(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無指向性の複数のマイクロホンを含むマイクロホンアレイと、
前記マイクロホンアレイにより収音された第１の音響データを処理するプロセッサと、
を備え、
前記プロセッサは、
前記第１の音響データに基づいて、指向性の方向を順次変更して、任意の方向に指向性を有する複数の第２の音響データを生成し、
前記第２の音響データの音圧レベル及び周波数成分を解析し、
前記任意の方向のうちの第１の方向に指向性を有する前記第２の音響データの周波数成分に含まれる特定周波数の音圧レベルが第１の所定値以上である場合、前記第１の方向に物体が存在すると判定し、
前記特定周波数での音圧レベルの時間変化に基づいて、前記物体の接近を検出し、
前記物体の接近が検出され、前記特定周波数の音圧レベルが前記第１の所定値よりも大きい第２の所定値以上である場合、前記物体が所定のエリアに存在すると判定する、物体検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の物体検出装置であって、
前記プロセッサは、
前記第１の音響データに基づいて、指向性の方向範囲を順次変更して、任意の方向範囲に指向性を有する複数の第３の音響データを生成し、
前記任意の方向範囲のうちの第１の方向範囲に指向性を有する前記第３の音響データの周波数成分に含まれる前記特定周波数の音圧レベルが第３の所定値以上である場合、前記第１の音響データに基づいて、指向性の方向を順次変更して、前記第１の方向範囲に含まれる任意の方向に指向性を有する複数の前記第２の音響データを生成し、
前記任意の方向のうちの前記第１の方向に指向性を有する前記第２の音響データの周波数成分に含まれる前記特定周波数の音圧レベルが前記第１の所定値以上である場合、前記第１の方向に物体が存在すると判定する、物体検出装置。
【請求項３】
請求項１に記載の物体検出装置であって、
前記プロセッサは、
白色化相互相関法に従って、任意の方向範囲のうちの第１の方向範囲に物体が存在すると判定し、
前記第１の方向範囲に含まれる任意の方向に指向性を有する複数の前記第２の音響データを生成し、
前記任意の方向のうちの前記第１の方向に指向性を有する前記第２の音響データの周波数成分に含まれる前記特定周波数の音圧レベルが前記第１の所定値以上である場合、前記第１の方向に物体が存在すると判定する、物体検出装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の物体検出装置であって、
前記プロセッサは、前記第１の方向に指向性を有する前記第２の音響データの音圧レベル及び周波数成分が所定のパターンに近似する場合、前記第１の方向に物体が存在すると判定する、物体検出装置。
【請求項５】
物体検出装置、第１のカメラ、制御装置、及びモニタを備える物体検出システムであって、
前記物体検出装置は、
無指向性の複数のマイクロホンを含むマイクロホンアレイにより音響を収音し、
前記マイクロホンアレイにより収音された第１の音響データに基づいて、指向性の方向を順次変更して、任意の方向に指向性を有する複数の第２の音響データを生成し、
前記第２の音響データの音圧レベル及び周波数成分を解析し、
前記任意の方向のうちの第１の方向に指向性を有する前記第２の音響データの周波数成分に含まれる特定周波数の音圧レベルが第１の所定値以上である場合、前記第１の方向に物体が存在すると判定し、
前記特定周波数での音圧レベルの時間変化に基づいて、前記物体の接近を検出し、
前記物体の接近が検出され、前記特定周波数の音圧レベルが前記第１の所定値よりも大きい第２の所定値以上である場合、前記物体が所定のエリアに存在すると判定し、
前記物体の存在の判定結果を前記制御装置へ送信し、
前記第１のカメラは、全方位の画角を有する画像を撮像し、
前記モニタは、前記制御装置の制御により、前記第１のカメラにより撮像された画像データに、前記第１の方向に存在すると判定された物体の位置情報を重畳して表示する、物体検出システム。
【請求項６】
請求項５に記載の物体検出システムであって、更に、
測距方向を変更可能な第１のアクチュエータを備える測距装置を備え、
前記測距装置は、
前記第１のアクチュエータの駆動により測距方向を変更し、前記マイクロホンアレイから前記第１の方向に存在する物体までの距離を検出し、
前記距離の検出結果を前記制御装置へ送信し、
前記制御装置は、検出された距離が所定距離以内である場合、前記物体が所定のエリアに存在すると判定する、物体検出システム。
【請求項７】
請求項６に記載の物体検出システムであって、更に、
前記物体検出装置は、
第１の前記マイクロホンアレイを用いて物体を検出する第１の物体検出装置と、
第２の前記マイクロホンアレイを用いて前記物体を検出する第２の物体検出装置と、
を含み、
前記制御装置は、
前記第１の物体検出装置により検出された前記物体が存在する第２の方向と、前記第２の物体検出装置により検出された前記物体が存在する第３の方向と、前記第１の物体検出装置と前記第２の物体検出装置との間の距離と、に基づいて、前記第１の物体検出装置又は前記第２の物体検出装置から前記物体までの距離を導出し、
導出された距離が所定距離以内である場合、前記物体が所定のエリアに存在すると判定する、物体検出システム。
【請求項８】
請求項６または７に記載の物体検出システムであって、更に、
撮像方向を変更可能な第２のアクチュエータを備える第２のカメラを備え、
前記第２のカメラは、前記第２のアクチュエータの駆動により撮像方向を変更して、前記第１の方向に存在する物体を撮像し、
前記モニタは、前記制御装置の制御により、前記第２のカメラにより撮像された画像を表示する、物体検出システム。
【請求項９】
請求項８に記載の物体検出システムであって、
前記制御装置は、
前記第２のカメラにより撮像された画像における前記物体の領域の大きさと、前記マイクロホンアレイから前記物体までの距離と、に基づいて、前記物体の大きさを推定し、
前記物体の大きさが所定の大きさの範囲に含まれる場合、前記物体が検出対象物であると判定する、物体検出システム。
【請求項１０】
無指向性の複数のマイクロホンを含むマイクロホンアレイを用いて物体を検出する物体検出方法であって、
前記マイクロホンアレイにより収音された第１の音響データに基づいて、指向性の方向を順次変更して、任意の方向に指向性を有する複数の第２の音響データを生成し、
前記第２の音響データの音圧レベル及び周波数成分を解析し、
前記任意の方向のうちの第１の方向に指向性を有する前記第２の音響データの周波数成分に含まれる特定周波数の音圧レベルが第１の所定値以上である場合、前記第１の方向に物体が存在すると判定し、
前記特定周波数での音圧レベルの時間変化に基づいて、前記物体の接近を検出し、
前記物体の接近が検出され、前記特定周波数の音圧レベルが前記第１の所定値よりも大きい第２の所定値以上である場合、前記物体が所定のエリアに存在すると判定する、物体検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、物体を検出する物体検出装置、物体検出システム、及び物体検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各方向の音を検出する音検出部を用いて、物体の存在の検知と、物体の飛来方向の検知が可能な飛来飛行物体監視装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１６８４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された飛来飛行物体監視装置では、監視対象飛行物体の検出精度が不十分である。
【０００５】
本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、物体の検出精度を向上できる物体検出装置、物体検出システム、及び物体検出方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の物体検出装置は、無指向性の複数のマイクロホンを含むマイクロホンアレイと、前記マイクロホンアレイにより収音された第１の音響データを処理するプロセッサと、を備え、前記プロセッサは、前記第１の音響データに基づいて、指向性の方向を順次変更して、任意の方向に指向性を有する複数の第２の音響データを生成し、前記第２の音響データの音圧レベル及び周波数成分を解析し、前記任意の方向のうちの第１の方向に指向性を有する前記第２の音響データの周波数成分に含まれる特定周波数の音圧レベルが第１の所定値以上である場合、前記第１の方向に物体が存在すると判定し、前記特定周波数での音圧レベルの時間変化に基づいて、前記物体の接近を検出し、前記物体の接近が検出され、前記特定周波数の音圧レベルが前記第１の所定値よりも大きい第２の所定値以上である場合、前記物体が所定のエリアに存在すると判定する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、物体の検出精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態における物体検出システムの概略構成例を示す模式図
【図２】第１の実施形態における物体検出システムの構成例を示すブロック図
【図３】メモリに登録されている移動物体の音パターンの一例を示すタイミングチャート
【図４】周波数分析処理の結果得られる音響データの周波数変化の一例を示すタイミングチャート
【図５】監視エリア内で指向範囲を走査して、移動物体を検出する様子の一例を示す模式図
【図６】移動物体が検出された第１の指向範囲内で指向方向を走査して、移動物体を検出する様子の一例を示す模式図
【図７】第１の実施形態における移動物体の検出処理手順の第１動作例を示すフローチャート
【図８】第１の実施形態における移動物体の検出処理手順の第２動作例を示すフローチャート
【図９】第１の実施形態における全方位カメラにより撮像された全方位画像の一例を示す模式図
【図１０】第１の実施形態の変形例における物体検出システムの構成を示すブロック図
【図１１】第１の実施形態の変形例における移動物体の検出処理手順を示すフローチャート
【図１２】第２の実施形態における物体検出システムの概略構成例を示す模式図
【図１３】第２の実施形態における物体検出システムの構成例を示すブロック図
