JPH09222352A - 音源位置検出方法、音源方向検出装置および音源位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２個の音響センサへの音の到達時間差から音
源方向を検出する装置において、音源方向検出を360 °
全方位にわたって可能とすること。検出の精度を向上さ
せること。 【解決手段】 第１回目の測定で検出した２個の音源方
向候補のうち一方へ音響センサが向くように音響センサ
を駆動する。駆動後の位置で第２回の測定を行い２個の
音源方向候補を検出する。第１回の音源方向候補と第２
回音源候補とを比較し、差が最小となる方向を音源方向
と決定する。決定した音源方向へ音響センサの角度分解
能の良い真正面が向くように音響センサを再び駆動した
後測定を複数回行い、連続した測定において検出された
音源方向が一致したときその方向を最終的な音源方向と
することで精度を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばプラント設
備などにおいて、音響センサから得られる信号（以下
「音響信号」）を処理することにより、異常音源等の音
源方向又は音源位置を検出する音源方向検出装置、音源
位置検出装置および音源位置検出方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の音源方向探査装置装置にお
いては２個の音響センサによって音源方向を検出する方
法が一般的に用いられている基本的な方法であり、例え
ば以下に示す方法がある。図32は２個の音響センサによ
って音源方向を検出する方法を説明する図であり、21a
、21b は音響センサ、101 は音源、102 は双曲線１、1
03 は双曲線２、104 は漸近線１、105 は漸近線２であ
る。

【０００３】次に２個の音響センサによって音源方向を
検出する方法について説明する。図32a)において音源10
1 から発生した音は各方向に等速度（音速）で伝わって
いく。音源101 から音響センサ21a と音響センサ21b ま
では距離差があるので音の到達時間差が生じる。前記距
離差Δｄは音速Ｖと音の到達時間差Δｔにより次式

【０００４】

【数１】

【０００５】で表わされる。距離差の等しい点の軌跡は
双曲線であり、図32b)に示すように音響センサ21a の位
置座標を（ｒ，０）、音響センサ21b の位置座標を（−
ｒ，０）とし、Δｄ＝２ｐとすると次式

【０００６】

【数２】

【０００７】で表わされる双曲線となる。音源がｘ＞０
の領域にあるとｘ＞０の領域の双曲線102 となり、音源
がｘ＜０の領域にあるとｘ＜０の領域の双曲線103 とな
る。ｘ＝０のときは距離差の等しい点の軌跡は双曲線と
ならず、ｘ＝０の直線（ｙ軸）となる。音響センサ21a
、21b への音の到達時間差から音源101 はｘ＞０の領
域にあると分るので双曲線１の102 が音の到達時間差Δ
ｔから以上の式により求められる。音源方向は一般に音
源までの距離が２個の音響センサ間の距離に比べて十分
大きいと仮定して双曲線の漸近線の傾きから求める。双
曲線の漸近線は次式

【０００８】

【数３】

【０００９】で表わされる。音源方向（漸近線とｘ軸の
なす角）は次式

【００１０】

【数４】

【００１１】で表わされる。この式から双曲線の漸近線
はｘ軸に関して対称な２直線となる。音源方向を双曲線
の漸近線から求める場合には２つの漸近線が存在するた
め音源方向を１つに決定できない。そこで、通常は２個
の音響センサを結んだ直線であるｘ軸を境にｙ＞０、ｙ
＜０の領域のどちらかに音源があると仮定して音源方向
を決定する。従って、従来の音源方向検出装置は180 °
の範囲内での音源方向検出しか出来なかった。

【００１２】次に音の到達時間差Δｔを検出する方法に
ついて述べる。前記音の到達時間差の検出方法は例えば
大賀・山崎・金田著「音響システムとディジタル処理」
初版197 −199 頁に記載されるものがあった。ここでは
音源101 までの距離は音響センサ21a と音響センサ21b
の間の距離に比べて十分大きいと仮定して、音響センサ
21a と音響センサ21b に到達する音響信号の減衰は等し
いと考える。音響センサ21a に入力された信号をｘ１
（ｔ）とすると、音源101 に対して音響センサ21a の方
が近いので音響センサ21b にはΔｔ秒遅れて到達するた
め音響センサ21bに入力された信号ｘ２（ｔ）は次式

【００１３】

【数５】

【００１４】で表わされる。音の到達時間差Δｔはｘ１
（ｔ）とｘ２（ｔ）との相互相関関数

【００１５】

【数６】

【００１６】から求めることができる。ここでＥ［・］
は期待値を表わす。この式に一つ前の式を代入すると次
式

【００１７】

【数７】

【００１８】となる。ここでφ11（τ）は自己相関関数
を表わす。自己相関関数φ11（τ）はτ＝０で最大値を
とることが知られている。従って、φ12（τ）は、τ＝
Δｔで最大値をとる。このことより、ｘ１（ｔ）とｘ２
（ｔ）との相互相関関数φ12（τ）を計算して、その最
大値を与えるτを求めればΔｔが得られ、Δｔを漸近線
とｘ軸のなす角に代入すると音源方向が求められる。

【００１９】次に音源位置を求める方法について説明す
る。図33は音源位置を求める方法を説明する図であり、
21a 、21b 、21c 、21d は音響センサ、111 は音源方向
１、112 は音源方向２、113 は求められた音源位置であ
る。音響センサ21a と音響センサ21b から音源方向111
を求め、音響センサ21c と音響センサ21d から音源方向
112 を求める。その後音源方向111 と音源方向112 の交
点として音源位置113を求める。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】従来の音源方向を求め
る方法の問題点として、同じ到達時間差で２本のマイク
を結ぶ直線を境に線対称に２方向が得られるため全方位
音源探査ができないという問題点があった。また以下に
述べるように、サンプリング周波数が有限であるために
２本のマイクの正面より側方にいくほど角度分解能が悪
くなるという問題や２本の音源方向のなす角度が小さい
ときには音源位置を正確に求めることができないという
問題点があった。以下にサンプリング周波数が有限であ
るために２本のマイクの正面より側方にいくほど角度分
解能が悪くなるという問題点について説明し、その後音
源位置を正確に求めることができないという問題点につ
いて説明する。

【００２１】図34はサンプリング周波数が有限であるた
めに２本のマイクの正面より側方にいくほど角度分解能
が悪くなるという問題を説明する図であり、縦軸は音源
方向の角度θであり図12b)のようにｘ軸となす角、横軸
は音の到達時間差Δｔ、121はｎＴとθｎとの交点で表
わされる曲線、音の到達時間差ｎＴ（ｎ＝０、１、・・
・）に対応する音源方向はθｎである。

【００２２】音をサンプリングする周波数をｆとする
と、１サンプル時間Ｔは１／ｆ秒となる。音の到達時間
差Δｔはサンプル時間Ｔのｎ倍となり、次式

【００２３】

【数８】

【００２４】で表わされる。ここでｎは次式

【００２５】

【数９】

【００２６】を満足する整数である。したがって図34a)
のように音の到達時間差は１サンプル時間のｎ倍でΔｔ
軸上に等間隔に並ぶ。しかし、前記音の到達時間差ｎＴ
に対応する音源方向θｎは音源方向が90度に近いほど密
であり、０度に近いほど粗となる。このため音響センサ
２個の垂直２等分線の方向（以下直正面）のとき角度分
解能が良く、音響センサ２個を結ぶ線の方向（以下側
方）のとき角度分解能が悪くなってしまうという問題点
があった。

