(57)【要約】【課題】移動する発音体の位置をリアルタイムに特定することができる発音体検出装置を提供する。【解決手段】発音体検出装置（１）は、マイク（１１１〜１１３）から出力された音（Ａ１１〜Ａ１３）から特定音電気信号（Ａ３１〜Ａ３３）を特定し、特定音電気信号（Ａ３１〜Ａ３３）の到達時間差（Ａ４１〜Ａ４２）を算出することで、発音体座標（Ａ５０）を特定することができる。更に、先行出力された特定音電気信号（Ａ３１〜Ａ３３）に対して前回の発音体の位置として発音体座標（Ａ５０）を特定し、後続出力された特定音電気信号（Ａ３１〜Ａ３３）に対して、今回の発音体の位置として発音体座標（Ａ５０）を特定することで、非特許文献１や特許文献１に開示された技術とは異なり、移動する発音体の位置をリアルタイムに特定することができる。【選択図】図５
2015095763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音を集音するＭ個（Ｍは３以上の整数）のマイクと、
前記Ｍ個のマイクから出力された音を電気信号に変換する信号変換回路と、
前記信号変換回路から出力された前記Ｍ個の電気信号から、移動する発音体が発する音である特定音の周波数成分を抽出した特定音電気信号を出力する特定音電気信号抽出フィルタと、
前記特定音電気信号抽出フィルタから出力された前記Ｍ個の特定音電気信号のうちの、１つの特定音電気信号と、それ以外の特定音電気信号との到達時間の差分であるＮ個（Ｎは整数）の到達時間差を順次算出する信号時間差検出部と、
前記Ｍ個のマイクの設置位置を表す座標と、前記信号時間差検出部から先行出力された前記Ｎ個の到達時間差とに基づいて、前回の前記発音体の座標である前回発音体座標を検出し、前記Ｍ個のマイクの座標と、前記信号時間差検出部から後続出力された前記Ｎ個の到達時間差とに基づいて、今回の前記発音体の座標である今回発音体座標を検出する座標検出部と、
を具備することを特徴とする発音体検出装置。
【請求項２】
音を集音するＭ個（Ｍは３以上の整数）のマイクと、
前記Ｍ個のマイクから出力された音を電気信号に変換する信号変換回路と、
前記信号変換回路から出力された前記Ｍ個の電気信号から、移動する発音体が発する音である特定音の周波数成分を抽出した特定音電気信号を出力する特定音電気信号抽出フィルタと、
前記特定音電気信号抽出フィルタから出力された前記Ｍ個の特定音電気信号の電圧値が判定用特定音電圧値以上である場合、判定結果信号を出力する特定音電気信号判定部と、
前記特定音電気信号判定部から出力された前記Ｍ個の判定結果信号のうちの、１つの判定結果信号と、それ以外の判定結果信号との到達時間の差分であるＮ個（Ｎは整数）の到達時間差を順次算出する信号時間差検出部と、
前記Ｍ個のマイクの設置位置を表す座標と、前記信号時間差検出部から先行出力された前記Ｎ個の到達時間差とに基づいて、前回の前記発音体の座標である前回発音体座標を検出し、前記Ｍ個のマイクの座標と、前記信号時間差検出部から後続出力された前記Ｎ個の到達時間差とに基づいて、今回の前記発音体の座標である今回発音体座標を検出する座標検出部と、
を具備することを特徴とする発音体検出装置。
【請求項３】
前記特定音電気信号判定部は、
前記特定音電気信号抽出フィルタから先行出力された前記Ｍ個の特定音電気信号の電圧値が前記判定用特定音電圧値以上である場合、先行する前記Ｍ個の判定結果信号を前記時間差検出部に出力し、
前記特定音電気信号抽出フィルタから後続出力された前記Ｍ個の特定音電気信号の電圧値が前記判定用特定音電圧値以上であり、かつ、その電圧値が先行の特定音電気信号の電圧値に対して変化している場合、後続する前記Ｍ個の判定結果信号を出力する、
ことを特徴とする請求項２に記載の発音体検出装置。
【請求項４】
前記座標検出部は、
Ｎ個の時間差と前記発音体の座標とを複数パターン対応付ける時間差座標記憶部と、
前記時間差座標記憶部に記憶された前記複数パターンの座標の中から、前記Ｎ個の到達時間差に対応する座標を前記発音体の座標として選択する座標選択部と、
を具備することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の発音体検出装置。
【請求項５】
音を集音するＭ個（Ｍは２以上の整数）のマイクと、
前記Ｍ個のマイクから出力された音を電気信号に変換する信号変換回路と、
前記信号変換回路から出力された前記Ｍ個の電気信号から、移動する発音体が発する音である特定音の周波数成分を抽出した特定音電気信号を出力する特定音電気信号抽出フィルタと、
特定音電気信号座標記憶部と、
前記特定音の大きさを表すＭ個の特定音電圧値と前記発音体の座標とを複数パターン対応付けて前記特定音電気信号座標記憶部に予め記憶させる座標構築部と、
前記特定音電気信号座標記憶部に記憶された前記複数パターンの座標の中から、前記特定音電気信号抽出フィルタから先行出力された前記Ｍ個の特定音電気信号の電圧値に対応する座標を、前回の前記発音体の座標である前回発音体座標として選択し、前記特定音電気信号抽出フィルタから後続出力された前記Ｍ個の特定音電気信号の電圧値に対応する座標を、今回の前記発音体の座標である今回発音体座標として選択する座標検出部と、
を具備することを特徴とする発音体検出装置。
【請求項６】
前記前回発音体座標と前記今回発音体座標とを含む画像データを表示する表示部、
を更に具備することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の発音体検出装置。
【請求項７】
前記前回発音体座標を記憶する移動履歴記憶部、
を更に具備し、
前記画像データは、前記今回発音体座標と、前記移動履歴記憶部に記憶された前記前回発音体座標を含む発音体移動履歴と、を結ぶ発音体移動経路を更に含む、
ことを特徴とする請求項６に記載の発音体検出装置。
【請求項８】
前記Ｍ個のマイクのうちの少なくとも１つのマイクの設置位置を表す座標と前記発音体の座標とに基づいて、前記少なくとも１つのマイクと前記発音体との距離を算出距離として算出する距離算出部、
を更に具備することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の発音体検出装置。
【請求項９】
前記算出距離が設定距離範囲に含まれているか否かを表す距離判定結果を生成する距離判定結果生成部と、
前記距離判定結果に基づいてアラームを出力するアラーム通知部と、
を更に具備することを特徴とする請求項８に記載の発音体検出装置。
【請求項１０】
前記設定距離範囲は複数設定され、
前記アラームの種類は前記設定距離範囲毎に異なる、
ことを特徴とする請求項９に記載の発音体検出装置。
【請求項１１】
Ｍ個（Ｍは３以上の整数）のマイクにより集音された音を電気信号に変換する信号変換処理と、
前記Ｍ個の電気信号から、移動する発音体が発する音である特定音の周波数成分として特定音電気信号を抽出する特定音電気信号抽出処理と、
前記Ｍ個の特定音電気信号のうちの、１つの特定音電気信号と、それ以外の特定音電気信号との到達時間の差分であるＮ個（Ｎは整数）の到達時間差を順次算出する信号時間差検出処理と、
前記Ｍ個のマイクの設置位置を表す座標と、前記信号時間差検出処理から先行出力された前記Ｎ個の到達時間差とに基づいて、前回の前記発音体の座標である前回発音体座標を検出する前回座標検出処理と、
前記Ｍ個のマイクの座標と、前記信号時間差検出処理から後続出力された前記Ｎ個の到達時間差とに基づいて、今回の前記発音体の座標である今回発音体座標を検出する今回座標検出処理と、
の各処理をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム。
【請求項１２】
Ｍ個（Ｍは３以上の整数）のマイクにより集音された音を電気信号に変換する信号変換処理と、
前記Ｍ個の電気信号から、移動する発音体が発する音である特定音の周波数成分として特定音電気信号を抽出する特定音電気信号抽出処理と、
前記Ｍ個の特定音電気信号の電圧値が前記判定用特定音電圧値以上である場合、判定結果信号を出力する特定音電気信号判定処理と、
前記特定音電気信号判定処理から出力された前記Ｍ個の判定結果信号のうちの、１つの判定結果信号と、それ以外の判定結果信号との到達時間の差分であるＮ個（Ｎは整数）の到達時間差を順次算出する信号時間差検出処理と、
前記Ｍ個のマイクの設置位置を表す座標と、前記信号時間差検出処理から先行出力された前記Ｎ個の到達時間差とに基づいて、前回の前記発音体の座標である前回発音体座標を検出する前回座標検出処理と、
前記Ｍ個のマイクの座標と、前記信号時間差検出処理から後続出力された前記Ｎ個の到達時間差とに基づいて、今回の前記発音体の座標である今回発音体座標を検出する今回座標検出処理と、
の各処理をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム。
【請求項１３】
Ｍ個（Ｍは２以上の整数）のマイクにより集音された音を電気信号に変換する信号変換処理と、
前記Ｍ個の電気信号から、移動する発音体が発する音である特定音の周波数成分として特定音電気信号を抽出する特定音電気信号抽出処理と、
前記特定音の大きさを表すＭ個の特定音電圧値と前記発音体の座標とを複数パターン対応付けて特定音電気信号座標記憶部に予め記憶させる座標構築処理と、
前記特定音電気信号座標記憶部に記憶された前記複数パターンの座標の中から、前記特定音電気信号抽出処理から先行出力された前記Ｍ個の特定音電気信号の電圧値に対応する座標を、前回の前記発音体の座標である前回発音体座標として選択する前回座標検出処理と、
前記特定音電気信号座標記憶部に記憶された前記複数パターンの座標の中から、前記特定音電気信号抽出処理から後続出力された前記Ｍ個の特定音電気信号の電圧値に対応する座標を、今回の前記発音体の座標である今回発音体座標として選択する今回座標検出処理と、
