JPS61170682A - Sound source searcher - Google Patents

Sound source searcher

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JPS61170682A
JPS61170682A JP1095685A JP1095685A JPS61170682A JP S61170682 A JPS61170682 A JP S61170682A JP 1095685 A JP1095685 A JP 1095685A JP 1095685 A JP1095685 A JP 1095685A JP S61170682 A JPS61170682 A JP S61170682A
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sound source
sound
sound wave
detection signal
signal
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JP1095685A
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Hidehiko Yamaguchi
英彦 山口
Kazuji Kanekawa
金川 一次
Daisuke Tategawa
建川 大輔
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Tomy Kogyo Co Ltd
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Tomy Kogyo Co Ltd
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    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/80Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • G01S3/801Details

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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PURPOSE:To instruct quickly the direction of a sound source or approach the sound source by moving a sound source searcher toward the sound source without changing the direction to the right or left when the sound source is relatively remote and changing the direction when the sound source is nearby. CONSTITUTION:Only the signal corresponding to the acoustic wave signal which is faster in time is outputted when the time difference between the acoustic wave signals from a sound source X outputted from respective acoustic wave signal receiving means 1a, 1b is of the specified value or above. The signal corresponding to both acoustic wave signals is outputted when the time difference is smaller than the specified vale. Driving wheels 2a, 2b are driven by such output so that the searcher moves toward the sound source without shifting to the right or left when the sound source is relatively remote and the direction thereof is changed when the sound source is nearby. The quick instruction of the direction of the sound source and the approach to the sound source are thus made possible.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、可聴音あるいは超音波を発生する音源から出
た音波を受信し、その音源の方向を探索する音源探索装
置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a sound source search device that receives sound waves emitted from a sound source that generates audible sounds or ultrasonic waves and searches for the direction of the sound source.

[従来の技術] 特定の音に応じて発進、停止等の動作を行う自動車玩具
等の走行体には、比較的簡単な音波検出装置が用いられ
ているが、これら従来の装置は、発音源の位置や方向と
無関係に音波で走行体の走行、停止等を制御するにすぎ
ないものであった・ そこで、このような従来の音波検出機能に加えて、音波
がどの方向から来たか、すなわち音源がどの方向にある
かを簡潔な回路構成により検出し、例えば音源の方に走
行体を移動させることができる音源探索装置が提案され
、本出願人により特許出願されている(特願昭58−1
17088号)、この装置の原理は次のようなものであ
る。
[Prior Art] Relatively simple sound wave detection devices are used in running objects such as toy cars that start, stop, etc. in response to specific sounds. The conventional sound wave detection function was to simply control the running, stopping, etc. of the vehicle using sound waves, regardless of the position or direction of the sound wave.In addition to this conventional sound wave detection function, it is necessary to detect from which direction the sound wave is coming from. A sound source search device has been proposed that can detect in which direction the sound source is located using a simple circuit configuration, and can move a running object toward the sound source, for example, and a patent application has been filed by the present applicant (Japanese Patent Application No. -1
17088), the principle of this device is as follows.

第1図に示すように、音源Xから出た音波を受信して電
気信号に変換するマイクロホンのような音波受信手段1
a、lbを左右に所定の間隔dを置いて配置する。今、
音源Xから各音波受信手段1a、lbまでの距離を夫々
x a、 x bとし、音源Xは音波受信手段1aの方
に近い(xa <xb )とすると、音波はその音波受
信手段1aの方に先に到達し、その後もう一つの音波受
信手段1bに到達する。
As shown in FIG. 1, a sound wave receiving means 1 such as a microphone receives sound waves emitted from a sound source X and converts them into electrical signals.
A and lb are arranged with a predetermined distance d left and right. now,
If the distances from the sound source X to the sound wave receiving means 1a and lb are respectively x a and x b, and the sound source first, and then the other sound wave receiving means 1b.

この場合の到達時間差は、音波の速度を340Il/S
 とすると、 Δt = (xb −xa ) /340 [sec]
である0例えば、2つの音波受信手段1a、15間の距
離d=5cm、音源Xから2つの音波受信手段を結ぶ直
線までの距離文=2m、2つの音波受信手段の中央から
音源Xまでの偏り角度θ=300とすると、xb −x
a =約25mmであるから、音波受信手段への音波の
到達時間差は、Δt=約73.5鉢3ecとなる。
The arrival time difference in this case is the speed of the sound wave, which is 340Il/S
Then, Δt = (xb - xa) /340 [sec]
For example, the distance d between the two sound wave receivers 1a and 15 is 5 cm, the distance from the sound source X to the straight line connecting the two sound wave receivers is 2 m, and the distance from the center of the two sound wave receivers to the sound source When the deviation angle θ=300, xb −x
Since a = approximately 25 mm, the difference in arrival time of the sound waves to the sound wave receiving means is Δt = approximately 73.5 3 ec.

すなわち、音源Xに近い方の音波受信手段laがΔtだ
け早く信号を出力するので、この出力を利用すれば、音
源の方向を指示したりその方向に走行体を移動させたり
することができる。
That is, since the sound wave receiving means la closer to the sound source X outputs a signal earlier by Δt, by using this output, it is possible to indicate the direction of the sound source or move the traveling object in that direction.