【００２７】次に音源位置を正確に求めることができな
いという問題について説明する。図35は音源位置を正確
に求めることができないという問題についての説明図で
あり、21a 、21b 、21c 、21d は音響センサ、131 は音
響センサ21a と21b から見た真の音源方向、132 は音響
センサ21a と21b から求められた音源方向、133 は音響
センサ21c と21d から求められた音源方向、134 は音源
方向131 と133 との交点として求められた音源位置、13
5 は音源方向132 と133 との交点として求められた音源
位置である。

【００２８】前記にあるようにサンプリング周波数が有
限であるため、音源方向も離散的に求められる。前記相
互相関関数により真の音源方向を示す音の到達時間差に
最も近いΔｔが求められ、θを求める式にΔｔを代入し
て音源方向が求められる。図35a)は音源方向132 と133
のなす角が０度に近いとき、図35b)は音源方向132 と13
3 のなす角が90度に近いときである。これら２つの図か
らわかるように、音源方向132 と133 のなす角が90度に
近いときの方が音源位置134 と135 とのずれは小さく、
０度に近いときの方が大きくなっている。また音響セン
サから求められる音源方向は前記にあるように、音響セ
ンサの側方に行くほど真の音源方向からずれる可能性が
高くなり、ただ単に２つの音源方向の交点を音源位置と
するだけでは正確に音源位置を求めることができないと
いう問題点があった。

【００２９】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、第１の目的は、２個の音響セン
サにより360 °全方位の音源方向検出を行える装置を得
ることにある。また、第２の目的は、角度分解能が音響
センサの側方にいくほど悪くなるということを解消する
音源探査装置を得ることにある。また、第３の目的は、
音源位置を正確に求めることのできる音源探査装置を得
ることにある。

【００３０】

【課題を解決するための手段】図１はこの発明の構成原
理を示すブロック図であり、図において、11は音響セン
サ、12は音響センサ11から得られた音響信号から音源方
向を判定し、複数回にわたり得られた音源方向情報を用
いて音源方向又は音源位置を検出する音源検出手段、13
は音源検出手段12により得られた第１回音源検出結果か
ら音源方向へ音響センサを駆動する量を決定する駆動量
決定手段、14は駆動量だけ音響センサを駆動させる音響
センサ駆動手段である。次に動作について説明する。音
響センサ11は複数の音響センサを持ち、以後の処理方法
によってはアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／
Ｄ変換手段、帯域制限フィルタ手段、ノイズ除去制限フ
ィルタを含んでも良い。また、音響センサは通常全指向
性マイクである。音源検出手段12では音響センサ11で得
られた音響信号から例えば相互相関処理により音の到達
時間差などから音源方向を求めて、音響センサの駆動前
と駆動後の位置で得られた音源方向を基に音源の方向ま
たは位置判定を行う。駆動量決定手段13では音源検出手
段12により得られた第１回音源方向へ向けて音響センサ
を駆動する量を決定し、音響センサ駆動手段14において
駆動量決定手段13で決定された制御量に従って音響セン
サを駆動させる。その後第２回の音源方向検出を行う。
前記の音響センサ11から音響センサ駆動手段14までを音
源判定手段12が所望の精度で音源を検出するまで繰り返
し処理を行うようにしてもよい。

【００３１】この発明に係る音源方向検出装置は、２個
の音響センサと、これらの音響センサへの音の到達時間
差から音源方向を検出する音源判定手段と、前記音響セ
ンサを前記音源方向へ回転駆動させる駆動手段とを備
え、回転駆動後の位置で前記音源判定手段により音源方
向を再検出することを特徴とする。

【００３２】また、この発明に係る音源方向検出装置
は、２個の音響センサと、これらの音響センサへの音の
到達時間差から２つの第１の音源方向候補を検出する第
１の音源方向候補検出手段と、前記第１音源方向候補の
いづれかへ向けて前記２個の音響センサを回転駆動する
手段と、回転駆動後の位置で前記音響センサへの音の到
達時間差から２つの第２の音源方向候補を検出する第２
の音源方向候補検出手段と、第１および第２の音源方向
候補との差に基づいて音源方向を決定する音源方向決定
手段とを備えたことを特徴とする。

【００３３】また、この発明に係る音源方向検出装置
は、２個の音響センサと、これらの音響センサへの音の
到達時間をサンプリング測定して両センサへの到達時間
差から２つの第１の音源方向候補を検出する第１の音源
方向候補検出手段と、前記第１の音源方向候補のいづれ
かへ向けて前記２個の音響センサを回転駆動する手段
と、回転駆動後の位置で前記音響センサへの音の到達時
間をサンプリング測定して両センサへの到達時間差から
２つの第２の音源方向候補を検出する第２の音源方向候
補検出手段と、第１および第２の音源方向候補との差に
基いて音源方向を決定する第１の音源方向決定手段と、
この手段で決定した音源方向へ向けて前記２個の音響セ
ンサを回転駆動する手段と、回転駆動後の位置で前記音
響センサへの音の到達時間をサンプリング測定して両セ
ンサへの到達時間差から音源方向を決定する第２の音源
方向決定手段とを備えたことを特徴とする。

【００３４】また、この発明に係る音源方向検出装置
は、請求項３記載の音源方向検出装置を２個備え、一方
で水平面内での音源方向を検出し、他方で垂直面内での
音源方向を検出することを特徴とする。

【００３５】この発明に係る音源位置検出装置は、請求
項３記載の音源方向検出装置を少なくとも３個備え、更
に、これらの音源方向検出装置で検出した音源方向の交
点を求める２次元実測データ位置検出手段と、音源方向
の交る角度に応じた重み係数を各交点に付したうえでこ
れらの交点の重心を求めてこれを２次元音源位置とする
２次元音源位置検出手段とを備えたことを特徴とする。

【００３６】また、この発明に係る音源位置検出装置
は、請求項４記載の音源方向検出装置を複数個備え、更
に、これらの音源方向検出装置で検出した音源方向の交
点を求める３次元実測データ位置検出装置と、音源方向
の交る角度に応じた重み係数を各交点に付したうえでこ
れらの交点の重心を求めて３次元音源位置とする３次元
音源位置検出手段とを備えたことを特徴とする。

【００３７】この発明に係る音源位置検出方法は、請求
項３記載の音源方向検出装置を軌道上に移動させつつ音
源方向検出を複数回行う第１のステップと、複数の音源
方向の交点を仮想音源位置として求める第２のステップ
と、前記音源方向検出装置を前記第１のステップより広
範囲に移動させつつ音源方向検出を複数回行う第３のス
テップと、この第３のステップで検出した複数の音源方
向の交点を音源位置とする第４のステップとを備えたこ
とを特徴とする。