の各処理をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間内の発音体の位置を検出する発音体検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のマイクを用いて音源の位置を検出する技術が知られている（例えば、非特許文献１）。非特許文献１に記載された技術では、複数個（例えば３個）のマイクにより音を集音し、複数の音のうちの、１つの音と、それ以外の音との到達時間の差分である複数（例えば２つ）の到達時間差を算出し、３個のマイクの設置位置と２個の到達時間差とを用いて計算により音源の位置を検出する。
【０００３】
また、複数個のマイクにより音を集音し、特定音の大きさに応じて異常音を検出する技術が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載された技術では、複数個のマイクにより音（混合信号）を集音し、複数の混合信号から、発音体が発する音である特定音の周波数成分（個別信号）を複数抽出する。そして、複数個のマイクの設置位置と複数の個別信号とを用いて行列演算により音源の位置を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２０３０４８号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】“三点マイク音源位置検出装置”、［ｏｎｌｉｎｅ］、平成１６年１２月１５日、第７回  電通大エレクトロニクスコンテスト  自由部門、［平成２５年９月２６日検索］、インターネット〈URL: http://www.gp.uec.ac.jp/elecon/2004electronics-contest/work.../work_16.htm〉
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、非特許文献１や特許文献１に開示された技術は、どこかに設置された音源を検出するものであり、移動する音源（以下、発音体と称する）を検出するものではない。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、移動する発音体の位置をリアルタイムに特定することができる発音体検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の要旨では、発音体検出装置は、音を集音するＭ個（Ｍは３以上の整数）のマイクと、前記Ｍ個のマイクから出力された音を電気信号に変換する信号変換回路と、前記信号変換回路から出力された前記Ｍ個の電気信号から、移動する発音体が発する音である特定音の周波数成分を抽出した特定音電気信号を出力する特定音電気信号抽出フィルタと、前記特定音電気信号抽出フィルタから出力された前記Ｍ個の特定音電気信号のうちの、１つの特定音電気信号と、それ以外の特定音電気信号との到達時間の差分であるＮ個（Ｎは整数）の到達時間差を順次算出する信号時間差検出部と、前記Ｍ個のマイクの設置位置を表す座標と、前記信号時間差検出部から先行出力された前記Ｎ個の到達時間差とに基づいて、前回の前記発音体の座標である前回発音体座標を検出し、前記Ｍ個のマイクの座標と、前記信号時間差検出部から後続出力された前記Ｎ個の到達時間差とに基づいて、今回の前記発音体の座標である今回発音体座標を検出する座標検出部と、を具備することを特徴とする。
【０００９】
本発明の第２の要旨では、発音体検出装置は、音を集音するＭ個（Ｍは３以上の整数）のマイクと、前記Ｍ個のマイクから出力された音を電気信号に変換する信号変換回路と、前記信号変換回路から出力された前記Ｍ個の電気信号から、移動する発音体が発する音である特定音の周波数成分を抽出した特定音電気信号を出力する特定音電気信号抽出フィルタと、前記特定音電気信号抽出フィルタから出力された前記Ｍ個の特定音電気信号の電圧値が判定用特定音電圧値以上である場合、判定結果信号を出力する特定音電気信号判定部と、前記特定音電気信号判定部から出力された前記Ｍ個の判定結果信号のうちの、１つの判定結果信号と、それ以外の判定結果信号との到達時間の差分であるＮ個（Ｎは整数）の到達時間差を順次算出する信号時間差検出部と、前記Ｍ個のマイクの設置位置を表す座標と、前記信号時間差検出部から先行出力された前記Ｎ個の到達時間差とに基づいて、前回の前記発音体の座標である前回発音体座標を検出し、前記Ｍ個のマイクの座標と、前記信号時間差検出部から後続出力された前記Ｎ個の到達時間差とに基づいて、今回の前記発音体の座標である今回発音体座標を検出する座標検出部と、を具備することを特徴とする。
【００１０】
本発明の第２の要旨では、前記特定音電気信号判定部は、前記特定音電気信号抽出フィルタから先行出力された前記Ｍ個の特定音電気信号の電圧値が前記判定用特定音電圧値以上である場合、先行する前記Ｍ個の判定結果信号を前記時間差検出部に出力し、前記特定音電気信号抽出フィルタから後続出力された前記Ｍ個の特定音電気信号の電圧値が前記判定用特定音電圧値以上であり、かつ、その電圧値が先行の特定音電気信号の電圧値に対して変化している場合、後続する前記Ｍ個の判定結果信号を出力する、ことを特徴とする。
【００１１】
本発明の第１、２の要旨では、前記座標検出部は、Ｎ個の時間差と前記発音体の座標とを複数パターン対応付ける時間差座標記憶部と、前記時間差座標記憶部に記憶された前記複数パターンの座標の中から、前記Ｎ個の到達時間差に対応する座標を前記発音体の座標として選択する座標選択部と、を具備することを特徴とする。
【００１２】
本発明の第３の要旨では、発音体検出装置は、音を集音するＭ個（Ｍは２以上の整数）のマイクと、前記Ｍ個のマイクから出力された音を電気信号に変換する信号変換回路と、前記信号変換回路から出力された前記Ｍ個の電気信号から、移動する発音体が発する音である特定音の周波数成分を抽出した特定音電気信号を出力する特定音電気信号抽出フィルタと、特定音電気信号座標記憶部と、前記特定音の大きさを表すＭ個の特定音電圧値と前記発音体の座標とを複数パターン対応付けて前記特定音電気信号座標記憶部に予め記憶させる座標構築部と、前記特定音電気信号座標記憶部に記憶された前記複数パターンの座標の中から、前記特定音電気信号抽出フィルタから先行出力された前記Ｍ個の特定音電気信号の電圧値に対応する座標を、前回の前記発音体の座標である前回発音体座標として選択し、前記特定音電気信号座標記憶部に記憶された前記複数パターンの座標の中から、前記特定音電気信号抽出フィルタから後続出力された前記Ｍ個の特定音電気信号の電圧値に対応する座標を、今回の前記発音体の座標である今回発音体座標として選択する座標検出部と、を具備することを特徴とする。
【００１３】
本発明の第１〜３の要旨では、発音体検出装置は、前記前回発音体座標と前記今回発音体座標とを含む画像データを表示する表示部、を更に具備することを特徴とする。
【００１４】
本発明の第１〜３の要旨では、発音体検出装置は、前記前回発音体座標を記憶する移動履歴記憶部、を更に具備し、前記画像データは、前記今回発音体座標と、前記移動履歴記憶部に記憶された前記前回発音体座標を含む発音体移動履歴と、を結ぶ発音体移動経路を更に含む、ことを特徴とする。
【００１５】
本発明の第１〜３の要旨では、発音体検出装置は、前記Ｍ個のマイクのうちの少なくとも１つのマイクの設置位置を表す座標と前記発音体の座標とに基づいて、前記少なくとも１つのマイクと前記発音体との距離を算出距離として算出する距離算出部、を更に具備することを特徴とする。
【００１６】
本発明の第１〜３の要旨では、発音体検出装置は、前記算出距離が設定距離範囲に含まれているか否かを表す距離判定結果を生成する距離判定結果生成部と、前記距離判定結果に基づいてアラームを出力するアラーム通知部と、を更に具備することを特徴とする。
【００１７】
本発明の第１〜３の要旨では、前記設定距離範囲は複数設定され、前記アラームの種類は前記設定距離範囲毎に異なる、ことを特徴とする。
【００１８】
本発明の第４の要旨では、コンピュータプログラムにおいて、Ｍ個（Ｍは３以上の整数）のマイクにより集音された音を電気信号に変換する信号変換処理と、前記Ｍ個の電気信号から、移動する発音体が発する音である特定音の周波数成分として特定音電気信号を抽出する特定音電気信号抽出処理と、前記Ｍ個の特定音電気信号のうちの、１つの特定音電気信号と、それ以外の特定音電気信号との到達時間の差分であるＮ個（Ｎは整数）の到達時間差を順次算出する信号時間差検出処理と、前記Ｍ個のマイクの設置位置を表す座標と、前記信号時間差検出処理から先行出力された前記Ｎ個の到達時間差とに基づいて、前回の前記発音体の座標である前回発音体座標を検出する前回座標検出処理と、前記Ｍ個のマイクの座標と、前記信号時間差検出処理から後続出力された前記Ｎ個の到達時間差とに基づいて、今回の前記発音体の座標である今回発音体座標を検出する今回座標検出処理と、の各処理をコンピュータに実行させる。
【００１９】
本発明の第５の要旨では、コンピュータプログラムにおいて、Ｍ個（Ｍは３以上の整数）のマイクにより集音された音を電気信号に変換する信号変換処理と、前記Ｍ個の電気信号から、移動する発音体が発する音である特定音の周波数成分として特定音電気信号を抽出する特定音電気信号抽出処理と、前記Ｍ個の特定音電気信号の電圧値が前記判定用特定音電圧値以上である場合、判定結果信号を出力する特定音電気信号判定処理と、前記特定音電気信号判定処理から出力された前記Ｍ個の判定結果信号のうちの、１つの判定結果信号と、それ以外の判定結果信号との到達時間の差分であるＮ個（Ｎは整数）の到達時間差を順次算出する信号時間差検出処理と、前記Ｍ個のマイクの設置位置を表す座標と、前記信号時間差検出処理から先行出力された前記Ｎ個の到達時間差とに基づいて、前回の前記発音体の座標である前回発音体座標を検出する前回座標検出処理と、前記Ｍ個のマイクの座標と、前記信号時間差検出処理から後続出力された前記Ｎ個の到達時間差とに基づいて、今回の前記発音体の座標である今回発音体座標を検出する今回座標検出処理と、の各処理をコンピュータに実行させる。
【００２０】
