JPH0914948A - 音源位置標定方法 - Google Patents
音源位置標定方法Info
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- JPH0914948A JPH0914948A JP16185495A JP16185495A JPH0914948A JP H0914948 A JPH0914948 A JP H0914948A JP 16185495 A JP16185495 A JP 16185495A JP 16185495 A JP16185495 A JP 16185495A JP H0914948 A JPH0914948 A JP H0914948A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 未知音源の位置推定で、地形の影響による誤
差を除く。 【構成】 仮補正ベクトル演算部４は、標高値を格納し
た地図データベース３を参照し、設定された複数の仮音
源位置と複数のセンサ１−１〜１−Ｎ間を結ぶ断面内の
標高データを求め、該各センサと各仮音源位置間の音響
信号の仮到着時刻をそれぞれ求める。そして、各仮到着
時刻に基づく各仮音源位置の仮標定位置をそれぞれ求
め、各仮標定位置と仮音源位置の誤差を仮補正ベクトル
として、該仮標定位置と対応させてメモリ５に格納す
る。次に、標定処理部２が双曲線の幾何学的性質を用
い、各センサの受信音響信号の測定到着時刻に基づく未
知音源位置を標定する。補正処理部６は、その標定位置
近傍の仮標定位置に対応する仮補正ベクトルを補間し
て、地形を考慮した補正ベクトルを求め、その補正ベク
トルを未知音源標定位置に加算して、最終的な標定結果
ＯＵＴを出力する。
差を除く。 【構成】 仮補正ベクトル演算部４は、標高値を格納し
た地図データベース３を参照し、設定された複数の仮音
源位置と複数のセンサ１−１〜１−Ｎ間を結ぶ断面内の
標高データを求め、該各センサと各仮音源位置間の音響
信号の仮到着時刻をそれぞれ求める。そして、各仮到着
時刻に基づく各仮音源位置の仮標定位置をそれぞれ求
め、各仮標定位置と仮音源位置の誤差を仮補正ベクトル
として、該仮標定位置と対応させてメモリ５に格納す
る。次に、標定処理部２が双曲線の幾何学的性質を用
い、各センサの受信音響信号の測定到着時刻に基づく未
知音源位置を標定する。補正処理部６は、その標定位置
近傍の仮標定位置に対応する仮補正ベクトルを補間し
て、地形を考慮した補正ベクトルを求め、その補正ベク
トルを未知音源標定位置に加算して、最終的な標定結果
ＯＵＴを出力する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、任意に配置した複数の
センサで受信した音響信号の到着時刻に基づき、音響信
号の発生源の位置を推定する音源標定方法に関するもの
である。
センサで受信した音響信号の到着時刻に基づき、音響信
号の発生源の位置を推定する音源標定方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば次の文献に示されるものがあった。 文献；矢野・石原著「科学技術者のための基礎数学」、
第１３版（昭４９―１１―１）Ｐ．１６０―１６１ 上記文献に示されているように、従来の音源位置標定方
法では、双曲線の幾何学的性質を利用して、音響信号の
発生源の位置を推定している。即ち、双曲線は、２つの
定点からの距離の差が一定な点が全体をつくる図形であ
る。２つの定点をＦ１（一ｃ、０）、Ｆ２（ｃ、０）と
し、点Ｆ１、Ｆ２かららの距離の差が２ａ（ｃ＞ａ＞
０）であるような任意の点をＰ（ｘ、ｙ）とすると、双
曲線では次の（１）式の関係がある。
例えば次の文献に示されるものがあった。 文献；矢野・石原著「科学技術者のための基礎数学」、
第１３版（昭４９―１１―１）Ｐ．１６０―１６１ 上記文献に示されているように、従来の音源位置標定方
法では、双曲線の幾何学的性質を利用して、音響信号の
発生源の位置を推定している。即ち、双曲線は、２つの
定点からの距離の差が一定な点が全体をつくる図形であ
る。２つの定点をＦ１（一ｃ、０）、Ｆ２（ｃ、０）と
し、点Ｆ１、Ｆ２かららの距離の差が２ａ（ｃ＞ａ＞
０）であるような任意の点をＰ（ｘ、ｙ）とすると、双
曲線では次の（１）式の関係がある。
【数１】 ２つのセンサで受信した音響信号の到着時刻差をｔとす
ると、音源は２つのセンサからの距離の差がｔｖ（ｖ：
音速）となる双曲線上に存在する。さらに、他のセンサ
で信号を受信することにより、別の双曲線が得られる。
この２つの双曲線の交点から、音源の位置を求めること
ができる。
ると、音源は２つのセンサからの距離の差がｔｖ（ｖ：
音速）となる双曲線上に存在する。さらに、他のセンサ
で信号を受信することにより、別の双曲線が得られる。
この２つの双曲線の交点から、音源の位置を求めること
ができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
音源位置標定方法では、次のようは課題があった。即
ち、真平らな地形を想定した方法であるため、真平らな
地形でない場合、例えば、音源とセンサの間に山、傾斜
及び高度差等がある場合、得られた音源位置が大きな誤
差をもってしまうという問題があり、それを解決するこ
とが困難であった。本発明は、前記従来技術がもってい
た課題として、音源とセンサの間が真平らな地形でない
場合に、得られた音源位置が大きな誤差を持つという点
について解決した音源位置標定方法を提供するものであ
る。
音源位置標定方法では、次のようは課題があった。即
ち、真平らな地形を想定した方法であるため、真平らな
地形でない場合、例えば、音源とセンサの間に山、傾斜
及び高度差等がある場合、得られた音源位置が大きな誤
差をもってしまうという問題があり、それを解決するこ
とが困難であった。本発明は、前記従来技術がもってい
た課題として、音源とセンサの間が真平らな地形でない
場合に、得られた音源位置が大きな誤差を持つという点
について解決した音源位置標定方法を提供するものであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、前記課題
を解決するために、任意に配置した少なくとも３つのセ
ンサで受信した音響信号の測定到着時刻から、双曲線の
幾何学的性質を用いて該音響信号を発生した未知音源の
位置を標定する音源位置標定方法において、次のような
地形補正値作成処理と標定処理とを実施するようにして
いる。地形補正値作成処理は、前記標定処理に先立ち予
め行われる処理である。地形補正値作成処理は、目標と
する前記標定領域内に複数の仮音源位置を設定する処理
と、該標定領域と前記各センサの設置位置のＸＹ平面座
