JP6854520B2 - 統合センサシステム - Google Patents

Description

本発明は、騒音および／または振動を監視する方法および装置に関する。特に、本発明は、騒音および／または振動を監視する分配可能および／または構成可能な方法ならびに／あるいは装置の提供に関する。

現代社会では環境騒音の影響範囲が拡大し続けているため、騒音の自律監視と管理とは、多くの状況で重要な要素である。同状況は、性質も複雑さも異なり、職場の健康と安全の要件から、重工業や鉱業などの極端な場合にまで及ぶ可能性がある。他の状況では、近隣の居住者または勤務者に迷惑をかける可能性のある、特に建設、解体、または、道路交通に起因する環境騒音を測定することも重要である。騒音の自律測定と評価とは、航空交通、鉄道交通、モータースポーツの騒音、採石場、または、産業用地、による環境騒音の影響を受ける居住地域にとっても非常に重要である。

大きな建設現場などの大規模な騒音源は、振動源にもなりやすい。したがって、特に構造物とその周辺の許容可能な振動レベルを監視する場合、騒音レベルと並行して振動レベルを監視・管理することが重要事項になる可能性がある。工作機械の振動を監視することも予知保全の重要な要素である。

騒音や振動の測定と監視とには、多様な特殊なセンサやシステムが、利用できる。各システムは（他の因子の中でも特に）ある水準の精度で認証され、ユーザは必要な堅牢性や精度の水準に基づいて装置を選択できる。したがって、各システムは、その水準の精度で認定された単一のセンサを含む。このようなシステムは一般に相互運用可能ではないため、監視計画に関連する有用なデータを得るためには、ユーザは、あるセンサの出力を保存してコンピュータ処理した後、他のセンサの出力を処理したものと組み合わせなければならない。一般に、この問題は、例えば、複数のセンサを広域に配置する大規模な計画に使用するために必要な複数のセンサと処理装置とのカスタム構成が原因で起こり、相当な設置労力とコスト増加につながる。これは、必要なセンサ装置の組み合わせが異なるため、騒音と振動との両方を同時に監視する必要がある場合に特有の問題である。

多くの用途で、例えば、法的要件を満たすことを示すために騒音／振動レベルを監視する場合や広域を調査する場合、広域で一定期間に多数の測定を行うことにより、あるいは、関連パラメータを連続的に測定できる装置を設置することにより、大量の分析用データを取得するのが望ましいことが多い。様々な製造業者による市販のシステムの多くは、相互運用性が低く、一般に大型で高価なため、現在の監視システムを用いてこの要件を満たすのは難しい場合がある。

本発明の側面と実施形態とは、添付の特許請求の範囲に記載される。それらと、その他の側面および実施形態と、も本明細書に記載される。

第一の側面によれば、環境音を記録するための装置と共に使用するための、領域内の環境音の監視方法が提供される。この方法は、前記装置から環境音データを受信する工程と、前記環境音データに関連するパラメータが所定の閾値を超えた時を決定する工程と、前記所定の閾値が超えられたとき、環境音データを保存する工程と、を含む。

上記の方法は、所定の音声閾値を超えた場合にのみ、前記装置が音声サンプルを監視（または記録）し保存することができ、ユーザに保存された音声サンプルから騒音源を明確に特定できる能力を与えることができる。騒音閾値を超える環境音のみを保存することで、監視（または記録）された全てのデータを保存するのに比べて必要な記憶領域を削減でき、重要な（例えば、騒音が多い）環境音のみが確実に保存される。

必要に応じて、前記パラメータは、環境騒音の測定に関連する。さらに必要に応じて、前記パラメータは、音圧レベルである。

必要に応じて、前記環境音データは、前記パラメータが所定の閾値を超えた時からの第１期間、または、前記パラメータが前記所定の閾値を下回った時からの第２期間、のうち最初の期間が終了するまで連続的に保存される。必要に応じて、前記第１期間は、２０秒−１分であり、好ましくは３０秒である。必要に応じて、前記第２期間は、１秒−５秒であり、好ましくは２秒である。

連続的にデータを監視しながらも特定の期間についてのみデータを保存することにより、データに必要な記憶領域は、重要な部分を欠落させることなく削減される。

必要に応じて、前記方法は、環境音データのサンプルをローカルデータバッファに記録する工程と、記録された前記サンプルを前記ローカルデータバッファの内容に上書きする工程と、をさらに含む。必要に応じて、前記方法は、所定の閾値が超えられたとき、前記ローカルデータバッファの前記内容を保存する工程をさらに含む。必要に応じて、複数のサンプルは、連続的に記録される。必要に応じて、前記方法は、前記ローカルデータバッファの保存された前記内容と、保存された前記環境音データと、を単一の音声ファイルにまとめる工程をさらに含む。必要に応じて、前記音声ファイルは、連続する。必要に応じて、サンプルの長さは、１秒−３０秒であり、好ましくは１０秒である。

閾値が超えられたとき、サンプルをデータバッファに記録してデータバッファを保存することにより、閾値を超える直前に生じている環境音を記録することができ、これを騒音源の特定に役立てることができる。

必要に応じて、前記パラメータが所定の閾値を超えた時を決定する前記工程は、前記装置で実行される。前記装置はプロセッサを備え、好ましくは、前記プロセッサは前記パラメータが所定の閾値を超えているかどうかを決定する前記工程を実行する。あるいは、前記パラメータが所定の閾値を超えた時を決定する前記工程は、外部サーバで実行されてもよい。必要に応じて、データは、外部サーバに保存される。あるいは、データは、前記装置に保存されてもよい。前記装置は、前記データを保存するためのデータ記憶部を有する。必要に応じて、前記方法は、保存されたデータの１つ以上の項目を送信するための要求を受信する工程と、前記要求に応じて保存された前記データの前記１つ以上の項目を外部サーバへ送信する工程と、をさらに含む。前記装置は、前記外部サーバと通信する。

データの処理および／または保存を前記装置で行うことにより、いくつかの状況では処理効率が向上する場合があり、他の状況では外部サーバでデータの処理および／または保存を行うことが好ましい場合がある。

必要に応じて、前記方法は、前記環境音に関連する追加パラメータが所定の期間中に追加の所定の閾値を超えた時を決定する工程と、前記所定の閾値が超えられた場合に保存された前記データをユーザに利用可能にさせる工程と、をさらに含む。必要に応じて、追加パラメータは、前記パラメータでもよい。必要に応じて、前記追加の所定の閾値は、前記所定の閾値でもよい。必要に応じて、ローカル記憶部の内容をユーザに利用可能にさせる前記工程は、保存された前記データの１つ以上の項目に関する要求を外部サーバから受信すると、保存された前記データの１つ以上の項目を前記外部サーバへ送信する工程を含む。前記装置は、前記外部サーバと通信する。必要に応じて、前記ローカル記憶部の内容をユーザに利用可能にさせる工程は、保存された前記データの１つ以上の項目を中間ユーザ装置へ送信することを含む（例えば、保存された前記データの項目は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続を介して、電話機に送信できる）。

所定の期間中に閾値を超えた場合にのみ、保存されたデータを利用可能にさせることにより、重要な結果（すなわち、騒音の監視に関連する結果）のみがユーザに確実に報告される。

必要に応じて、追加の所定の閾値が超えられない場合、保存された前記データは、削除される。

未使用の保存されたデータを削除することにより、記憶領域を効率的に使用することができ、騒音の監視に無関係のデータを削除することができる。

必要に応じて、保存された前記環境音データは、タイムスタンプを付される。

タイムスタンプを付すことにより、前記保存された環境音データのユーザにとっての有用性が向上する。必要に応じて、閾値が超えられたとき、警告信号が送信されてもよい。

警告を送信することにより、騒音閾値が超えられた時をユーザに知らせることによる付加的機能を提供する場合がある。

さらなる側面は、前述の方法を実行するよう動作可能な環境音記録装置を提供する。

さらなる側面は、領域内の環境音を監視する装置を提供する。この装置は、環境音データを受信する手段と、前記環境音データに関連するパラメータが所定の閾値を超えた時を決定する手段と、前記所定の閾値が超えられたとき、前記環境音データを保存する手段と、を有する。

さらなる側面は、前述の方法を実行するためのソフトウェアコードを含むコンピュータプログラム製品を提供する。

さらなる側面は、騒音および振動の測定に適した少なくとも１つのセンサノードと共に使用するための、領域内の環境騒音および振動を監視する方法を提供する。この方法は、構成データを少なくとも１つのセンサノードに送信する工程を含み、前記構成データは、騒音および／または振動に関連する１つ以上の所望のパラメータの仕様を含み、前記少なくとも１つのセンサノードを用いて、騒音および／または振動に関連するデータをある期間中に収集する工程と、前記少なくとも１つのセンサノードから受信した前記データを用いて、前記少なくとも１つのセンサノードの前記構成データに基づいて、前記期間の前記１つ以上の所望のパラメータを計算する工程と、を含む。必要に応じて、複数のセンサノードが使用され、前記期間の前記１つ以上の所望のパラメータは各センサノードの前記構成データに基づいて計算される。必要に応じて、前記１つ以上の所望のパラメータは、前記少なくとも１つのセンサノードで計算される。必要に応じて、データを収集する前記工程は、前記少なくとも１つのセンサノードの前記構成データに基づく。

