JP2913692B2

JP2913692B2 - 異常騒音車両感知装置

Info

Publication number: JP2913692B2
Application number: JP25278789A
Authority: JP
Inventors: 卓也藤本
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1989-09-28
Filing date: 1989-09-28
Publication date: 1999-06-28
Anticipated expiration: 2014-06-28
Also published as: JPH03113699A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は、規定レベルを超える騒音（異常騒音）を発
生する異常騒音車両の感知装置に関する。

＜従来の技術＞マフラーを改善したり外したりして異常騒音を出しな
がら道路を走行する暴走族車両は、沿道住民に多大な迷
惑を及ぼしており、騒音公害として社会問題となってい
る。

従来、異常騒音車両の出現の把握は、沿道住民や通行
人からの警察への通報や警察署による巡回パトロールに
よって行ているに過ぎない。

しかし、沿道住民や通行人が常に通報してくれるとは
限らないし、通報してくれた場合でも通報を決意するま
でのためらいの時間遅れがあったり、電話での応答に時
間がかかったりし、無線連絡を受けたパトロールカーが
現場に急行しても、異常騒音車両はすでに逃走している
場合がほとんどで、有効な取り締まりができていないの
が現状である。また、巡回中のパトロールカーが異常騒
音車両と遭遇する確率はあまり高くはない。

そこで、異常騒音を検出するためのマイクロホンなど
の音響センサを備えた端末装置を沿道の要所要所に設置
し、端末装置の音響センサで音響信号を検出し、それを
ディジタル変換した音響レベルデータを端末装置識別デ
ータとともに監視センタにある中央装置に伝送すること
によって、異常騒音車両の出現とその現場とを検出し、
監視センタから無線連絡を受けたパトロールカーが現場
に急行するという取り締まりのシステムが考えられた。

このようなシステムによれば、常時的かつリアルタイ
ムで異常騒音車両の出現とその出現場所を検出すること
ができる。

ところで、異常騒音車両の走行量は、一般車両に比べ
てそれほと多くはない。したがって、異常騒音車両の取
り締まりのためだけに、沿道の要所要素に上記のような
音響センサ（マイクロホン）およびその周辺回路を備え
た端末装置を設置するのは、取り締まりの効率の割には
コスト高につくことは避けられない。

そこで、交通量や交通渋滞状況などを把握するため
に、現に沿道に設置されている超音波車両感知器に備え
られている超音波振動子を異常騒音車両感知のための音
響センサとして兼用することにより、ロウコスト化を図
ることが考えられる。

＜発明が解決しようとする課題＞しかしながら、超音波振動子を異常騒音車両感知のた
めの音響センサとして兼用する場合には、超音波振動子
の感度音域が人間の可聴音域からずれているために、次
のような問題が発生する。

イ人間が感じる可聴音域の音響レベルがやかましいと
感じる規定レベルを超えていても、超音波振動子が感知
する超音波領域の音響レベルが規定レベルよりも低けれ
ば、暴走車両による異常騒音として検出することができ
ない。

ロ超音波領域の音響レベルが規定レベルを超えていて
も、その原因が都市騒音にある場合には、可聴音域での
音響レベルが規定レベルを超えていようといまいと、そ
れを暴走車両による異常騒音と判定するわけにはいかな
い。

ハ車両の通過検出のために超音波振動子から出射され
て車両から反射して戻ってきた超音波が超音波振動子に
よってピックアップされ、それが規定レベルを超えてい
るときに暴走車両による異常騒音と判定するわけにはい
かない。異常騒音を発生しない一般車両を異常騒音車両
と誤認するからである。

以上のように、異常騒音車両感知のための音響センサ
として超音波車両感知器における超音波振動子を兼用し
た場合に、超音波振動子が受波した音響信号を音響レベ
ルでのみ判定すると、一般車両からの反射超音波や都市
雑音と暴走車両による異常騒音とを区別することができ
ないという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みて創案されたもので
あって、超音波車両感知器が備えている超音波振動子を
異常騒音車両感知のための音響センサとして兼用するこ
とによりロウコスト化を図るとともに、その兼用によっ
ても、一般車両からの反射超音波や都市雑音から暴走車
両による異常騒音を明確に区別することができるように
することを目的とする。