標値およびその座標における標高値からなる地図データ
ベースを用いて、該各仮音源位置と各センサの設置位置
間を結ぶ垂直断面における標高データをそれぞれ求め、
該標高データに基づき前記各音響信号の最短経路距離を
演算してそれを音速で割って、該各仮音源位置と各セン
サの設置位置間の音響信号の仮到着時刻をそれぞれ演算
する処理と、その演算された各仮到着時間から、前記双
曲線の幾何学的性質を用いた該各仮音源位置に対する標
定で仮標定位置をそれぞれ求めると共に、その各仮標定
位置とそれに対応する仮音源位置の誤差を仮補正ベクト
ルとしてそれぞれ求める処理とを行い、メモリに該各仮
標定位置及び仮補正ベクトルの組みをそれぞれ格納する
処理である。標定処理は、複数のセンサで受信した各音
響信号の測定到着時刻から、前記双曲線の幾何学的性質
を用いて未知音源の位置を標定する処理と、該標定位置
の近傍の前記仮標定位置に対応した前記メモリ中の仮補
正ベクトルによって補間されたベクトルとして、未知音
源の標定位置に対する補正ベクトルを求める処理とを行
い、該補正ベクトルを該標定位置に加算することで最終
的な標定結果を得る処理である。
を解決するために、任意に配置した少なくとも３つのセ
ンサで受信した音響信号の測定到着時刻から、双曲線の
幾何学的性質を用いて該音響信号を発生した未知音源の
位置を標定する音源位置標定方法において、次のような
地形補正値作成処理と標定処理とを実施するようにして
いる。地形補正値作成処理は、前記標定処理に先立ち予
め行われる処理である。地形補正値作成処理は、目標と
する前記標定領域内に複数の仮音源位置を設定する処理
と、該標定領域と前記各センサの設置位置のＸＹ平面座
標値およびその座標における標高値からなる地図データ
ベースを用いて、該各仮音源位置と各センサの設置位置
間を結ぶ垂直断面における標高データをそれぞれ求め、
該標高データに基づき前記各音響信号の最短経路距離を
演算してそれを音速で割って、該各仮音源位置と各セン
サの設置位置間の音響信号の仮到着時刻をそれぞれ演算
する処理と、その演算された各仮到着時間から、前記双
曲線の幾何学的性質を用いた該各仮音源位置に対する標
定で仮標定位置をそれぞれ求めると共に、その各仮標定
位置とそれに対応する仮音源位置の誤差を仮補正ベクト
ルとしてそれぞれ求める処理とを行い、メモリに該各仮
標定位置及び仮補正ベクトルの組みをそれぞれ格納する
処理である。標定処理は、複数のセンサで受信した各音
響信号の測定到着時刻から、前記双曲線の幾何学的性質
を用いて未知音源の位置を標定する処理と、該標定位置
の近傍の前記仮標定位置に対応した前記メモリ中の仮補
正ベクトルによって補間されたベクトルとして、未知音
源の標定位置に対する補正ベクトルを求める処理とを行
い、該補正ベクトルを該標定位置に加算することで最終
的な標定結果を得る処理である。
【０００５】第２の発明は、任意に配置した少なくとも
３つのセンサで受信した音響信号の測定到着時刻から、
双曲線の幾何学的性質を用いて該音響信号を発生した未
知音源の位置を標定する音源位置標定方法において、次
のような地形補正値作成処理と標定処理とを実施するよ
うにしている。地形補正値作成処理は、標定処理に先立
ち予め行われる処理である。第２発明における地形補正
値作成処理は、目標とする前記標定領域内に複数の仮音
源位置を設定する処理と、該標定領域と前記各センサの
設置位置のＸＹ平面座標値およびその座標における標高
値からなる地図データベースを参照して、該各仮音源位
置と各センサの設置位置間を結ぶ音波伝搬モデルをそれ
ぞれ求め、該各伝搬モデルに基づき前記未知音源が該仮
音源位置にあった場合の前記各音響信号の各センサへの
到着時間を仮到着時間としてそれぞれ求める処理と、そ
の各仮到着時間から、前記双曲線の幾何学的性質を用い
た該各仮音源位置に対する標定で仮標定位置をそれぞれ
求めると共に、その各仮標定位置とそれに対応する仮音
源位置の誤差を仮補正ベクトルとして求める処理とを行
い、メモリにその該各仮標定位置及び仮補正ベクトルの
組みをそれぞれ格納する処理である。
３つのセンサで受信した音響信号の測定到着時刻から、
双曲線の幾何学的性質を用いて該音響信号を発生した未
知音源の位置を標定する音源位置標定方法において、次
のような地形補正値作成処理と標定処理とを実施するよ
うにしている。地形補正値作成処理は、標定処理に先立
ち予め行われる処理である。第２発明における地形補正
値作成処理は、目標とする前記標定領域内に複数の仮音
源位置を設定する処理と、該標定領域と前記各センサの
設置位置のＸＹ平面座標値およびその座標における標高
値からなる地図データベースを参照して、該各仮音源位
置と各センサの設置位置間を結ぶ音波伝搬モデルをそれ
ぞれ求め、該各伝搬モデルに基づき前記未知音源が該仮
音源位置にあった場合の前記各音響信号の各センサへの
到着時間を仮到着時間としてそれぞれ求める処理と、そ
の各仮到着時間から、前記双曲線の幾何学的性質を用い
た該各仮音源位置に対する標定で仮標定位置をそれぞれ
求めると共に、その各仮標定位置とそれに対応する仮音
源位置の誤差を仮補正ベクトルとして求める処理とを行
い、メモリにその該各仮標定位置及び仮補正ベクトルの
組みをそれぞれ格納する処理である。
【０００６】標定処理は、前記複数のセンサで受信した
各音響信号の測定到着時刻から、前記双曲線の幾何学的
性質を用いて未知音源の位置を標定する処理と、前記メ
モリに格納された複数の仮標定位置のうち、その標定さ
れた未知音源の標定位置に距離が近いものから順に第１
仮標定位置、第２仮標定位置、第３仮標定位置及び第４
仮標定位置として４つを選択してそれらを平均した平均
仮標定位置を演算するとともに、該各第１から第４仮標
定位置にそれぞれ対応する第１から第４の仮補正ベクト
ルを平均した平均仮補正ベクトルを演算する処理と、該
標定位置を（ａ，ｂ）、該平均仮標定位置を（ｘ０，ｙ
０）、平均仮補正ベクトルを（ｚ０x ，ｚ０y ）、第１
仮標定位置を（ｘ１，ｙ１）、第１仮補正ベクトルを
（ｚ１x ，ｚ１y ）、第２仮標定位置を（ｘ２，ｙ
２）、及び第２仮補正ベクトルを（ｚ２x ，ｚ２y ）と
したとき、ＸＹＺ空間における３点（ｘ０，ｙ０，ｚ０
x ）（ｘ１，ｙ１，ｚ１x ）（ｘ２，ｙ２，ｚ２x ）を
通る平面上の点でそのＸＹ座標が（ａ，ｂ）である点の
Ｚ座標として、標定位置の補正ベクトルのＸ成分を求
め、かつ３点（ｘ０，ｙ０，ｚ０y ）（ｘ１，ｙ１，ｚ
１y ）（ｘ２，ｙ２，ｚ２y）を通る平面上の点でその
ＸＹ座標が（ａ，ｂ）である点のＺ座標として、標定位
置の補正ベクトルのＹ成分を求める処理とを行い、求め
られた補正ベクトルを該標定位置に加算することで最終
的な標定結果を得る処理である。
各音響信号の測定到着時刻から、前記双曲線の幾何学的