所望のパラメータのみを集中的に構成できるため、処理効率が向上し、ユーザにとって１つ以上の装置の管理や配置が単純になる。

必要に応じて、前記方法は、前記１つ以上の所望のパラメータを含む結果データを構成する工程をさらに含み、前記結果データは、時間データ、位置データ、記録された環境音のうち１つ以上をさらに含む。

結果データに追加情報を提供することにより、データの有用性が向上する。

必要に応じて、前記方法は、外部サーバへ結果データを送信する工程をさらに含む。前記センサノードは、前記外部サーバと通信する。必要に応じて、前記方法は、結果データを編集することにより前記領域内の騒音および／または振動に関連するデータを構成する工程をさらに含む。

結果データの編集および外部サーバの使用により、データをユーザに有用かつ便利に提示できる。

必要に応じて、前記方法は、前記少なくとも１つのセンサノードから、ユーザが設定した騒音および／または振動に関する閾値の超過、前記センサノードの電池残量不足、外部電源の接続または切断、測定エラーの検出、前記センサノードの移動、のうちの１つ以上に関する警告信号を送信する工程をさらに含む。

前記警告を使用することにより、ユーザは前記センサノードのうちの１つ以上の任意の問題を修復することができ、システムは（非常）警告システムとして機能することができる。

必要に応じて、前記構成データは、前記少なくとも１つのセンサノードの動作時間と、前記少なくとも１つのセンサノードにより送信された警告と、のうち少なくとも一方をさらに含む。

構成データにさらなる情報を提供することにより、システムの使いやすさを改善する場合がある。

必要に応じて、前記方法は、追加期間中に１つ以上の所望のパラメータを計算する工程をさらに含む。前記追加期間は、前記期間よりも短く、好ましくは約１０秒である。

（より短い）追加期間を使用することにより、ほぼ即時の結果を計算し、いくつかのパラメータに関してユーザに報告することができる場合がある。これらのパラメータは、より長い期間について計算されたより完全なパラメータの集合と組み合わせて提供されてもよい。

必要に応じて、前記センサノードは、ユーザ装置と連動するよう動作可能であることにより、結果データのエクスポートおよび／または構成データのインポートを可能とする。必要に応じて、前記方法は、前記センサノードと外部サーバとの間で構成データを同期させる工程をさらに含む。必要に応じて、前記期間は、ユーザにより設定される。

さらなる側面は、騒音および振動の測定に適した少なくとも１つのセンサノードを含み、前述の方法の実施に適した騒音・振動測定システムを提供する。

さらなる側面は、領域内の環境騒音および振動を監視するシステムを提供する。このシステムは、騒音および／または振動に関するデータをある期間中に収集する手段を含む少なくとも１つのセンサノードと、前記少なくとも１つのセンサノードに構成データを送信する手段と、を備え、前記構成データは、騒音および／または振動に関連する１つ以上の所望のパラメータの仕様を含み、前記少なくとも１つのセンサノードから受信したデータを用いて、前記少なくとも１つのセンサノードの前記構成データに基づき前記期間の前記１つ以上の所望のパラメータを計算する手段と、を備える。

さらなる側面は、前述の方法を実行するためのソフトウェアコードを含むコンピュータプログラム製品を提供する。

さらなる側面は、ローカル保存された構成データに基づいて、騒音および振動を監視するのに適した装置を構成する方法を提供する。この方法は、通信ネットワークを介して前記装置に利用可能な新規構成データを検索する工程と、新規構成データが発見された場合、前記装置が任意の新規構成データに従い騒音および／または振動を監視するように、前記ローカル保存された構成データに前記新規構成データを上書きする工程と、を含む。必要に応じて、構成データは、騒音および／または振動を監視するために前記装置により計算可能な騒音および／または振動に関する１つ以上のパラメータの仕様を含む。必要に応じて、前記構成データは、ファームウェアおよび／またはソフトウェアの更新に関連するデータを含む。

これにより、装置を迅速かつ簡単に構成することができ、監視の中断を最低限に抑えることができる。

必要に応じて、前記方法は、前記装置に電力が供給されたとき、前記装置を作動させる工程をさらに含む。

これにより、停電による監視の中断を最低限に抑えることができる。

さらなる側面は、前述の方法を実行するように動作可能な騒音・振動監視装置を提供する。

さらなる側面は、上記方法を実行するためのソフトウェアコードを含むコンピュータプログラム製品を提供する。

さらなる側面は、ローカル保存された構成データに基づいて、騒音および振動を監視するのに適した装置を提供する。この装置は、構成データを保存するデータ記憶部と、通信ネットワークを介して前記装置に利用可能な新規構成データを検索する手段と、新規構成データが発見された場合、前記装置が任意の新規構成データに従い騒音および／または振動を監視するように、前記ローカル保存された構成データに前記新規構成データを上書きする手段と、を備える。

さらなる側面は、騒音および振動の監視に適した装置を提供する。この装置は、１つ以上のプロセッサと、マイクロホンおよび／または加速度計からの入力信号を受信するように動作可能な１つ以上のデータ入力装置と、データ出力装置と、前記装置が移動した場合に検出するように動作可能な内部加速度計と、を備える。前記プロセッサは、前記入力信号を用いて騒音および／または振動に関する１つ以上のパラメータを計算するために使用される。前記１つ以上のパラメータのうちの少なくとも１つは、前記データ出力装置を介して、前記プロセッサにより出力される。必要に応じて、前記装置は、前記装置の移動を検出したとき、前記データ出力装置を介して、警告を出力するように構成される。

監視装置に内部加速度計を設けることにより、装置の移動を検知することができ、警告を発することにより、ユーザは監視の中断を低減するために改善措置をとることができる。

別の側面によれば、騒音および振動の監視に適した装置を提供する。この装置は、１つ以上のプロセッサと、マイクロホンおよび／または加速度計からの入力信号を受信するように動作可能な１つ以上のデータ入力装置と、データ出力装置と、を備える。前記プロセッサは、前記入力信号を用いて騒音および／または振動に関する１つ以上のパラメータを計算するために使用される。前記１つ以上のパラメータのうちの少なくとも１つは、前記データ出力装置を介して、前記プロセッサにより出力される。

１つの装置に音声センサと振動センサの一方または両方からの入力信号を受信する機能を与えることにより、音声および／または振動センサの位置に関する騒音および振動に関連するパラメータは、出力される前に、例えば、数回に分けてあるいは同時に、１つの装置で計算できる。

必要に応じて、前記１つ以上のパラメータは、結果ファイルにまとめられる。

１つ以上のパラメータに関するデータを含む結果ファイルをまとめることにより、パラメータは、より効率的に処理または保存できる。

必要に応じて、前記装置は、位置検出手段をさらに備える。必要に応じて、前記位置検出手段は、衛星測位受信機を含む。必要に応じて、前記結果ファイルは、位置データをさらに含む。例えば、１つの結果ファイルまたは複数の結果ファイルに、ＧＰＳ（またはＧＬＯＳＮＡＳＳまたはＧＡＬＩＬＥＯ、または、これらのいずれかの組み合わせ、または、これらのいずれかとＧＰＳとの組み合わせ、または、３つのシステム全て）衛星測位受信機を用いて取得された位置データなどの位置データを格納することにより、地図上に騒音および／または振動が検出された位置を正確に示すことができ、利用できるデータから可能な範囲で共通する騒音源および／または振動源を特定し示すことができるため、騒音および／または振動が検出されたある領域における騒音および／または振動の評価を可能とする。

必要に応じて、前記結果ファイルは、時間データをさらに含む。

経時的なデータが利用できる場合、時間データも含む結果ファイルを所持しているユーザにより、騒音および／または振動の経時的変化を評価できる。

必要に応じて、前記１つ以上のパラメータは、ユーザにより設定される。必要に応じて、前記１つ以上のパラメータは、設定された期間中に計算される。必要に応じて、前記期間は、ユーザにより定義される。

収集する所望のパラメータおよび／または期間をユーザに決定させることにより、ユーザの要望に応じて、結果が取得される。

必要に応じて、前記データ出力装置は、ＷＬＡＮアクセスポイント、ＧＳＭ（登録商標）接続、イーサネット（登録商標）接続、ＵＳＢ接続、メモリカード、のうちの少なくとも１つと接続される。必要に応じて、前記ＧＳＭ（登録商標）接続は、ＧＰＲＳ、３Ｇ、または、４Ｇ電気通信ネットワークを利用する。

前記装置に実装できる代替可能なデータ出力装置の全ては、出力データの通信および／または保存方法を柔軟にすることができる。

必要に応じて、前記装置は、筐体をさらに備える。必要に応じて、前記装置は、電池をさらに備える。必要に応じて、前記装置は、外部電源に前記装置へ電力供給させるように、および／または前記電池を充電させるように構成された電源入力装置をさらに備える。

