JPH0743203A - 移動音源識別方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】移動音源の移動コースを識別しようとするもの
である。 【構成】移動音源の移動軌跡上の２つの検出点の方向を
表す２つの方向検出ベクトルを、観測点を中心とする単
位球面内に形成し、当該２つの方向検出ベクトルのベク
トル積を演算することにより単位球面内に検出法線ベク
トルを形成する。この検出法線ベクトルを形成する処理
は移動音源の観測サイクルごとに繰り返し実行されるこ
とにより、検出法線ベクトルの集合が形成される。当該
検出法線ベクトルの集合が分類すべき所定の移動コース
に対応する法線ベクトル基準データ領域内に包含される
か否かに応じて移動音源の移動軌跡が当該移動コースに
分類される。このようにすることにより移動体の移動軌
跡を高い精度で分類することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は移動音源識別方法及び装
置に関し、例えば航空機騒音を自動監視する場合に適用
して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】移動音源である航空機が発生する騒音を
識別する方法として、従来、２個のマイクロホンの出力
から、移動音源に固有の特徴周波数帯域内の周波数成分
からなる音響信号を抽出して相関関数演算手段に与える
ことにより、音響信号相互間の相関関数を得、移動音源
の移動に伴つて相関関数信号に発生する極大値及び極小
値の発生位置の変化に基づいて移動音源を識別するよう
にしたものが提案されている（特公昭61-13169号公
報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この種の移動音源自動
識別装置によつて航空機騒音を周囲の騒音、例えば地上
を走行する車両の通過騒音等から分離することができる
ことにより、例えば１つの空港の航路下にこの移動音源
自動識別装置を設置することにより、当該空港から離着
陸する航空機による騒音の発生を把握することができ、
これにより当該空港周辺の騒音環境についてのデータと
して、航空機騒音の発生頻度等を把握することができ
る。

【０００４】しかしながら実際上騒音環境の実体を把握
するためには、複数例えば２箇所の空港から離着陸する
航空機の騒音の影響を受けるような地点で、各空港から
離着陸する航空機の騒音の影響をそれぞれ区別しながら
把握するには、移動音源である航空機の移動コースを把
握することが必要である。

【０００５】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、移動音源の移動軌跡を高い精度で識別することがで
きるようにした移動音源識別方法及び装置を提案しよう
とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、移動音源ＡＰが発生する移動音に
基づいて、時間の経過に従つて順次続く観測サイクルを
実行することにより、任意の移動軌跡ＬＰに沿つて移動
する移動音源ＡＰの移動コースを識別する移動音源識別
方法において、観測点Ｏから移動音源ＡＰの移動軌跡Ｌ
Ｐ上の２つの点への移動音の到来方向を表し、かつ観測
点Ｏを中心とする単位球面ＳＰＨまでの大きさを有する
２つの検出方向ベクトルＶ１、Ｖ２を形成し、２つの検
出方向ベクトルＶ１、Ｖ２のベクトル積を求めることに
より、当該２つの方向検出ベクトルＶ１、Ｖ２を含む面
ＳＳ２と直交する方向を表し、かつ観測点Ｏから単位球
面ＳＰＨまでの大きさを有する検出法線ベクトルＶ３を
形成し、検出法線ベクトルＶ３の位置が、分類すべき移
動コースを表す目標移動コースに対応するように設定さ
れた法線ベクトル基準データ領域ＳＳ４Ａ１〜ＳＳ４Ｂ
２に入つているか否かを判定し、入つているとき移動音
源ＡＰが目標移動コースを移動していると分類し、入つ
ていないとき移動音源ＡＰが目標移動コース以外の移動
コースを移動していると分類するようにする。

【０００７】また本発明においては、観測点Ｏに設置さ
れ、移動音源ＡＰから到来する移動音を検出信号に変換
するマイクロホン手段３と、このマイクロホン手段３の
検出信号Ｓ１〜Ｓ４に基づいて時間の経過に従つて移動
音の到来方向を表す検出方向ベクトルＶ１、Ｖ２を順次
形成する検出方向ベクトル形成手段５と、２つの検出方
向ベクトルＶ１、Ｖ２を抽出してベクトル積を演算する
ことにより、検出法線ベクトルＶ３を形成する検出法線
ベクトル形成手段６と、検出法線ベクトル形成手段６か
ら得られる検出法線ベクトルＶ３の集合に基づいて当該
検出法線ベクトルＶ３を包含する拡がり範囲を求める拡
がり範囲検出手段７、９と、拡がり範囲検出手段７、９
によつて求められた拡がり範囲が、分類すべき移動コー
スを表す目標移動コースに対応するように設定された法
線ベクトル基準データ領域ＳＳ４Ａ１〜ＳＳ４Ｂ２に入
つているとき、移動音源ＡＰが目標移動コース上を移動
していると分類し、入つていないとき移動音源ＡＰが目
標移動コース以外の移動コースを移動していると分類す
る評定手段とを設けるようにする。

