JPH09512902A

JPH09512902A - サイレン検出器

Info

Publication number: JPH09512902A
Application number: JP7522583A
Authority: JP
Inventors: ロバートヘンダーソンマッコーネル、ピーター; カベナウ、パトリシア
Original assignee: ソニックシステムズコーポレイション
Priority date: 1994-03-04
Filing date: 1994-03-04
Publication date: 1997-12-22
Also published as: CA2183868C; EP0748494A1; AU681380B2; DE69411195T2; WO1995024028A1; EP0748494B1; AU6152694A; CA2183868A1; NZ262083A; DE69411195D1; HK1009352A1

Abstract

(57)【要約】イェルプ、ウェイル及び高−低のような選択された周波数バンド内の既知の震音率で前進するサイレン音を検出するための改良型サイレン検出器である。電気的出力信号は選択されたサイレンの周波数バンドの外側の信号を拒絶するためにフィルタされる。信号は電気的信号の振幅、即ち変換器の入力におけるサイレン音の音響レベルを決定するために処理される。また、この信号はサイレン音の瞬間周波数を決定するために、振幅制限器及び周波数分別器により処理される。この分別器は、低い信号対雑音比を有するサイレン音のＦＭクリック特性を除去するために、非線形フィルタの後に備えられる。選択フィルタは前進率、最大周波数、最小周波数、及びイェルプ、ウェイル、高−低のようなサイレンのタイプを分類するための前進特性の形状を分析するために使用される。選択範疇に合致するとともに、所定のしきい値以上の音響レベルを有する音響は、先取り信号を駆動する信号をサイレン検出器にトリガーさせる。先取り出力信号は信号制御システムへの入力である。これは、歩行者が交差点を渡れるように交通信号機制御システムに歩行者通行／停止を制御させるとともに、適切なサイレンを備えた車輌へ先取り交通制御信号を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】サイレン検出器発明の分野本出願は、選択された周波数バンド内の周知の特性を備えて前進するサイレン音を検出するために改良されたサイレン検出器に関する。緊急車輌が発するサイレン音を検出することによって、このサイレン検出器は適合するサイレンを備えた車輌が適合する装置を備えた交差点を優先的に通過できるように、交通信号機の先取り制御を容易にする。発明の背景従来技術は、緊急車輌が優先的に交差点を妨害を受けることなく通過できるように交差点における交通を停止させる為の様々な調節手段、即ち”先取り”(pre -empting)車輌用交通信号機を含む。ある技術では、優先的に交差点を通過できるように各緊急車輌上の特殊な送信器の設置を含む。各先取り交差点における交通信号機制御装置は、受信器が設置され、送信器より送信された信号を受信し、交通の正常な流れを停止させる。しかしながら、この方法は比較的高価であり、また緊急車輌内の乗員が交通信号機を制御するために手動で送信機を作動させなければならない点が扱い難い。また、先取り交差点における交通信号制御装置は、緊急車輌が先取り交差点を優先的に通過可能とし、緊急車輌上に設けられるフラッシュライト（一般にはストロボライト）を検出することができる検出器を備える。これは、本質的には前段落で記述されたシステムに類似し、特殊な送信器が車輌のライトに置き換えられている。しかしながら、緊急車輌は一般に緊急事態に作動させるフラッシュライトを備えているので、このシステムは前段落で記述されたシステムに対して実用的に更に有利であり、経費も節減される。しかしながら、交通信号制御装置と接続する検出回路を作動させるために特殊なライトが使用されなければならないとすれば、コスト的な利点は減少する。さらに、本発明者はこのようなシステムではアラームが誤作動する恐れもあると考える。なぜなら、本発明者の知りうるかぎりでは、非緊急車輌上のフラッシュライトの使用に関する規制はないためである。それゆえ、自家用車輌が緊急時に交通信号制御装置と接続される検出器を作動させる目的でフラッシュライトを装着することにより、このシステムを混乱させうる。より深刻な問題は、広告用のサイン、商業用のウィンドウディスプレイ、及び装飾用ライトが検出器を誤作動させうることかもしれない。この問題は、密集した市街地でもっとも顕著であるが、このような区域でこそ、この先取り交通信号機切り替えシステム(Preemptive Traffic LIght Signalljng System) は、高い信頼性をもって作動し、緊急車輌を可能な限りの最短時間で目的地へ到達させることに意味がある。本発明者の観点から、最良の解決策は、緊急車輌のサイレンから発生する音を検出できる回路を作製することである。このアプローチは、経費の面で明らかに優位である。というのは、緊急車輌は、慣習的にサイレンを備えているの（新たに特別な装置を装備する必要がない）。また、実用面における優位性として、このようなサイレンは、緊急事態において作動されることがあげられる（付加的な特別な目的の装置を手動で別途操作する必要がない）。さらなる利点は、非緊急車輌のサイレンの使用を禁止する規則が存在することである。従来技術は、サイレン音を検出するための多数の回路含む。しかしながら、本発明者はこれらが緊急車輌サイレン以外の音源から発生する音により誤作動する恐れがあるという問題を考慮した。また、従来技術では、比較的長い周期をもつサイレン信号に対して検出の信頼性が低く、また検出に非常に長い時間を要する。本発明は、選択された周波数バンドの領域内でサイレン音を高い信頼性をもって検出し、緊急車輌以外の音源から発生する音に対する誤作動に、優れた防御性をもつ改良されたサイレン検出装置を提供する。また、高い周囲騒音レベルのなかでサイレン音を検出するのに優れた性能をもち、比較的長周期のサイレン信号を短時間で検出するサイレン検出装置を提供する。本発明は、以下の観察事実に基づく。すなわち、大多数のサイレン音は、非常に特徴的かつ周期的な波形を伴って周波数が変調される周波数変調（即ち、FM）された波形からなる特徴を有する。ラジオ受信機工学の一般的な技術を用いることにより、周波数変調波形を非常に正確に見積もるために伝統的なFM検出法を使うことが可能である。これにより、簡単なパターン認識をこの変調波形に適用し、発生した様々の波形パターンを正確に認識可能となる。加えて、このFM検出法の能力は、非常に高いノイズレベル中においてサイレンを検出するための本発明の性能を大幅に高める。低コスト、機能集積度の高さ、異なるアルゴリズム及びパラメータに対する再プログラムの容易さ、デジタル・シグナル・プロセッシング（DSP）技術は、このようなサイレン検出システムに役立つ。