【００３８】また、この発明に係る音源位置検出方法
は、請求項４記載の音源方向検出装置を軌道上に移動さ
せつつ３次元の音源方向検出を複数回行う第１のステッ
プと、検出した複数の３次元音源方向の交点を仮想音源
位置として求める第２のステップと、前記音源方向検出
装置を前記第１ステップより広範囲に移動させつつ３次
元の音源方向検出を複数回行う第３のステップと、この
第３のステップで検出した複数の音源方向の交点を音源
位置とする第４のステップとを備えたことを特徴とす
る。

【００３９】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図２はこの発明による全方位音源方向検
出を行う構成の一例を示すブロック図であり、21a 、21
b は音響センサ、22は音響センサ21a と21b を併せたセ
ンサで２次元音響センサ、23は第１回目音源方向候補検
出手段、24は音源方向候補を記録する記憶手段、25は第
２回目音源方向候補検出手段、26は第１回目音源方向候
補と第２回目音源方向候補から全方位音源方向を決定す
る全方位音源方向決定手段、27は第１回目音源方向検出
手段23から全方位音源方向決定手段26までを併せた手段
で全方位音源方向検出手段、28は２次元音響センサ22を
２次元平面内で回転駆動させる制御量を決定する２次元
回転制御量決定手段、29は２次元音響センサ22を２次元
平面内で回転駆動させる２次元音響センサ回転駆動手段
である。図８、図９は図２の音響センサの回転駆動を説
明する図であり、21a 、21b は音響センサ、141 は音源
方向候補１、142 は音源方向候補２、143 は回転後音響
センサ21a の位置、144 は回転後音響センサ21b の位
置、145 は音源方向候補３、146 は任意回転角である。

【００４０】図３は図２の動作を行う手段の概略図であ
る。音響センサ21a 、21b から得られた信号に基づいて
検出した音源方向候補へ向けて音響センサ21a 、21b の
中点を中心に２次元音響センサ回転駆動手段29により音
響センサ21a 、21b を回転させる。図７は音響センサ正
面を説明する図である。音響センサ21a 、21b は原点Ｏ
を中心にｘ軸上に配置されている。図７の斜線部分を音
響センサ正面とし、原点からｙ軸をみた方向を音響セン
サ真正面とする。また、図７の原点から見てｘ軸正の方
向とｘ軸負の方向を音響センサ側方とする。

【００４１】次に図２の動作について説明する。音響セ
ンサ21a と音響センサ21b により音響信号を得て第１回
目音源方向候補検出手段23に送る。第１回目音源方向検
出手段23のフローチャートを図４に示す。音響センサ21
a 、21b により得られた音響信号から相互相関処理など
により音響信号到達時間差を求める。求められた音響信
号到達時間差から第１回目音源方向候補141 と142 の２
方向が検出される。この第１回目音源方向候補２方向を
記憶手段24に記憶しておく。第１回目音源方向候補２方
向のうち音響センサ正面にある音源方向候補141 を選択
し２次元回転制御量決定手段28に送る。

【００４２】２次元回転制御量決定手段28は音源方向候
補141 に音響センサ真正面が向くように２次元音響セン
サ回転駆動手段29を回転させる回転制御量を算出する。
２次元音響センサ回転駆動手段29が例えばステッピング
モータであれば角度からステップ数を算出する。２次元
音響センサ回転駆動手段29により音源方向候補が音響セ
ンサ真正面を向いたとき音響センサ21a は143 の位置
に、21b は144 の位置に各々回転移動する。

【００４３】音響センサ21a 、21b の回転移動後に、音
響信号を得て第２回目音源方向候補検出手段に送る。図
５は第２回目音源方向候補検出手段25のフローチャート
である。音響センサ21a 、21b から得られた音響信号か
ら音響信号到達時間差を求める。141 が真の音源方向で
あれば音響信号到達時間差から第２回目音源方向候補と
して141 、147 が検出される。142 が真の音源方向であ
れば第２回目音源方向候補として142、145 が検出され
る。検出された第２回目音源方向候補２方向を全方位音
源方向決定手段26に送る。図６は全方位音源方向決定手
段26のフローチャートである。記憶手段24に記憶されて
いた第１回目音源方向候補２方向と第２回目音源方向候
補検出手段から送られてきた第２回目音源方向候補２方
向それぞれの差をとる。４つ得られる差のうち一番小さ
い方向を音源方向とする。このようにして360 °全方位
の音源方向検出ができる。

【００４４】また図９のように第１回目の音源方向探査
で音源方向が音響センサ21a と音響センサ21b の垂直２
等分線上にある場合には、音響センサ21a と音響センサ
21bを原点を中心に任意の角度146 だけ回転させてから
２回目の音源方向探査を行うことにより、第１回目音源
方向候補であるｙ軸正の方向141 と負の方向142 のどち
らが音源方向であるかを検出できる。図２では音源方向
候補検出手段を２個設けているが、第１回目音源方向候
補検出手段23で２回の音源方向検出を連続して行うよう
にして２回目の検出結果を直接に全方位音源方向決定手
段26に与えるようにすれば、第２回目音源方向候補検出
手段25は省略できる。

【００４５】実施の形態２．図10はこの発明の全方位音
源方向検出及び角度分解能を向上させる構成を示すブロ
ック図である。41は全方位音源方向検出手段27と音源方
向検出手段33を併せ持った手段で２次元全方位音源方向
検出手段である。全方位音源方向検出手段27の内部構成
は図２に示されたものと同様である。次に図10の動作に
ついて説明する。まず最初に２次元音響センサ22、全方
位音源方向決定手段27、２次元回転制御量決定手段28、
２次元音響センサ回転駆動手段29を２回繰り返し行うこ
とで全方位音源方向を得る。ここまでは図２の動作と同
様である。ここで得られた全方位音源方向は音響センサ
真正面の方向以外であって最も良い角度分解能で得られ
ていない。そこで、検出された全方位音源方向が音響セ
ンサ22の最も角度分解能の良い真正面を向くように２次
元回転制御量決定手段28に送り、２次元音響センサ回転
駆動手段29により音響センサ22を回転させてその真正面
を全方位音源方向決定手段27が検出した音源方向へ向け
る。その後２次元音響センサ22、音源方向検出手段33、
２次元回転制御量決定手段28、２次元音響センサ回転駆
動手段29により音源方向の検出を繰り返し行い、２回連
続して同一方向を検出したときその方向を音源方向とす
ることで全方位において角度分解能良く音源方向を検出
することが可能である。全方位音源方向決定手段27で粗
い検出を行い、次いで音源方向検出手段33で精度良く検
出するものである。

