(57)【要約】【課題】車室外の音源探査を行なう際に空間解像度を向上可能な音源探査方法及び音源探査装置を提供する。【解決手段】車両停止時に、車室１１外の所定位置に設置した音発生装置２０により所定の音圧レベルの音を発生させ、車室１１内に設置された音源可視化センサ２により音を集音して停止時音データを取得した後に、車両走行時に、車室１１内に設置された音源可視化センサ２により音を集音して走行時音データを取得し、データ処理装置３により停止時音データに基づいて走行時音データを補正した上で、補正後の走行時音データを解析して、風切り音の発生源を特定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両停止環境時に、車室外の所定位置に設置した音発生手段により所定の音圧レベルの音を発生させ、車室内に設置された集音手段により音を集音して停止時音データを取得する停止時集音工程と、
車両走行環境時に、車室内に設置された前記集音手段により音を集音して走行時音データを取得する走行時集音工程と、
前記走行時集音工程において取得された前記走行時音データを、前記停止時集音工程において取得された前記停止時音データに基づいて補正する補正工程と、
前記補正工程により補正された前記走行時音データを解析して、音の発生源を特定可能な音源データを取得する音源解析工程と、
を有することを特徴とする音源探査方法。
【請求項２】
前記集音手段は、周囲の画像情報を取得可能であって、
前記音源解析工程によって取得された前記音源データを、前記集音手段により取得された前記周囲の画像情報上に表示する表示工程を有することを特徴とする請求項１に記載の音源探査方法。
【請求項３】
車室内に設置され、音を集音する集音手段と、
車室外に設置され、所定の音圧レベルで音を発生可能な音発生手段と、
車両停止環境時に前記音発生手段により所定の音圧レベルで音を発生させて車室内の所定位置に設置された前記集音手段により集音した音から取得した停止時音データに基づいて、車両走行環境時に前記所定位置に設置された前記集音手段により集音した音から取得した走行時音データを補正する補正手段と、
前記補正手段により補正した走行時音データに基づいて、音の発生源を特定可能な音源データを取得する音源解析手段と、
を備えたことを特徴とする音源探査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音の発生源を特定する音源探査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
音の発生箇所を特定する技術として、例えば音源探査装置を用いた方法が知られている。
音源探査装置は、例えば特許文献１に記載されているように、球状のバッフルに所定間隔で全方位に向けて複数のマイクロフォンが設けられるとともに複数のカメラが設けられて構成された音源可視化センサ(球バッフルマイクロフォン)を備えており、当該音源可視化センサにより検出した音響信号及び画像信号を、パーソナルコンピュータ等を用いた音源解析装置によって解析する。そして、カメラによって撮影された周囲の画像上に音圧レベルを表示させて可視化し、音源の特定を可能とするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３８７７２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような音源探査装置は、車両の騒音の発生位置を特定するのに有効である。例えば、座席に座った乗員の耳の位置に音源可視化センサを設置し、車両を走行させて騒音を測定し、実際に車両に搭乗した乗員が受ける騒音の発生方向や騒音レベルを確認することができる。
しかしながら、車両の座席は車室内に設置されている一方、騒音の発生源、特に風切り音の発生源は車室外であることが一般的である。また、カメラの撮影した画像の奥側の離れた位置に複数の騒音の発生源があり、騒音源から座席上にある騒音の検出位置までの距離が異なる。しかし、音源を可視化する場合、検出位置から決められた距離だけ離れた面上に音圧レベルをマップ化するため、測定結果の精度が低下して、音源探査の空間解像度が低下するといった問題点がある。
【０００５】
本発明は、この様な問題を解決するためになされたもので、車室外の音源探査を行なう際に空間解像度を向上可能な音源探査方法及び音源探査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、請求項１の音源探査方法は、車両停止環境時に、車室外の所定位置に設置した音発生手段により所定の音圧レベルの音を発生させ、車室内に設置された集音手段により音を集音して停止時音データを取得する停止時集音工程と、車両走行環境時に、車室内に設置された集音手段により音を集音して走行時音データを取得する走行時集音工程と、走行時集音工程において取得された走行時音データに対して、停止時集音工程において取得された停止時音データに基づいて補正する補正工程と、補正工程により補正された走行時音データを解析して、音の発生源を特定可能な音源データを取得する音源解析工程と、を有することを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２の音源探査方法は、請求項１において、集音手段は、周囲の画像情報を取得可能であって、音源解析工程によって取得された音源データを、集音手段により取得された周囲の画像情報上に表示する表示工程を有することを特徴とする。