特に後者の場合には、図示のように音波受信手段を搭載
した走行体3の左右の駆動輪2a、2bのうち音源Xと
反対側の駆動輪2bを一定時間駆動することにより、走
行体3は音源の方に一定角度向きを変える。従って、走
行体3は音波を受信する毎に向きを変えて1次第に音源
に近づいていく。
Particularly in the latter case, by driving the drive wheel 2b on the side opposite to the sound source X for a certain period of time among the left and right drive wheels 2a and 2b of the traveling body 3 equipped with a sound wave receiving means as shown in the figure, the traveling body 3 changes direction by a certain angle toward the sound source. Therefore, each time the traveling body 3 receives a sound wave, it changes its direction and gradually approaches the sound source.

[発明が解決しようとする問題点1 以上のような音源探索装置によれば、音源Xが音波受信
手段1a、lbかも全く等距離にあル場合(xa = 
xb )には、走行体は音源に向かって直進するが、実
際には全く等距離というのは瞬間的にしか生じない、ま
た、等距離になったとしても、走行体は振動等のため等
距離の位置からずれてしまい、直進することは殆どない
、その結果、走行体はその先端部を常に左右に振りなが
ら移動することになる。これは玩具としては面白い場合
もあるが、音源方向への移動速度が遅いため、接近動作
を早くスムーズに行わせる装置としては十分でなかった
[Problem to be solved by the invention 1 According to the sound source search device as described above, when the sound source X and the sound wave receiving means 1a and lb are completely equidistant (xa =
In xb), the traveling object moves straight towards the sound source, but in reality, the exact distance between them only occurs instantaneously, and even if they become equal distances, the traveling object moves straight toward the sound source due to vibrations, etc. It deviates from the distance position and almost never moves straight. As a result, the traveling body always moves with its tip end swinging from side to side. Although this may be interesting as a toy, it is not sufficient as a device to quickly and smoothly move towards the sound source because the speed of movement towards the sound source is slow.

本発明は以上に鑑みてなされたもので、その目的は、音
源が比較的遠方にあるときには左右に向きを変えずに音
源の方に移動し、音源に近いときに向きを変えることに
より、迅速に音源の方向を指示したり音源に接近したり
することができる音源探索装置を提供することである。
The present invention has been made in view of the above, and its purpose is to move toward the sound source without changing direction to the left or right when the sound source is relatively far away, and quickly change direction when the sound source is close to the sound source. To provide a sound source search device capable of instructing the direction of a sound source and approaching the sound source.

[問題点を解決するための手段] 本発明は、音波を電気信号に変換する音波受信手段を所
定の間隔を置いて配置し、音波がどちらの音波受信手段
に先に到達したかにより音源の方向を検出する音源探索
装置において、各音波受信手段から出力される音波信号
の時間差が一定値以上のときは時間的に早い方の音波信
号に対応する信号のみを出力し、該時間差が一定値より
小さいときは両方の音波信号に対応する信号を出力する
ようにしたものである。
[Means for solving the problem] The present invention arranges sound wave receiving means for converting sound waves into electrical signals at predetermined intervals, and detects the sound source depending on which sound wave receiving means the sound wave reaches first. In a sound source search device that detects direction, when the time difference between the sound wave signals output from each sound wave receiving means is equal to or greater than a certain value, only the signal corresponding to the earlier sound wave signal is outputted, and the time difference is set to a certain value. When it is smaller, signals corresponding to both sound wave signals are output.

また、本発明の実施態様によれば、音源方向検出信号を
発生する手段として、各音波受信手段の出力によりトリ
ガされる一対の矩形波信号発生手段と、各音波受信手段
と矩形波信号発生手段との間に介在し、互いに他方の矩
形波信号発生手段からの矩形波信号により出力を禁止さ
れる一対のゲート手段と、該矩形波信号を所定時間遅延
させて該ゲート手段に入力する遅延手段とが設けられる
。また、これらの機能をマイクロコンピュータによって
実現することも可能である。
According to an embodiment of the present invention, the means for generating the sound source direction detection signal includes a pair of rectangular wave signal generating means triggered by the output of each sound wave receiving means, and each sound wave receiving means and the rectangular wave signal generating means. a pair of gate means interposed between the two, whose output is inhibited by a rectangular wave signal from the other rectangular wave signal generating means; and a delay means for delaying the rectangular wave signal by a predetermined time and inputting the delayed signal to the gate means. and is provided. It is also possible to implement these functions using a microcomputer.

[実施例] 以下、添付図面を参照して本発明の実施例について説明
する。
[Embodiments] Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

第2図は、音源の方向に移動する走行体に適用する本発
明装置のブロック図である。この音源探索装置は、音波
受信手段として左右に配置された一対の超音波マイクロ
ホンlla、11bを具備している。各マイクロホンl
la、1ibから出力される音波信号は、夫々増幅器1
2a、12bによって増幅される。
FIG. 2 is a block diagram of the device of the present invention applied to a traveling object moving in the direction of a sound source. This sound source search device is equipped with a pair of ultrasonic microphones lla and 11b arranged on the left and right as sound wave receiving means. Each microphone
The sound wave signals output from la and 1ib are sent to amplifier 1, respectively.
2a and 12b.

