(57)【要約】【課題】周囲への騒音を抑えることのできる移動体を提供する。【解決手段】当該移動体を移動させるための動力を供給する駆動機構１２と、スピーカー１４と、を備え、駆動機構１２から発生する駆動音を打ち消す音波をスピーカー１４から発生させる移動体である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
当該移動体を移動させるための動力を供給する駆動機構と、
スピーカーと、
前記駆動機構から発生する駆動音を打ち消す音波を前記スピーカーから発生させる制御部と、
を含むことを特徴とする移動体。
【請求項２】
請求項１に記載の移動体において、
前記駆動音を集音するマイクロホンをさらに備え、
前記制御部は、前記マイクロホンが集音した音声に応じて生成した音波を前記スピーカーから発生させる
ことを特徴とする移動体。
【請求項３】
請求項２に記載の移動体において、
前記マイクロホンは、前記駆動機構を収容する筐体の内部に配置されている
ことを特徴とする移動体。
【請求項４】
請求項１に記載の移動体において、
前記制御部は、前記駆動機構の駆動内容を指示する制御信号を前記駆動機構に対して出力するとともに、当該駆動内容に応じて決まる音波を前記スピーカーから発生させる
ことを特徴とする移動体。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の移動体において、
前記移動体は複数の駆動機構、及び当該複数の駆動機構に対応する複数のスピーカーを備え、
前記制御部は、前記複数のスピーカーのそれぞれから、当該スピーカーに対応する駆動機構から発生する駆動音を打ち消す音波を発生させる
ことを特徴とする移動体。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の移動体において、
前記制御部は、前記移動体の動作状況に応じて決まるタイミングで、前記駆動音を打ち消す音波を発生させる制御を開始又は停止する
ことを特徴とする移動体。
【請求項７】
請求項６に記載の移動体において、
前記制御部は、前記移動体が備えるセンサーの検出結果に応じて、前記駆動音を打ち消す音波を発生させる制御を開始又は停止する
ことを特徴とする移動体。
【請求項８】
請求項７に記載の移動体において、
前記移動体の周囲の所定範囲内で人の存在が検出された場合に、前記駆動音を打ち消す音波を発生させる制御を停止する
ことを特徴とする移動体。
【請求項９】
請求項６から８のいずれか一項に記載の移動体において、
前記制御部は、前記移動体が所定の機能を実行している間、前記駆動音を打ち消す音波を発生させる制御を実行又は中断する
ことを特徴とする移動体。
【請求項１０】
請求項９に記載の移動体において、
前記移動体はカメラをさらに備え、
前記制御部は、前記カメラによる撮影が実行されている間、前記駆動音を打ち消す音波を発生させる制御を中断する
ことを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動機構の動作によって移動する移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
地上を移動するロボットや飛行するドローンなど、自律的に移動する機構を備えた移動体が知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような移動体は、移動に必要な動力を供給するために、モーターやアクチュエーター等の駆動機構を備えている。この駆動機構の動作によって生じる駆動音は、人間にとって不快な騒音となってしまう場合がある。
【０００４】
本発明は上記実情を考慮してなされたものであって、その目的の一つは、周囲への騒音を抑えることのできる移動体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る移動体は、当該移動体を移動させるための動力を供給する駆動機構と、スピーカーと、前記駆動機構から発生する駆動音を打ち消す音波を前記スピーカーから発生させる制御部と、を含むことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の実施の形態に係る移動体の外観を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る移動体の内部構成を示す構成ブロック図である。
【図３】駆動機構の断面斜視図である。
【図４】駆動機構の別の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づき詳細に説明する。
【０００８】
図１は、本発明の一実施形態に係る移動体１の外観を示す図である。本実施形態に係る移動体１は、プロペラを備え飛行するドローンである。また、図２は、移動体１の内部構成を示す構成ブロック図である。これらの図に示されるように、移動体１は、複数のプロペラ１１、複数の駆動機構１２、複数のマイクロホン１３、複数のスピーカー１４、制御部１５、障害物センサー１６、位置検出モジュール１７、及び通信モジュール１８を含んで構成されている。