また、請求項３の音源探査装置は、車室内に設置され、音を集音する集音手段と、車室外に設置され、所定の音圧レベルで音を発生可能な音発生手段と、車両停止環境時に音発生手段により所定の音圧レベルで音を発生させて車室内の所定位置に設置された集音手段により集音した音から取得した停止時音データに基づいて、車両走行環境時に所定位置に設置された集音手段により集音した音から取得した走行時音データを補正する補正手段と、補正手段により補正した走行時音データに基づいて、音の発生源を特定可能な音源データを取得する音源解析手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の発明によれば、停止時集音工程において、車室外に設置された音発生手段により発生した音を車室内に設置された集音手段により集音して停止時音データが取得され、走行時集音工程において車室内に設置された集音手段により集音して取得された走行時音データが、補正工程において停止時音データに基づいて補正されるので、音源解析工程において音の発生源を特定可能な音源データを取得する際に、車室外の騒音の発生源から、車室内の騒音検出位置までの距離の違いによる影響を排除して、空間解像度の高い音源データの取得が可能となる。よって、車両走行時における音の発生源、特に車室外の音の発生源を正確に特定することが可能となる。
【０００９】
また、請求項２の発明によれば、表示工程によって、音源解析工程において取得された車両走行環境時における音の発生源を特定する音源データが、集音手段の周囲の画像情報上に表示されるので、当該画像に音の発生源を表示することが可能となり、車両走行時における音の発生源を正確にかつ認識し易く提供することができる。
また、請求項３の発明によれば、車両停止環境時に車室外の音発生手段から発生した音を車室内の集音手段により集音して停止時音データが取得され、車両走行環境時に車室内の集音手段により集音して取得された走行時音データが、補正手段によって停止時音データに基づいて補正されるので、音源解析手段によって走行時音データに基づいて音の発生源を特定可能な音源データを取得する際に、車室外の騒音の発生源から、車室内の騒音検出位置までの距離の違いによる音源データへの影響を排除して、空間解像度の高い音源データの取得が可能となる。よって、車両走行時における音の発生源を正確に特定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る音源探査装置のシステム構成図である。
【図２】本実施形態の音源探査方法の手順を示すフローチャートである。
【図３】本実施形態の音源探査方法における解析手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の音源探査方法及び音源探査装置の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る音源探査装置のシステム構成図である。
図１に示すように、本実施形態の音源探査装置１は、音源可視化センサ２（集音手段）、データ処理装置３（補正手段、音源解析手段）を備える。音源可視化センサ２及びデータ処理装置３は検査対象車両（以下、車両４という）に搭載される。
【００１２】
音源可視化センサ２は、例えば前述の特許文献１（特開２０１０−９１２８２号公報）に記載されているように公知であり、球状のバッフル５に複数（例えば３０本）のマイクロフォン６、及び複数（例えば１２個）のカメラ７が備えられている。マイクロフォン６及びカメラ７は、バッフル５の全周に亘って、夫々略等間隔で配置されている。
音源可視化センサ２は、車両４の座席（助手席８、あるいは運転席９）に固定され、当該座席に標準的な体型の乗員が着座した際の頭部の位置に配置される。なお、運転席９に音源可視化センサ２を設置する場合は、後述する車両走行時における測定を風洞試験場で擬似的に行なう。
【００１３】
複数のマイクロフォン６は、Ａ／Ｄコンバータ１０を介してデータ処理装置３に接続されており、車室１１内の音を集音してデータ処理装置３に送信する。複数のカメラ７はカメラユニット１２を介してデータ処理装置３に接続されており、車室１１内の画像をデータ処理装置３に送信する。
データ処理装置３は、例えばパーソナルコンピュータにより構成され、音源可視化センサ２のマイクロフォン６からの信号を解析して、車室１２内における音圧分布を算出する機能を有する。
【００１４】
また、本実施形態の音源探査方法においては、更に、仮想音源としてスピーカ等により構成される音発生装置２０（音発生手段）を使用する。当該音発生装置２０は、車両４の車室１１外の所定位置に設置可能であって、当該所定位置において所定音圧（例えば１００ｄＢ）の音を発生させる機能を有する。当該所定位置は、車室１１内に設置された音源可視化センサ２からの方向（例えば車両前方）と離間する距離（所定距離、例えば１、５ｍ）によって規定される。
【００１５】
以下、図２及び図３を用いて、本実施形態の音源探査方法について説明する。本実施形態の音源探査方法は、車両走行時において風切り音等のように車両４に発生する音の音源位置を探査するものである。
図２は、本実施形態の音源探査方法の手順を示すフローチャートである。図３は、本実施形態の音源探査方法における解析手順を示すフローチャートである。
【００１６】
図２に示すように、本実施形態の音源探査方法は、ステップＳ１０の校正工程（停止時集音工程）、ステップＳ２０の計測工程（走行時集音工程）、ステップＳ３０の解析工程（音源解析工程）、ステップＳ４０の結果出力工程（表示工程）の順番に行なわれる。