発明の概略本発明は、選択された周波数バンドと既知の周期内において瞬間周波数が既知の割合で変化するサイレン音を検出するためのサイレン検出器を提供する。サイレン検出器は、サイレン音の波形を検出するとともに、それらを表す電気的出力信号を生成する変換器手段と、後続の処理にて処理するのに適したレベルに増大するための増幅手段と、アナログからデジタルへの変換処理に先だって反偽信号をフィルタリングし、他の不必要なスペクトル要素を拒絶するための第１のフィルタ手段と、アナログ電気信号をデジタル表記、即ち不連続時間のデジタル信号に変換するためのアナログ−デジタル変換手段と、不連続時間信号のスペクトルを検出されるべき所定のサイレン波形の帯域幅に制限するための帯域デジタルフィルタからなる第２のフィルタと、サイレン波形の瞬間周波数を測定するための制限器−弁別器と、信号のサンプリング率（速度）をアナログ−デジタル変換器の速度よりも低くするためのデシメータ（Decimator）と、信号対雑音比が低い状況において動作する周波数変調された波形における固有の”周波数変調（ＦＭ）クリック”を取り除くための第３のフィルタと、イェルプサイレン（Yelp Si ren）の周波数パターンを検出するためのイェルプ検出器（Yelp Detector）と、高低サイレンの周波数波形パターンを検出するための高−低検出器と、ウェイルサイレンの周波数波形パターンを検出するためのウェイル検出器と、他の所望のサイレン波形の周波数パターンを検出するための検出手段と、入力変換器上でのサイレン音の通過帯域における音響レベルの関数である信号を決定するための音響レベル検出器と、入力変換器上でのサイレン音の通過帯域内で処理された信号の信号対雑音比を決定するための雑音検出器と、先取り信号をイネーブルするための所定の範疇に合致するときに決定するための先取り検出ロジック（Preemp t Detection Logic）とを備える。音響レベル検出手段は、設定されたしきい値の強度レベル以下のサイレン音を拒絶するためにサイレン検出器の感度を調節するために提供されてもよい。先取り制御手段は、サイレン音の強度が増加し、選択されたしきい値強度レベルを越えるときにサイレン検出器を活性化させるためであり、かつサイレン音が設定されたしきい値強度レベル以下に減少するときにサイレン検出器を不活性化させるために提供される。先取り制御手段は、従来の交通信号制御装置に適用され、歩行者用信号を”止まれ”表示に切り替えるために提供される（即ち、遠隔からのサイレン音を検出した時点で、比較的早い時期に歩行者に対して交差点は閉鎖される）。先取り制御手段は、サイレン音の検出に対応し、サイレンを備えた（緊急）車輌が交差点に接近してきた時に、交差点のすべての信号を緊急車輌のために安全な状態に切り替えるために、従来の交通信号制御装置と同様に応用される。この状態とは全ての信号が停止条件を表示し、サイレンの方向から交差点に接近する全ての交通に優先的な先取り通行信号表示を与えるか、又は緊急車輌が交差点を安全に通過できる他の状態を提供する。図面の簡単な説明図１は、本発明に基づくサイレン検出器の基本動作を示すブロック図である。図２ａ，２ｂは、それぞれ交差点における４チャンネルサイレン検出器の基本的な配置と複数のサイレン検出器の配置を示す図である。図３は、本発明のサイレン検出器の制限器−弁別器をブロック図である。図４ａ，４ｂ，４ｃは、本発明の好ましい実施形態に基づき処理した際に検出される多数の一般的なサイレン音のタイプのうち、三つの理想的な特性信号を図示したものである。図５，６，７は、本発明の好ましい実施形態に基づき処理した際に検出される多数の一般的なサイレン音のタイプのうち３つの典型的な実際の特性を図示したものである。これらは、各々イェルププ型、高低型、ウェイル型である。図８は、本発明の好ましい実施形態に基づき処理した際に、受信した信号から FMクリックを除去するクリックフィルタの効果を示す図である。図９は、クリックフィルタとして用いられるメディアンフィルタの動作を示す図である。図１０は、所望のサイレンタイプのうちの１つの音を分類するために用いられる、一般的なサイレン検出器の詳細図である。図１１は、雑音作動型雑音検出器のブロック図である。図１２は、イェルプ型と高−低型サイレンの波形周期の測定手段を示す図である。図１３は、高低型サイレンの測定のための別途手段を示す図である。図１４は、ウェイル型サイレンを検出するために用いられる短い線分をサイレンのサンプルデータに適合させる線形最小二乗法用いた手法を示した図である。図１５は、ウェイルサイレンとの最小二乗法による適合を示す線形相関係数プロットである。これは、傾き検出器の”線形性係数”出力である。図１６は、ウェイル音に対するサイレン信号の周波数の変化率を示す傾き検出器の信号傾斜出力である。図１７は、好ましい実施形態のサイレン検出器のブロック図である。発明の詳細な説明緊急車輌のサイレンは、一般に最小と最大の２つの周波数の間を公知の繰り返し率及び特性をもって前進する音を発する。３つのより一般的なサイレン音は、イェップ、高−低、ウェイル型として一般に参照される。これらの理想的な特性は、それぞれ図３ａ，３ｂ，３ｃに示される。理想的には、サイレンは、これらのサイレンの特性及び他の特性に基づき前進しながら一定の強度を有する。イェルプサイレン音は、一般に４００Hzの最小周波数、１４００Hzの最大周波数、約３Hzの繰り返し率を有する。高−低型サイレンは、一般に４００Hzの最小周波数、６００Hzの最大周波数、約１Hzの繰り返し率を有する。ウェイルサイレンは、一般に４００Hzの最小周波数、１４００Hzの最大周波数、０．２５Hzの繰り返し率を有する。存在する他のサイレン音及び新たなサイレン音も同様に定義することができ、これらもまた本発明で説明される方法を用い、本発明によって検出される。図１は、本発明に従って構成されたサイレン検出器の基本動作を示すブロック図である。本発明の概略は、第一に図１を参照して示される。好ましい実施形態の詳細な説明が続いて記述される。図１に関して、サイレン検出器は入力変換器１を利用して音響エネルギーを検出し、このエネルギーをサイレン検出器によって処理するのに適合した電気信号に変換する。この電気信号は、処理に必要なある一定の通常レベルまで増幅される。プリアンプ２の後には反偽信号フィルタ３が備わっており、その後信号は、後続の処理のためにアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換器４に送られる。１２から１６ビットの解像度と８．０キロヘルツのサンプリング率を有するアナログ−デジタル変換器は、前述のウェイル、イェップ、高 −低いずれのサイレンを処理するにも適していることがわかった。３００ヘルツから１８００ヘルツにパスバンドをもつバンドパスフィルタ５もまた、ウェイル、イェップ、高−低いずれのサイレンにも適している。サンプリング率は、サイレンの最大周波数が偽信号を含まず前述のものよりもずっと高い場合、８．０キロヘルツ以上に増大させなければならなかった。デジタルバンドパスフィルタ５は、ウェィルにみられるバンドの外側のスペクトルエネルギーを除去するために用いられる。