電子機器の保護や電源により、装置は、例えば、屋外で受動モニタとして使用するのに十分に適合される。

必要に応じて、音声関連入力信号に関する前記装置の総ダイナミックレンジは、約１６ｄＢ（Ａ）（ＲＭＳ値）−１４０ｄＢ（Ａ）（ピーク値）である。必要に応じて、音声関連入力信号に関する前記装置のリニアダイナミックレンジは、約２６ｄＢ（Ａ）（ＲＭＳ値）−１４０ｄＢ（Ａ）（ピーク値）である。必要に応じて、音声関連入力信号に関する前記装置の性能は、ＩＥＣ６１６７２−１のクラス１の騒音計の電気音響性能規格に適合する。

上記パラメータを有し、かつ／またはＩＥＣ６１６７２−１（参照により本明細書に援用する）のクラス１の騒音計の規格に適合する装置を用いて、広範囲の音声源を高精度で測定および／または監視できる。

必要に応じて、振動関連入力信号に関する前記装置の総ダイナミックレンジは、約０．０００５ｍ／ｓ^２（ＲＭＳ値）〜５０ｍ／ｓ^２（ピーク値）である。必要に応じて、振動関連入力信号に関する前記装置の入力周波数範囲は、約１Ｈｚ〜１０ｋＨｚである。必要に応じて、振動関連入力信号に関する前記装置の性能は、ＩＳＯ１０８１６−１の規格に適合する。

上記パラメータを有し、および／またはＩＳＯ１０８１６−１（参照により本明細書に援用する）の規格に適合する装置を用いて、広域の振動源を高精度で測定および／または監視できる。

必要に応じて、前記１つ以上の所望のパラメータは、音圧レベル、等価騒音レベル、最大騒音測定値、ある期間の最低測定値、騒音曝露レベル、騒音測定のピーク値、時間帯補正等価騒音レベル、統計騒音レベル、振動のＲＭＳ値、振動の最大値、振動のピーク値、粒子速度のピーク値、または振動曝露値、のうちの任意の１つを含む。

前記装置は多様な有用なパラメータを計算できるため、ユーザによる多様な使用法に役立つ。

必要に応じて、前記データ出力装置は、騒音および／または振動レベルがユーザの設定した閾値を超えた場合に、前記センサノードの１人以上のユーザに警告するために使用される。

騒音および／または振動レベルが閾値を超えた際にユーザに警告することにより、前記装置は、さらに（非常）警告システムとして機能してもよい。

必要に応じて、前記データ出力装置は、前記センサノードの条件に依存して前記センサノードの１人以上のユーザに警告するために使用される。必要に応じて、前記センサノードの前記条件は、検出された位置変化である。必要に応じて、前記センサノードの前記条件は、電池電圧である。

データ出力装置または加速度計、位置変化の検出、電池電圧の検出、センサの接続または切断、に基づく警告のトリガは、前記装置の機能が前記装置の問題、または条件変化の影響を受けそうな場合に、ユーザに警告することができる。

必要に応じて、前記装置は、外付けの信号伝達器（ｓｉｇｎａｌｉｓａｔｏｒ）用の接続部をさらに備える。

前記信号伝達器は、ユーザへの警告の追加的手段を提供する。

さらなる側面は、前述の方法に従い環境音を記録する装置として使用するのに適した前述の装置を提供する。

さらなる側面は、前述の方法に従いセンサノードとして使用するのに適した前述の装置を提供する。

さらなる側面は、前述の方法に従い装置として使用するのに適した前述の装置を提供する。

さらなる側面は、前述のコンピュータプログラム製品を実行するよう適合された前述の装置を提供する。

さらなる側面は、騒音および振動を監視するシステムに関する。このシステムは、１つ以上の加速度計と、１つ以上のマイクロホンと、ネットワークを形成する複数のセンサノードと、サーバと、を備える。前記複数のセンサノードは、前述の装置である。

これにより、それぞれ実施形態に従う装置を有する複数のセンサノード間の騒音および／または振動を監視することができる。それにより、自律騒音・振動監視システムが提供される。

必要に応じて、前記データ出力装置は、前記１つ以上のパラメータを前記サーバへ送信するために使用される。

サーバを使用することにより、センサノードのネットワークから受信した結果は、例えば、データをデータベースまたはデータストア内で編集するために、共に保存され、さらに処理される。

必要に応じて、前記１つ以上のマイクロホンは、ＩＥＣ６１６７２−１のクラス１の騒音計に関する電気音響性能規格に適合する。必要に応じて、前記１つ以上のマイクロホンは、５０ｍＶ／Ｐａの感度および８Ｖ−３０Ｖ（直流）のバイアス電圧を有する。

例えば、５０ｍＶ／Ｐａの感度および８Ｖ−３０Ｖ（直流）のバイアス電圧を有するクラス１のマイクロホンを用いることにより、公品質な音声測定が可能である。

必要に応じて、前記１つ以上の加速度計は、三軸加速度計である。必要に応じて、前記１つ以上の加速度計は、１０００ｍＶ／ｇの感度を有する。

三軸加速度計または１０００ｍＶ／ｇの感度を有する加速度計を使用することにより、高品質な振動測定が可能である。

さらなる側面は、領域内の騒音および振動を監視する方法を提供する。この方法は、ネットワークを形成する複数のセンサノードを提供する工程と、前記複数のセンサノードを用いて騒音および／または振動に関するデータを設定された期間中に収集する工程と、前記複数のセンサノードを用いて前記期間の騒音および／または振動に関する１つ以上の所望のパラメータを計算する工程と、結果ファイルを作成する工程と、サーバを用いて結果ファイルを編集する工程と、を含む。必要に応じて、前記複数のセンサノードは、前述の装置である。

必要に応じて、前記方法は、編集された結果ファイルを前記サーバにアクセスしているユーザに報告する工程をさらに含む。必要に応じて、前記方法は、前記サーバを用いて前記複数のセンサノードを構成する工程をさらに含む。必要に応じて、前記ユーザは、ウェブポータルを用いて前記サーバにアクセスしてもよい。必要に応じて、前記ユーザは、モバイルアプリケーションを用いて前記サーバにアクセスしてもよい。

装置および／またはシステムの結果や構成手順にアクセスできるサーバをユーザに提供することにより、ユーザは、ある領域の騒音および振動を好都合に監視することができ、センサノードのネットワークを構成することができる。

本発明は、本明細書に記載の方法のいずれかを実行し、および／または、本明細書に記載の装置の特徴のいずれかを実現するためのコンピュータプログラムおよびコンピュータプログラム製品と、本明細書に記載の方法のいずれかを実行し、および／または、本明細書に記載の装置の特徴のいずれかを実現するためのプログラムが保存されたコンピュータ可読媒体と、を提供する。

本発明は、本明細書に記載の方法のいずれかを実行し、および／または、本明細書に記載の装置の特徴のいずれかを実現するためのコンピュータプログラムを実現する信号と、このような信号を送信する方法と、本明細書に記載の方法のいずれかを実行し、および／または、本明細書に記載の装置の特徴のいずれかを実現するためのコンピュータプログラムをサポートするオペレーティングシステムを有するコンピュータ製品も提供する。

本発明は、本明細書に記載され、および／または添付の図面を参照して説明された方法および／または装置に及ぶ。

本発明は、本明細書に記載され、および／または説明された任意の新規な側面または特徴に及ぶ。

本発明の一側面の任意の特徴は、任意の適切な組み合わせで本発明の別の側面に応用されてもよい。特に、方法の側面は、装置の側面に応用されてもよく、その逆も同様である。本明細書で使用する場合、ミーンズ・プラス・ファンクションの特徴は、適切にプログラムされたプロセッサや関連するメモリなどの対応する構成の観点で、代替的に表現されてもよい。

さらに、ハードウェアに実装される特徴は、一般にソフトウェアに実装されてもよく、その逆も同様である。本明細書でソフトウェアおよびハードウェアの特徴に対するあらゆる参照は、適切に解釈されるべきである。

一側面の任意の特徴は、任意の適切な組み合わせで他の側面に応用されてもよい。特に、方法の側面は、装置の側面に応用されてもよく、その逆も同様である。さらに、一側面のいずれかの特徴、いくつかの特徴、および／または全ての特徴は、任意の適切な組み合わせで他の任意の側面のいずれかの特徴、いくつかの特徴、および／または全ての特徴に応用されてもよい。

当然ながら、先に記載し、定義したいずれかの側面の様々な特徴の特定の組み合わせは、独立して実行、供給、および／または使用できる。

以下、単なる例示として、同一の参照番号を付した添付の図面を参照しながら実施形態について説明する。

図１は、一実施形態にかかる装置の物理部品の概略図である。

図２ａは、装置の一実施形態の電源回路の各部品の採り得る様々な構成を示す回路図である。 図２ｂは、装置の一実施形態の電源回路の各部品の採り得る様々な構成を示す回路図である。 図２ｃは、装置の一実施形態の電源回路の各部品の採り得る様々な構成を示す回路図である。 図２ｄは、装置の一実施形態の電源回路の各部品の採り得る様々な構成を示す回路図である。 図２ｅは、装置の一実施形態の電源回路の各部品の採り得る様々な構成を示す回路図である。