【図１４】距離検出方法の一例を説明するためのタイミングチャート
【図１５】第２の実施形態における物体検出システムによる動作例を示すフローチャート
【図１６】第２の実施形態における全方位カメラにより撮像された全方位画像の一例を示す模式図
【図１７】第３の実施形態における物体検出システムの概略構成例を示す模式図
【図１８】第３の実施形態における物体検出システムの構成例を示すブロック図
【図１９】第３の実施形態における物体検出システムによる動作例を示すフローチャート
【図２０】第３の実施形態におけるＰＴＺカメラで撮像された画像の一例を示す模式図
【図２１】第４の実施形態における物体検出システムの概略構成例を示す模式図
【図２２】第４の実施形態における物体検出システムの構成例を示すブロック図
【図２３】第４の実施形態における物体検出システムによる動作例を示すフローチャート
【図２４】第５の実施形態における物体検出システムの概略構成例を示す模式図
【図２５】第５の実施形態における物体検出システムの構成例を示すブロック図
【図２６】２台の音源検出装置を用いて移動物体までの距離を検出する方法の一例を説明するための模式図
【図２７】第５の実施形態における物体検出システムによる動作例を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、適宜図面を参照しながら、実施形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になることを避け、当業者の理解を容易にするためである。尚、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるものであり、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
【００１０】
（本開示の一形態を得るに至った経緯）
特許文献１に記載された飛来飛行物体監視装置では、音検出部として指向性マイクが用いられる。この飛行物体監視装置は、１つの指向性マイクが旋回されたり、複数の指向性マイクが監視領域をカバーする各方向に向けて設置されたりすることで、各方向の音を検出する。
【００１１】
１つの指向性マイクが旋回される場合、旋回する時間が必要であり、同時刻での各方向の音検出が困難である。そのため、旋回中に物体が移動すると、物体の検出精度が低下する。
【００１２】
複数の指向性マイクが監視領域をカバーする各方向に向けて設置される場合、指向性マイクであるために物体検出が困難な領域（例えば隣り合う指向性マイク同士がカバーできない領域）が発生することがある。この領域に物体が位置する場合、物体の検出精度が低下する。
【００１３】
以下、物体の検出精度を向上できる物体検出装置、物体検出システム及び物体検出方法について説明する。
【００１４】
（第１の実施形態）
［構成等］
図１は、第１の実施形態における物体検出システム５の概略構成を示す模式図である。物体検出システム５は、移動物体ｄｎを検出する。移動物体ｄｎは、検出対象物（対象物）の一例である。移動物体ｄｎとして、例えば、ドローン、ラジコンヘリコプタ、無人偵察機が挙げられる。
【００１５】
本実施形態では、移動物体ｄｎとして、複数のロータ（回転翼）を搭載したマルチコプタ型のドローンを例示する。マルチコプタ型のドローンでは、一般にロータの羽の枚数が２枚の場合、特定周波数に対し２倍の周波数の高調波、さらにはその逓倍の周波数の高調波を発生する。同様に、ロータの羽の枚数が３枚の場合、特定周波数に対し３倍の周波数の高調波、さらにはその逓倍の周波数の高調波を発生する。ロータの羽の枚数が４枚以上の場合も同様である。
【００１６】
物体検出システム５は、音源検出装置３０と、制御ボックス１０と、モニタ５０と、を含む構成を有する。音源検出装置３０は、マイクアレイＭＡ及び全方位カメラＣＡを有する。
【００１７】
音源検出装置３０は、マイクアレイＭＡを用いて、自装置が設置された収音空間（収音エリア）における全方位の音響を収音する。音源検出装置３０は、中央に開口部が形成された筐体１５と、マイクアレイＭＡと、を有する。音響は、例えば、機械的な音、音声、その他の音を広く含む。
【００１８】
マイクアレイＭＡは、筐体１５の開口部の周囲に円周方向に沿って同心円状に予め決められた間隔（例えば均一な間隔）で配置された、複数の無指向性のマイクロホンＭ１〜Ｍ８を含む。マイクロホンとして、例えばエレクトレットコンデンサーマイクロホン（ＥＣＭ：Ｅｌｅｃｔｒｅｔ  Ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ  Ｍｉｃｒｏｐｈｏｎｅ）が用いられる。マイクアレイＭＡは、収音した音響の音響データを、マイクアレイＭＡの後段の構成部へ送る。尚、上記の各マイクロホンＭ１〜Ｍ８の配列は、一例であり、他の配列や形状であってもよい。
【００１９】
また、マイクアレイＭＡは、複数のマイクロホンＭ１〜Ｍｎ（例えばｎ＝８）、及び複数のマイクロホンＭ１〜Ｍｎの出力信号をそれぞれ増幅する複数の増幅器（アンプ）を有する。各増幅器から出力されるアナログ信号は、後述するＡ／Ｄ変換器３１でそれぞれデジタル信号に変換される。
【００２０】
尚、全方位マイクにおけるマイクロホンの数は、８個に限られず、他の数（例えば１６個、３２個）であってもよい。
【００２１】
マイクアレイＭＡの筐体１５の開口部の内側には、全方位カメラＣＡが収容される。全方位カメラＣＡは、全方位画像を撮像可能な魚眼レンズを搭載したカメラである。全方位カメラＣＡは、例えば、音源検出装置３０が設置された撮像空間（撮像エリア）を撮像可能な監視カメラとして機能する。つまり、全方位カメラＣＡは、垂直方向：１８０°、水平方向：３６０°の画角を有し、例えば半天球である監視エリア８（図５参照）を撮像エリアとして撮像する。
【００２２】
音源検出装置３０では、全方位カメラＣＡが筐体１５の開口部の内側に組み込まれることで、全方位カメラＣＡとマイクアレイＭＡとが同軸に配置される。このように、全方位カメラＣＡの光軸とマイクアレイＭＡの中心軸とが一致することで、軸周方向（水平方向）における撮像エリアと収音エリアとは略同一となり、画像位置と収音位置とが同じ座標系で表現可能となる。
【００２３】
尚、音源検出装置３０は、上空から飛来する移動物体ｄｎを検出するために、例えば、天地方向の上向きが収音面及び撮像面となるように、取り付けられる。
【００２４】
音源検出装置３０は、マイクアレイＭＡで収音された全方位の音響に対し任意の方向に指向性を形成（ビームフォーミング）し、その指向方向の音響を強調する。尚、マイクアレイＭＡによって収音される音響をビームフォーミングするための音響データの指向性制御処理に関する技術は、例えば参考特許文献１，２に示されるように、公知の技術である。
（参考特許文献１：特開２０１４−１４３６７８号公報、参考特許文献２：特開２０１５−０２９２４１号公報）
【００２５】
音源検出装置３０は、全方位カメラＣＡを用いて、撮像に伴う撮像信号を処理し、全方位画像を生成する。
【００２６】
制御ボックス１０は、音源検出装置３０により収音された音響に基づく画像と、全方位カメラＣＡにより撮像された画像に基づく画像と、に基づいて、所定の情報を例えばモニタ５０へ出力する。例えば、制御ボックス１０は、全方位画像や検出された移動物体ｄｎの音源方向画像ｓｐ１（図９参照）をモニタ５０に表示させる。制御ボックス１０は、例えば、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）やサーバで構成される。
【００２７】
モニタ５０は、全方位カメラＣＡで撮像された全方位画像を表示する。また、モニタ５０は、全方位画像に音源方向画像ｓｐ１を重畳した合成画像を生成して表示する。尚、モニタ５０は、制御ボックス１０と一体の装置として構成されてもよい。
【００２８】
図１では、音源検出装置３０、全方位カメラＣＡ、及び制御ボックス１０は、ネットワークを介することなく、制御ボックス１０にそれぞれの装置が接続され、データが伝送されている。つまり、各装置は、通信インタフェースを有する。尚、ネットワークを介して各装置が相互にデータ通信可能に接続されてもよい。ネットワークは、有線ネットワーク（例えばイントラネット、インターネット、有線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ））でもよいし、無線ネットワーク（例えば無線ＬＡＮ）でもよい。
【００２９】
図２は物体検出システム５の構成を示すブロック図である。
【００３０】
音源検出装置３０は、イメージセンサ２１、撮像信号処理部２２、及びカメラ制御部２３を備える。音源検出装置３０は、マイクアレイＭＡ、Ａ／Ｄ変換器３１、バッファメモリ３２、指向性処理部３３、周波数分析部３４、対象物検出部３５、検出結果判定部３６、走査制御部３７、及び検出方向制御部３８を備える。
【００３１】
イメージセンサ２１、撮像信号処理部２２、及びカメラ制御部２３は、全方位カメラＣＡとして動作し、画像信号を処理する系（画像処理系）に属する。Ａ／Ｄ変換器３１、バッファメモリ３２、指向性処理部３３、周波数分析部３４、対象物検出部３５、検出結果判定部３６、走査制御部３７、及び検出方向制御部３８は、音響信号を処理する系（音響処理系）に属する。
【００３２】
尚、プロセッサ２５がメモリ３２Ａに保持されたプログラムを実行することで、撮像信号処理部２２及びカメラ制御部２３の各機能を実現する。プロセッサ２６がメモリ３２Ａに保持されたプログラムを実行することで、指向性処理部３３、周波数分析部３４、対象物検出部３５、検出結果判定部３６、走査制御部３７、及び検出方向制御部３８の各機能を実現する。
【００３３】
イメージセンサ２１は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の固体撮像素子である。イメージセンサ２１は、魚眼レンズを通して撮像面に結像した画像（全方位画像）を撮像する。
【００３４】
撮像信号処理部２２は、イメージセンサ２１で撮像された画像の信号を電気信号に変換し、各種画像処理を行う。カメラ制御部２３は、全方位カメラＣＡの各部を制御し、例えばイメージセンサ２１にタイミング信号を供給する。
【００３５】
Ａ／Ｄ変換器３１は、マイクアレイＭＡの各マイクロホンＭ１〜Ｍ８からそれぞれ出力される音響信号に対し、Ａ／Ｄ変換（アナログデジタル変換）を行い、デジタル値の音響データを生成して出力する。Ａ／Ｄ変換器３１は、マイクロホンの数と同数設けられる。