【０００９】
移動体１は４個のプロペラ１１、及び４個の駆動機構１２を備えており、プロペラ１１と駆動機構１２とは１対１で対応している。プロペラ１１は駆動機構１２から供給される動力によって駆動し、移動体１はこれらのプロペラ１１の回転によって飛行する。
【００１０】
図３は駆動機構１２の断面斜視図である。この図の例では、駆動機構１２は、ローターマグネット１２ａ、ステーターコイル１２ｂ、シャフト１２ｃ、回転速度検出用のエンコーダー１２ｄ、ローター位置検出用のホール素子１２ｅ、及びステーター基板１２ｆを含んで構成されている。プロペラ１１はシャフト１２ｃに固定される。
【００１１】
本実施形態では、４個の駆動機構１２のそれぞれに対して、マイクロホン１３及びスピーカー１４が一つずつ取り付けられている。図３に示すように、マイクロホン１３は駆動機構１２を収容する筐体の内部に配置されており、駆動機構１２の駆動によって発生する駆動音を集音する。スピーカー１４は、駆動機構１２の下面に固定されたボイスコイルによって構成されており、移動体１の周囲に向けて音を発生させる。
【００１２】
制御部１５は、マイクロコンピュータやＤＳＰ（Digital Signal Processor）等を含んで構成され、移動体１各部の動作を制御する。具体的に、制御部１５は、各駆動機構１２に対して制御信号を出力することによって、駆動機構１２を動作させる。また、特に本実施形態において、制御部１５は、マイクロホン１３によって集音された音声に基づいて生成した音声信号をスピーカー１４に対して出力し、当該音声信号に応じた音波をスピーカー１４から発生させる。ここでスピーカー１４が発生させる音波は、マイクロホン１３が集音した音声を打ち消すような逆位相の音波である。つまり、制御部１５はアクティブノイズキャンセリングを実行する。これにより、マイクロホン１３によって集音される駆動機構１２の駆動音が打ち消され、移動体１外部で聞こえにくくなる。以下、他の音声を打ち消すためにスピーカー１４から発信される音波を、キャンセル音波という。
【００１３】
効果的なノイズキャンセリングを実現するためには、マイクロホン１３はキャンセル対象となる音声の発生源にできるだけ近い位置に配置することが望ましい。そこで本実施形態では、駆動機構１２を収容する筐体の内部にマイクロホン１３を配置しており、マイクロホン１３は移動体１の外表面に露出しないようになっている。なお、駆動機構１２の内部空間のうちでも、特に大きな駆動音が生じる部材の近くにマイクロホン１３を配置することが望ましい。また、駆動機構１２の筐体にマイクロホン１３を内蔵することができない場合であっても、できるだけ駆動機構１２の駆動音発生源に近い位置にマイクロホン１３を配置すべきである。
【００１４】
スピーカー１４も、キャンセル対象の音声発生源に比較的近い位置に配置することが望ましい。本実施形態では駆動機構１２の筐体表面にスピーカー１４を配置することとしたが、これに限らず、駆動機構１２内部にスピーカー１４を内蔵させてもよい。この場合、スピーカー１４からの音を外部に発信するために、駆動機構１２筐体のスピーカー１４が対面する位置に開口を設けてもよい。また、ここでは１個の駆動機構１２に対して１個のスピーカー１４を配置することとしたが、これに限らず１個の駆動機構１２に対して複数のスピーカー１４を設けてもよい。この場合、これらのスピーカー１４を互いに異なる向きに配置することで、広範囲にキャンセル音波を発信することができる。また、この場合、音声発生源を囲むように複数のスピーカー１４を配置することが望ましい。
【００１５】
さらに本実施形態において、制御部１５は、常にノイズキャンセリング制御を実行するのではなく、移動体１の動作状況に応じて決まるタイミングで、ノイズキャンセリング制御を開始、または中断する。移動体１の動作状況に応じたノイズキャンセリング制御の具体例については、後述する。
【００１６】
障害物センサー１６は、移動体１周囲の物体の存在を検出する。具体的に障害物センサー１６は、カメラや超音波センサー等であってよい。また、人等の比較的高温の物体を検出する遠赤外線センサーであってもよい。
【００１７】
位置検出モジュール１７は、移動体１の現在位置を検出するためのモジュールであって、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）モジュールであってよい。位置検出モジュール１７の検出結果を利用することで、移動体１は自身の現在位置を知ることができる。
【００１８】
通信モジュール１８は、外部の通信機器との間で無線通信を行う。特に本実施形態では、移動体１は、この通信モジュール１８を介してユーザーが所持するＧＰＳデバイスとの間で通信を行うこととする。このＧＰＳデバイスから取得したユーザーの位置情報と位置検出モジュール１７による検出結果とを利用することで、移動体１は、ユーザーに近づいたことを検出したり、ユーザーのいる場所まで移動したりといった制御を行うことができる。
【００１９】