３００ヘルツから１８００ヘルツのパスバンドは、これらのサイレンに適することがわかった。当業者は、バンドパスフィルタ５は図３で示された制限器−分別器に必要とされる位相分離器に接続できることを認識するであろう。このようにして、これら２つの操作に関わる全体的な複雑さを減らしている。制限器−分別器６は、受信した信号の瞬間周波数とその信号の大きさを測定する。サイレン音の前進を表す制限器−分別器の周波数出力のスペクトル部は、ウェイル、イェップ、高−低型サイレンでは非常に低いので、制限器−分別器の出力サンプル率は必要とされる値を大幅に上回る。この理由から、制限器−分別器出力信号のサンプリング率は、デシメーター（decimator）７によってずっと低いサンプル率まで引き下げられる。８．０キロヘルツから４０ヘルツへの引き下げが適当であると確認された。時間とともに変動するサイレンの周波数の実際のスペクトルは、図５，６，７で示されるように一般に約１５ヘルツ以下であるが、デシメーター内における低パスフィルタ通過後のサンプル率は、実際３０ヘルツ以上ほどにすぎない。このサンプル率の引き下げは、後続処理で要求される条件を大幅に軽減する。この低パスフィルタによる操作で他に注目すべき利点は、制限器−分別器を実質上広域バンド周波数変調検出器として動作させることにある。このことは、従来の手段と比較し、サイレン検出性能におよぶ大幅な改良点となっている。ジェイクによる「マイクロ波移動伝達」（ジョンウイリー＆サンズ，1974年ＩＳＢＮ０−４７１−４３７２０−４）において議論された従来タイプのFM受信機の場合、それに示されるように、制限器−分別器６のベースバンド出力信号に対する入力変換器１の入力信号のバンド幅の比が増大すると、ノイズに対するベースバンド出力の比が増大する。ノイズに対する入力信号についても同様である。検出器の入力バンド幅は、約１５００ヘルツの、入力信号バンドパスフィルタ及び、約１５ヘルツの、制限器−分別器に後続する低パスフィルタによって規定される。広域バンドと狭域バンドFM検出における性能獲得の比較は、ジェイク（スープラ）により、非常に詳細にわたって議論されている。それは、この方法によれば、信号対雑音比が−２ｄＢという条件下においても高い信頼度でサイレンを検出することができることを示す一方で、従来の検出手段では、信号対雑音比で約６ｄＢ若しくはより高い値が要求されることを示す。本発明は、従来の手段にくらべ、約８ｄＢ高い数値を得た。サイレン音のようなFM変調波形は、その音における信号対雑音比が低いとき、インパルスノイズや「クリック」を生じる特性がある。これは、サイレン音が入力変換器からかなりの距離を有するか、入力変換器周辺のバックグランド音のレベルが非常に高いときに起こる。いずれの場合にも、これらの「クリック」は多くの種類のサイレンから、ある一種類に属するサイレン音を識別しようとするには問題となる。図７では、示された低信号−ノイズ比をもつウェイルサイレンにおける、実際の制限器−弁別器の周波数出力信号を示す。図において、１．５秒と６．３秒の経過時間にクリックが現れているのが非常に明らかである。図１で示されるクリックフィルタ８は、非常に高い効率で制限器−分別器の出力信号からクリックを除去できる。図７の入力信号は、このクリックフィルタを通した結果は、図８のメディアンフィルタ出力に示される。ここでは、クリックが除去されたようになっている。９サンプルの長さ、言い換えれば約0.225秒を要するこの”メディアン”フィルタは、これらのクリックを除去するために非常に効果的である。これより長時間をかけてメディアンフィルタを通した場合も性能に有意な改善はみられなかった。図１におけるクリックフィルタ８の出力は、複数の検出器への入力として供給される。この場合、それらはイェルプ検出器９、高−低検出器１０及びウェイル検出器１１である。付加的なサイレンのタイプを検出するために、更に「他のサイレン検出器」１２が加えられたり、任意の又は全てのイェルプ、高−低、及びサイレン検出器と置き換えられてもよい。これらの検出器は時間を伴う信号周波数の変動が、多数の範疇と合致しているかどうかを判断する。その範疇は、サイレン検出器が検出するように配置された多くのサイレンのタイプのうちの１つとしてそれを分類する。これらの検出器の出力は、先取り検出ロジック１５への多数の入力のうちの１つとして供給される。先取り検出ロジックは検出された音響がサイレン検出範疇と合致しているかを判断するために、サイレン検出器９，１０，１１，１２、雑音検出器１３及び音響レベル検出器１４を使用する。それらが選択範疇と合致する場合、信号ライト制御装置への先取り信号がイネーブルされる。一般に、通過帯域が約３００Ｈｚから約１５００Ｈｚである図１のバンドパスフィルタ５の出力は、入力変換器１におけるサイレンの音の大きさ又はレベルの関数である。サイレンはほぼ一定の出力レベルを維持し、１における音響レベルはサイレンと入力変換器との間の距離が縮まるに従って増大するため、５における信号レベルは入力変換器とサイレンとの間の距離の関数である。５における信号は信号の大きさを測定するとともに、その信号を現在のレベルしきい値と比較する音響レベル検出器１４への入力である。５における信号の大きさがレベルしきい値を越える場合、それは音響レベル検出器の出力をイネーブルする。５における信号の大きさがレベルしきい値を越えない場合、それは音響レベル検出器の出力をディセーブルする。青響レベル検出器の出力は、先取り検出ロジック１５への入力のうちの１つとして供給される。いくらかの場合には、タイヤからの交通騒音、エンジン騒音、工業的な騒音、飛行機のエンジン騒音等のようなサイレン以外の音源からの周囲の音響レベルが高過ぎ、これらのレベルは音響レベル検出器１４の検出レベルしきい値を超えてしまう。この状況では、音響レベル検出器１４の出力は常時イネーブルされ、サイレンは先取り検出ロジック１５に所定よりも早く先取り信号を発生させる。従来の雑音検出器を使用することにより、信号対雑音比の関数である付加的な信号が使用可能となる。この検出範疇が合致したということを示すために雑音検出器の出力がイネーブルされる前に、しきい値信号対雑音比が超えられるように雑音検出器は形成される。先取り検出ロジック１５は、図９，１０，１１，１２に示されるサイレン検出器機能と図１の音響レベル検出器１４とに加えて、雑音検出器１３の出力の組み合わせを用いる。通常の都市及び郊外の状況では、（ａ）音響が伝わり、入力変換器１が図９，１０，１１，１２に示されるサイレン検出器機能の妥当なサイレン選択範疇の１つと合致する時、及び（ｂ）音響が伝わり、入力変換器１が音響レベルしきい値検出器１４の検出しきい値範疇を超える時のみ、検出ロジック１５は信号制御装置への先取り出力をイネーブルする。非常に騒々しい環境では、（ａ）音響が伝わり、入力変換器１が図９，１０，１１，１２に示されるサイレン検出器機能の妥当なサイレン選択範疇の１つと合致する時、（ｂ）音響が伝わり、入力変換器１が音響レベルしきい値検出器１４の検出しきい値範疇を超える時、及び（ｃ）雑音検出器１３により計測される制限器−弁別器６の出力において測定される信号対雑音量が雑音検出しきい値を超える時のみ、検出ロジック１５は信号制御装置への先取り出力をイネーブルする。