【００３６】
バッファメモリ３２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等により構成される。バッファメモリ３２は、マイクアレイＭＡの各マイクロホンＭ１〜Ｍ８で収音され、Ａ／Ｄ変換器３１でデジタル値に変換された音響データを一時的に記憶する。バッファメモリ３２は、マイクロホンの数と同数設けられる。
【００３７】
メモリ３２Ａは、プロセッサ２６に接続され、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭにより構成される。メモリ３２Ａは、例えば、各種データ、設定情報、プログラムを保持する。メモリ３２Ａは、個々の移動物体ｄｎに固有な音パターンが登録されたパターンメモリを有する。
【００３８】
図３は、メモリ３２Ａに登録されている移動物体ｄｎの音パターンの一例を示すタイミングチャートである。
【００３９】
図３に示す音パターンは、周波数パターンの組み合わせであり、マルチコプタ型の移動物体ｄｎに搭載された４つのロータの回転等によって発生する４つの周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４の音を含む。各周波数は、例えば、各ロータに軸支された複数枚の羽の回転に伴って発生する音の周波数である。
【００４０】
図３では、斜線で示された周波数の領域が、音圧の高い領域である。尚、音パターンは、複数の周波数の音の数や音圧だけでなく、その他の音情報を含んでもよい。例えば、各周波数の音圧の比率を表す音圧比等が挙げられる。ここでは、一例として移動物体ｄｎの検出は、音パターンに含まれる、各周波数の音圧が閾値を超えているか否かによって判断される。
【００４１】
指向性処理部３３は、無指向性のマイクロホンＭ１〜Ｍ８で収音された音響データを用い、前述した指向性形成処理（ビームフォーミング）を行い、任意の方向を指向方向とする音響データの抽出処理を行う。また、指向性処理部３３は、任意の方向の範囲を指向範囲とする音響データの抽出処理を行う。指向範囲は、隣接する指向方向を複数含む範囲であり、指向方向と比較すると、ある程度の指向方向の広がりを含むことを意図する。
【００４２】
周波数分析部３４は、指向性処理部３３によって指向範囲又は指向方向に抽出処理された音響データに対し、周波数分析処理を行う。この周波数分析処理では、指向方向又は指向範囲の音響データに含まれる周波数及びその音圧が検出される。
【００４３】
図４は周波数分析処理の結果得られる音響データの周波数変化を示すタイミングチャートである。
【００４４】
図４では、音響データとして、４つの周波数ｆ１１，ｆ１２，ｆ１３，ｆ１４及び各周波数の音圧が得られる。図中、不規則に変化する各周波数の変動は、例えば、移動物体ｄｎを姿勢制御する際、僅かに変化するロータ（回転翼）の回転によって起こる。
【００４５】
対象物検出部３５は、移動物体ｄｎの検出処理を行う。移動物体ｄｎの検出処理では、対象物検出部３５は、周波数分析処理の結果得られた音パターン（図４参照）（周波数ｆ１１〜ｆ１４）と、メモリ３２Ａのパターンメモリに予め登録された音パターン（図３参照）（周波数ｆ１〜ｆ４）と、を比較する。対象物検出部３５は、両者の音パターンが近似するか否かを判定する。
【００４６】
両者のパターンが近似するか否かは、例えば、以下のように判断される。４つの周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４のうち、音響データに含まれる、少なくとも２つの周波数の音圧がそれぞれ閾値を超える場合、音パターンが近似しているとして、対象物検出部３５は、移動物体ｄｎを検出する。尚、他の条件を満たした場合に移動物体ｄｎが検出されてもよい。
【００４７】
検出結果判定部３６は、移動物体ｄｎが存在しないと判定された場合、指向範囲の大きさを変更せずに、次の指向範囲での移動物体ｄｎの検出に移行するよう、検出方向制御部３８へ指示する。
【００４８】
検出結果判定部３６は、指向範囲の走査の結果、移動物体ｄｎが存在すると判定された場合、物体検出するためのビームフォーミングの範囲を縮小するよう検出方向制御部３８に対して指示する。つまり、検出結果判定部３６は、指向範囲から指向方向にビームフォーミングの範囲を変更するよう指示する。尚、指向範囲を複数段階設け、移動物体ｄｎが検出される度に、段階的にビームフォーミングの範囲が縮小されてもよい。
【００４９】
検出結果判定部３６は、指向方向の走査の結果、移動物体ｄｎが存在すると判定された場合、移動物体ｄｎの検出結果をシステム制御部４０に通知する。尚、この検出結果には、検出された移動物体ｄｎの情報が含まれる。移動物体ｄｎの情報には、例えば、移動物体ｄｎの識別情報、収音空間における移動物体ｄｎの位置情報（方向情報）が含まれる。
【００５０】
ビームフォーミングの範囲を可変とすることで、音源検出装置３０は、物質の検出動作の効率を向上できる。ビームフォーミングの範囲の情報やビームフォーミングの範囲の縮小方法の情報は、例えばメモリ３２Ａに保持される。
【００５１】
検出方向制御部３８は、検出結果判定部３６からの指示に基づいて、収音空間において移動物体ｄｎを検出する方向を制御する。例えば、検出方向制御部３８は、収音空間全体において、任意の方向や範囲を検出方向や検出範囲として設定する。
【００５２】
走査制御部３７は、検出方向制御部３８により設定された検出範囲や検出方向を指向範囲や指向方向としてビームフォーミングするよう、指向性処理部３３に対して指示する。
【００５３】
指向性処理部３３は、走査制御部３７から指示された指向範囲や指向方向（例えば走査における次の指向範囲）に対して、ビームフォーミングする。
【００５４】
制御ボックス１０は、システム制御部４０を備える。尚、制御ボックス１０が有するプロセッサ４５がメモリ４６に保持されたプログラムを実行することで、システム制御部４０の機能を実現する。
【００５５】
システム制御部４０は、音源検出装置３０の画像処理系、音響処理系、及びモニタ５０の連携動作を制御する。例えば、システム制御部４０は、検出結果判定部３６からの移動物体ｄｎの情報に基づいて、全方位カメラＣＡで得られた画像に移動物体ｄｎの位置を示す画像等を重畳し、その合成画像をモニタ５０に出力する。
【００５６】
［動作等］
次に、物体検出システム５による移動物体ｄｎの検出動作について説明する。
【００５７】
ここでは、第１動作と第２動作について説明する。第１動作は、移動物体ｄｎから発せられる音の音圧からその存在を検出する際、音源検出装置３０によるビームフォーミングの範囲を２段階に分けて、収音エリアを走査する動作である。つまり、指向範囲で走査した後、指向方向で走査される。第２動作は、音源検出装置３０によるビームフォーミングの範囲を一定にして、収音エリアを走査する動作である。つまり、最初から指向方向で走査される。尚、収音エリアが監視エリア８と同じであることを例示するが、収音エリアが監視エリア８と同じでなくてもよい。
【００５８】
（第１動作例）
第１動作例では、音源検出装置３０は、指向範囲ＢＦ１を考慮して移動物体ｄｎを検出する。つまり、指向性処理部３３が、監視エリア８でマイクアレイＭＡによって収音された音響データに対し、指向範囲ＢＦ１に向けてビームフォーミングする。また、移動物体ｄｎが存在する第１の指向範囲ｄｒ１内において、マイクアレイＭＡによって収音された音響データに対し、指向方向ＢＦ２に向けてビームフォーミングする。
【００５９】
図５は、監視エリア８を走査して、任意の指向範囲ＢＦ１において移動物体ｄｎを検出する様子を示す模式図である。
【００６０】
図５では、プロセッサ２６は、複数の指向範囲ＢＦ１から任意の指向範囲ＢＦ１を、監視エリア８内で順に走査する。例えば、プロセッサ２６は、監視エリア８内の第１の指向範囲ｄｒ１において移動物体ｄｎを検出した場合、検出された第１の指向範囲ｄｒ１内に移動物体ｄｎが存在すると判定する。そして、プロセッサ２６は、第１の指向範囲ｄｒ１よりも狭い任意の指向方向ＢＦ２を、第１の指向範囲ｄｒ１内において順に走査する。
【００６１】
図６は、第１の指向範囲ｄｒを走査して、任意の指向方向ＢＦ２において移動物体ｄｎを検出する様子を示す模式図である。
【００６２】
図６では、プロセッサ２６は、移動物体ｄｎが検出された第１の指向範囲ｄｒ１内で、複数の指向方向ＢＦ２から任意の指向方向ＢＦ２を順に走査する。例えば、対象物検出部３５は、第１の指向範囲ｄｒ１内の第１の指向方向ｄｒ２において特定周波数の音圧が所定値ｔｈ１以上であることを検出すると、第１の指向方向ｄｒ２に移動物体ｄｎが存在すると判定する。
【００６３】
図７は、音源検出装置３０による移動物体ｄｎの検出処理手順の第１動作例を示すフローチャートである。
【００６４】
まず、指向性処理部３３は、指向範囲ＢＦ１を初期位置に設定する（Ｓ１）。この初期位置では、任意の指向範囲ＢＦ１を走査対象の指向範囲に設定する。また、指向性処理部３３は、指向範囲ＢＦ１を任意の大きさに設定してもよい。
【００６５】
指向性処理部３３は、マイクアレイＭＡで収音され、Ａ／Ｄ変換器３１でデジタル値に変換された音響データがバッファメモリ３２に一時的に記憶された（バッファされた）か否かを判定する（Ｓ２）。記憶されていない場合、指向性処理部３３は、Ｓ１の処理に戻る。
【００６６】
音響データがバッファメモリ３２に記憶されると、指向性処理部３３は、監視エリア８に対し、任意の指向範囲ＢＦ１（１回目は初期設定の指向範囲）にビームフォーミングし、この指向範囲ＢＦ１の音響データを抽出する（Ｓ３）。
【００６７】
周波数分析部３４は、指向範囲ＢＦ１に抽出処理された音響データの周波数及びその音圧を検出する（周波数分析処理）（Ｓ４）。
【００６８】
対象物検出部３５は、メモリ３２Ａのパターンメモリに登録された音パターンと、周波数分析処理の結果得られた音パターンと、を比較する（移動物体ｄｎの検出処理）（Ｓ５）。
【００６９】
検出結果判定部３６は、この比較の結果をシステム制御部４０へ通知するとともに、検出方向制御部３８へ検出方向移行について通知する（検出結果判定処理）（Ｓ６）。
【００７０】
例えば、対象物検出部３５は、周波数分析処理の結果得られた音パターンと、メモリ３２Ａのパターンメモリに登録されている４つの周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４と、を比較する。対象物検出部３５は、比較の結果、両音パターンにおいて同じ周波数を少なくとも２つ有し、かつ、これらの周波数の音圧が所定値ｔｈ１以上である場合、両者の音パターンが近似し、移動物体ｄｎが存在すると判定する。