＜課題を解決するための手段＞本発明は、このような目的を達成するために、次のよ
うな構成をとる。

すなわち、本発明に係る異常騒音車両感知装置は、車
両から発せられる音を受波する音響センサと、車両を撮
影し、撮影した画像データを出力するカメラと、音響セ
ンサが受波した音響信号を周波数スペクトラムに変換
し、予め記憶している周波数スペクトラムとを比較して
異常騒音車両であるか否かを判定する異常騒音車両判定
手段と、異常騒音車両であると判定したときは、異常騒
音車両感知装置自身の識別データ及びカメラで得られた
画像データを出力することを特徴としている。

＜作用＞本発明の上記構成による作用は、次のとおりである。

マフラーを改造したり外したりした異常騒音車両は、
エンジンで発生した爆発衝撃音がエキゾーストパイプを
介して直接的に排出されることから、その排気音は、超
音波領域において、一般車両からの反射超音波や都市雑
音とは全く異なる特有の周波数スペクトラムをもってい
る。

このような異常騒音車両に固有の周波数スペクトラム
を予めメモリに記憶しておき、超音波振動子による受波
音響信号の周波数スペクトラムと異常騒音固有の周波数
スペクトラムとを比較すれば、暴走車両による異常騒音
を一般車両からの反射超音波や都市雑音から区別するこ
とが可能となる。

＜実施例＞以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第５図に示すように、超音波車両感知器Ａは、沿道に
おいて立設されたポール１の上端に道路の車両走行帯の
上方に延びるアーム２が固定され、このアーム２の先端
に超音波送受波器３が路面に向けて取り付けられて構成
されている。

この超音波送受波器３は、第６図に示すように、頂角
がほぼ90度の傘形反射板４と、傘形反射板４の中心部に
取り付けられた超音波振動子５とから構成されている。
超音波振動子５は、PZT（チタン酸ジルコン酸鉛）など
から円筒形に形成された圧電体5aと、圧電体5aの内周面
および外周面に接合された電極5b,5cとから構成されて
いる。

両電極5b,5cは、第５図に示したポール１の基部に設
置された処理装置６に内蔵されている送受波器７に接続
されている。送受波器７は、一定の時間間隔で励振信号
を出力する送波器と、励振信号の非出力期間に受波信号
を入力する受波器とを備えている。

両電極5b,5cに対して送受波器６の送波器から交流の
励振信号を印加すると、超音波振動子５が振動して超音
波を発信し、この超音波を傘形反射板４で反射させて軸
方向に沿って超音波を出射させる。

超音波の出射ライン上に走行中または停車中の車両が
存在すると、その車両から反射された超音波が傘形反射
板４によって集音されて超音波振動子５に入射する。こ
れによって超音波振動子５の圧電体5aが振動され、両電
極5b,5c間に反射超音波のレベルと周波数とに応じた交
流の受波信号が発生し、この受波信号が送受波器７の受
波器に入力される。

送受波器７で受波した受波信号は、第７図に示すよう
に、電波回線や光ファイバなどの通信回線８を介して交
通管制センタＢに車両感知信号として送信されるように
なっている。

上記のような超音波車両感知器Ａは、沿道の要所要所
に設置され、各超音波車両感知器Ａの送受波器７は、そ
れぞれ交通管制センタＢに通信回線８を介して接続され
ている。交通管制センタＢでは、各超音波車両感知器Ａ
から送られてきた車両感知信号に基づいて、どの道路区
画が渋滞しているかをグラフィックパネル９に表示する
ようになっている。

本実施例の異常騒音車両感知装置は、以上のように構
成された既存の異常騒音車両感知システムにおける超音
波振動子５を暴走車両による異常騒音を感知するための
音響センサとして兼用する。

