(57)【要約】相互接続されるノード（１０）及び中央制御局（２００）の通信ネットワークを有するイベント検出システム（１００）であって、各ノードは、少なくとも１つの隣接ノード及び／又は中央制御局と通信可能であり、各ノードは、少なくとも１つのマイクロホン（１１）と、ノードの位置及び時間に関する情報を供給するＧＰＳ受信器（１２）と、マイクロホン信号を処理可能な処理回路（１７）を有し、処理回路は、所定の特徴音パターンの発生を検出し、所定の特徴音パターンの発生が検出される場合、中央制御局に、検出されたイベントを、ノードの位置及び検出の時間に関する情報と共に通信するよう設計され、中央制御局は、ノードから受信した情報を処理し、音源の位置及びイベントの発生時間を決定するよう設計される。
2006525589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互接続され且つ協働するノード及び中央制御局の通信ネットワークを有するイベント検出システムであって、
各ノードは、少なくとも１つの隣接ノード及び／又は前記中央制御局と通信可能であり、
各ノードは、
外部音を受信するよう構成される少なくとも１つのマイクロホンと、
該ノードの位置に関する情報を供給する位置決め手段と、
時間情報を供給するクロック手段と、
対応マイクロホンの出力信号を処理可能な処理回路と、
を有し、
前記処理回路は、所定の特徴音パターンの発生を検出し、前記所定の特徴音パターンの発生が検出される場合、前記中央制御局に、検出されたイベントを、前記ノードの位置及び検出の時間に関する情報と共に通信するよう設計され、
全ノードの前記クロック手段は正確に同期され、
前記中央制御局は、複数のノードから受信した情報を処理し、前記イベントの位置及び該イベントの発生時間を決定するよう設計される、システム。
【請求項２】
各ノードは、正確な位置情報及び正確な時間情報を有するＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信器を有する請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記中央制御局は、前記イベントの位置を計算するときに、音波の伝搬速度を考慮に入れるよう設計される請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記音波の伝搬速度は、一定であるとみなされる請求項３記載のシステム。
【請求項５】
前記中央制御局は、前記伝搬速度の偏差を補正するよう設計される請求項３記載のシステム。
【請求項６】
風向及び風速を示す信号を生成可能な少なくとも１つの風センサを更に有する請求項５記載のシステム。
【請求項７】
パイロットトーンを発生可能な少なくとも１つのスピーカを更に有する請求項５記載のシステム。
【請求項８】
前記ノードは、１０乃至１００メートルのオーダの相互距離でアレイ状に配置される請求項１記載のシステム。
【請求項９】
前記ノードは、街路照明アーマチュア又はランプ柱に関連付けられる請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
前記ノードは、光学リンクを介する通信用に設計される請求項１記載のシステム。
【請求項１１】
各ノードは、例えば、３０秒の音に対応する所定量の入力信号を格納するのに十分なサイズを有するバッファを有する請求項１記載のシステム。
【請求項１２】
各ノードは更に、ビデオカメラを有する請求項１記載のシステム。
【請求項１３】
ノードの前記ビデオカメラは、イベントの検出に反応して、前記中央制御局によって作動される請求項１２記載のシステム。
【請求項１４】
前記処理装置は、画像処理ソフトウェアが設けられる請求項１２記載のシステム。
【請求項１５】
前記画像処理ソフトウェアは、スピード違反、赤信号無視、又は可能な犯罪行為といったイベントを認識可能である請求項１４記載のシステム。
【請求項１６】
前記画像処理ソフトウェアは、ナンバープレートを読出し可能である請求項１４記載のシステム。
【請求項１７】
前記処理装置は、前記中央制御局に１つ以上のビデオ画像を送信するよう設計される請求項１５又は１６記載のシステム。
【請求項１８】
前記中央制御局は、前記ノードに指名手配中の登録番号を通信するよう設計され、
