(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、複数車線道路でも車線毎にマイクロフォンアレイを配置することなく、かつ任意位置での発生騒音を測定できる騒音測定装置を提供することにある。【解決手段】  複数車線道路の路上を幅方向に跨ぐように配置されている架台に走行車両を撮影する複数台のカメラ５と複数個のマイクロフォン６から構成されるマイクロフォンアレイ７を配置する。複数台のカメラで撮影したカメラ画像により特定した車両の車両位置（車両と複数個のマイクロフォンの距離）を距離演算部１４で求める。マイクロフォンアレイ７に集音された騒音を複数個のマイクロフォン毎に記憶しておき、複数個のマイクロフォン毎に集音した騒音が特定した車両の音源騒音と同一になるように振幅位相補正部１９で補正し、騒音算出部２１で加重平均を求めて騒音値を算出する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数車線道路の路上を幅方向に跨ぐように配置されている架台と、前記架台に設置され走行車両を撮影する複数台のカメラと、前記架台に設置されている複数個のマイクロフォンから構成されたマイクロフォンアレイと、前記複数台のカメラで撮影したカメラ画像を入力し、特定した車両の車両位置を求める画像処理装置と、前記マイクロフォンアレイに集音された騒音を前記複数個のマイクロフォン毎に記憶する騒音記憶装置と、前記騒音記憶装置に記憶されている前記複数個のマイクロフォン毎に集音した騒音が前記特定した車両の音源騒音と同一になるように補正して加重平均を求めて騒音値を算出する騒音算出装置とを具備することを特徴とする車両騒音測定装置。
【請求項２】
複数車線道路の路上を幅方向に跨ぐように配置されている架台と、前記架台に設置され走行車両を撮影する複数台のカメラと、前記架台に設置されている複数個のマイクロフォンから構成されたマイクロフォンアレイと、前記複数台のカメラで撮影したカメラ画像を入力し、特定した車両の車番を認識して当該車両の車両位置と車両速度を求める画像処理装置と、前記マイクロフォンアレイに集音された騒音を前記複数個のマイクロフォン毎に記憶する騒音記憶装置と、前記騒音記憶装置に記憶されている前記複数個のマイクロフォン毎に集音した騒音が前記特定した車両の音源騒音と同一になるように前記車両と各マイクロフォンとの距離に基づき騒音の振幅と位相を補正すると共に前記車両速度により騒音の周波数を補正して加重平均を求めて騒音値を算出する騒音算出装置とを具備することを特徴とする車両騒音測定装置。
【請求項３】
複数車線道路の路上を幅方向に跨ぐように配置されている架台と、前記架台に設置され走行車両を撮影する複数台のカメラと、前記架台に複数個のマイクロフォンを略直線上に配置したマイクロフォンアレイと、前記複数台のカメラで撮影したカメラ画像を入力し、特定した車両までの距離を求める距離演算手段と、前記マイクロフォンアレイに集音された騒音を前記複数個のマイクロフォン毎に記憶する騒音記憶装置と、前記騒音記憶装置に記憶されている前記複数個のマイクロフォン毎に集音した騒音が前記特定した車両の音源騒音と同一になるように前記車両までの距離により騒音の振幅と位相を補正する騒音補正手段と、前記騒音補正手段で補正された騒音の加重平均を求めて騒音値を算出する騒音算出装置とを具備することを特徴とする車両騒音測定装置。
【請求項４】
複数車線道路の路上を幅方向に跨ぐように配置されている架台と、前記架台に設置され走行車両を撮影する複数台のカメラと、前記架台に複数個のマイクロフォンを略直線上に配置したマイクロフォンアレイと、前記複数台のカメラで撮影したカメラ画像を入力し、特定した車両までの距離を求める距離演算手段と、前記カメラ画像により前記車両の速度を求める速度演算手段と、前記マイクロフォンアレイに集音された騒音を前記複数個のマイクロフォン毎に記憶する騒音記憶装置と、前記騒音記憶装置に記憶されている前記複数個のマイクロフォン毎に集音した騒音が前記特定した車両の音源騒音と同一になるように前記車両までの距離により騒音の振幅と位相を補正する騒音補正手段と、前記騒音補正手段で補正された騒音の周波数を前記車両速度によりドップラー効果補正する周波数補正手段と、前記周波数補正手段で補正された騒音の加重平均を求めて騒音値を算出する騒音算出装置とを具備することを特徴とする車両騒音測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマイクロフォンアレイを用いて複数車線の道路を走行する車両の発生騒音を測定する車両騒音測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