【００４６】図11は図10の音源方向検出手段33の詳細構
成を示すブロック図であり、31は第Ｎ（１、２、・・
・）回目音源方向検出手段、32は第Ｎ回音源方向と第Ｎ
−１回音源方向（ここでＮ＞１）を比較する音源方向決
定手段である。33は第Ｎ回目音源方向検出手段31、音源
方向決定手段32、記憶手段24を併せた手段で音源方向検
出手段とする。次に図11の動作について説明する。２個
の音響センサで音の到達時間差を利用して音源方向検出
を行うと、図34のように音響センサ真正面から側方に行
くほど角度分解能が悪くなる。最も角度分解能が良いの
は音響センサ真正面である。そこで音響センサ真正面の
角度分解能を利用する。音響センサ22の真正面を全方位
音源方向決定手段27で検出した音源方向へ向けた後音響
信号を得て、第Ｎ回目音源方向検出手段31に送る。

【００４７】図12は第Ｎ回目音源検出手段31のフローチ
ャートである。音響センサ22から送られた音響信号から
音響信号到達時間差を検出する。得られた音響信号到達
時間差から音響センサ正面にある音源方向候補を第１回
目音源方向として検出する。第１回目音源方向を記憶手
段24に記憶するとともに、音源方向決定手段32に送る。
第１回音源方向に音響センサ22の真正面が向くように２
次元音響センサ回転駆動手段により回転駆動した後第２
回目の測定を行う。図13は音源方向決定手段32のフロー
チャートである。第Ｎ回目音源方向検出手段により送ら
れた第２回目音源方向と記憶手段24に記憶されている前
回の第１回目音源方向との差をとる。このときの差が０
であれば第２回目音源方向を真の音源方向として検出す
る。０でない場合には第２回目音源方向を２次元回転制
御量決定手段28に送り、第２回目音源方向に音響センサ
22の真正面を向けて第３回目の測定を行う。このように
して測定を繰り返し行い、連続する２回の測定結果が一
致したとき、その方向を音源方向と決定する。音源方向
検出手段33による方向検出は、音響センサの最も角度分
解能の良い範囲を用いて行うので、精度良く音源方向を
検出できる。

【００４８】実施の形態３．図14は３次元空間における
全方位音源方向検出を角度分解能良く行うこの発明の音
源方向検出装置の構成を示すブロック図である。22a は
水平面音響センサ、22b は垂直面音響センサ、53は水平
面音響センサ22a と垂直面音響センサ22b を併せたセン
サで３次元音響センサ、41a は水平面全方位音源方向検
出手段、41bは垂直面全方位音源方向検出手段、56は水
平面全方位音源方向検出手段41a と垂直面全方位音源方
向検出手段41b から得られた音源方向から３次元全方位
音源方向を判定する３次元全方位音源方向判定手段、57
は水平面全方位音源方向検出手段41a から３次元全方位
音源方向判定手段56までを併せた手段で３次元全方位音
源方向検出手段、28a は水平面回転制御量決定手段、28
b は垂直面回転制御量決定手段、510 は水平面回転制御
量決定手段28a と垂直面回転制御量決定手段28b を併
せた手段で３次元回転制御量決定手段、29a は水平面音
響センサ回転駆動手段、29b は垂直面音響センサ回転駆
動手段、513 は水平面音響センサ回転駆動手段29a と垂
直面音響センサ回転駆動手段29b の手段を併せた手段で
３次元音響センサ回転駆動手段である。水平面全方位音
源方向検出手段41a 、垂直面全方位音源方向検出手段41
b の内部構成は図10の２次元全方位音源方向検出手段41
と同じである。

【００４９】図16は図14の動作を行う手段の概略図であ
る。水平面音響センサ22a と垂直面音響センサ22b を各
２個の音響センサの中点で垂直に交わるように配置す
る。この中点を原点とする。水平面音響センサ22a は原
点を中心にｘｙ平面で回転し、垂直面音響センサは原点
を中心にｘｙ平面に垂直な面内で回転する。水平面音響
センサ駆動手段29a がｚ軸を中心に水平面音響センサを
回転させ、垂直面音響センサ駆動手段29b がｘｙ平面に
垂直な面内で垂直面音響センサを回転させる。

【００５０】次に図14の動作について説明する。水平面
音響センサ22a で得た音響信号を水平面全方位音源方向
検出手段41a に送る。水平面全方位音源方向検出手段41
a は２次元全方位音源方向検出手段41と同様に全方位音
源方向決定手段27において全方位音源探査を行った後、
音源方向検出手段33により角度分解能良く音源探査を行
う。垂直面においても垂直面音響センサ22b で音響信号
を得て、垂直面全方位音源方向検出手段41b に送られ
て、２次元全方位音源方向検出手段41と同様の処理を行
う。水平面全方位音源方向検出手段41a と垂直面全方位
音源方向検出手段41b の処理結果を受けて、３次元全方
位音源方向判定手段56において音源が検出される。音源
が検出されない場合には、水平面全方位音源方向検出手
段41a から送られた音源方向は水平面回転制御量決定手
段28a と水平面音響センサ回転駆動手段29a により処理
される。同様に垂直面音源方向検出手段41b から送られ
た音源方向は垂直面制御量決定手段28b と垂直面音響セ
ンサ駆動手段29b により処理される。

【００５１】図15は３次元全方位音源方向判定手段56の
フローチャートである。水平面全方位音源方向検出手段
41a と垂直面全方位音源方向検出手段41b において全方
位音源探査が行われている場合には素通りする。水平面
全方位音源方向検出手段41aと垂直面全方位音源方向検
出手段41b において角度分解能向上のための音源探査を
行っていて、水平面全方位音源方向検出手段41a と垂直
面全方位音源方向検出手段41b の両方で音源検出された
ときに３次元の音源方向が検出される。３次元音響セン
サ56において３次元音源方向が検出されるまで３次元音
響センサ53から３次元音響センサ回転駆動手段513 まで
の動作が繰り返し行われる。この実施の形態によれば３
次元空間において全方位音源方向検出を角度分解能良く
行うことが可能となる。

【００５２】実施の形態４．図17は２次元空間における
音源位置検出能力を向上させるこの発明の音源方向検出
装置の構成を示すブロック図である。２次元音響センサ
22をＭ（２、３、・・・）個持ち、２次元全方位音源方
向検出手段をＭ個持ち、61はＭ個の２次元全方位音源方
向検出手段41から得られた２次元全方位音源方向から２
次元実測データ位置を検出する２次元実測データ位置検
出手段、62は２次元実測データ位置検出手段61によって
得られた２次元実測データ位置に図21の重み付け係数を
付して重心を求めてこれを音源位置として検出する。２
次元回転制御量決定手段28をＭ個持ち、２次元音響セン
サ回転駆動手段29をＭ個備える。図20、図21は図17の構
成を説明する図であり、図20はＭ＝３の場合であり、22
a 、22b 、22c は２次元音響センサで２次元平面上に配
置されおり、161 は２次元音響センサ22a により得られ
た音源方向、162 は２次元音響センサ22b により得られ
た音源方向、163は２次元音響センサ22c により得られ
た音源方向、164a、164b、164cは２次元実測データ位置
である。図21において横軸は２直線のなす角θ、縦軸は
重み係数でθの関数α（θ）である。