前記処理装置は、カメラ画像の登録番号を、前記指名手配中の登録番号と比較するよう設計される請求項１６記載のシステム。
【請求項１９】
前記ノードは更に、温度センサ、風センサ、雨センサ、地震検出器、気圧センサ、湿度センサを含む群からの少なくとも１つのセンサを有する請求項１記載のシステム。
【請求項２０】
前記処理回路は、交通の安全上に影響を与え得るイベントについて前記センサをモニタリングし、前記中央制御局にそのようなイベントを通信するよう設計される請求項１９記載のシステム。
【請求項２１】
前記ノードは、個々の自動車との通信に適応される請求項１記載のシステム。
【請求項２２】
前記ノードは、通過する自動車に天気情報を通信するよう設計される請求項２１記載のシステム。
【請求項２３】
請求項１のシステムのノードとの通信に適応される車両。
【請求項２４】
請求項１７のシステムのノードからの天気情報の受信に応答して、暖房機器、空気調整機器、ワイドスクリーンワイパーなどの機器を自動的にオンオフするよう適応される制御装置を有する請求項２３記載の車両。
【請求項２５】
１つ以上の天気センサを有し、前記天気センサの読出しをノードに通信するよう適応される請求項２３記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的にイベント検出システムに係る。
【背景技術】
【０００２】
本発明のコンテキストにおいて、検出されるべきイベントは、自動車事故、低い高度で飛行する飛行機、住居への泥棒の不法侵入等といったイベントである。そのようなイベントの発生を検出し、それに対して適切な行動を取ることが好適である。例えば、住居領域では、低空飛行する飛行機は危険であり従って禁止され、また、それに伴う雑音は人々にとって不快であり得る。そのような人々は苦情を述べることを希望するが、人々が飛行機の正確な高度及び軌道を決定することは非常に難しい。不法侵入の場合、即時に反応することが非常に好適である。自動車事故の場合、可能な限り迅速に救急隊員を事故現場まで案内し、また、事故現場から交通が回避されるようにすることが好適である。見物人の電話による救急要請を関係者が待つ場合、大切な数分間が過ぎてしまう場合もある。更に、自動車事故の事後、法律問題が発生し得る。自動車の速度、及び当事者のブレーキの使用の有無等が問題となる。これらの問題に対する答えは、責任問題及び損害補償義務に影響を与え得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って、本発明は、このようなイベントの発生だけではなく、イベントの位置、及び発生の時間も信頼度が高く検出可能なイベント検出システムを提供することを重要な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の１つの重要な面では、イベント検出システムは、相互接続されるノードの通信ネットワークを有する。各ノードは、少なくとも１つの隣接ノード及び／又は中央制御局と通信可能である。各ノードは、外部に配置されるか又は外部音が自由にマイクロホンに到達可能であるよう少なくとも配置される少なくとも１つのマイクロホンを有する。各ノードは更に、その位置に関する情報を有する。１つの好適な実施例では、各ノードは、周知のＧＰＳシステムの衛星からの位置情報を与える信号を受信するＧＰＳ受信器を有する。更に、全てのノードは、正確に同期されたクロック手段に関連付けられる。１つの好適な実施例では、各ノードは、周知のＧＰＳシステムの衛星から正確な時間情報を与える信号を受信するＧＰＳ受信器を有する。
【０００５】
ノードは、１０乃至１００メートルのオーダの相互距離でアレイ状に配置されることが好適である。非常に好適な実施例では、ノードは、街路照明アーマチュア又はランプ柱に関連付けられ、これらの実際の相互距離は一般的に約３０メートルのオーダである。ノード間の通信は、任意の好適な手段、優先又は無線によって行われ得、例えば、電話によって行われ得るが、通信は光学リンクを介して行われることが好適である。
【０００６】
各ノードは、対応マイクロホンの出力信号を処理可能であり、所定の特徴音パターンの発生を検出するよう設計される音処理回路を有する。例えば、自動車の衝突は、非常に特徴的な音を生成し、この音は、適切な音処理によって、通常の交通の雑音とは容易に区別可能である。同様に、必死に緊急停止するために固定された車輪が出す高音も、通常の交通の雑音とは容易に区別可能である。エアーバッグの破裂でさえも非常に特徴的な音を生成し、この音も通常の交通の雑音とは容易に区別可能である。同様に、ガラスが砕ける音も容易に区別可能である。
