JPH07146127A - 移動物体寸法測定装置 - Google Patents

移動物体寸法測定装置

Info

Publication number
JPH07146127A
JPH07146127A JP29341493A JP29341493A JPH07146127A JP H07146127 A JPH07146127 A JP H07146127A JP 29341493 A JP29341493 A JP 29341493A JP 29341493 A JP29341493 A JP 29341493A JP H07146127 A JPH07146127 A JP H07146127A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
impulse response
size
moving object
estimated
microphone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP29341493A
Other languages
English (en)
Inventor
Masafumi Tanaka
雅史 田中
Yutaka Kaneda
豊 金田
Shoji Makino
昭二 牧野
Yoichi Haneda
陽一 羽田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP29341493A priority Critical patent/JPH07146127A/ja
Publication of JPH07146127A publication Critical patent/JPH07146127A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スピーカ、マイクロホンから直接見通しがき
かない場所の移動物体の寸法の測定を可能とする。 【構成】 音源信号x(k)でスピーカ21を駆動し、
マイクロホン22で受音した出力y(k)と、x(k)
とにより音響エコーキャンセラ31でインパルス応答を
推定し、更にエコーキャンセルし、その残留エコーe
(k)を得、e(k)の周波数特性を求め、しきい値T
eを越える最低周波数fmから移動物体13の寸法を推
定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は移動している物体の寸
法を音波を利用して測定する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、移動物体の寸法を測定するにはビ
デオカメラや写真の映像から物体の輪郭を判断して寸法
を測定する方法、レーダー、ソナーのように物体に電磁
波、音波を照射し、反射して返って来る波をセンサアレ
ーで受信し、反射波の広がりを計算し、これから寸法を
推定する方法がある。ビデオカメラ、センサアレー等、
物体からの信号を受信する装置を以下では受信装置と呼
ぶことにする。
【0003】従来の移動物体寸法測定装置は図3に示す
ように、例えば部屋11の上部の隅にビデオカメラのよ
うな受信装置12が設けられ、物体13からの反射光な
どを受信して物体13の寸法を測定する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし図3に示すよう
に受信装置12と物体13との間に障害物14があり、
受信装置12の死角に、つまり、受信装置12から直接
見通しがきかない場所にある物体13の測定は物体13
からの反射波が届かない、障害物等での反射が雑音とな
るなどの理由で物体13の寸法の測定は困難であった。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明によればインパ
ルス応答測定手段により、音波に関するインパルス応答
が継続的に測定され、移動物体寸法測定手段により上記
測定されたインパルス応答の変化量の周波数特性に基づ
いて移動物体の寸法が推定される。インパルス応答測定
手段としては音響エコーキャンセラが用いられ、その残
留エコーのパワースペクトルがインパルス応答の変化量
の周波数特性として検出される。
【0006】この発明は、このように音波の回折、散
乱、反射現像を利用するものであって、上記従来技術の
問題点を克服してビデオカメラ等の受信装置の死角にあ
る移動物体の寸法の測定を可能とする。
【0007】
【実施例】図1にこの発明の実施例を示し、図3と対応
する部分に同一符号を付けてある。この実施例では音波
に関するインパルス応答測定手段20が設けられる。即
ち部屋11の一側にスピーカ21とマイクロホン22と
が設けられ、スピーカ21の駆動信号x(k)とマイク
ロホン22の出力とがインパルス応答演算部23に入力
され、スピーカ21、マイクロホン22間のインパルス
応答が推定され、その測定出力が移動物体寸法測定部2
4へ入力される。
【0008】駆動信号x(k)でスピーカ21を駆動
し、部屋11内へ音波を送出する。図1に示すように、
音波は回折効果などによりスピーカ21に対し障害物1
4の向こう側(図の左側)にも伝搬する。この時、障害
物14の向こう側に存在する物体13に音波が達し、音
波は物体13による散乱や反射などの影響を受ける。そ
の後、その音波は障害物14に対しスピーカ21と反対
側、図の左側の壁面などで反射されて再度部屋11のス
ピーカ21側、図の右側に伝搬し、マイクロホン22で
受音される。
【0009】ここで重要なことは、物体13の位置や寸
法によって、物体13が音波に与える影響が異なること
である。このため、図の左側から戻って来る音波を継続
的に観測すると、物体13が移動した場合には音波の戻
り方が異なり、このことを利用して、物体13の寸法を
測定することができる。しかし、実際には左側から戻っ
てくる音波、つまり物体13に影響された音波のみを選
別して観測することはできない。そこで、この発明では
インパルス応答検出部23において、スピーカ21から
マイクロホン22までの音響的なインパルス応答を測定
する。このインパルス応答は部屋11内全体の音響伝達
特性を表しているので、物体13が移動した場合には、
その物体13が障害物14の向こう側にあったとしても
変化する。なお、インパルス応答の具体的測定手段は、
例えば、中溝:“信号解析とシステム同定”、コロナ社
(1988)などに記載されている。
【0010】インパルス応答の変化は物体13が移動
し、それまで物体13のあった場所では音波が物体13
の影響を受けなくなり、また、新たに物体13が移動し
た場所では音波が物体13の影響を受けるようになる。
音波の波長が物体13の寸法以下の音波は強く反射、散
乱されるので、物体13が移動したことによるインパル
ス応答の変化も、物体13の寸法より短い波長の周波数
では大きいという特徴がある。この特徴を利用して、イ
ンパルス応答が変化する周波数を調べることにより物体
13の大まかな寸法を知る。見る方向により寸法の異な
る物体はその平均的な寸法がわかる。
【0011】以上説明したように、この発明によれば従
来の方法では不可能であった受信装置の死角の位置にあ
る物体の寸法の測定が可能である。図2Aにインパルス
応答測定手段20として音響エコーキャンセラ31を用
いる場合の実施例を示す。よく知られているように、音
響エコーキャンセラ31は、スピーカ21から送出され
た音がマイクロホン22で受音されてハウリングなどの
問題が発生することを防止する装置である。音響エコー
キャンセラ31の動作は、スピーカ21とマイクロホン