【００７１】
尚、ここでは、少なくとも２つの周波数が一致している場合を想定したが、対象物検出部３５は、１つの周波数が一致し、この周波数の音圧が所定値ｔｈ１以上である場合、近似していると判定してもよい。
【００７２】
また、対象物検出部３５は、各周波数に対し、許容される周波数の誤差を設定し、この誤差範囲内の周波数は同じ周波数であるとして、上記近似の有無を判定してもよい。
【００７３】
また、対象物検出部３５は、周波数及び音圧の比較に加えて、各周波数の音の音圧比が略一致することを判定条件に加えて判定してもよい。この場合、判定条件が厳しくなるので、音源検出装置３０は、検出された移動物体ｄｎを予め登録された対象物（移動物体ｄｎ）であるとして特定し易くなり、移動物体ｄｎの検出精度を向上できる。
【００７４】
検出結果判定部３６は、Ｓ６の結果、移動物体ｄｎが存在するか存在しないかを判別する（Ｓ７）。尚、Ｓ６とＳ７は、１つの処理でもよい。
【００７５】
移動物体ｄｎが存在しない場合、走査制御部３７は、監視エリア８内における走査対象の指向範囲ＢＦ１を次の範囲に移動させる（Ｓ８）。
【００７６】
尚、監視エリア８で指向範囲ＢＦ１を順番に移動させる順序は、例えば、監視エリア８内で外側の円周から内側の円周に向かうように、又は内側の円周から外側の円周に向かうように、螺旋状（渦巻状）の順序でもよい。
【００７７】
このように、音源検出装置３０は、ある程度の指向方向の広がりを有する指向範囲ＢＦ１を監視エリア８内で走査することで、監視エリア８内に移動物体ｄｎが存在するか否かの判定に要する時間を短縮できる。
【００７８】
また、一筆書きのように連続して走査するのではなく、監視エリア８内に予め位置を設定しておき、任意の順序で各位置に指向範囲ＢＦ１が移動してもよい。これにより、音源検出装置３０は、例えば、移動物体ｄｎが侵入し易い位置から検出処理を開始でき、検出処理を効率化できる。
【００７９】
走査制御部３７は、監視エリア８における全方位の走査を完了したか否かを判定する（Ｓ９）。全方位の走査が完了していない場合、指向性処理部３３は、Ｓ３の処理に戻り、同様の動作を行う。つまり、指向性処理部３３は、Ｓ８で移動された位置の指向範囲にビームフォーミングし、この指向範囲の音響データを抽出処理する。
【００８０】
一方、Ｓ７で移動物体ｄｎが存在すると判定された場合、指向性処理部３３は、移動物体ｄｎが検出された第１の指向範囲ｄｒ１内（図５参照）で、任意の指向方向ＢＦ２（１回目は初期設定の指向方向）にビームフォーミングし、この指向方向ＢＦ２の音響データを抽出処理する（Ｓ１０）。
【００８１】
周波数分析部３４は、上記の指向方向ＢＦ２に抽出処理された音響データの周波数及びその音圧を検出する（周波数分析処理）（Ｓ１１）。
【００８２】
対象物検出部３５は、メモリ３２Ａのパターンメモリに登録された音パターンと、周波数分析処理の結果得られた音パターンと、を比較する。対象物検出部３５は、この比較の結果、音パターン同士が近似していると判定された場合、移動物体ｄｎが存在すると判定し、音パターン同士が近似していないと判定された場合、移動物体ｄｎが存在しないと判定する（移動物体ｄｎの検出処理）（Ｓ１２）。
【００８３】
例えば、周波数分析処理の結果得られた音パターンと、メモリ３２Ａのパターンメモリに登録されている４つの周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４と、において、同じ周波数を少なくとも２つ有し、かつ、これらの周波数の音圧が所定値ｔｈ２以上である場合、対象物検出部３５は、両者の音パターンが近似し、移動物体ｄｎが存在すると判定する。尚、所定値ｔｈ２は、例えば所定値ｔｈ１以上である。
【００８４】
このように、音パターンに登録されている周波数と同じ周波数を持つ音響データの音圧が所定値ｔｈ２以上である場合、検出結果判定部３６は、移動物体ｄｎが存在すると判定する。その他の判定方法は、Ｓ５と同様である。
【００８５】
検出結果判定部３６は、対象物検出部３５による比較の結果をシステム制御部４０へ通知するとともに、検出方向制御部３８へ検出方向移行について通知する（検出結果判定処理）（Ｓ１３）。
【００８６】
Ｓ１３において移動物体ｄｎが存在する場合、検出結果判定部３６は、システム制御部４０に移動物体ｄｎが存在する旨（移動物体ｄｎの検出結果）を通知する。尚、移動物体ｄｎの検出結果の通知は、１つの指向方向の検出処理が終了したタイミングでなく、１つの指向範囲ＢＦ１における指向方向の走査が完了した後や全方位走査完了した後にまとめて行われてもよい。
【００８７】
走査制御部３７は、第１の指向範囲ｄｒ１内において、任意の指向方向ＢＦ２を次の走査対象の方向に移動させる（Ｓ１４）。
【００８８】
検出結果判定部３６は、第１の指向範囲ｄｒ１内の走査を完了するか否かを判別する（Ｓ１５）。第１の指向範囲ｄｒ１内の走査を完了していない場合、指向性処理部３３は、Ｓ１０の処理に戻る。
【００８９】
Ｓ１５で第１の指向範囲ｄｒ１内の走査を完了する場合、指向性処理部３３は、Ｓ８の処理に進み、Ｓ９で監視エリア８における全方位の走査を完了するまで、上記処理を繰り返す。これにより、音源検出装置３０は、１つの移動物体ｄｎが検出されても、他にも存在する可能性のある移動物体ｄｎの検出を続行するので、複数の移動物体ｄｎの検出が可能である。
【００９０】
Ｓ９で全方位の走査が完了すると、指向性処理部３３は、バッファメモリ３２に一時的に記憶された、マイクアレイＭＡで収音された音響データを消去する（Ｓ１６）。
【００９１】
音響データの消去後、プロセッサ２６は、移動物体ｄｎの検出処理を終了するか否かを判定する（Ｓ１７）。この移動物体ｄｎの検出処理の終了は、所定のイベントに応じて行われる。例えば、プロセッサ２６が、Ｓ６やＳ１３で移動物体ｄｎが検出されなかった回数をメモリ３２Ａに保持し、この回数が所定回数以上となった場合に、図７の移動物体ｄｎの検出処理を終了してもよい。また、タイマによるタイムアップや、制御ボックス１０が有するＵＩ（Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）（不図示）に対するユーザの操作に基づいて、プロセッサ２６が、図７の移動物体ｄｎの検出処理を終了してもよい。また、音源検出装置３０の電源がオフとなる場合に、終了してもよい。
【００９２】
尚、Ｓ４、Ｓ１１では、周波数分析部３４は、周波数を分析するとともに、その周波数の音圧も計測する。検出結果判定部３６は、周波数分析部３４によって測定された音圧レベルが時間経過とともに徐々に大きくなっていると、音源検出装置３０に対して移動物体ｄｎが接近していると判定してもよい。
【００９３】
例えば、時刻ｔ１１で測定された所定の周波数の音圧レベルが、時刻ｔ１１よりも後の時刻ｔ１２で測定された同じ周波数の音圧レベルよりも小さい場合、時間経過とともに音圧が大きくなっており、移動物体ｄｎが接近していると判定されてもよい。また、３回以上にわたって音圧レベルを測定し、統計値（分散値、平均値、最大値、最小値、等）の推移に基づいて、移動物体ｄｎが接近していると判定されてもよい。
【００９４】
また、測定された音圧レベルが警戒レベルである所定値ｔｈ３以上である場合に、検出結果判定部３６が、移動物体ｄｎが警戒エリアに侵入したと判定してもよい。
【００９５】
尚、所定値ｔｈ３は、例えば所定値ｔｈ２以上である。警戒エリアは、例えば監視エリア８と同じエリア、又は監視エリア８に含まれ監視エリア８よりも狭いエリアである。警戒エリアは、例えば、移動物体ｄｎの侵入が規制されたエリアである。また、移動物体ｄｎの接近判定や侵入判定は、システム制御部４０により実行されてもよい。
【００９６】
（第２動作例）
第２動作例では、音源検出装置３０は、監視エリア８において、指向範囲ＢＦ１を考慮せず、指向方向ＢＦ２を順に走査して移動物体ｄｎを検出する。
【００９７】
図８は、音源検出装置３０による移動物体ｄｎの検出処理手順の第２動作例を示すフローチャートである。図７に示した第１動作例と同一の処理については、同一のステップ番号を付すことで、その説明を省略する。
【００９８】
まず、指向性処理部３３は、指向方向ＢＦ２を初期位置に設定する（Ｓ１Ａ）。この初期位置では、任意の指向方向ＢＦ２を走査対象の指向方向に設定する。
【００９９】
Ｓ２において、マイクアレイＭＡにより収音された音響データがバッファメモリ３２に一時的に記憶されると、指向性処理部３３は、監視エリア８における任意の指向方向ＢＦ２（１回目は初期設定の指向方向）にビームフォーミングし、この指向方向ＢＦ２の音響データを抽出処理する（Ｓ３Ａ）。
【０１００】
Ｓ７において、検出結果判定部３６は、対象物検出部３５による移動物体ｄｎの存在の判定結果に従い、移動物体ｄｎが存在しない場合、走査制御部３７は、監視エリア８内における走査対象の指向方向ＢＦ２を次の方向に移動させる（Ｓ８Ａ）。
【０１０１】
一方、Ｓ７において、移動物体ｄｎが存在する場合、検出結果判定部３６は、システム制御部４０に移動物体ｄｎが存在する旨（移動物体ｄｎの検出結果）を通知する（Ｓ７Ａ）。この後、Ｓ８の処理に進む。尚、移動物体ｄｎの検出結果の通知は、１つの指向方向の検出処理が終了したタイミングでなく、全方位走査完了した後にまとめて行われてもよい。
【０１０２】
このように、第２動作例では、音源検出装置３０は、指向範囲ＢＦ１を用いた走査と指向方向ＢＦ２を用いた走査とを切り替えなく済み、処理を簡単化できる。
【０１０３】
図９は全方位カメラＣＡにより撮像された全方位画像ＧＺ１を示す模式図である。
【０１０４】
図９では、全方位画像ＧＺ１には、ビルＢｌの谷間から飛来する移動物体ｄｎが含まれる。モニタ５０は、例えば、移動物体ｄｎの機械音を音源とする音源方向画像ｓｐ１が、全方位画像ＧＺ１に重畳（オーバーレイ）するように、表示される。ここでは、音源方向画像ｓｐ１は、矩形の点線枠で示される。尚、モニタ５０は、音源方向画像ｓｐ１を表示する代わりに、全方位画像ＧＺ１上における移動物体ｄｎの位置座標を表示する等により、位置情報を示してもよい。音源方向画像ｓｐ１の生成や重畳に係る処理は、例えばシステム制御部４０により行われる。
【０１０５】
［効果等］