【０００８】

【作用】移動音源ＡＰが直線状の移動軌跡ＬＰ上を移動
しているとき、移動音源ＡＰから到来する移動音に基づ
いて検出方向ベクトル形成手段５において得られる２つ
の検出方向ベクトルＶ１、Ｖ２のベクトル積を求めてこ
れを検出法線ベクトルＶ３とすることにより、当該検出
法線ベクトルＶ３は原理上単位球面ＳＰＨ上の１点に集
合させることができる。かくして集合した検出法線ベク
トルＶ３が法線ベクトル基準データ領域ＳＳ４Ａ１〜Ｓ
Ｓ４Ｂ２に入ることを判断することにより、移動音源Ａ
Ｐの移動コースを認識することができ、かくするにつき
一段と圧縮したデータを処理するだけで高い精度の認識
をなし得る。

【０００９】実際上、移動軌跡ＬＰが湾曲しているとき
は、検出方向ベクトルＶ１、Ｖ２のベクトル積に基づい
て得られる検出法線ベクトルＶ３は単位球面ＳＰＨ上の
比較的狭い領域に集合する。従つてこの場合も移動音源
ＡＰの移動コースの認識を、一段と圧縮されたデータ処
理量の処理をするだけで、高い精度でなし得る。

【００１０】

【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。

【００１１】（１）物体音源の識別原理 図１に示すように、地上の観測点Ｏから移動音源として
の航空機ＡＰの移動軌跡ＬＰを見たとき、航空機ＡＰが
観測点Ｏの遠方にあれば、航空機ＡＰの移動軌跡ＬＰは
ほぼ直線になる。

【００１２】そこで移動軌跡ＬＰ上において航空機ＡＰ
の前後の２つの点Ｐ１及びＰ２と、観測点Ｏとを頂点と
する三角形ＳＳ１を考えることができ、この三角形ＳＳ
１を含む平面によつて観測点Ｏを中心とする単位球面Ｓ
ＰＨを切つたときの断面ＳＳ２の周縁は、単位球面ＳＰ
Ｈの半径と同じ半径を有する円（すなわち大円）とな
り、この断面ＳＳ２の中心位置にある観測点Ｏにおいて
断面ＳＳ２と直交する方向に延長する法線ＬＮを考える
ことができる。

【００１３】このことは、航空機ＡＰが直線である移動
軌跡ＬＰ上を移動している限り、航空機ＡＰが移動軌跡
ＬＰ上どの位置にあつても、検出法線ベクトルは同一に
なることを意味している。また観測点Ｏ及び移動軌跡Ｌ
Ｐ上の点（図１の場合点Ｐ１及びＰ２）を結ぶ直線が単
位球面を突き抜ける点までの単位位置ベクトル（これを
検出方向ベクトルと呼ぶ）のうち、２つの検出方向ベク
トルのベクトル積を求めれば、これが検出法線ベクトル
になることを意味する。

【００１４】図１の場合、移動軌跡ＬＰ上の２つの点Ｐ
１及びＰ２の方向を表す２つの検出方向ベクトルＶ１及
びＶ２のベクトル積を演算することにより１つの検出法
線ベクトルＶ３を求めることができる。この関係は一般
に、移動軌跡ＬＰが直線である限りにおいて、時間の経
過に従つて順次繰り返される観測サイクルが実行される
ごとに、航空機ＡＰが移動軌跡ＬＰの点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ
３……にあれば、そのうちの２つの点について成り立つ
ので、各観測サイクルにおいて求めることができる法線
ベクトルＶ３の単位球面上の位置は１点になる。

【００１５】そしてこのことは、移動軌跡ＬＰ上を移動
する航空機ＡＰの移動軌跡についての一連の移動コース
の情報を検出法線ベクトルＶ３の位置ベクトル情報に圧
縮できることを意味している。

【００１６】ところが実際上、例えば航空機ＡＰが観測
点の近傍を通過した場合のように、観測点Ｏから見て移
動軌跡ＬＰが直線ではなく湾曲している場合には、航空
機ＡＰが実際に移動した移動軌跡ＬＰを、時間の経過に
従つて実際上直線であると考えられる程度に所定の時間
間隔で分割した線分上を航空ＡＰが移動したものと考え
て当該複数の線分についての検出法線ベクトルＶ３は必
ずしも１点には集束しなくなるので、各検出法線ベクト
ルＶ３によつて表される位置ベクトルの点の集合Ｐ３
（Ｐ３１、Ｐ３２、……）を航空機ＡＰが実際に移動し
た移動軌跡を表す情報として特定することができる。

【００１７】このようにして特定された法線ベクトルＶ
３の点又は点の集合は、図２に示すような判定座標面Ｊ
ＵＤ１上の点の集合として処理することができる。ここ
で判定座標面ＪＵＤ１は測定点Ｏを中心として、円周方
向に方位角（すなわち東、北、西、南、東）を目盛ると
共に、観測点Ｏを中心として半径方向に仰角（０°、30
°、60°、90°）を目盛る。