本発明の第６の要旨では、コンピュータプログラムにおいて、Ｍ個（Ｍは２以上の整数）のマイクにより集音された音を電気信号に変換する信号変換処理と、前記Ｍ個の電気信号から、移動する発音体が発する音である特定音の周波数成分として特定音電気信号を抽出する特定音電気信号抽出処理と、前記特定音の大きさを表すＭ個の特定音電圧値と前記発音体の座標とを複数パターン対応付けて特定音電気信号座標記憶部に予め記憶させる座標構築処理と、前記特定音電気信号座標記憶部に記憶された前記複数パターンの座標の中から、前記特定音電気信号抽出処理から先行出力された前記Ｍ個の特定音電気信号の電圧値に対応する座標を、前回の前記発音体の座標である前回発音体座標として選択する前回座標検出処理と、前記特定音電気信号座標記憶部に記憶された前記複数パターンの座標の中から、前記特定音電気信号抽出処理から後続出力された前記Ｍ個の特定音電気信号の電圧値に対応する座標を、今回の前記発音体の座標である今回発音体座標として選択する今回座標検出処理と、の各処理をコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の第１、４の要旨によれば、Ｍ個のマイクから出力された音から信号変換回路及び特定音電気信号抽出フィルタにより特定音（Ｍ個の特定音電気信号）を特定し、信号時間差検出部により特定音の到達時間差を算出することで、座標検出部により発音体の位置（発音体座標）を特定することができる。更に、本発明の第１、４の要旨によれば、特定音電気信号抽出フィルタから先行出力された特定音（Ｍ個の特定音電気信号）に対して、前回の発音体の位置（前回発音体座標）を特定し、特定音電気信号抽出フィルタから後続出力された特定音（Ｍ個の特定音電気信号）に対して、今回の発音体の位置（今回発音体座標）を特定することで、非特許文献１や特許文献１に開示された技術とは異なり、移動する発音体の位置をリアルタイムに特定することができる。
【００２２】
本発明の第２、５の要旨によれば、Ｍ個のマイクから出力された音から信号変換回路及び特定音電気信号抽出フィルタにより特定音（Ｍ個の特定音電気信号）を特定し、特定音電気信号判定部により音量（電圧値）が特徴量（判定用特定音電圧値）以上の特定音（Ｍ個の判定結果信号）を特定し、信号時間差検出部により特定音の到達時間差を算出することで、座標検出部により発音体の位置（発音体座標）を特定することができる。更に、本発明の第２、５の要旨によれば、特定音電気信号抽出フィルタから先行出力され、かつ、その音量（電圧値）が特徴量（判定用特定音電圧値）以上である特定音（Ｍ個の特定音電気信号）に対して、前回の発音体の位置（前回発音体座標）を特定し、特定音電気信号抽出フィルタから後続出力され、かつ、その音量（電圧値）が特徴量（判定用特定音電圧値）以上である特定音（Ｍ個の特定音電気信号）に対して、今回の発音体の位置（今回発音体座標）を特定することで、非特許文献１や特許文献１に開示された技術とは異なり、移動する発音体の位置をリアルタイムに特定することができる。
【００２３】
本発明の第３、６の要旨によれば、座標構築部により特定音の音量（特定音電圧値）と発音体の座標とを特定音電気信号座標記憶部に構築させておき、Ｍ個のマイクから出力された音から信号変換回路及び特定音電気信号抽出フィルタにより特定音（Ｍ個の特定音電気信号）を特定し、座標検出部により特定音電気信号座標記憶部を参照することで、発音体の位置（発音体座標）を特定することができる。更に、本発明の第３、６の要旨によれば、特定音電気信号抽出フィルタから先行出力された特定音（Ｍ個の特定音電気信号）に対して、前回の発音体の位置（前回発音体座標）を特定し、特定音電気信号抽出フィルタから後続出力された特定音（Ｍ個の特定音電気信号）に対して、今回の発音体の位置（今回発音体座標）を特定することで、非特許文献１や特許文献１に開示された技術とは異なり、移動する発音体の位置をリアルタイムに特定することができる。また、本発明の第３、６の要旨によれば、特定音電気信号座標記憶部を参照するため、非特許文献１や特許文献１のような複雑な演算を必要としない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の発音体検出装置１が適用される発音体検出システムを示すブロック図である。
【図２】本発明の発音体検出装置１の構成を示すブロック図である。
【図３】図１の発音体検出システムが適用される例を示す図である。
【図４】図１の発音体検出システムが適用される他の例を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る発音体検出装置１の構成を示すブロック図である。
【図６】信号変換回路１２１〜１２３から出力される電気信号Ａ２１〜Ａ２３を示す図である。
【図７】特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３から出力される特定音電気信号Ａ３１〜Ａ３３を示す図である。
【図８】信号時間差検出部１４０から出力される到達時間差Ａ４１〜Ａ４２を示す図である。
【図９】マイク１１１〜１１３の設置位置を表す座標を示す図である。
【図１０】座標検出部１５０の構成を示すブロック図である。
【図１１】時間差座標記憶部１５１に記憶された情報を示す図である。
【図１２】本発明の第１実施形態に係る発音体検出装置１が画像形成装置であり、発音体２がロボット掃除機である場合に、表示部１２に表示される画像データＡ７０を示す図である。
【図１３】本発明の第１実施形態に係る発音体検出装置１が携帯端末であり、発音体２が蚊である場合に、表示部１２に表示される画像データＡ７０を示す図である。
【図１４】本発明の第１実施形態に係る発音体検出装置１が画像形成装置であり、発音体２がロボット掃除機である場合に適用されるアラーム設定テーブルを表す図である。
【図１５】本発明の第１実施形態に係る発音体検出装置１が携帯端末であり、発音体２が蚊である場合に適用されるアラーム設定テーブルを表す図である。
【図１６】本発明の第２実施形態に係る発音体検出装置１の構成を示すブロック図である。
【図１７】判定用特定音電気信号記憶部２１０に記憶された判定用特定音電圧値と、特定音電気信号判定部２２１〜２２３から出力される判定結果信号（電圧値）との関係を示す図である。
【図１８】特定音の有無に関して、特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３から出力される特定音電気信号Ａ３１〜Ａ３３を示す図である。
【図１９】特定音の有無に関して、特定音電気信号判定部２２１〜２２３から出力される判定結果信号Ｂ２１〜Ｂ２３を示す図である。
【図２０】特定音の有無に関して、信号時間差検出部２４０から出力される到達時間差Ａ４１〜Ａ４２を示す図である。
【図２１】本発明の第２実施形態に係る発音体検出装置１が画像形成装置であり、発音体２がロボット掃除機である場合に、表示部１２に表示される画像データＡ７０を示す図である。
【図２２】本発明の第２実施形態に係る発音体検出装置１が携帯端末であり、発音体２が蚊である場合に、表示部１２に表示される画像データＡ７０を示す図である。
【図２３】発音体２の音量の変化に関して、特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３から出力される特定音電気信号Ａ３１〜Ａ３３を示す図である。
【図２４】発音体２の音量の変化に関して、特定音電気信号判定部２２１〜２２３から出力される判定結果信号Ｂ２１〜Ｂ２３を示す図である。
【図２５】発音体２の音量の変化に関して、信号時間差検出部２４０から出力される到達時間差Ａ４１〜Ａ４２を示す図である。
【図２６】本発明の第３実施形態に係る発音体検出装置１の構成を示すブロック図である。
【図２７】特定音電気信号座標記憶部３１０に記憶された情報を示す図である。
【図２８】本発明の第３実施形態に係る発音体検出装置１の動作として座標構築処理を示す図である。
【図２９】座標構築処理を説明するための図である。
【図３０】本発明の第３実施形態に係る発音体検出装置１の動作として座標検出処理を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照しながら、本発明の発音体検出装置の実施形態について説明する。
【００２６】
図１は、本発明の発音体検出装置１が適用される発音体検出システムを示すブロック図である。本発明の発音体検出装置１は発音体２を検出する。
【００２７】
図２は、本発明の発音体検出装置１の構成を示すブロック図である。本発明の発音体検出装置１は、Ｍ個のマイクと、制御装置１０と、記憶装置１１と、表示部１２と、スピーカ１３と、を具備している。記憶装置１１には、コンピュータが実行可能なコンピュータプログラムが格納されている。制御装置１０は、そのコンピュータプログラムを読み出して実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）１４を具備している。
【００２８】
図３は、図１の発音体検出システムが適用される例を示す図である。例えば、本発明の発音体検出装置１は画像形成装置であり、発音体２はロボット掃除機である。画像形成装置及びロボット掃除機はオフィス内に設けられている。画像形成装置は画像形成部を備えている。画像形成部は、入力される画像データに基づいて画像を形成し、その画像を用紙に印刷する。画像形成装置は、ロボット掃除機を検出する機能を備え、ロボット掃除機の位置を表示部１２に表示する。
【００２９】
図４は、図１の発音体検出システムが適用される他の例を示す図である。例えば、本発明の発音体検出装置１は携帯端末であり、発音体２は蚊である。携帯端末としては、携帯電話機、スマートフォンなどが例示される。携帯端末は、蚊を検出する機能を備え、蚊の位置を表示部１２に表示する。
【００３０】
［第１実施形態］
図５は、本発明の第１実施形態に係る発音体検出装置１の構成を示すブロック図である。
【００３１】
本発明の第１実施形態に係る発音体検出装置１の制御装置１０は、Ｍ個の信号変換回路と、Ｍ個の特定音電気信号抽出フィルタと、信号時間差検出部１４０と、座標検出部１５０と、距離算出部１６０と、表示制御部１７０と、距離判定結果生成部１８０と、アラーム通知部１９０と、移動履歴記憶部２００と、を具備している。これらの構成要素はＣＰＵ１４により制御される。
【００３２】