図３は、装置の一実施形態の分析部基板の物理部品の概略図であり、各部品間の接続を示す。

図４ａは、装置の一実施形態の音声分析部の電子部品の採り得る様々な構成を示す回路図である。 図４ｂは、装置の一実施形態の音声分析部の電子部品の採り得る様々な構成を示す回路図である。 図４ｃは、装置の一実施形態の音声分析部の電子部品の採り得る様々な構成を示す回路図である。 図４ｄは、装置の一実施形態の音声分析部の電子部品の採り得る様々な構成を示す回路図である。

図５ａは、装置の一実施形態の振動分析部の電子部品の採り得る様々な構成を示す回路図である。 図５ｂは、装置の一実施形態の振動分析部の電子部品の採り得る様々な構成を示す回路図である。

図６は、装置の一実施形態の様々な基板間の電気的接続を示す図である。

図７は、装置の音声記録機能の一例を示す流れ図である。

図８は、装置の音声記録機能のさらなる例を示す流れ図である。

図９は、外部サーバから得た構成データに基づいて、どのように複数の装置を動作させることができるかを示す流れ図である。

図１０は、装置がどのように構成データをダウンロードするかを示す流れ図である。

図１１は、騒音源／振動源を監視する装置のネットワークの概略図であり、データがどのように送信されるかを示す。

図１２は、装置を含む例示的なネットワークのシステム構成図である。

一実施形態にかかる装置１００の内部の物理部品の概略図が示されている図１を参照しながら、以下に説明する。

装置１００は、筐体１０１と、電池１０３と、それぞれ固有の機能を有する複数のプリント回路基板（ＰＣＢ）と、を備える。図１に示される実施形態では、５つのＰＣＢ、すなわち、通信モジュールを支持する無線基板１１５と、取得したデータを分析する構成部品を支持する分析部基板１１３と、プロセッサ基板１１１と、電源基板１１７と、装置との物理的接続をもたらす各部品を支持するように構成されたソケット基板１１９と、が設けられる。個別の機能を実行する複数のＰＣＢを設ける利点は、個々の部品を寿命の終わりに交換する場合の労力とは対照的に、必要に応じて、ＰＣＢ全体（と関連構成部品）を容易に交換できることである。

装置１００は、騒音および振動に関連する所望のパラメータを測定して、処理するように構成される。装置１００と共に使用される２種類のセンサは、騒音測定用のマイクロホン２０と、振動測定用の加速度計３０と、であることが正しく認識されるであろう。したがって、好都合なことに、装置１００は、騒音および振動の両方を監視するために使用されてもよいが、ある用途が騒音または振動のみを監視する必要があると求める場合には各タイプのうち一方のセンサのみが使用されてもよい。装置１００は、同時に騒音および振動の両方を監視できる。あるいは、マイクロホン２０と加速度計３０の両方が装置１００に接続されていても、騒音または振動のうち一方のみが測定されてもよい。

これらのセンサは、装置１００の外部に設けられ、マイクロホン２０用のＴＮＣコネクタ４０７と、加速度計３０用のＬＥＭＯコネクタ４０９と、を介して装置１００に接続されることが好ましい。これらのコネクタは、後述のとおりソケット基板１１９に直接配置されることが好ましい。この装置は、５０ｍＶ／Ｐａの感度および８〜３０Ｖ（直流）のバイアス電圧を有するクラス１のマイクロホン２０と、１０００ｍＶ／ｇの感度を有する任意のタイプの三軸加速度計３０と、を使用するように構成される。好ましくは、２４Ｖ（直流）のバイアス電圧が使用される。両センサは、ＴＥＤＳに準拠していることが好ましい。ＴＥＤＳセンサが使用される場合、装置１００は、センサを認識し、較正係数を含むセンサの特定のパラメータをセンサのメモリから読み込むことができてもよい。必要に応じて、装置１００は、センサパラメータに関する情報をこのメモリに保存することもできてもよい。

当然ながら、仕様の異なるセンサが装置１００と共に使用されてもよい。しかしながら、センサの仕様を満たすため、分析部基板１１３は、別の基板に交換される必要がある場合がある。装置１００は、分析部基板１１３および他の部品を容易に交換できるようにモジュール式に構成されている。

装置１００は屋外使用向けに設計されているため、装置１００の筐体１０１は、少なくともＩＰ５４の評価を満たすように水や粉塵の侵入に対し耐性があることが好ましい。筐体１０１は、複合上蓋がアルミニウム製の筺体に取り外せないように取り付けられたアルミニウム製であることが好ましい。図１に概略的に示されるように、ソケット基板１１９は装置１００の底部に向かって設けられ、筐体１０１は装置１００外部からすべてのソケットに到達できるように穴を備えることが好ましい。筐体１０１は、取り外しできる部分（不図示）を介して、装置１００の底部から装置の内部構成部品に到達できるように構成される。

電池１０３は、内部に収容され、充電式リチウムポリマー電池であることが好ましい。電池１０３は、電源基板１１７の周辺に収容されてもよい。完全に充電された電池１０３は、少なくとも１０−１２時間の連続動作の間、さらに好ましくは、少なくとも２４時間の連続動作の間、装置１００に電力を供給できることが好ましい。装置１００は、装置１００の電池寿命を改善するために、特定の機能が停止される低電力モードで使用されるように動作可能でもよい。より長時間の連続動作を保証するために、装置１００は、電源ソケット４１１を介して１２−５０Ｖ（直流）の直流電圧を供給する電源に接続されてもよい。このような電源は、外部電源、外部電池パック、太陽電池パネル、または、風力タービン、を含むことができる。この外部電源入力装置は、電池１０３の充電に用いられてもよく、および／または装置１００に直接電力を供給してもよい。外部電源が利用できない場合、または電源が中断された場合、装置１００は、測定が中断されないように、内臓電池１０３による電力供給に切り替えてもよい。

プロセッサ基板１１１と、分析部基板１１３と、電源基板１１７と、無線基板１１５と、ソケット基板１１９とは、約１ｃｍの間隔で物理的に重ねて配置できる。

図１に示されように、プロセッサ基板１１１は、１つ以上のプロセッサ１２１と、動作用ＲＡＭメモリ１２３と、ローカル保存用のＮＡＮＤフラッシュメモリ１２５（着脱できるマイクロＵＳＢカードとして提供されてもよく、またはプロセッサ基板１１１に直接取り付けられてもよい）と、システムファイルや構成ファイル用のシリアルメモリ１２７と、他の様々な接続・伝送関連部品と、を備える。実施形態によっては、３つのプロセッサ１２１が使用される。実施形態によっては、５１２ＭＢの動作用ＲＡＭメモリ１２３と、６４ＭＢのシリアルメモリ１２７と、が設けられる。

使用されるプロセッサ１２１は、例えば、ＡＴ３２ＵＣ３オーディオシリーズのプロセッサでもよい。その機能については、測定の実施・分析方法に関連して後述する。プロセッサ基板１１１は、分析用サンプルをタイムスタンプで適切に印付けするために、ＣＲ３０２２バッテリなどの電池により電力供給されるリアルタイムクロック１２９をさらに備えてもよい。実施形態によっては、リアルタイムクロック１２９の精度は、少なくとも２ｐｐｍである。

プロセッサ基板１１１は、実施形態によっては、後にエクスポートされるデータの保存に使用できるＳＤカードなどのメモリカード１３１も備えることができる。プロセッサ基板１１１は、必要に応じて、例えば、ソケット基板１１９に配置されたＵＳＢソケット４０３，４０４を介して装置とコンピュータとを連動させるために使用できる１つ以上のＵＳＢ接続１３３をさらに備えてもよい。プロセッサ基板１１１は、必要に応じて、ソケット基板１１９に配置されたイーサネット（登録商標）接続ポート４０５を介して、ＬＡＮネットワークと、イーサネット（登録商標）物理層で通信する手段１３５とも、備えてもよい。

プロセッサ基板１１１は、装置１００の移動に関連するデータを収集するように構成された追加の加速度計４０９を備えてもよい。しかしながら、この加速度計４０９は、振動の監視に使用するのには適さない場合がある。

ソケット基板１１９は、装置への外部接続全てを備える。前述のとおり、ソケット基板１１９は、ＴＮＣコネクタ４０７とＬＥＭＯコネクタ４０９とを備える。必要に応じて、ソケット基板１１９はファイル転送用の１つ以上のＵＳＢ ＯＴＧソケット４０３と、装置の構成および較正用のＵＳＢ ＲＳソケット４０４と、ＬＡＮ接続用のイーサネット（登録商標）ソケット４０５と、任意選択で外付けの信号伝達器を提供する信号出力コネクタ４０１とも含んでよい。あるいは、マルチポート４１５がソケット基板１１９にを設けられてもよく、このマルチポート４１５はマイクロホン２０および／または加速度計３０のケーブルを受け入れ、および／または電源入力装置として機能するように構成される。実施形態によっては、オン／オフスイッチ４１３が装置１００外部の上記ソケットの隣に設けられる。このスイッチ４１３は、切り替えられたとき、プロセッサ基板１１１および電源基板１１７と通信して装置１００を始動または停止させるように構成される。