図２（ａ）は一般的な信号２６と、４つの入力変換器２１，２２，２３，２４との配置を示し、それらは信号２６に近づく４つの通りのうちの１つからの音響を検出するために最適化されるように配設されている。これらの変換器からの出力信号は、入力変換器からの信号を処理する４チャンネルサイレン検出器２０へ向かう。緊急車輌２５が入力変換器２４の方向へ接近する場合、その信号を処理するサイレン検出器内のチャンネルは、信号２６のその方向に対する信号制御装置３０へ信号先取りライン３１及び／又は歩行者制御先取りライン３２を用いて先取り信号を示す。そして、信号制御装置は、緊急車輌に交差点への優先的な進入を与えるために配置される。図２（ｂ）に示すように、サイレン検出器は１つから多数にわたって複数のサイレン検出チャンネルからなってもよい。しかしながら、４チャンネルが最も一般的である。消防署への私道、警察の敷地、歩行者用信号等おける信号を制御するために、単一のチャンネル検出器が備えられてもよい。図３は、制限−分別器を実現するための１つの方法を示す。位相分離器４０により入力信号はその実部及び虚部に分離される。位相分離器の出力の複素共役及び一階微分はそれぞれ４１及び４２により生成される。複素共役及び一階微分の積が実行されるとともに、−ｊ＝−√−ｊで乗算される。この積の実部は４４により乗算される。入力信号の電力は４６内の位相分離器の出力の大きさを乗算し、４７にてこの信号を２乗することにより決定される。そして、入力信号の周波数はブロック４５にて４４の出力を４７の出力で除算することにより演算される。また、４７の出力は図１の音響レベル検出器１４への入力として供給される。図４（ａ），（ｂ），（ｃ）は３つの最も一般的なサイレン、それぞれイェルプサイレン、高−低サイレン及びウェイルサイレンの理想的な周波数対時間の特性を示す。実際には、サイレンの特性は若干異なる。図５は、イェルプサイレンの周波数対時間の特性を示す。図６は、高−低サイレンの周波数対時間の特性を示す。図５は、ウェイルサイレンの周波数対時間の特性を示す。これら３つの例において、周波数は図３に示す制限−分別器を用いることにより実際のサイレンにて計測される。一般に、メディアンフィルタは画像処理において、インパルスノイズを除去するために使用される。それは、連続データサンプルから奇数番目を集め、昇べき又は降べきの順にソートし、平均値を取り出すという操作を行う。それは本質的にかなり非線形であること以外、スラディングウインドウ有限インパルス応答フィルタと非常に似た操作をする。クリックフィルタの使用は、信号対雑音比が低い場所のサイレン音を検出するために必要である。図８は、低い信号対雑音比を有する実際のウェイルサイレン信号に対するメディアンフィルタの効果を示す。入力信号は図７に示される。図９に示されるメディアンフィルタの例を使用することにより、メディアンフィルタの動作は容易に示される。入力サンプル５０は連続的に入力シフトレジスタ５１中へシフトされる。それらは、ソーター５２により昇べき（又は降べき）の順にソートされ、出力レジスタ５３中へ昇べき（又は降べき）の順に集められる。出力レジスタ５３から平均値が取りだされ、出力として使用される。示される例において、レジスタ５１内のサンプルされた連続的なデータは１，４，６，２，９，８，５，７，３である。この連続データからメディアンフィルタは平均値として５を選択する。値１１を有する新たな入力サンプルがシフトレジスタ５１中に入力される場合、端の値３が捨てられ、入力レジスタ５１の内容は１１，１，４，６，２，９，８，５，７となる。これらはがソートされた後、結果的に出力レジスタの内容は１，２，４，５，６，７，８，９，１１となる。フィルタ５４による平均値の出力はこの場合６である。３つの基本的なサイレン検出器のタイプは、ほとんどのサイレンを検出するために使用される。これらの手法の主な目的は、誤検出を確率を低くすることと、最大約２〜３秒のかなり高速の検出及び分類時間と、種々のサイレンの特性に適応するための充分な柔軟性とを提供することである。一般的なコアサイレン検出器は図１０に示され、イェルプ、ウェイル、高−低、及び他のサイレンタイプを検出するための基本として提供される。これらのうちの最初のものは、最も一般的であり、イェルプサイレンに適するが、他のサイレンのタイプも検出され得る。それは単に周波数しきい値比較器６１を、イェルプサイレンに対して予期される最小周波数と最大周波数との中ほどの約９００〜１０００ヘルツである周波数しきい値ｆ_threshに設定する。周波数が増加して波形が２つの連続的なしきい値交差のためのしきい値と交わる時間の間の周期が６２により測定される。一般に、０．２７秒〜０．４０秒である妥当なイェルプサイレンのためのユーザが選択した範囲内にこの周期が減少し、サイレン信号の周波数は選択可能な最小周波数ｆ_minよりも大きく、選択可能な最大周波数ｆ_max'よりも小さい場合、カウンタが増分される。周波数比較器６３，６４は周波数を比較する目的のために使用される。次の周期がユーザの選択した領域内に測定される場合、カウンタは再度増分される。次の周期がユーザの選択した領域外に測定される場合、カウンタは減分される。カウンタの最小の値は０である。カウンタレベルが、一般に信頼性のある検出のための３又は４というユーザの選択したしきい値を超える場合、イェルプ検出器の出力はイェルプの検出に合致しているサイレンが検出されたことを示すためにイネーブルされる。周波数しきい値の交差に関連して、時間的に周波数が増加から減少へ変化の認識も本発明の文脈内で可能であることは明らかである。また、この手段は高−低サイレンのタイプにも使用される。なぜなら、このサイレンのタイプはその周期的な２つの周波数特性により特徴付けられているためである。周期測定の技術は図１２に示される。これらのうちの第２のものも高−低サイレンに適しているが、他のサイレンのタイプも検出され得る。それは単に、周波数相違しきい値を、高−低サイレンに対して予期されろ最小周波数と最大周波数との違いの中ほどの約１００〜１５０ヘルツに設定する。そして、周波数比較器６１は使用される、低の度合いと高の度合いとの間の周波数におけるステップがいくらかのしきい値ｆ_threshを超えたかを判断する。周波数が増加して波形が２つの連続的なしきい値交差のためのしきい値と交わる時間の間の周期が測定される。一般に、１．００秒〜１．３秒である妥当なイェルプサイレンのためのユーザが選択した範囲内にこの周期が減少し、サイレン信号の周波数は選択可能な最小周波数ｆ_minよりも大きく、選択可能な最大周波数ｆ_max'よりも小さい場合、カウンタが増分される。周波数比較器６３，６４は周波数を比較する目的のために使用される。次の周期がユーザの選択した領域内に測定される場合、カウンタは再度増分される。次の周期がユーザの選択した領域外に測定される場合、カウンタは減分される。