JP6618283B2 - 無線航空機、ノイズキャンセル方法及び無線航空機用プログラム。 - Google Patents

Description

本発明は、モータで回転するプロペラにより空中を走行する無線航空機、ノイズキャンセル方法及び無線航空機用プログラムに関する。

近年、モータで回転するプロペラにより空中を走行する無線航空機が実用化されている。また、このような無線航空機において、走行中に音を集音することが行われている。

このような無線航空機において、走行中の音の集音は、集音しようとする音に加えて、プロペラを回転させるモータの回転音も集音してしまい、集音された音は、集音しようとする音に、モータの回転音によるノイズが集音されていた。

無線航空機とは異なるが、所望する音以外の騒音を低減する方法として、この騒音の逆位相の音波を生成し、騒音の低減を行うことが開示されている（特許文献１参照）。

特開２０１２−１１８３３４号公報

特許文献１によれば、周囲の騒音を集音し、この集音した騒音の逆位相の音波を生成し、所定の空間に第１のスピーカにより出力するとともに、第１のスピーカとは異なる所定のスピーカから集音した音の逆位相の音波を生成し、マイクに向けて出力する第２のスピーカにより、騒音の低減を可能にしている。

しかしながら、特許文献１に記載の方法では、騒音の低減に際して、複数のスピーカを用意する必要があり、装置本体のコストが増加するだけでなく、装置本体の重量が増加してしまうことにより、飛行性能が低下してしまうおそれがある。

そこで、本発明では、集音時に、モータの回転音により発生する騒音の逆位相の音波を合成することにより、モータの回転音によるノイズを低減することができる点に着目した。

本発明は、装置本体の飛行性能を維持しつつ、ノイズを低減することが可能な無線航空機、ノイズキャンセル方法及び無線航空機用プログラムを提供することを目的とする。

本発明では、以下のような解決手段を提供する。

第１の特徴に係る発明は、モータで回転するプロペラにより空中を飛行する無線航空機であって、
前記モータの回転音と、周辺の音を集音するマイク部と、
前記マイク部が集音した前記モータの回転音を記憶する記憶部と、
前記記憶部によって予め記憶されたモータの回転音を利用して、逆位相となる音波を生成する逆位相音波生成部と、
周辺の音を集音する集音指示を取得する取得部と、
前記集音指示を取得した際、前記マイク部が集音した周辺の音に対して、前記逆位相音波生成部によって生成された回転音の逆位相となる音波を合成することでノイズキャンセリングを行うノイズキャンセル部と、
を備えることを特徴とする無線航空機を提供する。

第１の特徴に係る発明によれば、モータで回転するプロペラにより空中を飛行する無線航空機は、マイク部が集音したモータの回転音を予め記憶し、記憶されたモータの回転音を利用して、逆位相となる音波を生成し、周辺の音を集音する集音指示を取得し、前記集音指示を取得した際、マイク部が周辺の音を集音し、集音した周辺の音に対して、前記生成された回転音の逆位相となる音波を合成することでノイズキャンセリングを行う。

ここで、第１の特徴に係る発明は、無線航空機のカテゴリであるが、ノイズキャンセル方法及び無線航空機用プログラム等の他のカテゴリにおいても、そのカテゴリに応じた同様の作用・効果を発揮する。

第２の特徴に係る発明は、モータで回転するプロペラにより空中を飛行する無線航空機が実行するノイズキャンセル方法であって、
前記モータの回転音を集音するステップと、
集音した前記モータの回転音を記憶するステップと、
前記記憶されたモータの回転音を利用して、逆位相となる音波を生成するステップと、
周辺の音を集音する集音指示を取得するステップと、
前記集音指示を取得した際、前記周辺の音を集音するステップと、
前記集音した周辺の音に対して、前記生成された回転音の逆位相となる音波を合成することでノイズキャンセリングを行うステップと、
を備えることを特徴とするノイズキャンセル方法を提供する。