このように、第１の実施形態の物体検出システム５は、音源検出装置３０を備える。音源検出装置３０は、無指向性の複数のマイクロホンＭ１〜Ｍ８を含むマイクアレイＭＡ（マイクロホンアレイ）と、マイクアレイＭＡにより収音された第１の音響データを処理するプロセッサ２６と、を備える。プロセッサ２６は、第１の音響データに基づいて、指向方向ＢＦ２（指向性の方向）を順次変更して、任意の指向方向ＢＦ２に指向性を有する複数の第２の音響データを生成し、第２の音響データの音圧レベル及び周波数成分を解析する。プロセッサ２６は、任意の指向方向ＢＦ２のうちの第１の指向方向ｄｒ２に指向性を有する第２の音響データの周波数成分に含まれる特定周波数の音圧レベルが所定値ｔｈ２以上である場合、第１の指向方向ｄｒ２に移動物体ｄｎが存在すると判定する。音源検出装置３０は、物体検出装置の一例である。移動物体ｄｎは、物体の一例である。
【０１０６】
これにより、音源検出装置３０は、無指向性のマイクロホンを用いることで、例えば音源検出装置３０を回転することなく、移動物体ｄｎからの音響を収音できる。また、音源検出装置３０は、音源検出装置３０が一度に全方位の音響を収音するので、各方位の収音時間の差がなくなり、同じタイミングでの音響を検出できる。また、物体検出が困難な領域が発生し難くなるので、音源検出装置３０は、物体検出の感度を向上できる。従って、音源検出装置３０は、移動物体ｄｎの検出精度を向上できる。
【０１０７】
また、プロセッサ２６は、第１の音響データに基づいて、指向範囲ＢＦ１を順次変更し、任意の指向範囲ＢＦ１に指向性を有する複数の第３の音響データを生成してもよい。プロセッサ２６は、任意の指向範囲ＢＦ１のうちの第１の指向範囲ｄｒ１に指向性を有する第３の音響データの周波数成分に含まれる特定周波数の音圧レベルが所定値ｔｈ１以上である場合、指向範囲ＢＦ１の走査から指向方向ＢＦ２の走査に切り替えてもよい。つまり、プロセッサ２６は、第１の音響データに基づいて、指向方向ＢＦ２を順次変更して、第１の指向範囲ｄｒ１に含まれる任意の指向方向ＢＦ２に指向性を有する複数の第２の音響データを生成してもよい。プロセッサ２６は、任意の指向方向ＢＦ２のうちの第１の指向方向ｄｒ２に指向性を有する第２の音響データの周波数成分に含まれる特定周波数の音圧レベルが所定値ｔｈ２以上である場合、第１の指向方向ｄｒ２に移動物体ｄｎが存在すると判定してもよい。尚、指向範囲ＢＦ１は、方向範囲の一例である。
【０１０８】
これにより、音源検出装置３０は、指向範囲ＢＦ１の走査後に指向方向ＢＦ２を走査することで、スキャン（走査）効率が向上し、スキャン時間を短縮できる。
【０１０９】
また、プロセッサ２６は、第１の指向方向ｄｒ２に指向性を有する音響データの音圧レベル及び周波数成分の音パターンが、所定のパターンに近似する場合、第１の指向方向ｄｒ２に移動物体ｄｎが存在すると判定してもよい。所定のパターンは、例えば、メモリ３２Ａに記憶された音パターンである。
【０１１０】
これにより、音源検出装置３０は、移動物体ｄｎが発する音の特性（音パターン）が予め分かっている場合、移動物体ｄｎを特定でき、更に移動物体ｄｎの検出精度が向上できる。
【０１１１】
また、プロセッサ２６は、移動物体ｄｎが発する、メモリ３２Ａに登録された特定周波数での音圧レベルが時間の経過とともに大きくなる場合、移動物体ｄｎの接近を検出してもよい。また、プロセッサ２６は、移動物体ｄｎの接近が検出され、特定周波数の音圧レベルが所定値ｔｈ３以上である場合、移動物体ｄｎが警戒エリアに存在すると判定してもよい。警戒エリアは、所定のエリアの一例である。
【０１１２】
これにより、音源検出装置３０は、移動物体ｄｎの接近を表示等により通知できる。
【０１１３】
また、物体検出システム５は、音源検出装置３０、全方位カメラＣＡ、制御ボックス１０、及びモニタ５０を備えてもよい。音源検出装置３０は、移動物体ｄｎの存在の判定結果を制御ボックス１０へ送信する。全方位カメラＣＡは、全方位の画角を有する画像を撮像する。モニタ５０は、制御ボックス１０の制御により、全方位カメラＣＡにより撮像された全方位画像に、第１の指向方向ｄｒ２に存在すると判定された移動物体ｄｎの位置情報を重畳して表示する。全方位カメラＣＡは、第１のカメラの一例である。制御ボックス１０は、制御装置の一例である。移動物体ｄｎの位置情報は、例えば音源方向画像ｓｐ１である。
【０１１４】
これにより、物体検出システム５は、例えば、監視エリア８に対する移動物体ｄｎの位置を視覚的に確認できる。
【０１１５】
（第１の実施形態の変形例）
図１０は、第１の実施形態の変形例における物体検出システム５Ａの構成を示すブロック図である。物体検出システム５Ａは、物体検出システム５と比較すると、音源検出装置３０の代わりに音源検出装置３０Ａを備える。音源検出装置３０Ａは、音源検出装置３０と比較すると、新たに音源方向検出部３９を有する。
【０１１６】
音源方向検出部３９は、公知の白色化相互相関法（ＣＳＰ（Ｃｒｏｓｓ−ｐｏｗｅｒ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ  Ｐｈａｓｅ  ａｎａｌｙｓｉｓ）法）に従って、音源位置を推定する。
【０１１７】
ＣＳＰ法では、音源方向検出部３９は、監視エリア８を複数のブロックに分割し、マイクアレイＭＡで音響が収音されると、ブロック毎に閾値を超える音響があるか否かを判定することで、監視エリア８内の音響位置を推定する。
【０１１８】
ＣＳＰ法により音源位置を推定する処理は、先述した、指向範囲ＢＦ１を走査して移動物体ｄｎを検出する処理に相当する。従って、変形例では、音源方向検出部３９が音源位置を推定すると、推定された音源位置（第１の指向範囲ｄｒ１に相当）内で指向方向ＢＦ２を走査し、第１の指向方向ｄｒ２に移動物体ｄｎを検出する。
【０１１９】
図１１は、変形例における音源検出装置３０による移動物体ｄｎの検出処理手順を示すフローチャートである。図１１において、図７又は図８と同一の処理については、同一のステップ番号を付すことで、その説明を省略する。変形例では、指向範囲ＢＦ１の走査に関する、図７に示したＳ１、Ｓ３〜Ｓ９が省かれる。
【０１２０】
まず、指向性処理部３３が、マイクアレイＭＡにより収音され、Ａ／Ｄ変換器３１により音響データをデジタル値に変換され、この音響データがバッファメモリ３２に記憶されたか否かを判定する（Ｓ２）。音響データが記憶されていない場合、Ｓ２が反復される。
【０１２１】
音響データがバッファメモリ３２に記憶されると、音源方向検出部３９は、この音響データを用いて、ＣＳＰ法により音源位置を推定する（Ｓ２Ａ）。
【０１２２】
音源方向検出部３９は、音源位置を推定した結果、音源としての移動物体ｄｎが検出されたか否かを判別する（Ｓ２Ｂ）。
【０１２３】
音源が検出されなかった場合、音源検出装置３０は、バッファメモリ３２に記憶された音響データを消去する（Ｓ１６）。
【０１２４】
音源が検出された場合、プロセッサ２６は、音源位置（指向範囲ｄｒ）における指向方向ＢＦ２にビームフォーミングして順に走査し、移動物体ｄｎを検出する（Ｓ１０〜Ｓ１４，Ｓ９）。
【０１２５】
このように、音源検出装置３０Ａでは、プロセッサ２６は、ＣＳＰ法に従って、第１の指向範囲ｄｒ１に移動物体ｄｎが存在するか否かを判定してもよい。これにより、音源検出装置３０Ａは、指向範囲ＢＦ１の走査を省略でき、スキャン効率を向上でき、スキャン時間を短縮できる。
【０１２６】
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、移動物体ｄｎまでの距離を測定する測距装置が搭載された場合を示す。
【０１２７】
［構成等］
図１２は、第２の実施形態における物体検出システム５Ｂの概略構成を示す模式図である。物体検出システム５Ｂにおいて、第１の実施形態の物体検出システム５，５Ａと同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
【０１２８】
物体検出システム５Ｂは、第１の実施形態と同様、音源検出装置３０又は３０Ａ、制御ボックス１０及びモニタ５０を含み、更に測距装置６０を含む構成を有する。
【０１２９】
測距装置６０は、検出された移動物体ｄｎまでの距離を測定する。距離の測定方法として、例えば、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ  Ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ）法が用いられる。ＴＯＦ法では、超音波やレーザ光を移動物体ｄｎに向けて投射し、その反射波や反射光を受信するまでの時間から距離を測定する。ここでは、超音波を用いる場合を例示する。
【０１３０】
図１３は、物体検出システム５Ｂの構成を示すブロック図である。測距装置６０は、超音波センサ６１、超音波スピーカ６２、受信回路６３、パルス送信回路６４、距離検出部６６、測距制御部６７及びＰＴユニット６５を有する。尚、プロセッサ６８が所定のプログラムを実行することで、距離検出部６６及び測距制御部６７の機能を実現する。
【０１３１】
尚、レーザ光を用いる場合には、超音波センサ６１及び超音波スピーカ６２の代わりに、非可視光センサ及び非可視光レーザダイオードが用いられる。非可視光は、例えば赤外光又は紫外光を含む。
【０１３２】
超音波スピーカ６２は、ＰＴユニット６５の駆動により超音波の投射方向を変更し、移動物体ｄｎに向けて超音波を投射する。超音波は、例えばパルス状に投射される。
【０１３３】
超音波センサ６１は、超音波スピーカ６２によって投射され、移動物体ｄｎで反射された反射波を受信する。
【０１３４】
受信回路６３は、超音波センサ６１からの信号を信号処理し、距離検出部６６へ送る。
【０１３５】
パルス送信回路６４は、測距制御部６７の制御により、超音波スピーカ６２から投射されるパルス状の超音波を生成し、超音波スピーカ６２へ送る。
【０１３６】
ＰＴユニット６５は、超音波スピーカ６２をパン（Ｐ）方向及びチルト（Ｔ）方向に旋回させるモータ等を含む駆動機構を有する。
【０１３７】
距離検出部６６は、測距制御部６７による制御により、受信回路６３からの信号を基に、移動物体ｄｎまでの距離を検出する。例えば、距離検出部６６は、超音波スピーカ６２から超音波が送信された送信時刻と、超音波センサ６１により反射波が受信された受信時刻と、を基に、移動物体ｄｎまでの距離を検出し、測距制御部６７へ距離の検出結果を出力する。
【０１３８】
