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JP7730740B2 - Sound source detection method and sound source detection device - Google Patents
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JP7730740B2 - Sound source detection method and sound source detection device - Google Patents

Sound source detection method and sound source detection device

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JP7730740B2
JP7730740B2 JP2021198179A JP2021198179A JP7730740B2 JP 7730740 B2 JP7730740 B2 JP 7730740B2 JP 2021198179 A JP2021198179 A JP 2021198179A JP 2021198179 A JP2021198179 A JP 2021198179A JP 7730740 B2 JP7730740 B2 JP 7730740B2
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Description

本発明は、音源検出方法及び音源検出装置に関する。 The present invention relates to a sound source detection method and a sound source detection device.

例えば、特許文献1には、マイクアレイにより収音された音に基づいて生成された音声ヒートマップを全方位カメラにより撮像された撮像画像上に重畳した音源視覚画像を表示画面に表示する技術が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a technology for displaying on a display screen a visual image of a sound source, in which an audio heat map generated based on sounds picked up by a microphone array is superimposed on an image captured by an omnidirectional camera.

国際公開2018/20841号公報International Publication No. 2018/20841

しかしながら、特許文献1においては、どの位置に音源が存在しているかを視覚的に示すマップデータである音声ヒートマップを生成するにあたって、マイクアレイで計測される音源位置のずれに関する考慮がなされていない。 However, in Patent Document 1, when generating an audio heat map, which is map data that visually indicates the location of a sound source, no consideration is given to the deviation of the sound source position measured by the microphone array.

すなわち、音源位置を検出するにあたっては、音源計測の精度を向上させるために更なる改善の余地がある。 In other words, there is room for further improvement in detecting the sound source position to improve the accuracy of sound source measurement.

本発明の音源検出は、計測対象物から生じる音を取得して電気信号に変換し、この電気信号から音源位置を算出し、上記計測対象物から生じる音を取得する位置から上記計測対象物までの空間の空気状態を計測し、上記空気状態から上記空間の音場状態を推定し、上記音場状態から上記音源位置のずれを算出して当該音源位置を補正するものであって、上記計測対象物の映像及び温度情報を取得し、補正された音源位置に基づいて生成された音圧のヒートマップと上記計測対象物の温度のヒートマップとを当該計測対象物の映像に重畳して表示し、音源位置の音圧のヒートマップは音圧の違いを等高線で表示し、上記計測対象物の温度のヒートマップは温度の違いを色分けして表示することを特徴としている。 The sound source detection of the present invention involves acquiring sound generated from a measurement object and converting it into an electrical signal, calculating the sound source position from this electrical signal, measuring the air condition in the space from the position where the sound generated from the measurement object is acquired to the measurement object, estimating the sound field state of the space from the air condition, calculating the deviation of the sound source position from the sound field state, and correcting the sound source position.The sound source detection of the present invention is characterized by acquiring an image and temperature information of the measurement object, and superimposing a sound pressure heat map generated based on the corrected sound source position and a temperature heat map of the measurement object on the image of the measurement object, the sound pressure heat map of the sound source position showing differences in sound pressure with contour lines, and the temperature heat map of the measurement object showing differences in temperature using different colors .

本発明によれば、音を伝搬する媒体の状態を反映することで、音源位置を正確に推定することができる。 According to the present invention, the position of a sound source can be accurately estimated by taking into account the state of the medium through which the sound propagates.

本発明を適用した第1実施例の機能ブロック図。FIG. 1 is a functional block diagram of a first embodiment to which the present invention is applied. 第1実施例の処理の流れを示すフローチャート。4 is a flowchart showing the flow of processing in the first embodiment. 第1実施例における具体的な表示例を示す説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a specific display example in the first embodiment. 第1実施例における具体的な表示例を示す説明図であって、aは音圧のヒートマップのみを重畳表示したものであり、bは空気状態のヒートマップのみを重畳したものである。10A and 10B are explanatory diagrams showing specific display examples in the first embodiment, in which FIG. 10A shows a display in which only the heat map of sound pressure is superimposed, and FIG. 10B shows a display in which only the heat map of air condition is superimposed. 第1実施例における具体的な表示例を示す説明図であって、aは各種ヒートマップと音圧のヒートマップの時間的変化を示すスペクトログラムを重畳表示したものであり、bは音圧のヒートマップの時間的変化を示すスペクトログラムを拡大して示したものである。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a specific display example in the first embodiment, where a shows various heat maps superimposed with a spectrogram showing the temporal change in the sound pressure heat map, and b shows an enlarged view of the spectrogram showing the temporal change in the sound pressure heat map. 本発明を適用した第2実施例の機能ブロック図。FIG. 10 is a functional block diagram of a second embodiment to which the present invention is applied. 第2実施例の処理の流れを示すフローチャート。10 is a flowchart showing the flow of processing according to a second embodiment. 本発明を適用した第3実施例の機能ブロック図。FIG. 10 is a functional block diagram of a third embodiment to which the present invention is applied. 第3実施例の処理の流れを示すフローチャート。10 is a flowchart showing the flow of processing according to a third embodiment. 第3実施例における具体的な表示例を示す説明図。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a specific display example in the third embodiment. 第3実施例における具体的な表示例を示す説明図。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a specific display example in the third embodiment. 第3実施例における具体的な表示例を示す説明図であって、(a)は異音判定の項目名と結果を文字で重畳表示するとともに、車両状態を時系列グラフで重畳表示したものであり、(b)は重畳表示された車両状態を示す時系列グラフを拡大して示したものである。10A and 10B are explanatory diagrams showing specific display examples in the third embodiment, in which (a) shows the names of abnormal noise determination items and results superimposed in text, and the vehicle status superimposed in a time series graph, and (b) shows an enlarged view of the superimposed time series graph showing the vehicle status. 本発明を適用した第4実施例のシステム構成の概略を示す説明図。FIG. 10 is an explanatory diagram showing an outline of a system configuration of a fourth embodiment to which the present invention is applied.

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
以下、この発明を車両の異音検出に適用した一実施例について説明する。この異音検出の実施例は、例えば、自動車生産ラインの最終段階となる完成車検査工程の中で計測対象物となる完成車両から生じる音の音源位置を検出するために実行されるものである。一般に、完成車検査工程においては、フリーローラ上で作業者(検査員)が検査対象となる完成車両の試走を行い、エンジン、メータ類、ブレーキ、等について多数の項目の検査を行う。
An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
An embodiment in which the present invention is applied to detecting abnormal noise from a vehicle will be described below. This embodiment of abnormal noise detection is implemented, for example, to detect the location of a sound source generated from a completed vehicle, which is the object of measurement, during the completed vehicle inspection process, which is the final stage of an automobile production line. Generally, during the completed vehicle inspection process, an operator (inspector) test drives the completed vehicle to be inspected on free rollers, and inspects a number of items, including the engine, meters, brakes, etc.

この検査中に、計測対象物となる完成車両から生じる音を検出して、完成車両のどの部分から生じた音であるのかを検出する。 During this inspection, the sound generated from the finished vehicle being measured is detected, and it is determined which part of the finished vehicle the sound is coming from.

以下では、本実施例の装置を「音源検出装置」とも呼ぶが、この音源検出装置は、完成車検査工程における検査装置の一部として構成される。 Hereinafter, the device of this embodiment will also be referred to as the "sound source detection device," and this sound source detection device is configured as part of the inspection equipment in the finished vehicle inspection process.

なお、検査対象となる完成車両としては、ガソリンエンジン(換言すれば火花点火式内燃機関)やディーゼルエンジン(換言すれば圧縮着火式内燃機関)のみを駆動源とする車両に限定されるものではなく、いわゆるハイブリッド車や電気自動車であってもよい。 The completed vehicles to be inspected are not limited to vehicles powered solely by gasoline engines (in other words, spark-ignition internal combustion engines) or diesel engines (in other words, compression-ignition internal combustion engines), but may also be so-called hybrid vehicles or electric vehicles.

図1は、第1実施例の音源検出装置の機能ブロック図を示している。第1実施例の音源検出装置は、音取得部10と、音源位置推定部20と、映像取得部30と、空気状態計測部40と、音場状態推定部50と、音源位置補正部60と、合成画像生成部70と、表示制御部80と、表示部90と、を含んで構成されている。 Figure 1 shows a functional block diagram of the sound source detection device of the first embodiment. The sound source detection device of the first embodiment is configured to include a sound acquisition unit 10, a sound source position estimation unit 20, an image acquisition unit 30, an air condition measurement unit 40, a sound field condition estimation unit 50, a sound source position correction unit 60, a synthetic image generation unit 70, a display control unit 80, and a display unit 90.

音取得部10は、計測対象物となる検査中の車両から生じる音を取得して電気信号つまり音データとするものである。 The sound acquisition unit 10 acquires the sound generated by the vehicle under inspection, which is the measurement object, and converts it into an electrical signal, i.e., sound data.

音取得部10は、検査中の車両から生じる音を取得して音データとするアレイ状になった複数のマイクロフォン(マイク)を有するマイクアレイと、マイクアレイの音データを一時的に保存する録音部と、を含むものである。マイクアレイは、フリーローラ上で走行する検査中の車両のエンジン音等を集音し得るように車両外部に配置される。マイクロフォンの指向性や周波数特性などは、計測対象となる検査中の車両との位置やエンジン音の帯域などに合わせて選択されている。マイクアレイのマイクロフォンは、例えば、検査中の車両へ向けて単一の指向性を有するものでもよい。 The sound acquisition unit 10 includes a microphone array with multiple microphones (microphones) arranged in an array that acquires sounds generated by the vehicle under inspection and converts them into sound data, and a recording unit that temporarily stores the sound data from the microphone array. The microphone array is positioned outside the vehicle so that it can collect sounds such as the engine sound of the vehicle under inspection running on free rollers. The microphone's directivity and frequency characteristics are selected to suit its position relative to the vehicle under inspection that is the subject of measurement and the frequency band of the engine sound. The microphones in the microphone array may, for example, have a single directivity toward the vehicle under inspection.

なお、音取得部10は、マイクアレイに替えて、例えば一つのマイクロフォンを移動させて、音源からの音を複数の異なる位置で取得して音データとしてもよい。また、音取得部10は、マイクアレイに替えて、複数の音の反射体を空間に設けて、その音を一つのマイクロフォンで取得して音データとしてもよい。音取得部10は、マイクアレイに限らず、複数の位置で音源からの音を収集できれば、その収集された音を音データとしてもよい。また、音取得部10で使用するマイクロフォンは、例えば、完成車検査工程においてホーンの音を集音するために設けられる既存のマイクロフォンを利用することも可能である。 Instead of a microphone array, the sound acquisition unit 10 may, for example, move a single microphone to acquire sound from a sound source at multiple different positions and use it as sound data. Also, instead of a microphone array, the sound acquisition unit 10 may provide multiple sound reflectors in space and use a single microphone to acquire the sound as sound data. The sound acquisition unit 10 is not limited to a microphone array, and as long as it can collect sound from a sound source at multiple positions, the collected sound may be used as sound data. Furthermore, the microphone used by the sound acquisition unit 10 may be, for example, an existing microphone installed to collect horn sounds during the finished vehicle inspection process.

音源位置推定部20は、音取得部10で計測された複数の音のずれ時間を計測して、その時間ずれ量から音源位置を推定する。 The sound source position estimation unit 20 measures the time delay between multiple sounds measured by the sound acquisition unit 10 and estimates the sound source position from the amount of time delay.