第３の特徴に係る発明は、モータで回転するプロペラにより空中を飛行する無線航空機に、
モータで回転するプロペラにより空中を飛行する無線航空機に、
前記モータの回転音を集音するステップ、
集音した前記モータの回転音を記憶するステップ、
前記記憶されたモータの回転音を利用して、逆位相となる音波を生成するステップ、
周辺の音を集音する集音指示を取得するステップ、
前記集音指示を取得した際、前記周辺の音を集音するステップ、
前記集音した周辺の音に対して、前記生成された回転音の逆位相となる音波を合成することでノイズキャンセリングを行うステップ、
を実行させるためのコンピュータ読み取り可能な無線航空機用プログラムを提供する。

本発明によれば、装置本体の飛行性能を維持しつつ、ノイズを低減することが可能な無線航空機、ノイズキャンセル方法及び無線航空機用プログラムを提供するが可能となる、

図１は、第１の実施形態に係る無線航空機１０の概念図である。 図２は、第２の実施形態に係る無線航空機１０の概念図である。 図３は、無線航空機１０の機能ブロック図である。 図４は、第１の実施形態に係る無線航空機１０が実行するノイズキャンセリング処理を示すフローチャートである。 図５は、第２の実施形態に係る無線航空機１０が実行するノイズキャンセリング処理を示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図を参照しながら説明する。なお、これらはあくまでも例であって、本発明の技術的範囲はこれに限られるものではない。

［第１の実施形態における無線航空機１０の概要］
第１の実施形態における本発明の概要について、図１に基づいて説明する。無線航空機１０は、マイク部１００、逆位相音波生成部１１０及び通信部１２０から構成される。無線航空機１０は、操作用端末又はコンピュータ等の外部端末からの遠隔操作や自身にプログラミングされた所定の行動に基づいた自動制御が可能な無人航空機である。無線航空機１０は、モータで回転するプロペラにより空中を飛行する。

無線航空機１０は、後述するマイク部１００により、マイク部１００周辺の音を集音する。マイク部１００が集音する音とは、音源２００からの音と、モータ音源３００の音である。音源２００の音とは、遠隔操作による指示やプログラミングされた所定の行動に基づいて指定された場所の音である。モータ音源３００の音とは、具体的には、無線航空機１０のプロペラを回転するモータの回転音である。

マイク部１００は、遠隔操作による指示やプログラミングされた所定の行動に基づいて、音源２００の音を集音するデバイスや、モータ音源３００の音を集音するデバイス等を備える。また、通信部１２０は、近距離無線通信や、所定の帯域の電波を送受信するデバイス等を備える。

はじめに、無線航空機１０は、マイク部１００により、遠隔操作による指示やプログラミングされた所定の行動に基づいて、音源２００の音を集音する（ステップＳ０１）。

同時に、無線航空機１０は、マイク部１００により、モータ音源３００の音を集音する（ステップＳ０２）。

無線航空機１０は、逆位相音波生成部１１０により、ステップＳ０２において集音したモータの回転音を解析し、この回転音の逆位相となる音波を生成し、マイク部１００に出力する（ステップＳ０３）。

無線航空機１０は、ステップＳ０１において音源２００から集音した音と、ステップＳ０３において合成した逆位相となる音波とを合成し、ノイズキャンセリングを実行する（ステップＳ０４）。ステップＳ０４において、音源２００から集音する音の音波と、モータの回転音の逆位相となる音波とを合成することにより、音源２００に含まれるモータの回転音を打ち消すことが可能となる。

無線航空機１０は、通信部１２０により、ステップＳ０４において実行したノイズキャンセリングを施した音のデータを外部端末に送信する（ステップＳ０５）。

以上が、第１の実施形態における無線航空機１０の概要である。

［第２の実施形態における無線航空機１０の概要］
第２の実施形態における本発明の概要について、図２に基づいて説明する。無線航空機１０は、マイク部１００、逆位相音波生成部１１０、通信部１２０及びモータ音記憶部１３０から構成される。無線航空機１０は、操作用端末又はコンピュータ等の外部端末からの遠隔操作や自身にプログラミングされた所定の行動に基づいた自動制御が可能な無人航空機である。無線航空機１０は、モータで回転するプロペラにより空中を飛行する。