以下、制御部１５が実行するノイズキャンセリング制御の具体例について説明する。制御部１５は、駆動機構１２を動作させている間、原則として常時ノイズキャンセリング制御を実行してもよい。また、人が不快に感じる音など、所定の周波数範囲の音が検出された場合や、所定値以上の音量の音が検出された場合に、ノイズキャンセリング制御を開始してもよい。
【００２０】
さらに、以上説明したような条件でノイズキャンセリング制御を実行している間、移動体１の動作状況を監視し、所定の条件を満たした場合にノイズキャンセリング制御を停止してもよい。以下、ノイズキャンセリングを開始又は停止すると判断するための各種の条件について、説明する。
【００２１】
まず第１及び第２の例として、移動体１の周囲の人の存在を検出し、その検出結果に応じてノイズキャンセリング制御を停止する例について、説明する。
【００２２】
第１の例として、制御部１５は、障害物センサー１６によって移動体１周囲の所定範囲内に物体が存在すると検出された場合に、ノイズキャンセリングを停止してもよい。人がすぐ近くにいる場合、移動体１が全く音を発生させないと危険な場合があるからである。
【００２３】
第２の例として、制御部１５は、通信モジュール１８によって受信したＧＰＳデバイスの位置情報に基づいて、ＧＰＳデバイスを所持するユーザーが所定距離範囲内に存在すると判定された場合に、ノイズキャンセリングを停止してもよい。これは、第１の例と同様の理由による。
【００２４】
第３の例として、制御部１５は、移動体１の位置情報に応じてノイズキャンセリングを停止、又は開始してもよい。具体的に、例えば制御部１５は、位置検出モジュール１７の検出結果に基づいて、移動体１が予め定められたエリア内に進入したと判定された場合に、それまで実行していたノイズキャンセリングを停止してもよい。このような制御によれば、例えば住居内などのように周囲に移動体１の存在を認識させたほうが好ましい場所に移動体１が進入した場合に、ノイズキャンセリング制御を停止させることができる。また、本来移動体１が進入すべきでないエリアに誤って移動体１が進入してしまった場合に、その存在を周囲に知らせることができる。また、制御部１５は、位置検出モジュール１７の検出結果等に基づいて移動体１の地表からの高度を特定し、特定した高度に応じてノイズキャンセリングを開始及び停止してもよい。具体的に、高度が高い場所ではその周囲に人はいないと想定されるため、制御部１５は、移動体１の高度が所定値以上になった場合にはノイズキャンセリングを停止し、高度が所定値未満になった場合にはノイズキャンセリングを開始することとする。このような制御によれば、不要なノイズキャンセリング制御による電力消費を防止することができる。
【００２５】
以上説明した例に限らず、制御部１５は、移動体１に搭載されている各種センサーの検出結果に応じて、ノイズキャンセリングを開始又は停止してもよい。
【００２６】
第４の例として、カメラによる撮影時にノイズキャンセリングを中断する例について説明する。この例では、移動体１は周囲の様子を撮影するためのカメラを備えているものとする。このカメラは、静止画像を撮影するためのスチルカメラであってもよいし、動画像を撮影するビデオカメラでもよい。制御部１５は、カメラによる撮影を開始する前にノイズキャンセリングを中断し、撮影を終了した後にノイズキャンセリングを再開する。これは、周囲にいる人が移動体１に気づかない状態で撮影を行わないようにするためである。
【００２７】
第５の例として、スピーカー１４から音声を再生する際にノイズキャンセリングを実行する例について説明する。この例では、スピーカー１４はキャンセル音波だけでなく、各種の音声を再生することとする。そして、制御部１５は、特定の音声をスピーカー１４から再生させている間、ノイズキャンセリングを実行する。この場合の特定の音声としては、例えばカメラ撮影を行う際のシャッター音や、ユーザーに何らかの情報を伝達するための案内音声などが挙げられる。このような特定の音声を再生する際にノイズキャンセリングを実行することで、駆動機構１２の駆動音によって特定の音声をユーザーが聞き取りやすくすることができる。なお、ここではキャンセル音波とそれ以外の人に聞かせるための音声とを同じスピーカー１４から同時に再生することとしたが、ノイズキャンセリング用のスピーカー１４とは別のスピーカーから特定の音声を再生させることとしてもよい。
【００２８】
また、以上説明した例に限らず、制御部１５は、移動体１に搭載されている所定のモジュールを動作させている間や、所定の機能を実行中に、ノイズキャンセリングを実行したり、ノイズキャンセリングを中断したりしてもよい。
【００２９】
また、以上説明した例に限らず、制御部１５は各種の条件でノイズキャンセリングを開始／停止してよい。例えば制御部１５は、外部からの制御信号を受け付けて、受け付けた制御信号に応じてノイズキャンセリングを開始／停止してもよい。
【００３０】