【００１８】図２の場合、検出法線ベクトルＶ３によつ
て表される位置ベクトル点群Ｐ３１、Ｐ３２、……は、
方位角がほぼ西でありかつ仰角が30°〜60°の間にある
ものとして表されている。

【００１９】位置ベクトルの点又はその集合Ｐ３１、Ｐ
３２、……が発生した領域は、例えば図３に示すように
全ての判定点Ｐ３１、Ｐ３２、……を内部に包含するよ
うな半径を有しかつ中心点ＤＰ３を中心とする半径ｒの
円の検出面分ＳＳ３として表すことができ、当該検出面
分ＳＳ３によつて航空機ＡＰが実際に移動した移動軌跡
として評価することができる。

【００２０】実際上図１において航空機ＡＰが点Ｐ１か
らＰ２まで移動軌跡ＬＰ上を移動したとき、観測点Ｏか
ら移動軌跡ＬＰ上の点Ｐ１及びＰ２の方向を表す単位ベ
クトル、すなわち検出方向ベクトルＶ１及びＶ２のベク
トル積、すなわち（ベクトルＶ１）×（ベクトルＶ２）
の演算結果が検出法線ベクトル、すなわち（ベクトルＶ
３）として求められる。

【００２１】（２）移動軌跡の評定 以上のような識別原理に基づいて、観測点Ｏから航空機
ＡＰの検出方向ベクトルＶ１及びＶ２のベクトル積によ
つて求められる検出法線ベクトルＶ３の集合を包含する
検出面分ＳＳ３によつて航空機の移動軌跡を特定するこ
とができ、この検出面分ＳＳ３の位置及び半径データ
を、図４に示すような法線ベクトル基準データ領域と比
較することによつて、移動音源である航空機ＡＰの移動
軌跡を評定する。

【００２２】図４において、法線ベクトル基準データ領
域ＳＳ４Ａ１及びＳＳ４Ａ２、ＳＳ４Ｂ１及びＳＳ４Ｂ
２、並びにＳＳ４Ｃは、それぞれＡ空港、Ｂ空港並びに
地上について離着陸又は移動する移動音源に対して評定
をするために判定座標面ＪＵＤ１上に設けられたもの
で、法線ベクトル基準データ領域ＳＳ４Ａ１及びＳＳ４
Ａ２は、観測点の南側にあるＡ空港について航空機が南
側の地平線から東側上空を通つて北側地平線の方向に向
つて離陸して行き又は逆方向に向つて着陸して行くよう
な標準の移動コースを移動した場合に、判定座標面ＪＵ
Ｄ１上に発生すべき法線ベクトルの集合を包含する範囲
に設定される。

【００２３】また法線ベクトル基準データ領域ＳＳ４Ｂ
１及びＳＳ４Ｂ２は、観測点の東側にあるＢ空港につい
て航空機が東側の地平線から北側上空を通つて西側の地
平線の方向に向つて離陸して行き又は逆方向に向つて離
陸して行くような標準の移動コースを移動した場合に、
判定座標面ＪＵＤ１上に発生すべき法線ベクトルの集合
を包含する範囲に設定される。

【００２４】さらに法線ベクトル基準データ領域ＳＳ４
Ｃは、観測点が設置されている地表面上を自動車等の走
行車両が移動した場合に、判定座標ＪＵＤ１上に発生す
べき法線ベクトルの集合を包含する範囲に設定される。

【００２５】かくして判定座標面ＪＵＤ１上に検出法線
ベクトルＶ３又はその集合が発生することにより、検出
面分ＳＳ３が形成されたとき、これが観測点を設定した
とき予め基準データとして設定しておいた法線ベクトル
基準データ領域ＳＳ４Ａ１及びＳＳ４Ａ２、ＳＳ４Ｂ１
及びＳＳ４Ｂ２並びにＳＳ４Ｃと比較され、そのいずれ
かの基準データ領域に入つたとき対応するＡ空港、Ｂ空
港又は地上の標準の移動コースを移動する移動音源であ
ると評定し、そのいずれにも入らなかつたとき当該予め
設定された標準の移動コース以外の移動コースを移動音
源が移動しているものと評定する。

【００２６】（３）実施例の構成 図５において、１は全体として移動音源識別装置を示
し、上空を移動する移動音源としての航空機２に対し
て、地上の所定位置の観測点に３つのマイクロホンの組
でなるマイクロホンユニツト３が設置されている。