無線航空機１０は、後述するマイク部１００により、マイク部１００周辺の音を集音する。マイク部１００が集音する音とは、音源２００からの音と、モータ音源３００の音である。音源２００の音とは、遠隔操作による指示やプログラミングされた所定の行動に基づいて指定された場所の音である。モータ音源３００の音とは、具体的には、無線航空機１０のプロペラを回転するモータの回転音である。

マイク部１００は、遠隔操作による指示やプログラミングされた所定の行動に基づいて、音源２００の音を集音するデバイスや、モータ音源３００の音を集音するデバイス等を備える。また、通信部１２０は、近距離無線通信や、所定の帯域の電波を送受信するデバイス等を備える。また、モータ音記憶部１３０は、集音したモータ音源３００の音を記憶するデバイス等を備える。

はじめに、無線航空機１０は、マイク部１００により、モータ音源３００の音を集音する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０において、マイク部１００は、プロペラを回転するモータの回転音をモータ音源３００の音として集音する。

無線航空機１０は、モータ音記憶部１３０により、ステップＳ１０において集音したモータ音源３００の音を記憶する（ステップＳ１１）。

次に、無線航空機１０は、マイク部１００により、音源２００の音を集音する（ステップＳ１２）

無線航空機１０は、逆位相音波生成部１１０により、ステップＳ１１において記憶したモータの回転音を取得し（ステップＳ１３）、取得したモータの回転音の逆位相となる音波を生成し、この生成した逆位相となる音波をマイク部１００に出力する（ステップＳ１４）。

無線航空機１０は、ステップＳ１２において音源２００から集音する音の音波と、ステップＳ１４において生成した逆位相の音波とを合成し、ノイズキャンセリングを実行する（ステップＳ１５）。ステップＳ１５において、音源２００から集音する音の音波と、モータの回転音の逆位相となる音波とを合成することにより、音源２００に含まれるモータの回転音を打ち消すことが可能となる。

無線航空機１０は、通信部１２０により、ステップＳ１５において実行したノイズキャンセリングを施した音のデータを外部端末に送信する（ステップＳ１６）。

以上が、第２の実施形態における無線航空機１０の概要である。

［各機能の説明］
図３に基づいて、無線航空機１０の構成について説明する。無線航空機１０は、後述の機能を備え、モータで回転するプロペラにより空中を飛行し、マイク等により周辺の音を集音する。

無線航空機１０は、制御部１１として、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等を備え、通信部１２として、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１に準拠したＷｉＦｉ対応デバイス、赤外線通信等の近距離無線通信対応デバイス、所定の帯域の電波を送受信するためのデバイス等を備える。

また、記憶部１３として、例えば、ハードディスクや半導体メモリ、記録媒体、メモリカード等によるデータのストレージ部を備える。記憶部１３には、後述する無線航空機１０のモータの回転音を記憶する機能が含まれる。また、生成部１４として、後述するモータの回転音の逆位相の音波を生成するデバイス等を備える。また、集音部１５として、周辺の音を集音するマイクデバイス等を備える。

無線航空機１０において、制御部１１が所定のプログラムを読み込むことで、通信部１２と協働して、データ送信モジュール２０を実現する。また、無線航空機１０において、制御部１１が所定のプログラムを読み込むことで、記憶部１３と協働して、モータ音記憶モジュール３０を実現する。また、制御部１１が所定のプログラムを読み込むことで、生成部１４と協働して、逆位相音波生成モジュール４０を実現する。また、無線航空機１０において、制御部１１が所定のプログラムを読み込むことで、集音部１５と協働して、集音モジュール５０を実現する。

［第１実施形態におけるノイズキャンセリング処理］
図４は、第１実施形態における、無線航空機１０が実行するノイズキャンセリング処理のフローチャートである。上述した各モジュールが実行する処理について、本処理に併せて説明する。

はじめに、集音モジュール５０は、音の集音指示が行われたか否かを判断する（ステップＳ２０）。ステップＳ２０において、集音モジュール５０は、操作用端末や操作用コンピュータ等の外部端末から、音の集音指示を受信したか否かを判断する。

