JPH0472525A - 音源方向識別センサ - Google Patents
音源方向識別センサInfo
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- JPH0472525A JPH0472525A JP18426890A JP18426890A JPH0472525A JP H0472525 A JPH0472525 A JP H0472525A JP 18426890 A JP18426890 A JP 18426890A JP 18426890 A JP18426890 A JP 18426890A JP H0472525 A JPH0472525 A JP H0472525A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sound source
- microphones
- sound
- microphone
- circuit part
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- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 24
- 230000013011 mating Effects 0.000 abstract 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R2201/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones covered by H04R1/00 but not provided for in any of its subgroups
- H04R2201/40—Details of arrangements for obtaining desired directional characteristic by combining a number of identical transducers covered by H04R1/40 but not provided for in any of its subgroups
- H04R2201/401—2D or 3D arrays of transducers
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、移動形ロボットや移動体検知システムにお
いて、３次元空間内の任意の位置に存在する音源の方向
を１カ所で簡便に識別する小形軽量で、安価な音源方向
識別センサに関するものである。
いて、３次元空間内の任意の位置に存在する音源の方向
を１カ所で簡便に識別する小形軽量で、安価な音源方向
識別センサに関するものである。
［従来の技術］
従来、この種のセンサとしては、三角測量の原理を用い
、２力所以上にマイクロホンを配置して音源の方向を算
出する構成が知られている。
、２力所以上にマイクロホンを配置して音源の方向を算
出する構成が知られている。
［発明が解決しようとする課題］
このような方法では、２次元平面内にある音源の方向計
測は可能であるが、任意の３次元空間にある音源の方向
を識別するためのマイクロホンの配置方法、固定治具で
生じる音の反射、回折等の影響除去方法等が必ずしも明
確ではなく、方向識別回路構成の標準化が難しくコスト
アップの要因となる。また、個別マイクロホンを多数設
置すると測定装置全体が大きくなり、移動させ難くなる
などの欠点がある。
測は可能であるが、任意の３次元空間にある音源の方向
を識別するためのマイクロホンの配置方法、固定治具で
生じる音の反射、回折等の影響除去方法等が必ずしも明
確ではなく、方向識別回路構成の標準化が難しくコスト
アップの要因となる。また、個別マイクロホンを多数設
置すると測定装置全体が大きくなり、移動させ難くなる
などの欠点がある。
この発明の目的は、小形計量化、複数マイクロホンの一
体構造化、識別回路部の単純化、低価格化等を図った音
源方向識別センサを提供することにある。
体構造化、識別回路部の単純化、低価格化等を図った音
源方向識別センサを提供することにある。
［課題を解決するための手段］
この発明にかかる音源方向識別センサは、球体の表面に
音波を検出する無指向性のマイクロホンを球体の中心か
ら見て互に９０度の間隔で６個配置した球状受音検出部
と、各マイクロホンが検出する最大受音検出レベルを６
個別々に検出する個別信号検出回路部と、６個のマイク
ロホンの内、それぞれ対向するマイクロホン間の差信号
を検出する差信号検出回路部と、個別信号検出回路部の