【０００７】
音処理の第１の部分は、ノードの音処理回路によって実行される。従って、各ノードは、その環境、又は、より正確にはその音検出範囲において１つ以上の所定のイベントが発生したか否かを判断可能である。イベントが発生した場合は、検出されたイベントは、ノードの位置及び検出の時間に関する情報と共に、中央局に通信される。
【０００８】
中央局は、複数のノードからの入力を受信し、この数は、音の大きさに依存する。入力信号に含まれるタイミング情報を比較することによって、中央局は、音の発生源、その進行方向等をかなり正確に決定することが可能である。更に、中央局は、イベントの発生時間もかなり正確に決定可能である。
【０００９】
１つの好適な実施例では、各ノードは、例えば、３０秒間の周囲の音である所定量の入力信号を格納するバッファを有する。この場合、イベントが発生した場合、イベントの直前の時間における音を後の解析のために格納することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のこれらの及び他の面、特徴、及び利点は、添付図面を参照しながら以下の記載によって更に説明する。図面中、同じ参照番号は、同じ又は類似する部分を示す。
【００１１】
図１は、横道２が大通り３を横切る交差点１を示す平面図である。道２、３には、街路照明アーマチュア６が設けられ、これは、明瞭にするために図示しない照明柱上に取り付けられる。各照明アーマチュア６には、本発明のイベント検出システム１００のノード１０が設けられる。これらのノード１０は、外部音を処理及び認識するよう協働する。図２に示すように、各ノード１０は、外部音を受信可能であるよう取り付けられるマイクロホン１１を有する。各ノード１０は更に、マイクロホン１１の出力信号を受信するよう結合される入力を有する音処理回路１７を有する。音処理回路１７は、対応マイクロホン１１の出力信号を処理可能である。より具体的には、音処理回路は、所定の特徴のある音パターンの発生を検出するよう設計される。
【００１２】
イベント検出システム１００は更に、図１に示す実施例では、ノード１０のうちの１つに関連付けられる中央局２００を有する。全てのノードは、この中央局２００と直接又は他のノードを介して間接的に通信可能である。
【００１３】
各ノードは更に、シフトメモリ（先入れ先出し）のアーキテクチャを有し、マイクロホン１１の信号の約３０秒の等価物を格納する容量を有する信号バッファ１６を有する。信号バッファ１６のサイズは、３０秒より大きくても小さくてもよいことは明らかであるべきである。
【００１４】
各ノード１０は更に、ノード１０の位置に関する情報を与えるよう構成される位置決定手段１２を有する。この位置決定手段１２は、製造業者又はノード１０を設置する人員によって位置座標が格納される単純なメモリであり得る。しかし、位置決定手段１２は、図示するように、ＧＰＳシステムの衛星からＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信器を有することが好適である。ＧＰＳシステムは、当業者には周知であるので、ここではこのシステムをより詳細に説明する必要はなく、ＧＰＳ信号は、好適に設計された受信器がその位置の座標を算出可能にするということを思い出すだけで十分である。
【００１５】
各ノード１０は更に、日付と一日のうちの現場の時間に関する情報を与えるよう構成されるクロック手段１３を有する。このクロック手段１３は、原則的に、十分な精度を有する任意の一般的なクロック信号発生器であり得るが、全ノードの全クロック手段のクロック信号は同期されるべきである。クロック手段１３は、例えば、中央局２００により生成される共通クロック信号を受信するクロック受信器を有する。最も好適な実施例では、クロック手段１３は、図示するようにＧＰＳシステムの衛星からＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信器を有する。ＧＰＳシステムは、当業者には周知であるので、ここではこのシステムをより詳細に説明する必要はなく、ＧＰＳは正確なタイミング情報を含むことを思い出すだけで十分である。