無線基板１１５は、ＧＳＭ（登録商標）セルラーネットワークと、加入者識別モジュール（ＳＩＭ）を利用する通信手段３０１と、を備えてもよい。通信手段３０１は、ＧＰＲＳ／ＨＳＤＰＡ／３Ｇ／４Ｇネットワークを利用するのが好ましい。無線基板１１５は、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）で通信する手段（ＷＬＡＮクライアント３０３など）や、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）４．０ネットワークで通信する手段（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）４．０コントローラ３０５など）も備えてよい。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ネットワークは、コンピュータやモバイル装置などのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）に対応したユーザ装置との通信に使用されてもよく、必要に応じて、現在の読み取り値の転送および／または保存されたデータのダウンロード、および／または装置１００の状態に関連する情報の読み込みに使用されてもよい。

無線基板１１５は、ＧＰＳ受信機と関連構成部品（または「ＧＰＳチップ」３０７）とも備えてよく、収集された結果とそれを収集した場所とを関連付けることができる。

図２ａ−図２ｅは、電源基板１１７の各部品の採り得る様々な構成を示す回路図である。電源基板１１７は、電池１０３から装置１００の電子部品に電力を送るように構成され、したがって、プロセッサ１２１へ供給される電力を制御する手段（図２ａ）と、電池からの入力を受けて電池への接続のオンとオフとを切り替える手段（図２ｂ）と、電池からの電力を調整する手段（図２ｃ）と、主基板１１１の様々な他の各部品へ供給される電圧を調整する手段（図２ｄ）と、電源入力装置４１１を介して外部電源を用いて電池を充電する手段（図２ｅ）と、を備えてもよい。

図３は、分析部基板１１３の各部品の概略図であり、各部品間の接続を示す。分析部基板１１３は、騒音分析部２１１と振動分析部２１３との２つの小区分を備える。騒音分析部２１１は、騒音に関連する測定と、測定に関する初期処理と、を行うために使用される。騒音分析部２１１は、（ソケット基板１１９を介した）マイクロホン２０からの接続部と、（必要に応じて、ファントム電源入力を用いて）マイクロホンにバイアス電圧を供給するように構成された回路２０１と、リレー回路２０３と、電気増幅器２０５と、電気フィルタ２０７、好ましくはアンチエイリアスフィルタと、アナログ・デジタル変換器２０９と、を備える。使用時、マイクロホン２０が出力したアナログ電気信号は、使用されるマイクロホンと信号強度とに応じて最も精度の高い信号経路を選択するリレー回路２０３を通過する。次いで、この信号は、デジタル変換されてプロセッサ１２１へ送信される前に、フィルタリングおよび／または増幅されてもよい。

図４ａは、マイクロホン２０にバイアス電圧を供給するように構成された回路２０１の採り得る構成を、マイクロホン２０との接続部と共に示す回路図である。同様に、図４ｂは、リレー回路２０３の採り得る構成を示す回路図である。図４ｃは、本実施形態では周波数２０ｋＨｚの入力信号を対象として設定された８次バターワース・アンチエイリアスフィルタとして提供されるアンチエイリアスフィルタ２０７の採り得る構成を示す回路図である。図４ｄは、本実施形態では９６ｋＳＰＳ（１秒当たりのサンプル数）で最大２４ビットの出力を得られるように構成されるアナログ・デジタル変換器２０９の採り得る構成を示す回路図である。

騒音分析部２１１と同様に、振動分析部２１３は、振動に関連する測定と、測定に関する初期処理と、を行うために使用される。振動分析部２１３は、（ソケット基板１１９を介した）外部加速度計３０からの接続部と、１つ以上のアンチエイリアス回路２１５と、１つ以上の電気増幅器２１７と、１つ以上のアナログ・デジタル変換（ＡＤＣ）回路２１９（ローパスフィルタとしても機能する）と、ＳＰＩバス２２１を介したプロセッサ１２１への接続部と、を含む。ピエゾ抵抗センサや圧電センサ、歪みセンサ、あるいはＭＥＭＳセンサなど、いくつかのタイプの加速度計３０が使用されてもよい。いずれのタイプの加速度計３０を使用した場合も、ＡＤＣ回路２１９は、あるパラメータ、典型的には抵抗の変化を検出し、加速度実測値に比例する電気信号を出力させるために用いられる。好ましくは、加速度は、３つのアンチエイリアス回路２１５と増幅器２１７とＡＤＣ回路２１９と使用する必要がある３軸で測定される。図３に示されるように、典型的には、１つの三軸加速度計３０は、３軸全てを測定するために使用することができる。アンチエイリアス回路２１５の出力は、電気増幅器２１７により増幅された後、アナログ・デジタル変換器２１９により単一のデジタル信号に変換される。次いで、信号は、ＳＰＩバス２２１を介してプロセッサへ送られる。

図５ａは、装置の振動監視機能の１つの軸に関するアナログ・デジタル変換器２１９の採り得る構成を示す回路図である。図５ｂは、このアナログ・デジタル変換器２１９に基準入力電圧を供給するために使用できる回路を示す。

図６は、様々な基板の間の電気的接続の採り得る実施形態を示す。当然ながら、基板は、多くの異なる方法で接続されてもよい。

必要に応じて、上記のアナログ加速度計３０に代えて、デジタル加速度計が使用されてもよい。このような加速度計３０は異なる信号処理機能を必要とするため、これらの機能は、従来の分析部基板１１３の代わりになり得る別個の着脱式の基板に設けられた各部品を用いて提供される。

以下、各パラメータについてさらに詳細に説明する。装置１００は、ユーザが選択できる様々な騒音・振動関連の統計的パラメータを測定するように構成される。これらのパラメータは、変位、オクターブ、または統計に関連してもよい。好ましくは、後述のとおり、装置は、構成時にユーザが選択したパラメータのみを計算する。装置１００は、１つ以上のパラメータを計算するために入力信号のスペクトル分析を実行するように構成されてもよい。計算されたパラメータの集合は、連続して計算されるのではなく、ユーザが設定した期間（以下「統合期間」という。）の終わりに生成されることが望ましい。

騒音の場合、パラメータは、音圧レベル、ある期間の最大実測値（Ｌ_ｍａｘ）、ある期間の最低実測値（Ｌ_ｍｉｎ）、等価騒音レベル（Ｌ_ｅｑ）、騒音曝露レベル（ＳＥＬ）、騒音測定のピーク値（Ｌ_ｐｅａｋ）、時間帯補正等価騒音レベル（Ｌ_ｄｅｎ）、および、時間のｎ％の間超過する騒音レベルを指す統計騒音レベル（Ｌ_ｎ）を含んでもよい。記録された周波数値は、必要な詳細の程度に応じて、１つのオクターブ帯または１／３オクターブ帯としてグループ化されてもよい。「Ａ」、「Ｃ」、または「Ｚ」の周波数重み付けは、装置内に設けられた電気フィルタに使用されてもよい。重み付け「Ａ」は騒音に対する人間の耳の応答をモデル化するのに最も有用であり、重み付け「Ｃ」はピーク音圧レベルの測定に最も有用であり、重み付け「Ｚ」は他のいくつかの用途の場合に「均一な」重み付けを行う。ＦＡＳＴ、ＳＬＯＷ、またはＩＭＰＵＬＳＥ時定数は、ユーザにより選択されてもよい。後術のように、統合時間も指定されてもよい。

装置１００の騒音監視機能の総ダイナミックレンジ（すなわち、最大測定可能信号の最小測定可能信号に対する比）は、１６ｄＢ（Ａ）（ＲＭＳ値）−１４０ｄＢ（Ａ）（ピーク値）が好ましい。このダイナミックレンジ内で、マイクロホン２０からの検出信号は、少なくとも２６ｄＢ（Ａ）（ＲＭＳ値）−１４０ｄＢ（Ａ）（ピーク値）の範囲内で直線性であることが好ましい。騒音について装置の入力周波数範囲は２０Ｈｚ−２０ｋＨｚが好ましい（ただし、使用されるマイクロホン２０にある程度依存する）。使用されるマイクロホン２０との組み合わせにおける装置の電気音響性能は、実施形態によっては、ＩＥＣ６１６７２−１のクラス１の騒音計の規格に適合する。

同様に、様々な振動関連パラメータは、測定および／または計算されてもよい。このようなパラメータは、機械振動の測定に有用なパラメータである、ある期間に測定された振動のＲＭＳ値、最大値、ピーク値；地盤振動の尺度であるピーク粒子速度（ＰＰＶ）；、および長期間の間に受けた振動レベルの累積測定値である振動曝露値（ＶＤＶ）を含んでもよい。統合期間内に記録された最大ＰＰＶの主要な離散周波数も計算されてもよい。これらのパラメータは、合計値として計算されてもよく、３軸のそれぞれについて個別に計算されてもよい。騒音測定と同様に、記録された周波数値は、必要な詳細の程度に応じて１つのオクターブ帯または１／３オクターブ帯としてグループ化されてもよい。

装置１００の振動監視機能のダイナミックレンジは、実施形態によっては約０．０００５ｍ／ｓ^２（ＲＭＳ値）−５０ｍ／ｓ^２（ピーク値）であるが、これは使用される加速度計３０に依存する。振動について装置の入力周波数範囲は、１Ｈｚ−１０ｋＨｚであることが好ましい。使用される加速度計３０との組み合わせにおける装置の振動監視性能は、機械振動の監視に使用される場合、ＩＳＯ１０８１６−１に適合することが好ましい。