詳述すると、音源位置推定部20は、音取得部10で取得した音データから、検査中の車両から複数のマイクロフォンまでの音の到達時間のずれΔtを計測し、その値を用いて音源位置を推定する。具体的な音源位置の推定方法は、距離d(m)離れたマイクAとマイクBそれぞれに到達した音速Cの音の時間差ΔTを用いて表せる角度θと、三角法を用いて音源位置を推定する。角度θは式1を用いて表せる。θ=sin-1(C×ΔT/d)…(1)。なお、音源位置推定部20は、音の遅延和や、音の平面波/球面波特性を用いるなどして、より高精度に音源位置を推定してもよい。 More specifically, the sound source position estimation unit 20 measures the difference Δt in the arrival time of sound from the vehicle under inspection to multiple microphones from the sound data acquired by the sound acquisition unit 10, and estimates the sound source position using this value. A specific method for estimating the sound source position is to estimate the sound source position using an angle θ that can be expressed using the time difference ΔT between sound arriving at microphone A and microphone B, which are separated by a distance d (m), at a sound speed of C, and trigonometry. The angle θ can be expressed using Equation 1: θ = sin -1 (C × ΔT/d) (1). Note that the sound source position estimation unit 20 may estimate the sound source position with higher accuracy by using the delay sum of the sound or the plane wave/spherical wave characteristics of the sound.

さらに、FFT(Fast Fourier Transform)やウェーブレット解析などの手法を用いて特定の周波数の音のみを抽出して、各周波数の音の時間ずれを算出して高精度に音源位置を推定してもよい。 Furthermore, techniques such as FFT (Fast Fourier Transform) or wavelet analysis can be used to extract only sounds of specific frequencies, and the time shift between sounds of each frequency can be calculated to estimate the sound source position with high accuracy.

映像取得部30は、音源位置推定部20及び音源位置補正部60で算出された音源位置を、検査中の車両のどこの位置からの音かを示すためのビデオカメラ等である。映像取得部30は、画像または映像を取得するものである。 The video acquisition unit 30 is a video camera or the like that is used to indicate the sound source position calculated by the sound source position estimation unit 20 and the sound source position correction unit 60, and the position of the vehicle under inspection from which the sound is coming. The video acquisition unit 30 acquires images or video.

空気状態計測部40は、検査中の車両の温度及び検査中の車両から音取得部10までの空間にある音の媒体となる空気の状態を計測するものである。換言すると、空気状態計測部40は、検査中の車両からの音に影響する空間状態を計測する。 The air condition measuring unit 40 measures the temperature of the vehicle under inspection and the condition of the air that acts as a sound medium in the space between the vehicle under inspection and the sound acquisition unit 10. In other words, the air condition measuring unit 40 measures the spatial conditions that affect the sound from the vehicle under inspection.

第1実施例の空気状態計測部40は、非接触で温度計測が可能な赤外線カメラである。赤外線カメラは、検査中の車両と、検査中の車両から音取得部10までの温度の状態を取得する。空気状態計測部40は、赤外線カメラ以外に、超音波を用いた空間の気温計測器など、温度状態を計測できる計測機器でもよい。 The air condition measuring unit 40 in the first embodiment is an infrared camera capable of non-contact temperature measurement. The infrared camera acquires the temperature conditions of the vehicle under inspection and the area from the vehicle under inspection to the sound acquisition unit 10. In addition to an infrared camera, the air condition measuring unit 40 may also be a measuring device capable of measuring temperature conditions, such as an air temperature measuring device using ultrasound.

なお、音に影響する空間状態、すなわち音に関わる空気の状態とは、例えば、空気の温度、湿度、気圧、空気の流れの方向や強さなどに加え、気体係数や空気中の気体の混合比や比熱比、分子量などである。そのため、空気状態計測部40は、これらの音に関わる空気の状態を測定する機器であってもよい。 Note that spatial conditions that affect sound, i.e., air conditions related to sound, include, for example, air temperature, humidity, air pressure, direction and strength of air flow, as well as gas coefficients, the mixture ratio, specific heat ratio, and molecular weight of gases in the air. Therefore, the air condition measuring unit 40 may be a device that measures these air conditions related to sound.

音場状態推定部50は、空気状態計測部40で取得されたデータを元に、検査中の車両から音取得部10までの空間の音場状態を推定する。 The sound field state estimation unit 50 estimates the sound field state in the space from the vehicle under inspection to the sound acquisition unit 10 based on the data acquired by the air condition measurement unit 40.

例えば、音速Cは、式2で表される。C=(kRT/M)0.5…(2)。ここで、kは、空気の比熱比である。Rは気体定数である。Tは空気の温度、Mは空気の分子量である。 For example, the speed of sound C is expressed by Equation 2: C = (kRT/M) 0.5 ... (2) where k is the specific heat ratio of air, R is the gas constant, T is the temperature of air, and M is the molecular weight of air.

なお、空気の湿度で音が吸収される影響などは、例えば、ISO 9613-1:Acoustics-Attenuation of sound during propagation outdoors-Part 1 : Calculation of the absorption of sound by the atmosphereなどに記載されている。 The effect of air humidity on sound absorption is described, for example, in ISO 9613-1: Acoustics - Attenuation of sound during propagation outdoors - Part 1: Calculation of the absorption of sound by the atmosphere.

また、温度分布からの風向きは、温度の低いところから高い方への流れとなる。また、風速は、熱源の体積などを元に推定することができ、例えば、TIV:熱画像風速測定法(Thermal Image Velocimetry)などを用いて算出してもよい。 In addition, the wind direction based on the temperature distribution will be from areas with low temperatures to areas with high temperatures. Wind speed can be estimated based on factors such as the volume of the heat source, and can be calculated using, for example, TIV (Thermal Image Velocimetry).

音場状態推定部50は、空気状態計測部40が赤外線カメラの場合、熱源が高いところと低いところがあれば、その近傍の空間の温度はその熱源に近い温度になっていると推定し、温度変化による音場状態を推定し、音取得部10の各マイクロフォンまでの温度から音速を推定し、時間のずれΔttを算出する。同様に、音場状態推定部50は、空気状態計測部40で空間内の温度分布が判れば、前記と同様に各マイクロフォンまでの音速を推定し時間のずれΔttを算出してもよい。 When the air condition measuring unit 40 is an infrared camera, if there are high and low heat sources, the sound field state estimating unit 50 estimates that the temperature of the space nearby is close to that of the heat source, estimates the sound field state due to temperature changes, estimates the speed of sound from the temperature up to each microphone of the sound acquiring unit 10, and calculates the time lag Δtt. Similarly, if the temperature distribution in the space is known by the air condition measuring unit 40, the sound field state estimating unit 50 may estimate the speed of sound up to each microphone in the same manner as above and calculate the time lag Δtt.

音源位置補正部60は、音場状態推定部50で音の伝搬状態に変化がある場合に、音源位置推定部20で算出された音源の位置を補正する。 The sound source position correction unit 60 corrects the sound source position calculated by the sound source position estimation unit 20 when the sound field state estimation unit 50 detects a change in the sound propagation state.

音源位置の補正は、音源特定の際に使用した音取得部10のマイクロフォン毎の音の時間ずれに影響する音速などを利用している。音速は、例えば、上述した式1で温度Tが30℃高い場合は、音速Cは8%程度速くなる。このような特性、計算結果を用いて音源位置を補正する。具体的には、音場状態推定部50で算出した値Δttを用いて音源位置推定部20で推定された音源位置を補正する。 The sound source position is corrected using factors such as the speed of sound, which affects the time lag of the sound for each microphone in the sound acquisition unit 10 used when identifying the sound source. For example, in the above-mentioned formula 1, if the temperature T is 30°C higher, the sound speed C will be about 8% faster. The sound source position is corrected using these characteristics and calculation results. Specifically, the value Δtt calculated by the sound field state estimation unit 50 is used to correct the sound source position estimated by the sound source position estimation unit 20.

合成画像生成部70は、音源位置補正部60で得られた音源位置に音圧をパラメータにしたサーモグラフィーのようなヒートマップを生成し、映像取得部30で得られた画像または映像の上に、半透明などの処理をして重畳する。つまり、合成画像生成部70は、映像取得部30で取得された検査中の車両の画像または映像の上に、音源位置補正部60で算出した結果を用いて、音源位置の音圧のヒートマップとして音源位置の表示を半透明にして重畳表示した画像または映像を生成する。 The composite image generation unit 70 generates a thermographic-like heat map with sound pressure as a parameter for the sound source position obtained by the sound source position correction unit 60, and superimposes it on the image or video obtained by the video acquisition unit 30 by applying processing such as semi-transparency. In other words, the composite image generation unit 70 uses the results calculated by the sound source position correction unit 60 to generate an image or video superimposed on the image or video of the vehicle under inspection obtained by the video acquisition unit 30, with the sound source position displayed semi-transparently as a heat map of sound pressure at the sound source position.

また、合成画像生成部70は、空気状態計測部40である赤外線カメラで計測した温度情報から空気状態のヒートマップを生成し、映像取得部30で取得された検査中の車両の画像または映像の上に、半透明にして重畳表示した画像または映像を生成する。 The composite image generation unit 70 also generates a heat map of the air condition from the temperature information measured by the infrared camera, which is the air condition measurement unit 40, and generates a semi-transparent image or video superimposed on the image or video of the vehicle under inspection acquired by the video acquisition unit 30.

表示制御部80は、合成画像生成部70で生成された画像(第1合成画像)または映像(第1合成映像)と、空気状態計測部40の赤外線センサで取得したヒートマップ画像(第2合成画像)またはヒートマップ映像(第2合成映像)を切り替えて表示するなどの、複数の種類の表示を制御して表示する。表示制御部80は、合成画像生成部70で生成された画像(第1合成画像)または映像(第2合成映像)を視認し易くなるように処理している。 The display control unit 80 controls and displays multiple types of display, such as switching between the image (first composite image) or video (first composite video) generated by the composite image generation unit 70 and the heat map image (second composite image) or heat map video (second composite video) acquired by the infrared sensor of the air condition measurement unit 40. The display control unit 80 processes the image (first composite image) or video (second composite video) generated by the composite image generation unit 70 to make it easier to view.

具体的には、音源位置情報と空気情報の両方の重畳表示が重なるとわかりにくいため、それぞれ別々の重畳画像として、音源位置の音圧のヒートマップは、等高線表示のみとして色で塗りつぶされ半透明化されたエリアを透明にした表示としてもよい。 Specifically, since it would be difficult to understand if both the sound source position information and the air information were superimposed, they could be displayed as separate superimposed images, with the heat map of sound pressure at the sound source position only displayed as contour lines, with the semi-transparent areas filled in with color and made transparent.

なお、等高線表示は音源位置の音圧のヒートマップに限定されるものではなく温度情報等の空気状態のヒートマップに適用してもよい。また、音源位置の音圧のヒートマップ及び空気状態のヒートマップを検査中の車両の画像または映像の上にそれぞれ重畳表示する際には、表示内容を示すような文字やピクトグラム、画像などを追加して表示してもよい。 Note that the contour display is not limited to a heat map of sound pressure at the sound source location, but may also be applied to heat maps of air conditions such as temperature information. Furthermore, when the heat map of sound pressure at the sound source location and the heat map of air conditions are superimposed on an image or video of the vehicle being inspected, text, pictograms, images, etc. that indicate the displayed content may also be added.