出力と差信号検出回路部の出力とから音源の方向を算出
する演算回路部とで構成されたものである。
音波を検出する無指向性のマイクロホンを球体の中心か
ら見て互に９０度の間隔で６個配置した球状受音検出部
と、各マイクロホンが検出する最大受音検出レベルを６
個別々に検出する個別信号検出回路部と、６個のマイク
ロホンの内、それぞれ対向するマイクロホン間の差信号
を検出する差信号検出回路部と、個別信号検出回路部の
出力と差信号検出回路部の出力とから音源の方向を算出
する演算回路部とで構成されたものである。
［作用１
この発明においては、差信号検出回路部から得られる対
向するマイクロホンの出力信号の差信号と、個別信号検
出回路部から得られる各マイクロホンの受音圧信号から
音源の空間位置方向を演算回路部が算出する。
向するマイクロホンの出力信号の差信号と、個別信号検
出回路部から得られる各マイクロホンの受音圧信号から
音源の空間位置方向を演算回路部が算出する。
［実施例］
第１図はこの発明の一実施例を説明する図であって、１
から６は小形で無指向性のマイクロホン（図においてマ
イクロホン４はマイクロホン２の裏側にあって見えない
）、７は球体で、この表面近傍に前記マイクロホン１〜
６の６個を内蔵して球状受音検出部８が構成されている
。９は６個のマイクロホン信号の最大値を検出する個別
識別回路部、１０は対向する２個のマイクロホン信号間
の差を検圧する差信号識別回路部、１１は前記個別識別
回路部９と差信号識別回路部１０からの信号により音源
方向を算出する演算回路部である。
から６は小形で無指向性のマイクロホン（図においてマ
イクロホン４はマイクロホン２の裏側にあって見えない
）、７は球体で、この表面近傍に前記マイクロホン１〜
６の６個を内蔵して球状受音検出部８が構成されている
。９は６個のマイクロホン信号の最大値を検出する個別
識別回路部、１０は対向する２個のマイクロホン信号間
の差を検圧する差信号識別回路部、１１は前記個別識別
回路部９と差信号識別回路部１０からの信号により音源
方向を算出する演算回路部である。
そして、マイクロホン１とマイクロホン３はＸ軸上に、
マイクロホン２とマイクロホン４はＺ軸上に、マイクロ
ホン５とマイクロホン６はＹ軸上、つまり、球体７の中
心から見て互に９０度の間隔になるように配置されてお
り、球体７の表面より飛び出さない位置に埋設しである
。球体７は一例として数十ｃｍの直径を有し、各マイク
ロホン１〜６にそれぞれの裏面から音が入らないように
プラスチック、木材、金属等で形成される。
マイクロホン２とマイクロホン４はＺ軸上に、マイクロ
ホン５とマイクロホン６はＹ軸上、つまり、球体７の中
心から見て互に９０度の間隔になるように配置されてお
り、球体７の表面より飛び出さない位置に埋設しである
。球体７は一例として数十ｃｍの直径を有し、各マイク
ロホン１〜６にそれぞれの裏面から音が入らないように
プラスチック、木材、金属等で形成される。
第２図（ａ）、（ｂ）は音の伝搬経路と各マイクロホン
１〜６の位置関係を説明する図である。
１〜６の位置関係を説明する図である。
１２は音源が遠方にあって、球状受音検出部８に対し、
Ｚ軸回りに○ｒａｄ 、 Ｘ軸回りにψｒａｄの方向に
音源がある場合の音の経路を示す。
Ｚ軸回りに○ｒａｄ 、 Ｘ軸回りにψｒａｄの方向に
音源がある場合の音の経路を示す。
第２図（ａ）、（ｂ）の例では音源から出た音はマイク
ロホン３へは直接到達するが、マイクロホン１へは経路
差δＩ３だけ遅れて到達する。球状受音検出部８の半径
をｒとすると、経路差δ１３は以下のように導出できる
。
ロホン３へは直接到達するが、マイクロホン１へは経路
差δＩ３だけ遅れて到達する。球状受音検出部８の半径
をｒとすると、経路差δ１３は以下のように導出できる
。
・・・・・・■
同様に、マイクロホン２とマイクロホン４の経路差δ２
４は、 ・・・・・・■ また、マイクロホン５とマイクロホン６の経路差δ、６
は ・・・・・・■ として求まる。
４は、 ・・・・・・■ また、マイクロホン５とマイクロホン６の経路差δ、６
は ・・・・・・■ として求まる。
マイクロホン１〜６のうち、対向するマイクロホン１と
３．２と４．５と６の受音信号間に生じる時間差ｔと経
路差δの間には、第３図のシミュレーション実験に示す
ように、δ＝ｋｔの関係がある。
３．２と４．５と６の受音信号間に生じる時間差ｔと経
路差δの間には、第３図のシミュレーション実験に示す
ように、δ＝ｋｔの関係がある。
以上の関係を用いて、音源の３次元方向弁別方法を次に
述べる。３組の対向するマイクロホンの受音信号から、
差信号識別回路部１０で３組のマイクロホンの時間差ｔ