【００５３】次に図17の動作について説明する。Ｍ個の
２次元音響センサ22が２次元平面上に配置されている。
最初にＭ個の２次元音響センサ22からＭ個の２次元全方
位音源方向検出手段41により音源方向を検出する。この
とき２次元音響センサ22、２次元全方位音源方向検出手
段41、２次元回転制御量決定手段28、２次元音響センサ
回転駆動手段29までを２次元全方位音源方向検出手段41
が音源方向を検出するまで繰り返す。これを２次元音響
センサＭ個について行う。サンプリング周波数が無限で
あれば音源方向を示すＭ個の直線は１点で交わる。しか
し、サンプリング周波数が有限であるため音源方向を示
すＭ個の直線は１点では交わらない。そこで２次元実測
データ位置検出手段61によりＭ個の音源方向を示す直線
の全ての交点を２次元実測データ位置として検出し、２
次元音源位置検出手段62により２次元実測データ位置の
重み付き重心を２次元音源位置として求める。

【００５４】図18は２次元実測データ位置検出手段61の
フローチャートである。Ｍ個の２次元全方位音源方向検
出手段41から得られたＭ個の音源方向に対応する直線を
Ｍ個求める。求めたＭ個の直線の交点を全て求める。交
点の個数は後式のＫで表される数である。求められた交
点を２次元実測データ位置とする。図19は２次元音源位
置検出手段62のフローチャートである。２次元実測デー
タ位置検出手段61で各２次元実測データ位置を求めたと
きの２直線のなす角を２次元実測データ位置全てについ
て求める。ここで求められた２直線のなす角に対応する
重み係数を予め用意されている重み係数と２直線のなす
角の対応グラフから得る。２次元実測データ位置の重み
付き重心を算出し、得られた重心を２次元音源位置とし
て検出する。ここで重み付き重心を２次元音源位置とし
て求めた理由を説明する。重心を求める方法としては２
次元実測位置の平均を用いる方法が一般的である。しか
し、サンプリング周波数が有限であるために音源方向は
ある程度の幅をもってずれるため、図35のように直線が
ずれた場合２直線のなす角が０度に近いときと90度に近
いときとでは０度に近いほど交点のずれが大きく、90度
に近いほどずれが小さくなる。そのため単純に平均した
場合には実測データ位置と音源推定位置との誤差を最小
にできない可能性がある。そこで２直線のなす角が０度
に近いほど小さく、90度に近いほど大きくなるような重
みを付けて２次元実測データ位置の重心を求める。例え
ば図21のような勾配を持った重み係数と２直線のなす角
の対応グラフである。図21a)は直線的に重みを付けたも
のである。図21b)は２直線のなす角が90度に近いほど重
み係数の比重を非常に高くしたものである。重心位置Ｇ
は次式

【００５５】

【数１０】

【００５６】により求められる。ここでＰｋは２次元実
測データ位置、Ｋは次式

【００５７】

【数１１】

【００５８】で表わされる数である。ただ単に平均して
重心を求める場合にはα（θｋ）が常に１の場合であ
る。この方法は３次元空間においても有効である。前記
の方法により単純に２次元実測データ位置を平均して音
源位置を求めるよりも精度良く音源位置を検出すること
が可能となる。

【００５９】実施の形態５．図22は３次元空間における
音源位置検出能力を向上させるこの発明の音源位置検出
装置の構成を示すブロック図である。３次元音響センサ
53をＭ（Ｍ＝２、３、・・・）個持ち、３次元全方位音
源方向検出手段57をＭ個持ち、71は３次元全方位音源方
向検出手段57から得られたＭ個の３次元音源方向から得
られる３次元実測データ位置を求める３次元実測データ
位置検出手段、72は３次元実測データ位置検出手段71で
得られた３次元実測データ位置により３次元音源位置を
検出する３次元音源位置検出手段、３次元回転制御量決
定手段510 をＭ個持ち、３次元音響センサ回転駆動手段
513 をＭ個備える。図25は図22による測定を説明する図
であり、53a 、53b は３次元音響センサ、181 は３次元
音響センサ53a から得られた音源方向、182 は３次元音
響センサ53b から得られた音源方向、181aは音源方向18
1 をｘｙ平面に射影した直線、182aは音源方向182 をｘ
ｙ平面に射影した直線、183 は直線181aと直線182aとの
交点、181bは音源方向181 をｘｚ平面に射影した直線、
182bは音源方向182 をｘｚ平面に射影した直線、184 は
切り出し領域で切り出された領域は図25d)、185 は交点
183 の座標値を音源方向181 に代入して得られた点、18
6 は交点183 の座標値を音源方向182 に代入して得られ
た点、187 は点185 と186 の中点として得られた音源位
置（ａ、ｂ、ｃ）である。３次元全方位音源方向検出手
段57の内部構成は図１４の３次元全方位音源方向検出手
段57と同一である。

【００６０】次に図22の動作について説明する。Ｍ個の
３次元音響センサ53が３次元空間上に配置されている。
最初の３次元音響センサ53からＭ個の３次元全方位音源
方向検出手段57により音源方向を検出する。このとき３
次元音響センサ53、３次元全方位音源方向検出手段57、
３次元回転制御量決定手段510 、３次元音響センサ回転
駆動手段513 までを３次元全方位音源方向検出手段57が
音源方向を検出するまで繰り返す。これを３次元音響セ
ンサＭ個について行う。サンプリング周波数が無限であ
れば音源方向を示すＭ個の直線は１点で交わる。サンプ
リング周波数が有限であるためＭ個の音源方向を示す直
線は１点で交わらず、しかも交点を有さない場合が多
い。そこで３次元実測データ位置を求めるフローチャー
トを図23に、説明図を図25に示す。図25においてＭ個の
音源方向から２本の音源方向181 と182 を抜き出す。音
源方向181 と182 をｘｙ平面に投影する。投影された直
線をそれぞれ直線181a、182aとする。直線181aと182aの
交点（ｘ、ｙ）＝（ａ、ｂ）を求める。求めた交点を音
源方向181 、182 それぞれに代入して点185 、186 を求
める。点185 と186 の中点187 （ｘ、ｙ、ｚ）＝（ａ、
ｂ、ｃ）を求める。点186 を音源方向181 と182 の３次
元実測データ位置とする。このようにして３次元実測デ
ータ位置検出手段71によりＫ個の３次元実測データ位置
として検出する。３次元音源位置検出手段72によりＫ個
の３次元実測データ位置の重み付き重心を３次元音源位
置として求める。

【００６１】図24は３次元音源位置検出手段72のフロー
チャートである。３次元実測データ位置検出手段71で各
３次元実測データ位置を求めたときの２直線のなす角を
３次元実測データ位置全てについて求める。ここで求め
られた２直線のなす角に対応する重み係数を予め用意さ
れている重み係数と２直線のなす角の対応グラフから得
る。Ｋ個の３次元実測データ位置の重み付き重心を算出
し、得られた重心を３次元音源位置として検出する。こ
のように実施の形態によればＭ個の３次元音源方向を角
度分解能良く検出し、音源方向の交わる角度に応じた重
み係数を各交点に付したうえで交点の重心を求めている
ので３次元音源位置を精度良く検出することが可能であ
る。