本発明の第１実施形態に係る発音体検出装置１において、上述のＭは３以上の整数である。ここで、Ｍは３とする。この場合、３個のマイクはマイク１１１〜１１３とし、３個の信号変換回路は信号変換回路１２１〜１２３とし、３個の特定音電気信号抽出フィルタは特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３とする。
【００３３】
マイク１１１〜１１３は、発音体２が発する特定音を含む音Ａ１１〜Ａ１３を集音する。
【００３４】
信号変換回路１２１〜１２３は、ＣＰＵ１４から出力されるクロック信号ＣＬＫに同期して（例えば、クロック信号ＣＬＫの立ち上がりに同期して）、マイク１１１〜１１３から出力された音Ａ１１〜Ａ１３を電気信号Ａ２１〜Ａ２３に変換する。図６は、信号変換回路１２１〜１２３から出力される電気信号Ａ２１〜Ａ２３を示す図である。
【００３５】
特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３は、ＣＰＵ１４から出力されるクロック信号ＣＬＫに同期して、信号変換回路１２１〜１２３から出力された電気信号Ａ２１〜Ａ２３を入力する。特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３は、電気信号Ａ２１〜Ａ２３から、特定音の周波数成分を抽出した特定音電気信号を、特定音電気信号Ａ３１〜Ａ３３として出力する。図７は、特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３から出力される特定音電気信号Ａ３１〜Ａ３３を示す図である。特定音電気信号Ａ３２は特定音電気信号Ａ３１に対して時間Ｔ１２［ｓ］だけ遅れている。特定音電気信号Ａ３３は特定音電気信号Ａ３１に対して時間Ｔ１３［ｓ］だけ遅れている。
【００３６】
ここで、特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３から先行出力された特定音電気信号Ａ３１〜Ａ３３を特定音電気信号Ａ３１−１〜Ａ３３−１と称する。特定音電気信号Ａ３２−１は特定音電気信号Ａ３１−１に対して時間Ｔ１２−１［ｓ］だけ遅れ、特定音電気信号Ａ３３−１は特定音電気信号Ａ３１−１に対して時間Ｔ１３−１［ｓ］だけ遅れている。
【００３７】
また、特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３から後続出力された特定音電気信号Ａ３１〜Ａ３３を特定音電気信号Ａ３１−２〜Ａ３３−２と称する。特定音電気信号Ａ３２−２は特定音電気信号Ａ３１−２に対して時間Ｔ１２−２［ｓ］だけ遅れ、特定音電気信号Ａ３３−２は特定音電気信号Ａ３１−２に対して時間Ｔ１３−２［ｓ］だけ遅れている。
【００３８】
信号時間差検出部１４０は、ＣＰＵ１４から出力されるクロック信号ＣＬＫに同期して、特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３から出力された特定音電気信号Ａ３１〜Ａ３３を入力する。信号時間差検出部１４０は、特定音電気信号Ａ３１〜Ａ３３のうちの、１つの特定音電気信号と、それ以外の特定音電気信号との到達時間の差分であるＮ個の到達時間差を算出する。
【００３９】
Ｎは整数であり、この場合、Ｎは２である。具体的には、信号時間差検出部１４０は、特定音電気信号Ａ３１〜Ａ３３のうちの、１つの特定音電気信号Ａ３１と、それ以外の特定音電気信号Ａ３２、Ａ３３との到達時間の差分である２個の到達時間差Ａ４１〜Ａ４２を算出する。図８は、信号時間差検出部１４０から出力される到達時間差Ａ４１〜Ａ４２を示す図である。到達時間差Ａ４１〜Ａ４２は、それぞれＴ１２、Ｔ１３［ｓ］により表される。
【００４０】
ここで、特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３から先行出力された特定音電気信号Ａ３１〜Ａ３３に応じて、信号時間差検出部１４０から先行出力された到達時間差Ａ４１〜Ａ４２を到達時間差Ａ４１−１、Ａ４２−１と称する。到達時間差Ａ４１−１は時間Ｔ１２−１［ｓ］を表し、到達時間差Ａ４２−１は時間Ｔ１３−１［ｓ］を表している。
【００４１】
また、特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３から後続出力された特定音電気信号Ａ３１−２〜Ａ３３−２に応じて、信号時間差検出部１４０から後続出力された到達時間差Ａ４１〜Ａ４２を到達時間差Ａ４１−２、Ａ４２−２と称する。到達時間差Ａ４１−２は時間Ｔ１２−２［ｓ］を表し、到達時間差Ａ４２−２は時間Ｔ１３−２［ｓ］を表している。
【００４２】
座標検出部１５０は、ＣＰＵ１４から出力されるクロック信号ＣＬＫに同期して、信号時間差検出部１４０から先行出力された到達時間差Ａ４１−１、Ａ４２−１を入力する。座標検出部１５０は、マイク１１１〜１１３の設置位置を表す座標と、到達時間差Ａ４１−１、Ａ４２−１とに基づいて、前回の発音体２の座標である発音体座標Ａ５０を検出する。ここで、前回の発音体２の座標である発音体座標Ａ５０を前回発音体座標Ａ５０−１と称する。
【００４３】
また、座標検出部１５０は、ＣＰＵ１４から出力されるクロック信号ＣＬＫに同期して、信号時間差検出部１４０から後続出力された到達時間差Ａ４１−２、Ａ４２−２を入力する。座標検出部１５０は、マイク１１１〜１１３の設置位置を表す座標と、到達時間差Ａ４１−２、Ａ４２−２とに基づいて、今回の発音体２の座標である発音体座標Ａ５０を検出する。ここで、今回の発音体２の座標である発音体座標Ａ５０を今回発音体座標Ａ５０−２と称する。
【００４４】
ここで、発音体座標Ａ５０（前回発音体座標Ａ５０−１、今回発音体座標Ａ５０−２）の検出方法について説明する。
【００４５】
図９は、マイク１１１〜１１３の設置位置を表す座標を示す図である。ここで、マイク１１１〜１１３の座標を（０、０）、（Ｘ１１２、０）、（０、Ｙ１１３）とし、到達時間差Ａ４１〜Ａ４２をＴ１２、Ｔ１３［ｓ］とし、音速を３４０［ｍ／ｓ］とした場合、発音体座標Ａ５０を表す（Ｘ５０、Ｙ５０）は、双曲線Ｌ１２、Ｌ１３により求めることができる。
【００４６】
双曲線Ｌ１２は、マイク１１１、１１２の座標である（０、０）、（Ｘ１１２、０）と、到達時間差Ａ４１であるＴ１２と、に基づいて求まり、±ＳＱＲ｛（Ｘ−Ｘ１１２）＾２＋Ｙ＾２｝＝±ＳＱＲ｛Ｘ＾２＋Ｙ＾２｝＋３４０×Ｔ１２により表される。双曲線Ｌ１３は、マイク１１１、１１３の座標である（０、０）、（０、Ｙ１１３）と、到達時間差Ａ４２であるＴ１３と、に基づいて求まり、±ＳＱＲ｛Ｘ＾２＋（Ｙ−Ｙ１１３）＾２｝＝±ＳＱＲ｛Ｘ＾２＋Ｙ＾２｝＋３４０×Ｔ１３により表される。双曲線Ｌ１２と双曲線Ｌ１３との交点は、音源の位置を表している。即ち、発音体座標Ａ５０を表している。
【００４７】
マイク１１１〜１１３の座標、音速は不変であるため、双曲線Ｌ１２、Ｌ１３の式に基づいて、２個の時間差に対する座標（Ｘ５０、Ｙ５０）を予め算出しておいてもよい。図１０は、座標検出部１５０の構成を示すブロック図である。座標検出部１５０は、時間差座標記憶部１５１と、座標選択部１５２と、を具備している。
【００４８】
図１１は、時間差座標記憶部１５１に記憶された情報を示す図である。時間差座標記憶部１５１は、Ｎ個の時間差と、発音体２の座標と、を複数パターン対応付けて記憶している。Ｎは２であるため、時間差座標記憶部１５１には２個の時間差が複数パターン記憶されている。２個の時間差は予め設定されている。まず、座標選択部１５２は、時間差座標記憶部１５１を参照する。座標選択部１５２は、時間差座標記憶部１５１に記憶された複数パターンの時間差の中から、到達時間差Ａ４１〜Ａ４２に一致する時間差を選択時間差として選択する。次に、座標選択部１５２は、時間差座標記憶部１５１に記憶された複数パターンの座標の中から、選択時間差に対応する座標を、発音体座標Ａ５０として選択する。
【００４９】
距離算出部１６０は、ＣＰＵ１４から出力されるクロック信号ＣＬＫに同期して、座標検出部１５０から出力された発音体座標Ａ５０を入力する。距離算出部１６０は、例えば、マイク１１１〜１１３のうちの少なくとも１つのマイクの設置位置を表す座標と、座標検出部１５０から出力された今回発音体座標Ａ５０−２である（Ｘ５０、Ｙ５０）とに基づいて、少なくとも１つのマイクと発音体２との距離を算出して、算出距離Ａ６０として出力する。ここで、マイク１１１〜１１３の座標を（０、０）、（Ｘ１１２、０）、（０、Ｙ１１３）とし、発音体座標Ａ５０を（Ｘ５０、Ｙ５０）とした場合、マイク１１１〜１１３と発音体２との距離Ｓ１〜Ｓ３［ｍ］は、それぞれ、Ｘ＾２＋Ｙ＾２＝Ｓ１＾２、（Ｘ−Ｘ１１２）＾２＋Ｙ＾２＝Ｓ２＾２、Ｘ＾２＋（Ｙ−Ｙ１１３）＾２＝Ｓ３＾２により求まる。
【００５０】
例えば、距離算出部１６０は、マイク１１１と発音体２との距離を算出する場合、Ｘ＾２＋Ｙ＾２＝Ｓ１＾２により、マイク１１１の座標（０、０）と、今回の発音体座標（Ｘ５０、Ｙ５０）とに基づいた算出距離Ａ６０を出力する。
【００５１】
表示制御部１７０は、ＣＰＵ１４から出力されるクロック信号ＣＬＫに同期して、座標検出部１５０から出力された発音体座標Ａ５０を入力する。表示制御部１７０は、座標検出部１５０から出力された発音体座標Ａ５０（前回発音体座標Ａ５０−１、今回発音体座標Ａ５０−２）と、距離算出部１６０から出力された算出距離Ａ６０と、発音体移動経路Ａ１００と、を含む画像データＡ７０を生成し、その画像データＡ７０を表示部１２に表示する。画像データＡ７０に含まれる今回発音体座標Ａ５０−２は、今回の発音体２の位置を表している。
【００５２】
例えば、本発明の第１実施形態に係る発音体検出装置１が画像形成装置であり、発音体２がロボット掃除機であり、両者ともオフィス内に設けられている場合、記憶装置１１にはオフィスのレイアウトに関する情報が格納されている。この場合、表示制御部１７０は、オフィスのレイアウトに関連付けて、図１２に示されるような画像データＡ７０を表示部１２に表示する。
【００５３】
例えば、本発明の第１実施形態に係る発音体検出装置１が携帯端末であり、発音体２が蚊である場合、表示制御部１７０は、図１３に示されるような画像データＡ７０を表示部１２に表示する。