一般に、カウンタの最小の値は０であり、最大の値は２０未満である。カウンタレベルが、一般に信頼性のある検出のための３又は４というユーザの選択したしきい値を超える場合、高−低検出器の出力は高−低の検出に合致しているサイレンが検出されたことを示すためにイネーブルされる。周波数しきい値の交差に関連して、時間的に周波数が増加から減少へ変化の認識も本発明の文脈内で可能であることは明らかである。周期測定の技術は図１３に示される。第３のサイレン検出器のタイプはウェイルサイレンのためのものである。このサイレンタイプは４．８〜７．２秒の間の非常に長い周期により特徴付けられている。それは、ウェイル検出器の出力がイネーブルされる前に、ウェイルの波形の３〜４サイクルが検出された場合、約１５又は２０秒〜２２から２９秒の検出時間が要求されることは容易に明らかである。これは所望の２〜３秒の検出時間を大幅に超えている。実際、サイレンを備えた車輌は、サイレンが検出される前に容易に交差点を通過することがある。この非常に望ましくない状況は、周波数の特性が曲線に対して非常に直線的な部分を有するおよそ三角波であるという事実を観測することにより軽減される。ウェイルサイレン検出器はこの事実を用い、サンプルされた周波数データに最小二乗法を実行するために、期間が約１秒である短期間のスライディングウインドウを使用する。線形方程式の形式：ｆ＝ｍｔ＋ｂは、前述したサイレン検出器には４０個ある１．０秒の連続的なデータサンプルに適合する。この方程式において、ｆは周波数、ｔは時間、ｍは線の傾き、即ち周波数の変化率、ｂはｔ＝０．０における周波数の切片である。また、計算されるものは、直線の線分とデータのサンプルとの間の適合の線形相関係数である。この場合にはＮが４０となるが、Ｎ個のサンプルデータに対する線形相関係数を計算する１つの方法は以下の方程式を用いることであり、ここでｆ_iは時間ｔ_iにおいて得られる周波数であり、Ｎは線形適合において使用されるサンプルの数である。ｒの値は相関が全くない０から完全に相関がある±１までの範囲にある。この場合、ｒの符号は傾きｍのそれと同様であるが、符号ではなく大きさｒのみが重要である。波形とその波形の任意の部分における周波数とに適合するこの最小二乗法は、ウェイルサイレンに対する３つの分類範疇を提供する。これらの範疇は（１）比較器６３，６４により決定されるような波形の周波数は、ユーザが特定した最小及び最大周波数を備えなければならず、（２）傾き検出器６５により決定されるような、時間を伴う周波数の変化率、即ち曲線の直線部分における傾きは２つのユーザが定義した範囲内、一般に±３００ヘルツ／秒〜±５００ヘルツ／秒の間に減少しなければならなず、（３）傾き検出器６５により決定されるような適合の良さ、即ち周波数の波形に対する区分的に線形な線分の相関係数であり、一般に０．９５と１．０との間にある良好な線形相関係数の大きさを備える。サイレンがこれらの範疇の全てに合致する場合、ウェイルサイレンのタイプとして確実に分類される。この技術を用いる一般の検出時間は２〜３秒の桁であり、イェルプサイレンの検出技術と同様に確実である。傾き計測技術は図１４に示される。図８に示されるウェイルサイレン音の傾きｍは図１５に示され、線形相関係数ｒは図１６に示される。この例において、サンプル率は４０ヘルツであり、線形適合のために４０個のサンプル点が使用された。この適合は４０ヘルツの割合において実行された。雑音検出器の一般的なタイプは、雑行作動の雑音検出器に基づく。この検出器は制限器−分別器の出力のベースバンドの関数である信号を提供する。”通信受信機：原理＆設計”、マクグローヒルブック社、１９８８年、において、ロード（Rhode）及びウルリッヒ（Ulrich）により詳細に述べられている。これらの雑音検出器の動作は、搬送波対雑音比が増加するに従って、ベースバンドの雑音エネルギ密度が増加するという事実に基づいている。この目的のために使用されるこの検出器は、図１に概略的に示されている。１．５キロヘルツ〜１．８キロヘルツであるバンドパスフィルタの出力は、絶対値ブロックにより”全波整流”される。そして、出力はバンド幅が約１０ヘルツである簡単なローパスフィルタによりフィルタされる。それから、このフィルタの出力は後続の処理の割合を減少して４０ヘルツの割合に減らされる。その後、雑音入力信号の信号対雑音比の関数である減少された出力は、ユーザが選択したしきい値と比較され、入力信号がしきい値以下である場合に、しきい値検出器の出力はイネーブルされる。この技術の当業者は、この発明において述べられたサイレン検出器が、理想的にはプログラム可能な演算装置又はデジタル信号処理装置中におけるインプリメンテーションに適していることを認識するであろう。これはアナログインプリメンテーションに対して多くの利点、たとえ温度が性能に及ぼす影響があるとしてもほとんどないこと、ハードウエアに対する改良よりも再プログラムによりサイレン検出器を新しいサイレン音への適応が容易、新しいサイレン音のためにサイレン検出器を遠隔的にプログラムする能力、サイレン検出器を遠隔的に制御する能力等を有する。この好ましいインプリメンテーションは図１７に示されている。入力変換器からの入力信号は、電気的過渡防止及び信号の調整を行うためのアナログ入力信号、増幅、及びフィルタリング部８０への入力である。信号処理装置８１はアナログからデジタルへの変換を実行するとともに、この発明において述べられた処理機能の全てを行う。状態表示装置は、サイレン検出器の性能、妥当なサイレン音の検出、活性化されるチャンネル番号等について、ユーザへのフィードバックを提供する。パラメータ入力選択器８４は局部的にサイレン検出パラメータの調整を許容するために備えられる。外部プログラミング及び制御入力ポート８５は、ソフトウエアの制御プログラムを更新するために、その場で、又は遠隔的にサイレン検出器を再プログラミングすること、即ちその場所で、又は遠隔的にサイレン検出パラメータを変更することを許容するために備えられる。前述した開示の見地において、この発明実践において発明の趣旨を逸脱しない範囲で、多数の改変及び改良が可能であることは当業者にとって明らかであろう。従って、発明の範囲は以下の請求の範囲により定義される内容に基づいて解釈されるべきである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８【提出日】１９９６年２月１５日【補正内容】しかしながら、交通信号制御装置と接続する検出回路を作動させるために特殊なライトが使用されなければならないとすれば、コスト的な利点は減少する。さらに、本発明者はこのようなシステムではアラームが誤作動する恐れもあると考える。なぜなら、本発明者の知りうるかぎりでは、非緊急車輌上のフラッシュライトの使用に関する規制はないためである。それゆえ、自家用車輌が緊急時に交通信号制御装置と接続される検出器を作動させる目的でフラッシュライトを装着することにより、このシステムを混乱させうる。より深刻な問題は、広告用のサイン、商業用のウィンドウディスプレイ、及び装飾用ライトが検出器を誤作動させうることかもしれない。