【００１６】
第１の自動車Ａは、大通り３上を走行する。第２の自動車Ｂが、横道２上で近付く。ＡはＢを認めると、ブレーキを踏み、ブロックされたＡの車輪でブレーキマーク４を付けるが、手遅れとなり、衝突が発生する。この衝突は、Ｗと示す音波をもたらし、この音波は、ノード１０のマイクロホン１１によって捕捉される。衝突によって引き起こされる音は、非常に特徴的な音パターンを有し、このパターンは、ノード１０の音処理回路１７によって認識され、それにより、音処理回路１７は、イベント「衝突」が発生したことを判断する。
【００１７】
衝突（又は他のイベント）の発生の検出に反応して、各音処理回路１７は、このイベントを中央局２００に通知するようプログラムされる。中央局２００へのその通信内に、音処理回路１７は、対応ノード１０の位置に関する情報と、イベントの発生時刻に関する情報を含める。この点に関して、各ノードは、一意の識別番号（ＩＤ）を有し得る場合があることを明記する。中央局２００が、ノードＩＤをそれぞれの位置に関連付けるメモリ（例えば、テーブル）を有する場合、音処理回路１７は、単にそのＩＤを中央局２００に通信し、また、位置決定手段１２は、ノードＩＤを有する小さなメモリのみを有し得る。
【００１８】
当業者には明らかなように、衝突の場所に近いノードが、より遠くに位置付けられたノードより早く特徴音パターンを受信する。従って、ノードからの入来信号に含まれる位置及び時間情報を比較することによって、中央局２００は、イベントの正確な時間及び位置を算出可能である。
【００１９】
そのような計算において、中央局２００は、空気中の音波の伝搬速度（音速）を考慮に入れる。従って、音波の伝搬時間は、伝搬経路の長さに対応する。第１の近似では、音速は、全位置及び全方向において同じ値を有すると仮定され得る。この値は、既知値（約一秒当たり３００メートル）である。そして、音波Ｗは、図１に示すようにイベント位置を中心に円形の形状を有する。音の発生地点を計算することは、従って、当業者には理解されるように、比較的に容易である。しかし、実際には、音速は、広範囲に亘って均一的に分配されないということがあり得る。伝搬速度は、風速によって影響を受ける場合があり、これは、音波の形状の変形として見ることができる。更に、建物といった物体も強制的に音波を逸らし、これも音波の変形を事実上引き起こす。このような影響は、中央局２００がイベント位置を算出可能である精度に影響を与え得る。
【００２０】
１つの好適な実施例では、本発明のイベント検出システムは、これらの影響に対し補正可能である。より具体的には、システムには、音速を示す信号を中央局２００に対し生成可能な測定手段が設けられ得る。
【００２１】
１つの実施例では、１つ以上のノード１０、好適には全てのノードは、風センサ２２、即ち、風向及び風速を示す信号を生成可能なセンサを有する。このような風センサは、それ自体は知られているので、ここではその設計及び機能をより詳細に説明する必要はない。
【００２２】
ノード１０は、中央局２００に定期的に又は更には常に、風速及び風向情報を送信するよう設計され得る。しかし、これは必ずしも必要ではない。通常は、１つのノードが、イベントを検出しこのことを中央局２００に通知するときに、風速及び風向情報も含むので十分である。
【００２３】
当業者には、中央局２００は、ノードの位置に対応することが好適である多数の位置における風速及び風向に関する情報を有する場合、イベントの位置を算出するときにこの情報を考慮に入れることが可能であることが明らかであるべきである。
【００２４】
尚、システムは更に、追加的に又は代替的に、ノードに取り付けられないが、例えば、ノードを介して中央局２００に依然として風情報を通信可能な１つ以上の風センサを有してもよい。
【００２５】