【００５４】
移動履歴記憶部２００は、前回発音体座標Ａ５０−１を、発音体２が移動したときの履歴である発音体移動履歴として記憶する。画像データＡ７０に含まれる発音体移動経路Ａ１００は、今回発音体座標Ａ５０−２と、移動履歴記憶部２００に記憶された前回発音体座標Ａ５０−１を含む発音体移動履歴と、を結ぶ線により表される。画像データＡ７０に含まれる発音体移動経路Ａ１００は、今回発音体座標Ａ５０−２とは異なる表示形態により表示される。発音体移動経路Ａ１００の表示形態としては、色分け、ハイライト、形跡を表す線などが挙げられ、例えば、形跡を表す線である場合は図１２及び図１３のように表記される。
【００５５】
距離判定結果生成部１８０は、ＣＰＵ１４から出力されるクロック信号ＣＬＫに同期して、距離算出部１６０から出力された算出距離Ａ６０を入力する。距離判定結果生成部１８０は、算出距離Ａ６０が設定距離範囲に含まれているか否かを表す距離判定結果Ａ８０を生成する。
【００５６】
アラーム通知部１９０は、ＣＰＵ１４から出力されるクロック信号ＣＬＫに同期して、距離判定結果Ａ８０を入力する。アラーム通知部１９０は、距離判定結果Ａ８０に基づいてアラームＡ９０をスピーカ１３から出力する。アラームＡ９０の種類は設定距離範囲毎に異なり、例えば、記憶装置１１に格納されたアラーム設定テーブルにより管理される。距離判定結果生成部１８０及びアラーム通知部１９０は、そのアラーム設定テーブルを参照する。アラーム設定テーブルは、設定距離範囲と、アラームＡ９０の種類と、を複数パターン対応付けて記憶している。
【００５７】
図１４は、本発明の第１実施形態に係る発音体検出装置１が画像形成装置であり、発音体２がロボット掃除機である場合に適用されるアラーム設定テーブルを表す図である。
【００５８】
例えば、算出距離Ａ６０が１０［ｍ］以内である場合（ロボット掃除機が１０［ｍ］以内に存在する場合）、距離判定結果生成部１８０は、算出距離Ａ６０が設定距離範囲に含まれていないことを表す距離判定結果Ａ８０を生成する。アラーム通知部１９０は、その距離判定結果Ａ８０に対応するアラームの種類がないため、アラームＡ９０をスピーカ１３から出力しない。
【００５９】
例えば、算出距離Ａ６０が１０［ｍ］以上、１１［ｍ］以内である場合（ロボット掃除機が１０［ｍ］以上、１１［ｍ］以内に存在する場合）、距離判定結果生成部１８０は、算出距離Ａ６０が第１設定距離範囲に含まれていることを表す距離判定結果Ａ８０を生成する。アラーム通知部１９０は、その距離判定結果Ａ８０に対応するアラームの種類が第１アラーム音であるため、第１アラーム音を表すアラームＡ９０をスピーカ１３から出力する。
【００６０】
例えば、算出距離Ａ６０が１１［ｍ］以上、１２［ｍ］以内である場合（ロボット掃除機が１１［ｍ］以上、１２［ｍ］以内に存在する場合）、距離判定結果生成部１８０は、算出距離Ａ６０が第２設定距離範囲に含まれていることを表す距離判定結果Ａ８０を生成する。アラーム通知部１９０は、その距離判定結果Ａ８０に対応するアラームの種類が第２アラーム音であるため、第２アラーム音を表すアラームＡ９０をスピーカ１３から出力する。第２アラーム音は第１アラーム音よりも大きい音である。
【００６１】
図１５は、本発明の第１実施形態に係る発音体検出装置１が携帯端末であり、発音体２が蚊である場合に適用されるアラーム設定テーブルを表す図である。
【００６２】
例えば、算出距離Ａ６０が２［ｍ］以上である場合（蚊が２［ｍ］以上に存在する場合）、距離判定結果生成部１８０は、算出距離Ａ６０が設定距離範囲に含まれていないことを表す距離判定結果Ａ８０を生成する。アラーム通知部１９０は、その距離判定結果Ａ８０に対応するアラームの種類がないため、アラームＡ９０をスピーカ１３から出力しない。
【００６３】
例えば、算出距離Ａ６０が１［ｍ］以上、２［ｍ］以内である場合（蚊が１［ｍ］以上、２［ｍ］以内に存在する場合）、距離判定結果生成部１８０は、算出距離Ａ６０が第２設定距離範囲に含まれていることを表す距離判定結果Ａ８０を生成する。アラーム通知部１９０は、その距離判定結果Ａ８０に対応するアラームの種類が第２アラーム音であるため、第２アラーム音を表すアラームＡ９０をスピーカ１３から出力する。
【００６４】
例えば、算出距離Ａ６０が１［ｍ］以内である場合（蚊が１［ｍ］以内に存在する場合）、距離判定結果生成部１８０は、算出距離Ａ６０が第１設定距離範囲に含まれていることを表す距離判定結果Ａ８０を生成する。アラーム通知部１９０は、その距離判定結果Ａ８０に対応するアラームの種類が第１アラーム音であるため、第１アラーム音を表すアラームＡ９０をスピーカ１３から出力する。第１アラーム音は第２アラーム音よりも大きい音である。
【００６５】
以上の説明により、本発明の第１実施形態に係る発音体検出装置１では、Ｍ個（Ｍは３以上の整数）のマイク１１１〜１１３は音Ａ１１〜Ａ１３を集音し、信号変換回路１２１〜１２３は、Ｍ個のマイク１１１〜１１３から出力された音Ａ１１〜Ａ１３を電気信号Ａ２１〜Ａ２３に変換する。特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３は、信号変換回路１２１〜１２３から出力されたＭ個の電気信号Ａ２１〜Ａ２３から、移動する発音体２が発する音である特定音の周波数成分を抽出した特定音電気信号Ａ３１〜Ａ３３（Ａ３１−１〜Ａ３３−１）（Ａ３１−２〜Ａ３３−２）を出力する。信号時間差検出部１４０は、特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３から出力されたＭ個の特定音電気信号Ａ３１〜Ａ３３（Ａ３１−１〜Ａ３３−１）（Ａ３１−２〜Ａ３３−２）のうちの、１つの特定音電気信号Ａ３１（Ａ３１−１）（Ａ３１−２）と、それ以外の特定音電気信号Ａ３２〜Ａ３３（Ａ３２−１〜Ａ３３−１）（Ａ３２−２〜Ａ３３−２）との到達時間の差分であるＮ個（Ｎは整数）の到達時間差Ａ４１〜Ａ４２（Ａ４１−１〜Ａ４２−１）（Ａ４１−２〜Ａ４２−２）を順次算出する。座標検出部１５０は、Ｍ個のマイク１１１〜１１３の設置位置を表す座標｛（０、０）、（Ｘ１１２、０）、（０、Ｙ１１３）｝と、信号時間差検出部１４０から先行出力されたＮ個の到達時間差Ａ４１−１〜Ａ４２−１とに基づいて、前回の発音体２の座標である前回発音体座標Ａ５０（Ａ５０−１）を検出する。座標検出部１５０は、Ｍ個のマイク１１１〜１１３の座標｛（０、０）、（Ｘ１１２、０）、（０、Ｙ１１３）｝と、信号時間差検出部１４０から後続出力されたＮ個の到達時間差Ａ４１−２〜Ａ４２−２とに基づいて、今回の発音体２の座標である今回発音体座標Ａ５０（Ａ５０−２）を検出する。
【００６６】
また、本発明の第１実施形態に係る発音体検出装置１では、座標検出部１５０は、Ｎ個の時間差と発音体２の座標とを複数パターン対応付ける時間差座標記憶部１５１を参照して、時間差座標記憶部１５１に記憶された複数パターンの座標の中から、Ｎ個の到達時間差Ａ４１〜Ａ４２に対応する座標を発音体２の座標として選択する。
【００６７】
このように、本発明の第１実施形態に係る発音体検出装置１によれば、マイク１１１〜１１３から出力された音Ａ１１〜Ａ１３から信号変換回路１２１〜１２３及び特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３により特定音（特定音電気信号Ａ３１〜Ａ３３）を特定し、信号時間差検出部１４０により特定音の到達時間差Ａ４１〜Ａ４２を算出することで、座標検出部１５０により発音体２の位置（発音体座標Ａ５０）を特定することができる。更に、本発明の第１実施形態に係る発音体検出装置１によれば、特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３から先行出力された特定音（特定音電気信号Ａ３１−１〜Ａ３３−１）に対して、前回の発音体２の位置（前回発音体座標Ａ５０−１）を特定し、特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３から後続出力された特定音（特定音電気信号Ａ３１−２〜Ａ３３−２）に対して、今回の発音体２の位置（今回発音体座標Ａ５０−２）を特定することで、非特許文献１や特許文献１に開示された技術とは異なり、移動する発音体２の位置をリアルタイムに特定することができる。
【００６８】
また、本発明の第１実施形態に係る発音体検出装置１では、表示部１２は、前回発音体座標Ａ５０−１と今回発音体座標Ａ５０−２とを含む画像データＡ７０を表示する。
【００６９】
また、本発明の第１実施形態に係る発音体検出装置１では、移動履歴記憶部２００は、前回発音体座標Ａ５０−１を記憶する。画像データＡ７０は、今回発音体座標Ａ５０−２と、移動履歴記憶部２００に記憶された前回発音体座標Ａ５０−１を含む発音体移動履歴と、を結ぶ発音体移動経路Ａ１００を更に含む。
【００７０】
このように、本発明の第１実施形態に係る発音体検出装置１によれば、画像データＡ７０が表示部１２に表示されることにより、ユーザに対して、移動する発音体２の位置をリアルタイムに通知することができる。更に、ユーザは、表示部１２に表示される画像データＡ７０により発音体移動経路Ａ１００を把握することができる。
【００７１】
また、本発明の第１実施形態に係る発音体検出装置１では、距離算出部１６０は、Ｍ個のマイク１１１〜１１３のうちの少なくとも１つのマイクの設置位置を表す座標｛（０、０）｝と発音体２の座標Ａ５０とに基づいて、少なくとも１つのマイクと発音体２との距離を算出距離Ａ６０として算出する。
【００７２】
また、本発明の第１実施形態に係る発音体検出装置１では、距離判定結果生成部１８０は、算出距離Ａ６０が設定距離範囲に含まれているか否かを表す距離判定結果Ａ８０を生成する。アラーム通知部１９０は、距離判定結果Ａ８０に基づいてアラームＡ９０を出力する。
【００７３】
また、本発明の第１実施形態に係る発音体検出装置１では、設定距離範囲は複数設定され、アラームＡ９０の種類は設定距離範囲毎に異なる。
【００７４】