この問題は、密集した市街地でもっとも顕著であるが、このような区域でこそ、この先取り交通信号機切り替えシステム(Proemptive Tr affic LIght Signalling System)は、高い信頼性をもって作動し、緊急車輌を可能な限りの最短時間で目的地へ到達させることに意味がある。本発明者の観点から、最良の解決策は、緊急車輌のサイレンから発生する音を検出できる回路を作製することである。このアプローチは、経費の面で明らかに優位である。というのは、緊急車輌は、慣習的にサイレンを備えているの（新たに特別な装置を装備する必要がない）。また、実用面における優位性として、このようなサイレンは、緊急事態において作動されることがあげられる（付加的な特別な目的の装置を手動で別途操作する必要がない）。さらなる利点は、非緊急車輌のサイレンの使用を禁止する規則が存在することである。従来技術は、サイレン音を検出するための多数の回路含む（例えば、欧州特許出願公開第３１８，６６８号及び米国特許第４，９５６，８６６号を参照されたい）。しかしながら、本発明者はこれらが緊急車輌サイレン以外の音源から発生する音により誤作動する恐れがあるという問題を考慮した。また、従来技術では、比較的長い周期をもつサイレン信号に対して検出の信頼性が低く、また検出に非常に長い時間を要する。本発明は、選択された周波数バンドの領域内でサイレン音を高い信頼性をもって検出し、緊急車輌以外の音源から発生する音に対する誤作動に、優れた防御性をもつ改良されたサイレン検出装置を提供する。また、高い周囲騒音レベルのなかでサイレン音を検出するのに優れた性能をもち、比較的長周期のサイレン信号を短時間で検出するサイレン検出装置を提供する。本発明は、以下の観察事実に基づく。すなわち、大多数のサイレン音は、非常に特徴的かつ周期的な波形を伴って周波数が変調される周波数変調（即ち、FM）された波形からなる特徴を有する。ラジオ受信機工学の一般的な技術を用いることにより、周波数変調波形を非常に正確に見積もるために伝統的なFM検出法を使うことが可能であろ。これにより、簡単なパターン認識をこの変調波形に適用し、発生した様々の波形パターンを正確に認識可能となる。加えて、このFM検出法の能力は、非常に高いノイズレベル中においてサイレンを検出するための本発明の性能を大幅に高める。低コスト、機能集積度の高さ、異なるアルゴリズム及びパラメータに対する再プログラムの容易さ、デジタル・シグナル・プロセッシング（DSP）技術は、このようなサイレン検出システムに役立つ。発明の概略本発明は、緊急車輌を優先的に交差点を通過できるようにすべく交通信号機の先取り制御信号を容易にイネーブルするために、選択された周波数バンドと既知の周期内において既知の割合で前進するサイレン音を検出するためのサイレン検出器を提供する。変換器はサイレン音を検出するとともに、電気的なサウンド信号を生成し、出力する。そして、サウンド信号は後続のアナログがらデジタルへの変換処理における偽信号を防ぐ反偽出力信号を生成するためにフィルタされる。その後、反偽出力信号は選択された周波数帯域の外側の信号を拒絶するために帯域通過フィルタ処理される。制限器−分別器は、周波数及び増幅スケールされた成分を有する出力信号を生成するために、フィルタ処理された反偽信号出力の増幅成分を一定の増幅スケールで増幅し、後に所望の周波数成分のみを残して増幅スケールされた成分を取り除く。クリックフィルタは、フィルタ処理された分別器の出力信号を生成するために、制限器−分別器により周波数成分出力からインパルス雑音成分を取り除く。帯域通過フィルタ処理された信号に反応する音響レベル検出器は、入力変換器において選択された周波数帯域内の音響レベルが選択された音響強度レベルを超えたことを示す音響レベル信号を生成する。雑音検出器は、入力変換器において選択された周波数帯域内の信号対雑音レベルが選択された信号対雑音レベルを超えたかどうかを示すために備えられる。制限器−分別器による周波数成分出力に反応する検出器は、サイレン音の周期を測定するとともに、その周期が選択可能な範囲内であるかどうかを示す。別の検出器は、サイレン音の周波数を測定するとともに、その測定された周波数が選択可能な範囲内にあるかどうかを示すことにより、制限−分別器による周波数成分出力に反応する。また、サイレン音の周波数の変化率を測定するためであり、かつ測定された周波数の変化率が選択可能な範囲内にあるかどうかを示すための手段が備えられてもよい。また、サイレン音の前進割合と直線との間の相関の測定を提供する相関係数を決定するとともに、相関係数が選択可能な値を超えたかどうかを示すための手段が備えられてもよい。先取り制御手段は、サイレン音が選択可能なしきい値よりも高いレベルに上がった時に交通信号機を先取り制御し、選択可能なしきい値未満に下がった時に先取り出力信号を停止するように先取り出力信号を生成する。先取り出力信号は、選択された時間の範囲内で作動可能な状態に保持される。本発明は、コンピュータプログラムに基づいて動作するプログラム可能な信号処理装置として具体化されてもよい。プログラム可能な信号処理装置は、遠隔に設置され得る外部のソースからロードされるようなコンピュータプログラム、又はユーザが選択可能なオペレーティングパラメータを備える通信ポートを有してもよい。図面の簡単な説明図１は、本発明に基づくサイレン検出器の基本動作を示すブロック図である。図２ａ，２ｂは、それぞれ交差点における４チャンネルサイレン検出器の基本的な配置と複数のサイレン検出器の配置を示す図である。図３は、本発明のサイレン検出器の制限器−弁別器をブロック図である。図４ａ，４ｂ，４ｃは、本発明の好ましい実施形態に基づき処理した際に検出される多数の一般的なサイレン音のタイプのうち、三つの理想的な特性信号を図示したものである。図５，６，７は、本発明の好ましい実施形態に基づき処理した際に検出される多数の一般的なサイレン音のタイプのうち３つの典型的な実際の特性を図示したものである。この技術の当業者は、この発明において述べられたサイレン検出器が、理想的にはプログラム可能な演算装置又はデジタル信号処理装置中におけるインプリメンテーションに適していることを認識するであろう。これはアナログインプリメンテーションに対して多くの利点、たとえ温度が性能に及ぼす影響があるとしてもほとんどないこと、ハードウエアに対する改良よりも再プログラムによりサイレン検出器を新しいサイレン音への適応が容易、新しいサイレン音のためにサイレン検出器を遠隔的にプログラムする能力、サイレン検出器を遠隔的に制御する能力等を有する。この好ましいインプリメンテーションは図１７に示されている。入力変換器からの入力信号は、電気的過渡防止及び信号の調整を行うためのアナログ入力信号、増幅、及びフィルタリング部８０への入力である。信号処理装置８１はアナログからデジタルへの変換を実行するとともに、この発明において述べられた処理機能の全てを行う。状態表示装置は、サイレン検出器の性能、妥当なサイレン音の検出、活性化されるチャンネル番号等について、ユーザへのフィードバックを提供する。