【００６２】実施の形態６．図26は２次元平面上におけ
る音源位置検出能力を向上させるこの発明の音源位置検
出方法に使用する装置構成を示すブロック図である。81
は２次元音響センサ22を２次元平面上において移動する
制御量を決定する２次元移動制御量決定手段、82は２次
元移動制御量決定手段81により決定された２次元移動制
御量に従って２次元音響センサ22を移動させる２次元音
響センサ移動駆動手段、83は音響センサ22を移動させる
か回転させるかを判別する移動回転判別手段である。２
次元全方位音源方向検出手段41の内部構成は図１０の２
次元全方位音源方向検出手段41と同一である。図28は２
次元移動制御量決定手段81による音響センサの移動を説
明する図であり、84は２次元可聴範囲、85は２次元移動
用レール、86は仮想音源位置、87は初期音響探知位置、
88はＬ回目以後の広い音響センサ移動位置、89はＬ回目
までの狭い音響センサ移動位置である。

【００６３】次に図26の動作について説明する。最初に
狭い範囲87、89に音響センサを移動させつつ音源方向の
検出をＬ回行い、音源方向の交点を仮想音源位置とす
る。次に検出の精度を上げる為に広い範囲88に音響セン
サを移動させつつ音源方向の検出をＭ−Ｌ回行い、音源
方向の交点を音源位置とする。２次元全方位音源方向検
出手段41にて音源方向が検出されるまで、２次元音響セ
ンサ22、２次元全方位音源方向検出手段41、移動回転判
別手段83、２次元回転制御量決定手段28、２次元音響セ
ンサ回転駆動手段29による音源方向検出を各位置８９に
て繰り返し行う。移動回転判別手段83において２次元全
方位音源方向検出手段41にて音源方向が検出されたとき
は２次元移動制御量決定手段81に、音源方向の検出途中
であるときは２次元回転制御量決定手段28に処理が行く
ように判別を行う。移動位置は２次元移動制御量決定手
段81にて決定する。比較的狭い範囲にあるＬ個の位置89
で２次元全方位音源方向検出手段41において検出された
音源方向と音響センサの位置は記憶手段24に記憶され
る。記憶手段24にＬ個の音源方向と音響センサの位置が
記憶されると２次元実測データ位置検出手段61にて２次
元実測データ位置が検出され、２次元音源位置検出手段
62にて音源位置が検出される。

【００６４】図27は２次元移動制御量決定手段81のフロ
ーチャートである。図27はＭが12、Ｌが３のときであ
る。まず、初期音響探知位置87にて最初に音響信号が入
力されて２次元全方位音源方向検出手段41により音源方
向が検出される。２次元全方位音源方向検出手段41によ
り検出された音源方向と、２次元音響センサの位置は記
憶手段24に記憶される。音源方向が検出されると移動回
転判別手段83により２次元移動制御量決定手段の処理を
行うように判別される。２次元移動制御量決定手段に１
回目に来たときはＬ−１個分の移動位置をランダムに決
定してその移動量を決める。その後今回の移動量を得て
２次元音響センサ移動駆動手段82により２次元音響セン
サ22を移動する。図27では移動は２次元移動用レール85
をつたって行われる。移動後その位置で音源方向を検出
する。２次元移動制御量決定手段81に処理がくる２回目
からＬ−１回目までは１回目に決めた移動位置89に移動
し、音源方向の検出を行う。２次元移動量決定手段81に
Ｌ回目の処理がきたときは、Ｌ個ある音源方向と移動位
置から各音源方向を表す直線を求めて２次元実測データ
位置検出手段61と２次元音源位置検出手段62と同様の処
理を行うことで仮想音源位置を検出する。仮想音源位置
86を求めるとそれを中心とした２次元可聴範囲84の円を
設定する。この２次元可聴範囲84は予め音響センサの性
能により決めておく。２次元可聴範囲84の中で２次元音
響センサ22が移動できる範囲を探す。図28では２次元移
動用レール85と２次元可聴範囲84が交わる２点の交点の
間の２次元移動用レール85が２次元音響センサ22の移動
可能領域となる。この移動可能領域の中で万遍なく移動
できるようにＭ−Ｌ個の移動位置88を決める。その後今
回の移動量を得て、２次元音響センサ移動駆動手段82に
より２次元音響センサ22を移動し、２次元全方位音源方
向検出手段41により音源方向を得る。Ｌ＋１回目からＭ
回目に２次元移動制御量決定手段81に処理がきたときに
は、Ｌ回目に決めた移動量を得て、２次元音響センサ移
動駆動手段82により２次元音響センサ22を移動し、２次
元全方位音源方向検出手段41により音源方向を得て記憶
手段24に記憶する。記憶手段24にＭ個の音源方向と移動
位置が記憶されると２次元実測データ位置検出手段61に
より２次元実測データ位置が検出され、２次元音源位置
検出手段62により２次元音源位置が検出される。このよ
うに１個の２次元音響センサを最初は狭い範囲に移動さ
せて仮想音源位置を検出し、次に広い範囲に音響センサ
を移動させながら音源方向を角度分解能良く検出するこ
とで、少ない数の音響センサによって２次元音源位置の
検出能力を向上させることが可能である。

【００６５】実施の形態７．図29は３次元空間上におけ
る音源位置検出能力を向上させるこの発明の音源位置検
出方法に使用する装置構成を示すブロック図である。91
は３次元音響センサ53を３次元空間上において移動する
制御量を決定する３次元移動制御量決定手段、92は３次
元移動制御量決定手段91により決定された３次元移動制
御量に従って３次元音響センサ53を移動させる３次元音
響センサ移動駆動手段である。３次元全方位音源方向検
出手段57の内部構成は図１４の３次元全方位音源方向検
出手段57と同一である。図31は３次元移動制御量決定手
段91を説明する図であり、94は３次元可聴範囲、95は３
次元移動用レール、86は仮想音源位置、87は初期音響探
知位置、88はＬ回目以後の広範囲に音響センサを移動さ
せて測定する位置、89はＬ回目までの狭い範囲に音響セ
ンサを移動させて測定を行う位置である。

【００６６】次に図29の動作について説明する。３次元
全方位音源方向検出手段57にて音源方向が検出されるま
で、３次元音響センサ53、３次元全方位音源方向検出手
段57、移動回転判別手段83、３次元回転制御量決定手段
510 、３次元音響センサ回転駆動手段511 による音源位
置検出を狭い範囲87、89のＬ個の各位置にて繰り返し行
う。移動回転判別手段83において３次元全方位音源方向
検出手段57にて音源方向が検出されたときは、３次元移
動制御量決定手段91に、音源方向の検出途中であるとき
は３次元回転制御量決定手段510 に処理が行くように判
別を行う。移動位置は３次元移動制御量決定手段91にて
決定する。Ｌ個の位置で３次元全方位音源方向検出手段
57において検出された音源方向と音響センサの位置は記
憶手段24に記憶される。記憶手段24にＬ個の音源位置と
位置が記憶されると３次元実測データ位置検出手段71に
て３次元実測データ位置が検出され、３次元音源位置検
出手段72にて音源位置が検出される。図30は３次元移動
制御量決定手段91のフローチャートである。図30はＭが
12、Ｌが３のときである。