各増幅器12a、12bの出力部は、夫々ゲート回路1
3a、13bを介して、ワンショット波形整形回路14
a、14bに接続されている。この一対のワンショット
波形整形回路14a、14bは、入力信号の立上りによ
り一定の時間幅の矩形波を出力する公知のマルチバイブ
レータで構成される。各ワンショット波形整形回路14
a、14bの出力は、夫々音源の方向に対応する検出信
号であり、モータ駆動回路15a、15bに供給されて
左右駆動輪のモータ16a、16bを一定時間駆動する
と共に、遅延回路17a、17bにより所定時間遅延さ
れて互いに他方のゲート回路13b、13aにゲート信
号として入力される。
The output section of each amplifier 12a, 12b is connected to a gate circuit 1, respectively.
3a and 13b, the one-shot waveform shaping circuit 14
a, 14b. The pair of one-shot waveform shaping circuits 14a and 14b are constituted by a known multivibrator that outputs a rectangular wave with a fixed time width in response to the rising edge of an input signal. Each one-shot waveform shaping circuit 14
The outputs of a and 14b are detection signals corresponding to the direction of the sound source, respectively, and are supplied to motor drive circuits 15a and 15b to drive the left and right drive wheel motors 16a and 16b for a certain period of time, and are also output by delay circuits 17a and 17b. The signals are delayed by a predetermined time and are input to the other gate circuits 13b and 13a as gate signals.

各ゲート回路13a、13bは、各ワンショット波形整
形回路14a、14bから夫々遅延回路17b、17a
を介してゲート信号が送られている間はゲートを閉じる
、すなわち各増幅器12a、12bの出力を御名ワンシ
ョット波形整形回路14a、14bに送るのを阻止する
ように構成されている。
Each gate circuit 13a, 13b is connected to a delay circuit 17b, 17a from each one-shot waveform shaping circuit 14a, 14b, respectively.
The gates are closed while the gate signals are being sent through the amplifiers 12a and 12b, that is, the outputs of the amplifiers 12a and 12b are prevented from being sent to the one-shot waveform shaping circuits 14a and 14b.

一対のモータ16a、16bは、例えば自動車玩具のよ
うな走行体の左右の駆動輪を回転させるためのも−ので
、右側のマイクロホンllaに接続したモータ駆動回路
15aによって駆動されるモータ16aは左側の車輪を
回転させ。
The pair of motors 16a and 16b are used to rotate the left and right drive wheels of a running object such as a toy car, so the motor 16a, which is driven by the motor drive circuit 15a connected to the microphone lla on the right side, is driven by the motor 16a on the left side. Rotate the wheel.

11のマイクロホンllbに接続したモータ駆動回路1
5bによって駆動されるモータ16bは右側の車輪を回
転させる。各モータと駆動輪との間には適宜の減速歯車
およびクラッチが介在し、一方の駆動輪のみが駆動され
るとき他方の駆動輪はこれに追従して回転することによ
り、走行体が左または右に方向変換できるように構成さ
れる。
Motor drive circuit 1 connected to microphone llb of 11
Motor 16b driven by motor 5b rotates the right wheel. Appropriate reduction gears and clutches are interposed between each motor and the drive wheels, so that when only one drive wheel is driven, the other drive wheel follows and rotates, so that the running body moves to the left or It is configured to be able to turn to the right.

次に、第2図の音源探索装置における各部の信号変化と
動作について説明する。
Next, signal changes and operations of each part in the sound source search device shown in FIG. 2 will be explained.

まず、音源は所定の時間間隔で超音波パルスを間欠的に
発生する超音波送信機から成り、その位置は、第3図に
示すように、音#Xから各マイクロホンlla、llb
までの距# x a 。
First, the sound source consists of an ultrasonic transmitter that intermittently generates ultrasonic pulses at predetermined time intervals, and its position is as shown in FIG.
Distance to #xa.

xbの差が一定値により小さい、すなわち1xa−xb
l<Kの範囲(図の斜線部分)にあるものとする。なお
、Kの値は2つのマイクロホンlla、llbの間の距
離dより小さくCo<K<d)、図の斜線部分は2つの
双曲線xb −Xa =におよびxa −xb =にで
囲まれた部分である。
The difference in xb is smaller than a certain value, i.e. 1xa-xb
It is assumed that l<K (the shaded area in the figure). Note that the value of K is smaller than the distance d between the two microphones lla and llb (Co<K<d), and the shaded area in the figure is the area surrounded by the two hyperbolas xb - Xa = and xa - xb =. It is.

この場合において、音源又は右側のマイクロホンlla
の方に近いものとすると、音源Xから出た超音波パルス
はマイクロホンllaに先に到達し、その後左側のマイ
クロホンllbに到達する。従って、第4図(A)およ
び(B)に示すように、右側のマイクロホンllaが左
側のマイクロホンllbより時間差Δtだけ先に出力す
る。これにより、第4図(C)に示すようにワンショッ
ト波形整形回路14aが時間幅Tの矩形波信号を出力す
る。従って、第4図(F)に示すようにモータ駆動回路
15aが左側車輪のモータ16aを一定時間駆動する。
In this case, the sound source or the right microphone
, the ultrasonic pulse emitted from the sound source X reaches the microphone lla first, and then reaches the left microphone llb. Therefore, as shown in FIGS. 4A and 4B, the microphone lla on the right side outputs the signal earlier than the microphone llb on the left side by a time difference Δt. As a result, the one-shot waveform shaping circuit 14a outputs a rectangular wave signal with a time width T, as shown in FIG. 4(C). Therefore, as shown in FIG. 4(F), the motor drive circuit 15a drives the left wheel motor 16a for a certain period of time.