図１４は、距離検出方法を説明するためのタイミングチャートである。
【０１３９】
図１４では、投射される超音波のパルス信号（送信パルス）と、移動物体ｄｎで反射された超音波のパルス信号（受信パルス）と、の時間差が示されている。投射タイミングｔ１と受光タイミングｔ２との差分を時間差Δｔとすると、距離検出部６６は、例えば（式１）に従って、移動物体ｄｎまでの距離Ｌを算出する。
【０１４０】
距離Ｌ＝音速Ｃ×時間差Δｔ／２  ・・・（式１）
【０１４１】
尚、音速Ｃは、乾燥空気の温度Ｔを用いて、例えば（式２）で求められる。
音速Ｃ＝３３１．５＋０．６Ｔ  ・・・（式２）
【０１４２】
測距制御部６７は、測距装置６０の各部を統括する。測距制御部６７は、距離検出部６６によって検出された移動物体ｄｎまでの距離の情報を、制御ボックス１０へ送信する。測距制御部６７は、制御ボックス１０から移動物体ｄｎが存在する方向（指向方向に相当）の情報を受信し、移動物体ｄｎに向けて超音波スピーカ６２が向くように、ＰＴユニット６５が旋回するよう指示する。
【０１４３】
制御ボックス１０は、移動物体ｄｎが警戒エリアに侵入したか否かを判定するための警戒距離が登録されたメモリ４６を有する。システム制御部４０は、距離検出部６６で検出された移動物体ｄｎまでの距離が、メモリ４６に登録された警戒距離以内であるか否かを判定する。また、システム制御部４０は、移動物体ｄｎまでの距離の情報を含むように、全方位カメラＣＡで撮像された画像をモニタ５０に表示させてもよい。
【０１４４】
［動作等］
次に、物体検出システム５Ｂの動作例について説明する。
【０１４５】
図１５は、物体検出システム５Ｂの動作例を示すフローチャートである。ここでは、音源検出装置が音源検出装置３０であることを例示するが、音源検出装置３０Ａでも同様である（以下同様）。
【０１４６】
まず、物体検出システム５Ｂは、音源検出装置３０による移動物体ｄｎの検出処理を行う（Ｓ２１）。Ｓ２１の処理は、例えば、図７、図８又は図１１で示された処理である。
【０１４７】
システム制御部４０は、音源検出装置３０から移動物体ｄｎの検出結果を受信すると、モニタ５０に移動物体ｄｎの検出結果を表示させる（Ｓ２２）。移動物体ｄｎが検出された場合、モニタ５０には、例えば図９に示したように、移動物体ｄｎが発生させる機械音を音源とする音源方向画像ｓｐ１が、全方位画像ＧＺ１に重畳して表示される。
【０１４８】
システム制御部４０は、音源検出装置３０からの移動物体ｄｎの検出結果を基に、移動物体ｄｎが検出されたか否かを判定する（Ｓ２３）。移動物体ｄｎが検出されていない場合、システム制御部４０は、Ｓ２１の処理に戻る。
【０１４９】
Ｓ２３で移動物体ｄｎが検出された場合、システム制御部４０は、検出された移動物体ｄｎの位置の情報を測距装置６０に通知する（Ｓ２４）。ここでは、移動物体ｄｎの位置は、音源検出装置３０に対する移動物体ｄｎの方向に相当し、第１の指向方向ｄｒ２に相当する。
【０１５０】
測距制御部６７は、ＰＴユニット６５を駆動し、超音波スピーカ６２の向きを、通知された移動物体ｄｎの方向となるように指示する（Ｓ２５）。
【０１５１】
距離検出部６６は、測距制御部６７の制御により、移動物体ｄｎまでの距離を検出する（Ｓ２６）。尚、測距装置６０から移動物体ｄｎまでの距離は、音源検出装置３０から移動物体ｄｎまでの距離と同程度である。距離検出部６６は、例えば、超音波スピーカ６２から移動物体ｄｎに向けて超音波を投射してから、反射波が超音波センサ６１で受信されるまでの時間に基づいて、移動物体ｄｎまでの距離を測定する。
【０１５２】
システム制御部４０は、測定された移動物体ｄｎまでの距離が、メモリ４６に記憶された警戒距離以内であるか否かを判別する（Ｓ２７）。
【０１５３】
警戒距離以内である場合、システム制御部４０は、モニタ５０に、移動物体ｄｎの警戒エリアへの侵入を通知する（Ｓ２８）。モニタ５０は、移動物体ｄｎの侵入の通知を受けると、移動物体ｄｎが警戒エリアに進入したことを示す情報を表示する。これにより、ユーザは、移動物体ｄｎの侵入が通知されたモニタ５０の画面を見て、緊急性の高い事態が発生したことを認識できる。
【０１５４】
Ｓ２８の処理後、システム制御部４０は、Ｓ２１に戻る。
【０１５５】
一方、Ｓ２７で測定された移動物体ｄｎまでの距離が警戒距離を以上である場合、システム制御部４０は、図１５の各種処理（移動物体ｄｎの存在や移動物体ｄｎまでの距離の検出処理、移動物体ｄｎの侵入判定処理）を終了するか否かを判別する（Ｓ２９）。
【０１５６】
図１５の各種処理を終了しない場合、システム制御部４０は、Ｓ２１の処理に戻り、図１５の各種処理を繰り返す。一方、Ｓ２９で図１５の各種処理を終了する場合、物体検出システム５Ｂは、図１５の処理を終了する。例えば、制御ボックス１０の電源がオフとなる場合に、終了してもよい。
【０１５７】
尚、システム制御部４０は、モニタ５０に、音源方向画像ｓｐ１を全方位画像ＧＺ１に重畳して表示させるとともに、移動物体ｄｎまでの距離情報を表示させてもよい。
【０１５８】
この場合、例えば、システム制御部４０は、移動物体ｄｎまでの距離に基づいて、音源方向画像ｓｐ１の表示形態を変えてもよい。また、システム制御部４０は、警戒エリア内に移動物体ｄｎが存在するか否かに基づいて、音源方向画像ｓｐ１の表示形態を変えてもよい。表示形態は、例えば、表示色、大きさ、形状、音源方向画像ｓｐ１の種類、を含む。また、距離情報は、座標情報でもよい。
【０１５９】
図１６は、全方位カメラＣＡにより撮像された全方位画像ＧＺ１を示す模式図である。
【０１６０】
図１６では、図９と同様、全方位画像ＧＺ１に、ビルＢｌの谷間から飛来する移動物体ｄｎが含まれている。例えば、移動物体ｄｎの音源方向画像ｓｐ１は、警戒エリア内に移動物体ｄｎが所在する旨を示す表示形態（図中、ハッチングで表す）により、全方位画像ＧＺ１に音源方向画像ｓｐ１が重畳して表示されてもよい。また、移動物体ｄｎまでの距離（図１６では「１５ｍ 接近中」）を示す文字情報が表示されてもよい。
【０１６１】
［効果等］
このように、測距装置６０は、ＰＴユニット６５の駆動により測距方向を変更し、マイクアレイＭＡを基点として第１の指向方向ｄｒ２に存在する移動物体ｄｎまでの距離を検出してもよい。測距装置６０は、距離の検出結果を制御ボックス１０へ送信してもよい。制御ボックス１０は、検出された距離が警戒距離以内である場合、移動物体ｄｎが警戒エリアに存在すると判定してもよい。ＰＴユニット６５は、アクチュエータの一例である。
【０１６２】
尚、システム制御部４０の機能は、プロセッサが所定のプログラムを実行することで実現される。警戒距離は、所定距離の一例である。警戒エリアは、所定のエリアの一例である。
【０１６３】
これにより、物体検出システム５Ｂは、音源検出装置３０により検出された移動物体ｄｎまでの距離を検出できる。また、モニタ５０に全方位画像ＧＺ１及び音源方向画像ｓｐ１が移動物体ｄｎまでの距離に応じた表示態様で表示されることで、ユーザは、移動物体ｄｎの位置（収音空間における３次元位置）を視認できる。更に、ユーザは、移動物体ｄｎの警戒エリアへの接近度合いを認識でき、必要に応じて監視体制を強化できる。
【０１６４】
（第３の実施形態）
第３の実施形態では、測距装置６０の他、ＰＴＺカメラが搭載された場合を示す。
【０１６５】
［構成等］
図１７は第３の実施形態における物体検出システム５Ｃの概略構成を示す模式図である。物体検出システム５Ｃにおいて、第１，第２の実施形態の物体検出システム５、５Ａ，５Ｂと同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
【０１６６】
物体検出システム５Ｃは、第２の実施形態と同様、音源検出装置３０又は３０Ａ、制御ボックス１０、モニタ５０、及び測距装置６０を含み、更にＰＴＺカメラ７０を含む構成を有する。
【０１６７】
ＰＴＺカメラ７０は、撮像方向をパン（Ｐ）方向及びチルト（Ｔ）方向に旋回自在であり、ズーム倍率（Ｚ）を可変自在なカメラである。ＰＴＺカメラ７０は、例えば監視カメラとして用いられる。
【０１６８】
図１８は、物体検出システム５Ｃの構成を示すブロック図である。ＰＴＺカメラ７０は、ズームレンズ７１、イメージセンサ７２、撮像信号処理部７３、カメラ制御部７４、及びＰＴＺ制御ユニット７５を有する。尚、プロセッサ７７が所定のプログラムを実行することで、撮像信号処理部７３及びカメラ制御部７４の各機能を実現する。
【０１６９】
ズームレンズ７１は、鏡筒（図示せず）に内蔵され、ズーム倍率を変更可能なレンズである。ズームレンズ７１は、ＰＴＺ制御ユニット７５の駆動により、ズーム倍率を変更する。また、鏡筒は、ＰＴＺ制御ユニット７５の駆動により、パン方向及びチルト方向に旋回する。
【０１７０】
イメージセンサ７２は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子である。撮像信号処理部７３は、イメージセンサ７２で撮像された信号を電気信号に変換し、各種画像処理を行う。
【０１７１】
撮像信号処理部７３は、イメージセンサ７２で撮像された画像の信号を電気信号に変換し、各種画像処理を行う。カメラ制御部７４は、ＰＴＺカメラ７０の各部の動作を統括し、例えばイメージセンサ７２にタイミング信号を供給する。
【０１７２】
ＰＴＺ制御ユニット７５は、鏡筒のパン方向及びチルト方向を変更し、ズームレンズ７１のズーム倍率を変更するためのモータ等の駆動機構を有する。
【０１７３】
［動作等］
次に、物体検出システム５Ｃの動作例について説明する。
【０１７４】
図１９は、物体検出システム５Ｃの動作例を示すフローチャートである。ここでは、第２の実施形態の図１５の処理と同一の処理については、同一のステップ番号を付すことで、その説明を省略又は簡略化する。
【０１７５】
Ｓ２３において移動物体ｄｎが検出されると、システム制御部４０は、検出された移動物体ｄｎの位置の情報を、ＰＴＺカメラ７０及び測距装置６０に通知する（Ｓ２４Ａ）。ここでは、移動物体ｄｎの位置は、音源検出装置３０に対する移動物体ｄｎの方向に相当し、第１の指向方向ｄｒ２に相当する。
【０１７６】
移動物体ｄｎの位置の情報の通知を受けると、ＰＴＺカメラ７０は、ＰＴＺ制御ユニット７５の駆動により、移動物体ｄｎの方向に撮像方向を変更する。また、ズームレンズ７１は、ＰＴＺ制御ユニット７５の駆動により、移動物体ｄｎが所定の大きさで撮像されるようにズーム倍率を変更する（Ｓ２４Ｂ）。
【０１７７】