表示制御部80は、合成画像生成部70と同様の機能を有し、処理をしても構わない。 The display control unit 80 may have the same functions and perform the same processing as the composite image generation unit 70.

表示部90は、検査中の車両の周辺にいる作業者(含む車両の運転者)、管理者、データを活用するデータサイエンティストなどの関係者に対して、音源位置情報と空気情報を表示するものである。表示部90は、例えば、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイなどである。また、表示部90は、音声をともなう場合は、音を生成し発するための音源、アンプ、スピーカなどである。 The display unit 90 displays sound source location information and air information to relevant parties around the vehicle under inspection, such as workers (including the vehicle driver), managers, and data scientists who will use the data. The display unit 90 is, for example, an LCD display or an organic EL display. Furthermore, if audio is also included, the display unit 90 may also include a sound source, amplifier, speaker, etc. for generating and emitting sound.

図2は、第1実施例の音源検出装置における処理の流れを示すフローチャートである。 Figure 2 is a flowchart showing the processing flow in the sound source detection device of the first embodiment.

ステップS1では、音取得部10のマイクロフォンによってフリーローラ上を試走している検査中の車両から生じる音を集音し、音データとして取得する。 In step S1, the microphone in the sound acquisition unit 10 collects sounds generated by the vehicle under test as it test drives on the free rollers, and acquires them as sound data.

ステップS2では、取得した音データを用いて音源位置を推定する(音源位置推定部20)。 In step S2, the sound source position is estimated using the acquired sound data (sound source position estimation unit 20).

ステップS3では、赤外線カメラの画像または映像を取得する。 In step S3, an image or video is acquired from the infrared camera.

ステップS4では、空間の音場状態を推定する(音場状態推定部50)。 In step S4, the sound field state of the space is estimated (sound field state estimation unit 50).

ステップS5では、ステップS2で推定した音源位置を、空間の音場状態に応じて補正する(音源位置補正部60)。
ステップS6では、ステップS2で推定した音源位置に音圧をパラメータにしたサーモグラフィーのようなヒートマップを生成し、映像取得部30で得られた画像または映像の上に、半透明などの処理をして重畳する(第1合成画像または第1合成映像)。また、ステップS6では、ステップS3で取得したデータ(赤外線カメラで計測した温度情報)から空気状態のヒートマップを生成し、映像取得部30で取得された検査中の車両の画像または映像の上に、半透明にして重畳する(第2合成画像または第2合成映像)。
In step S5, the sound source position estimated in step S2 is corrected in accordance with the sound field state of the space (sound source position correcting unit 60).
In step S6, a heat map similar to thermography is generated with sound pressure as a parameter for the sound source position estimated in step S2, and is superimposed on the image or video acquired by the video acquisition unit 30 after being processed for semi-transparency or the like (first composite image or first composite video). Also in step S6, a heat map of the air condition is generated from the data acquired in step S3 (temperature information measured by the infrared camera), and is superimposed on the image or video of the vehicle under inspection acquired by the video acquisition unit 30 after being processed for semi-transparency (second composite image or second composite video).

ステップS7では、ステップS6で生成した第1合成画像または第1合成映像と、ステップS6で生成した第2合成画像または第2合成映像と、が交互に表示部90に表示されるように処理を行う。 In step S7, processing is performed so that the first composite image or first composite video generated in step S6 and the second composite image or second composite video generated in step S6 are alternately displayed on the display unit 90.

ステップS8では、表示部90での表示を停止する判断がなされたか否かを判定する。表示部90での表示を停止するとの判断がなされた場合は、今回のルーチンを終了する。表示部90での表示を停止するとの判断がなされていない場合は、ステップS1に進む。表示部90での表示を停止するか否かの判定は、例えば、作業者等の関係者が表示機能を止めるスイッチを操作することで表示部90での表示をオン/オフする判断がなされる。 In step S8, it is determined whether a decision has been made to stop the display on the display unit 90. If a decision has been made to stop the display on the display unit 90, the current routine ends. If a decision has not been made to stop the display on the display unit 90, the process proceeds to step S1. The decision to stop the display on the display unit 90 can be made, for example, by a worker or other relevant person operating a switch that stops the display function, thereby turning the display on or off.

上述した第1実施例における具体的な表示例を図3~図5に示す。添付した図3~図5は、白黒画像となっているが、実際の画像は、例えば高い温度は赤色で、中程度の温度は黄色で、低い温度は青色で、それぞれ色分けされているとともに、それぞれの色の中である明るさが変化することで温度が示される。 Specific display examples for the first embodiment described above are shown in Figures 3 to 5. The attached Figures 3 to 5 are black and white images, but in actual images, the temperatures are color-coded, with high temperatures being red, medium temperatures being yellow, and low temperatures being blue, for example, and the temperature is indicated by changes in brightness within each color.

図3に示す第1表示例は、映像取得部30で取得された検査中の車両の画像または映像の上に、音源位置の音圧のヒートマップと、赤外線カメラで計測した温度情報から生成した温度(空気状態)のヒートマップと、を重畳した合成映像または合成画像である。 The first display example shown in Figure 3 is a composite video or composite image in which a heat map of sound pressure at the sound source location and a heat map of temperature (air conditions) generated from temperature information measured by an infrared camera are superimposed on an image or video of the vehicle under inspection acquired by the video acquisition unit 30.

この第1表示例では、音源位置の音圧のヒートマップを等高線のみとし、赤外線カメラで計測した温度情報から生成した温度(空気状態)のヒートマップとの区別をつきやすくしている。 In this first display example, the heat map of sound pressure at the sound source position is shown as contour lines only, making it easier to distinguish from the heat map of temperature (air conditions) generated from temperature information measured by an infrared camera.

また、温度のヒートマップについては、各計測量のピクトグラムおよび凡例(温度計で温度高いと赤、低いと青など)を追加している。 In addition, for the temperature heat map, pictograms and legends for each measurement quantity (e.g., red indicates high temperatures and blue indicates low temperatures on a thermometer) have been added.

図4に示す第2表示例は、図4(a)と図4(b)を常に常時表示するのではなく、時間的に交互に切り替えて表示する方法である。この表示では、計測量毎の表示がまとまっていること、表示を切り替えた瞬間に相互の差異がわかりやすいなどのメリットがある。図4(a)は、映像取得部30で取得された検査中の車両の画像または映像の上に、音源位置の音圧のヒートマップを等高線のみとして重畳した合成映像または合成画像である。図4(b)は、映像取得部30で取得された検査中の車両の画像または映像の上に、空気状態計測部40(赤外線カメラ)で取得したデータから生成した空気状態(温度)のヒートマップを重畳した合成映像または合成画像である。 The second display example shown in Figure 4 is a method in which Figure 4(a) and Figure 4(b) are not displayed constantly, but are alternately displayed over time. This display has the advantage that the display for each measurement quantity is organized and the differences between them are easily seen the moment the display is switched. Figure 4(a) is a composite video or image in which a heat map of sound pressure at the sound source position is superimposed as contour lines only on an image or video of the vehicle under inspection acquired by the video acquisition unit 30. Figure 4(b) is a composite video or image in which a heat map of air conditions (temperature) generated from data acquired by the air condition measurement unit 40 (infrared camera) is superimposed on an image or video of the vehicle under inspection acquired by the video acquisition unit 30.

図5に示す第3表示例は、音源の等高線表示の時間的変化をスペクトログラムとして表示し、音の周波数特性と音圧の変化がわかるようにしている。 The third display example shown in Figure 5 displays the time-varying contour line representation of the sound source as a spectrogram, allowing you to see the changes in the sound's frequency characteristics and sound pressure.

スペクトログラムは、時間を含む三次元データであり、ここでは一般的な形式に準じて、横軸が時間を表し、縦軸が周波数を表す。全体の時間長は、例えば20秒である、周波数は、例えば1000Hz付近までが含まれる。 A spectrogram is three-dimensional data that includes time, and here, following the general format, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents frequency. The total time length is, for example, 20 seconds, and frequencies up to around 1000 Hz are included.

そして、各点の明るさ及び色によって、ある時点のある周波数のパワー(dBA)(あるいは音圧ないし振幅)が表されている。添付した図面は、白黒画像となっているが、実際のスペクトログラム表示では、例えば、高いパワーは赤色で、中程度のパワーは黄緑色で、低いパワーは青色で、それぞれ色分けされているとともに、それぞれの色の中で明るさが変化することでパワーが示されている。 The brightness and color of each point represent the power (dBA) (or sound pressure or amplitude) of a certain frequency at a certain point in time. The attached image is a black and white image, but in an actual spectrogram display, for example, high power is color-coded in red, medium power in yellow-green, and low power in blue, and power is indicated by changes in brightness within each color.

図5(a)は、映像取得部30で取得された検査中の車両の画像または映像の上に、音源位置の音圧のヒートマップを等高線のみとして重畳し、音源の等高線表示の時間的変化を示すスペクトログラムを重畳し、空気状態計測部40(赤外線カメラ)で取得したデータから生成した空気状態(温度)のヒートマップを重畳した合成映像または合成画像である。 Figure 5(a) shows a composite video or image in which a heat map of sound pressure at the sound source position is superimposed as contour lines only, a spectrogram showing the change in the contour line display of the sound source over time, and a heat map of air conditions (temperature) generated from data acquired by the air condition measurement unit 40 (infrared camera) are superimposed on an image or video of a vehicle under inspection acquired by the video acquisition unit 30.

図5(b)は、音源の等高線表示の時間的変化を示すスペクトログラムを拡大して示したものである。 Figure 5(b) shows an enlarged spectrogram showing the temporal change in the contour representation of the sound source.

第1~第3表示例のような表示は、表示制御部80により、適切なタイミングで、適切な時間長で、適切な表示条件(明るさ、色合いなど)となるよう制御される。 Displays such as those in the first to third display examples are controlled by the display control unit 80 to be displayed at the appropriate timing, for the appropriate length of time, and under the appropriate display conditions (brightness, color, etc.).

第2表示例では、音源と温度の表示を時間的にサイクリックで表示させている。これにより第2表示例は、音源と温度の違いがわかりやすくなり、併記表示のような2つの表示の見比べを簡単に行える。 In the second display example, the sound source and temperature are displayed cyclically over time. This makes it easier to see the difference between the sound source and the temperature, and makes it easier to compare the two displays, such as when they are displayed side by side.

そして、このような方法で処理された表示は、表示部90の液晶ディスプレイや有機ELなどの表示装置で、検査の作業者や管理者などの関係者に対して測定結果として提示される。なお、スピーカなどの音提示装置などを用いて、音源モニタリングの結果を音や音声で、検査の作業者や管理者などの関係者に対して測定結果として提示してもよい。 The display processed in this manner is then presented as the measurement results to the test operator, manager, and other relevant parties on a display device such as an LCD or organic EL display on the display unit 90. The sound source monitoring results may also be presented as sound or audio to the test operator, manager, and other relevant parties as the measurement results using an audio presentation device such as a speaker.