この時、ワンショット波形整形回路14aからの矩形波
信号は、第4図(D)に示すように遅延回路17aによ
り時間Tdだけ遅延してゲート回路13bに入力される
At this time, the rectangular wave signal from the one-shot waveform shaping circuit 14a is delayed by a time Td by the delay circuit 17a and input to the gate circuit 13b, as shown in FIG. 4(D).

ここで、遅延時間Tdは、前述の一定値にと超音波の速
度Vから Td=に/v で求められる値である。第3図の場合、xb −xa 
<K で、左右のマイクロホンからの出力時間差はΔt = 
(xb −xa ) /v であるから、ΔtとTdの関係は Δt<Td である。
Here, the delay time Td is a value obtained from the above-mentioned constant value and the ultrasonic velocity V as Td=/v. In the case of Figure 3, xb −xa
<K, and the output time difference from the left and right microphones is Δt =
(xb −xa ) /v, so the relationship between Δt and Td is Δt<Td.

従って、右側のマイクロホンllaより時間差Δtだけ
遅れて左側のマイクロホンllbが出力した時、ワンシ
ョット波形整形回路14aからの矩形波信号はゲート回
路13bに入力されず、ゲート回路13bは閉じていな
いから、第4図(E)に示すようにワンショット波形整
形回路14bが矩形波信号を出力する。これにより、第
4図(G)に示すようにモータ駆動回路15bが右側車
輪のモータ16bを一定時間駆動する。
Therefore, when the left microphone llb outputs a signal delayed by the time difference Δt from the right microphone lla, the rectangular wave signal from the one-shot waveform shaping circuit 14a is not input to the gate circuit 13b, and the gate circuit 13b is not closed. As shown in FIG. 4(E), the one-shot waveform shaping circuit 14b outputs a rectangular wave signal. As a result, the motor drive circuit 15b drives the right wheel motor 16b for a certain period of time as shown in FIG. 4(G).

かくして、第3図の位置にある音源Xから超音波が発せ
られたときは、左右の車輪が駆動されるので、走行体3
は直進して音源Xに対し速く接近することができる。
In this way, when an ultrasonic wave is emitted from the sound source X located at the position shown in FIG.
can move straight and approach sound source X quickly.

次に、走行体3が近づくにつれて音源Xは第3図の斜線
部分から外れる。この場合の動作は次の通りである。
Next, as the traveling body 3 approaches, the sound source X moves away from the shaded area in FIG. The operation in this case is as follows.

この場合も、音源Xは右側のマイクロホン11aの方に
近いものとすると、音源Xから出た超音波パルスはマイ
クロホンllaに先に到達するので、ワンショット波形
整形回路14aが時間幅Tの矩形波信号を出力し、モー
タ駆動回路15aが左側車輪のモータ16aを一定時間
駆動する。この時、ワンショット波形整形回路14aか
らの矩形波信号が遅延回路17aにより時間Tdだけ遅
延してゲート回路13bに入力されるのは、第3図の場
合と同様である。
In this case as well, assuming that the sound source X is closer to the microphone 11a on the right side, the ultrasonic pulse emitted from the sound source A signal is output, and the motor drive circuit 15a drives the left wheel motor 16a for a certain period of time. At this time, the rectangular wave signal from the one-shot waveform shaping circuit 14a is delayed by the time Td by the delay circuit 17a and input to the gate circuit 13b, as in the case of FIG. 3.

しかしながら、この場合には、 xb −xa >K であるから、ΔtとTdの関係は Δt>Td である。However, in this case, xb-xa>K Therefore, the relationship between Δt and Td is Δt>Td It is.

従って、第4図(B)に示すように、右側のマイクロホ
ンllaより時間差Δtだけ遅れて左側のマイクロホン
llbが出力した時は、ワンシ璽ット波形整形回路14
aからの矩形波信号がゲート回路13bに既に入力され
ており、ゲート回路13bが閉じている。故に、ワンシ
ョット波形整形回路14bは矩形波信号を出力せず、右
側車輪のモータ16bは駆動されない。
Therefore, as shown in FIG. 4(B), when the left microphone llb outputs an output delayed by the time difference Δt from the right microphone lla, the one-shot waveform shaping circuit 14
The rectangular wave signal from a has already been input to the gate circuit 13b, and the gate circuit 13b is closed. Therefore, the one-shot waveform shaping circuit 14b does not output a rectangular wave signal, and the right wheel motor 16b is not driven.