ステップＳ２０において、集音モジュール５０は、音の集音指示を受信していないと判断した場合（ステップＳ２０ ＮＯ）、音の集音指示を受信するまで本処理を繰り返す。

一方、ステップＳ２０において、集音モジュール５０は、音の集音指示を受信したと判断した場合（ステップＳ２０ ＹＥＳ）、周辺の音の集音を開始する（ステップＳ２１）。なお、ステップＳ２１において、周辺の音の集音の開始とともに、周辺の動画や静止画等の画像を撮影開始するようにしても良い。この場合、後述する集音の終了とともに、画像の撮影を終了すれば良い。

同時に、集音モジュール５０は、プロペラを回転させるモータの回転音を集音する（ステップＳ２２）。

逆位相音波生成モジュール４０は、集音モジュール５０が集音したモータの回転音を解析し、解析した音の音波の逆位相となる音波を生成する（ステップＳ２３）。

逆位相音波生成モジュール４０は、生成した逆位相となる音波をマイク周辺に出力する（ステップＳ２４）。

集音モジュール５０は、集音した周辺の音の音波と、ステップＳ２３において生成された逆位相となる音波とを合成し（ステップＳ２５）、集音した周辺の音からモータの回転音を除外し、音データを生成する（ステップＳ２６）。

データ送信モジュール２０は、ステップＳ２６において生成した音データを外部端末へ送信する（ステップＳ２７）。

集音モジュール５０は、音の集音終了指示が行われたか否かを判断する（ステップＳ２８）。ステップＳ２８において、集音モジュール５０は、外部端末から、音の集音終了指示を受信したか否かを判断する。なお、ステップＳ２８において、予め設定されたプログラム等に基づいて、集音開始から所定の時間の経過が経過した場合や、集音開始から所定の距離移動した場合や、その他の場合等に集音を終了させる指示を無線航空機１０自身が生成しても良い。

ステップＳ２８において、集音モジュール５０は、音の取得終了指示を受信していないと判断した場合（ステップＳ２８ ＮＯ）、ステップＳ２２以降の処理を繰り返す。

一方、ステップＳ２７において、集音モジュール５０は、音の取得終了指示を受信したと判断した場合（ステップＳ２０ ＹＥＳ）、集音を終了する（ステップＳ２９）

以上が、第１の実施形態におけるノイズキャンセリング処理である。

［第２実施形態におけるノイズキャンセリング処理］
図５は、第２実施形態における、無線航空機１０が実行するノイズキャンセリング処理のフローチャートである。上述した各モジュールが実行する処理について、本処理に併せて説明する。

はじめに、集音モジュール５０は、自身のプロペラを回転するモータの回転音を集音する（ステップＳ３０）。

モータ音記憶モジュール３０は、集音したモータの回転音を記憶する（ステップＳ３１）。

逆位相音波生成モジュール４０は、記憶したモータの回転音を解析し、この回転音の音波の逆位相となる音波を生成する（ステップＳ３２）。

次に、集音モジュール５０は、音の集音指示が行われたか否かを判断する（ステップＳ３３）。ステップＳ３３において、集音モジュール５０は、操作用端末や操作用コンピュータ等の外部端末から、音の集音指示を受信したか否かを判断する。

ステップＳ３３において、集音モジュール５０は、音の集音指示を受信していないと判断した場合（ステップＳ３３ ＮＯ）、音の集音指示を受信するまで本処理を繰り返す。

一方、ステップＳ３３において、集音モジュール５０は、音の集音指示を受信したと判断した場合（ステップＳ３３ ＹＥＳ）、周辺の音の集音を開始する（ステップＳ３４）。なお、ステップＳ３４において、周辺の音の集音の開始とともに、周辺の動画や静止画等の画像を撮影開始するようにしても良い。この場合、後述する集音の終了とともに、画像の撮影を終了すれば良い。

