JP7318706B2 - 光ファイバセンシングシステム及び音源位置特定方法 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1には、ガス配管内部に這わせた光ファイバを使用して、ガスの漏洩音等の異常音の検知を行う装置が記載されている。特許文献1に記載された装置は、ガス配管内部において、光ファイバを介して複数の光音響媒質部を接続し、異常音を検知した光音響媒質部の位置を異常音の発生位置とみなしている。
そのため、特許文献1に記載された装置は、音源が光ファイバから離れた場所にある場合、その音源の位置を特定することができないという課題がある。
複数の方向を向くように配置され、監視エリアに発生した音を検知する光ファイバと、
前記光ファイバから、前記音が重畳された光信号を受信する受信部と、
前記光信号に基づいて、前記光ファイバで検知された前記音の分布を分析し、分析した前記音の分布に基づいて、前記音が発生した発生位置を特定する特定部と、
を備える。
複数の方向を向くように配置された光ファイバが、監視エリアに発生した音を検知するステップと、
前記光ファイバから、前記音が重畳された光信号を受信するステップと、
前記光信号に基づいて、前記光ファイバで検知された前記音の分布を分析し、分析した前記音の分布に基づいて、前記音が発生した発生位置を特定する特定ステップと、
を含む。
まず、図1を参照して、本実施の形態1に係る光ファイバセンシングシステムの構成例について説明する。
なお、以下の説明では、一例として、特定部30は、光ファイバ10の周辺で発生した音のうち、特定部30に予め登録された監視対象に対応する音(以下、監視対象音と称す)が発生した発生位置を特定する場合を例に挙げて説明する。ただし、これには限定されず、特定部30は、監視対象音以外の音の発生位置を特定しても良い。監視対象は、例えば、発砲した人、悲鳴をあげた人、所定のエリアを徘徊する人等である。これらの場合、監視対象音は、それぞれ、銃声音、悲鳴音、足音になる。ただし、監視対象及び監視対象音は、これらには限定されない。
図4に示されるように、本実施の形態1に係る特定部30は、抽出部31、マッチング部32、及び音発生位置特定部33を備えている。
続いて、受信部20は、光ファイバ10から、光ファイバ10で検知された監視対象音が重畳された戻り光を受信する(ステップS12)。
本実施の形態2に係る光ファイバセンシングシステムは、システム構成自体は上述した実施の形態1と同様であるが、特定部30の機能を拡張している。
図10に示されるように、本実施の形態2に係る特定部30は、上述した実施の形態1の図4の構成と比較して、音発生エリア特定部34が追加されている点が異なる。
図13の例では、2本の光ファイバ10a,10bが、1軸方向に略平行に配置され、監視対象エリアの内部を3つのエリアA~Cに区分している。また、2本の光ファイバ10a,10b上の各々にセンシングポイントSa,Sbが設けられている。
続いて、受信部20は、光ファイバ10から、光ファイバ10で検知された監視対象音が重畳された戻り光を受信する(ステップS22)。
本実施の形態3に係る光ファイバセンシングシステムは、システム構成自体は上述した実施の形態1,2と同様であるが、特定部30の機能を拡張している。
図16に示されるように、本実施の形態3に係る特定部30は、上述した実施の形態2の図10の構成と比較して、追跡部35が追加されている点が異なる。
続いて、受信部20は、光ファイバ10から、光ファイバ10で検知された監視対象音が重畳された戻り光を受信する(ステップS32)。
まず、図22を参照して、本実施の形態4に係る光ファイバセンシングシステムの構成例について説明する。
なお、本実施の形態4に係る特定部30は、上述した実施の形態1~3の図4、図10、及び図16のいずれの構成であっても良い。
例えば、報知部40は、監視対象音として銃声音や悲鳴音等の危険を示す音が検知された場合に、特定部30が特定した監視対象音の発生位置又は発生エリアを報知しても良い。このときの報知をGUI画面で行う場合の例を図23に示す。図23は、監視対象音が銃声音である場合のGUI画面の例を示している。
・監視対象音が検知されたこと
・監視対象音の発生位置又は発生エリアが、所定のエリアであること
・監視対象音の発生位置又は発生エリアが、所定のエリアに隣接する隣接エリアであること
・監視対象音の発生位置又は発生エリアが、監視対象エリアの外であること
・監視対象の移動軌跡が監視対象エリアの外に向かっていること
・監視対象の移動軌跡が所定のエリアに接近していること