図７は、装置１００の音声記録機能の一例を示す流れ図である。装置１００は、後に再生したときにユーザが騒音源を認識できるように音声データを記録する機能を有することが好ましい。この音声記録機能は、前述のようにプロセッサ基板１１１および／または分析部基板１１３を用いて実行されてもよく、プロセッサ基板１１１および／または分析部基板１１３は音声記録手段を組み込むように変更されてもよい。

図に示されるように、環境音データは、例えば、マイクロホン２０を用いて受信されてもよい（工程７０１）。工程７０２において、環境音に関連するパラメータ（前述のパラメータの１つなど）が所定の閾値を超えたと決定される。次いで、工程７０３に示されるように、環境音データが保存されてもよい。

音声データは連続して保存されない、非常に大量のデータの保存および／または送信が必要になるため、音声データは、連続して保存されない。さらに、音声を連続して保存することにより、装置１００のユーザは、通行人の会話などの装置周辺の音声を侵害的に聴くことができる場合があり、公衆の不安を招き、現地のプライバシー法に違反する場合がある。このような問題を軽減するため、装置１００は、所定の騒音制限を超えている間、および後に再生したときに騒音源を特定できるのに十分な時間だけ、特定の音声サンプルのみを記録する。

図８は、装置１００の音声記録機能のさらなる例を示す流れ図である。工程８０１において、音声の短いサンプルは、メモリカード１３１および／またはＮＡＮＤフラッシュメモリ１２５などのローカルメモリ内のバッファに連続して記録されてもよい。バッファの内容は、新しい音声サンプルで連続的に上書きされてもよい。サンプルは、例えば、１０秒間でもよい。バッファの内容は、ユーザのアクセス不可である。工程８０２において、測定された騒音が所定の閾値音圧レベル（または前述のとおり決定された同等のパラメータ）を超える場合、バッファの内容は、たとえばメモリカード１３１および／またはＮＡＮＤフラッシュメモリ１２５上の異なる場所に保存されることにより、ローカルメモリに保存されてもよい（工程８０３）。一例では、プロセッサ１２１は、閾値が超過されているかどうかを決定するために用いられてもよい。閾値は、たとえば７０ｄＢ（ａ）Ｌ_ｅｑでよい。

また、図７を参照して説明したように、生音声が記録されて、ローカルメモリに保存されてもよい（工程８０３）。バッファの内容と記録された生音声とは、音声の再生時に空白がないように、プロセッサ１２１によって１つの音声ファイルにまとめられてからローカルメモリに保存されてもよい。バッファの使用により、騒音レベルが閾値を超える前に騒音源を記録でき、ユーザは騒音源をより容易に特定できる。

装置は、測定した音圧レベルを閾値と比較しながら記録を続けるように構成されている（工程８０４）。音圧レベルが所定の短期間、例えば２秒間、閾値を下回った場合（工程８０５）、装置１００は記録を停止し、記録内容は一時的な場所に保存されてもよい（工程８０７）。音圧レベルが閾値を下回ってから所定期間内に音圧レベルが閾値を超えた場合、記録は継続される。さらに、騒音レベルが所定期間、例えば３０秒間でよい、よりも長く閾値を超え続けていると決定された場合（工程８０６）、装置１００は記録を停止し、記録内容は一時的な場所に保存されてもよい（工程８０７）。これにより、音声ファイルのサイズは、最小化される。したがって、この例では、音声記録の最大の長さは、４２秒としてもよい。あるいは、ファイル全体の長さは、ファイルが長すぎるため記録を停止すべきかどうかを決定するために、所定の最大値（たとえば４２秒）と比較されてもよい。記録が停止した後、サンプルの長さ以内（すなわち記録停止後１０秒以内）に閾値が超えられると、バッファ内に存在する短縮された音声サンプルがローカルメモリに保存され、通常どおり生音声の記録が開始される。

この記録工程は、統合期間の始めから終わりまで実行される。統合期間の終了時に、その期間全体の音圧レベルまたは同等の測定値が決定されてもよい。この期間全体の音圧レベルが閾値を超える場合（工程８０９）、記録された音声ファイルは、例えば、外部サーバ１５０にエクスポートされることにより、ユーザに利用可能になる（工程８１０）。全体の閾値が超えられない場合、記録された音声ファイルは、ユーザに利用可能にはされず、削除されてもよい（工程８１０）。このことは、重要な騒音源のみがユーザに報告されることを意味する。次いで、記録された音声ファイルは、外部サーバ１５０へ送信された後、ローカル記憶部から削除されてもよい。

必要に応じて、データ送信のコスト削減および／または効率化のため、記録された音声ファイルは、ユーザからの要求があったときにのみ外部サーバ１５０にエクスポートされる。記録された音声ファイルは、「．ｗａｖ」などの非圧縮形式で送信されてもよく、「．ｍｐ３」などの圧縮形式で送信されてもよい。騒音源を特定しやすくするため、記録された音声ファイルは、タイムスタンプを付されてもよい。装置１００の最大ローカル記憶領域が超えられると、古い記記録声ファイルは、新しいファイルに上書きされてもよい。

以下、前述の処理についてさらに詳細に説明する。装置１００は、装置１００にある収集された生データに対するすべての処理を実行し、容易に分析できる重要なパラメータ計算値にアクセスしやすいという利点を提供する。装置１００は、データ収集と、データに対する作業と、をほぼ即時に実行してもよい。統合期間は、必要な詳細の程度に応じて、例えば、最小１秒から最大２４時間の範囲でよい。統合期間内に収集された生データは部分ごとに分析され、各統合期間の終了時に所望のパラメータが計算される。多くのパラメータにとって、データ読み取り値を編集して単一の値にするために、統合期間のデータは、統合されなければならない。状況が異なれば別の統合期間およびパラメータが好適である。したがって、装置１００のプログラム性やカスタマイズ性の高さは、現在の装置よりも広範囲の状況での使用を可能とする。

次いで、パラメータの計算値の集合（以下「結果」という。）は、関連する時間（リアルタイムクロック１２９から取得）および／または位置（ＧＰＳチップ３０７から取得）を含む単一のファイルにまとめられる。必要に応じて、結果ファイルは、統合期間に記録された任意の音声ファイルと共に、固有の番号などの装置の識別子を含んでもよい。結果ファイルは、装置が現在関与している計画に関するデータなどの、結果ファイルを後で処理しやすくするためのデータおよび／またはメタデータを含んでもよい。次いで、結果ファイルは、外部報告サーバ１５０に送信される。このサーバ１５０の機能については後述する。接続の問題があった場合、全ての結果は装置１００に保存され、通信が回復すると全ての未送信結果がサーバ１５０に送信されてもよい。必要に応じて、１日（または先に述べたユーザの定義した期間よりも長い他の任意の期間）から得た全ての結果は、単一のファイルに統合されてもよい。結果ファイルは、ＭＱＴＴ（Message-Queueing Telemetry Transport）データパケットの形式であることが好ましい。装置１００との他のすべての送受信も同様に、ＭＱＴＴデータパケットの形式であることが好ましい。ＭＱＴＴは極めて軽量であることから、装置１００のようにメモリ使用を最低限に抑えるべき遠隔地からデータを送信しなければならない用途での使用に適しているため、装置１００と共に使用するプロトコルとして好ましい。

必要に応じて、装置１００は、前述のとおり、各統合期間の終了時のパラメータ計算と並行して時間間隔ごとに複数のパラメータを計算するように構成されてもよい。この時間間隔は、１０秒などの短い期間である。前述のとおり、これらのパラメータを結果ファイルにまとめて送信することにより、騒音と振動をほぼ即時の測定を提供する。「ほぼ即時」のパラメータは、統合期間の終了時に計算されたパラメータと異なってもよく、重複してもよい。「ほぼ即時」のパラメータは、騒音に関しては現在のＳＰＬや統合期間が開始してからのＬ_ＥＱ、振動に関してはその期間の振動のＲＭＳ値や現在のＰＰＶを含んでもよい。

装置自体はボタンや画面を持たないため、装置の構成設定は、外部で構成されて装置１００に送信される。装置１００は、構成設定に基づいて、データを収集・処理する。後述のとおり、構成設定は、外部サーバ１５０を介したネットワークを通じて装置１００に送信、もしくは、ＵＳＢ接続（存在する場合）経由、またはユーザ装置にインストールされたモバイルアプリケーションを介してＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続でアップロードすることができる。装置がＵＳＢ接続またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続を介して構成される場合、構成設定は、サーバ１５０と同期される。後述のとおり、構成設定は、保存したいパラメータ（測定されたパラメータ全てを所望するわけではない場合）、ユーザが定義した期間、動作モード、装置が動作中であるべき時刻（連続測定を所望しない場合）など、連絡先の詳細、および、任意の警告閾値、を含んでもよい。構成設定は、単一のファイル（以下「構成ファイル」という。）にまとめられてもよく、装置により外部サーバ１５０からダウンロードされてもよく、例えば、メモリカード１３１および／またはＮＡＮＤフラッシュメモリ１２５に保存されてもよい。必要に応じて、外部サーバは、装置１００と外部サーバ１５０との間に新たな接続が確立されるたびに構成ファイルを装置１００に転送するように構成されてもよい。構成ファイルまたは特定の構成設定関連データは、プロセッサ基板１１１、分析部基板１１３、電源基板１１７、無線基板１１５、およびソケット基板１１９のそれぞれに送られてもよい。構成データはファームウェアまたはソフトウェア更新を含んでもよく、これらは外部サーバ１５０から装置１００へ転送されてもよい。ファームウェアおよび／またはソフトウェアが更新される場合、装置１００は、更新情報をダウンロードし、新しいファームウェアおよび／またはソフトウェアのエラーをチェックし、エラーがなければ再起動して更新を実行するように構成されてもよい。