＋ 、ｔｚ 、ｔｓを算出する。この際、音源に特定の
周波数が含まれていＩ−ｔばフィルタを差信号識別回路
部１００入力部分に組込むことにより効率よく時間差を
算出することができる。また、個別識別回路部９により
各マイクロホン１〜６の受音信号の大小関係を定める。
述べる。３組の対向するマイクロホンの受音信号から、
差信号識別回路部１０で３組のマイクロホンの時間差ｔ
＋ 、ｔｚ 、ｔｓを算出する。この際、音源に特定の
周波数が含まれていＩ−ｔばフィルタを差信号識別回路
部１００入力部分に組込むことにより効率よく時間差を
算出することができる。また、個別識別回路部９により
各マイクロホン１〜６の受音信号の大小関係を定める。
方向角θとφを算出するには、第０〜０式にδ＝ｋｔを
代入し、未知数θとψを算出する。未知数は２個なので
第０〜０式のうち２式を使用する。使用する式、すなわ
ち、時間差検出のマイクロホンの選択基準としては、個
別識別回路部９により識別された受音信号の大きいマイ
クロホン順とする。
代入し、未知数θとψを算出する。未知数は２個なので
第０〜０式のうち２式を使用する。使用する式、すなわ
ち、時間差検出のマイクロホンの選択基準としては、個
別識別回路部９により識別された受音信号の大きいマイ
クロホン順とする。
以上の方法により、音源の方向θとφが算出可能である
ことを示した。なお、位相差、振幅差と経路差との間に
も同様の近似関係が成り立つので、位相差、振幅差から
も音源方向θとψを算出することが可能である。
ことを示した。なお、位相差、振幅差と経路差との間に
も同様の近似関係が成り立つので、位相差、振幅差から
も音源方向θとψを算出することが可能である。
［発明の効果］
以上説明したように、この発明は、球体の表面に球体の
中心からみて９０度間隔で６個の無指向性のマイクロホ
ンを配置した一体構造とした球状受音検出部を用い、各
マイクロホンの受音圧レベルを検出する個別信号検出回
路部と、対向するマイクロホンの差信号を検出する差信
号検出回路を備えた構成となっているため、３次元空間
内に存在する音源の方向を簡便に、かつ精度よく算出で
きる利点がある。
中心からみて９０度間隔で６個の無指向性のマイクロホ
ンを配置した一体構造とした球状受音検出部を用い、各
マイクロホンの受音圧レベルを検出する個別信号検出回
路部と、対向するマイクロホンの差信号を検出する差信
号検出回路を備えた構成となっているため、３次元空間
内に存在する音源の方向を簡便に、かつ精度よく算出で
きる利点がある。
第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図、
第２図（ａ）、（ｂ）は、第１図の動作原理を説明する
ための図、第３図は対向するマイクロホンの受音信号間
に生じる時間差と経路差との関係を示す図である。 図中、１〜６はマイクロホン、７は球体、８は球状受音
検出部、９は個別識別回路部、１０は差信号識別回路部
、１１は演算回路部、１２は音の経路である。 ６可デマ 第１図 第３図 １〜６．マイクロホン ７・球体 ８：球状受音検出部 経 路 差 δ （ｎｏ＋＋） 図 （ｂ） 者の経路
第２図（ａ）、（ｂ）は、第１図の動作原理を説明する
ための図、第３図は対向するマイクロホンの受音信号間
に生じる時間差と経路差との関係を示す図である。 図中、１〜６はマイクロホン、７は球体、８は球状受音
検出部、９は個別識別回路部、１０は差信号識別回路部
、１１は演算回路部、１２は音の経路である。 ６可デマ 第１図 第３図 １〜６．マイクロホン ７・球体 ８：球状受音検出部 経 路 差 δ （ｎｏ＋＋） 図 （ｂ） 者の経路
Claims (1)
- 球体の表面に音波を検出する無指向性のマイクロホンを
前記球体の中心から見て互に９０度の間隔で６個配置し
た球状受音検出部と、前記各マイクロホンが検出する最
大受音検出レベルを６個別々に検出する個別信号検出回
路部と、前記６個のマイクロホンの内、それぞれ対向す
るマイクロホン間の差信号を検出する差信号検出回路部
と、前記個別信号検出回路部の出力と前記差信号検出回
路部の出力とから音源の方向を算出する演算回路部とか
ら構成されたことを特徴とする音源方向識別センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18426890A JPH0472525A (ja) | 1990-07-13 | 1990-07-13 | 音源方向識別センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18426890A JPH0472525A (ja) | 1990-07-13 | 1990-07-13 | 音源方向識別センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0472525A true JPH0472525A (ja) | 1992-03-06 |