その後、報知部40は、特定部30が特定した監視対象音の発生位置、監視対象の移動軌跡に基づいて、所定のイベントが発生したか否かを判断し、所定のイベントが発生した場合に報知を行う(ステップS46)。このとき、報知部40は、例えば、上述した図23~図26、図28及び図30のGUI画面を用いて、報知を行えば良い。
また、図31には、特定部30が、監視対象音の発生エリアを特定するステップを追加しても良い。この場合、報知部40は、特定部30が特定した監視対象音の発生エリアに基づいて、所定のイベントが発生したか否かを判断しても良い。
以下、上述の実施の形態に係る光ファイバセンシングシステムの具体的な適用例について説明する。
上述した受信部20、特定部30、及び報知部40は、光ファイバセンシング機器に実装することができる。また、受信部20、特定部30、及び報知部40が実装された光ファイバセンシング機器は、コンピュータとして実現することができる。
以下では、図32を参照して、上述した光ファイバセンシング機器を実現するコンピュータ50のハードウェア構成について説明する。
(付記1)
複数の方向を向くように配置され、監視エリアに発生した音を検知する光ファイバと、
前記光ファイバから、前記音が重畳された光信号を受信する受信部と、
前記光信号に基づいて、前記光ファイバで検知された前記音の分布を分析し、分析した前記音の分布に基づいて、前記音が発生した発生位置を特定する特定部と、
を備える、光ファイバセンシングシステム。
(付記2)
前記特定部は、予め登録された監視対象に対応する音が発生した発生位置を特定する、
付記1に記載の光ファイバセンシングシステム。
(付記3)
前記特定部は、前記監視対象に対応する音の発生位置の特定を繰り返し行い、前記発生位置の時系列変化に基づいて前記監視対象の移動軌跡を特定する、
付記2に記載の光ファイバセンシングシステム。
(付記4)
前記特定部は、分析した前記音の分布に基づいて、前記監視対象に対応する音が発生した発生エリアを特定する、
付記2又は3に記載の光ファイバセンシングシステム。
(付記5)
前記特定部は、前記発生位置に基づいて、前記監視対象に対応する音が発生した発生エリアを特定する、
付記2又は3に記載の光ファイバセンシングシステム。
(付記6)
前記特定部は、前記監視対象に対応する音の発生エリアの特定を繰り返し行い、前記発生エリアの時系列変化に基づいて前記監視対象の移動軌跡を特定する、
付記4又は5に記載の光ファイバセンシングシステム。
(付記7)
前記発生位置が、所定のエリアである場合に報知を行う報知部をさらに備える、
付記2又は3に記載の光ファイバセンシングシステム。
(付記8)
前記発生位置が、前記監視エリアの外である場合に報知を行う報知部をさらに備える、
付記2又は3に記載の光ファイバセンシングシステム。
(付記9)
前記発生エリアが、所定のエリアである場合に報知を行う報知部をさらに備える、
付記4から6のいずれか1項に記載の光ファイバセンシングシステム。
(付記10)
前記発生エリアが、前記監視エリアの外である場合に報知を行う報知部をさらに備える、
付記4から6のいずれか1項に記載の光ファイバセンシングシステム。
(付記11)
前記移動軌跡が所定のエリアに向かっている場合に報知を行う報知部をさらに備える、
付記3又は6に記載の光ファイバセンシングシステム。
(付記12)
前記光ファイバは、前記監視エリアの周囲に配置されている、
付記1から11のいずれか1項に記載の光ファイバセンシングシステム。
(付記13)
前記光ファイバは、前記監視エリア内に配置されている、
付記1から11のいずれか1項に記載の光ファイバセンシングシステム。
(付記14)
複数の方向を向くように配置された光ファイバが、監視エリアに発生した音を検知するステップと、
前記光ファイバから、前記音が重畳された光信号を受信するステップと、
前記光信号に基づいて、前記光ファイバで検知された前記音の分布を分析し、分析した前記音の分布に基づいて、前記音が発生した発生位置を特定する特定ステップと、
を含む、音源位置特定方法。
(付記15)
前記特定ステップでは、予め登録された監視対象に対応する音が発生した発生位置を特定する、
付記14に記載の音源位置特定方法。
(付記16)
前記特定ステップでは、前記監視対象に対応する音の発生位置の特定を繰り返し行い、前記発生位置の時系列変化に基づいて前記監視対象の移動軌跡を特定する、
付記15に記載の音源位置特定方法。
(付記17)
前記特定ステップでは、分析した前記音の分布に基づいて、前記監視対象に対応する音が発生した発生エリアを特定する、
付記15又は16に記載の音源位置特定方法。
(付記18)
前記特定ステップでは、前記発生位置に基づいて、前記監視対象に対応する音が発生した発生エリアを特定する、
付記15又は16に記載の音源位置特定方法。
(付記19)