性質を用いて未知音源の位置を標定する処理と、前記メ
モリに格納された複数の仮標定位置のうち、その標定さ
れた未知音源の標定位置に距離が近いものから順に第１
仮標定位置、第２仮標定位置、第３仮標定位置及び第４
仮標定位置として４つを選択してそれらを平均した平均
仮標定位置を演算するとともに、該各第１から第４仮標
定位置にそれぞれ対応する第１から第４の仮補正ベクト
ルを平均した平均仮補正ベクトルを演算する処理と、該
標定位置を（ａ，ｂ）、該平均仮標定位置を（ｘ０，ｙ
０）、平均仮補正ベクトルを（ｚ０x ，ｚ０y ）、第１
仮標定位置を（ｘ１，ｙ１）、第１仮補正ベクトルを
（ｚ１x ，ｚ１y ）、第２仮標定位置を（ｘ２，ｙ
２）、及び第２仮補正ベクトルを（ｚ２x ，ｚ２y ）と
したとき、ＸＹＺ空間における３点（ｘ０，ｙ０，ｚ０
x ）（ｘ１，ｙ１，ｚ１x ）（ｘ２，ｙ２，ｚ２x ）を
通る平面上の点でそのＸＹ座標が（ａ，ｂ）である点の
Ｚ座標として、標定位置の補正ベクトルのＸ成分を求
め、かつ３点（ｘ０，ｙ０，ｚ０y ）（ｘ１，ｙ１，ｚ
１y ）（ｘ２，ｙ２，ｚ２y）を通る平面上の点でその
ＸＹ座標が（ａ，ｂ）である点のＺ座標として、標定位
置の補正ベクトルのＹ成分を求める処理とを行い、求め
られた補正ベクトルを該標定位置に加算することで最終
的な標定結果を得る処理である。
【０００７】
【作用】第１の発明によれば、以上のように音源位置標
定方法を構成したので、地形補正値作成処理が標定処理
に先立ち、予め行われる。地形補正値作成処理により、
複数の仮音源位置が設定され、標高値からなる地図デー
タベースを用いることで、各仮音源位置と各センサの設
置位置間を結ぶ垂直断面における標高データが、それぞ
れ求められる。標高データに基づき各仮音源位置と各セ
ンサの設置位置間の各音響信号の最短経路距離が演算さ
れ、その音響信号の仮到着時刻がそれぞれ求められる。
さらに、それら各仮到着時間から仮標定位置がそれぞれ
求められると共に、仮補正ベクトルがそれぞれ求められ
る。そして、各仮標定位置及び仮補正ベクトルの組み
が、メモリに格納される。標定処理により、複数のセン
サで受信した各音響信号の測定到着時刻から、双曲線の
幾何学的性質を用いて未知音源の位置が標定される。そ
の標定位置の近傍の仮標定位置に対応するメモリ中の仮
補正ベクトルによって補間されたベクトルとして、未知
音源の標定位置に対する補正ベクトルが求められる。補
正ベクトルに基づいて標定位置が補正される。即ち、音
響信号が地形に応じた最短経路を伝搬するという仮定の
もとに、地形の影響による標定誤差を補正する補正量を
予め求めておき、その補正量に基づき、標定結果を補正
して最終の標定結果を得る。
定方法を構成したので、地形補正値作成処理が標定処理
に先立ち、予め行われる。地形補正値作成処理により、
複数の仮音源位置が設定され、標高値からなる地図デー
タベースを用いることで、各仮音源位置と各センサの設
置位置間を結ぶ垂直断面における標高データが、それぞ
れ求められる。標高データに基づき各仮音源位置と各セ
ンサの設置位置間の各音響信号の最短経路距離が演算さ
れ、その音響信号の仮到着時刻がそれぞれ求められる。
さらに、それら各仮到着時間から仮標定位置がそれぞれ
求められると共に、仮補正ベクトルがそれぞれ求められ
る。そして、各仮標定位置及び仮補正ベクトルの組み
が、メモリに格納される。標定処理により、複数のセン
サで受信した各音響信号の測定到着時刻から、双曲線の
幾何学的性質を用いて未知音源の位置が標定される。そ
の標定位置の近傍の仮標定位置に対応するメモリ中の仮
補正ベクトルによって補間されたベクトルとして、未知
音源の標定位置に対する補正ベクトルが求められる。補
正ベクトルに基づいて標定位置が補正される。即ち、音
響信号が地形に応じた最短経路を伝搬するという仮定の
もとに、地形の影響による標定誤差を補正する補正量を
予め求めておき、その補正量に基づき、標定結果を補正
して最終の標定結果を得る。
【０００８】第２の発明によれば、地形補正値作成処理
で、地図データベースを参照して、該各仮音源位置と各
センサの設置位置間を結ぶ音波伝搬モデルがそれぞれ求
められ、その伝搬モデルに基づき未知音源が仮音源位置
にあった場合の各音響信号の各センサへの到着時間が、
仮到着時間としてそれぞれ求められる。各仮到着時間に
基づいて仮標定位置がそれぞれ求められる共に、その各
仮標定位置とそれに対応する仮音源位置の誤差が仮補正
ベクトルとして求められる。そして、メモリに、その各
仮標定位置及び仮補正ベクトルの組みが格納される。続
く、標定処理により、複数のセンサで受信した各音響信
号の測定到着時刻から、未知音源の位置が標定される。
メモリに格納された複数の仮標定位置のうち、その標定
位置に、距離が近い４つの第１〜第４仮標定位置が選択
され、それらを平均した平均仮標定位置が求められる。
また、４つ仮標定位置に対応する４つの第１〜第４仮補
正ベクトルを平均した平均仮補正ベクトルが求められ
る。標定位置を（ａ，ｂ）、平均仮標定位置を（ｘ０，
ｙ０）、平均仮補正ベクトルを（ｚ０x ，ｚ０y ）、第
１仮標定位置を（ｘ１，ｙ１）、第１仮補正ベクトルを
（ｚ１x ，ｚ１y ）、第２仮標定位置を（ｘ２，ｙ
２）、及び第２仮補正ベクトルを（ｚ２x ，ｚ２y ）と
したときの、ＸＹＺ空間における３点（ｘ０，ｙ０，ｚ
０x ）（ｘ１，ｙ１，ｚ１x ）（ｘ２，ｙ２，ｚ２x ）
を通る平面上の点でそのＸＹ座標が（ａ，ｂ）である点
のＺ座標として、標定位置の補正ベクトルのＸ成分が求
められ、かつ３点（ｘ０，ｙ０，ｚ０y ）（ｘ１，ｙ
１，ｚ１y ）（ｘ２，ｙ２，ｚ２y ）を通る平面上の点
でそのＸＹ座標が（ａ，ｂ）である点のＺ座標として、
標定位置の補正ベクトルのＹ成分が求められる。求めら
れた補正ベクトルが標定位置に加算されて最終的な標定
結果が得られる。即ち、音波伝搬モデルに基づき、地形
の影響による標定誤差を補正するための補正量を、標定
領域内の離散的な地点で予め求めておき、この離散的な
補正量に基づき、標定結果を補正する。従って、前記課
題を解決できるのである。
で、地図データベースを参照して、該各仮音源位置と各
センサの設置位置間を結ぶ音波伝搬モデルがそれぞれ求
められ、その伝搬モデルに基づき未知音源が仮音源位置
にあった場合の各音響信号の各センサへの到着時間が、
仮到着時間としてそれぞれ求められる。各仮到着時間に
基づいて仮標定位置がそれぞれ求められる共に、その各
仮標定位置とそれに対応する仮音源位置の誤差が仮補正
ベクトルとして求められる。そして、メモリに、その各
仮標定位置及び仮補正ベクトルの組みが格納される。続
く、標定処理により、複数のセンサで受信した各音響信
号の測定到着時刻から、未知音源の位置が標定される。