また、音源モニタリングの結果を映像もしくは画像で視覚的に表示するとともに、音源モニタリングの結果を音や音声で案内し、視覚的及び聴覚的に、検査の作業者や管理者などの関係者に対して測定結果として提示してもよい。 In addition, the results of sound source monitoring may be visually displayed using video or images, and the results of sound source monitoring may be announced using sound or audio, so that the measurement results can be presented visually and audibly to relevant parties such as inspection workers and managers.

音源モニタリングは、このような処理を実施した後に、音源モニタリングを停止する停止ボタンのような操作が無い限り、継続するようになっており、継続する場合は再度、上記のプロセスのように音データを収集し、音源モニタリングを行う。終了する場合は、表示部90に、終了の表示を提示する。表示と合わせて終了のブザーや音声などで案内を出してもよい。 After performing this process, sound source monitoring continues unless an operation such as a stop button is pressed to stop sound source monitoring. If sound source monitoring continues, sound data is collected again as per the above process, and sound source monitoring is performed. If sound source monitoring is to be terminated, an end message is displayed on the display unit 90. Along with the display, an end message may also be announced by a buzzer or voice.

以上説明してきたように、上述した第1実施例においては、音取得部10で検査中の車両から生じる音を取得して電気信号に変換し、音源位置推定部20でこの電気信号から音源位置を算出し、空気状態計測部40で検査中の車両及び音取得部10から検査中の車両までの空間の空気状態を計測し、音場状態推定部50で空気状態から空間の音場状態を推定し、音源位置補正部60で音場状態から音源位置のずれを算出して当該音源位置を補正している。そのため、第1実施例の音源検出装置は、音を伝搬する媒体の状態を反映することで、音源位置を従来方法よりも正確に推定することができる。 As explained above, in the first embodiment described above, the sound acquisition unit 10 acquires sound generated from the vehicle under inspection and converts it into an electrical signal, the sound source position estimation unit 20 calculates the sound source position from this electrical signal, the air condition measurement unit 40 measures the air condition of the vehicle under inspection and the space from the sound acquisition unit 10 to the vehicle under inspection, the sound field condition estimation unit 50 estimates the sound field condition of the space from the air condition, and the sound source position correction unit 60 calculates the deviation of the sound source position from the sound field condition and corrects the sound source position. Therefore, the sound source detection device of the first embodiment can estimate the sound source position more accurately than conventional methods by reflecting the state of the medium through which the sound propagates.

上述した第1実施例においては、音取得部10から検査中の車両までの空間の空気の物理量をパラメータとした算出式を用いて算出した音源位置からの音の伝搬速度を利用して空間の音場状態を推定する。そのため、第1実施例の音源検出装置は、計算負荷が低く高速・短時間に、音の媒体である空気の状態の計測、推定を行うことができる。 In the first embodiment described above, the sound field state of the space is estimated using the sound propagation speed from the sound source position calculated using a calculation formula with parameters being the physical quantities of the air in the space from the sound acquisition unit 10 to the vehicle under inspection. Therefore, the sound source detection device of the first embodiment can measure and estimate the state of the air, which is the medium of sound, quickly and in a short time with a low calculation load.

上述した第1実施例においては、映像取得部30で検査中の車両の映像を取得し、合成画像生成部70で補正された音源位置に基づいて生成された音圧のヒートマップを検査中の車両の映像または画像に重畳して合成映像または合成画像を生成し、表示部90の画面に合成映像または合成画像を表示している。そのため、第1実施例の音源検出装置は、正確に推定した音源位置を分かりやすく表示できる。 In the first embodiment described above, the image acquisition unit 30 acquires an image of the vehicle under inspection, and the composite image generation unit 70 superimposes a heat map of sound pressure generated based on the corrected sound source position onto the image or video of the vehicle under inspection to generate a composite image or video, which is then displayed on the screen of the display unit 90. As a result, the sound source detection device of the first embodiment can clearly display the accurately estimated sound source position.

上述した第1実施例においては、音取得部10から検査中の車両までの空間の空気状態の情報を取得して生成した空気状態のヒートマップを検査中の車両の映像または画像に重畳して合成映像または合成画像を生成し、表示制御部80でこの合成映像または合成画像内の音圧のヒートマップと空気状態のヒートマップとが視認し易くなるように処理し、表示部90の画面に表示している。そのため、第1実施例の音源検出装置は、正確に推定した音源位置を分かりやすく表示できるとともに、音源位置を補正した要因についても分かりやすく表示させることができる。 In the first embodiment described above, a heat map of air conditions generated by acquiring information on the air conditions in the space from the sound acquisition unit 10 to the vehicle under inspection is superimposed on a video or image of the vehicle under inspection to generate a composite video or image, and the display control unit 80 processes the sound pressure heat map and air condition heat map in this composite video or image so that they are easy to see, and displays them on the screen of the display unit 90. Therefore, the sound source detection device of the first embodiment can clearly display the accurately estimated sound source position, as well as the factors that corrected the sound source position.

上述した第1実施例においては、音取得部10から検査中の車両までの空間の空気状態を非接触で計測している。そのため、第1実施例の音源検出装置は、安価で簡便に音の媒体の温度状態の計測、推定を行うことができる。 In the first embodiment described above, the air condition in the space from the sound acquisition unit 10 to the vehicle under inspection is measured in a non-contact manner. Therefore, the sound source detection device of the first embodiment can inexpensively and easily measure and estimate the temperature condition of the sound medium.

上述した第1実施例においては、空間の温度分布に基づいて、音源位置及び音圧のヒートマップの表示を補正している。そのため、第1実施例の音源検出装置は、簡便で高精度に音源位置を推定し、分かりやすく表示することができる。 In the first embodiment described above, the display of the heat map of sound source position and sound pressure is corrected based on the temperature distribution in the space. As a result, the sound source detection device of the first embodiment can easily estimate the sound source position with high accuracy and display it in an easy-to-understand manner.

上述した第1実施例においては、空間の温度が高くなるほど、音源位置が遠くなるように補正するとともに、取得した音圧を小さくなるよう補正して音圧のヒートマップの表示を補正してもよい。この場合、音源検出装置は、簡便で高精度に音源位置を推定し、分かりやすく表示することが可能となる。 In the first embodiment described above, the higher the temperature in the space, the farther the sound source position is corrected, and the acquired sound pressure may be corrected to decrease, correcting the display of the sound pressure heat map. In this case, the sound source detection device can easily and accurately estimate the sound source position and display it in an easy-to-understand manner.

上述した第1実施例において、音源位置からの音の伝搬速度は、音源位置の温度が高くなるほど速くなるよう補正してもよい。この場合、音源検出装置は、には、簡便で高精度に音源位置を推定し、分かりやすく表示することが可能となる。 In the first embodiment described above, the propagation speed of sound from the sound source position may be corrected so that it increases as the temperature at the sound source position increases. In this case, the sound source detection device can easily and accurately estimate the sound source position and display it in an easy-to-understand manner.

上述した第1実施例において、検査中の車両の映像または画像(合成映像または合成画像)は、液晶ディスプレイ等の視覚的表示装置に表示される。現場の状態や被情報提供者の特性などに応じて、適切なモーダルで分かりやすく情報を提示することができる。そのため、第1実施例の音源検出装置は、現場の状態や被情報提供者の特性などに応じて、適切なモーダルで分かりやすく情報を提示することができる。 In the first embodiment described above, a video or image (composite video or composite image) of the vehicle under inspection is displayed on a visual display device such as an LCD display. Information can be presented in an easy-to-understand manner in an appropriate modal depending on the situation at the site, the characteristics of the informant, etc. Therefore, the sound source detection device of the first embodiment can present information in an easy-to-understand manner in an appropriate modal depending on the situation at the site, the characteristics of the informant, etc.

上述した第1実施例の第2表示例においては、補正された音源位置に基づいて生成された音圧のヒートマップを検査中の車両の映像または画像に重畳した第1合成映像または第1合成画像を生成し、音取得部10から検査中の車両までの空間の空気状態の情報を取得して生成した空気状態のヒートマップを検査中の車両の映像または画像に重畳した第2合成映像または第2合成画像を生成し、第1合成映像または第1合成画像と第2合成映像または第2合成画像とを交互に一定時間ずつ表示している。そのため、第1実施例の第2表示例においては、表示内容を無理やり変更して1つの合成画像を生成する必要がなくなるとともに、切り替えた瞬間に計測対象に対しての空間的差異が明確になり、分かりやすく情報を提示することができる。 In the second display example of the first embodiment described above, a first composite video or first composite image is generated by superimposing a heat map of sound pressure generated based on the corrected sound source position on a video or image of the vehicle under inspection, and a second composite video or second composite image is generated by superimposing a heat map of air conditions generated by acquiring information on the air conditions in the space from the sound acquisition unit 10 to the vehicle under inspection on a video or image of the vehicle under inspection, and the first composite video or first composite image and the second composite video or second composite image are displayed alternately for a fixed period of time. Therefore, in the second display example of the first embodiment, there is no need to forcibly change the display content to generate a single composite image, and the spatial differences in relation to the measurement target become clear the moment the switch is made, allowing information to be presented in an easy-to-understand manner.

上述した第1実施例の第1表示例及び第3表示例においては、補正された音源位置に基づいて生成された音圧のヒートマップと音取得部10から検査中の車両までの空間の空気状態の情報を取得して生成した空気状態のヒートマップとを検査中の車両の映像または画像に並列に重畳して表示している。そのため、第1実施例の第1表示例及び第3表示例においては、分かりやすく情報を提示することができる。 In the first and third display examples of the first embodiment described above, a heat map of sound pressure generated based on the corrected sound source position and a heat map of air conditions generated by acquiring information on the air conditions in the space from the sound acquisition unit 10 to the vehicle under inspection are displayed superimposed in parallel on a video or image of the vehicle under inspection. Therefore, in the first and third display examples of the first embodiment, information can be presented in an easy-to-understand manner.

上述した第1実施例においては、補正された音源位置に基づいて生成された音圧のヒートマップを色づけせず等高線のみの表記としている。そのため、第1実施例においては、異なる項目(音源位置の音圧と、音取得部10と検査中の車両との間の空間の空気状態)をそれぞれヒートマップで表示しても、それを見た人が混乱せずに容易に識別することが可能となる。 In the first embodiment described above, the heat map of sound pressure generated based on the corrected sound source position is not colored but is represented only by contour lines. Therefore, in the first embodiment, even if different items (sound pressure at the sound source position and the air condition in the space between the sound acquisition unit 10 and the vehicle under inspection) are each displayed on a heat map, viewers can easily distinguish between them without becoming confused.

また、上述した第1実施例において、音源位置を算出する際に、検査中の車両から生じる音の位相を利用するようにしてもよい。 Furthermore, in the first embodiment described above, the phase of the sound generated by the vehicle under inspection may be used when calculating the sound source position.

以下、本発明の他の実施例について説明する。なお、上述した第1実施例と同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Another embodiment of the present invention will now be described. Note that the same components as those in the first embodiment described above will be assigned the same reference numerals, and redundant explanations will be omitted.

図6~図7を用いて本発明の第2実施例の音源検出装置について説明する。図6は、第2実施例の音源検出装置の機能ブロック図を示している。図7は、第2実施例の音源検出装置における処理の流れを示すフローチャートである。 A sound source detection device according to a second embodiment of the present invention will be described using Figures 6 and 7. Figure 6 shows a functional block diagram of the sound source detection device according to the second embodiment. Figure 7 is a flowchart showing the processing flow in the sound source detection device according to the second embodiment.