第１図はそのような異常騒音車両感知装置の電気的構
成を示すブロック図である。

同図に示すように、異常騒音車両感知装置Ｃは、超音
波車両感知器Ａが備えている超音波振動子５（電極5b,5
c）に接続されて、送受波器７からの励振信号を除去
し、超音波振動子５が受波した超音波領域（20〜30KH
z）の音響信号のみを通過させる帯域消去フィルタ（BE
F）10と、帯域消去フィルタ10を通過した音響信号を増
幅する増幅器11と、増幅された音響信号を周波数スペク
トラムSP_INに変換する周波数スペクトラム変換器12と、
例えば第３図に示すような暴走車両による異常騒音の超
音波領域における固有の周波数スペクトラムSP_REFを予
め記憶している異常騒音周波数スペクトラムメモリ13
と、両周波数スペクトラムSP_IN,SP_REFを比較してその差
分が基準範囲内にあるかどうかを判断し、基準範囲内に
あるときに異常騒音車両感知信号S_ABNを出力する異常騒
音車両判定手段としてのマイクロプロセッサ（MPU:モト
ローラ社の中央処理装置）14と、変復調装置（モデム）
15とから構成されている。

第３図において、P₁,P₂はマフラーを改造したり外し
た場合に発生する特有の周波数成分である。固有の周波
数スペクトラムSP_REFとして、P₁,P₂のみの周波数スペク
トラムを採用しないのは、暴走車両による異常騒音以外
の音響信号の周波数スペクトラムにおいても、P₁,P₂の
周波数成分が出現するが、P₁,P₂以外の周波数領域では
第３図と全く異なるスペクトラムを示す場合があり、
P₁,P₂のみでの比較では暴走車両による異常騒音とそれ
以外の音響とを区別できなくなるおそれがあるためであ
る。

周波数スペクトラム変換器12は、第２図（ａ）または
第２図（ｂ）のように構成されている。

第２図（ａ）の周波数スペクトラム変換器12は、増幅
器11の次段に接続されて超音波振動子５の感度音域（20
〜30KHz）を細かい周波数帯域に分割する複数のバンド
パスフィルタ（BPF）16と、各バンドパスフィルタ16に
よって分波された周波数信号を直流信号に整流する複数
の整流器17と、各整流器17の出力信号を時分割スキャン
して順次出力するマルチプレクサ（MPX）18と、個々の
出力信号をディジタル信号に変換して周波数スペクトラ
ムSP_INを作成しマイクロプロセッサ14に出力するA/Dコ
ンバータ19とから構成されたものである。

また、第２図（ｂ）の周波数スペクトラム変換器12
は、増幅器11の次段に接続されて増幅された受波音響信
号をディジタル信号に変換するA/Dコンバータ20と、こ
のA/Dコンバータ20を高速サンプリングして高速フーリ
エ変換（FFT）することによって周波数スペクトラムSP
_INを作成しマイクロプロセッサ14に出力するディジタル
シグナルプロセッサ（DSP）21とから構成されたもので
ある。

以上のように構成された異常騒音車両感知装置Ｃは、
超音波車両感知器Ａにおける処理装置６（第５図参照）
に内蔵されている。

第５図に示した超音波送受波器３を支持するポール１
の上端には、異常騒音車両を撮影するための工業用テレ
ビカメラ22が取り付けられており、このテレビカメラ22
は、第１図に示すように、マイクロプロセッサ14が異常
騒音車両感知信号S_ABNを出力したときに撮影を開始する
ように構成されている。その画像データは、画像圧縮回
路23によってデータ圧縮され、マイクロプロセッサ14か
らの異常騒音車両感知信号S_ABNとともに変復調装置15か
ら出力され、既存の通信回線８のうちの通信回線8aを介
して交通管制センタＢに送信される。

交通管制センタＢは、異常騒音車両感知装置Ｃの変復
調装置15に対して第４図に示すように、通信回線8aを介
して接続された変復調装置（モデム）25と、受信したす
べてのデータを記憶するメモリ26と、表示制御部27と、
前述のグラフィックパネル９と、圧縮された画像データ
を伸長する画像伸長回路28と、モニタディスプレイ29
と、コンソール30と、証拠資料用メモリ31とから構成さ
れている。