【００６７】まず、初期音響探知位置87にて最初に音響
信号が入力されて３次元全方位音源方向検出手段57によ
り音源方向が検出される。３次元全方位音源方向検出手
段57により検出された音源方向と、３次元音響センサの
位置は記憶手段24に記憶される。音源方向が検出される
と移動回転判別手段83により３次元移動制御量決定手段
の処理を行うように判別される。３次元移動制御量決定
手段に１回目に来たときはＬ−１個分の狭い範囲の移動
位置をランダムに決定してその移動量を決める。その後
今回の移動量を得て３次元音響センサ移動駆動手段92に
より３次元音響センサ53を移動する。図31では移動は３
次元移動用レール95をつたって行われる。移動後その位
置で音源方向を検出する。３次元移動制御量決定手段91
に処理がくる２回目からＬ−１回目までは１回目に決め
た移動位置89に移動し、音源方向の検出を行う。３次元
移動量決定手段91にＬ回目の処理がきたときは、Ｌ個あ
る音源方向と移動位置から各音源方向を表す直線を求め
て３次元実測データ位置検出手段71と３次元音源位置検
出手段72により実施の形態６と同様の処理を行うことで
仮想音源位置を検出する。

【００６８】仮想音源位置85を求めるとそれを中心とし
た３次元可聴範囲94の球を設定する。この３次元可聴範
囲94は予め音響センサの性能により決めておく。３次元
可聴範囲94の中で３次元音響センサ53が移動できる範囲
を探す。図31では３次元移動用レール95と３次元可聴範
囲94が交わる２点の交点の間の３次元移動用レール95が
３次元音響センサ53の移動可能領域となる。この移動可
能領域の中で万遍なく広範囲に移動して検出できるよう
にＭ−Ｌ個の移動位置88を決める。その後今回の移動量
を得て、３次元音響センサ移動駆動手段92により３次元
音響センサ53を移動し、３次元全方位音源方向検出手段
57により音源方向を得る。Ｌ＋１回目からＭ回目に３次
元移動制御量決定手段91に処理がきたときには、Ｌ回目
に決めた移動量を得て、３次元音響センサ移動駆動手段
92により３次元音響センサ53を移動し、３次元全方位音
源方向検出手段57により音源方向を得て記憶手段24に記
憶する。記憶手段24にＭ個の音源方向と移動位置が記憶
されると３次元実測データ位置検出手段71により３次元
実測データ位置が検出され、３次元音源位置検出手段72
により３次元音源位置が検出される。このように１個の
３次元音響センサを最初は狭い範囲に移動させて仮想音
源位置を検出し、次に広く範囲に音響センサを移動させ
ながら音源方向を角度分解能良く検出することで、少な
い数の音響センサによって３次元音源位置の検出能力を
向上させることが可能である。

【００６９】

【発明の効果】本発明の請求項１〜請求項４の音源方向
検出装置は、360 °全方位の音源方向を検出することが
できる。本発明の請求項３の音源方向検出装置は、音響
センサの最も角度分解能の高い部分を使うことができる
ので、高い精度の音源方向検出を行うことができる。本
発明の請求項４の音源方向検出装置は、２次元に音源方
向を検出する装置を２個備えているので、３次元の音源
方向検出を行うことができる。本発明の請求項５および
請求項６の音源位置検出装置は音源方向の交る角度に応
じた重み係数を各交点に付したうえで交点の重心を音源
位置としたので、高い精度で音源位置検出を行うことが
できる。本発明の請求項７および請求項８の音源位置検
出方法は、音源方向検出装置を狭い範囲で移動させて音
源方向検出を複数回行って仮想音源位置を求め、その後
広範囲に音源方向検出装置を移動させて音源方向検出を
複数回行って音源方向の交点を音源位置としたので高い
精度で音源位置検出を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の音源方向検出装置の原理説明図で
ある。