第2実施例の音源検出装置は、上述した第1実施例の音源検出装置と略同一構成となっているが、空気状態計測部41が、赤外線カメラではなく、超音波を用いた風向風力計(超音波風向風速計)となっている。 The sound source detection device of the second embodiment has substantially the same configuration as the sound source detection device of the first embodiment described above, but the air condition measurement unit 41 is an ultrasonic aerometer (ultrasonic anemometer) rather than an infrared camera.

第2実施例において、空気状態計測部41は、検査中の車両から音取得部10までの空間にある音の媒体となる空気の状態を計測するものである。換言すると、空気状態計測部41は、検査中の車両からの音に影響する空間状態を計測する。 In the second embodiment, the air condition measuring unit 41 measures the state of the air that serves as the medium for sound in the space from the vehicle under inspection to the sound acquisition unit 10. In other words, the air condition measuring unit 41 measures the spatial state that affects the sound from the vehicle under inspection.

第2実施例の空気状態計測部41は、非接触で検査中の車両から音取得部10までの空間及び検査中の車両の周囲の空間における空気流の風向き、風速を計測する。なお、空気状態計測部41は、空気流の状態を計測できるものであれば、超音波風向風速計以外の計測手段を用いてもよい。 The air condition measuring unit 41 of the second embodiment non-contactly measures the wind direction and wind speed of the airflow in the space from the vehicle under inspection to the sound acquisition unit 10 and in the space around the vehicle under inspection. Note that the air condition measuring unit 41 may use measuring means other than an ultrasonic anemometer as long as it can measure the state of the airflow.

第2実施例において、音場状態推定部50は、空気状態計測部41が超音波風向風速計の場合、風速の大きさFと、風向きFx、Fy、Fzを用いて音速と音の移動方向及び移動量を推定し、音源位置から音取得部10の各マイクロフォンに到達する音の時間のずれΔttを算出する。音速Cは、風速ゼロの場合の音速をC0、風速をFとすれば、式3のように表せる。C=C0+F…(3)。風速を表すFは、音の進行方向と同じ場合は正の値となり、音の進行方向と逆の場合は負の値となる。また、風向きの影響は、三次元空間のベクトルの向きと大きさで、風速同様に音の進行方向への影響を算出することができる。 In the second embodiment, when the air condition measuring unit 41 is an ultrasonic anemometer, the sound field state estimating unit 50 estimates the sound speed and the direction and amount of sound movement using the wind speed magnitude F and wind directions Fx, Fy, and Fz, and calculates the time delay Δtt between the sound arriving at each microphone of the sound acquiring unit 10 from the sound source position. The sound speed C can be expressed as in Equation 3, where C0 is the speed of sound when the wind speed is zero, and F is the wind speed: C = C0 + F... (3). F, which represents the wind speed, is a positive value when it is in the same direction as the sound's traveling direction, and a negative value when it is opposite the sound's traveling direction. Furthermore, the influence of wind direction on the sound's traveling direction can be calculated in the same way as wind speed, using the direction and magnitude of a vector in three-dimensional space.

第2実施例において、音源位置補正部60は、音場状態推定部50で取得した音場状態に基づいて、音源位置推定部20で算出された音源位置を補正する。 In the second embodiment, the sound source position correction unit 60 corrects the sound source position calculated by the sound source position estimation unit 20 based on the sound field state acquired by the sound field state estimation unit 50.

第2実施例において、合成画像生成部70は、音源位置補正部60で得られた音源位置に音圧をパラメータにしたサーモグラフィーのようなヒートマップを生成し、映像取得部30で得られた画像または映像の上に、半透明などの処理をして重畳する。つまり、合成画像生成部70は、映像取得部30で取得された検査中の車両の画像または映像の上に、音源位置補正部60で算出した結果を用いて、音源位置の音圧のヒートマップとして音源位置の表示を半透明にして重畳表示した画像または映像を生成する。 In the second embodiment, the synthetic image generation unit 70 generates a thermographic-like heat map with sound pressure as a parameter for the sound source position obtained by the sound source position correction unit 60, and superimposes it on the image or video obtained by the video acquisition unit 30 by applying processing such as semi-transparency. In other words, the synthetic image generation unit 70 uses the results calculated by the sound source position correction unit 60 to generate an image or video in which the sound source position is displayed semi-transparently as a heat map of sound pressure at the sound source position and is superimposed on the image or video of the vehicle under inspection obtained by the video acquisition unit 30.

また、第2実施例において、合成画像生成部70は、空気状態計測部41である超音波計測計で計測した空気流の情報から検査中の車両周辺の各点における空気流の風向き、風速を矢印の向きと長さで表し、映像取得部30で取得された検査中の車両の画像または映像の上に重畳表示して画像または映像を生成する。 In addition, in the second embodiment, the composite image generation unit 70 uses information about the airflow measured by the ultrasonic measuring instrument, which is the air condition measurement unit 41, to represent the wind direction and speed of the airflow at each point around the vehicle under inspection using arrow directions and lengths, and generates an image or video by superimposing this on the image or video of the vehicle under inspection acquired by the video acquisition unit 30.

図7を用い、第2実施例の音源検出装置における処理の流れを説明する。 The processing flow of the sound source detection device of the second embodiment will be explained using Figure 7.

ステップS21では、音取得部10のマイクロフォンによってフリーローラ上を試走している検査中の車両から生じる音を集音し、音データとして取得する。 In step S21, the microphone in the sound acquisition unit 10 collects sounds generated by the vehicle under test as it runs on the free rollers, and acquires the sounds as sound data.

ステップS22では、取得した音データを用いて音源位置を推定する(音源位置推定部20)。 In step S22, the sound source position is estimated using the acquired sound data (sound source position estimation unit 20).

ステップS23では、超音波風向風速計の計測結果を取得する。 In step S23, the measurement results of the ultrasonic anemometer are obtained.

ステップS24では、空間の音場状態を推定する(音場状態推定部50)。 In step S24, the sound field state of the space is estimated (sound field state estimation unit 50).

ステップS25では、ステップS22で推定した音源位置を、空間の音場状態に応じて補正する(音源位置補正部60)。 In step S25, the sound source position estimated in step S22 is corrected according to the sound field state of the space (sound source position correction unit 60).

ステップS26では、ステップS25で補正した音源位置にステップS25で補正した音圧をパラメータにしたサーモグラフィーのようなヒートマップを生成し、映像取得部30で得られた画像または映像の上に、半透明などの処理をして重畳する(第1合成画像または第1合成映像)。また、ステップS26では、ステップS23で取得したデータ(超音波風向風速計で計測した空気流の風向き、風速)をピクトグラム化して映像取得部30で取得された検査中の車両の画像または映像の上に、半透明にして重畳する(第2合成画像または第2合成映像)。 In step S26, a thermographic-like heat map is generated using the sound pressure corrected in step S25 as a parameter for the sound source position corrected in step S25, and the heat map is superimposed on the image or video acquired by the video acquisition unit 30 after processing such as making it semi-transparent (first composite image or first composite video). Also in step S26, the data acquired in step S23 (wind direction and wind speed of airflow measured by the ultrasonic anemometer) is converted into a pictogram and superimposed semi-transparently on the image or video of the vehicle under inspection acquired by the video acquisition unit 30 (second composite image or second composite video).

ステップS27では、ステップS26で生成した第1合成画像または第1合成映像と、ステップS26で生成した第2合成画像または第2合成映像と、が交互に表示部90に表示されるように処理を行う。 In step S27, processing is performed so that the first composite image or first composite video generated in step S26 and the second composite image or second composite video generated in step S26 are alternately displayed on the display unit 90.

ステップS28では、表示部90での表示を停止する判断がなされたか否かを判定する。表示部90での表示を停止するとの判断がなされた場合は、今回のルーチンを終了する。表示部90での表示を停止するとの判断がなされていない場合は、ステップS21に進む。 In step S28, it is determined whether a decision has been made to stop the display on the display unit 90. If a decision has been made to stop the display on the display unit 90, the current routine is terminated. If a decision has not been made to stop the display on the display unit 90, the process proceeds to step S21.

このような第2実施例の音源検出装置は、上述した第1実施例の音源検出装置と略同様の作用効果を奏することができる。 The sound source detection device of this second embodiment can achieve substantially the same effects as the sound source detection device of the first embodiment described above.

また、上述した第2実施例においては、空間の空気流の風向き、風速に基づいて、音源位置及び音圧のヒートマップの表示を補正している。そのため、第1実施例の音源検出装置は、簡便で高精度に音源位置を推定し、分かりやすく表示することができる。 Furthermore, in the second embodiment described above, the display of the sound source position and sound pressure heat map is corrected based on the wind direction and wind speed of the airflow in the space. As a result, the sound source detection device of the first embodiment can easily estimate the sound source position with high accuracy and display it in an easy-to-understand manner.

図8~図9を用いて本発明の第3実施例の音源検出装置について説明する。図8は、第3実施例の音源検出装置の機能ブロック図を示している。図9は、第3実施例の音源検出装置における処理の流れを示すフローチャートである。 A sound source detection device according to a third embodiment of the present invention will be described using Figures 8 and 9. Figure 8 shows a functional block diagram of the sound source detection device according to the third embodiment. Figure 9 is a flowchart showing the processing flow in the sound source detection device according to the third embodiment.

第3実施例の音源検出装置は、上述した第1実施例の音源検出装置と略同一構成となっているが、赤外線カメラである空気状態計測部40に加え、超音波風向風速計である空気状態計測部41を有している。 The sound source detection device of the third embodiment has substantially the same configuration as the sound source detection device of the first embodiment described above, but in addition to the air condition measurement unit 40, which is an infrared camera, it has an air condition measurement unit 41, which is an ultrasonic anemometer.

つまり、第3実施例の音源検出装置は、検査中の車両からの音に影響する空間状態として、温度と空気流を計測している。 In other words, the sound source detection device of the third embodiment measures temperature and air flow as spatial conditions that affect the sound from the vehicle under inspection.

また、第3実施例の音源検出装置は、車両状態取得部100を有し、検査中の車両の状態を合わせて表示可能となっている。 In addition, the sound source detection device of the third embodiment has a vehicle condition acquisition unit 100, which can also display the condition of the vehicle being inspected.

さらに、第3実施例の音源検出装置は、異音判定部110を有し、計測した音源の音が正常音であるか異常音であるかの音の正常/異常判定を実施してその結果を合わせて表示可能となっている。 Furthermore, the sound source detection device of the third embodiment has an abnormal sound determination unit 110, which determines whether the sound of the measured sound source is normal or abnormal, and can display the results.

第3実施例において、音場状態推定部50は、空気状態計測部40で計測した温度と空気状態計測部41で計測した空気流の状態とを考慮して、音源位置から音取得部10の各マイクロフォンに到達する音の時間のずれΔttを算出する。 In the third embodiment, the sound field state estimation unit 50 calculates the time lag Δtt between the sound arriving at each microphone of the sound acquisition unit 10 from the sound source position, taking into account the temperature measured by the air state measurement unit 40 and the state of the air flow measured by the air state measurement unit 41.

第3実施例において、音源位置補正部60は、音場状態推定部50で取得した音場状態に基づいて、すなわち温度と空気流に基づいて音源位置推定部20で算出された音源位置を補正する。 In the third embodiment, the sound source position correction unit 60 corrects the sound source position calculated by the sound source position estimation unit 20 based on the sound field state acquired by the sound field state estimation unit 50, i.e., based on temperature and airflow.