【００２７】マイクロホンユニツト３の第１の基準マイ
クロホンＭ１は航空機２に対する直交座標系の原点（す
なわち観測点）に配設され、この第１の基準マイクロホ
ンＭ１に対してそれぞれｘ、ｙ及びｚ方向に所定の距離
だけ離れた位置に第２、第３及び第４の検出マイクロホ
ンＭ２、Ｍ３及びＭ４が配設され、基準マイクロホンＭ
１から得られる検出信号Ｓ１と、第４、第３及び第２の
検出マイクロホンＭ４、Ｍ３及びＭ２から得られる検出
信号Ｓ４、Ｓ３及びＳ２との相関が相関検出部４Ｚ、４
Ｙ及び４Ｘによつて求められる。かくして相関検出部４
Ｚ、４Ｙ及び４Ｘから得られる相互相関信号Ｓ５、Ｓ６
及びＳ７は、第６図（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）に示すよ
うに、航空機２の騒音（すなわち移動音）が基準マイク
ロホンＭ１にまで到達するまでの時間と、第４、第３及
び第２の検出マイクロホンＭ４、Ｍ３及びＭ２に到達す
るまでの時間との差を表す時間遅れΔＴ５、ΔＴ６及び
ΔＴ７だけ遅れた時点において相関が最も強いことを表
す論理「１」レベルのピーク出力Ｐが順次得られ、この
時間遅れΔＴ５、ΔＴ６及びΔＴ７の情報が相互相関信
号Ｓ５、Ｓ６及びＳ７として方向ベクトル演算部５に入
力される。

【００２８】ここでｙ軸方向から騒音（すなわち移動
音）が到来したときに生ずる最大時間差をΔＴＭとする
と、相互相関信号Ｓ５、Ｓ６及びＳ７のピークまでの時
間差ΔＴ５、ΔＴ６及びΔＴ７との比、すなわちΔＴ５
／ΔＴＭ、ΔＴ６／ΔＴＭ及びΔＴ７／ΔＴＭは、ｙ軸
と移動音が到来する方向との間になす角についての方向
余弦になり、方向ベクトル演算部５はこの３つの方向余
弦を１組として移動音が到来する方向の方向ベクトルを
次の手順によつて求める。

【００２９】まず、図７に示すように、時点ｔ＝ｔ_m に
おいて航空機２からの移動音の到来方向ベクトルＶ
_m が、基準マイクロホンＭ１の位置Ｏを原点として、方
位角α_m及び仰角β_m の方向であるとすると、第４、第
３及び第２の検出マイクロホンＭ４、Ｍ３及びＭ２から
求めた移動音の到達時間差ΔＴ４、ΔＴ３及びΔＴ２
と、基準マイクロホンＭ１と第４、第３及び第２のマイ
クロホンＭ４、Ｍ３及びＭ２との間の距離Ｌと、音速ｃ
を用いて、ｚ方向、ｙ方向及びｘ方向の方向余弦Ｖ_mz、
Ｖ_my、Ｖ_mxを表せばそれぞれ次式

【００３０】

【数１】

【数２】

【数３】のようになる。

【００３１】この関係から方位角α_m 及び仰角β_m を求
めると、

【数５】

【数６】 になる。従つて（５）式及び（６）式を（１）式、
（２）式及び（３）式に代入することにより、騒音方向
ベクトルの方向余弦、ベクトルＶ_mz、Ｖ_my及びＶ_mx、従
つて方向ベクトルＶ_m を求めることができる。

【００３２】このような方向ベクトル演算部５の方向ベ
クトル演算処理は、所定の周期で順次相互相関信号Ｓ
５、Ｓ６及びＳ７を取り込みながら実行され、これによ
り１回の観測サイクルごとに１組の余弦方向データで構
成された方向ベクトルデータが順次法線ベクトル演算部
６に供給される。

【００３３】法線ベクトル演算部６は１回の観測サイク
ルごとに、図１について上述したように、移動軌跡ＬＰ
上を移動する航空機ＡＰが点Ｐ１及びＰ２を順次通過す
るごとに移動音が到来する方向の方向ベクトルベクトル
Ｖ１及びベクトルＶ２について次式

【００３４】

【数７】

【数８】

【数９】 の演算を実行することにより、方向ベクトルベクトルＶ
１及びベクトルＶ２を演算し、その間の角度θを用いて
単位球面ＳＰＨ（図１）上の法線ベクトルＶ３を求め
る。因に単位球面ＳＰＨにおいて、観測サイクル開始点
Ｐ１の方向を表す方向ベクトルベクトルＶ１のｘ、ｙ及
びｚ成分をａ１、ｂ１及びｃ１とし、かつ観測終了点Ｐ
２の方向を表す方向ベクトルベクトルＶ２のｘ、ｙ及び
ｚ成分をａ２、ｂ２及びｃ２とすれば、時点ｔ＝ｔ_m の
観測サイクルにおいて求めることができる法線ベクトル
ベクトルＶ３は、

【００３５】

【数１０】 のように、当該観測サイクルの開始点Ｐ１に向かうベク
トルＶ１（ａ１、ｂ１及びｃ１）と、終了点Ｐ２に向か
うベクトルＶ２（ａ２、ｂ２及びｃ２）とのベクトル積
（ベクトルＶ１）×（ベクトルＶ２）としてベクトルＶ
１及びＶ２を含む平面に対して直交する方向の単位球面
ＳＰＨの点Ｐ３を表すことになる。