かくして、左側の車輪のみが一定時間駆動され、走行体
3は右に向きを変える。この方向転換の時間(矩形波信
号の時間幅T)は、ワンシ璽ット波形整形回路の回路定
数により予め定められる。従って、走行体が所定角度向
きを変えるように時間Tを設定することにより、走行体
は音源から超音波が発せられる毎に音源の方に向きを変
え、音源Xの位置が第3図の斜線部分に入るように修正
される。
Thus, only the left wheel is driven for a certain period of time, and the traveling body 3 turns to the right. The time for this direction change (time width T of the rectangular wave signal) is predetermined by the circuit constants of the one-shot waveform shaping circuit. Therefore, by setting the time T so that the traveling object changes direction by a predetermined angle, the traveling object changes direction toward the sound source every time an ultrasonic wave is emitted from the sound source, and the position of the sound source X is indicated by the diagonal line in FIG. Edited to fit into the section.

以上、第2図の音源探索装置について説明したが、本発
明はこれに限られるものではない。
Although the sound source search device shown in FIG. 2 has been described above, the present invention is not limited thereto.

例えば、第2図において各ワンショー/ )波形整形回
路14a、14bをリトリガラブルとする。これは、1
回のトリガパルスで矩形波を発生している時に次のトリ
ガパルスが入力された場合には、その入力時点から矩形
波の発生を再開するように構成されたものである。従っ
て、1つの矩形波信号の時間内に続いてトリガパルスが
入力されると、出力は連続的に発生することになる。こ
の場合、発音源から間欠的に発生する音波の繰返し周期
は、ワンショット波形整形回路14a、14bの出力信
号の時間幅Tよりも小さくする。
For example, in FIG. 2, each one-show waveform shaping circuit 14a, 14b is made retriggerable. This is 1
If the next trigger pulse is input while a rectangular wave is being generated with the previous trigger pulse, the generation of the rectangular wave is restarted from the time of input. Therefore, if trigger pulses are input successively within the time of one square wave signal, the output will be generated continuously. In this case, the repetition period of the sound waves intermittently generated from the sound source is made smaller than the time width T of the output signals of the one-shot waveform shaping circuits 14a and 14b.

第5図は、ワンショット波形整形回路がリトリガブルで
、xb −xa >Kの場合の各部の信号変化を示す、
この場合、右側のマイクロホン11aの出力によりワン
ショー/ )波形整形回路14aが駆動されるが、その
出力が終了する以前に再トリガされるので、ワンショッ
ト波形整形回路14aの出力は連続的に発生する。従っ
て、左側のマイクロホンitbに接続したワンショー2
ト波形整形回路14bは、ゲート回路13bによりトリ
ガを禁止され続ける。故に、左側車輪のモータ12aの
みが駆動され続け、走行体は右回りに回転することにな
る。Xa−xb >Kの場合は、当然これと逆の左回り
に回転する。
FIG. 5 shows signal changes at various parts when the one-shot waveform shaping circuit is retriggerable and xb −xa >K.
In this case, the one-shot waveform shaping circuit 14a is driven by the output of the right microphone 11a, but it is retriggered before the output ends, so the output of the one-shot waveform shaping circuit 14a is generated continuously. do. Therefore, one show 2 connected to the left microphone itb
The gate waveform shaping circuit 14b continues to be prohibited from being triggered by the gate circuit 13b. Therefore, only the motor 12a of the left wheel continues to be driven, and the traveling body rotates clockwise. If Xa-xb >K, the rotation will naturally be in the opposite direction, counterclockwise.

これに対し、lxb −xa  l<Kの場合は第6図
に示すようになる。すなわち、前述の通りΔt <Td
であるから、各ワンショット波形整形回路14a、14
bは共に出力する。故に、各出力が終了する前に次の音
波が受信されても、各ワンショット波形整形回路14a
、14bに対するトリガは、各部、−ト回路13a、1
3bによって阻止される。従って、各ワンショット波形
整形回路14a、14bは、1回の出力が終了した後に
再トリガされることになり5結果的にリトリガブルでな
い場合(第4図参照)と同様の動作になる。
On the other hand, when lxb -xa l<K, the result is as shown in FIG. That is, as mentioned above, Δt <Td
Therefore, each one-shot waveform shaping circuit 14a, 14
b are output together. Therefore, even if the next sound wave is received before each output ends, each one-shot waveform shaping circuit 14a
, 14b, each part, -to circuit 13a, 1
Blocked by 3b. Therefore, each one-shot waveform shaping circuit 14a, 14b is retriggered after one output is completed, resulting in the same operation as in the case where it is not retriggerable (see FIG. 4).