車両状態取得部100は、音取得部10で計測された音が検査中の車両がどのような状態であるかを関連づけるための情報を取得する。車両状態取得部100は、たとえば、検査中の車両の車速、車両に搭載された内燃機関の機関回転数、検査中の車両のアクセル開度、検査中の車両のブレーキペダルの踏み込み量、検査中の車両の操舵角、検査中の車両の加速度、検査中の車両のシフトポジション等を取得する。 The vehicle state acquisition unit 100 acquires information for correlating the sound measured by the sound acquisition unit 10 with the state of the vehicle being inspected. The vehicle state acquisition unit 100 acquires, for example, the vehicle speed of the vehicle being inspected, the engine speed of the internal combustion engine installed in the vehicle, the accelerator opening of the vehicle being inspected, the amount of depression of the brake pedal of the vehicle being inspected, the steering angle of the vehicle being inspected, the acceleration of the vehicle being inspected, and the shift position of the vehicle being inspected.

車両状態取得部100で取得される車両状態の情報は、上述したものに限定されるものではなく、検査中の車両の搭載された内燃機関の冷却水温度や、検査中の車両の空調システム(エアコンディショナー)の稼働状態や設定温度、検査中の車両の乗員数等、検査中の車両に関わるものであればよい。 The vehicle status information acquired by the vehicle status acquisition unit 100 is not limited to the information described above, but may include any information related to the vehicle being inspected, such as the coolant temperature of the internal combustion engine installed in the vehicle being inspected, the operating status and set temperature of the air conditioning system (air conditioner) of the vehicle being inspected, and the number of occupants in the vehicle being inspected.

異音判定部110は、音源位置補正部60で補正された音源からの音が通常の音であるか否かを判定する。異音判定部110は、例えば、機械学習の手法の一つである教師なし学習の機械学習モデルでモデル化された異音判定アルゴリズムである。教師なし学習の機械学習モデルとしては、例えば正常データのみで異常データは未学習の教師なし学習の機械学習モデルを適用可能である。 The abnormal sound detection unit 110 determines whether the sound from the sound source corrected by the sound source position correction unit 60 is a normal sound. The abnormal sound detection unit 110 is, for example, an abnormal sound detection algorithm modeled using an unsupervised learning machine learning model, which is one type of machine learning method. As an unsupervised learning machine learning model, for example, an unsupervised learning model that only learns normal data and does not learn abnormal data can be applied.

なお、異音判定部110は、例えば、正常と異常の音データを両方学習して判定する教師あり学習の機械学習モデルを用いることも可能である。 The abnormal sound detection unit 110 can also use, for example, a supervised learning machine learning model that learns and detects both normal and abnormal sound data.

また、異音判定部110は、機械学習に限定されるものではなく、音の物理量である音圧や周波数特性、音の時間変調などに閾値を設けて異常/正常を判定するようにしてもよいし、品質工学で使われるMT法などを用いて異常/正常を判定するようにしてもよい。 Furthermore, the abnormal sound detection unit 110 is not limited to machine learning, but may determine whether something is normal or abnormal by setting thresholds for the physical quantities of sound, such as sound pressure, frequency characteristics, and time modulation of sound, or may determine whether something is normal or abnormal using the MT method used in quality engineering.

第3実施例において、合成画像生成部70は、音源位置補正部60で得られた音源位置に音圧をパラメータにしたサーモグラフィーのようなヒートマップを生成し、映像取得部30で得られた画像または映像の上に、半透明などの処理をして重畳する。つまり、合成画像生成部70は、映像取得部30で取得された検査中の車両の画像または映像の上に、音源位置補正部60で算出した結果を用いて、音源位置の音圧のヒートマップとして音源位置の表示を半透明にして重畳表示した画像または映像を生成する。 In the third embodiment, the synthetic image generation unit 70 generates a thermographic-like heat map with sound pressure as a parameter for the sound source position obtained by the sound source position correction unit 60, and superimposes it on the image or video obtained by the video acquisition unit 30 by applying processing such as semi-transparency. In other words, the synthetic image generation unit 70 uses the results calculated by the sound source position correction unit 60 to generate an image or video in which the sound source position is displayed semi-transparently as a heat map of sound pressure at the sound source position and is superimposed on the image or video of the vehicle under inspection obtained by the video acquisition unit 30.

また、第3実施例において、合成画像生成部70は、空気状態計測部40である赤外線カメラで形成した温度情報と、空気状態計測部41である超音波計測計で計測した空気流の情報と、を用いて検査中の車両周辺の各点における温度を色で表し、空気流の風向き、風速を矢印の向きと長さで表し、映像取得部30で取得された検査中の車両の画像または映像の上に重畳表示して画像または映像を生成する。 In addition, in the third embodiment, the composite image generation unit 70 uses temperature information generated by the infrared camera, which is the air condition measurement unit 40, and air flow information measured by the ultrasonic measurement device, which is the air condition measurement unit 41, to display the temperature at each point around the vehicle under inspection using color, and the wind direction and speed of the air flow using the direction and length of arrows, and generates an image or video by superimposing this on the image or video of the vehicle under inspection acquired by the video acquisition unit 30.

さらに、第3実施例において、合成画像生成部70は、異音判定の結果や検査中の車両状態を、音源の音圧のヒートマップ、温度情報、空気量情報が検査中の車両の画像または映像の上に重畳表示された画像または映像に重畳表示する。 Furthermore, in the third embodiment, the composite image generation unit 70 superimposes the results of the abnormal noise determination and the condition of the vehicle under inspection onto an image or video in which a heat map of the sound pressure of the sound source, temperature information, and air volume information are superimposed on an image or video of the vehicle under inspection.

図9を用い、第3実施例の音源検出装置における処理の流れを説明する。 The processing flow of the sound source detection device of the third embodiment will be explained using Figure 9.

ステップS31では、音取得部10のマイクロフォンによってフリーローラ上を試走している検査中の車両から生じる音を集音し、音データとして取得する。 In step S31, the microphone in the sound acquisition unit 10 collects sounds generated by the vehicle under test as it runs on the free rollers, and acquires them as sound data.

ステップS32では、取得した音データを用いて音源位置を推定する(音源位置推定部20)。 In step S32, the sound source position is estimated using the acquired sound data (sound source position estimation unit 20).

ステップS33では、赤外線カメラの画像または映像を取得する。 In step S33, an image or video is acquired from the infrared camera.

ステップS34では、超音波風向風速計の計測結果を取得する。 In step S34, the measurement results of the ultrasonic anemometer are obtained.

ステップS35では、空間の音場状態を推定する(音場状態推定部50)。 In step S35, the sound field state of the space is estimated (sound field state estimation unit 50).

ステップS36では、ステップS22で推定した音源位置を、空間の音場状態に応じて補正する(音源位置補正部60)。 In step S36, the sound source position estimated in step S22 is corrected according to the sound field state of the space (sound source position correction unit 60).

ステップS37では、ステップS36で補正した音源位置にステップS36で補正した音圧をパラメータにしたサーモグラフィーのようなヒートマップを生成し、映像取得部30で得られた画像または映像の上に、半透明などの処理をして重畳する(第1合成画像または第1合成映像)。また、ステップS37では、ステップS34で取得したデータ(超音波風向風速計で計測した空気流の風向き、風速)をピクトグラム化して映像取得部30で取得された検査中の車両の画像または映像の上に、半透明にして重畳する(第2合成画像または第2合成映像)。 In step S37, a thermographic-like heat map is generated using the sound pressure corrected in step S36 as a parameter for the sound source position corrected in step S36, and the heat map is superimposed on the image or video acquired by the video acquisition unit 30 after processing such as making it semi-transparent (first composite image or first composite video). Also in step S37, the data acquired in step S34 (wind direction and wind speed of the airflow measured by the ultrasonic anemometer) is converted into a pictogram and superimposed semi-transparently on the image or video of the vehicle under inspection acquired by the video acquisition unit 30 (second composite image or second composite video).

ステップS38では、ステップS37で生成した第1合成画像または第1合成映像と、ステップS37で生成した第2合成画像または第2合成映像と、が交互に表示部90に表示されるように処理を行う。 In step S38, processing is performed so that the first composite image or first composite video generated in step S37 and the second composite image or second composite video generated in step S37 are alternately displayed on the display unit 90.

ステップS39では、表示部90での表示を停止する判断がなされたか否かを判定する。表示部90での表示を停止するとの判断がなされた場合は、今回のルーチンを終了する。表示部90での表示を停止するとの判断がなされていない場合は、ステップS31に進む。 In step S39, it is determined whether a decision has been made to stop the display on the display unit 90. If a decision has been made to stop the display on the display unit 90, the current routine is terminated. If a decision has not been made to stop the display on the display unit 90, the process proceeds to step S31.

上述した第3実施例における具体的な表示例を図10~図12に示す。添付した図10~図12は、白黒画像となっているが、実際の画像は、例えば高い温度は赤色で、中程度の温度は黄色で、低い温度は青色で、それぞれ色分けされているとともに、それぞれの色の中である明るさが変化することで温度が示される。 Specific display examples for the third embodiment described above are shown in Figures 10 to 12. The attached Figures 10 to 12 are black and white images, but in actual images, the temperatures are color-coded, with high temperatures being red, medium temperatures being yellow, and low temperatures being blue, for example, and the temperature is indicated by changes in brightness within each color.

図10に示す第4表示例は、映像取得部30で取得された検査中の車両の画像または映像の上に、音源位置の音圧のヒートマップと、各地点の温度をその色で表示した所定の図形である記号(円形)と、各地点の空気流の風向き(方向)と風速(大きさ)を表示した記号(矢印)と、を重畳した合成映像または合成画像である。 The fourth display example shown in Figure 10 is a composite video or image in which a heat map of sound pressure at the sound source location, predetermined graphic symbols (circles) that indicate the temperature at each point using their respective colors, and symbols (arrows) that indicate the wind direction (direction) and wind speed (magnitude) of the airflow at each point are superimposed on an image or video of the vehicle under inspection acquired by the video acquisition unit 30.

図10に示す第4表示例では、音源位置の音圧のヒートマップを等高線のみとしている。また、図10に示す第4表示例では、矢印の向きと長さで各地点の空気流の風向きと風速を表示している。すなわち、矢印の向きがその地点における空気流の風向きを示している。そして、矢印の長さがその地点の風速を示している。 In the fourth display example shown in Figure 10, the heat map of sound pressure at the sound source position is displayed as contour lines only. Also, in the fourth display example shown in Figure 10, the direction and length of the arrow indicate the wind direction and speed of the airflow at each point. That is, the direction of the arrow indicates the wind direction of the airflow at that point. And the length of the arrow indicates the wind speed at that point.

換言すると、図10に示す第4表示では、検査中の車両及び検査中の車両の周囲の複数地点毎に、温度を示す円形の記号と、当該円形の記号から突き出して空気流の方向(風向き)及び大きさ(風速)を示す矢印と、を生成し、上記円形の色でその地点の温度を表し、上記矢印の向きでその地点の空気流の方向(風向き)を表し、上記矢印の長さまたは太さでその地点の空気流の大きさ(風速)を表している。 In other words, the fourth display shown in Figure 10 generates a circular symbol indicating the temperature at each of multiple points on the vehicle under inspection and around the vehicle under inspection, and an arrow protruding from the circular symbol indicating the direction (wind direction) and magnitude (wind speed) of the air flow. The color of the circle represents the temperature at that point, the orientation of the arrow represents the direction (wind direction) of the air flow at that point, and the length or thickness of the arrow represents the magnitude (wind speed) of the air flow at that point.