22の間のインパルス応答をインパルス応答推定部33
で推定し、推定されたインパルス応答を持つフィルタと
音源信号x(k)とを畳み込み部32で畳み込み演算し
て疑似エコーy′(k)を合成し、これをマイクロホン
22の出力y(k)から差回路34で引算することで、
スピーカ21から出てマイクロホン22で受音された信
号(音響エコー)を消去するものである。音響エコーキ
ャンセラ31におけるインパルス応答の推定は適応アル
ゴリズムを用いるのが通例である。適応アルゴリズムと
は、ディジタル化された音源信号x(k)と残留エコー
e(k)を利用して、各サンプル時刻毎に逐次的にイン
パルス応答を推定するアルゴリズムであって、学習同定
法、LMS法などが代表例として知られている。音響エ
コーキャンセラの詳細については、特願平4−4464
9「反響消去装置」などに詳しい。
【0012】さて、図2Aに示す構成において、音源信
号x(k)を入力し、音響エコーキャンセラ31を動作
させる。音源信号x(k)としては、周波数帯域の広い
定常信号(例えば白色雑音や疑似音声)が望ましいが、
楽音や音声信号などの信号であってもよい。音響エコー
キャンセラ31の動作開始後、適応アルゴリズムが収束
するのに要する時間(通常は数秒程度)が経過した後に
は、インパルス応答推定部33にはインパルス応答が良
好に推定されていると考えられる。そして、サンプル時
間毎に、インパルス応答の推定値は更新される。言い換
えると、継続的なインパルス応答の測定(推定)が行わ
れる。そして、推定されたインパルス応答は、移動物体
寸法測定部24に転送される。移動物体寸法計測部24
では、まず、インパルス応答の変動量を計算する。
【0013】 Δh(k,k−m)=h(k)−h(k−m) (1) ここで、h(k)は時刻kに推定されたインパルス応答
を、h(k−m)は時刻kよりmサンプル分の時間過去
に推定されたインパルス応答を表す。次に、移動物体寸
法計測部24ではこのインパルス応答の変化量の周波数
特性f(k,m)を計算する。このf(k,m)は移動
物体13の寸法と音波の波長が同じ周波数以上では大き
な値をとるので、移動物体13の寸法の測定は、この量
f(k,m)に基づいて行うことが可能である。例え
ば、最も簡単な判定方法としては、図2Bに示すように
あるしきい値Teを定め、周波数特性f(k,m)にお
いてf(k,m)>Teとなる最小の周波数fmを見つ
け、fmに対応する波長(音速c/fm)を移動物体1
3の寸法の推定値とする。
【0014】その他、判定誤りを防ぐためには、複数の
時刻におけるf(k,m)の値がそれぞれTeを越えた
時における寸法をそれぞれ測定する方法、ファジイ論理
を用いてあいまいさを持たせて測定する方法など、様々
な測定方法を適用することが可能である。このようなし
きい値を用いる方法では移動物体13の寸法が見る向き
により異なる場合には平均的な寸法が求まる。f(k,
m)は移動物体13の形状により異なることを利用すれ
ば、パターン認識の技術を用いることで、移動物体13
のf(k,m)と類似したf(k,m)を持つ物体が判
かる。そして、移動物体13の寸法が見る向きにより異
なっていても、その認識された標準物体の寸法に近いと
推定される。
【0015】一方、インパルス応答の変動量の代わり
に、音響エコーキャンセラ31の残留エコーe(k)を
利用することも可能である。スピーカ21とマイクロホ
ン22の間のインパルス応答は、通常、物体13の移動
に伴って急激に変化する。しかし、音響エコーキャンセ
ラ31で推定されるインパルス応答は、急激な変化に追
従できず、推定の遅れを生じる。言い換えると、実際の
インパルス応答がhaからhbに変化した直後には、音
響エコーキャンセラ31のインパルス応答推定値は変化
前のhaに留まっている。したがって、疑似エコーy′
(k)、音響エコーy(k)はそれぞれ入力信号x
(k)とインパルス応答ha,hbとの畳み込みとし
て、 y′(k)=x(k)*ha (2) y(k)=x(k)*hb (3) と表される。ただし、*は畳み込み演算を表す。これよ
り、残留エコーe(k)は e(k)=y(k)−y′(k)=x(k)*(hb−ha) (4) と表される。(4)式より、残留エコーe(k)は、イ
ンパルス応答の変化量(hb−ha)を反映した量であ
ることがわかり、特に、x(k)が白色雑音信号の場合
には、e(k)のスペクトルと(1)式で定義された変
化量のスペクトルf(k,m)は一致する。移動物体1
3の寸法の測定には図2Bと同様に、しきい値Teを用
いて判定する方法などが適用できる。f(k,m)を利
用する場合には、(1)式の演算を移動物体寸法測定部
24において行う必要があるのに対して、この残留エコ
ーe(k)は、音響エコーキャンセラ31においてイン
パルス応答推定を行う場合には必ず計算される量である
ので、残留エコーを利用する方法は、大幅な演算量の削
減となる。
【0016】
【発明の効果】移動物体の検出において、ビデオカメラ
では視野からはずれた場所にある物体の寸法の測定は不
可能であったが、この発明は音の波動性を利用すること
で、スピーカ、マイクロホンから直接見通しのきかない
場所の移動物体の寸法の測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示すブロック図。
【図2】Aはインパルス応答測定手段として音響エコー
キャンセラを用いたこの発明の実施例を示すブロック
図、Bは残留エコーの周波数スペクトルの例を示す図で
ある。
【図3】従来の移動物体寸法測定装置を示す図。
フロントページの続き (72)発明者 羽田 陽一 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日 本電信電話株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 音波に関するインパルス応答を継続して
    測定するインパルス応答測定手段と、 そのインパルス応答測定手段で得られるインパルス応答
    の変化量の周波数特性に基づいて移動物体の寸法を推定
    する移動物体寸法測定手段とを有することを特徴とする
    移動物体寸法測定装置。
  2. 【請求項2】 前記インパルス応答測定手段は音響エコ
    ーキャンセラであることを特徴とする請求項1記載の移
    動物体寸法測定装置。
  3. 【請求項3】 前記移動物体寸法測定手段は前記インパ
    ルス応答の変化量の周波数特性として前記音響エコーキ
    ャンセラの残留エコーのパワースペクトルを検出するも
    のであることを特徴とする請求項2記載の移動物体寸法
    測定装置。
JP29341493A 1993-11-24 1993-11-24 移動物体寸法測定装置 Pending JPH07146127A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29341493A JPH07146127A (ja) 1993-11-24 1993-11-24 移動物体寸法測定装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29341493A JPH07146127A (ja) 1993-11-24 1993-11-24 移動物体寸法測定装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07146127A true JPH07146127A (ja) 1995-06-06