従って、第2図のワンショット波形整形回路14a、1
4bをリトリガラブルとした場合には、発音源としての
送信機から間欠的に発生する音波の繰返し周期を1通常
はワンショット波形整形回路の出力信号の時間幅以上に
して、走行体を音源の方に移動させ、走行体が例えば障
害物に衝突しそうになった時に、送信音波の繰返し周期
をワンショット波形整形回路の出力信号の時間幅より小
さくして走行体を回転させることにより、衝突を回避す
る等の機能を実現することができる。
Therefore, the one-shot waveform shaping circuits 14a and 1 in FIG.
When 4b is made retriggerable, the repetition period of the sound waves intermittently generated from the transmitter as the sound source is set to 1, usually longer than the time width of the output signal of the one-shot waveform shaping circuit, and the traveling object is directed toward the sound source. For example, when the vehicle is about to collide with an obstacle, the collision is avoided by rotating the vehicle by making the repetition period of the transmitted sound wave smaller than the time width of the output signal of the one-shot waveform shaping circuit. It is possible to realize functions such as

他の実施例として、マイクロコンピュータを用いて第2
図の場合と同様の機能を実現する装置を第7図に示す、
この実施例では、マイクロホンlla、llbから出力
され、増幅器12a、12bによって増幅された音波信
号は、入力バッファ21a、21.bに入力される。C
PU22は、予め書き込まれたプログラムに従って入力
バッファ21a、21bから信号をとり込み、どちらの
信号が先着か、そしてその時間差は一定値以上かどうか
を判断し、差が一定値より小さい場合には出力バッファ
23a 、23bを介して左右のモータ16a、16b
を同時に駆動し、差が一定値以上の場合には早く出力し
た方のマイクロホンllaまたはllbに対応する出力
バッファ23aまたは23bを介して一方のモータのみ
を駆動するものである。
In another embodiment, a second
FIG. 7 shows a device that realizes the same function as in the case shown in the figure.
In this embodiment, the sound wave signals output from microphones lla, llb and amplified by amplifiers 12a, 12b are input to input buffers 21a, 21 . b. C
The PU 22 takes in the signals from the input buffers 21a and 21b according to a pre-written program, determines which signal arrives first and whether the time difference is greater than a certain value, and outputs the signal if the difference is less than the certain value. Left and right motors 16a, 16b via buffers 23a, 23b
If the difference is greater than a certain value, only one motor is driven via the output buffer 23a or 23b corresponding to the microphone lla or llb that outputs the earlier output.

更に他の実施例として、一対のマイクロホン11a、l
lbを走行体3の進行方向に対し直角より角度θ傾いた
直線上に配置した場合を第8図に示す、この実施例によ
れば、図のように音源Xから各マイクロホンまでの距@
xa、xbの差が前述の一定値により小さくなった時左
右の駆動輪2b、2aが同時に駆動され、走行体3は直
進する。すると、距glxa、xbの差が次第に大きく
なり、xa −xb >Kになった時、一方の駆動輪2
aのみが駆動され、走行体3は向きを変える。これを繰
り返すことにより、音源Xに対し渦巻き状の軌跡を描い
て走行体3を移動させることができる。
As yet another embodiment, a pair of microphones 11a, l
FIG. 8 shows a case in which lb is arranged on a straight line inclined at an angle θ from a right angle to the traveling direction of the traveling body 3. According to this embodiment, the distance from the sound source X to each microphone is as shown in the figure.
When the difference between xa and xb becomes smaller than the above-mentioned constant value, the left and right drive wheels 2b and 2a are driven simultaneously, and the traveling body 3 moves straight. Then, the difference between the distances glxa and xb gradually increases, and when xa - xb >K, one drive wheel 2
Only a is driven, and the traveling body 3 changes direction. By repeating this, the traveling body 3 can be moved in a spiral trajectory with respect to the sound source X.

更に他の実施例として、第2図のように2個のモータで
なく、1個のモータで車輪を駆動し、方向転換は左右に
設けたソレノイドによるステアリング機構で行うように
構成した装置を第9図に示す。この実施例では、2つの
ワンショット波形整形回路14a、14bのいずれか一
方でも出力している時は駆動回路15を介してモータ1
6を駆動するため、ワンショット波形整形回路14a、
14bと駆動回路15との間にOR回路30を設けると
共に、各ワンショット波形整形回路14a、14bの出
力により各ソレノイド駆動回路31a、31bを介して
ステアリングソレノイド32a、32bを駆動し、走行
体の車輪の向きを変えるようにしている。
As yet another embodiment, a device is constructed in which the wheels are driven by one motor instead of two motors as shown in FIG. It is shown in Figure 9. In this embodiment, when either one of the two one-shot waveform shaping circuits 14a, 14b is outputting, the motor 1 is output via the drive circuit 15.
6, one-shot waveform shaping circuit 14a,
An OR circuit 30 is provided between the drive circuit 14b and the drive circuit 15, and the outputs of the one-shot waveform shaping circuits 14a and 14b drive the steering solenoids 32a and 32b via the solenoid drive circuits 31a and 31b. I'm trying to change the direction of the wheels.

この例においても、音源から各マイクロホン11a、l
lbまでの距離の差が一定値により小さい時には、左右
のステアリングソレノイド32a、32bを同時に駆動
し、走行体を直進させることができる。
Also in this example, from the sound source to each microphone 11a, l.
When the difference in the distance to lb is smaller than a certain value, the left and right steering solenoids 32a and 32b are driven simultaneously, allowing the traveling object to move straight.

なお、上記実施例では超音波を用いており、可聴音を用
いた場合に比較して次の利点がある。
Note that the above embodiment uses ultrasonic waves, which has the following advantages compared to the case where audible sounds are used.

(1)波長が短いため時間差の分解能が高い。(1) Because the wavelength is short, the resolution of time differences is high.

(2)通常の雑音による影響を受けにくい。(2) Less susceptible to normal noise.