また、以上の説明では移動体１は駆動機構１２の動作によって生じる駆動音をキャンセルすることとしたが、それ以外の音を打ち消す制御を実行してもよい。例えばマイクロホン１３が移動体１周囲の音を集音可能な位置に配置され、制御部１５は、移動体１の周囲で何らかの騒音が発生している場合に、その騒音を打ち消すキャンセル音波をスピーカー１４から発信させてもよい。さらに、マイクロホン１３が指向性を備える場合、制御部１５は、マイクロホン１３が音の発生を検知した場合に、その音の発生方向に移動体１を移動させてもよい。これにより、移動体１は自ら音の発生源に近づいてその音を消音することができる。
【００３１】
また、以上の説明ではマイクロホン１３が集音した音声信号に基づいてキャンセル音波を生成することとしたが、制御部１５はマイクロホン１３によらずにキャンセル音波を生成してもよい。具体的には、駆動機構１２の駆動音を予めサンプリングするなどして、その音を打ち消すようなキャンセル音波の周波数や音声波形に関する情報を予めメモリ内に記憶しておく。制御部１５は、駆動機構１２の駆動中、その情報に基づくキャンセル音波をスピーカー１４から発生させる。
【００３２】
さらにこの場合において、制御部１５は、駆動機構１２の駆動内容に応じて発生させるキャンセル音波を変化させてもよい。モーターの回転数など、駆動機構１２の駆動内容の違いによって、発生する駆動音にも違いが生じる。そこで制御部１５は、駆動機構１２に対して駆動内容を指示する制御信号を出力するとともに、その指示した駆動内容に応じて決まるキャンセル音波をスピーカー１４から発生させる。より具体的に、例えば制御部１５が駆動機構１２の回転数を何段階かで変化させる場合、その各段階に対応するキャンセル音波の周波数を記憶しておく。そして、制御部１５は、回転数の変更指示を駆動機構１２に対して出力した際に、変更後の回転数に対応する周波数のキャンセル音波をスピーカー１４から発生させる。これにより、マイクロホン１３によって駆動音を集音せずとも、動的に変化する駆動音を打ち消すキャンセル音波を発生させることができる。
【００３３】
移動体１に搭載されるスピーカー１４は、キャンセル音波の発生以外の用途にも利用することができる。例えばスピーカー１４が人の可聴域を超える周波数の超音波を発生させることが可能な場合、スピーカー１４から超音波を発生させ、その超音波の反射音をマイクロホン１３によって検出することで、障害物センサー１６の代わりにマイクロホン１３とスピーカー１４を障害物の検出に利用することができる。なお、キャンセル音波と障害物検出用の超音波は周波数帯が異なるので、移動体１はノイズキャンセリング制御を実行しながらスピーカー１４を用いて障害物の検出を行うこともできる。
【００３４】
また、スピーカー１４が発生する超音波を観測することで、移動体１の位置を特定することもできる。移動体１は複数のスピーカー１４を搭載しており、これらのスピーカー１４の間の距離は予め分かっている。そのため、複数のスピーカー１４から発信される超音波を地上の観測点で受信し、受信時の位相差を特定することで、この観測点から見た移動体１の位置を特定することができる。このような手法によれば、移動体１がノイズキャンセリング制御を実行中であって、その駆動音が聞こえない場合にも、ユーザーは移動体１の位置を把握することができる。
【００３５】
なお、本発明の実施の形態は以上説明したものに限られない。例えば以上の説明では移動体１が複数の駆動機構１２を備えており、この駆動機構１２のそれぞれに対応してマイクロホン１３及びスピーカー１４が配置されることとしている。しかしながら、移動体１は一つのスピーカー１４のみを備え、この一つのスピーカー１４から複数の駆動機構１２に対応するキャンセル音波を発生させてもよい。
【００３６】
また、以上の説明では移動体１は飛行体であることとしたが、これに限らず、地表を移動するロボットや車両等であってもよい。これに応じて、駆動機構１２も各種のモーターやアクチュエーター等を備えた各種の構造のものであってよい。
【００３７】
図４は、図３に示したものとは異なる構造の駆動機構１２の一例を示す断面図である。この図の例では、駆動機構１２はモーター１２ｇ、初段ギア１２ｈ、及びシャフト１２ｉを含んで構成されており、モーター１２ｇの回転による動力が初段ギア１２ｈを含む複数のギアを介してシャフト１２ｉに伝達される。この図の例では、マイクロホン１３だけでなくスピーカー１４も駆動機構１２を収容する筐体の内部に配置されており、スピーカー１４から発生する音が外部に伝わるように駆動機構１２の筐体表面には開口１２ｊが設けられている。
【００３８】
さらにこの図の例では、モーター１２ｇの回転軸と初段ギア１２ｈの連結箇所で発生する音が最も大きいと想定されている。そこで、モーター１２ｇの回転軸と初段ギア１２ｈの近傍にマイクロホン１３が配置されている。
【符号の説明】
【００３９】
１  移動体、１１  プロペラ、１２  駆動機構、１３  マイクロホン、１４  スピーカー、１５  制御部、１６  障害物センサー、１７  位置検出モジュール、１８  通信モジュール。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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