パラメータ入力選択器８４は局部的にサイレン検出パラメータの調整を許容するために備えられる。外部プログラミング及び制御入力ポート８５は、ソフトウエアの制御プログラムを更新するために、その場で、又は遠隔的にサイレン検出器を再プログラミングすること、即ちその場所で、又は遠隔的にサイレン検出パラメータを変更することを許容するために備えられる。前述した開示の見地において、この発明実践において発明の趣旨を逸脱しない範囲で、多数の改変及び改良が可能であることは当業者にとって明らかであろう。従って、発明の範囲は以下の請求の範囲により定義される内容に基づいて解釈されるべきである。請求の範囲１．信号の先取り制御を容易にするとともに、優先的に緊急車輌が交差点を通過可能とするために、選択された周波数帯域内において既知の割合で前進するサイレン音を検出するためのサイレン検出器であって、前記音を検出するためであり、かつそれら表す電気的出力信号を生成するための変換器手段（１）と、後続のアナログからデジタルへの変換処理において、偽信号を防ぐべく、反偽出力信号を生成するための前記音声をフィルタリングするための第１のフィルタ手段（３）と、前記選択された周波数帯域の外側にある信号を拒絶すべく前記反偽出力信号をフィルタリングすることにより帯域制限された信号を生成するための第２のフィルタ手段（５）と、前記帯域制限された信号を複素平面上に写像するためであり、かつ前記帯域制限された信号の位相部の微分に比例する数量を演算するためであり、かつ前記帯域制限された信号の周波数の表示を生成するために演算された数量を正規化するための制限器−分別器により特徴付けられる前記検出器とを備えたサイレン検出器。２．請求項１に記載のサイレン検出器において、フィルタリングされた制限器− 分別器の出力信号を生成するために、周波数成分からインパルス雑音成分を取り除くために前記周波数成分に応答するクリックフィルタ（８）を更に備えたサイレン検出器。３．請求項１に記載のサイレン検出器において、前記変換器手段において前記選択された周波数帯域内の音響レベルが選択された音響強度レベルを超えたことを示す音響レベル信号を生成するために、前記帯域制限された信号に応答する音響レベル検出手段を更に備えたサイレン検出器。４．請求項１に記載のサイレン検出器において、前記変換器手段において前記選択された周波数内の信号対雑音レベルが選択された信号対雑音レベルを超えたことを示すために、前記周波数成分に応答する雑音検出手段（１３）を更に備えたサイレン検出器。５．請求項１に記載のサイレン検出器において、前記サイレン音の周期を測定するためであり、かつ前記周期が選択可能な範囲内にあることの表示を提供するために、記周波数成分に応答する手段（６２）を更に備えたサイレン検出器。６．請求項２に記載のサイレン検出器において、前記サイレン音の周期を測定するためであり、かつ前記測定された周期が選択可能な範囲内にあることの表示を提供するために、記周波数成分に応答する手段（６２）を更に備えたサイレン検出器。７．請求項５に記載のサイレン検出器において、前記サイレン音の周波数を測定するためであり、かつ前記測定された周波数が選択可能な範囲内にあることの表示を提供するために、記周波数成分に応答する手段（６３，６４）を更に備えたサイレン検出器。８．請求項６に記載のサイレン検出器において、前記サイレン音の周波数を測定するためであり、かつ前記測定された周波数が選択可能な範囲内にあることの表示を提供するために、記周波数成分に応答する手段（６３，６４）を更に備えたサイレン検出器。９．請求項１に記載のサイレン検出器において、前記サイレン音の周波数の変化率を測定するためであり、かつ前記測定された周波数の変化率が選択可能な範囲内にあることの表示を提供するために、記周波数成分に応答する手段（６５）を更に備えたサイレン検出器。１０．請求項２に記載のサイレン検出器において、前記サイレン音の周波数の変化率を測定するためであり、かつ前記測定された周波数の変化率が選択可能な範囲内にあることの表示を提供するために、記周波数成分に応答する手段（６５）を更に備えたサイレン検出器。１１．請求項１に記載のサイレン検出器において、前記サイレン音の前進割合と直線との間の相関の測定を提供する相関係数を決定するためであり、かつ前記相関係数が選択可能な値を超えたことの表示を提供するための手段（６５）を更に備えたサイレン検出器。１２．請求項２に記載のサイレン検出器において、前記サイレン音の前進割合と直線との間の相関の測定を提供する相関係数を決定するためであり、かつ前記相関係数が選択可能な値を超えたことの表示を提供するための手段（６５）を更に備えたサイレン検出器。１３．請求項２３に記載のサイレン検出器において、前記サイレン検出器は先取り制御手段（１５）を更に備え、前記先取り制御手段は、前記先取り制御手段は信号制御システムを活性化する間に、前記雑音検出器、音響レベル検出器、及びサイレン検出器の信号に対応して、前記交通信号機を先取り制御するための先取り出力信号を生成するサイレン検出器。１４．請求項７に記載のサイレン検出器において、前記サイレン検出器は、サイレン音が選択されたしきい値以上にレベルが増加する時に入力として先取り出力信号を信号制御装置へ生成するとともに、サイレン音が選択されたしきい値以下にレベルが減少する時に先取り出力信号を不活性化するための手段（１５）を更に備えるサイレン検出器。１５．請求項８に記載のサイレン検出器において、前記サイレン検出器は、サイレン音が選択可能なしきい値以上にレベルが増加する時に先取り出力信号を入力として信号制御装置へ生成するとともに、サイレン音が選択されたしきい値以下にレベルが減少する時に先取り出力信号を不活性化し、選択可能な時間の周期の間、イネーブルされた状態において先取り出力信号を保持するための手段（１５）を更に備えるサイレン検出器。１６．請求項１に記載のサイレン検出器において、前記サイレン検出器はコンピュータプログラムに基づき動作するプログラム可能な信号処理装置（８１）内にインプリメントされ、通信ポート（８５）を有するプログラム可能な信号処理装置は、前記コンピュータプログラムを外部のプログラミングソースから外部的にロード可能とするサイレン検出装置。１７．請求項１６に記載のサイレン検出器において、前記外部のプログラミングソースは遠隔的に配置されるサイレン検出器。１８．信号の先取り制御を容易にするとともに、優先的に緊急車輌が交差点を通過可能とするために、使用者が選択可能なパラメータに従って、選択された周波数帯域内において既知の割合で前進するサイレン音を検出するためのサイレン検出器であって、（ａ）前記音を検出し、かつこの音を表す電気的サウンド信号を生成して出力するための変換器手段（１）と、（ｂ）後続のアナログからデジタルへの変換処理において、偽信号を防ぐべく前記サウンド信号をフィルタリングすることにより、反偽信号を生成するための第１のフィルタ手段（３）と、（ｃ）選択された周波数帯域の外側にある信号を拒絶すべく前記信号をフィルタリングすることにより、帯域制限された信号を生成するための第２のフィルタ手段（５）と、（ｄ）前記信号を処理するとともに、前記サウンド信号の異なる周波数を示す多数の信号レベルを有する信号を提供すべく前記帯域制限された信号を処理するための制限器−分別器（６）とを備えたサイレン検出器。