メモリに格納された複数の仮標定位置のうち、その標定
位置に、距離が近い４つの第１〜第４仮標定位置が選択
され、それらを平均した平均仮標定位置が求められる。
また、４つ仮標定位置に対応する４つの第１〜第４仮補
正ベクトルを平均した平均仮補正ベクトルが求められ
る。標定位置を（ａ，ｂ）、平均仮標定位置を（ｘ０，
ｙ０）、平均仮補正ベクトルを（ｚ０x ，ｚ０y ）、第
１仮標定位置を（ｘ１，ｙ１）、第１仮補正ベクトルを
（ｚ１x ，ｚ１y ）、第２仮標定位置を（ｘ２，ｙ
２）、及び第２仮補正ベクトルを（ｚ２x ，ｚ２y ）と
したときの、ＸＹＺ空間における３点（ｘ０，ｙ０，ｚ
０x ）（ｘ１，ｙ１，ｚ１x ）（ｘ２，ｙ２，ｚ２x ）
を通る平面上の点でそのＸＹ座標が（ａ，ｂ）である点
のＺ座標として、標定位置の補正ベクトルのＸ成分が求
められ、かつ３点（ｘ０，ｙ０，ｚ０y ）（ｘ１，ｙ
１，ｚ１y ）（ｘ２，ｙ２，ｚ２y ）を通る平面上の点
でそのＸＹ座標が（ａ，ｂ）である点のＺ座標として、
標定位置の補正ベクトルのＹ成分が求められる。求めら
れた補正ベクトルが標定位置に加算されて最終的な標定
結果が得られる。即ち、音波伝搬モデルに基づき、地形
の影響による標定誤差を補正するための補正量を、標定
領域内の離散的な地点で予め求めておき、この離散的な
補正量に基づき、標定結果を補正する。従って、前記課
題を解決できるのである。
【０００９】
【実施例】第１の実施例 図１は、本発明の第１の実施例を示す音源位置標定装置
の機能ブロック図である。この音源位置標定装置は、演
算処理手段と記憶手段等を有したコンピュータと複数の
センサ１−１〜１−Ｎ等とで構成されている。各センサ
１−１〜１−Ｎは、未知音源が発生した音波を音響信号
Ｓ１〜Ｓｎとしてそれぞれ検出し、音響信号Ｓ１〜Ｓｎ
の到着時刻をそれぞれ出力するものである。各センサ１
−１〜１−Ｎの出力側は、コンピュータの機能ブロック
である標定処理部２に接続されている。標定処理部２
は、センサ１−１〜１−Ｎの出力する到着時間に基い
て、双曲線の幾何学的性質から音源の位置を推定する機
能を有している。さらに、この音源位置標定装置には、
地図データベース３と仮補正ベクトル演算部４とメモリ
５と補正処理部６とが、設けられている。地図データベ
ース３が、仮補正ベクトル演算部４に接続され、仮補正
ベクトル演算部４の出力側が、メモリ５に接続されてい
る。メモリ５と標定処理部２の出力側に、補正処理部６
が接続されている。補正処理部６から、未知音源の位置
の標定結果ＯＵＴが出力される構成である。地図データ
ベース３には、目標とする標定領域及び各センサ１−１
〜１−Ｎの設置位置領域を含んだ領域のＸＹ座標値と、
その各ＸＹ座標に対応して離散的に測定された標高値と
が、予め格納されている。仮補正ベクトル演算部４は、
地図データベース３の内容を検索する構成であり、後に
述べる仮標定位置とそれに対応する仮補正ベクトルを出
力する機能を有している。メモリ５には、仮補正ベクト
ル演算部４で得られた仮標定位置及びそれに対応する仮
補正ベクトルの組みを記憶しておくものである。補正処
理部６は、標定処理部２で得られた推定結果に対して、
メモリ５の記憶内容に基いて補正する機能を有してい
る。
の機能ブロック図である。この音源位置標定装置は、演
算処理手段と記憶手段等を有したコンピュータと複数の
センサ１−１〜１−Ｎ等とで構成されている。各センサ
１−１〜１−Ｎは、未知音源が発生した音波を音響信号
Ｓ１〜Ｓｎとしてそれぞれ検出し、音響信号Ｓ１〜Ｓｎ
の到着時刻をそれぞれ出力するものである。各センサ１
−１〜１−Ｎの出力側は、コンピュータの機能ブロック
である標定処理部２に接続されている。標定処理部２
は、センサ１−１〜１−Ｎの出力する到着時間に基い
て、双曲線の幾何学的性質から音源の位置を推定する機
能を有している。さらに、この音源位置標定装置には、
地図データベース３と仮補正ベクトル演算部４とメモリ
５と補正処理部６とが、設けられている。地図データベ
ース３が、仮補正ベクトル演算部４に接続され、仮補正
ベクトル演算部４の出力側が、メモリ５に接続されてい
る。メモリ５と標定処理部２の出力側に、補正処理部６
が接続されている。補正処理部６から、未知音源の位置
の標定結果ＯＵＴが出力される構成である。地図データ
ベース３には、目標とする標定領域及び各センサ１−１
〜１−Ｎの設置位置領域を含んだ領域のＸＹ座標値と、
その各ＸＹ座標に対応して離散的に測定された標高値と
が、予め格納されている。仮補正ベクトル演算部４は、
地図データベース３の内容を検索する構成であり、後に
述べる仮標定位置とそれに対応する仮補正ベクトルを出
力する機能を有している。メモリ５には、仮補正ベクト
ル演算部４で得られた仮標定位置及びそれに対応する仮
補正ベクトルの組みを記憶しておくものである。補正処
理部６は、標定処理部２で得られた推定結果に対して、
メモリ５の記憶内容に基いて補正する機能を有してい
る。
【００１０】次に、図１による音源位置標定方法を説明
する。この音源位置標定方法は、地形補正値作成処理と
標定処理の２つに分かれる。標定処理は未知音源を標定
する処理であり、地形補正値作成処理とは、未知音源に
対して実際に標定処理を行なう前に、予め行われる処理
である。以下の［１］で地形補正値作成処理、［２］で
標定処理をそれぞれ説明する。 ［１］地形補正値作成処理 仮補正ベクトル演算部４において、目標とする標定領域
内に複数の仮音源位置を設定し、これら複数の仮音源位
置に対して、次の（１）〜（４）の処理を行う。 （１） まず、すべてのセンサ１−１〜１−Ｎのそれぞ
れに対して、ある仮音源位置Ｏ（Ｘ0 ，Ｙ0 ）とセンサ
位置Ｍ（ＸM ，ＹM ）とを含む垂直断面の標高データ
を、地図データベース３の格納しているデータから演算
で求める。図２は、仮音源位置とセンサ位置間の標高デ
ータを説明する図である。仮音源位置Ｏ（Ｘ0 ，Ｙ0 ）
とセンサ位置Ｍ（ＸM ，ＹM ）とを結ぶ線分を、図２の
ようにｍ（ｍは整数）等分する（ｍ−１）個の座標（Ｘ
i ，Ｙi ）（ｉ＝１，・・・，ｍ−１）を求め、地図デ
ータベース３の格納している座標で該（Ｘi ，Ｙi ）に
最も近い座標をそれぞれ選定する。そして選択された各
座標に対応する標高値を、仮音源位置（Ｘ0 ，Ｙ0 ）と
センサ位置（ＸM ，ＹM ）間の標高データとする。即
ち、近似によって標高データを求める。その得られた各
標高データに基づき、仮補正ベクトル演算部４は、仮音
源位置Ｏとセンサ位置Ｍを結ぶ垂直断面内の音波伝搬の
最短経路距離をそれぞれ演算する。即ち、図２における
実線の折れ線に沿った距離が、各センサ１−１〜１−Ｎ
毎にそれぞれ求められる。続いて各センサ毎に、その最
短経路距離を音速Ｖで割り、それを各センサ１−１〜１
−Ｎにおける仮到着時刻とする。