道路を走行している車両などの移動体の発生騒音をマイクロフォンアレイで集音して測定することが知られている。マイクロフォンアレイは複数個のマイクロフォンを略直線上に配置して構成されている。このような騒音測定装置は下記の特許文献１に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−７５２４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術は、道路の片側に車両の走行方向に沿ってマイクロフォンアレイを略直線上に配置し、特定の計測店位置で測定するようにしている。このため、複数車線の道路では車線毎にマイクロフォンアレイを配置しなければならず構成が複雑になり、また、任意位置での発生騒音を測定できないという問題点を有する。
【０００５】
本発明の目的は、複数車線道路でも車線毎にマイクロフォンアレイを配置することなく、かつ任意位置での発生騒音を測定できる騒音測定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】
本発明の特徴とするところは、複数車線道路の路上を幅方向に跨ぐように配置されている架台に走行車両を撮影する複数台のカメラと複数個のマイクロフォンから構成されるマイクロフォンアレイを配置し、複数台のカメラで撮影したカメラ画像により特定した車両の車両位置（車両と複数個のマイクロフォンの距離）を求め、マイクロフォンアレイに集音された騒音を複数個のマイクロフォン毎に記憶しておき、複数個のマイクロフォン毎に集音した騒音が特定した車両の音源騒音と同一になるように補正して加重平均を求めて騒音値を算出するようにしたことにある。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は複数車線道路の路上を幅方向に跨ぐように配置されている架台に走行車両を撮影する複数台のカメラと複数個のマイクロフォンから構成されるマイクロフォンアレイを配置し、複数台のカメラで撮影したカメラ画像により特定した車両の車両位置（車両と複数個のマイクロフォンの距離）を判定し、複数個のマイクロフォン毎に集音した騒音が特定した車両の音源騒音と同一になるように補正して加重平均を求めて騒音値を算出している。したがって、複数車線道路でも車線毎にマイクロフォンアレイを配置することなく、かつ任意位置での発生騒音を測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
架台は複数車線道路の路上を幅方向に跨ぐように配置されている。架台には走行車両を撮影する複数台のカメラと複数個のマイクロフォンから構成されるマイクロフォンアレイが設置されている。距離演算手段は複数台のカメラで撮影したカメラ画像を入力し、特定した車両までの距離を求める。速度演算手段はカメラ画像により車両の速度を求める。マイクロフォンアレイに集音された騒音は複数個のマイクロフォン毎に騒音記憶装置に記憶される。騒音補正手段は騒音記憶装置に記憶されている複数個のマイクロフォン毎に集音した騒音が特定した車両の音源騒音と同一になるように車両までの距離により騒音の振幅と位相を補正する。周波数補正手段は騒音補正手段で補正された騒音の周波数を車両速度によりドップラー効果を補償する。騒音算出装置は周波数補正手段で補正された騒音の加重平均を求めて騒音値を算出する。
【実施例】
【０００９】
以下、本発明の一実施例を図面により説明する。図１に本発明の全体構成図を示す。
【００１０】
図１において、道路１は２車線１ａ、１ｂで騒音監視領域２が設定されている。騒音監視領域２の長さＬは１０〜２０ｍ程度である。図１は騒音監視領域２の車線１ａを車両３ａが走行し、車線１ｂを車両３ｂが走行している状態を示している。