このように、本発明の第１実施形態に係る発音体検出装置１によれば、算出距離Ａ６０が算出されることにより、発音体２が発音体検出装置１からどのくらい離れているかを把握することができる。この算出距離Ａ６０が表示部１２に表示されることにより、ユーザにリアルタイムに通知することができる。また、算出距離Ａ６０に基づいてアラームＡ９０を出力することにより、ユーザに対して、移動する発音体２が近づいている、又は、離れていることをリアルタイムに通知することができる。
【００７５】
［第２実施形態］
図１６は、本発明の第２実施形態に係る発音体検出装置１の構成を示すブロック図である。第２実施形態では、第１実施形態からの変更点のみ説明する。
【００７６】
本発明の第２実施形態に係る発音体検出装置１の制御装置１０は、Ｍ個の信号変換回路と、Ｍ個の特定音電気信号抽出フィルタと、Ｍ個の特定音電気信号判定部と、判定用特定音電気信号記憶部２１０と、信号時間差検出部２４０と、座標検出部１５０と、距離算出部１６０と、表示制御部１７０と、距離判定結果生成部１８０と、アラーム通知部１９０と、移動履歴記憶部２００と、を具備している。これらの構成要素はＣＰＵ１４により制御される。
【００７７】
本発明の第２実施形態に係る発音体検出装置１において、上述のＭは３以上の整数である。ここで、Ｍは３とする。この場合、３個のマイクはマイク１１１〜１１３とし、３個の信号変換回路は信号変換回路１２１〜１２３とし、３個の特定音電気信号抽出フィルタは特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３とする。
【００７８】
マイク１１１〜１１３、信号変換回路１２１〜１２３、特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３については、第１実施形態と同じであるため、その説明を省略する。
【００７９】
上述のように、Ｍは３である。この場合、３個の特定音電気信号判定部は特定音電気信号判定部２２１〜２２３とする。
【００８０】
判定用特定音電気信号記憶部２１０は、判定用特定音電圧値（特徴量）を記憶している。
【００８１】
特定音電気信号判定部２２１〜２２３は、ＣＰＵ１４から出力されるクロック信号ＣＬＫに同期して（例えば、クロック信号ＣＬＫの立ち上がりに同期して）、特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３から出力された特定音電気信号Ａ３１〜Ａ３３を入力する。特定音電気信号判定部２２１〜２２３は、特定音電気信号Ａ３１〜Ａ３３の電圧値が判定用特定音電気信号記憶部２１０に記憶された判定用特定音電圧値以上である場合、判定結果信号Ｂ２１〜Ｂ２３を出力する。
【００８２】
信号時間差検出部２４０は、ＣＰＵ１４から出力されるクロック信号ＣＬＫに同期して、特定音電気信号判定部２２１〜２２３から出力された判定結果信号Ｂ２１〜Ｂ２３を入力する。信号時間差検出部２４０は、判定結果信号Ｂ２１〜Ｂ２３のうちの、１つの判定結果信号と、それ以外の判定結果信号との到達時間の差分であるＮ個の到達時間差を算出する。
【００８３】
Ｎは整数であり、この場合、Ｎは２である。具体的には、信号時間差検出部２４０は、判定結果信号Ｂ２１〜Ｂ２３のうちの、１つの判定結果信号Ｂ２１と、それ以外の判定結果信号Ｂ２１、Ｂ２３との到達時間の差分である２個の到達時間差Ａ４１〜Ａ４２を算出する。
【００８４】
判定用特定音電気信号記憶部２１０、特定音電気信号判定部２２１〜２２３、及び、信号時間差検出部２４０について具体的に説明する。
【００８５】
図１７は、判定用特定音電気信号記憶部２１０に記憶された判定用特定音電圧値と、特定音電気信号判定部２２１〜２２３から出力される判定結果信号（電圧値）との関係を示す図である。例えば、判定結果信号Ｂ２１〜Ｂ２３は、判定用特定音電気信号の電圧値の最大値としたものである。例えば、特定音電気信号Ａ３１−１〜Ａ３３−１の電圧値が９［ｍＶ］以下である場合、発音体２が近くに存在しないものとし、判定結果信号Ｂ２１〜Ｂ２３は出力されない。
【００８６】
まず、本発明の第２実施形態に係る発音体検出装置１が、特定音の有無を検出する場合（発音体２が移動と停止とを繰り返す場合）について説明する。
【００８７】
図１８は、特定音の有無に関して、特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３から出力される特定音電気信号Ａ３１〜Ａ３３を示す図である。図１９は、特定音の有無に関して、特定音電気信号判定部２２１〜２２３から出力される判定結果信号Ｂ２１〜Ｂ２３を示す図である。図２０は、特定音の有無に関して、信号時間差検出部２４０から出力される到達時間差Ａ４１〜Ａ４２を示す図である。
【００８８】
特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３から特定音電気信号Ａ３１−１〜Ａ３３−１が先行出力される。このとき、特定音電気信号判定部２２１〜２２３は、ＣＰＵ１４から出力されるクロック信号ＣＬＫに同期して、判定用特定音電気信号記憶部２１０を参照する。ここで、特定音電気信号Ａ３１−１〜Ａ３３−１の電圧値は、判定用特定音電気信号記憶部２１０に記憶された判定用特定音電圧値以上である（例えば１０［ｍＶ］）。即ち、発音体２が移動し、近づいている。この場合、特定音電気信号判定部２２１〜２２３は、先行の判定結果信号Ｂ２１〜Ｂ２３を判定結果信号Ｂ２１−１〜Ｂ２３−１として出力する。信号時間差検出部２４０は、ＣＰＵ１４から出力されるクロック信号ＣＬＫに同期して、判定結果信号Ｂ２１−１〜Ｂ２３−１のうちの、１つの判定結果信号Ｂ２１−１と、それ以外の判定結果信号Ｂ２１−１、Ｂ２３−１との到達時間の差分である到達時間差Ａ４１−１、Ａ４２−１を算出する。座標検出部１５０は、ＣＰＵ１４から出力されるクロック信号ＣＬＫに同期して、マイク１１１〜１１３の設置位置を表す座標と到達時間差Ａ４１−１、Ａ４２−１とに基づいて、発音体２の座標である発音体座標Ａ５０−１を検出する。
【００８９】
次に、特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３から特定音電気信号Ａ３１−１〜Ａ３３−１が先行出力されてから、少しだけ時間が経過する。即ち、発音体２が移動していない。
【００９０】
その後に、特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３から特定音電気信号Ａ３１−２〜Ａ３３−２が後続出力される。このとき、特定音電気信号判定部２２１〜２２３は、ＣＰＵ１４から出力されるクロック信号ＣＬＫに同期して、判定用特定音電気信号記憶部２１０を参照する。ここで、特定音電気信号Ａ３１−２〜Ａ３３−２の電圧値は、判定用特定音電気信号記憶部２１０に記憶された判定用特定音電圧値以上である（例えば１０［ｍＶ］）。即ち、発音体２が移動し、近づいている。この場合、特定音電気信号判定部２２１〜２２３は、今回判定結果信号Ｂ２１〜Ｂ２３を判定結果信号Ｂ２１−２〜Ｂ２３−２として出力する。信号時間差検出部２４０は、ＣＰＵ１４から出力されるクロック信号ＣＬＫに同期して、判定結果信号Ｂ２１−２〜Ｂ２３−２のうちの、１つの判定結果信号Ｂ２１−２と、それ以外の判定結果信号Ｂ２１−２、Ｂ２３−２との到達時間の差分である到達時間差Ａ４１−２、Ａ４２−２を算出する。座標検出部１５０は、ＣＰＵ１４から出力されるクロック信号ＣＬＫに同期して、マイク１１１〜１１３の設置位置を表す座標と到達時間差Ａ４１−２、Ａ４２−２とに基づいて、発音体２の座標である発音体座標Ａ５０−２を検出する。
【００９１】
表示制御部１７０は、ＣＰＵ１４から出力されるクロック信号ＣＬＫに同期して、座標検出部１５０から出力された発音体座標Ａ５０（前回発音体座標Ａ５０−１、今回発音体座標Ａ５０−２）と、距離算出部１６０から出力された算出距離Ａ６０と、発音体移動経路Ａ１００と、を含む画像データＡ７０を生成し、図２１や図２２に示されるような画像データＡ７０を表示部１２に表示する。距離算出部１６０、表示制御部１７０、距離判定結果生成部１８０、アラーム通知部１９０、移動履歴記憶部２００については、第１実施形態と同じであるため、その説明を省略する。
【００９２】
次に、本発明の第２実施形態に係る発音体検出装置１が、特定音の音量の変化を検出する場合（発音体２が移動により近づいた場合）について説明する。
【００９３】
図２３は、発音体２の音量の変化に関して、特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３から出力される特定音電気信号Ａ３１〜Ａ３３を示す図である。図２４は、発音体２の音量の変化に関して、特定音電気信号判定部２２１〜２２３から出力される判定結果信号Ｂ２１〜Ｂ２３を示す図である。図２５は、発音体２の音量の変化に関して、信号時間差検出部２４０から出力される到達時間差Ａ４１〜Ａ４２を示す図である。
【００９４】
特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３から特定音電気信号Ａ３１−１〜Ａ３３−１が先行出力される。このとき、特定音電気信号判定部２２１〜２２３は、ＣＰＵ１４から出力されるクロック信号ＣＬＫに同期して、判定用特定音電気信号記憶部２１０を参照する。ここで、特定音電気信号Ａ３１−１〜Ａ３３−１の電圧値は、判定用特定音電気信号記憶部２１０に記憶された判定用特定音電圧値以上である（例えば１０［ｍＶ］）。即ち、発音体２が移動し、近づいている。この場合、特定音電気信号判定部２２１〜２２３は、先行の判定結果信号Ｂ２１〜Ｂ２３を判定結果信号Ｂ２１−１〜Ｂ２３−１として出力する。信号時間差検出部２４０は、ＣＰＵ１４から出力されるクロック信号ＣＬＫに同期して、判定結果信号Ｂ２１−１〜Ｂ２３−１のうちの、１つの判定結果信号Ｂ２１−１と、それ以外の判定結果信号Ｂ２１−１、Ｂ２３−１との到達時間の差分である到達時間差Ａ４１−１、Ａ４２−１を算出する。座標検出部１５０は、ＣＰＵ１４から出力されるクロック信号ＣＬＫに同期して、マイク１１１〜１１３の設置位置を表す座標と到達時間差Ａ４１−１、Ａ４２−１とに基づいて、発音体２の座標である発音体座標Ａ５０−１を検出する。