交通管制センタＢにおいては、第７図に示すようにグ
ラフィックパネル９と複数のモニタディスプレイ29とが
設けられている。グラフィックパネル９は、道路網地図
32と、この道路網地図32が示す領域内において設置され
ている異常騒音車両感知装置Ｃの場所を示す灯器33との
組み合わせからなり、グラフィックパネル９の横に複数
のモニタディスプレイ２が配置されている。

次に、本実施例の異常騒音車両感知装置Ｃの動作を説
明する。

超音波車両感知器Ａにおける送受波器７から出力され
た励振信号、および、車両からの反射超音波が超音波振
動子５によって受波された信号は、帯域消去フィルタ10
によってカットされ、増幅器11には入力されない。

暴走車両による異常騒音や都市雑音が傘形反射板４に
よって集音されて超音波振動子５に入射すると、超音波
振動子５は、入力音のうち超音波領域にある音響を受波
し、その周波数およびレベルに応じた交流信号を受波音
響信号として出力する。受波音響信号は帯域消去フィル
タ10を通過し、増幅器11で増幅された後、周波数スペク
トラム変換器12に入力される。

周波数スペクトラム変換器12は、入力した受波音響信
号を周波数スペクトラムSP_INに変換する。マイクロプロ
セッサ14は、この周波数スペクトラムSP_INを入力すると
ともに、異常騒音周波数スペクトラムメモリ13から暴走
車両による異常騒音に固有の周波数スペクトラムSP_REF
を読み出す。そして、両周波数スペクトラムSP_IN,SP_REF
をパターン比較し、両周波数スペクトラムSP_IN,SP_REFの
差分が基準範囲内にあると判断したときは、異常騒音車
両感知信号S_ABNを変復調装置15に出力する。差分が基準
範囲外のときは、異常騒音車両感知信号S_ABNは出力しな
い。

これによって、暴走車両による異常騒音を一般車両か
らの反射超音波や都市雑音から明確に区別することがで
きる。マイクロプロセッサ14は、異常騒音車両感知信号
S_ABNを出力すると同時に、テレビカメラ22に対して起動
信号を出力する。

テレビカメラ22は、異常騒音を発した異常騒音車両を
撮影し、その画像データを画像圧縮回路23でデータ圧縮
し、このデータ圧縮された画像データを異常騒音車両感
知信号S_ABNおよび異常騒音車両感知装置Ｃの式別番号
（ID）データとともに変復調装置15を介して通信回線8a
に送出する。交通管制センタＢには、複数の異常騒音車
両感知装置Ｃから逐次データが送信されてくる。

交通管制センタＢにおいては、通信回線8aを介して送
られてきたデータを変復調装置25を介してメモリ26に記
憶する。表示制御部27は、メモリ26から識別番号データ
および異常騒音車両感知信号S_ABNを読み出し、識別番号
データに対応するグラフィックパネル９上の灯器33を点
滅させる。

管制官がグラフィックパネル９上で点滅している灯器
33のナンバーおよびモニタディスプレイ29のナンバーを
コンソール30において指定すると、表示制御部27はメモ
リ26から対応する圧縮後の画像データを読み出し、これ
が画像伸長回路28においてデータ伸長された後、指定さ
れたモニタディスプレイ29に異常騒音車両感知信号S_ABN
を出力した異常騒音車両感知装置Ｃにおけるテレビカメ
ラ22で撮影した異常騒音車両の画像がリアルタイムに映
し出される。

管制官は、また、パトロールカーに無線連絡する。こ
れによって、パトロールカーに搭載されているディスプ
レイ34に異常騒音車両の出現場所、異常騒音車両の画像
等が映し出され、パトロールカーは現場に急行すること
ができる。

これとともに、管制官は、コンソール30を操作して、
異常騒音車両に係る画像データや識別番号データをメモ
リ26から読み出し、これに異常騒音発生時刻その他の必
要なデータを付加して証拠資料用メモリ31に登録する。

現場にパトロールカーが急行したときに、異常騒音車
両が逃走してしまっていても、証拠資料用メモリ31に車
両ナンバーや車両型式やドライバ、同乗車等が写った静
止画像データその他の証拠資料が残るので、後刻の検挙
に有効に活用することができる。