イメージセンサ７２は、ズームレンズ７１を介して撮像された画像データを取得する（Ｓ２４Ｃ）。この画像データは、必要に応じて画像処理され、システム制御部４０へ送信される。
【０１７８】
システム制御部４０は、ＰＴＺカメラ７０から画像データを取得すると、取得した画像データに基づく画像をモニタ５０に表示させる（Ｓ２４Ｄ）。
【０１７９】
図２０は、ＰＴＺカメラ７０により撮像された画像を示す模式図である。
【０１８０】
ＰＴＺカメラ７０で撮像されたＰＴＺ画像ＧＺ２には、ビルＢｌの上方に飛来した移動物体ｄｎが含まれる。ズームレンズ７１は、ＰＴＺ制御ユニット７５の駆動により、移動物体ｄｎの大きさが画角に対して所定の大きさになるように、ズーム倍率を変更する。ズーム倍率の変更によって、移動物体ｄｎを含むＰＴＺ画像ＧＺ２の一部である、矩形ａで囲まれる部分が拡大表示される。拡大表示され拡大画像ＧＺＬには、移動物体ｄｎの大きさが矩形の枠（縦Ｌｇ×横Ｗｄ）で示されている。
【０１８１】
Ｓ２４Ｄの処理後のＳ２５以降の処理は、第２の実施形態と同様である。
【０１８２】
Ｓ２９において、システム制御部４０が、図１９の各種処理（移動物体ｄｎの存在や移動物体ｄｎまでの距離の検出処理、移動物体ｄｎの表示処理、移動物体ｄｎの侵入判定処理）を終了するか否かを判定する。図１９の各種処理を終了しない場合、システム制御部４０は、Ｓ２１の処理に戻る。一方、図１９の各種処理を終了する場合、システム制御部４０は、図１９の処理を終了する。
【０１８３】
尚、システム制御部４０は、移動物体ｄｎまでの距離と、表示されたＰＴＺ画像ＧＺ２又は拡大画像ＧＺＬに占める移動物体ｄｎの大きさと、に基づいて、移動物体ｄｎの大きさを推定してもよい。制御ボックス１０のメモリ４６が、検出対象の物体の大きさとして想定されるサイズ情報（サイズ範囲の情報）を予め保持しておいてもよい。
【０１８４】
また、システム制御部４０が、推定された移動物体ｄｎの大きさが、メモリ４６に保持されたサイズ範囲に含まれる場合に、移動物体ｄｎが検出対象物であると更に推定してもよい。この場合、物体検出システム５Ｂは、実際の移動物体ｄｎの大きさを大まかに認識でき、例えば移動物体ｄｎの機種の特定を容易化できる。
【０１８５】
［効果等］
このように、ＰＴＺカメラ７０は、ＰＴＺ制御ユニット７５の駆動により撮像方向を変更して、第１の指向方向ｄｒ２に存在する移動物体ｄｎを撮像してもよい。また、制御ボックス１０は、ＰＴＺカメラ７０により撮像されたＰＴＺ画像ＧＺ２における移動物体ｄｎの領域の大きさと、マイクアレイＭＡから移動物体ｄｎまでの距離と、に基づいて、移動物体ｄｎの大きさを推定してもよい。移動物体ｄｎの大きさが所定の大きさに含まれる場合、移動物体ｄｎが検出対象物であると判定してもよい。ＰＴＺ制御ユニット７５は、アクチュエータの一例である。
【０１８６】
これにより、物体検出システム５Ｂは、移動物体ｄｎを主とした画像を取得できる。そのため、ユーザは、移動物体ｄｎの特徴を容易に視認できる。また、物体検出システム５Ｂは、移動物体ｄｎが発する音響の他に、移動物体ｄｎの大きさを基に検出対象物か否かを推定できるので、移動物体ｄｎの検出精度を一層向上できる。
【０１８７】
（第４の実施形態）
第４の実施形態では、第３の実施形態と同様にＰＴＺカメラ７０が搭載され、測距装置６０が省かれた物体検出システムを示す。
【０１８８】
［構成等］
図２１は、第４の実施形態における物体検出システム５Ｄの概略構成を示す模式図である。物体検出システム５Ｄにおいて、第１〜第３の実施形態の物体検出システム５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃと同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
【０１８９】
物体検出システム５Ｄは、音源検出装置３０又は３０Ａ、制御ボックス１０、及びモニタ５０、及びＰＴＺカメラ７０を含む構成を有する。
【０１９０】
［動作等］
次に、物体検出システム５Ｄの動作例について説明する。
【０１９１】
図２３は物体検出システム５Ｄの動作例を示すフローチャートである。図２３の処理は、第３の実施形態の図１９に示したフローチャートにおける、Ｓ２５〜Ｓ２８の処理を省いて行われる。
【０１９２】
即ち、Ｓ２３において移動物体ｄｎが検出されると、システム制御部４０は、検出された移動物体ｄｎの位置の情報を、ＰＴＺカメラ７０に通知する（Ｓ２４Ａ１）。Ｓ２４Ｄにおいて、システム制御部４０が、ＰＴＺカメラ７０で撮像された画像をモニタ５０に表示させると、Ｓ２９において、システム制御部４０が、図２３の各種処理（移動物体ｄｎの検出処理や移動物体ｄｎの表示処理））を終了するか否かを判定する。図２３の各種処理を終了しない場合、システム制御部４０は、Ｓ２１の処理に戻る。一方、移動物体ｄｎの各種処理を終了する場合、システム制御部４０は、図２３の処理を終了する。
【０１９３】
［効果等］
このように、移動物体ｄｎが検出されると、物体検出システム５Ｂは、ＰＴＺカメラ７０で撮像される画像に、移動物体ｄｎを大きく映し出すことができる。そのため、ユーザは、移動物体ｄｎの特徴を容易に視認できる。
【０１９４】
（第５の実施形態）
第５の実施形態では、複数台（例えば２台）の音源検出装置を備える物体検出システムを示す。
【０１９５】
［構成等］
図２４は、第５の実施形態における物体検出システム５Ｅの概略構成を示す模式図である。物体検出システム５Ｅにおいて、第１〜第４の実施形態の物体検出システム５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄと同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
【０１９６】
第５の実施形態の物体検出システム５Ｅは、例えば、施設内の管理室に設置された監視装置９０と通信可能に接続される。例えば、制御ボックス１０Ａが監視装置９０と有線通信又は無線通信可能に接続される。
【０１９７】
物体検出システム５Ｅは、複数台（例えば２台）の音源検出装置３０（３０Ｂ，３０Ｃ）、制御ボックス１０Ａ、及びＰＴＺカメラ７０を含む構成を有する。
【０１９８】
監視装置９０は、ディスプレイ９１、無線通信装置９２等を有するコンピュータ装置を含む構成を有する。監視装置９０は、例えば、物体検出システム５Ｅから送信される画像を表示する。これにより、監視者が、監視装置９０を用いて監視エリア８を監視可能である。
【０１９９】
図２５は、物体検出システム５Ｅの構成を示すブロック図である。音源検出装置３０Ｂは、マイクアレイＭＡ１で収音された全方位の音響に対してビームフォーミングし、その指向方向の音響を強調する。音源検出装置３０Ｃは、マイクアレイＭＡ２で収音された全方位の音響に対してビームフォーミングし、その指向方向の音響を抽出する。
【０２００】
尚、音源検出装置３０Ｂ，３０Ｃの構成及び動作は、先述の実施形態の音源検出装置３０と同様である。
【０２０１】
システム制御部４０は、音源検出装置３０Ｂで移動物体ｄｎが検出された指向方向（図２６の角度β）、及び音源検出装置３０Ｃで移動物体ｄｎが検出された指向方向（図２６の角度γ）を基に、移動物体ｄｎまでの距離を算出する。
【０２０２】
尚、図２４〜図２６では、音源検出装置３０Ｂ，３０Ｃが備える全方位カメラＣＡの図示が省略されているが、第１〜第４の実施形態と同様に、音源検出装置３０Ｂ，３０Ｃは、全方位カメラＣＡを備える。
【０２０３】
図２６は、２台の音源検出装置３０Ｂ，３０Ｃを用いて移動物体ｄｎまでの距離を検出する方法を説明する模式図である。
【０２０４】
マイクアレイＭＡ１とマイクアレイＭＡ２との間の距離が、長さＬ［ｍ］と既知であるとする。この場合、システム制御部４０は、マイクアレイＭＡ１から移動物体ｄｎまでの距離ｌ１、及びマイクアレイＭＡ２から移動物体ｄｎまでの距離ｌ２を、例えば、三角法を用いて、それぞれ（式３），（式４）により算出する。
【０２０５】
ｌ１ ＝ Ｌ× ｓｉｎγ ／ ｓｉｎα  ・・・（式３）
ｌ２ ＝ Ｌ× ｓｉｎβ ／ ｓｉｎα  ・・・（式４）
【０２０６】
制御ボックス１０Ａは、システム制御部４０と、無線通信部５５と、を有する。無線通信部５５は、監視装置９０の無線通信装置９２と通信可能に無線接続される。無線通信部５５は、監視装置９０に対し、例えば、移動物体ｄｎの位置（検出方向）、移動物体ｄｎまでの距離、及びＰＴＺカメラ７０で撮像された画像データを送信する。また、無線通信部５５は、例えば、監視装置９０からの遠隔操作信号を受信し、システム制御部４０に送る。
【０２０７】
［動作等］
次に、物体検出システム５Ｅの動作例について説明する。
【０２０８】
図２７は物体検出システム５Ｅの動作例を示すフローチャートである。図２７において、第３の実施形態の図１９と同一の処理については、同一のステップ番号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
【０２０９】
まず、第１の音源検出装置としての音源検出装置３０Ｂが、第１の実施形態における図７又は図１１に示された処理を行う（Ｓ２１）。
【０２１０】
制御ボックス１０Ａでは、システム制御部４０が、音源検出装置３０Ｂからの移動物体ｄｎの検出結果を受信すると、無線通信部５５が、監視装置９０に移動物体ｄｎの検出結果を送信する（Ｓ２２Ａ）。監視装置９０は、物体検出システム５Ｅから移動物体ｄｎの検出結果を受信すると、ディスプレイ９１に表示する。
【０２１１】
Ｓ２３で移動物体ｄｎが検出されなかった場合、システム制御部４０は、Ｓ２１の処理に戻る。
【０２１２】
Ｓ２３で移動物体ｄｎが検出されると、システム制御部４０は、移動物体ｄｎの位置の情報を、ＰＴＺカメラ７０に通知する（Ｓ２４Ａ１）。
【０２１３】
システム制御部４０は、ＰＴＺカメラ７０からＳ２４Ｃで得られた画像を取得すると、この画像を監視装置９０に送信する（Ｓ２４Ｅ）。
【０２１４】
同様に、第２の音源検出装置としての音源検出装置３０Ｃが、第１の実施形態における図７又は図１１で示された処理を行う（Ｓ２１Ａ）。
【０２１５】
制御ボックス１０Ａでは、システム制御部４０が、音源検出装置３０Ｃからの移動物体ｄｎの検出結果を受信すると、無線通信部５５が、監視装置９０に移動物体ｄｎの検出結果を送信する（Ｓ２２Ｂ）。
【０２１６】
システム制御部４０は、音源検出装置３０Ｃからの検出結果を基に、移動物体ｄｎが検出されたか否かを判定する（Ｓ２３Ａ）。移動物体ｄｎが検出された場合、システム制御部４０は、移動物体ｄｎの検出結果から、移動物体ｄｎの位置の情報を取得する。