する。この音源位置標定方法は、地形補正値作成処理と
標定処理の２つに分かれる。標定処理は未知音源を標定
する処理であり、地形補正値作成処理とは、未知音源に
対して実際に標定処理を行なう前に、予め行われる処理
である。以下の［１］で地形補正値作成処理、［２］で
標定処理をそれぞれ説明する。 ［１］地形補正値作成処理 仮補正ベクトル演算部４において、目標とする標定領域
内に複数の仮音源位置を設定し、これら複数の仮音源位
置に対して、次の（１）〜（４）の処理を行う。 （１） まず、すべてのセンサ１−１〜１−Ｎのそれぞ
れに対して、ある仮音源位置Ｏ（Ｘ0 ，Ｙ0 ）とセンサ
位置Ｍ（ＸM ，ＹM ）とを含む垂直断面の標高データ
を、地図データベース３の格納しているデータから演算
で求める。図２は、仮音源位置とセンサ位置間の標高デ
ータを説明する図である。仮音源位置Ｏ（Ｘ0 ，Ｙ0 ）
とセンサ位置Ｍ（ＸM ，ＹM ）とを結ぶ線分を、図２の
ようにｍ（ｍは整数）等分する（ｍ−１）個の座標（Ｘ
i ，Ｙi ）（ｉ＝１，・・・，ｍ−１）を求め、地図デ
ータベース３の格納している座標で該（Ｘi ，Ｙi ）に
最も近い座標をそれぞれ選定する。そして選択された各
座標に対応する標高値を、仮音源位置（Ｘ0 ，Ｙ0 ）と
センサ位置（ＸM ，ＹM ）間の標高データとする。即
ち、近似によって標高データを求める。その得られた各
標高データに基づき、仮補正ベクトル演算部４は、仮音
源位置Ｏとセンサ位置Ｍを結ぶ垂直断面内の音波伝搬の
最短経路距離をそれぞれ演算する。即ち、図２における
実線の折れ線に沿った距離が、各センサ１−１〜１−Ｎ
毎にそれぞれ求められる。続いて各センサ毎に、その最
短経路距離を音速Ｖで割り、それを各センサ１−１〜１
−Ｎにおける仮到着時刻とする。
【００１１】（２） 各センサにおける仮到着時刻か
ら、双曲線の幾何学的性質を用いて標定処理を行い、そ
れら各標定結果をそれぞれ仮標定位置とする。ここでの
標定処理は、従来技術と同様の手法が用いられる。 （３） 仮音源の設置座標から仮標定位置を引いたベク
トルを仮補正ベクトルとし、仮標定位置と仮補正ベクト
ルの組みをメモリ５に格納する。 （４） （１）〜（３）の処理を、他の複数の仮音源位
置で繰り返して行う。 ［２］標定処理 標定処理部２において、各センサ１−１〜１−Ｎで得ら
れた実際の音響信号の到着時刻に基き、従来と同様に、
双曲線の幾何学的性質を利用して、未知音源の位置を標
定する。標定の結果得られた未知音源の位置の標定位置
が、補正処理部６に送られる。補正処理部６では、まず
メモリ５に格納された仮標定位置のうち、標定結果に近
い仮標定位置を検索し、近傍の仮標定位置に対応する仮
補正ベクトルから補正ベクトルを求める。この処理で
は、例えば、補正処理部６に入力された標定結果に最も
近い仮標定位置の仮補正ベクトルを補間されたベクトル
として、補正ベクトルとしてもよい。次に、標定結果に
対してその補正ベクトルを加算し、最終的な標定位置を
出力する。
ら、双曲線の幾何学的性質を用いて標定処理を行い、そ
れら各標定結果をそれぞれ仮標定位置とする。ここでの
標定処理は、従来技術と同様の手法が用いられる。 （３） 仮音源の設置座標から仮標定位置を引いたベク
トルを仮補正ベクトルとし、仮標定位置と仮補正ベクト
ルの組みをメモリ５に格納する。 （４） （１）〜（３）の処理を、他の複数の仮音源位
置で繰り返して行う。 ［２］標定処理 標定処理部２において、各センサ１−１〜１−Ｎで得ら
れた実際の音響信号の到着時刻に基き、従来と同様に、
双曲線の幾何学的性質を利用して、未知音源の位置を標
定する。標定の結果得られた未知音源の位置の標定位置
が、補正処理部６に送られる。補正処理部６では、まず
メモリ５に格納された仮標定位置のうち、標定結果に近
い仮標定位置を検索し、近傍の仮標定位置に対応する仮
補正ベクトルから補正ベクトルを求める。この処理で
は、例えば、補正処理部６に入力された標定結果に最も
近い仮標定位置の仮補正ベクトルを補間されたベクトル
として、補正ベクトルとしてもよい。次に、標定結果に
対してその補正ベクトルを加算し、最終的な標定位置を
出力する。
【００１２】以上のように、この第１の実施例では、地
図データベース３と仮補正ベクトル演算部４とメモリ５
を設け、予め行われる地形補正値作成処理で、地形の影
響による音源位置の標定誤差に対応する仮補正ベクトル
を求めてメモリ５に格納し、標定処理において、その仮
補正ベクトルを用いて、真平らな地形であるという想定
のもとで標定された未知音源の標定位置を、補正処理部
６で補正するようにしている。そのため、従来の音源位
置標定方法では、地形の影響で誤差を含んで求められて
いた未知音源の位置が、正確に標定されるようになる。
図データベース３と仮補正ベクトル演算部４とメモリ５
を設け、予め行われる地形補正値作成処理で、地形の影
響による音源位置の標定誤差に対応する仮補正ベクトル
を求めてメモリ５に格納し、標定処理において、その仮
補正ベクトルを用いて、真平らな地形であるという想定
のもとで標定された未知音源の標定位置を、補正処理部
６で補正するようにしている。そのため、従来の音源位
置標定方法では、地形の影響で誤差を含んで求められて
いた未知音源の位置が、正確に標定されるようになる。
【００１３】第２の実施例 図３は、本発明の第２の実施例を示す音源位置標定装置
の機能ブロック図であり、図１と共通する要素には、共
通の符号が付されている。この音源位置標定装置は、第
１の実施例と同様に、演算処理手段と記憶手段等を有し
たコンピュータと複数のセンサ１−１〜１−Ｎ等とで構
成されている。各センサ１−１〜１−Ｎは、未知音源が
発生した音波を音響信号Ｓ１〜Ｓｎとしてそれぞれ検出
し、音響信号Ｓ１〜Ｓｎの到着時刻をそれぞれ出力する
ものである。各センサ１−１〜１−Ｎの出力側は、図１
と同様の標定処理部２に接続されている。標定処理部２
は、音源の位置を推定する機能を有している。この音源
位置標定装置には、図１と同様の機能を有した地図デー
タベース３と仮補正ベクトル演算部４とメモリ５とが、
図１と同様に接続され、図１とは異なる機能を有した補
正処理部７とが設けられている。メモリ５と標定処理部
２の出力側に、補正処理部７が接続されている。
の機能ブロック図であり、図１と共通する要素には、共
通の符号が付されている。この音源位置標定装置は、第
１の実施例と同様に、演算処理手段と記憶手段等を有し
たコンピュータと複数のセンサ１−１〜１−Ｎ等とで構
成されている。各センサ１−１〜１−Ｎは、未知音源が
発生した音波を音響信号Ｓ１〜Ｓｎとしてそれぞれ検出
し、音響信号Ｓ１〜Ｓｎの到着時刻をそれぞれ出力する
ものである。各センサ１−１〜１−Ｎの出力側は、図１
と同様の標定処理部２に接続されている。標定処理部２