Family
ID=16150349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18426890A Pending JPH0472525A (ja) | 1990-07-13 | 1990-07-13 | 音源方向識別センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0472525A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6069961A (en) * | 1996-11-27 | 2000-05-30 | Fujitsu Limited | Microphone system |
| WO2004021031A1 (ja) * | 2002-08-30 | 2004-03-11 | Nittobo Acoustic Engineering Co.,Ltd. | 音源探査システム |
| EP1557688A1 (fr) | 2004-01-09 | 2005-07-27 | Microdb | Système de mesure acoustique permettant de localiser des sources de bruit |
| JP2006245725A (ja) * | 2005-03-01 | 2006-09-14 | Yamaha Corp | マイクロフォンシステム |
| JP2007006458A (ja) * | 2005-06-23 | 2007-01-11 | Akg Acoustics Gmbh | サウンドフィールドマイクロフォン |
| JP2007006474A (ja) * | 2005-06-23 | 2007-01-11 | Akg Acoustics Gmbh | マイクロフォンのモデリング |
| JP2007104562A (ja) * | 2005-10-07 | 2007-04-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | マイクロホン装置 |
| JP2008533880A (ja) * | 2005-03-16 | 2008-08-21 | コクス，ジェイムズ | マイクロフォンアレイおよびデジタル信号処理システム |
| JP2010212874A (ja) * | 2009-03-09 | 2010-09-24 | Technical Research & Development Institute Ministry Of Defence | カーディオイドハイドロホンとそれを用いたハイドロホン装置 |
| CN102955148A (zh) * | 2012-11-04 | 2013-03-06 | 李良杰 | 球面红外线传感器阵列定向仪 |
| JP2014158151A (ja) * | 2013-02-15 | 2014-08-28 | Seiko Epson Corp | 音処理装置および音処理装置の制御方法 |
| WO2021064917A1 (ja) * | 2019-10-02 | 2021-04-08 | 日本電信電話株式会社 | 関係決定装置、方法及びプログラム |
-
1990
- 1990-07-13 JP JP18426890A patent/JPH0472525A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPWO2004021031A1 (ja) * | 2002-08-30 | 2005-12-22 | 日東紡音響エンジニアリング株式会社 | 音源探査システム |
| KR101010099B1 (ko) * | 2002-08-30 | 2011-01-24 | 닛토보 온쿄 엔지니어링 가부시키가이샤 | 음원 탐사 시스템 |
| EP1557688A1 (fr) | 2004-01-09 | 2005-07-27 | Microdb | Système de mesure acoustique permettant de localiser des sources de bruit |
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