【０２１７】
Ｓ２３Ａで移動物体ｄｎが検出されなかった場合、システム制御部４０は、Ｓ２１の処理に戻る。
【０２１８】
Ｓ２３Ａで移動物体ｄｎが検出されると、システム制御部４０は、音源検出装置３０Ｂにより検出された移動物体ｄｎの検出方向に基づいて、音源検出装置３０Ｂに対する音源検出装置３０Ｃ及び移動物体ｄｎのなす角度β（図２６参照）を算出する（Ｓ２５Ａ）。同様に、システム制御部４０は、音源検出装置３０Ｃにより検出された移動物体ｄｎの検出方向に基づいて、音源検出装置３０Ｃに対する音源検出装置３０Ｂ及び移動物体ｄｎのなす角度γ（図２６参照）を算出する（Ｓ２５Ａ）。
【０２１９】
システム制御部４０は、Ｓ２５Ａで求めた角度β，γと、マイクアレイＭＡ１とマイクアレイＭＡ２との間の距離Ｌと、に基づいて、例えば（式３），（式４）に従って、距離ｌ１及び距離ｌ２を算出する（Ｓ２６Ａ）。距離ｌ１は、音源検出装置３０Ｂから移動物体ｄｎまでの距離である。距離ｌ２は、音源検出装置３０Ｃから移動物体ｄｎまでの距離である。
【０２２０】
システム制御部４０は、距離ｌ１又は距離ｌ２が警戒距離ｌｍ以内であるか否かを判定する（Ｓ２７Ａ）。また、システム制御部４０は、距離ｌ１及び距離ｌ２に基づく距離ｌ３が警戒距離ｌｍ以内であるか否かを判定してもよい。
【０２２１】
距離ｌ１〜ｌ３のいずれかが警戒距離ｌｍ以内である場合、システム制御部４０は、無線通信部５５を介して監視装置９０に移動物体ｄｎが侵入したことを通知する（Ｓ２８Ａ）。
【０２２２】
尚、距離ｌ１及び距離ｌ２の両方が警戒距離ｌｍ以内である場合に、システム制御部４０が、移動物体ｄｎが侵入したと判定してもよい。
【０２２３】
Ｓ２８Ａの処理後、システム制御部４０は、Ｓ２１の処理に戻る。
【０２２４】
一方、距離ｌ１〜ｌ３のいずれもが警戒距離ｌｍを超える場合、システム制御部４０は、図２７の各種処理（移動物体ｄｎの存在や移動物体ｄｎまでの距離の検出処理、移動物体ｄｎの侵入判定処理）を終了するか否かを判定する（Ｓ２９）。
【０２２５】
図２７の検出処理を終了しない場合、システム制御部４０は、Ｓ２１の処理に戻り、図２７の各種処理を繰り返す。一方、Ｓ２９で図２７の各種処理を終了する場合、物体検出システム５Ｅは、図２７の処理を終了する。
【０２２６】
［効果等］
このように、物体検出システム５Ｅは、マイクアレイＭＡ１を用いて移動物体ｄｎを検出する音源検出装置３０Ｂと、マイクアレイＭＡ２を用いて移動物体ｄｎを検出する音源検出装置３０Ｃと、を備えてもよい。制御ボックス１０Ａは、音源検出装置３０Ｂにより検出された移動物体ｄｎが存在する指向方向と、音源検出装置３０Ｃにより検出された移動物体ｄｎが存在する指向方向と、音源検出装置３０Ｂ，３０Ｃ間の距離Ｌと、に基づいて、音源検出装置３０Ｂ又は音源検出装置３０Ｃから移動物体ｄｎまでの距離ｌ１，ｌ２を導出してもよい。システム制御部４０は、導出された距離ｌ１，ｌ２が警戒距離ｌｍ以内である場合、移動物体ｄｎが警戒エリアに存在すると判定してもよい。音源検出装置３０Ｂ，３０Ｃは、物体検出装置の一例である。
【０２２７】
これにより、物体検出システム５Ｅは、複数台のマイクアレイＭＡ１，ＭＡ２を備えることで、測距装置が省略されても、移動物体ｄｎまでの距離を測定できる。また、物体検出システム５Ｅは、移動物体ｄｎまでの距離が警戒距離以内である場合、移動物体ｄｎが近くにあることをユーザに知らせることができる。また、複数台のマイクアレイＭＡ１，ＭＡ２を用いることで、移動物体ｄｎが発生する音響の収音エリアを拡大できる。
【０２２８】
また、監視装置９０は、例えば、移動物体ｄｎまでの距離が所定距離以内となった場合、例えば警戒エリアに移動物体ｄｎが侵入したとして、アラートを出力してもよい。アラートは、表示、音声、振動等、様々な方法により行われてもよい。
【０２２９】
（他の実施形態）
以上のように、本開示における技術の例示として、第１〜第５の実施形態を説明した。しかし、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施形態にも適用できる。また、各実施形態を組み合わせてもよい。
【０２３０】
第１〜第５の実施形態では、物体（対象物）として、移動物体ｄｎを例示したが、移動物体ｄｎは無人飛行物体でも有人飛行物体でもよい。また、移動物体ｄｎは、空間を飛行する物体に限らず、地面に沿うように移動する物体でもよい。更には、物体は、移動しない静止物体であってもよい。また、静止物体に対し、第１〜第５の実施形態の物体検出システム５，５Ａ〜５Ｅのいずれかを搭載した運搬装置が移動することで、静止物体と物体検出システムとの相対的な位置関係を変化させ、静止物体を検出してもよい。
【０２３１】
第１〜第５の実施形態では、移動物体ｄｎが発する音には、可聴周波数帯域（２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚ）の音、又は、可聴周波数帯域の範囲外の音である超音波（２０ｋＨｚ以上）や超低周波音（２０Ｈｚ以下）の音、を含む。
【０２３２】
第１〜第５の実施形態では、マイクアレイＭＡ、制御ボックス１０，１０Ａ、モニタ５０等が個々に独立した装置として構成され、物体検出システムがこれらを含むことを例示した。尚、マイクアレイＭＡ、制御ボックス１０，１０Ａ、モニタ５０等を単一の筐体内に収容した物体検出装置として実現されてもよい。このような物体検出装置は、可搬型の装置として利便性を有する。
【０２３３】
第１〜第５の実施形態では、プロセッサ２５，２６，２６Ｂ，２６Ｃが音源検出装置に設けられることを例示したが、制御ボックス１０，１０Ａに設けられてもよい。
【０２３４】
第１〜第５の実施形態では、音源検出装置３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃが全方位カメラＣＡを備えることを例示したが、音源検出装置３０と全方位カメラＣＡとが別体として構成されてもよい。また、全方位カメラＣＡが省略されてもよい。
【０２３５】
第１〜第５の実施形態では、音源検出装置３０におけるマイクアレイＭＡと音響信号を処理するプロセッサ２６とが同じ筐体に設けられることを例示したが、別の筐体に設けられてもよい。例えば、マイクアレイＭＡが音源検出装置３０に含まれ、プロセッサ２６が制御ボックス１０，１０Ａに含まれてもよい。
【０２３６】
第１〜第５の実施形態では、天地方向の上向きが収音面及び撮像面となるように音源検出装置３０が取り付けられることを例示したが、他の向きに音源検出装置３０が取り付けられてもよい。例えば、天地方向と直交する横向きが収音面及び撮像面となるように、音源検出装置３０が取り付けられてもよい。
【０２３７】
第５の実施形態では、移動物体ｄｎの検出結果や移動物体ｄｎの侵入通知が監視装置９０に対して行われることを例示したが、第１〜第４の実施形態と同様に、モニタ５０に対して行われてもよい。
【０２３８】
第５の実施形態では、音源検出装置３０が２台であることを例示したが、音源検出装置３０の台数は、例えば音源検出装置３０が設置されるエリアの警戒レベルに合わせて決定されてもよい。例えば、警戒レベルが高い程、音源検出装置３０の設置台数を増やし、警戒レベルが低い程、音源検出装置３０の設置台数を減らしてもよい。
【０２３９】
第５の実施形態では、監視装置９０が物体検出システム５Ｅとは別に設けられることを例示したが、監視装置９０が物体検出システム５Ｅに含まれてもよい。
【０２４０】
第１〜第５の実施形態では、プロセッサは、物理的にどのように構成してもよい。また、プログラム可能なプロセッサを用いれば、プログラムの変更により処理内容を変更できるので、プロセッサの設計の自由度を高めることができる。プロセッサは、１つの半導体チップで構成してもよいし、物理的に複数の半導体チップで構成してもよい。複数の半導体チップで構成する場合、第１〜第５の実施形態の各制御をそれぞれ別の半導体チップで実現してもよい。この場合、それらの複数の半導体チップで１つのプロセッサを構成すると考えることができる。また、プロセッサは、半導体チップと別の機能を有する部材（コンデンサ等）で構成してもよい。また、プロセッサが有する機能とそれ以外の機能とを実現するように、１つの半導体チップを構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０２４１】
本開示は、物体の検出精度を向上できる物体検出装置、物体検出システム、及び物体検出方法等に有用である。
【符号の説明】
【０２４２】
５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅ  物体検出システム
８  監視エリア
１０，１０Ａ  制御ボックス
２１，７２  イメージセンサ
２２，７３  撮像信号処理部
２３，７４  カメラ制御部
２５，２６，２６Ｂ，２６Ｃ，４５，６８，７７  プロセッサ
３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ  音源検出装置
３１  Ａ／Ｄ変換器
３２  バッファメモリ
３２Ａ，４６  メモリ
３３  指向性処理部
３４  周波数分析部
３５  対象物検出部
３６  検出結果判定部
３７  走査制御部
３８  検出方向制御部
３９  音源方向検出部
４０  システム制御部
５０  モニタ
５５  無線通信部
６０  測距装置
６１  超音波センサ
６２  超音波スピーカ
６３  受信回路
６４  パルス送信回路
６５  ＰＴユニット
６６  距離検出部
６７  測距制御部
７０  ＰＴＺカメラ
７１  ズームレンズ
７２  イメージセンサ
７３  撮像信号処理部
７４  カメラ制御部
７５  ＰＴＺ制御ユニット
９０  監視装置
９１  ディスプレイ
９２  無線通信装置
ＢＦ１，ｄｒ１  指向範囲
ＢＦ２，ｄｒ２  指向方向
Ｂｌ  ビル
ＣＡ  全方位カメラ
ｄｎ  移動物体
ＧＺ１  全方位画像
ＧＺ２  ＰＴＺ画像
ＧＺＬ  拡大画像
Ｌｇ  縦
ＭＡ，ＭＡ１，ＭＡ２  マイクアレイ
Ｍ１〜Ｍ８  マイクロホン
ｓｐ１  音源方向画像
Ｗｄ  幅
【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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