図９は、外部サーバ１５０から得た構成データに基づいて、どのように複数の装置１００を動作させることができるかを示す流れ図である。工程９０１において、構成データは、外部サーバ１５０から装置１００に送信されてもよい。工程９０２において、装置は、前述のとおり、騒音および／または振動を監視してもよい。工程９０３において、前述のとおり、パラメータが計算されてもよく、これらのパラメータは構成データによって特定される。したがって、装置１００は、構成時にユーザにより選択されたパラメータのみを計算する。

図１０は、装置１００がどのように構成データをダウンロードするかを示す流れ図である。工程１００１において、装置１００は、通信ネットワークを介して（無線基板１１５を用いて）利用可能な新規構成データを検索する。典型的には、装置１００は、外部サーバ１５０に接続しようとする。工程１００２において、装置１００に存在する既存の構成データは、新規構成データにより上書きされる。その後、装置１００は、この新規構成データに基づいて、騒音および／または振動の監視を継続してもよい。装置１００は、３０分ごとなどの所定の間隔の経過後に、新規構成データをチェックする（かつ可能であればダウンロードする）ように構成されてもよい。この手順は、ファームウェアおよび／またはソフトウェアの更新に続いて装置が起動されたときや、停電後に装置が起動されたときを含む装置の起動時にも起こる。装置は、外部サーバ１５０への接続が切れた後に再確立されたときも同じ手順を踏んでもよい。

装置は、停電の場合の中断を最低限に抑えるように構成されてもよい。外部電源が接続されていないために装置の電源がオフになった場合や、内部電池が消耗している場合、装置は、外部電源の接続時に自動的に起動するように構成されてもよい。装置が起動すると、装置は、外部サーバ１５０との接続を確立し、前述のとおり、新規構成ファイルを検索およびダウンロードし、次いで、装置に既存の構成ファイルまたはサーバから検索したばかりの構成ファイルに従い、騒音および／または振動の測定を開始しようとしてもよい。

装置は、正確なデータ収集のために較正を必要とする。較正は、外部サーバ１５０から、またはユーザ装置からのＵＳＢまたはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続を介して、遠隔で開始されてもよい。必要に応じて、構成ファイルは、較正係数などの較正データを含んでもよく、または較正を開始させてもよい。計算された較正係数は、後で処理中に参照するために保存されてもよい。

騒音測定の場合、較正を開始し、外部較正器によって生成された基準信号を印加し、印加された信号を一定時間（たとえば５秒）測定し、最終音圧レベル値を計算することにより、較正が実行される。次いで、計算値と、基準信号の実際の音圧レベル（例えば、ユーザ装置でユーザにより選択されてもよい）と、に基づいて、較正係数は、決定されてもよい。次いで、ユーザは較正係数を承認してもよく、承認するとすぐに、較正係数は、保存され、外部サーバ１５０と装置１００との間で同期される。

振動測定の場合、手動較正が必要な場合がある。これを行うため、外部サーバ１５０、または、ＵＳＢ接続またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を介して接続されたユーザ装置を用いて、加速度計の製造者が提供する感度値が装置に入力されてもよい。同様に、較正係数は、保存され、外部サーバ１５０と装置１００との間で同期されてもよい。

あるいは、使用されるマイクロホンおよび／または加速度計がＴＥＤＳに準拠する場合、較正値は、マイクロホンおよび／または加速度計から読み取られ、装置１００に保存され、装置１００と外部サーバ１５０との間で同期されてもよい。さらに別の可能性として、計算された較正係数は、ＴＥＤＳ準拠のマイクロホンおよび／または加速度計に直接保存されてもよい。

必要に応じて、装置１００は、１つ以上の騒音パラメータまたは振動パラメータについてユーザが定義した閾値を超えたときに、警告を発するように構成されてもよい。この機能により、装置１００は、受動モニタとして機能する一方、非常事態警告システムとしての使用に適している。必要に応じて、音声に使用される閾値は、音声記録を開始するのに使用される閾値と同じでもよい。警告は、装置１００の状態（例えば、電池１０３の低電圧、外部電源の接続または切断、測定エラーの検出、センサの接続または切断（センサを通る電流を測定することによって検出されてもよい）、内部加速度計４０９またはサーバ１５０にメッセージで送られる位置データの変化によって検出される装置１００の移動、傾斜、または落下）に応じて生成されてもよく、例えば、時刻または曜日に応じて異なる閾値および／またはパラメータに設定されてもよい。警告はデータ接続を介して外部サーバ１５０に送信されることが好ましく、外部サーバ１５０はテキストメッセージ、モバイルアプリケーションまたはウェブポータル内の通知、あるいは電子メールとして警告を送信してもよい。あるいは、警告は、例えば、ＧＳＭ（登録商標）セルラーネットワーク機能を利用したテキストメッセージや、ＧＳＭ（登録商標）ネットワークまたはＷＬＡＮを使用する電子メールにより、直接送信されてもよい。さらに別の可能性として、データ接続が不十分な場合、装置は、警告に関するテキストメッセージを外部サーバ１５０に送信してもよく、次いで、前述のとおり、外部サーバ１５０が警告を送信してもよい。重要な連絡先詳細のリストは、ユーザにより定義されてもよい。装置１００は、警告の種類と緊急度に応じて、例えば、「ユーザ」と「管理者」について異なる連絡先詳細を設定するなど、異なる連絡先詳細を使用してもよい。この場合、ユーザと管理者の両方が閾値の超過に関する警告を受信するが、管理者のみが装置１００の条件に関する情報を受信する。必要に応じて、外付けの信号伝達器（不図示）は、例えば、ＬＥＤ点滅または音によるさらなる警告機能を提供するために、信号出力コネクタ４０１を介して接続されてもよい。

電池の寿命を延長し、装置がより長く測定を記録できるように、装置は、電池が消耗すると順次停止されるように構成されてもよい。例えば、装置がより長く測定を記録できるように、パラメータの測定または計算に無関係な部品（無線基板１１５など）は、停止されてもよい。

以下、図１１に関連してネットワーク形成についてさらに詳細に説明する。図１１は、騒音源／振動源２００を監視する装置１００のネットワークの概略図であり、ネットワーク内でデータがどのように送信されるかを示す。前述のとおり、外部サーバ１５０は、装置１００からの送信が結果ファイルを含む場合、同送信を受信してもよい。サーバ１５０は、後からユーザがアクセスできる結果データベースを編集してもよい。ユーザは、例えば、ウェブポータル１５３にログインすることにより、モバイルアプリケーションを使用することにより、結果にアクセスしてもよい。結果の送信は、接続の質や所望のデータ再読み込みの間隔に応じて、サーバ１５０へ「プッシュ配信」されてもよく、サーバ１５０により装置から「プル配信」されてもよい。装置１００とサーバ１５０との間の通信は、利用の可能性に応じて様々な媒体を用いて行われてよい。理想的な場合にはＷＬＡＮ接続が使用されるが、これが利用できない場合、有線ローカルエリアネットワーク接続またはＧＳＭ（登録商標）ネットワークが使用できる。例えば、距離が理由で有線接続が実用的でない遠隔地において、サーバ１５０とこのような通信ができない場合、装置のメモリカード１３１に保存されたデータは、後でサーバ１５０にアップロードされ、またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続を介してダウンロードされてもよい。

サーバ１５０は、図４に示されるように、クラウドサーバ１５１として知られるサーバおよびサービスのクラスタを含んでもよい。サーバ１５０および／またはクラウドサーバ１５１の目的は、１つ以上の装置１００（「バックエンド」側）から得たデータを処理し、処理後のデータをユーザ（「フロントエンド」側）に表示することにより、１つ以上の装置１００から得た結果ファイルを編集して、ユーザのために有用なレポートデータを構成することである。なお、装置１００から得たデータの編集と、有用な結果を作成するための前記データの処理とは、別々のサーバなどで別に行われてもよい。

本明細書に記載の側面または実施形態にかかる多くの装置１００は、図４に示されように、様々な異なる場所からのデータを集めるために、前述のサーバ１５０を含むネットワークを形成し、次いで、これらのデータはサーバ１５０により編集されて、ユーザに提示されることができ、広域を効果的に監視できることが想定される。想定される装置１００の低コスト、地理位置情報機能（ＧＰＳを介した）、および結果ファイルアセンブリ（ユーザが設定した様々な騒音・振動関連パラメータを含む）は、装置１００をそのようなシステムで使用するのに十分に適したものとし、現在の騒音・振動監視装置で実現するには非実用的かつ高コストな統合的「ビッグ・データ」方式が可能になる。このようなシステムでは、装置１００は、全データを収集するデータロガーおよびこれを処理するデータプロセッサとして機能し、必要に応じて警告を発生して音声データを記録し、サーバ１５０にデータを送信する。サーバ１５０はデータを結合してユーザに提示する機能を果たし、装置１００の構成および較正ができるようになる。