なお、図10の表示は一例であり、各地点の風速を矢印の線の太さで表してもよい。また、温度及び空気流の表し方は、図10に限定されるものではなく、各地点の温度を円形以外の記号(例えば矩形)で表してもよいし、各地点の空気流を矢印以外の記号(例えば旗がひらめく線図)で表すようにしてもよい。 Note that the display in Figure 10 is just one example, and the wind speed at each point may be represented by the thickness of the arrow line. Furthermore, the way in which temperature and air flow are represented is not limited to Figure 10; the temperature at each point may be represented by a symbol other than a circle (for example, a rectangle), and the air flow at each point may be represented by a symbol other than an arrow (for example, a line diagram with a flag fluttering).

例えば、各地点の風速は、図10における矢印の色や円の大きさで表してもよい。また、各地点の温度は、温度を表す記号の色の濃さや線の太さ、線の数などで表すようにしてもよい。要するに、温度及び空気流の表し方は、それぞれの物理量が図形として表示されていればどのような方法でも構わない。 For example, the wind speed at each point may be represented by the color of the arrow or the size of the circle in Figure 10. Furthermore, the temperature at each point may be represented by the darkness of the color of the temperature symbol, the thickness of the line, or the number of lines. In short, temperature and air flow can be represented in any way as long as each physical quantity is displayed graphically.

図11に示す第5表示例は、上述した表示例1に異音判定の項目名と結果を文字で重畳表示したものである。 The fifth display example shown in Figure 11 is the first display example described above, with the item names and results of the abnormal noise detection superimposed in text.

図12に示す第6表示例は、上述した表示例1に異音判定の項目名と結果を文字で重畳表示するとともに、車両状態を時系列グラフで重畳表示したものである。 The sixth display example shown in Figure 12 is an example of display example 1 described above, with the names and results of the abnormal noise detection items superimposed in text, and the vehicle status superimposed in a time-series graph.

図12(a)は、上述した表示例1に異音判定の項目名と結果を文字で重畳表示するとともに、車両状態を時系列グラフで重畳表示した合成映像または合成画像である。図12(b)は、重畳表示された車両状態を示す時系列グラフを拡大して示したものである。 Figure 12(a) is a composite video or image in which the names and results of the abnormal noise detection items are superimposed in text on the display example 1 described above, and the vehicle status is superimposed on a time series graph. Figure 12(b) is an enlarged view of the superimposed time series graph showing the vehicle status.

このような第3実施例の音源検出装置は、上述した第1、第2実施例の音源検出装置と略同様の作用効果を奏することができる。 The sound source detection device of this third embodiment can achieve substantially the same effects as the sound source detection devices of the first and second embodiments described above.

また、上述した第3実施例においては、検査中の車両及び当該車両の周囲の複数地点毎に、温度を示す円形の記号と、当該円形の記号から突き出して空気流の方向(風向き)及び大きさ(風速)を示す矢印と、を生成し、上記円形の色でその地点の温度を表し、上記矢印の向きでその地点の空気流の方向を表し、上記矢印の長さまたは太さでその地点の空気流の大きさ(風速)を表し、上記円形と上記矢印とを検査中の車両の映像または画像に重畳して画面に表示している。そのため、第3実施例の音源検出装置は、合成画像生成部70において、音の媒体である空気の状態を分かりやすく表示することができる。 Furthermore, in the third embodiment described above, a circular symbol indicating temperature and an arrow protruding from the circular symbol indicating the direction (wind direction) and magnitude (wind speed) of airflow are generated for each of the vehicle under inspection and multiple points around the vehicle. The color of the circle represents the temperature at that point, the direction of the arrow represents the direction of the airflow at that point, and the length or thickness of the arrow represents the magnitude (wind speed) of the airflow at that point. The circle and arrow are superimposed on a video or image of the vehicle under inspection and displayed on the screen. Therefore, the sound source detection device of the third embodiment can clearly display the state of the air, which is the medium of sound, in the composite image generation unit 70.

上述した第3実施例においては、音源位置からの音の正常/異常を判定し、判定結果を検査中の車両の映像または画像に重畳している。そのため、第3実施例の音源検出装置は、異常な音を発生している箇所を高精度に検出し、分かりやすく表示することができる。 In the third embodiment described above, the sound from the sound source location is judged to be normal or abnormal, and the judgment result is superimposed on the video or image of the vehicle being inspected. As a result, the sound source detection device of the third embodiment can detect with high accuracy the location from which abnormal sounds are being generated and display it in an easy-to-understand manner.

上述した第3実施例においては、検査中の車両の状態に関する情報を検査中の車両の映像または画像に重畳している。そのため、第3実施例の音源検出装置は、車両状態に関連づけて異常な音を発生している箇所を高精度に検出できるとともに、それらを分かりやすく表示することができる。 In the third embodiment described above, information about the condition of the vehicle being inspected is superimposed on a video or image of the vehicle being inspected. As a result, the sound source detection device of the third embodiment can accurately detect areas where abnormal sounds are being generated in relation to the vehicle condition, and can display these in an easy-to-understand manner.

図13を用いて本発明の第4実施例の音源検出装置について説明する。図13は、第4実施例の音源検出装置のシステム構成の概略を示す説明図である。 The sound source detection device of the fourth embodiment of the present invention will be described using Figure 13. Figure 13 is an explanatory diagram showing an outline of the system configuration of the sound source detection device of the fourth embodiment.

第4実施例の音源検出装置は、上述した第1実施例の音源検出装置と略同一構成となっているが、音場計測の精度を確認するとともに計測機器のキャリブレーションを実施するために、発振器120と、スピーカ121a、121bと、LED122と、をさらに含んで構成されている。 The sound source detection device of the fourth embodiment has substantially the same configuration as the sound source detection device of the first embodiment described above, but further includes an oscillator 120, speakers 121a and 121b, and an LED 122 to confirm the accuracy of the sound field measurement and to calibrate the measurement equipment.

第4実施例の音源検出装置は、機器の精度確認と、機器のキャリブレーションを行うため、測定対象物側となる検査中の車両側に、基準となる音を発生させる。 The sound source detection device of the fourth embodiment generates a reference sound on the vehicle under inspection, which is the object to be measured, in order to check the accuracy of the device and to calibrate the device.

発振器120は、所定の周波数、音圧の音を生成するものであり、スピーカ121a及びスピーカ121bから音が出力できるようにアンプなどを兼ね備えていてもよい。 Oscillator 120 generates sound of a predetermined frequency and sound pressure, and may also include an amplifier so that sound can be output from speakers 121a and 121b.

スピーカ121a、121bは、機器の精度確認及び機器のキャリブレーションを行うために、測定対象物側となる検査中の車両側に設置され、基準となる音を発生する。第4実施例の音源検出装置は、2つのスピーカ121a、121bを有しているが、音源位置推定を行うことに対応するため、同時に複数地点から音が発生するように最低でも2台以上のスピーカを有する必要がある。なお、上下左右奥行の3軸方向を同時計測する場合には、基準となる音を発生するスピーカを6台以上設置すればよい。 Speakers 121a and 121b are installed on the vehicle under inspection (the object being measured) to confirm the accuracy and calibrate the equipment, and generate reference sounds. The sound source detection device of the fourth embodiment has two speakers 121a and 121b, but to support sound source position estimation, it is necessary to have at least two or more speakers so that sounds can be generated from multiple points simultaneously. Note that when simultaneously measuring in the three axial directions of up, down, left, right, and depth, six or more speakers that generate reference sounds should be installed.

LED(発光ダイオード)122は、スピーカからの音がどのような周波数、音圧であるかを映像取得部30と、赤外線カメラ(空気状態計測部40)の両方に記録できるものであり、発振器120の情報も合わせて収集して確認できるようにしている。LED122は、基準音源の物理特性に応じて強度や色を変化させる光源である。なお、第4実施例の音源検出装置は、LED122の代わりに明るさや色を変更可能な照明器具を利用してもよい。 The LED (light-emitting diode) 122 can record the frequency and sound pressure of the sound from the speaker in both the image acquisition unit 30 and the infrared camera (air condition measurement unit 40), and also collects and confirms information from the oscillator 120. The LED 122 is a light source that changes intensity and color according to the physical characteristics of the reference sound source. Note that the sound source detection device of the fourth embodiment may use a lighting fixture whose brightness and color can be changed instead of the LED 122.

第4実施例の音源検出装置におけるキャリブレーションは、音場に変化が生じないように、温度と空気流が制御されている無響室のようなブース内で行う。このような環境が準備できない場合は、周囲からの影響がないように吸音材の壁を立てて対応してもよい。 Calibration of the sound source detection device of the fourth embodiment is performed in a booth, such as an anechoic chamber, where the temperature and airflow are controlled to prevent changes in the sound field. If such an environment cannot be prepared, walls made of sound-absorbing material may be erected to prevent influence from the surrounding area.

スピーカ121a、121bは、発振器120から所定の周波数、音圧の信号が送られて所定時間長の音を発する。つまり、スピーカ121a、121bは、基準音を発する複数の基準音源である。 Speakers 121a and 121b receive a signal of a predetermined frequency and sound pressure from oscillator 120 and emit a sound for a predetermined duration. In other words, speakers 121a and 121b are multiple reference sound sources that emit reference sounds.

この音を音取得部10を構成するマイクロフォン10aとマイクロフォン10bで同時取得し、それぞれの時間ずれを計測して音源位置を推定し、スピーカ121aまたはスピーカ121bの位置に合致しているか否かを確認する。もし、位置ずれがある場合は、機器類の調整や、補正係数を追加して対応する。 This sound is simultaneously captured by microphone 10a and microphone 10b that make up sound capture unit 10, and the time difference between them is measured to estimate the sound source position, and it is confirmed whether it matches the position of speaker 121a or speaker 121b. If there is a positional misalignment, the problem is addressed by adjusting the equipment or adding a correction coefficient.

音の周波数によって計測機器類の特性は異なるため、上記計測は発振器120の周波数を変えながら行い、その都度調整をする。 Since the characteristics of measuring instruments vary depending on the frequency of the sound, the above measurements are performed while changing the frequency of oscillator 120, and adjustments are made each time.

音場計測の精度(性能)確認は、以上のようにキャリブレーションされたあとに、実際の計測環境で実施する。ここでは、赤外線カメラ(空気状態計測部40)を用いた場合を説明する。 After the calibration is completed as described above, the accuracy (performance) of the sound field measurement is confirmed in an actual measurement environment. Here, we will explain the case where an infrared camera (air condition measurement unit 40) is used.

キャリブレーションと同様に、発振器120で所定の周波数、音圧、時間長の音を生成し、スピーカ121a、121bから音を発生させる。 Similar to calibration, oscillator 120 generates sound of a specified frequency, sound pressure, and duration, and the sound is emitted from speakers 121a and 121b.

