォン（１１０）からの前記音声信号を前記第２のマイクロフォン（１１１）からの前記音声信号と比較する、請求項１に記載の嵌合保証システム（１００）。
4. 前記出力ユニット（１１４）は、前記嵌合区域（１１２）以外の方向から発生したと決定された音声信号を無視する、請求項１に記載の嵌合保証システム（１００）。
5. 前記出力ユニット（１１４）は、前記第１のマイクロフォン（１１０）および前記第２のマイクロフォン（１１１）の少なくとも１つからの前記音声信号に基づいて、前記電気コネクタ（１０２、１０４）の嵌合の向きを決定する、請求項１に記載の嵌合保証システム（１００）。
6. 前記出力ユニット（１１４）は、前記第１のマイクロフォン（１１０）で前記可聴音を受け取ったときと、前記第２のマイクロフォンで前記可聴音を受け取ったときとの時間差に基づいて、前記電気コネクタ（１０２、１０４）から前記第２のマイクロフォン（１１１）までの発生距離を決定する、請求項１に記載の嵌合保証システム（１００）。
7. 前記第１のマイクロフォン（１１０）は、組立て者が前記組立て者の指先の近傍に着用するように構成され、前記第２のマイクロフォン（１１１）は、前記組立て者が前記組立て者の手首の近傍に着用するように構成されている、請求項１に記載の嵌合保証システム（１００）。
8. 前記出力ユニット（１１４）は、前記音声信号が前記第１のマイクロフォン（１１０）および前記第２のマイクロフォン（１１１）で受け取られた時間に基づいて、背景雑音を除去する、請求項１に記載の嵌合保証システム（１００）。
9. 前記嵌合区域の近傍に位置するように構成された第３のマイクロフォンをさらに備え、前記出力ユニットは、前記第３のマイクロフォンに接続され、前記第３のマイクロフォンからの音声信号を受け取り、前記出力ユニットは、前記第３のマイクロフォンからの前記音声信号を処理する、請求項１に記載の嵌合保証システム（１００）。

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