【００３６】以下続いて時点ｔ＝ｔ_m+1 、Ｔ_m+2 、Ｔ
_m+3 、……における航空機ＡＰの観測開始点Ｐ１及び終
了点Ｐ２に向かうベクトルＶ１ｔ_m 、Ｖ１ｔ_m+1 、Ｖ１
ｔ_m+2、……及びＶ２ｔ_m 、Ｖ２ｔ_m+1 、Ｖ２ｔ_m+2 、
……に基づいてそれぞれこれと直交する方向を表す法線
ベクトルＶ３ｔ_m 、Ｖ３ｔ_m+1 、Ｖ３ｔ_m+2 、……を演
算によつて求めることができる。

【００３７】このようにして時点ｔ＝ｔ_m 、ｔ_m+1 、ｔ
_m+2 、……における法線ベクトルＶ３ｔ_m 、Ｖ３
ｔ_m+1 、Ｖ３ｔ_m+2 、……を順次法線ベクトルデータＳ
９として法線ベクトル記憶部７に順次記憶して行く。

【００３８】かくして法線ベクトル記憶部７には、移動
軌跡ＬＰが湾曲している場合、マイクロホンユニツト３
から見た各観測サイクルにおける航空機の移動位置が単
位球面ＳＰＨ上の検出法線ベクトルＶ３（ａ３、ｂ３、
ｃ３）として記憶されて行き、その検出法線ベクトルＶ
３（ａ３、ｂ３、ｃ３）の点は航空機ＡＰの移動軌跡Ｌ
Ｐ上の全ての観測サイクルについて単位球面ＳＰＨの所
定範囲に集合することになる（図２）。

【００３９】この実施例の場合、マイクロホンユニツト
３とは別に騒音計８が設けられ、航空機２からの騒音及
びその他の騒音、例えば地上を走行する自動車９からの
騒音を検出し、当該騒音レベルが所定レベル以上になつ
たとき、法線ベクトル記憶部７に記憶許可信号Ｓ１１を
送出し、これにより基準マイクロホンＭ１に対する騒音
量が所定の値以上になつたときに限つて検出法線ベクト
ルＶ３の演算及び記憶動作をし、これにより判定精度を
高めるようになされている。

【００４０】法線ベクトル記憶部７に記憶された航空機
ＡＰの検出法線ベクトルＶ３が読み出されて法線ベクト
ル出力信号Ｓ１２として検出法線ベクトル拡がり演算部
９に送出する。法線ベクトル拡がり演算部９は求められ
た法線ベクトルの位置の拡がりを演算する。

【００４１】この実施例の場合、検出法線ベクトルの位
置の拡がりは、法線ベクトル出力信号Ｓ１２によつて表
される検出法線ベクトル群の中心位置及び当該中心位置
から全ての検出法線ベクトルの位置を包含するような面
分を決定し、当該中心位置及び全ての検出法線ベクトル
を包含する円の半径を表すデータを法線ベクトル拡がり
信号Ｓ１４として法線ベクトル比較判定部１０に与え
る。

【００４２】法線ベクトル比較判定部１０は法線ベクト
ル拡がり演算部９から得られる法線ベクトル拡がり判定
信号Ｓ１４のデータを基準データと比較し、当該基準デ
ータと検出法線ベクトルの拡がり領域との重なり関係を
表す法線ベクトル重なり判定出力Ｓ１５を判断結果出力
部１１に送出する。

【００４３】この実施例の場合判断結果出力部１１は法
線ベクトル重なり判定出力Ｓ１５をオペレータが目視確
認できるような可視表示に変換して判断結果を表出し得
るようになされている。

【００４４】この実施例の場合、法線ベクトル比較判定
部１０は航空機２が所定の移動コースを移動するような
代表的な動きをした場合に生ずる検出法線ベクトルＶ３
（＝Ｖ３ｔ_m 、Ｖ３ｔ_m+1 、Ｖ３ｔ_m+2 、……）の集合
を予め必要なだけ用意し、これにより航空機騒音を当該
予め用意した航空機移動コースについての騒音の種類に
分類できるようになされている。

【００４５】例えば図４について上述したように、２つ
の空港、すなわちＡ空港及びＢ空港に航空機が離陸した
場合に生ずる検出法線ベクトル群の拡がり範囲ＳＳ４Ａ
１及びＳＳ４Ｂ１をそれぞれ方位西ほぼ仰角30°及び南
南東ほぼ仰角０°〜30°に用意すると共に、Ａ空港及び
Ｂ空港に着陸する航空機の検出法線ベクトル群の拡がり
領域ＳＳ４Ａ２及びＳＳ４Ｂ２として観測点Ｏに対して
拡がり領域ＳＳ４Ａ１及びＳＳ４Ｂ１と点対称の関係に
ある位置に設定する。

【００４６】これに加えて、観測点Ｏの周囲に地上を移
動する騒音源を検出するための地上走行車両判定領域Ｓ
Ｓ４Ｃを設ける。以上の構成に加えて方向ベクトルデー
タＳ８及び騒音計８からの騒音レベル信号Ｓ１２が軌跡
演算部１５に与えられ、これにより所定の騒音レベル以
上の騒音がマイクロホンユニツト３に到来したとき、方
向ベクトルデータの軌跡を演算することにより軌跡演算
データＳ１６を方向ベクトル比較判定部１６に与える。