別の実施例では、１つ以上のノード、好適には全てのノードは、パイロットトーンを生成可能なスピーカ３１を有する。中央局２００から特定の命令を受信すると、ノードのスピーカコントローラ３０は、対応するスピーカ３１を駆動して、所定の継続時間及びスペクトル（例えば、実質的に１つだけのトーンか又はトーンの組み合わせ）を有する音を出させる。この音は、周りのノードのマイクロホン１１によって捕捉される。周りのノードはこのことを、受信時間と一緒に、中央局２００に伝える。そのようなスピーカコントローラ３０は、幾分自発的に対応するスピーカ３１を駆動して、伝送の時間及び位置（ノードＩＤ）を含むようパイロット音を出させる。どちらの場合でも、中央局２００は、自身の自由裁量によって、伝送の時間及び位置に関する情報、及び、受信の時間及び位置に関する情報を有し、送信ノードＡ及び受信ノードＢの各組み合わせに対し、中央局２００は、伝搬時間、即ち、１つの信号がＡからＢに移動するのに必要な時間を算出可能である。特に、中央局２００が、信号がＢからＡに移動するのに必要な時間を算出可能にする情報も受信する場合は、中央局２００は、ＡとＢとの間の風速を計算可能である。このような伝搬時間測定及び／又は風速測定に基づいて、中央局２００は、当業者には理解されるべきであるように、より正確にイベントの位置を計算可能である。
【００２６】
尚、システムは更に、追加的に又は代替的に、ノードに取り付けられないが、例えば、ノードを介して中央局２００に依然として通信可能な１つ以上のパイロットトーン発生器を有してもよい。
【００２７】
図３は、時間（水平軸）の関数としてノード１０Ａによって受信された音波パターンＳ（垂直軸）を、例示的に示すグラフである。時間ｔ０において、このノードの音処理回路１７は、自動車の衝突の特徴のある音パターンを検出する。時間ｔ０−Ｍからｔ０までの時間間隔は、信号バッファ１６内に現在ある信号に対応する。これらの信号は、時間ｔ１においてノード１０Ａを通過し、時間ｔ２においてブレーキを踏み始めた自動車Ａを表し得る。上述したようにノード１０には信号バッファ１６が設けられる好適な実施例では、各音処理回路１７は、衝突（又は他のイベント）の発生の検出に反応して、その信号バッファ１６の内容も中央局２００に伝えるようプログラムされる。幾つかのノードの信号バッファの内容を使用することによって、中央局２００は、例えば、自動車がブレーキを踏み始めた時間及び場所を計算し、また、運転者がブレーキを踏む直前までの各自動車の走行速度を計算することが可能である。
【００２８】
中央局２００は、ノード１０がデータを送信するよう受動的に待機するようプログラムされてもよい。しかし、中央局２００は、個々のノードにコマンドを送信することが可能であり、それにより、個々のノードに、中央局２００にそれらの信号バッファ１６の内容を通信させることが好適である。従って、ノードがイベントを検出していなくても、そのノードの信号バッファ１６の内容が、中央局２００によって使用され得る。従って、信号バッファ１６のサイズに依存して、自動車Ａの位置、従ってその速度に関する履歴を更に戻り自動車Ａを追跡することが可能である。
【００２９】
イベントが発生した直後、中央局２００は、このことを認識し、また、中央局２００は、イベントの位置と、イベントの性質も知っている。中央局２００は、例えば、救急サービス、警察等に電話をかけることによって対処するよう設計され得る。
【００３０】
１つの好適な実施例では、１つ以上のノード、好適には各ノード１０には更に、ノードの環境におけるシーンからのビデオ画像を撮ることが可能なビデオカメラ１４も設けられる。この場合、処理回路１７は、ビデオ信号を中央局２００に送信するようプログラムされ得る。ビデオカメラ１４は常に作動していてもよいが、ビデオカメラ１４は、イベントの検出に応じた行動としてのみ中央局２００によって作動されてもよい。従って、イベントの位置の付近におけるカメラのみが動作するということが確実にされる。
【００３１】
そのようなカメラ画像を用いて、管理人員は、自由裁量で、状況を迅速に評価し、また、必要である場合には、更なる行動を取ることが可能である。自動状況評価及び行動のために中央局２００がビデオ処理能力を有することも可能である。更なる行動には、信号機の制御が含まれ得る。例えば、図１に示す状況において、交差点に信号機が設けられていると仮定する。交通の混乱を回避するために、中央局２００は、事故現場に救急サービスが近付くと予想される通りの信号機以外全ての信号機を赤に設定し、それにより、救急サービスのために交通が退去させ救急サービスに自由なアクセスを与えることを可能にする。このような行動は自動であってもよいが、監視員によっても行われ得る。
【００３２】