前記特定ステップでは、前記監視対象に対応する音の発生エリアの特定を繰り返し行い、前記発生エリアの時系列変化に基づいて前記監視対象の移動軌跡を特定する、
付記17又は18に記載の音源位置特定方法。
(付記20)
前記発生位置が、所定のエリアである場合に報知を行う報知ステップをさらに含む、
付記15又は16に記載の音源位置特定方法。
(付記21)
前記発生位置が、前記監視エリアの外である場合に報知を行う報知ステップをさらに含む、
付記15又は16に記載の音源位置特定方法。
(付記22)
前記発生エリアが、所定のエリアである場合に報知を行う報知ステップをさらに含む、
付記17から19のいずれか1項に記載の音源位置特定方法。
(付記23)
前記発生エリアが、前記監視エリアの外である場合に報知を行う報知ステップをさらに含む、
付記17から19のいずれか1項に記載の音源位置特定方法。
(付記24)
前記移動軌跡が所定のエリアに向かっている場合に報知を行う報知ステップをさらに含む、
付記16又は19に記載の音源位置特定方法。
(付記25)
前記光ファイバは、前記監視エリアの周囲に配置されている、
付記14から24のいずれか1項に記載の音源位置特定方法。
(付記26)
前記光ファイバは、前記監視エリア内に配置されている、
付記14から24のいずれか1項に記載の音源位置特定方法。
20 受信部
30 特定部
31 抽出部
32 マッチング部
33 音発生位置特定部
34 音発生エリア特定部
35 追跡部
40 報知部
50 コンピュータ
501 プロセッサ
502 メモリ
503 ストレージ
504 入出力インタフェース
5041 表示装置
5042 入力装置
5043 音出力装置
505 通信インタフェース
Claims (9)
- 複数の方向を向くように配置され、監視エリアに発生した音を検知する光ファイバと、
前記光ファイバから、前記音が重畳された光信号を受信する受信部と、
前記光信号に基づいて、前記光ファイバで検知された前記音の分布を分析し、分析した前記音の分布に基づいて、前記音が発生した発生位置を特定する特定部と、
を備え、
前記特定部は、前記光ファイバで検知された前記音が有するパターンと、予め登録された監視対象に対応する音が有するパターンと、のパターンマッチングを行うことによって、前記光ファイバで検知された前記音が前記監視対象に対応する音であると判断した場合、分析した前記音の分布に基づいて、前記監視対象に対応する音が発生した発生位置を特定する、
光ファイバセンシングシステム。 - 前記特定部は、前記監視対象に対応する音の発生位置の特定を繰り返し行い、前記発生位置の時系列変化に基づいて前記監視対象の移動軌跡を特定する、
請求項1に記載の光ファイバセンシングシステム。 - 前記特定部は、分析した前記音の分布に基づいて、前記監視対象に対応する音が発生した発生エリアを特定する、
請求項1又は2に記載の光ファイバセンシングシステム。 - 前記特定部は、前記発生位置に基づいて、前記監視対象に対応する音が発生した発生エリアを特定する、
請求項1又は2に記載の光ファイバセンシングシステム。 - 前記特定部は、前記監視対象に対応する音の発生エリアの特定を繰り返し行い、前記発生エリアの時系列変化に基づいて前記監視対象の移動軌跡を特定する、
請求項3又は4に記載の光ファイバセンシングシステム。 - 前記発生位置が、所定のエリアである場合に報知を行う報知部をさらに備える、
請求項1又は2に記載の光ファイバセンシングシステム。 - 前記発生位置が、前記監視エリアの外である場合に報知を行う報知部をさらに備える、
請求項1又は2に記載の光ファイバセンシングシステム。 - 前記発生エリアが、所定のエリアである場合に報知を行う報知部をさらに備える、
請求項3から5のいずれか1項に記載の光ファイバセンシングシステム。 - 複数の方向を向くように配置された光ファイバが、監視エリアに発生した音を検知するステップと、
前記光ファイバから、前記音が重畳された光信号を受信するステップと、
前記光信号に基づいて、前記光ファイバで検知された前記音の分布を分析し、分析した前記音の分布に基づいて、前記音が発生した発生位置を特定する特定ステップと、
を含み、
前記特定ステップでは、前記光ファイバで検知された前記音が有するパターンと、予め登録された監視対象に対応する音が有するパターンと、のパターンマッチングを行うことによって、前記光ファイバで検知された前記音が前記監視対象に対応する音であると判断した場合、分析した前記音の分布に基づいて、前記監視対象に対応する音が発生した発生位置を特定する、
音源位置特定方法。
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