は、音源の位置を推定する機能を有している。この音源
位置標定装置には、図１と同様の機能を有した地図デー
タベース３と仮補正ベクトル演算部４とメモリ５とが、
図１と同様に接続され、図１とは異なる機能を有した補
正処理部７とが設けられている。メモリ５と標定処理部
２の出力側に、補正処理部７が接続されている。
【００１４】次に、図３による音源位置標定方法を説明
する。この音源位置標定方法においても、以下の［３］
地形補正値作成処理と［４］標定処理の２つの処理に分
かれる。ここでは、［３］地形補正値作成処理を例え
ば、第１の実施例に示された［１］地形補正値作成処理
と同様の処理を行うことにする。標定処理は第１の実施
例とは異なる処理で最終的な標定結果ＯＵＴを出力す
る。 ［３］地形補正値作成処理 仮補正ベクトル演算部４において、離散的に複数の仮音
源位置を設定し、これら複数の仮音源位置に対して、次
の（１）〜（４）の処理を行う。 （１） まず、すべてのセンサ１−１〜１−Ｎのそれぞ
れに対して、ある仮音源位置Ｏ（Ｘ0 ，Ｙ0 ）とセンサ
位置Ｍ（ＸM ，ＹM ）とを含む垂直断面の標高データ
を、地図データベース３の格納しているデータから演算
で求める。仮音源位置Ｏ（Ｘ0 ，Ｙ0 ）とセンサ位置Ｍ
（ＸM ，ＹM ）とを結ぶ線分を、図２のようにｍ（ｍは
整数）等分する（ｍ−１）個の座標（Ｘi ，Ｙi ）（ｉ
＝１，・・・，ｍ−１）を求め、地図データベース３の
格納している座標で該（Ｘi ，Ｙi ）に最も近い座標を
それぞれ選定する。そして選択された各座標に対応する
標高値を、仮音源位置（Ｘ0 ，Ｙ0 ）とセンサ位置（Ｘ
M ，ＹM ）間の垂直断面標高値とする。この垂直断面標
高値から定まる垂直断面内の最短経路を音波が伝搬する
というモデルを、仮音源位置（Ｘ0 ，Ｙ0 ）とセンサ位
置（ＸM ，ＹM ）間の音波伝搬モデルとする。その得ら
れた音波伝搬モデルに基づき、仮補正ベクトル演算部４
は、仮音源位置Ｏとセンサ位置Ｍを結ぶ垂直断面内の音
波伝搬の最短経路距離をそれぞれ演算する。続いて各セ
ンサ１−１〜１−Ｎ毎に、その最短経路距離を音速Ｖで
割り、それらを各センサ１−１〜１−Ｎにおける仮到着
時刻とする。以下、第１の実施例の（２）〜（４）と同
じ処理で、複数の仮標定位置と仮補正ベクトルの組みを
メモリ５に格納する。
する。この音源位置標定方法においても、以下の［３］
地形補正値作成処理と［４］標定処理の２つの処理に分
かれる。ここでは、［３］地形補正値作成処理を例え
ば、第１の実施例に示された［１］地形補正値作成処理
と同様の処理を行うことにする。標定処理は第１の実施
例とは異なる処理で最終的な標定結果ＯＵＴを出力す
る。 ［３］地形補正値作成処理 仮補正ベクトル演算部４において、離散的に複数の仮音
源位置を設定し、これら複数の仮音源位置に対して、次
の（１）〜（４）の処理を行う。 （１） まず、すべてのセンサ１−１〜１−Ｎのそれぞ
れに対して、ある仮音源位置Ｏ（Ｘ0 ，Ｙ0 ）とセンサ
位置Ｍ（ＸM ，ＹM ）とを含む垂直断面の標高データ
を、地図データベース３の格納しているデータから演算
で求める。仮音源位置Ｏ（Ｘ0 ，Ｙ0 ）とセンサ位置Ｍ
（ＸM ，ＹM ）とを結ぶ線分を、図２のようにｍ（ｍは
整数）等分する（ｍ−１）個の座標（Ｘi ，Ｙi ）（ｉ
＝１，・・・，ｍ−１）を求め、地図データベース３の
格納している座標で該（Ｘi ，Ｙi ）に最も近い座標を
それぞれ選定する。そして選択された各座標に対応する
標高値を、仮音源位置（Ｘ0 ，Ｙ0 ）とセンサ位置（Ｘ
M ，ＹM ）間の垂直断面標高値とする。この垂直断面標
高値から定まる垂直断面内の最短経路を音波が伝搬する
というモデルを、仮音源位置（Ｘ0 ，Ｙ0 ）とセンサ位
置（ＸM ，ＹM ）間の音波伝搬モデルとする。その得ら
れた音波伝搬モデルに基づき、仮補正ベクトル演算部４
は、仮音源位置Ｏとセンサ位置Ｍを結ぶ垂直断面内の音
波伝搬の最短経路距離をそれぞれ演算する。続いて各セ
ンサ１−１〜１−Ｎ毎に、その最短経路距離を音速Ｖで
割り、それらを各センサ１−１〜１−Ｎにおける仮到着
時刻とする。以下、第１の実施例の（２）〜（４）と同
じ処理で、複数の仮標定位置と仮補正ベクトルの組みを
メモリ５に格納する。
【００１５】［４］標定処理 標定処理部２において、各センサ１−１〜１−Ｎで得ら
れた到着時刻に基き、第１の実施例と同様に、双曲線の
幾何学的性質を利用して、未知音源の位置を標定する。
標定の結果得られた未知音源の位置の標定位置が補正処
理部７に送られる。補正処理部７では、まずメモリ５に
格納された複数の仮標定位置のうちの、入力された標定
結果との距離が小さいものから順に、第１仮標定位置、
第２仮標定位置、第３仮標定位置及び第４仮標定位置と
して４つを選択し、それらを平均した平均仮標定位置を
演算するとともに、該各第１から第４仮標定位置にそれ
ぞれ対応する第１から第４の仮補正ベクトルを平均した
平均仮補正ベクトルを演算する。続いて、補正処理部７
は平均仮補正ベクトル、第１仮補正ベクトル、及び第２
仮補正ベクトルの補間処理に基づき、入力された標定結
果位置を（ａ，ｂ）、平均仮標定位置を（ｘ０，ｙ
０）、平均仮補正ベクトルを（ｚ０x ，ｚ０y ）、第１
仮標定位置を（ｘ１，ｙ１）、第１仮補正ベクトルを
（ｚ１x ，ｚ１y ）、第２仮標定位置を（ｘ２，ｙ
２）、及び第２仮補正ベクトルを（ｚ２x ，ｚ２y）と
したとき、ＸＹＺ空間における３点（ｘ０，ｙ０，ｚ０
x ）（ｘ１，ｙ１，ｚ１x ）（ｘ２，ｙ２，ｚ２x ）を
通る平面上の点でそのＸＹ座標が（ａ，ｂ）である点の
Ｚ座標として、標定位置の補正ベクトルのＸ成分を演算
する。また、３点（ｘ０，ｙ０，ｚ０y ）（ｘ１，ｙ
１，ｚ１y ）（ｘ２，ｙ２，ｚ２y ）を通る平面上の点
でそのＸＹ座標が（ａ，ｂ）である点のＺ座標として、
標定位置の補正ベクトルのＹ成分を演算する。さらに、
補正処理部７は、その求められた補正ベクトルを標定位
置に加算することで最終的な標定結果ＯＵＴを得て、こ
れを出力する。
れた到着時刻に基き、第１の実施例と同様に、双曲線の
幾何学的性質を利用して、未知音源の位置を標定する。
標定の結果得られた未知音源の位置の標定位置が補正処
理部７に送られる。補正処理部７では、まずメモリ５に
格納された複数の仮標定位置のうちの、入力された標定
結果との距離が小さいものから順に、第１仮標定位置、
第２仮標定位置、第３仮標定位置及び第４仮標定位置と
して４つを選択し、それらを平均した平均仮標定位置を
演算するとともに、該各第１から第４仮標定位置にそれ
ぞれ対応する第１から第４の仮補正ベクトルを平均した
平均仮補正ベクトルを演算する。続いて、補正処理部７
は平均仮補正ベクトル、第１仮補正ベクトル、及び第２
仮補正ベクトルの補間処理に基づき、入力された標定結