一方で、ノードがビデオカメラを有する好適な実施例において、そのようなビデオカメラは常に動作していてもよい。処理装置１７には、スピード違反、赤信号無視、又は可能な犯罪行為といったイベントの発生を検出するよう画像処理ソフトウェアが設けられ得る。そのようなイベントが検出されると、中央局２００は通知され、１つ以上のビデオ画像が中央局２００に送信され、それらのビデオ画像は中央局において証拠として格納される。尚、従来の交通監視カメラは、カメラ内に装填され、しばらくした後にカメラから取り出され、現像されなければならない写真フィルムを必要とする。
【００３３】
画像処理ソフトウェアは更に、処理装置１７がナンバープレートを「読み出し」することを可能にする。中央局２００は、特定のナンバープレートを有する特定の自動車が盗難されたことを伝える通信を全てのノード１０に発行してもよい。各処理装置１７は、この情報を付随メモリ内に格納する。処理装置１７は、カメラ１４からの画像を処理し、自動車を認識し、その自動車のナンバープレートを認識し、そしてナンバープレートの登録番号を認識する。処理装置１７は、この登録番号をそのメモリ内にある情報と比較する。一致する場合は、処理装置１７は、イベントが行われている、即ち、盗難車が通過していると判断し、中央局２００に通信を送信する。処理装置１７の画像処理ソフトウェアは、盗難車の速度及び方角を決定することを可能にする。隣接するノードは、この登録番号に対して特別に警戒するよう「警告」され、それにより、隣接するノードによる検出が促進され得る。
【００３４】
１つ以上のノード１０、より好適には各ノード１０は更に、天気検出器及び／又は地震検出器２４を有することが好適である。例えば、天気検出器は、温度センサ２１、風センサ２２、雨センサ２３等を有し得る。
【００３５】
センサ２１、２２、２３からの読み出しは、連続的に又は定期的に中央局２００に通信され、それにより、システム全体が張り巡らされた気象観測所を構成するようにする。気象観測所には、気圧センサ、湿度センサ等も含み得る。処理回路１７は更に、激しい雨、強い風、非常に寒い温度等の交通の安全性に影響を与え得るイベントについて天気センサ２１、２２、２３をモニタリングするよう設計されてもよい。そのようなイベントが検出された場合、処理回路１７は、中央局２００に通信し、中央局２００は、例えば、ラジオを介して警報が出されるようにし、それにより、自動車の運転手は、カーラジオ上でこの警報を聞き得る。自動車に、ノード１０と直接通信することを可能にする通信装置が具備されることも可能である。この場合、ノードは、自動車に天気情報を直接送信し得る。これに対して、自動車に搭載される制御装置は、暖房機器、空気調整機器、ワイドスクリーンワイパー等の機器を自動的にオンオフし得る。
【００３６】
逆に、今日の自動車は、１つ以上の天気センサ、例えば、雨センサ、温度センサ等を有し得る。自動車は、ノード１０と直接通信することを可能にする通信装置が具備され得る。その場合、自動車は、自分の天気センサの読み出しをノードに通信し得る。
【００３７】
当業者には、本発明は、上述した例示的な実施例に限定されず、請求項に記載される本発明の保護範囲内で幾つかの変形及び修正が可能であることが明らかであるべきである。
【００３８】
上記において、本発明は、本発明の装置の機能ブロックを示すブロック図を参照しながら説明した。これらの機能ブロックのうち１つ以上は、ハードウェアで実施され、そのような機能ブロックの機能は、個々のハードウェアコンポーネントによって実行され得るが、これらの機能ブロックのうちの１つ以上は更に、ソフトウェアで実施され、そのような機能ブロックの機能は、コンピュータプログラムの１つ以上のプログラムラインマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタルシグナルプロセッサ等のプログラム可能な装置によって実行される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】交差点における交通状況を示す平面図である。
【図２】ノードの素子を示すブロック図である。
【図３】ノードによって捕捉される音を示すグラフである。
【図１】
2006525589.tif 000003
【図２】
2006525589.tif 000004
【図３】
2006525589.tif 000005
【国際調査報告】
2006525589.tif 000006
2006525589.tif 000007
2006525589.tif 000008
2006525589.tif 000009
2006525589.tif 000010