この音を、音取得部10のマイクロフォン10a、10bで計測するとともに、そのときの音場状態を計測するための赤外線カメラ(空気状態計測部40)で温度計測を行う。さらに、重畳表示するためのカメラ(映像取得部30)で撮影を行う。 This sound is measured by microphones 10a and 10b of the sound acquisition unit 10, and temperature is measured by an infrared camera (air condition measurement unit 40) to measure the sound field state at that time. Furthermore, an image is taken by a camera (image acquisition unit 30) for superimposed display.

映像に音の状態を視覚的に記録するため、LED122などの表示器を使って、周波数や音圧などを、LED122の色や明るさ、文字表示などでカメラ映像に写し込む。 In order to visually record the sound conditions on the video, indicators such as LED 122 are used to project frequency, sound pressure, etc. onto the camera image using the color and brightness of LED 122, text display, etc.

そして、上述した第1~第3実施例で得られるような実際に補正した音源位置と、スピーカの位置とを比較して音場計測の性能を確認する。 Then, the actual corrected sound source position obtained in the first to third examples described above is compared with the speaker position to confirm the performance of the sound field measurement.

このような第4実施例の音源検出装置は、上述した第1実施例の音源検出装置と略同様の作用効果を奏することができる。 The sound source detection device of this fourth embodiment can achieve substantially the same effects as the sound source detection device of the first embodiment described above.

上述した第4実施例においては、基準音を発する複数の基準音源と、基準音源の物理特性に応じて強度や色を変化させる光源と、を利用して音源位置の算出及び音源位置の補正を行う際のプロセスのキャリブレーションを行っている。そのため、第4実施例の音源検出装置は、基準音源の情報を取得することなく、音と映像だけで簡便に効率よく音場状態の計測、計測機器の性能評価、キャリブレーションを行うことができる。 In the fourth embodiment described above, the process of calculating and correcting the sound source position is calibrated using multiple reference sound sources that emit reference sounds and a light source that changes intensity and color depending on the physical properties of the reference sound source. Therefore, the sound source detection device of the fourth embodiment can simply and efficiently measure the sound field state, evaluate the performance of measuring equipment, and calibrate using only sound and video, without obtaining information about the reference sound source.

以上、本発明の具体的な実施例を説明してきたが、本発明は、上述した各実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。上述した各実施例は、音源検出方法及び音源検出装置に関するものである。 Specific embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible without departing from the spirit of the present invention. The above-described embodiments relate to sound source detection methods and sound source detection devices.

10…音取得部
10a…マイクロフォン
10b…マイクロフォン
20…音源位置推定部
30…映像取得部
40…空気状態計測部
41…空気状態計測部
50…音場状態推定部
60…音源位置補正部
70…合成画像生成部
80…表示制御部
90…表示部
100…車両状態取得部
110…異音判定部
120…発振器
121a…スピーカ
121b…スピーカ
122…LED
10...sound acquisition unit 10a...microphone 10b...microphone 20...sound source position estimation unit 30...image acquisition unit 40...air condition measurement unit 41...air condition measurement unit 50...sound field condition estimation unit 60...sound source position correction unit 70...synthetic image generation unit 80...display control unit 90...display unit 100...vehicle condition acquisition unit 110...abnormal sound determination unit 120...oscillator 121a...speaker 121b...speaker 122...LED

Claims (14)

計測対象物である自動車から生じる音を取得して電気信号に変換し、
この電気信号から音源位置を算出し、
上記計測対象物から生じる音を取得する位置から上記計測対象物までの空間の空気状態を計測し、
上記空気状態から上記空間の音場状態を推定し、
上記音場状態から上記音源位置のずれを算出して当該音源位置を補正する音源検出方法であって、
上記計測対象物の映像及び温度情報を取得し、
補正された音源位置に基づいて生成された音圧のヒートマップと上記計測対象物の温度のヒートマップとを当該計測対象物の映像に重畳して表示し、
音源位置の音圧のヒートマップは音圧の違いを等高線で表示し、
上記計測対象物の温度のヒートマップは温度の違いを色分けして表示することを特徴とする音源検出方法。
The sound generated by the vehicle, which is the object of measurement, is acquired and converted into an electrical signal.
The sound source position is calculated from this electrical signal,
measuring the air condition in the space from a position where sound generated from the measurement object is acquired to the measurement object;
Estimating the sound field state of the space from the air state;
A sound source detection method for calculating a deviation of the sound source position from the sound field state and correcting the sound source position,
Acquire the image and temperature information of the object to be measured,
a heat map of sound pressure generated based on the corrected sound source position and a heat map of temperature of the measurement object are superimposed on an image of the measurement object, and displayed;
The sound pressure heat map of the sound source position shows the difference in sound pressure with contour lines.
A sound source detection method characterized in that the heat map of the temperature of the measurement object is displayed in different colors to indicate differences in temperature .
空気の物理量をパラメータとした算出式を用いて算出した上記音源位置からの音の伝搬速度を利用して上記空間の音場状態を推定することを特徴とする請求項1に記載の音源検出方法。 The sound source detection method described in claim 1, characterized in that the sound field state of the space is estimated using the sound propagation velocity from the sound source position calculated using a calculation formula with air physical quantities as parameters. 上記計測対象物までの空間の空気状態の情報を取得して生成した空気状態のヒートマップを上記計測対象物の映像に重畳し、
上記計測対象物の映像に重畳した音圧のヒートマップと空気状態のヒートマップとが視認し易くなるように処理して表示することを特徴とする請求項に記載の音源検出方法。
superimposing a heat map of the air condition generated by acquiring information on the air condition in the space up to the measurement object onto an image of the measurement object;
The sound source detection method according to claim 1 , characterized in that the sound pressure heat map and the air condition heat map superimposed on the image of the measurement object are processed and displayed so as to be easily visible.
上記計測対象物から生じる音を取得する位置から上記計測対象物までの空間の空気状態を非接触で計測することを特徴とする請求項に記載の音源検出方法。 The sound source detection method according to claim 3 , wherein the air condition in the space from a position where the sound generated from the measurement object is acquired to the measurement object is measured in a non-contact manner. 上記空間の温度分布または空気流に基づいて、上記音源位置及び音圧のヒートマップの表示を補正する請求項のいずれかに記載の音源検出方法。 The sound source detection method according to any one of claims 1 to 4 , wherein the display of the heat map of the sound source position and sound pressure is corrected based on the temperature distribution or air flow in the space. 上記空間の温度が高くなるほど、上記音源位置が遠くなるように補正するとともに、取得した音圧を小さくなるよう補正して音圧のヒートマップの表示を補正する請求項のいずれかに記載の音源検出方法。 The sound source detection method according to any one of claims 1 to 4 , wherein the higher the temperature of the space, the farther the sound source position is corrected, and the acquired sound pressure is corrected to be smaller, thereby correcting the display of the sound pressure heat map. 上記音源位置からの音の伝搬速度は、上記音源位置の温度が高くなるほど速くなるよう補正することを特徴とする請求項2~のいずれかに記載の音源検出方法。 7. The sound source detection method according to claim 2 , wherein the propagation speed of the sound from the sound source position is corrected so that it becomes faster as the temperature of the sound source position increases. 上記計測対象物及び当該計測対象物の周囲の複数地点毎に、温度を示す所定の図形と、当該図形から突き出して空気流の方向及び大きさを示す矢印と、を生成し、上記図形の色でその地点の温度を表し、上記矢印の向きでその地点の空気流の方向を表し、上記矢印の長さまたは太さでその地点の空気流の大きさを表し、上記図形と上記矢印とを上記計測対象物の映像に重畳して表示することを特徴とする請求項に記載の音源検出方法。 The sound source detection method according to claim 1, characterized in that a predetermined graphic indicating temperature and arrows protruding from the graphic indicating the direction and magnitude of air flow are generated for each of the measurement object and a plurality of points around the measurement object, the color of the graphic indicates the temperature at that point, the direction of the arrow indicates the direction of the air flow at that point, and the length or thickness of the arrow indicates the magnitude of the air flow at that point , and the graphic and arrows are superimposed on an image of the measurement object. 基準音を発する複数の基準音源と、上記基準音源の物理特性に応じて強度や色を変化させる光源と、を利用して音源位置の算出及び音源位置の補正を行う際のプロセスのキャリブレーションを行うことを特徴とする請求項1~のいずれかに記載の音源検出方法。 The sound source detection method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that a process for calculating and correcting a sound source position is calibrated by using a plurality of reference sound sources that emit reference sounds and a light source that changes intensity or color according to physical properties of the reference sound sources. 上記音源位置からの音の正常/異常を判定し、判定結果を上記計測対象物の映像に重畳することを特徴とする請求項のいずれかに記載の音源検出方法。 10. The sound source detection method according to claim 1 , further comprising determining whether the sound from the sound source position is normal or abnormal, and superimposing the determination result on the image of the object to be measured. 上記計測対象物の状態に関する情報を上記計測対象物の映像に重畳することを特徴とする請求項10のいずれかに記載の音源検出方法。 11. The sound source detection method according to claim 1 , wherein information about the state of the measurement object is superimposed on an image of the measurement object. 上記計測対象物の映像は、視覚的表示装置に表示することを特徴とする請求項11のいずれかに記載の音源検出方法。 12. The sound source detection method according to claim 1 , wherein the image of the object to be measured is displayed on a visual display device. 音源位置を算出する際に、上記計測対象物から生じる音の位相を利用することを特徴とする請求項2~12のいずれかに記載の音源検出方法。 The sound source detection method according to any one of claims 2 to 12 , wherein the phase of the sound generated from the object to be measured is utilized when calculating the sound source position. 計測対象物である自動車から生じる音を取得して電気信号に変換する音取得部と、
この電気信号から音源位置を算出する音源位置推定部と、
上記計測対象物から生じる音を取得する位置から上記計測対象物までの空間の空気状態を計測する空気状態計測部と、
上記空気状態から上記空間の音場状態を推定する音場状態推定部と、
上記音場状態から上記音源位置のずれを算出して当該音源位置を補正する音源位置補正部と、
上記計測対象物の映像を取得する映像取得部と、
上記計測対象物の温度情報を取得する状態計測部と、
補正された音源位置に基づいて生成された音圧のヒートマップと上記計測対象物の温度のヒートマップを当該計測対象物の映像に重畳して表示する表示制御部と、を有し、
音源位置の音圧のヒートマップは音圧の違いを等高線で表示し、上記計測対象物の温度のヒートマップは温度の違いを色分けして表示することを特徴とする音源検出装置。
a sound acquisition unit that acquires sound generated from a vehicle, which is a measurement object, and converts it into an electrical signal;
a sound source position estimation unit that calculates the sound source position from the electrical signal;
an air condition measuring unit that measures the air condition in the space from a position where sound generated from the measurement object is acquired to the measurement object;
a sound field state estimation unit that estimates a sound field state of the space from the air state;
a sound source position correction unit that calculates a deviation of the sound source position from the sound field state and corrects the sound source position;
an image acquisition unit that acquires an image of the measurement object;
a state measurement unit that acquires temperature information of the measurement object;
a display control unit that displays a heat map of sound pressure generated based on the corrected sound source position and a heat map of the temperature of the measurement object by superimposing them on an image of the measurement object,
A sound source detection device characterized in that a heat map of sound pressure at a sound source position displays differences in sound pressure using contour lines, and a heat map of the temperature of the object being measured displays differences in temperature using different colors .
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