【図２】 この発明の音源方向検出装置の一実施の形態
を示す構成図である。

【図３】 図２の音響センサの回転駆動の説明図であ
る。

【図４】 図２の第１回音源方向候補検出手段23の動作
フローチャートである。

【図５】 図２の第２回音源方向候補検出手段25の動作
フローチャートである。

【図６】 図２の全方位音源方向決定手段26の動作フロ
ーチャートである。

【図７】 音響センサ正面を示す図である。

【図８】 図２の音響センサの回転駆動の説明図であ
る。

【図９】 図２の音響センサの回転駆動の説明図であ
る。

【図１０】 この発明の音源方向検出装置の他の実施の
形態を示すブロック図である。

【図１１】 図10の音源方向検出手段33の説明図であ
る。

【図１２】 図10の第Ｎ回音源方向検出手段31の動作フ
ローチャートである。

【図１３】 図10の音源方向決定手段32の動作フローチ
ャートである。

【図１４】 この発明の音源方向検出装置の他の実施の
形態を示すブロック図である。

【図１５】 図14の３次元全方位音源方向判定手段56の
動作フローチャートである。

【図１６】 図14の３次元音響センサの回転駆動の説明
図である。

【図１７】 この発明の音響位置検出装置の一実施の形
態を示すブロック図である。

【図１８】 図17の２次元実測データ位置検出手段61の
動作フローチャートである。

【図１９】 図17の２次元音源位置検出手段62の動作フ
ローチャートである。

【図２０】 音源方向の交点を示す図である。

【図２１】 音源方向の交る角度と重み係数の説明図で
ある。

【図２２】 この発明の音源位置検出装置の他の実施の
形態を示すブロック図である。

【図２３】 図22の３次元実測データ位置検出手段71の
動作フローチャートである。

【図２４】 図23の３次元音源位置検出手段72の動作フ
ローチャートである。

【図２５】 ３次元空間における実測データ位置を求め
る方法を示す図である。

【図２６】 この発明の音源位置検出方法に使用する装
置構成を示すブロック図である。

【図２７】 図26の２次元移動制御量決定手段81の動作
フローチャートである。

【図２８】 図26の音響センサの移動を示す図である。

【図２９】 図この発明の音源位置検出方法に使用する
装置を示すブロック図である。

【図３０】 図29の３次元移動制御量決定手段91の動作
フローチャートである。

【図３１】 図29の音響センサの移動を示す図である。

【図３２】 従来の音源方向検出方法の説明図である。

【図３３】 従来の音源方向検出方法の説明図である。

【図３４】 音響センサの角度分解能の説明図である。

【図３５】 音源方向のなす角度と音源位置検出の精度
との説明図である。

【符号の説明】

11 音響センサ、12 音源検出手段、13 駆動量決定手
段、14 音響センサ駆動手段、21a ，21b ，21c ，21d
音響センサ、22，22a ，22b ，22c ２次元音響セン
サ、23 第１回目音源方向候補検出手段、24 記憶手
段、25 第２回目音源方向候補検出手段、26 全方位音
源方向決定手段、27 全方位音源方向検出手段、28 ２
次元回転制御量決定手段、29 ２次元音響センサ回転駆
動手段、31 第Ｎ（Ｎ＝１、２、・・・）回目音源方向
検出手段、32 音源方向決定手段、33 音源方向検出手
段、41 ２次元全方位音源方向検出手段、22a 水平面
音響センサ、22b 垂直面音響センサ、53，53a ，53b
３次元音響センサ、41a 水平面全方位音源方向検出
手段、41b 垂直面全方位音源方向検出手段、56 ３次
元全方位音源方向判定手段、57 ３次元全方位音源方向
検出手段、28a 水平面回転制御量決定手段、28b 垂
直面回転制御量決定手段、510 ３次元回転制御量決定
手段、29a 水平面音響センサ回転駆動手段、29b 垂
直面音響センサ回転駆動手段、513 ３次元音響センサ
回転駆動手段、61 ２次元実測データ位置検出手段、62
２次元音源位置検出手段、71 ３次元実測データ位置
検出手段、72 ３次元音源位置検出手段、81 ２次元移
動制御量決定手段、82 ２次元音響センサ移動駆動手
段、83 移動・回転判別手段、84 ２次元可聴範囲、85
２次元移動用レール、86 仮想音源位置、87 初期音
響探知位置、88 Ｌ回目以後の音響センサ移動位置、89
Ｌ回目までの音響センサ移動位置、91 ３次元移動制
御量決定手段、92 ３次元音響センサ移動駆動手段、94
３次元可聴範囲、95 ３次元移動用レール、101 音
源、102 双曲線１、103 双曲線２、104 漸近線
１、105 漸近線２、111 音源方向１、112 音源方向
２、113 音源位置、121 ，131 音響センサ21a と21
b から見た真の音源方向、132 音響センサ21a と21b
から求められた音源方向、133 音響センサ21c と21d
から求められた音源方向、134 音源方向131 と133 と
の交点として求められた音源位置、135 音源方向132
と133 との交点として求められた音源位置、141 音源
方向候補１、142 音源方向候補２、143 音響センサ
21a 回転後移動位置、144 音響センサ21b 回転後移動
位置、145 音源方向候補３、146 任意回転角、147
音源方向候補４、161 ２次元音響センサ22a より得
られた音源方向、162 ２次元音響センサ22b より得ら
れた音源方向、163 ２次元音響センサ22c より得られ
た音源方向、164a，164b，164c ２次元実測データ位
置、181 ３次元音響センサ53a より得られた音源方
向、181a 音源方向181 をｘｙ平面に射影した直線、18
1b 音源方向181 をｘｚ平面に射影した直線、182 ３
次元音響センサ53b により得られた音源方向、182a 音
源方向182 をｘｙ平面に射影した直線、182b 音源方向
182 をｘｚ平面に射影した直線、183 直線181aと182a
の交点、184 切り出し領域、185 交点183 の座標を
音源方向181 に代入して得られた点、186 交点183 の
座標を音源方向182 に代入して得られた点、187 点18
5 と186 の中点として得られた音源位置

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２個の音響センサと、これらの音響セン
   サへの音の到達時間差から音源方向を検出する音源判定
   手段と、前記音響センサを前記音源方向へ回転駆動させ
   る駆動手段とを備え、回転駆動後の位置で前記音源判定
   手段により音源方向を再検出する音源方向検出装置。
2. 【請求項２】 ２個の音響センサと、これらの音響セン
   サへの音の到達時間差から２つの第１の音源方向候補を
   検出する第１の音源方向候補検出手段と、前記第１音源
   方向候補のいづれかへ向けて２個の音響センサを回転駆
   動する手段と、回転駆動後の位置で前記音響センサへの
   音の到達時間差から２つの第２の音源方向候補を検出す
   る第２の音源方向候補検出手段と、第１および第２の音
   源方向候補との差に基づいて音源方向を決定する音源方
   向決定手段とを備えた音源方向検出装置。
3. 【請求項３】 ２個の音響センサと、これらの音響セン
   サへの音の到達時間をサンプリング測定して両センサへ
   の到達時間差から２つの第１の音源方向候補を検出する
   第１の音源方向候補検出手段と、前記第１の音源方向候
   補のいづれかへ向けて前記２個の音響センサを回転駆動
   する手段と、回転駆動後の位置で前記音響センサへの音
   の到達時間をサンプリング測定して両センサへの到達時
   間差から２つの第２の音源方向候補を検出する第２の音
   源方向候補検出手段と、第１および第２の音源方向候補
   との差に基いて音源方向を決定する第１の音源方向決定
   手段と、この手段で決定した音源方向へ向けて前記２個
   の音響センサを回転駆動する手段と、回転駆動後の位置
   で前記音響センサへの音の到達時間をサンプリング測定
   して両センサへの到達時間差から音源方向を決定する第
   ２の音源方向決定手段とを備えた音源方向検出装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の音源方向検出装置を２個
   備え、一方で水平面内での音源方向を検出し、他方で垂
   直面内での音源方向を検出する音源方向検出装置。
5. 【請求項５】 請求項３記載の音源方向検出装置を少な
   くとも３個備え、更に、これらの音源方向検出装置で検
   出した音源方向の交点を求める２次元実測データ位置検
   出手段と、音源方向の交る角度に応じた重み係数を各交
   点に付したうえでこれらの交点の重心を求めてこれを２
   次元音源位置とする２次元音源位置検出手段とを備えた
   音源位置検出装置。
6. 【請求項６】 請求項４記載の音源方向検出装置を複数
   個備え、更に、これらの音源方向検出装置で検出した音
   源方向の交点を求める３次元実測データ位置検出装置
   と、音源方向の交る角度に応じた重み係数を各交点に付
   したうえでこれらの交点の重心を求めて３次元音源位置
   とする３次元音源位置検出手段とを備えた音源位置検出
   装置。
7. 【請求項７】 請求項３記載の音源方向検出装置を軌道
   上に移動させつつ音源方向検出を複数回行う第１のステ
   ップと、複数の音源方向の交点を仮想音源位置として求
   める第２のステップと、前記音源方向検出装置を前記第
   １のステップより広範囲に移動させつつ音源方向検出を
   複数回行う第３のステップと、この第３のステップで検
   出した複数の音源方向の交点を音源位置とする第４のス
   テップとを備えた音源位置検出方法。
8. 【請求項８】 請求項４記載の音源方向検出装置を軌道
   上に移動させつつ３次元の音源方向検出を複数回行う第
   １のステップと、検出した複数の３次元音源方向の交点
   を仮想音源位置として求める第２のステップと、前記音
   源方向検出装置を前記第１ステップより広範囲に移動さ
   せつつ３次元の音源方向検出を複数回行う第３のステッ
   プと、この第３のステップで検出した複数の音源方向の
   交点を音源位置とする第４のステップとを備えた音源位
   置検出方法。