以上のように、本実施例によれば、暴走車両による異
常騒音がもっている超音波領域での固有の周波数スペク
トラムSP_REFを予め異常騒音周波数スペクトラムメモリ1
3に記憶させておき、超音波振動子５による受波音響信
号を周波数スペクトラム変換器12によって周波数スペク
トラムSP_INに変換し、マイクロプロセッサ14において、
両周波数スペクトラムSP_IN,SP_REFを比較してその差分が
基準範囲内にあるときに異常騒音車両感知信号S_ABNを出
力するから、暴走車両による異常騒音を一般車両からの
反射超音波や都市雑音から明確に区別することができ
る。したがって、超音波車両感知器Ａが備えている超音
波振動子５を異常騒音車両感知のための音響センサとし
て兼用することができ、設備費を低減することができ
る。

本発明は、次のような構成のものも実施例として含
む。

（ｉ）異常騒音車両を撮影する手段としては、動画を撮
影するテレビカメラ22に代えて、静止画像を撮影するス
チルテレビカメラを用いてもよい。

（ii）グラフィックパネル９に異常騒音発生場所を表示
することに代えて、モニタディスプレイ29に異常騒音発
生場所を異常騒音車両の画像とともに表示するように構
成してもよい。

（iii）既存の超音波車両感知器だけでなく新設の超音
波車両感知器を利用してもよい。

＜発明の効果＞以上のことから、本発明によれば、次のような効果が
発揮される。

すなわち、マフラーの改造や取り外しに起因してエン
ジンの爆発衝撃音が直接的に排出される異常騒音車両の
排気音がもっている超音波領域での固有の周波数スペク
トラムを予め異常騒音周波数スペクトラムメモリに記憶
させておき、超音波車両感知器の超音波振動子が受波し
た音響信号を周波数スペクトラム変換器によって周波数
スペクトラムに変換し、判定手段において、この受波音
響信号の周波数スペクトラムと異常騒音周波数スペクト
ラムメモリから読み出した異常騒音固有の周波数スペク
トラムとを比較して、その差分が基準範囲内にあるとき
に異常騒音車両感知信号を出力するように構成したの
で、暴走車両による異常騒音を一般車両からの反射超音
波や都市雑音から明確に区分して、異常騒音車両のみを
確実に感知することができる。

それゆえに、異常騒音車両感知のための音響センサと
して既存の超音波車両感知器が備えている超音波振動子
を兼用することができ、これによって設備のロウコスト
化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】第１図ないし第７図は本発明の一実施例に係り、第１図
は異常騒音車両感知装置および超音波車両感知器の電気
的構成を示すブロック図、第２図の（ａ），（ｂ）は周
波数スペクトラム変換器の具体的構成の２例を示すブロ
ック図、第３図は暴走車両による異常騒音の周波数スペ
クトラムの特性図、第４図は交通管制センタの電気的構
成を示すブロック図、第５図は異常騒音車両感知装置お
よび超音波車両感知器の設置状況の説明図、第６図は超
音波送受波器の概略断面図、第７図は交通管制センタに
設けられたグラフィックパネルとモニタディスプレイの
配置図である。Ａ……超音波車両感知器５……超音波振動子 12……周波数スペクトラム変換器 13……異常騒音周波数スペクトラムメモリ 14……マイクロプロセッサ（判定手段） SP_IN……周波数スペクトラム SP_REF……固有の周波数スペクトラム S_ABN……異常騒音車両感知信号

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車両から発せられる音を受波する音響セン
サと、車両を撮影し、撮影した画像データを出力するカメラ
と、音響センサが受波した音響信号を周波数スペクトラムに
変換し、予め記憶している周波数スペクトラムとを比較
して異常騒音車両であるか否かを判定する異常騒音車両
判定手段と、異常騒音車両であると判定したときは、異常騒音車両感
知装置自身の識別データ及びカメラで得られた画像デー
タを出力することを特徴とする異常騒音車両感知装置。