(3)人に聞えないため、大きな音圧を使用できる。(3) Large sound pressure can be used because people cannot hear it.

(4)人に聞えないため、超音波送信機に近づいていく
のが不思議に感じられる。
(4) It feels strange to approach an ultrasonic transmitter because people cannot hear it.

しかしながら、特別の発音源を使用せず、手をたたくこ
と等により発生する可聴音によって本装置を作動させる
ようにしてもよいことは勿論である。
However, it goes without saying that the present device may be activated by an audible sound generated by clapping hands or the like without using a special sound source.

また、上記実施例では音源の方向に応じて走行体を移動
させるようにしているが、これに加えて或いは移動させ
る代わりに左右の発光表示によって音源の方向を示すよ
うにしてもよい。
Further, in the above embodiment, the traveling body is moved in accordance with the direction of the sound source, but in addition to or in place of this, the direction of the sound source may be indicated by light-emitting displays on the left and right sides.

[発明の効果] 以上のように、本発明によれば、音が左右いずれの音波
受信手段に先に到達したかにより、音源の方向を検出す
る装置において、各音波受信手段から出力される音波信
号の時間差が一定値以上のときは時間的に早い方の音波
信号に対応する信号のみを出力し、該時間差が一定値よ
り小さいときは両方の音波信号に対応する信号を出力す
るようにしたので、音源が比較的遠方にあるときには左
右に偏ることなく音源の方に移動し、音源に近いとき向
きを変えることにより、迅速に音源の方向を指示したり
音源に接近したりすることができる音源探索装置が得ら
れる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, in a device that detects the direction of a sound source depending on which of the left and right sound wave receiving means the sound reaches first, the sound waves output from each sound wave receiving means are When the time difference between the signals is greater than a certain value, only the signal corresponding to the temporally earlier sound wave signal is output, and when the time difference is smaller than the certain value, the signal corresponding to both sound wave signals is output. Therefore, when the sound source is relatively far away, it moves towards the sound source without biasing to the left or right, and by changing direction when it is close to the sound source, it can quickly indicate the direction of the sound source or approach the sound source. A sound source search device is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は音源探索装置の原理説明図、 第2図は音源の方向に移動する走行体に適用する本発明
装置の構成を示すブロック図、第3図は音源の位置と音
波受信手段までの距離との関係を示す説明図、 第4図は第2図の装置の各部における信号波形図、 第5図および第6図は矩形波発生手段をリトリガブルに
した場合の信号波形図。 第7図はマイクロコンピュータを用いた場合の構成を示
すブロック図。 第8図は一対の音波受信手段を走行体の進行方向に対し
直角より所定角度傾いた直線上に配した場合の動作を示
す説明図、 第9図は走行体の進行方向を変えるためステアリング機
構を用いた場合の構成を示すブロック図である。 la、1b−−−一音波受信手段、 2a、2b−−−一駆動輪、 3−一一一走行体、 11 a、  l 1b−−−−マイクロホン。 12a、12b−−−一増幅器、 13a、13b−−−−ゲート回路、 14a、14b−−−−ワンショット波形整形回路。 15a、15b−−−−モータ駆動回路、16a、16
b−−−−モータ、 17a、17b−−−一遅延回路。
Fig. 1 is a diagram explaining the principle of the sound source search device, Fig. 2 is a block diagram showing the configuration of the device of the present invention applied to a traveling object moving in the direction of the sound source, and Fig. 3 shows the position of the sound source and the arrangement of the sound wave receiving means. An explanatory diagram showing the relationship with distance; FIG. 4 is a signal waveform diagram in each part of the device in FIG. 2; FIGS. 5 and 6 are signal waveform diagrams when the rectangular wave generating means is made retriggerable. FIG. 7 is a block diagram showing the configuration when a microcomputer is used. Figure 8 is an explanatory diagram showing the operation when a pair of sound wave receiving means are arranged on a straight line inclined at a predetermined angle from a right angle to the traveling direction of the traveling body, and Figure 9 is a steering mechanism for changing the traveling direction of the traveling body. FIG. la, 1b---1 sound wave receiving means, 2a, 2b---1 drive wheel, 3-111 running body, 11a, l 1b---microphone. 12a, 12b---one amplifier, 13a, 13b---gate circuit, 14a, 14b---one shot waveform shaping circuit. 15a, 15b---Motor drive circuit, 16a, 16
b--Motor, 17a, 17b--Delay circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、所定の間隔を置いて配置され、任意の音源から出さ
れた音波を電気信号に変換する一対の音波受信手段と、
該音波受信手段の各々から出力される音波信号を受けて
所定の時間幅を有する検出信号を発生し、各音波受信手
段に対応する検出信号の時間差が一定値以上のときには
時間的に早い方の検出信号のみを出力し、該時間差が一
定値より小さいときは両方の検出信号を出力する検出信
号発生手段と、該検出信号発生手段からの出力信号によ
り駆動されて所定の動作を行う音源方向駆動手段とを備
えたことを特徴とする音源探索装置。 2、前記検出信号発生手段は、各音波受信手段の出力に
よりトリガされる一対の矩形波信号発生手段と、各音波
受信手段と矩形波信号発生手段との間に介在し、互いに
他方の矩形波信号発生手段からの矩形波信号により出力
を禁止される一対のゲート手段と、該矩形波信号を所定
時間遅延させて該ゲート手段に入力する遅延手段とで構
成されている特許請求の範囲第1項記載の音源探索装置
。 3、前記矩形波信号発生手段は、前記矩形波信号を出力
している間に次の音波信号を受けた時にはその音波信号
によりトリガされて連続的に矩形波信号を出力するよう
に構成されている特許請求の範囲第2項記載の音源探索
装置。 4、前記検出信号発生手段は、該音波受信手段の各々か
ら出力される音波信号の時間差が一定値以上のときは時
間的に早い方の音波信号に対応する矩形波信号のみを出
力し、該時間差が一定値より小さいときは両方の音波信
号に対応する矩形波信号を出力するマイクロコンピュー
タで構成されている特許請求の範囲第1項記載の音源探
索装置。 5、前記音波受信手段、検出信号発生手段および音源方
向駆動手段は左右に駆動輪を有する走行体に取り付けら
れ、前記音源方向駆動手段は前記検出信号に応じて作動
する駆動回路と、該駆動回路により通電を制御され前記
駆動輪を回転または停止させるモータとを含み、前記検
出信号に対応して所定時間モータを駆動して前記駆動輪
を回転させることにより、前記走行体を音源の方に近づ