逆位相音波生成モジュール４０は、ステップＳ３２において生成した逆位相となる音波をマイク周辺に出力する（ステップＳ３５）。

集音モジュール５０は、集音した周辺の音の音波と、ステップＳ３２において生成された逆位相となる音波とを合成し（ステップＳ３６）、集音した周辺の音からモータの回転音を除外し、音データを生成する（ステップＳ３７）。

データ送信モジュール２０は、ステップＳ３７において生成した音データを外部端末へ送信する（ステップＳ３８）。

集音モジュール５０は、音の集音終了指示が行われたか否かを判断する（ステップＳ３９）。ステップＳ３９において、集音モジュール５０は、外部端末から、音の集音終了指示を受信したか否かを判断する。なお、ステップＳ３９において、予め設定されたプログラム等に基づいて、集音開始から所定の時間の経過が経過した場合や、集音開始から所定の距離移動した場合や、その他の場合等に集音を終了させる指示を無線航空機１０自身が生成しても良い。

ステップＳ３９において、集音モジュール５０は、音の取得終了指示を受信していないと判断した場合（ステップＳ３９ ＮＯ）、ステップＳ３５以降の処理を繰り返す。

一方、ステップＳ３９において、集音モジュール５０は、音の取得終了指示を受信したと判断した場合（ステップＳ３９ ＹＥＳ）、集音を終了する（ステップＳ４０）。

以上が、第２の実施形態におけるノイズキャンセリング処理である。

上述した手段、機能は、コンピュータ（ＣＰＵ、情報処理装置、各種端末を含む）が、所定のプログラムを読み込んで、実行することによって実現される。プログラムは、例えば、フレキシブルディスク、ＣＤ（ＣＤ−ＲＯＭなど）、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭなど）等のコンピュータ読取可能な記録媒体に記録された形態で提供される。この場合、コンピュータはその記録媒体からプログラムを読み取って内部記憶装置又は外部記憶装置に転送し記憶して実行する。また、そのプログラムを、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク等の記憶装置（記録媒体）に予め記録しておき、その記憶装置から通信回線を介してコンピュータに提供するようにしてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述したこれらの実施形態に限るものではない。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。

１０ 無線航空機１０

Claims (3)

1. モータで回転するプロペラにより空中を飛行する無線航空機であって、
   前記モータの回転音と、周辺の音を集音するマイク部と、
   前記マイク部が集音した前記モータの回転音を記憶する記憶部と、
   前記記憶部によって予め記憶されたモータの回転音を利用して、逆位相となる音波を生成する逆位相音波生成部と、
   周辺の音を集音する集音指示を取得する取得部と、
   前記集音指示を取得した際、前記マイク部が集音した周辺の音に対して、前記逆位相音波生成部によって生成された回転音の逆位相となる音波を合成することでノイズキャンセリングを行うノイズキャンセル部と、
   を備えることを特徴とする無線航空機。
2. モータで回転するプロペラにより空中を飛行する無線航空機が実行するノイズキャンセル方法であって、
   前記モータの回転音を集音するステップと、
   集音した前記モータの回転音を記憶するステップと、
   前記記憶されたモータの回転音を利用して、逆位相となる音波を生成するステップと、
   周辺の音を集音する集音指示を取得するステップと、
   前記集音指示を取得した際、前記周辺の音を集音するステップと、
   前記集音した周辺の音に対して、前記生成された回転音の逆位相となる音波を合成することでノイズキャンセリングを行うステップと、
   を備えることを特徴とするノイズキャンセル方法。
3. モータで回転するプロペラにより空中を飛行する無線航空機に、
   前記モータの回転音を集音するステップ、
   集音した前記モータの回転音を記憶するステップ、
   前記記憶されたモータの回転音を利用して、逆位相となる音波を生成するステップ、
   周辺の音を集音する集音指示を取得するステップ、
   前記集音指示を取得した際、前記周辺の音を集音するステップ、
   前記集音した周辺の音に対して、前記生成された回転音の逆位相となる音波を合成することでノイズキャンセリングを行うステップ、
   を実行させるためのコンピュータ読み取り可能な無線航空機用プログラム。