１９．請求項１８に記載のサイレン検出器において、前記サイレン検出器はコンピュータプログラムに基づき動作するプログラム可能な信号処理装置（８１）内にインプリメントされ、通信ポート（８５）を有するプログラム可能な信号処理装置は、ユーザが選択可能なパラメータを外部のプログラミングソースから外部的にロード可能とするサイレン検出装置。２０．請求項１９に記載のサイレン検出器において、前記外部のプログラムソースは遠隔的に配置されているサイレン検出器。２１．請求項２に記載のサイレン検出器において、前記クリックフィルタ（８）はメディアンフィルタであるサイレン検出器。２２．請求項３に記載のサイレン検出器において、前記入力変換器において選択された周波数帯域内での信号対雑音比が選択された信号対雑音比を越えたことを示す雑音検出信号を生成すべく周波数成分に応答する雑音検出手段（１３）を有するサイレン検出器。２３．請求項２２に記載のサイレン検出器において、前記周波数成分に応答して、サイレン音の継続時間を計測し、その計測された時間が選択可能な範囲内にあることを表示する手段（６２）を有するサイレン検出器。２４．請求項２３に記載のサイレン検出器において、雑音検出信号、音量検出信号及びサイレン検出信号に応答して交通信号を示す電気信号の先取り制御を行うべく、先取り信号を生成して出力する先取り制御手段（１５）を有するサイレン検出器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者カベナウ、パトリシアカナダ国Ｖ５Ｊ２Ｐ９ブリティッシュコロンビア州バーナビィーポートランドストリート 5166 【要約の続き】通行／停止を制御させるとともに、適切なサイレンを備えた車輌へ先取り交通制御信号を提供する。

Claims

【特許請求の範囲】１．信号の先取り制御を容易にするとともに、優先的に緊急車輌が交差点を通過可能とするために、選択された周波数帯域内において既知の割合で前進するサイレン音を検出するためのサイレン検出器であって、（ａ）前記音を検出するためであり、かつそれら表す電気的出力信号を生成するための変換器手段と、（ｂ）後続のアナログからデジタルへの変換処理において、偽信号を防ぐべく前記信号をフィルタリングするための第１のフィルタ手段と、（ｃ）選択された周波数帯域の外側にある信号を拒絶すべく前記信号をフィルタリングするための第２のフィルタ手段と、（ｄ）前記信号を処理するとともに、前記信号の周波数の関数である出力信号を提供するための制限器−分別器とを備えたサイレン検出器。２．請求項１に記載のサイレン検出器において、前記サイレン検出器は、雑音に対して低い信号状態が生じる制限器−分別器の出力において発生するインパルス雑音を取り除くためのクリックフィルタを更に備えたサイレン検出器。３．請求項１に記載のサイレン検出器において、前記サイレン検出器は、入力変換器手段における音響レベルが選択された音響強度レベルを超えたことを示すための音響レベル検出手段を更に備えたサイレン検出器。４．請求項１に記載のサイレン検出器において、前記サイレン検出器は、入力変換器手段における音響の信号対雑音比レベルが選択された信号対雑音比レベルを超えたことを示す雑音検出手段を更に備えたサイレン検出器。５．請求項１に記載のサイレン検出器において、前記サイレン検出器は、サイレン信号の周期を測定するために、かつ前記周期が選択可能な範囲内にあるという表示を提供するためにサイレン検出手段を更に備えたサイレン検出器。６．請求項２に記載のサイレン検出器において、前記サイレン検出器は、サイレン信号の周期を測定するために、かつ前記周期が選択可能な範囲内にあるという表示を提供するためにサイレン検出手段を更に備えたサイレン検出器。７．請求項５に記載のサイレン検出器において、前記サイレン検出器は、サイレン信号の周波数を測定するために、かつ前記サイレン音の周波数が選択可能な範囲内にあるという表示を提供するためにサイレン検出手段を更に備えたサイレン検出器。８．請求項６に記載のサイレン検出器において、前記サイレン検出器は、サイレン音の周波数を測定するために、かつ前記サイレン音の周波数が選択可能な範囲内にあるという表示を提供するためにサイレン検出手段を更に備えたサイレン検出器。９．請求項１に記載のサイレン検出器において、前記サイレン検出器は、サイレン音の周波数の変化率を測定するために、かつ前記サイレン音の周波数変化率が選択可能な範囲内にあるという表示を提供するためにサイレン検出手段を更に備えたサイレン検出器。１０．請求項２に記載のサイレン検出器において、前記サイレン検出器は、サイレン音の周波数の変化率を測定するために、かつ前記サイレン音の周波数変化率が選択可能な範囲内にあるという表示を提供するためにサイレン検出手段を更に備えたサイレン検出器。１１．請求項１に記載のサイレン検出器において、前記サイレン検出器は、サイレン音の前進率と直線との間の相関を測定するとともに、相関係数が選択可能な値を超えたことの表示を提供するための手段を更に備えたサイレン検出器。１２．請求項２に記載のサイレン検出器において、前記サイレン検出器は、サイレン音の前進率と直線との間の相関を測定するとともに、相関係数が選択可能な値を超えたことの表示を提供するための手段を更に備えたサイレン検出器。１３．請求項１に記載のサイレン検出器において、前記サイレン検出器は先取り検出手段を更に備え、先取り検出手段は前記先取り制御手段は信号制御システムを活性化する間に、前記雑音検出器、音響レベル検出器、及びサイレン検出器の信号に対応して先取り出力信号を生成するサイレン検出器。１４．請求項７に記載のサイレン検出器において、前記サイレン検出器は、サイレン音が選択されたしきい値以上にレベルが増加する時に先取り出力信号を信号制御装置へ生成するとともに、サイレン音が選択されたしきい値以下にレベルが減少する時に先取り出力信号を不活性化するための手段を更に備えるサイレン検出器。１５．請求項８に記載のサイレン検出器において、前記サイレン検出器は、サイレン音が選択可能なしきい値以上にレベルが増加する時に先取り出力信号を信号制御装置へ生成するとともに、サイレン音が選択されたしきい値以下にレベルが減少する時に先取り出力信号を不活性化し、選択可能な時間の周期の間、イネーブルされた状態において先取り出力信号を保持するための手段を更に備えるサイレン検出器。１６．請求項１に記載のサイレン検出器において、前記サイレン検出器はプログラム可能な信号処理装置内にインプリメントされ、コンピュータプログラムが通信ポートを介して外部又は遠隔プログラミングソースへ外部に遠隔的にロードされるサイレン検出器。１７．請求項１に記載のサイレン検出器において、前記サイレン検出器はプログラム可能な信号処理装置内にインプリメントされ、ユーザが選択可能なパラメータが通信ポートを介して外部の又は遠隔のプログラミングソースへ外部に遠隔的にロードされるサイレン検出器。