【００９５】
次に、特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３から特定音電気信号Ａ３１−２〜Ａ３３−２が後続出力される。このとき、特定音電気信号判定部２２１〜２２３は、ＣＰＵ１４から出力されるクロック信号ＣＬＫに同期して、判定用特定音電気信号記憶部２１０を参照する。ここで、特定音電気信号Ａ３１−２〜Ａ３３−２の電圧値は、判定用特定音電気信号記憶部２１０に記憶された判定用特定音電圧値以上である（例えば１２［ｍＶ］）。即ち、発音体２が移動し、更に近づいている。また、特定音電気信号Ａ３１−２〜Ａ３３−２の電圧値は、特定音電気信号Ａ３１−１〜Ａ３３−１の電圧値よりも大きい。即ち、特定音電気信号Ａ３１−１〜Ａ３３−１の電圧値に対して変化している。この場合、特定音電気信号判定部２２１〜２２３は、今回判定結果信号Ｂ２１〜Ｂ２３を判定結果信号Ｂ２１−２〜Ｂ２３−２として出力する。信号時間差検出部２４０は、ＣＰＵ１４から出力されるクロック信号ＣＬＫに同期して、判定結果信号Ｂ２１−２〜Ｂ２３−２のうちの、１つの判定結果信号Ｂ２１−２と、それ以外の判定結果信号Ｂ２１−２、Ｂ２３−２との到達時間の差分である到達時間差Ａ４１−２、Ａ４２−２を算出する。座標検出部１５０は、ＣＰＵ１４から出力されるクロック信号ＣＬＫに同期して、マイク１１１〜１１３の設置位置を表す座標と到達時間差Ａ４１−２、Ａ４２−２とに基づいて、発音体２の座標である発音体座標Ａ５０−２を検出する。
【００９６】
表示制御部１７０は、ＣＰＵ１４から出力されるクロック信号ＣＬＫに同期して、座標検出部１５０から出力された発音体座標Ａ５０（前回発音体座標Ａ５０−１、今回発音体座標Ａ５０−２）と、距離算出部１６０から出力された算出距離Ａ６０と、発音体移動経路Ａ１００と、を含む画像データＡ７０を生成し、画像データＡ７０を表示部１２に表示する（図１２、図１３を参照）。距離算出部１６０、表示制御部１７０、距離判定結果生成部１８０、アラーム通知部１９０、移動履歴記憶部２００については、第１実施形態と同じであるため、その説明を省略する。
【００９７】
以上の説明により、本発明の第２実施形態に係る発音体検出装置１では、Ｍ個（Ｍは３以上の整数）のマイク１１１〜１１３は音Ａ１１〜Ａ１３を集音し、信号変換回路１２１〜１２３は、Ｍ個のマイク１１１〜１１３から出力された音Ａ１１〜Ａ１３を電気信号Ａ２１〜Ａ２３に変換する。特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３は、信号変換回路１２１〜１２３から出力されたＭ個の電気信号Ａ２１〜Ａ２３から、移動する発音体２が発する音である特定音の周波数成分を抽出した特定音電気信号Ａ３１〜Ａ３３（Ａ３１−１〜Ａ３３−１）（Ａ３１−２〜Ａ３３−２）を出力する。特定音電気信号判定部２２１〜２２３は、特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３から出力されたＭ個の特定音電気信号Ａ３１〜Ａ３３（Ａ３１−１〜Ａ３３−１）（Ａ３１−２〜Ａ３３−２）の電圧値が判定用特定音電圧値以上である場合、判定結果信号Ｂ２１〜Ｂ２３（Ｂ２１−１〜Ｂ２３−１）（Ｂ２１−２〜Ｂ２３−２）を出力する。信号時間差検出部２４０は、特定音電気信号判定部２２１〜２２３から出力されたＭ個の判定結果信号Ｂ２１〜Ｂ２３（Ｂ２１−１〜Ｂ２３−１）（Ｂ２１−２〜Ｂ２３−２）のうちの、１つの判定結果信号Ｂ２１（Ｂ２１−１）（Ｂ２１−２）と、それ以外の判定結果信号Ｂ２２〜Ｂ２３（Ｂ２２−１〜Ｂ２３−１）（Ｂ２２−２〜Ｂ２３−２）との到達時間の差分であるＮ個（Ｎは整数）の到達時間差Ａ４１〜Ａ４２（Ａ４１−１〜Ａ４２−１）（Ａ４１−２〜Ａ４２−２）を順次算出する。座標検出部１５０は、Ｍ個のマイク１１１〜１１３の設置位置を表す座標｛（０、０）、（Ｘ１１２、０）、（０、Ｙ１１３）｝と、信号時間差検出部２４０から先行出力されたＮ個の到達時間差Ａ４１−１〜Ａ４２−１とに基づいて、前回の発音体２の座標である前回発音体座標Ａ５０（Ａ５０−１）を検出する。座標検出部１５０は、Ｍ個のマイク１１１〜１１３の座標｛（０、０）、（Ｘ１１２、０）、（０、Ｙ１１３）｝と、信号時間差検出部２４０から後続出力されたＮ個の到達時間差Ａ４１−２〜Ａ４２−２とに基づいて、今回の発音体２の座標である今回発音体座標Ａ５０（Ａ５０−２）を検出する。
【００９８】
また、本発明の第２実施形態に係る発音体検出装置１では、特定音電気信号判定部２２１〜２２３は、特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３から先行出力されたＭ個の特定音電気信号Ａ３１〜Ａ３３の電圧値が判定用特定音電圧値以上である場合、先行するＭ個の判定結果信号Ｂ２１−１〜Ｂ２３−１を時間差検出部２４０に出力する。特定音電気信号判定部２２１〜２２３は、特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３から後続出力されたＭ個の特定音電気信号Ａ３１〜Ａ３３の電圧値が判定用特定音電圧値以上であり、かつ、その電圧値が先行の特定音電気信号の電圧値に対して変化している場合、後続するＭ個の判定結果信号（Ｂ２１−２〜Ｂ２３−２）を出力する。
【００９９】
このように、本発明の第２実施形態に係る発音体検出装置１によれば、マイク１１１〜１１３から出力された音Ａ１１〜Ａ１３から信号変換回路１２１〜１２３及び特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３により特定音（特定音電気信号Ａ３１〜Ａ３３）を特定し、特定音電気信号判定部２２１〜２２３により音量（電圧値）が特徴量（判定用特定音電圧値）以上の特定音（判定結果信号Ｂ２１〜Ｂ２３）を特定し、信号時間差検出部２４０により特定音の到達時間差Ａ４１〜Ａ４２を算出することで、座標検出部１５０により発音体２の位置（発音体座標Ａ５０）を特定することができる。更に、本発明の第２実施形態に係る発音体検出装置１によれば、特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３から先行出力され、かつ、その音量（電圧値）が特徴量（判定用特定音電圧値）以上である特定音（特定音電気信号Ａ３１−１〜Ａ３３−１）に対して、前回の発音体２の位置（前回発音体座標Ａ５０−１）を特定し、特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３から後続出力され、かつ、その音量（電圧値）が特徴量（判定用特定音電圧値）以上である特定音（特定音電気信号Ａ３１−２〜Ａ３３−２）に対して、今回の発音体２の位置（今回発音体座標Ａ５０−２）を特定することで、非特許文献１や特許文献１に開示された技術とは異なり、移動する発音体２の位置をリアルタイムに特定することができる。
【０１００】
［第３実施形態］
図２６は、本発明の第３実施形態に係る発音体検出装置１の構成を示すブロック図である。第３実施形態では、第１実施形態からの変更点のみ説明する。
【０１０１】
本発明の第３実施形態に係る発音体検出装置１の制御装置１０は、Ｍ個の信号変換回路と、Ｍ個の特定音電気信号抽出フィルタと、特定音電気信号座標記憶部３１０と、座標検出部３２０と、座標構築部３３０と、距離算出部１６０と、表示制御部１７０と、距離判定結果生成部１８０と、アラーム通知部１９０と、移動履歴記憶部２００と、を具備している。これらの構成要素はＣＰＵ１４により制御される。
【０１０２】
本発明の第３実施形態に係る発音体検出装置１において、上述のＭは２以上の整数である。ここで、Ｍは３とする。この場合、３個のマイクはマイク１１１〜１１３とし、３個の信号変換回路は信号変換回路１２１〜１２３とし、３個の特定音電気信号抽出フィルタは特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３とする。
【０１０３】
マイク１１１〜１１３、信号変換回路１２１〜１２３、特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３については、第１実施形態と同じであるため、その説明を省略する。
【０１０４】
座標構築部３３０には構築制御信号Ｃ３１が供給される。構築制御信号Ｃ３１の信号レベルがハイレベルである場合、座標構築部３３０は、特定音電気信号座標記憶部３１０を構築する。
【０１０５】
図２７は、特定音電気信号座標記憶部３１０に記憶された情報を示す図である。特定音電気信号座標記憶部３１０は、Ｍ個の特定音電圧値と、発音体２の座標と、を複数パターン対応付けて記憶している。Ｍは３であるため、特定音電気信号座標記憶部３１０には３個の特定音電圧値が複数パターン記憶されている。３個の特定音電圧値は、特定音の大きさを表し、予め設定されている。
【０１０６】
座標検出部３２０には検出制御信号Ｃ３２が供給される。検出制御信号Ｃ３２の信号レベルは、構築制御信号Ｃ３１の信号レベルに対して逆に設定される。検出制御信号Ｃ３２の信号レベルがハイレベルである場合、座標検出部３２０は、特定音電気信号座標記憶部３１０を参照して、発音体２の座標を検出する。
【０１０７】
この場合、座標検出部３２０は、特定音電気信号座標記憶部３１０に記憶された複数パターンの特定音電圧値の中から、特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３から出力された特定音電気信号Ａ３１〜Ａ３３の電圧値に一致する電圧値を選択特定音電圧値として選択する。次に、座標検出部３２０は、特定音電気信号座標記憶部３１０に記憶された複数パターンの座標の中から、選択特定音電圧値に対応する座標を、発音体２の座標である発音体座標Ａ５０として選択する。
【０１０８】
特定音電気信号座標記憶部３１０、及び、座標検出部３２０について具体的に説明する。
【０１０９】
図２８は、本発明の第３実施形態に係る発音体検出装置１の動作として座標構築処理を示す図である。特定音電気信号座標記憶部３１０の構築は、例えば、出荷前に製造メーカや販売メーカの作業員により行なわれる。又は、出荷後にユーザにより行なわれてもよい。