始めに、ステップＳ１０の校正工程では、車両４に、上記のように音源可視化センサ２、データ処理装置３、Ａ／Ｄコンバータ１０及びカメラユニット１２を搭載した上で、上記音発生装置２０を所定位置に設置して、車両停止時に音発生装置２０から所定音圧の音を発生させる。そして、このとき車室１１内に設置された音源可視化センサ２のマイクロフォン６により音を集音する。これにより、車両停止時に音源可視化センサ２から所定方向に所定距離離間した所定位置において所定音圧の音を発信した場合に、音源可視化センサ２の各マイクロフォン６で計測される音響信号（停止時音データ）が得られる。当該停止時音データは、データ処理装置３に記憶される。
【００１７】
次に、ステップＳ２０の計測工程では、音発生装置２０を取り外し、音源可視化センサ２及びデータ処理装置３等をそのまま搭載した車両４を走行させる（あるいは走行相当の風を当てる）。そして、車両走行時において、音源可視化センサ２のマイクロフォン６により集音して各マイクロフォン６毎に音響信号（走行時音データ）を取得するとともに、カメラ７によって音源可視化センサ２の周囲の画像を取得する。
【００１８】
ステップＳ３０の解析工程では、ステップＳ１０の計測工程において取得した走行時音データを解析して、車両走行時における仮想面上の音圧分布（音源データ）を算出する。仮想面は、車室１１の内側面であり、トリムやパネルの表面とする。
ステップＳ４０の結果出力工程では、ステップＳ３０の解析工程において算出した仮想面上の音圧分布データを、カメラ７によって取得した周囲の画像上に表示する。表示方法としては、例えば音圧を等高線で表示すればよい。
【００１９】
次に、ステップＳ３０における解析工程内での解析手順を図３を用いて詳述する。
解析工程では、図３に示すように、始めにステップＳ１００において、ステップＳ２０の計測工程で音源可視化センサ２のマイクロフォン６により取得した走行時音データをデータ処理装置３に読み込む。次にステップＳ１１０に進む。
ステップＳ１１０では、距離補正を行なう。詳しくは、ステップＳ１０の校正工程において計測し記憶された音発生装置２０による停止時音データを用いて補正する。具体的には、停止時音データ、即ち車室１１外の所定位置で所定音圧の音を発信した場合に得られる各マイクロフォン６の音圧レベルに基づいて、走行時音データから走行時における音源距離の推定を行ない、この音源距離に基づいて走行時に各マイクロフォン６によって検出した音圧レベル（走行時音データ）を補正する（補正工程）。
【００２０】
ステップＳ１２０では、周波数帯域設定を行なう。これは、解析する周波数の帯域を設定するものであり、例えば可聴帯域を複数の帯域に分割して設定される。
ステップＳ１３０では、音源解析を行なう。ステップＳ１２０で設定された周波数の帯域の走行時音データから、音の到来方向及び音圧レベルを演算し、車室１１内の音圧分布が算出される。この複数のマイクロフォン６によって取得された走行時音データから音の到来方向及び音圧レベルを演算して音圧分布を算出する方法は、公知のビームフォーミング法によって可能であるので、詳細な説明を省略する。そして、ステップＳ４０に戻る。
【００２１】
以上のように、本実施形態では、車両走行前に校正工程において、車室１１外のあらかじめ決められた位置（所定位置）に音発生装置２０を備え、あらかじめ決められた音圧で発信することで、車室１１外に音源がある場合に各マイクロフォン６での音圧レベルを予め取得することができる。
そして、車両走行時に測定した走行時音データを、この所定距離離間した所定位置から発信した場合での音圧レベルの結果を用いて補正することで、車室１１外の離れた位置に音の発生源がある場合に、音圧分布を表示する仮想面における音圧レベルを補正して、その誤差を低減させることができる。よって、空間解像度の高い音源データの取得が可能となり、車両走行時における音の発生源を正確に特定することが可能となる。
【００２２】
そして、この解析結果である音源を示す音源データ(仮想面上の音圧分布)は、音源可視化センサ２のカメラ７によって取得された画像、即ちダッシュボードやトリム等の画像上に表示されるので、音源位置を容易に特定することが可能となる。
従来のビームフォーミング法により取得する音源データは、音源可視化センサ２から所定距離の球状の仮想面での音圧レベルを表示するのに対し、本実施形態では、あらかじめ停止時に取得した停止時音データによって補正することで、仮想面をカメラが表示するダッシュボード等の車室１１の内面として、その仮想面での音圧レベルを正確に取得することができる。
【００２３】
また、例えば、音の発生源が複数ある場合、測定された音圧に誤差があると、上記公知のビームフォーミング法の音源探査では、いずれの音源の音圧が高いか判断する場合に誤判断を行なう虞があるが、本実施形態では補正を行なうことで、正確な音源探査が可能となる。
本願発明は、車両走行時の風切り音の音源探査を行なうものであるが、風切り音以外の音であっても車室１１外の音源探査に有効である。
【符号の説明】
【００２４】
１  音源探査装置
２  音源可視化センサ（集音手段）
３  データ処理装置（補正手段、音源解析手段）
４  車両
６  マイクロフォン
７  カメラ
２０  音発生装置（音発生手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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