果位置を（ａ，ｂ）、平均仮標定位置を（ｘ０，ｙ
０）、平均仮補正ベクトルを（ｚ０x ，ｚ０y ）、第１
仮標定位置を（ｘ１，ｙ１）、第１仮補正ベクトルを
（ｚ１x ，ｚ１y ）、第２仮標定位置を（ｘ２，ｙ
２）、及び第２仮補正ベクトルを（ｚ２x ，ｚ２y）と
したとき、ＸＹＺ空間における３点（ｘ０，ｙ０，ｚ０
x ）（ｘ１，ｙ１，ｚ１x ）（ｘ２，ｙ２，ｚ２x ）を
通る平面上の点でそのＸＹ座標が（ａ，ｂ）である点の
Ｚ座標として、標定位置の補正ベクトルのＸ成分を演算
する。また、３点（ｘ０，ｙ０，ｚ０y ）（ｘ１，ｙ
１，ｚ１y ）（ｘ２，ｙ２，ｚ２y ）を通る平面上の点
でそのＸＹ座標が（ａ，ｂ）である点のＺ座標として、
標定位置の補正ベクトルのＹ成分を演算する。さらに、
補正処理部７は、その求められた補正ベクトルを標定位
置に加算することで最終的な標定結果ＯＵＴを得て、こ
れを出力する。
【００１６】以上のように、この第２の実施例では、地
図データベース３に基づき、標定領域内に離散的に設定
された仮音源位置とセンサ１−１〜１−Ｎ間の音波伝搬
モデルを第１の実施例と同様の処理で求め、その伝搬モ
デルによって得られる仮音源位置に未知音源があった場
合の各センサの音響信号の到着時刻から、仮標定位置を
求め、仮音源位置と仮標定位置との誤差、つまり、地形
の影響による誤差をメモリ５に格納する。そして、この
離散的に得られた誤差に対して、［４］の標定処理で、
第１〜第４仮標定位置を選択し、それらに基づいた平均
仮標定位置と平均仮補正ベクトルを用いた補間で、標定
位置に対する補正ベクトル求めている。そのため、最終
的な標定結果が、地形の影響を受けにくいものとなり、
第１の実施例よりも、さらに、その精度が向上する。な
お、本発明は、上記実施例に限定されず種々の変形が可
能である。例えば、第１の実施例の標定処理［２］で
は、例えば、補正処理部６に入力された標定結果に最も
近い仮標定位置の仮補正ベクトルを、補間されたベクト
ルとして、補正ベクトルに適用しているが、他の補間で
求めた場合でも、第１の実施例と同様の効果が期待でき
る。また、第２の実施例では、音波伝搬モデルを第１の
実施例と同様に求めているが、他の音波伝搬モデルを用
いる場合でも、適用が可能である。例えば、地図データ
ベース３の持つデータから、音波が山の頂点を迂回する
ものとした音波伝搬モデルとしてもよい。このように他
の音波伝搬モデルを適用する場合でも、最終的に出力さ
れる標定結果ＯＵＴの精度を向上できる。
図データベース３に基づき、標定領域内に離散的に設定
された仮音源位置とセンサ１−１〜１−Ｎ間の音波伝搬
モデルを第１の実施例と同様の処理で求め、その伝搬モ
デルによって得られる仮音源位置に未知音源があった場
合の各センサの音響信号の到着時刻から、仮標定位置を
求め、仮音源位置と仮標定位置との誤差、つまり、地形
の影響による誤差をメモリ５に格納する。そして、この
離散的に得られた誤差に対して、［４］の標定処理で、
第１〜第４仮標定位置を選択し、それらに基づいた平均
仮標定位置と平均仮補正ベクトルを用いた補間で、標定
位置に対する補正ベクトル求めている。そのため、最終
的な標定結果が、地形の影響を受けにくいものとなり、
第１の実施例よりも、さらに、その精度が向上する。な
お、本発明は、上記実施例に限定されず種々の変形が可
能である。例えば、第１の実施例の標定処理［２］で
は、例えば、補正処理部６に入力された標定結果に最も
近い仮標定位置の仮補正ベクトルを、補間されたベクト
ルとして、補正ベクトルに適用しているが、他の補間で
求めた場合でも、第１の実施例と同様の効果が期待でき
る。また、第２の実施例では、音波伝搬モデルを第１の
実施例と同様に求めているが、他の音波伝搬モデルを用
いる場合でも、適用が可能である。例えば、地図データ
ベース３の持つデータから、音波が山の頂点を迂回する
ものとした音波伝搬モデルとしてもよい。このように他
の音波伝搬モデルを適用する場合でも、最終的に出力さ
れる標定結果ＯＵＴの精度を向上できる。
【００１７】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、第１の発明
によれば、予め、地形補正値作成処理を実施し、複数の
仮音源位置と各センサ間を結ぶ垂直断面における音響信
号の最短経路を地図データベースから求め、該最短経路
を音波が進んだ場合の到着時刻から仮標定位置を求め、
仮音源位置と仮標定位置の誤差、つまり、地形の影響に
る誤差に相当する仮補正ベクトルをメモリに格納する。
続く標定処理で、そのメモリに格納された仮補正ベクト
ルに基づいた補正で、最終的な標定結果を得るようにし
ている。よって、地形の影響による標定誤差が抑制され
る。第２の発明によれば、予め地形補正値作成処理を実
施し、複数の仮音源位置と複数のセンサ間の音波伝搬モ
デルを地図データベースから求め、その伝搬モデルに基
づき、仮音源位置に未知音源があった場合の各センサに
おける音響信号の到着時刻を求め、その到着時刻に基づ
いて、仮音源位置と仮標定位置の誤差、つまり、地形の
影響による誤差に相当する仮補正ベクトルをメモリに格
納する。続いて標定処理を実施し、離散的に得られた仮
補正ベクトルの補間処理で得られた補正ベクトルに基づ
いた補正で、最終的な標定結果を得るようにしている。
よって、地形の影響による標定誤差が抑制される。
によれば、予め、地形補正値作成処理を実施し、複数の
仮音源位置と各センサ間を結ぶ垂直断面における音響信
号の最短経路を地図データベースから求め、該最短経路
を音波が進んだ場合の到着時刻から仮標定位置を求め、
仮音源位置と仮標定位置の誤差、つまり、地形の影響に
る誤差に相当する仮補正ベクトルをメモリに格納する。
続く標定処理で、そのメモリに格納された仮補正ベクト
ルに基づいた補正で、最終的な標定結果を得るようにし
ている。よって、地形の影響による標定誤差が抑制され
る。第２の発明によれば、予め地形補正値作成処理を実
施し、複数の仮音源位置と複数のセンサ間の音波伝搬モ
デルを地図データベースから求め、その伝搬モデルに基
づき、仮音源位置に未知音源があった場合の各センサに
おける音響信号の到着時刻を求め、その到着時刻に基づ
いて、仮音源位置と仮標定位置の誤差、つまり、地形の
影響による誤差に相当する仮補正ベクトルをメモリに格
納する。続いて標定処理を実施し、離散的に得られた仮
補正ベクトルの補間処理で得られた補正ベクトルに基づ
いた補正で、最終的な標定結果を得るようにしている。
よって、地形の影響による標定誤差が抑制される。
【図１】本発明の第１の実施例を示す音源位置標定装置
の機能ブロック図である。
の機能ブロック図である。
【図２】仮音源位置とセンサ位置間の標高データを説明
する図である。
する図である。