ウェブポータル１５３は、サーバ１５０の「フロントエンド」として機能し、ユーザがウェブポータル１５３へのログインに使用できるアカウントを登録・維持・編集することができてもよい。ユーザは、他のユーザのアカウントを閲覧して、それらのアカウントの権限を設定できてもよい。これは、責任の異なる多くのユーザが関与する大規模な計画に有用である。ユーザは、計画を作成・変更し、これらの計画に装置を割り当て、または割り当ての解除をしてもよい。

前述のとおり、ウェブポータル１５３は、アカウント権限が許す限り、ユーザのアカウントに登録されたネットワーク内の全ての装置を構成できるようにすることが好ましい。次いで、この構成データは、構成ファイルにまとめられ、サーバ１５０と装置１００との間の前述の通信手段のいずれかを介して装置に遠隔でアップロードされてもよい。新規構成ファイルは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続を介してコンピュータまたはモバイル装置から直接装置にアップロードされてもよい。この場合、装置１００は、構成データを同期させるために新規構成ファイルをサーバ１５０にアップロードする。前述のとおり、ユーザは、装置および警告の動作時間、この警告の受信者なども設定してもよい。このデータは、構成ファイルに組み込まれてもよい。

ウェブポータル１５３は、プロトコルを介して、サーバ１５０から得たデータをユーザに報告するのにも使用される。この報告機能は、グラフィック表示を含むことが好ましく、例えば、ネットワーク内の各装置からのＧＰＳ読み取り値を利用可能なマッピングデータと統合して各装置がマーカーとして地図に示されるようにするものなどを含む。ユーザは、選択したパラメータを閲覧し、特定の時間範囲の間に集められたデータを見て過去のデータと比較できてもよい。データは、グラフィック形式（すなわち、騒音および／または振動の時間履歴の表示）と表形式の両方で提供されてもよい。データは、全てダウンロード可能でよく、「．ｃｓｖ」、「．ｘｌｓ」、「．ｐｄｆ」などの様々な形式でエクスポートされてよい。当然ながら、装置のネットワークにより収集されたデータは、多様な有用な方法でユーザに提示されてよい。

ウェブポータル１５３は、例えば、モバイルアプリケーションまたはコンピュータにインストールされたプログラムとして提供されてもよいことも正しく理解されるであろう。モバイルアプリケーションは、さらに、ユーザ装置が装置１００を構成および較正し、装置により計算されたパラメータの読み込み、記録された音声ファイルおよび／または結果ファイルのＵＳＢまたはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続によるダウンロード、をできるようにしてもよい。

図１２は、装置１００を含む例示的なネットワークのシステム構成図であり、例示的なネットワークがどのように装置１００からユーザにデータを送信するかを示す。ネットワークはＭＱＴＴプロトコルを使用することが好ましく、このプロトコルでは装置１００からの全ての出力（結果ファイルなど）はＭＱＴＴデータパケット形式であり、サーバ１５０はＭＱＴＴ仲介装置（ｂｒｏｋｅｒ）を備える。データは、マイクロホン２０および加速度計３０を介して、装置で受信される。装置１００は、外部電源およびＧＰＳ衛星からデータを受信してもよい。

説明したように、警告および／または装置の状態は、ＬＥＤおよび／または信号伝達器を介して、現場のユーザに示されてもよい。結果ファイルは、ＧＰＲＳまたはＷｉＦｉのいずれかを介して、ＭＱＴＴデータパケットとしてサービスプロバイダ１６１に送信される。ＷｉＦｉを使用する場合、データパケットは、ルータ１６３を経由して送信される。次いで、データパケットは、負荷分散装置１５４とドメイン名システム（ＤＮＳ）サーバ１５６とを経由して、ＭＱＴＴ仲介装置１５２に送信される。ＭＱＴＴ仲介装置１５２は、構文解析プログラムを含んでもよい。ＭＱＴＴ仲介装置１５２は、メッセージ仲介ソフトウェア１５８（Ｒａｂｂｉｔ ＭＱなど）と連動して、ユーザがアクセスできるウェブポータル１５３にデータを提供してもよい。装置からの「生」データは、必要に応じてデータストア１６５に保存されてもよく、ウェブポータル１５３は、データストア１６５を検索し、処理リソース（不図示）にアクセスして有用な処理結果をユーザに提示してもよい。これらの処理結果は、さらなるデータストア１６７に保存されてもよい。ＤＮＳサーバ１５６、負荷分散装置１５４、ＭＱＴＴ仲介装置１５２、およびメッセージ仲介ソフトウェア１５８は、外部サーバ１５０の一部として示されているが、当然ながら、これは概略図に過ぎず、構成要素が異なるサーバで異なる提供されてもよい。同様に、外部サーバ１５０の一部として示されていない構成要素が、外部サーバ１５０の一部として提供されてもよい。

別の実施形態では、装置１００は、ユーザが選択できるパラメータの数がより少なくてもよい。たとえば、装置は入力信号のスペクトル分析を実行せず、代わりに全体の騒音および／または振動レベルのみを計算してもよい。

当然ながら、本発明の側面および実施形態は、単なる例として以上に記載され、本発明の範囲内で詳細を変更できる。

本明細書ならびに（適切な場合）特許請求の範囲および図面に開示した各特徴は、独立して提供されてもよいし、任意の適切な組み合わせで提供されてもよい。

特許請求の範囲に見られる参照番号は説明のために過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。

Claims (17)

1. 環境音を記録するための装置と共に使用するための、領域内の環境音を監視する方法であって、
   前記装置から環境音データを受信する工程と、
   前記環境音データに関連するパラメータが所定の閾値を超えた時を決定する工程と、
   前記所定の閾値が超えられたとき、前記環境音データを保存する工程と、
   所定の期間にわたって前記パラメータが前記所定の閾値を超えた時を決定する工程と、
   前記所定の期間にわたって前記所定の閾値が超えられた場合に、保存された前記環境データを外部サーバにエクスポートしてユーザに利用可能にさせる工程と、
   を含む、
   方法。
2. 前記パラメータは、環境騒音の測定に関連する、
   請求項１記載の方法。
3. 前記環境音データは、
   前記パラメータが前記所定の閾値を超えた時からの第１期間と、
   前記パラメータが前記所定の閾値を下回った時からの第２期間と、
   のうち最初の期間が終了するまで連続的に保存される、
   請求項１または２記載の方法。
4. 前記環境音データのサンプルをローカルデータバッファに記録する工程と、
   記録された前記サンプルを前記ローカルデータバッファの内容に上書きする工程と、
   をさらに含む、
   請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
5. 複数のサンプルが連続的に記録される、
   請求項４記載の方法。
6. 前記ローカルデータバッファに保存された前記内容と、保存された前記環境音データと、を単一の音声ファイルにまとめる工程、
   をさらに含む、
   請求項５記載の方法。
7. 前記サンプルの長さは、
   １秒−３０秒、
   である、
   請求項４乃至６のいずれかに記載の方法。
8. 前記パラメータが前記所定の閾値を超えた時を決定する前記工程は、前記装置で実行され、
   前記装置は、
   プロセッサ、
   を備える、
   請求項１乃至７のいずれかに記載の方法。
9. 前記パラメータが前記所定の閾値を超えた時を決定する前記工程は、前記外部サーバで実行される、
   請求項１乃至７のいずれかに記載の方法。
10. 前記環境音データは、前記外部サーバに保存される、
    請求項１乃至９のいずれかに記載の方法。
11. 前記環境音データは、前記装置に保存され、
    前記装置は、
    前記環境音データを保存するためのデータ記憶部、
    を備える、
    請求項１乃至９のいずれかに記載の方法。
12. ローカル記憶部の内容をユーザに利用可能にさせる前記工程は、
    保存された前記環境音データの１つ以上の項目に関する要求を前記外部サーバから受信すると、保存された前記環境音データの前記１つ以上の項目を前記外部サーバへ送信する工程、
    を含み、
    前記装置は、前記外部サーバと通信する、
    請求項１乃至１１のいずれかに記載の方法。
13. 前記所定の閾値が超えられない場合に、保存された前記環境音データを削除する工程、
    をさらに含む、
    請求項１乃至１２のいずれかに記載の方法。
14. 保存された前記環境音データは、タイムスタンプが付される、
    請求項１乃至１３のいずれかに記載の方法。
15. 閾値が超えられたとき、警告信号を送信する工程、
    をさらに含む、
    請求項１乃至１４のいずれかに記載の方法。
16. 請求項１乃至１５のいずれかに記載の方法を実行可能である、
    環境音記録装置。
17. 請求項１乃至１５のいずれかに記載の方法を実行するためのソフトウェアコードを含む、
    コンピュータプログラム製品。
    

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