【００４７】軌跡演算部１５は、図８に示すように、方
向ベクトル演算部５から各検出サイクルの方向ベクトル
Ｖ１〜Ｖ１２が得られたとき、当該方向ベクトルデータ
を包含するようなデータ列を検出方向ベクトル判定線図
ＪＵＤ２上に形成する。このようにして検出方向ベクト
ル判定線図ＪＵＤ２上に形成された方向ベクトルデータ
列は、移動音源としての航空機２又は地上走行車両９の
移動軌跡を表している。

【００４８】軌跡演算部１５の軌跡演算データＳ１６は
方向ベクトル比較判定部１６に供給されて、当該方向ベ
クトル比較判定部１６内に用意されている方向ベクトル
基準データと比較される。

【００４９】この実施例の場合、方向ベクトル比較判定
部１６はＡ空港の方向ベクトル基準データとして図９に
示すように、ほぼ方位北仰角０°から方位北東仰角30
°、方位東仰角30°、方位南東仰角30°を経て方位南仰
角０°に亘る基準方向ベクトル領域データＲＥＦ１１を
有する。

【００５０】またＢ空港の方向ベクトル基準データとし
て図１０に示すように、ほぼ方位西仰角０°から方位北
東仰角30°〜60°、方位北仰角30°〜60°、方位北東仰
角30°を通つて方位北北東仰角０°に亘つて設定された
基準方向ベクトル領域データＲＥＦ１２を有する。

【００５１】さらに方向ベクトル比較判定部１６は、図
１１に示すように、地上走行車両の方向ベクトル基準デ
ータＲＥＦ１３として、方位北−東−南−西−北の全体
に亘つて、仰角０°の方向ベクトル帯領域データＲＥＦ
１３を有する。

【００５２】かくして方向ベクトル判定部１６は方向ベ
クトル演算部５から得られる検出方向ベクトルデータＳ
８として方向ベクトル帯領域データＲＥＦ１１、ＲＥＦ
１２及びＲＥＦ１３のうちのいずれかに入るような方向
ベクトルデータ列が得られたとき、当該設定されたＡ空
港及びＢ空港及び地上走行車両についての騒音であると
判定し、それ以外の領域に検出方向ベクトルデータＳ８
が発生したときそれ以外の騒音であると識別する。

【００５３】以上の構成において、Ａ空港を離陸した航
空機がマイクロホンユニツト３が設置されている観測位
置に近づき、通過し、遠ざかつて行つた場合には、方向
ベクトル演算部５から図８に示すように順次続く観測サ
イクルごとに方向ベクトルデータＶ１、Ｖ２、……Ｖ１
２でなるデータ列が得られ、これが図９に示すようにＡ
空港の方向ベクトル基準データとして方向ベクトル比較
判定部１６に設定されている基準方向ベクトル領域デー
タＲＥＦ１１内に発生することにより、判断結果出力部
１１において当該航空機騒音がＡ空港から離陸又は着陸
する航空機の移動音であるとの判断結果を表示できる。

【００５４】この状態において、当該航空機はＡ空港か
ら離陸するものであるから、方向ベクトル演算部５から
得られる検出方向ベクトルデータＳ８を法線ベクトル演
算部６において図１の検出原理に基づいて得られる法線
ベクトルＶ３の集合は、図２について上述したように方
位西仰角30°及び60°間に拡がり、これが法線ベクトル
拡がり演算部９によつて図３に示すように方位西仰角30
°及び60°間に面分ＳＳ３をもつように表れる。

【００５５】このとき法線ベクトル比較判定部１０は当
該面分Ｓ３内に拡がつた検出法線ベクトルの集合がＡ空
港から離陸する航空機についての法線ベクトル円領域デ
ータＳＳ３内に包含されることを表す法線ベクトル重な
り判定出力Ｓ１５を得て判断結果出力部１１において表
示される。

【００５６】かくしてオペレータはＡ空港から離陸した
航空機についての移動音がマイクロホンユニツト３に到
来したとき法線ベクトル判定部１０が法線ベクトル円領
域データＳＳ４Ａ１に属するデータであると判断するこ
とにより、当該移動音がＡ空港から離陸する航空機のも
のであることを識別できる。

【００５７】これに対してＢ空港に着陸する航空機の騒
音が到来した場合には、図８について上述したと同様に
して順次続く観測サイクルごとに得られる検出方向ベク
トルデータでなるデータ列が方向ベクトル演算部５から
送出され、この検出方向ベクトルデータＳ８に基づいて
法線ベクトル演算部６が法線ベクトルを演算することに
より、図２について上述したと同様にして検出法線ベク
トルの集合データが得られ、これが法線ベクトル記憶部
７を介して法線ベクトル拡がり演算部９に与えられるこ
とにより、当該検出法線ベクトルの集合の中心位置及び
半径のデータによつて表される面分が演算される。