【００１１】
コ字型の架台４は２車線道路１の路上を幅方向に跨ぐように配置されている。架台４には走行車両３を撮影する２台のカメラ５Ａ、５Ｂと複数個のマイクロフォン６から構成されるマイクロフォンアレイ７が設置されている。２台のカメラ５Ａ、５Ｂで撮影したカメラ画像とマイクロフォンアレイ７に集音された騒音は騒音監視装置８に入力される。
【００１２】
図２に騒音監視装置８の一例詳細構成図を示す。
【００１３】
図２において、カメラ５Ａ、５Ｂの撮影画像（カメラ画像）は画像記憶部９に記憶される。画像記憶部９には撮影画像が上書き記憶される。画像処理装置１０を構成する画像入力部１１はサンプリング周期毎に画像記憶部９からカメラ画像を取り込み車両有無検知部１２に加える。画像処理装置１０のサンプリング周期は５０μＳ程である。
【００１４】
車両有無検知部１２はカメラ画像から車両３の抽出処理を行い騒音監視領域２に車両３が存在するか判定する。車両有無検知部１２は車両３を抽出すると車両画像を車番認識部１３に与える。また、車両有無検知部１２は車両３を抽出すると車両有り信号を距離演算部１４と速度演算部１５に与える。
【００１５】
画像処理装置１０は画像入力部１１、車両有無検知部１２、車番認識部１３、距離演算部１４および速度演算部１５で構成されている。
【００１６】
距離演算部１４は車両有り信号を入力するとカメラ５Ａ、５Ｂのカメラ画像を画像入力部１１から入力する。距離演算部１４はカメラ５Ａ、５Ｂで撮影した２枚の車両画像の視差から車両３までの距離（車両位置）を求める。また、速度演算部１５は車両有り信号を入力するとサンプリング時間当たりの車両位置変化量から車両速度を求める。
【００１７】
一方、マイクロフォンアレイ７に集音された騒音は複数個のマイクロフォン６毎に騒音記憶部１６に記憶される。騒音記憶部１６に記憶されている複数個のマイクロフォン６毎の騒音は騒音監視装置１７に取り込まれる。騒音監視装置１７は騒音入力部１８、振幅位相補正部１９、周波数補正部２０および騒音算出部２１から構成されている。
【００１８】
騒音入力部１８は画像入力部１１の同じサンプリング周期で騒音記憶部１６からマイクロフォン６毎の騒音を取り込み振幅位相補正部１９に与える。振幅位相補正部１９は距離演算部１４の距離信号に基づき騒音の振幅と位相を補正する。振幅位相補正部１９は車両３とマイクロフォン６の間の距離による騒音の減衰と時間遅れを補償する。つまり、マイクロフォン６で集音した騒音が車両３の音源騒音と同一になるように補正する。
【００１９】
周波数補正部２０は振幅位相補正部１９で補正された騒音の周波数を車両速度によりドップラー効果を補償する。周波数補正部２０は車両速度を速度演算部１５から与えられている。騒音算出部２１は周波数補正部２０で補正された騒音の加重平均を求めて騒音値を算出する。
【００２０】
次に、図３に示すフローチャートを参照して動作を説明する。
【００２１】
２台のカメラ５Ａ、５Ｂで撮影したカメラ画像とマイクロフォンアレイ７に集音された騒音は騒音監視装置８に入力される。カメラ５Ａ、５Ｂの撮影画像（カメラ画像）は画像記憶部９に記憶され、また、マイクロフォンアレイ７に集音された車両３の発生騒音は複数個のマイクロフォン６毎に騒音記憶部１６に記憶される。騒音監視装置８は画像記憶部９のカメラ画像と騒音記憶部１６の騒音を取り込み図３の処理を実行して騒音を測定する。
【００２２】
まず、図３の処理を実行する前に車両３の車両位置と速度の履歴から騒音発生時刻を算出しタイミングを合せる処理が行われる。
【００２３】
画像入力部１１はステップＳ１においてサンプリング周期毎に画像記憶部９からカメラ画像を取り込み車両有無検知部１２に加える。車両有無検知部１２はステップＳ２でカメラ画像から車両画像の抽出処理を行い騒音監視領域２に車両３が存在するか判定する。車両有無検知部１２は車両３を抽出すると車両画像を車番認識部１３に与える。車番認識部１３はステップＳ３で良く知られている画像処理技術により車番の認識処理を実行する。この車番によって騒音を測定する車両を特定する。
【００２４】
車両有無検知部１２はステップＳ２で車両３が存在しないと判定すると、再度ステップＳ２において画像入力部１１からカメラ画像を入力して車両３の有無を判定する。また、抽出車両有無検知部１２はステップＳ２で車両３を抽出すると車両有り信号を距離演算部１４と速度演算部１５に与える。
