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音源方向測定方法及び装置

国内特許コード P05A008076
整理番号 1799
掲載日 2005年12月2日
出願番号 特願平11-073764
公開番号 特開2000-266832
登録番号 特許第3069663号
出願日 平成11年3月18日(1999.3.18)
公開日 平成12年9月29日(2000.9.29)
登録日 平成12年5月26日(2000.5.26)
発明者
  • 佐藤 隆一
  • 鈴木 尚也
  • 石前 浩蔵
出願人
  • 防衛装備庁長官
  • ジェイ・アール・シー特機株式会社
発明の名称 音源方向測定方法及び装置
発明の概要 【課題】 センサ間隔による音源の波長制限のない、また精度、確度の高い音源方向測定方法と装置を実現する。
【解決手段】 2つのセンサで受信した信号をFFT処理し、位相情報を解析して、相関度の高い周波数帯域において、両信号の位相差の周波数に対する変化率から音源方向を算出することとした。
従来技術、競合技術の概要


到来する音波を解析して音源方向を測定する音源方向測定装置は、例えば十分に離れた2点、もしくは3点において到来する水中音の音源方向を測定することにより、3角法を用いて音源の位置を特定するソナー等に広く応用されており、例えば特開平2-66481号公報には移動する音源から到来する水中音のドップラー効果をも併せて解析することにより、音源の位置及び移動方向や速度を検出する目標位置検出装置等も提案されている。
図2は、このような従来の音源方向測定装置の基本原理を説明する概念図であリ、間隔Lをおいて設置された2つのセンサ11、12を用いて到来音波を測定する。間隔Lに比べて音源が十分に遠い場合は、到来音波を平面波と見なすことができるので、同位相の音波の受信時間差μを計測することにより音速をcとするとき、次式にしたがって両センサ11、12を結ぶ線分に対する音源方向の角度θを求めることができる。
θ=cos-1(μc/L)・・・(1)
さらに例えば、センサ11に対してセンサ11、12を結ぶ線分と直角方向にセンサ13を設置してセンサ11とセンサ13を結ぶ線分に対する音源方向の角度を求めることによりセンサ平面に対する音源方向を特定することができる。また、十分に離れた2点で、同様にして音源方向を特定することにより、両方向線の交点から音源位置を算出することができる。

産業上の利用分野


本発明は、音源方向測定方法及び装置に関し、特に周波数帯域の広がりを持つ音波の到来方向を高い信頼度で測定できる音源方向測定方法及び装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
ある音源から到来する音波を、間隔をおいて設置された複数の音波センサで受信する段階と、
前記複数の音波センサで受信した前記音波の受信信号間の相関度が一定のしきい値以上の周波数帯域について受信信号間の周波数に対する位相差変化率を抽出する位相情報抽出段階と、
この位相差変化率と前記間隔及び音速から、前記間隔の方向と前記音波の到来方向のなす角度を算出する段階とを備えたことを特徴とする音源方向測定方法。

【請求項2】
前記位相情報抽出段階は、
前記受信信号のそれぞれを周波数領域信号に変換するFFT(高速フーリエ変換)処理段階と、
この周波数領域信号間の相関度を算出する段階と、
この周波数領域信号間の位相差を算出する段階と、
この相関度が一定のしきい値以上の周波数帯域の、前記位相差の周波数に対する変化率から前記位相差変化率を抽出する段階とを備えたことを特徴とする請求項1に記載の音源方向測定方法。

【請求項3】
間隔をおいて設置され、到来音波を時間領域電気信号に変換する2つの音波センサと、
この時間領域電気信号のそれぞれを周波数領域信号に変換する2チャンネルFFT処理部と、
この周波数領域信号の相関度が一定のしきい値以上の周波数帯域の、位相差の周波数に対する変化率と前記間隔及び音速から前記間隔の方向と前記音波の到来方向のなす角度を算出する位相情報解析部とを備えたことを特徴とする音源方向測定装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 登録
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