【００５８】この演算結果について法線ベクトル比較判
定部１０は、Ｂ空港に離着陸する航空機について設定さ
れている法線ベクトル基準データ領域ＳＳ４Ｂ１及びＳ
Ｓ４Ｂ２（図４）に入るか否かの判定をし、全てのデー
タが当該領域に入ればＢ空港から離陸し又は着陸する航
空機であると判別でき、これに対して一部又は全部が当
該領域に入らなければそれ以外の航空機であることが判
別できる。

【００５９】このＢ空港に離着陸する航空機についての
方向ベクトルデータＳ８は、軌跡演算部１５において図
９について上述したと同様にして検出ベクトルデータ列
によつて表される軌跡が演算され、当該軌跡演算データ
Ｓ１６が方向ベクトル比較判定部１６において図１０に
ついて上述した方向ベクトル基準データ領域にその全部
が入るか否かの判断をし、入ればＢ空港に着陸又は離陸
する航空機であると判断する。

【００６０】これに対して地上を走る地上走行車両９に
ついての騒音がマイクロホンユニツト３に到来した場合
には、法線ベクトル演算部６において得られる法線ベク
トルは、図４について上述したように、仰角が90°近辺
のデータ領域に含まれるような法線ベクトルデータの集
合になると共に、軌跡演算部１５から得られる軌跡演算
データＳ１５は図１１について上述したと同様にして仰
角０°の方向ベクトル基準データ領域ＲＥＦ１３に入る
ようなデータが得られる。かくして地上走行車両９から
の騒音であることを確実に判断できる。

【００６１】以上の構成によれば、観測サイクルごとに
航空機の移動軌跡及び観測点を含む平面内において、移
動軌跡上の２点に向かう方向ベクトルを観測点Ｏから単
位球面ＳＰＨまでのベクトルとして検出し、当該２つの
方向ベクトルのベクトル積によつて求められる検出法線
ベクトルの集合によつて航空機の移動軌跡を表すように
したことにより、複数の基準移動コースのうちから航空
機が移動した移動コースを確実に識別することができ
る。

【００６２】かくするにつき、移動コースを検出法線ベ
クトルの集合によつて表すことができることにより、識
別に使用するデータ量を一段と少なくすることができ
る。

【００６３】また以上の構成によれば、各観測サイクル
において得られる検出方向ベクトルデータのデータ列に
よつて航空機が飛行した移動軌跡を表すと共に、分類す
べき基準の移動コースを当該検出方向ベクトルのデータ
列に基づいて予め決めておき、当該基準の移動軌跡領域
内に演算によつて求めた移動軌跡が入るか否かを判断す
ることにより、飛行した航空機の移動コースを分類する
ことができるようにし、これを検出法線ベクトルを用い
て求めた識別データと共に用いるようにしたことによ
り、高い精度で観測した航空機の移動コースを分類する
ことができる。

【００６４】（４）他の実施例 上述の実施例においては、検出法線ベクトルの集合の全
てが法線ベクトル基準データ領域ＳＳ４Ａ１、ＳＳ４Ａ
２、ＳＳ４Ｂ１、ＳＳ４Ｂ２に入つたとき当該法線ベク
トル基準データ領域によつて表される標準移動コースを
飛行する航空機であると分類するようにした場合につい
て述べたが、標準移動コースであると判断する基準とし
て法線ベクトルの全てを包含することに代え、その一部
が所定比率以上包含することを条件とするように変更し
ても上述の場合と同様の効果を得ることができる。

【００６５】また上述の実施例においては、航空機が発
生する騒音を移動音として検出することにより当該移動
音源の移動軌跡を識別する場合に本発明を適用した実施
例について述べたが、本発明はこれに限らず、音を発し
ながら移動する移動音源の走行軌跡を認識する場合に広
く適用し得る。

【００６６】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、各観測サ
イクル間における２つの移動音方向ベクトルのベクトル
積を求めると共に、単位球面上に検出法線ベクトルの集
合を生じさせ、当該検出法線ベクトルの集合が法線ベク
トル基準データ領域内に含まれるか否かに基づいて移動
音源の移動軌跡を分類するようにしたことにより、一段
と少ない検出データに基づいて当該移動音源の移動コー
スを確実に識別することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による音源識別方法の原理を示す略線図
である。