Family

ID=17794468

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29341493A Pending JPH07146127A (ja) 1993-11-24 1993-11-24 移動物体寸法測定装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07146127A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016524693A (ja) * 2013-05-16 2016-08-18 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. 部屋寸法推定の決定

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016524693A (ja) * 2013-05-16 2016-08-18 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. 部屋寸法推定の決定
US9909863B2 (en) 2013-05-16 2018-03-06 Koninklijke Philips N.V. Determination of a room dimension estimate
RU2655703C2 (ru) * 2013-05-16 2018-05-29 Конинклейке Филипс Н.В. Определение оценки размера помещения

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7330399B2 (en) Sonar system and process
Omologo et al. Acoustic source location in noisy and reverberant environment using CSP analysis
KR102088222B1 (ko) 분산도 마스크를 이용한 음원 국지화 방법 및 음원 국지화 장치
US6397154B1 (en) Correlation method for surveillance device detection
WO2000023815A1 (en) Range measuring system
US6058075A (en) System for canceling interferers from broadband active sonar signals using adaptive beamforming methods
US6714481B1 (en) System and method for active sonar signal detection and classification
JPH08220218A (ja) 移動物体の速度の測定方法及びその方法を実施する遠隔検出装置
US6404702B1 (en) Surveillance device for signal-echo sensors
JPH07146127A (ja) 移動物体寸法測定装置
JPH07146366A (ja) 物体移動情報検出装置
JPH07146988A (ja) 物体移動検出装置
EP1806593B1 (en) Determination of the adequate measurement window for sound source localization in echoic environments
JP2780698B2 (ja) 水中航走体検出装置
JP2001296359A (ja) バイスタティック処理装置
JP2690606B2 (ja) 音源数決定方法
JP3341811B2 (ja) 残響歪低減マイクロホン装置
JP2790904B2 (ja) 音源特徴抽出方法
JPH1048308A (ja) 物体位置検出装置及び物体位置検出方法
JP2003043143A (ja) 車両等の検出装置
Vieira et al. A sound localizer for reverberant environments
Brown et al. Spatial coherence considerations for the phase center approximation
Hermand et al. Channel‐adaptive matched filter processing of large time‐bandwidth product signals: Preliminary results
JPH05196717A (ja) ソーナー信号検出処理方式
Edelson et al. Multiple source behavior of passive synthetic aperture algorithms