【００２５】
距離演算部１４は車両有り信号を入力するとステップＳ４においてカメラ５Ａ、５Ｂのカメラ画像を画像入力部１１から入力し、２枚の車両画像の視差から車両３までの距離（車両位置）を求める。また、ステップＳ４からステップＳ５に移行して、速度演算部１５は車両有り信号を入力するとサンプリング時間当たりの車両位置変化量から車両速度を求める。
【００２６】
一方、騒音入力部１８はステップＳ６において車番認識部１３で車番を認識し特定した車両３の発生騒音を騒音記憶部１６から取り込み振幅位相補正部１９に与える。騒音入力部１８は複数個のマイクロフォン６毎に騒音を取り込み振幅位相補正部１９に与える。
【００２７】
振幅位相補正部１９はステップＳ７において距離演算部１４の距離信号に基づき騒音の振幅と位相を補正する。振幅位相補正部１９は車両３と各マイクロフォン６の間の距離による騒音の減衰と時間遅れを補償する。つまり、各マイクロフォン６で集音した騒音が車両３の音源騒音と同一になるように補正する。振幅位相補正部１９は騒音補正手段を構成することになる。
【００２８】
ステップＳ７からステップＳ８に移行して周波数補正部２０は振幅位相補正部１９で補正された騒音の周波数を車両速度によりドップラー効果を補償する。振幅位相補正部１９による騒音の減衰と時間遅れの補償と周波数補正部２０によるドップラー効果補償は複数個の全てのマイクロフォン６で集音した騒音について行われる。
【００２９】
騒音算出部２１はステップＳ９で複数個の全てのマイクロフォン６で集音した騒音について補償が行われていると判定するとステップＳ１０に移り複数個の全てのマイクロフォン６で集音した騒音の加重平均を求めて騒音値を算出する。
【００３０】
振幅位相補正部１９で補償した各マイクロフォン６で集音した騒音の波形は図４（ａ）に示すように特定した車両３の音源騒音と同一になり、平均すると音源騒音になる。一方、他の車両３の騒音波形は図４（ｂ）のようにバラバラな波形になり、平均すると略零になる。
【００３１】
なお、騒音算出部２１がステップＳ９で複数個の全てのマイクロフォン６で集音した騒音について補償が行われていないと判定するとステップＳ７の処理に戻り繰り返し実行される。
【００３２】
このようにして複数車線を走行する車両の騒音を測定するのであるが、複数車線道路の路上を幅方向に跨ぐように配置されている架台に走行車両を撮影する複数台のカメラと複数個のマイクロフォンから構成されるマイクロフォンアレイを配置し、複数台のカメラで撮影したカメラ画像により特定した車両の車両位置（車両と複数個のマイクロフォンの距離）を判定し、複数個のマイクロフォン毎に集音した騒音が特定した車両の音源騒音と同一になるように補正して加重平均を求めて騒音値を算出している。したがって、複数車線道路でも車線毎にマイクロフォンアレイを配置することなく、かつ任意位置での発生騒音を測定することができる。
【００３３】
なお、上述の実施例はドップラー効果補正を行っているが、振幅位相補正だけでも騒音測定できることは勿論のことである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施例を示す全体構成図である。
【図２】本発明による騒音監視装置の一例詳細構成図である。
【図３】本発明の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明を説明するための波形図である。
【符号の説明】
【００３５】
1…道路、１ａ、１ｂ…車線、３…車両、４…架台、５…カメラ、６…マイクロフォン、７…マイクロフォンアレイ、８…騒音監視装置、９…画像記憶部、１０…画像処理装置、11…画像入力部、１２…車両有無検知部、１３…車番認識部、１４…距離演算部、１５…速度演算部、１６…騒音記憶部、１７…騒音処理装置、１８…騒音入力部、１９…振幅位相補正部、２０…周波数補正部、２１…騒音算出部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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