【図２】検出法線ベクトル判定線図を示す略線図であ
る。

【図３】検出法線ベクトルの集合の説明に供する略線図
である。

【図４】法線ベクトル基準データ領域の説明に供する略
線図である。

【図５】本発明による移動音源識別装置の一実施例を示
すブロツク図である。

【図６】相関検出信号の説明に供する信号波形図であ
る。

【図７】方向ベクトルの方向余弦の説明に供する略線図
である。

【図８】順次続く観測サイクルにおいて検出される方向
ベクトルデータ列を示す略線図である。

【図９】Ａ空港の方向ベクトル基準データ領域の説明に
供する略線図である。

【図１０】Ｂ空港の方向ベクトル基準データ領域の説明
に供する略線図である。

【図１１】走行車両の方向ベクトル基準データ領域を示
す略線図である。

【符号の説明】

１……移動音源識別装置、２……航空機、３……マイク
ロホンユニツト、４ｘ〜４ｚ……相関検出部、５……方
向ベクトル演算部、６……法線ベクトル演算部、７……
法線ベクトル記憶部、８……騒音計、９……法線ベクト
ル拡がり演算部、１０……法線ベクトル比較判定部、１
１……判断結果出力部、１５……軌跡演算部、１６……
方向ベクトル比較演算部、ＡＰ……航空機、ＬＰ……移
動軌跡、Ｐ１、Ｐ２……検出点、ＳＰＨ……単位球面Ｖ
１（ａ１、ｂ１、ｃ１）、Ｖ２（ａ２、ｂ２、ｃ２）…
…検出方向ベクトル、Ｖ３（ａ３、ｂ３、ｃ３）、検出
法線ベクトル、ＪＵＤ１……法線ベクトル判定座標面、
ＪＵＤ２……方向ベクトル判定座標面。

【数４】

【数１１】

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】移動音源が発生する移動音に基づいて、時
   間の経過に従つて順次続く観測サイクルを実行すること
   により、任意の移動軌跡に沿つて移動する移動音源の移
   動コースを識別する移動音源識別方法において、 観測点から移動音源の移動軌跡上の複数の点への上記移
   動音の到来方向を表し、かつ上記観測点を中心とする単
   位球面までの大きさを有する２つの検出方向ベクトルを
   形成し、 上記２つの検出方向ベクトルのベクトル積を求めること
   により、当該２つの検出方向ベクトルを含む面と直交す
   る方向を表し、かつ上記観測点から上記単位球面までの
   大きさを有する検出法線ベクトルを形成し、 上記検出法線ベクトルの位置が、分類すべき移動コース
   を表す目標移動コースに対応するように設定された所定
   の領域に入つているか否かを判定し、入つているとき上
   記移動音源が上記目標移動コース上を移動していると分
   類し、入つていないとき上記移動音源が上記目標移動コ
   ース以外の移動コースを移動していると分類することを
   特徴とする移動音源識別方法。
2. 【請求項２】上記単位球面上の位置を、当該単位球面の
   中心からの方位角を原点を中心とする円周方向の目盛で
   表し、かつ上記単位球面の中心からの仰角を上記原点を
   中心として半径方向の目盛で表してなる法線ベクトル判
   定座標面上に変換し、上記法線ベクトル判定座標上にお
   いて、 複数の観測サイクルについての検出法線ベクトルの集合
   を内部に含む拡がり範囲を求め、上記拡がり範囲が上記
   法線ベクトル基準データ領域内に包含されるか否かを判
   別することにより、分類すべき目標移動コースを決定す
   ることを特徴とする請求項１に記載の移動音源識別方
   法。
3. 【請求項３】上記拡がり範囲は、上記複数の観測サイク
   ルについての検出法線ベクトルの集合を包含する円の半
   径及び中心位置によつて表されることを特徴とする請求
   項２に記載の移動音源識別方法。
4. 【請求項４】時間の経過に従つて上記移動音の到来方向
   を表す上記２つの検出方向ベクトルの位置が上記分類す
   べき移動コースを表す目標移動コースに対応するように
   設定された検出方向ベクトル基準データ領域に入つてい
   るか否かを判定し、入つているとき上記移動音源が上記
   目標移動コース上を移動していると分類し、入つていな
   いとき上記移動音源が上記目標移動コース以外の移動コ
   ースを移動していると分類し、 上記検出法線ベクトルによる第１の分類結果と、上記検
   出方向ベクトルによる第２の分類結果に基づいて、上記
   移動音源が上記目標移動コース上を移動しているか否か
   を判断することを特徴とする請求項１に記載の移動音源
   識別方法。
5. 【請求項５】観測点に設置され、移動音源から到来する
   移動音を検出信号に変換するマイクロホン手段と、 上記マイクロホン手段の検出信号に基づいて時間の経過
   に従つて順次上記移動音の到来方向を表す検出方向ベク
   トルを順次形成する検出方向ベクトル形成手段と、 ２つの上記検出方向ベクトルを抽出してベクトル積を演
   算することにより、検出法線ベクトルを形成する検出法
   線ベクトル形成手段と、 上記検出法線ベクトル形成手段から得られる上記検出法
   線ベクトルの集合に基づいて当該検出法線ベクトルを包
   含する拡がり範囲を求める拡がり範囲検出手段と、 上記拡がり範囲検出手段によつて求められた拡がり範囲
   が、分類すべき移動コースを表す目標移動コースに対応
   するように設定された法線ベクトル基準データ領域に入
   つているとき、上記移動音源が上記目標移動コース上を
   移動していると分類し、入つていないとき上記移動音源
   が上記目標移動コース以外の移動コースを移動している
   と分類する評定手段とを具えることを特徴とする移動音
   源識別装置。