【図３】本発明の第２の実施例を示す音源位置標定装置
の機能ブロック図である。
の機能ブロック図である。
【符号の説明】 １−１〜１−Ｎ センサ ２ 標定処理部 ３ 地図データベース ４ 仮補正ベクトル演算部 ５ メモリ ６，７ 補正処理部 ＯＵＴ 最終的標定結果
Claims (2)
- 【請求項１】 任意に配置した少なくとも３つのセンサ
で受信した音響信号の測定到着時刻から、双曲線の幾何
学的性質を用いて該音響信号を発生した未知音源の位置
を標定する音源位置標定方法において、 予め、目標とする前記標定領域内に複数の仮音源位置を
設定する処理と、該標定領域と前記各センサの設置位置
のＸＹ平面座標値およびその座標における標高値からな
る地図データベースを用いて、該各仮音源位置と各セン
サの設置位置間を結ぶ垂直断面における標高データをそ
れぞれ求め、該各標高データに基づき前記各音響信号の
最短経路距離を演算してそれを音速で割って、該各仮音
源位置と各センサの設置位置間の音響信号の仮到着時刻
をそれぞれ演算する処理と、その演算された各仮到着時
間から、前記双曲線の幾何学的性質を用いた該各仮音源
位置に対する標定で仮標定位置をそれぞれ求めると共
に、その各仮標定位置とそれに対応する仮音源位置の誤
差を仮補正ベクトルとしてそれぞれ求める処理とを行
い、メモリに該各仮標定位置及び該仮補正ベクトルの組
みをそれぞれ格納する地形補正値作成処理を実施してお
き、 次に、前記複数のセンサで受信した各音響信号の測定到
着時刻から、前記双曲線の幾何学的性質を用いて未知音
源の位置を標定する処理と、該標定位置の近傍の前記仮
標定位置に対応する前記メモリ中の仮補正ベクトルによ
って補間されたベクトルとして、未知音源の標定位置に
対する補正ベクトルを求める処理とを行い、該補正ベク
トルを該標定位置に加算することで最終的な標定結果を
得る標定処理を、 実施することを特徴する音源位置標定方法。 - 【請求項２】 任意に配置した少なくとも３つのセンサ
で受信した音響信号の測定到着時刻から、双曲線の幾何
学的性質を用いて該音響信号を発生した未知音源の位置
を標定する音源位置標定方法において、 予め、目標とする前記標定領域内に複数の仮音源位置を
設定する処理と、該標定領域と前記各センサの設置位置
のＸＹ平面座標値およびその座標における標高値からな
る地図データベースを参照して、該各仮音源位置と各セ
ンサの設置位置間を結ぶ音波伝搬モデルをそれぞれ求
め、該各伝搬モデルに基づき前記未知音源が該仮音源位
置にあった場合の前記各音響信号の各センサへの到着時
間を仮到着時間としてそれぞれ求める処理と、その各仮
到着時間から、前記双曲線の幾何学的性質を用いた該各
仮音源位置に対する標定で仮標定位置をしそれぞれ求め
ると共に、その各仮標定位置とそれに対応する仮音源位
置の誤差を仮補正ベクトルとしてそれぞれ求める処理と
を行い、メモリにその該各仮標定位置及び該仮補正ベク
トルの組みをそれぞれ格納する地形補正値作成処理を実
施しておき、 次に、前記複数のセンサで受信した各音響信号の測定到
着時刻から、前記双曲線の幾何学的性質を用いて未知音
源の位置を標定する処理と、前記メモリに格納された複
数の仮標定位置のうち、その標定された未知音源の標定
位置に距離が近いものから順に第１仮標定位置、第２仮
標定位置、第３仮標定位置及び第４仮標定位置として４
つを選択してそれらを平均した平均仮標定位置を演算す
るとともに、該各第１から第４仮標定位置にそれぞれ対
応する第１から第４の仮補正ベクトルを平均した平均仮
補正ベクトルを演算する処理と、該標定位置を（ａ，
ｂ）、該平均仮標定位置を（ｘ０，ｙ０）、平均仮補正
ベクトルを（ｚ０x ，ｚ０y）、第１仮標定位置を（ｘ
１，ｙ１）、第１仮補正ベクトルを（ｚ１x ，ｚ
１y）、第２仮標定位置を（ｘ２，ｙ２）、及び第２仮
補正ベクトルを（ｚ２x ，ｚ２y ）としたとき、ＸＹＺ
空間における３点（ｘ０，ｙ０，ｚ０x ）（ｘ１，ｙ
１，ｚ１x ）（ｘ２，ｙ２，ｚ２x ）を通る平面上の点
でそのＸＹ座標が（ａ，ｂ）である点のＺ座標として、
標定位置の補正ベクトルのＸ成分を求め、かつ３点（ｘ
０，ｙ０，ｚ０y ）（ｘ１，ｙ１，ｚ１y ）（ｘ２，ｙ
２，ｚ２y ）を通る平面上の点でそのＸＹ座標が（ａ，
ｂ）である点のＺ座標として、標定位置の補正ベクトル
のＹ成分を求める処理とを行い、求められた補正ベクト
ルを該標定位置に加算することで最終的な標定結果を得
る標定処理を、 実施することを特徴する音源位置標定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16185495A JPH0914948A (ja) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | 音源位置標定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16185495A JPH0914948A (ja) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | 音源位置標定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0914948A true JPH0914948A (ja) | 1997-01-17 |
Family
ID=15743219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16185495A Pending JPH0914948A (ja) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | 音源位置標定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0914948A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103176167A (zh) * | 2013-03-21 | 2013-06-26 | 徐华中 | 一种基于锁相放大器的强干扰下声源定位方法 |
-
1995
- 1995-06-28 JP JP16185495A patent/JPH0914948A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103176167A (zh) * | 2013-03-21 | 2013-06-26 | 徐华中 | 一种基于锁相放大器的强干扰下声源定位方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
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