けるように構成されている特許請求の範囲第1項記載の
音源探索装置。 6、前記一対の音波受信手段は前記走行体の進行方向に
対し直角より所定角度傾いた直線上に配置されている特
許請求の範囲第5項記載の音源探索装置。 7、前記音源方向駆動手段は前記検出信号に応じて前記
走行体の進行方向を決定するステアリング機構を含んで
いる特許請求の範囲第5項記載の音源探索装置。 8、前記音源は所定の時間間隔で超音波パルスを間欠的
に発生する超音波送信機から成り、前記一対の音波受信
手段は夫々超音波受信機で構成されている特許請求の範
囲第1項乃至第7項のいずれか記載の音源探索装置。
[Claims] 1. A pair of sound wave receiving means arranged at a predetermined interval and converting sound waves emitted from an arbitrary sound source into electrical signals;
A detection signal having a predetermined time width is generated by receiving a sound wave signal output from each of the sound wave receiving means, and when the time difference between the detection signals corresponding to each sound wave receiving means is equal to or greater than a certain value, a detection signal having a predetermined time width is generated. Detection signal generation means that outputs only the detection signal and outputs both detection signals when the time difference is smaller than a certain value, and a sound source direction drive that is driven by the output signal from the detection signal generation means to perform a predetermined operation. A sound source search device comprising: means. 2. The detection signal generating means is interposed between a pair of rectangular wave signal generating means triggered by the output of each sound wave receiving means, and each sound wave receiving means and the rectangular wave signal generating means, and is arranged between each sound wave receiving means and the rectangular wave signal generating means, so that each of the detection signal generating means Claim 1, comprising a pair of gate means whose output is inhibited by a rectangular wave signal from the signal generating means, and a delay means which delays the rectangular wave signal by a predetermined time and inputs the delayed signal to the gate means. The sound source search device described in Section 1. 3. The square wave signal generating means is configured to be triggered by the next sound wave signal when receiving the next sound wave signal while outputting the square wave signal, and continuously output the square wave signal. A sound source search device according to claim 2. 4. The detection signal generating means outputs only a rectangular wave signal corresponding to the temporally earlier sound wave signal when the time difference between the sound wave signals output from each of the sound wave receiving means is a certain value or more; 2. The sound source search device according to claim 1, comprising a microcomputer that outputs rectangular wave signals corresponding to both sound wave signals when the time difference is smaller than a certain value. 5. The sound wave receiving means, the detection signal generating means, and the sound source direction driving means are attached to a traveling body having drive wheels on the left and right sides, and the sound source direction driving means includes a drive circuit that operates according to the detection signal, and the drive circuit. and a motor whose energization is controlled by a motor that rotates or stops the driving wheel, and the motor is driven for a predetermined period of time in response to the detection signal to rotate the driving wheel, thereby bringing the traveling object closer to the sound source. A sound source search device according to claim 1, which is configured as follows. 6. The sound source search device according to claim 5, wherein the pair of sound wave receiving means are arranged on a straight line inclined at a predetermined angle from a right angle with respect to the traveling direction of the traveling body. 7. The sound source search device according to claim 5, wherein the sound source direction driving means includes a steering mechanism that determines the traveling direction of the traveling object according to the detection signal. 8. Claim 1, wherein the sound source comprises an ultrasonic transmitter that intermittently generates ultrasonic pulses at predetermined time intervals, and each of the pair of sound wave receiving means comprises an ultrasonic receiver. The sound source search device according to any one of items 7 to 7.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006162461A (en) * 2004-12-08 2006-06-22 Institute Of Physical & Chemical Research Apparatus and method for detecting location of sound source
KR101408089B1 (en) * 2007-12-13 2014-06-17 재단법인 포항산업과학연구원 Device and method for measuring 3D position using multi-channel ultrasonic sensor

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JPS50113316U (en) * 1974-02-25 1975-09-16

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