【０１１０】
作業員は、検出制御信号Ｃ３２の信号レベルをロウレベル“Ｌ”にし、構築制御信号Ｃ３１の信号レベルをハイレベル“Ｈ”にする。作業員は、構築制御信号Ｃ３１がハイレベルであるときに、座標構築部３３０を介して、測定対象の発音体座標Ａ５０（Ｘ５０、Ｙ５０）を特定音電気信号座標記憶部３１０に記憶させる。
【０１１１】
次に、作業員は、特定音を距離毎に予め測定する。この場合、図２９に示されるように、マイク１１１〜１１３の座標｛（０、０）、（Ｘ１１２、０）、（０、Ｙ１１３）｝は不変とし、発音体座標Ａ５０（Ｘ５０、Ｙ５０）を任意に変えながら、発音体２が発する特定音を含む音Ａ１１〜Ａ１３をマイク１１１〜１１３により集音する。
【０１１２】
このとき、信号変換回路１２１〜１２３は、ＣＰＵ１４から出力されるクロック信号ＣＬＫに同期して（例えば、クロック信号ＣＬＫの立ち上がりに同期して）、マイク１１１〜１１３から出力された音Ａ１１〜Ａ１３を電気信号Ａ２１〜Ａ２３に変換する。特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３は、ＣＰＵ１４から出力されるクロック信号ＣＬＫに同期して、信号変換回路１２１〜１２３から出力された電気信号Ａ２１〜Ａ２３を入力する。特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３は、電気信号Ａ２１〜Ａ２３から、特定音の周波数成分を抽出した特定音電気信号を、特定音電気信号Ａ３１〜Ａ３３として出力する。
【０１１３】
発音体座標Ａ５０（Ｘ５０、Ｙ５０）は、マイク１１１〜１１３の座標を（０、０）、（Ｘ１１２、０）、（０、Ｙ１１３）、及び、マイク１１１〜１１３と発音体２との距離Ｓ１〜Ｓ３［ｍ］を用いて、Ｘ＾２＋Ｙ＾２＝Ｓ１＾２、（Ｘ−Ｘ１１２）＾２＋Ｙ＾２＝Ｓ２＾２、Ｘ＾２＋（Ｙ−Ｙ１１３）＾２＝Ｓ３＾２により求まる。即ち、距離Ｓ１〜Ｓ３を円の半径とした場合、距離Ｓ１〜Ｓ３により形成される円の交点は、音源の位置を表している。即ち、発音体座標Ａ５０を表している。
【０１１４】
構築制御信号Ｃ３１の信号レベルがハイレベル“Ｈ”である場合、座標構築部３３０は、特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３から出力された特定音電気信号Ａ３１〜Ａ３３を、測定対象の発音体座標Ａ５０（Ｘ５０、Ｙ５０）に対応付けて記憶する。
【０１１５】
作業員は、全ての測定対象の発音体座標Ａ５０（Ｘ５０、Ｙ５０）に対して、上述の座標構築処理を行なう。
【０１１６】
図３０は、本発明の第３実施形態に係る発音体検出装置１の動作として座標検出処理を示す図である。作業員は、構築制御信号Ｃ３１の信号レベルをロウレベル“Ｌ”にし、検出制御信号Ｃ３２の信号レベルをハイレベル“Ｈ”にしておく。
【０１１７】
検出制御信号Ｃ３２の信号レベルがハイレベル“Ｈ”である場合、座標検出部３２０は、ＣＰＵ１４から出力されるクロック信号ＣＬＫに同期して、特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３から先行出力された特定音電気信号Ａ３１−１〜Ａ３３−１を入力する。座標検出部３２０は、特定音電気信号座標記憶部３１０に記憶された複数パターンの座標の中から、特定音電気信号Ａ３１−１〜Ａ３３−１の電圧値に対応する座標を、前回の発音体２の座標である発音体座標Ａ５０として検出する。ここで、前回の発音体２の座標である発音体座標Ａ５０を前回発音体座標Ａ５０−１と称する。
【０１１８】
また、検出制御信号Ｃ３２の信号レベルがハイレベル“Ｈ”である場合、座標検出部３２０は、ＣＰＵ１４から出力されるクロック信号ＣＬＫに同期して、特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３から後続出力された特定音電気信号Ａ３１−２〜Ａ３３−２を入力する。座標検出部３２０は、特定音電気信号座標記憶部３１０に記憶された複数パターンの座標の中から、特定音電気信号Ａ３１−２〜Ａ３３−２の電圧値に対応する座標を、今回の発音体２の座標である発音体座標Ａ５０として検出する。ここで、今回の発音体２の座標である発音体座標Ａ５０を今回発音体座標Ａ５０−２と称する。
【０１１９】
表示制御部１７０は、ＣＰＵ１４から出力されるクロック信号ＣＬＫに同期して、座標検出部１５０から出力された発音体座標Ａ５０（前回発音体座標Ａ５０−１、今回発音体座標Ａ５０−２）と、距離算出部１６０から出力された算出距離Ａ６０と、発音体移動経路Ａ１００と、を含む画像データＡ７０を生成し、画像データＡ７０を表示部１２に表示する（図１２、図１３を参照）。距離算出部１６０、表示制御部１７０、距離判定結果生成部１８０、アラーム通知部１９０、移動履歴記憶部２００については、第１実施形態と同じであるため、その説明を省略する。
【０１２０】
以上の説明により、本発明の第３実施形態に係る発音体検出装置１では、Ｍ個（Ｍは２以上の整数）のマイク１１１〜１１３は音Ａ１１〜Ａ１３を集音し、信号変換回路１２１〜１２３は、Ｍ個のマイク１１１〜１１３から出力された音Ａ１１〜Ａ１３を電気信号Ａ２１〜Ａ２３に変換する。特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３は、信号変換回路１２１〜１２３から出力されたＭ個の電気信号Ａ２１〜Ａ２３から、移動する発音体２が発する音である特定音の周波数成分を抽出した特定音電気信号Ａ３１〜Ａ３３（Ａ３１−１〜Ａ３３−１）（Ａ３１−２〜Ａ３３−２）を出力する。座標構築部３３０は、特定音の大きさを表すＭ個の特定音電圧値と発音体２の座標とを複数パターン対応付けて特定音電気信号座標記憶部３１０に予め記憶させる。座標検出部３２０は、特定音電気信号座標記憶部３１０に記憶された複数パターンの座標の中から、特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３から先行出力されたＭ個の特定音電気信号Ａ３１〜Ａ３３（Ａ３１−１〜Ａ３３−１）の電圧値に対応する座標を、前回の発音体２の座標である前回発音体座標Ａ５０（Ａ５０−１）として選択する。座標検出部３２０は、特定音電気信号座標記憶部３１０に記憶された複数パターンの座標の中から、特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３から後続出力されたＭ個の特定音電気信号Ａ３１〜Ａ３３（Ａ３１−２〜Ａ３３−２）の電圧値に対応する座標を、今回の発音体２の座標である今回発音体座標Ａ５０（Ａ５０−２）として選択する。
【０１２１】
このように、本発明の第３実施形態に係る発音体検出装置１によれば、座標構築部３３０により特定音の音量（特定音電圧値）と発音体２の座標とを特定音電気信号座標記憶部３１０に構築させておき、マイク１１１〜１１３から出力された音Ａ１１〜Ａ１３から信号変換回路１２１〜１２３及び特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３により特定音（特定音電気信号Ａ３１〜Ａ３３）を特定し、座標検出部３２０により特定音電気信号座標記憶部３１０を参照することで、発音体２の位置（発音体座標Ａ５０）を特定することができる。更に、本発明の第３実施形態に係る発音体検出装置１によれば、特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３から先行出力された特定音（特定音電気信号Ａ３１−１〜Ａ３３−１）に対して、前回の発音体２の位置（前回発音体座標Ａ５０−１）を特定し、特定音電気信号抽出フィルタ１３１〜１３３から後続出力された特定音（特定音電気信号Ａ３１−２〜Ａ３３−２）に対して、今回の発音体２の位置（今回発音体座標Ａ５０−２）を特定することで、非特許文献１や特許文献１に開示された技術とは異なり、移動する発音体２の位置をリアルタイムに特定することができる。また、本発明の第３実施形態に係る発音体検出装置１によれば、特定音電気信号座標記憶部３１０を参照するため、非特許文献１や特許文献１のような複雑な演算を必要としない。
【０１２２】
以上のように、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１２３】
１  …  発音体検出装置、
２  …  発音体、
１０  …  制御装置、
１１  …  記憶装置、
１２  …  表示部、
１３  …  スピーカ、
１４  …  ＣＰＵ、
１１１〜１１３  …  マイク、
１２１〜１２３  …  信号変換回路、
１３１〜１３３  …  特定音電気信号抽出フィルタ、
１４０  …  信号時間差検出部、
１５０  …  座標検出部、
１５１  …  時間差座標記憶部、
１５２  …  座標選択部、
１６０  …  距離算出部、
１７０  …  表示制御部、
１８０  …  距離判定結果生成部、
１９０  …  アラーム通知部、
２００  …  移動履歴記憶部、
２１０  …  判定用特定音電気信号記憶部、
２２１〜２２３  …  特定音電気信号判定部、
２４０  …  信号時間差検出部、
３１０  …  特定音電気信号座標記憶部、
３２０  …  座標検出部、
３３０  …  座標構築部、
Ａ１１〜Ａ１３  …  音、
Ａ２１〜Ａ２３  …  電気信号、
Ａ３１〜Ａ３３  …  特定音電気信号、
Ａ４１〜Ａ４２  …  到達時間差、
Ａ５０  …  発音体座標、
Ａ６０  …  算出距離、
Ａ７０  …  画像データ、
Ａ８０  …  距離判定結果、
Ａ９０  …  アラーム、
Ａ１００  …  発音体移動履歴座標、
Ｂ２１〜Ｂ２３  …  判定結果信号、
Ｃ３１  …  構築制御信号、
Ｃ３２  …  検出制御信号、
ＣＬＫ  …  クロック信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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