(57)【要約】【課題】  簡便な処理により対象物の速度を求めることができる速度計を提供する。【解決手段】  収音部１は、外界の音を収音する。演算部３は、接近時録音指示ボタン２１が操作されたときに収音部１により収音された対象物の発生音を「対象物が近づいて来る期間内の発生音」とし、離反時録音指示ボタン２２が操作されたときに収音部１により収音された対象物の発生音を「対象物が遠ざかって行く期間内の発生音」とし、両発生音の周波数差を求め、ドップラー効果によりこの周波数差を発生させる対象物との間の相対速度を算出する。【選択図】図１
2009036734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外界の音を収音する収音手段と、
前記収音手段により収音される対象物の発生音のうち前記対象物が近づいて来る期間内の発生音と遠ざかって行く期間内の発生音との周波数差を求め、ドップラー効果によりこの周波数差を発生させる前記対象物との間の相対速度を算出する演算手段と
を具備する速度計。
【請求項２】
前記対象物が近づいて来る期間内における録音指示操作を受け付ける接近時録音指示操作子と、前記対象物が遠ざかって行く期間内における録音指示操作を受け付ける離反時録音指示操作子とを具備し、
前記演算手段は、前記接近時録音指示操作子が操作されたときに前記収音手段により収音された対象物の発生音を前記対象物が近づいて来る期間内の発生音とし、前記離反時録音指示操作子が操作されたときに前記収音手段により収音された対象物の発生音を前記対象物が遠ざかって行く期間内の発生音とし、前記相対速度を算出することを特徴とする請求項１に記載の速度計。
【請求項３】
前記対象物の通過を知らせるために操作される通過指示操作子を具備し、
前記演算手段は、前記通過指示操作子の操作タイミングの前に前記収音手段により収音された対象物の発生音を前記対象物が近づいて来る期間内の発生音とし、前記通過指示操作子の操作タイミングの後に前記収音手段により収音された対象物の発生音を前記対象物が遠ざかって行く期間内の発生音とし、前記相対速度を算出することを特徴とする請求項１に記載の速度計。
【請求項４】
撮像手段と、
前記撮像手段により撮像される画像を処理することにより、前記対象物の通過タイミングを示す通過タイミング信号を発生する画像処理手段とを具備し、
前記演算手段は、前記通過タイミング信号の発生前に前記収音手段により収音された対象物の発生音を前記対象物が近づいて来る期間内の発生音とし、前記通過タイミング信号の発生後に前記収音手段により収音された対象物の発生音を前記対象物が遠ざかって行く期間内の発生音とし、前記相対速度を算出することを特徴とする請求項１に記載の速度計。
【請求項５】
前記演算手段は、一定期間内に前記収音手段によって収音される音のスペクトル分布に基づき、前記対象物が近づいて来る期間内の発生音と遠ざかって行く期間内の発生音との周波数差を求めることを特徴とする請求項１に記載の速度計。
【請求項６】
前記演算手段は、前記収音手段によって収音される音の音圧を監視し、前記収音手段によって収音される音のうち音圧が極大となる前後の音圧の小さい各期間の音を前記対象物が近づいて来る期間内の発生音および遠ざかって行く期間内の発生音とすることを特徴とする請求項１に記載の速度計。
【請求項７】
前記収音手段は、指向性マイクロホンであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１の請求項に記載の速度計。
【請求項８】
コンピュータを、
収音手段により収音される対象物の発生音のうち前記対象物が近づいて来る期間内の発生音と遠ざかって行く期間内の発生音との周波数差を求め、ドップラー効果によりこの周波数差を発生させる前記対象物との間の相対速度を算出する演算手段と
して機能させることを特徴とす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】
この発明は、測定者とすれ違う対象物の速度を測定する速度計およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の速度計の殆どのものは、例えば特許文献１に開示されているように、電磁波や音波を送信し、その結果、対象物から返ってくる電磁波や音波を受信し、この受信結果を処理することにより対象物の速度を算出する、という構成のものであった。また、測定者自身の速度を計測する速度計としては、例えば特許文献２に開示されているように、ＧＰＳ（Global Positioning System）からのＧＰＳ信号を受信し、受信信号を用いて、速度を求めるものがあった。
【特許文献１】特開平６−３０１８８５号公報
【特許文献２】特開平１０−３２５７３５号公報
【特許文献３】特開平１１−２７１４４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、特許文献１に開示されているような速度計は、速度計自体が電磁波や音波を送信する装置を備えている必要があるため、構成が大掛かりなものになる欠点がある。また、特許文献２に開示されているような速度計は、ＧＰＳ信号を受信して復号化する機能を設ける必要があるという欠点がある。特許文献３は、これらの点の解決を図ったものである。さらに詳述すると、特許文献３は、船舶までの距離を検出する装置に関するものであるが、この装置では、船舶の発生音を海面下で音波受信器により受信し、この受信音のドップラー効果による周波数ずれに基づいて、船舶の速度を求めている。その際、特許文献３の装置では、音波受信器の受信音のレベルの１回微分が０となるタイミングの受信音、すなわち、船舶が装置に最も接近した位置（以下、最接近位置という）に到達し、受信音のレベルがピークとなるタイミングの受信音の周波数を求め、これをドップラー効果による周波数ずれを伴っていない船舶の発生音の周波数とする。そして、このドップラー効果による周波数ずれを伴っていない船舶の発生音の周波数と、ドップラー効果による周波数ずれを伴っている受信音の周波数とのずれに基づき、船舶の速度を求めるのである。この特許文献３に開示の装置は、電磁波や音波を送信する装置を設ける必要がなく、また、ＧＰＳ信号を受信して復号化する機能も不要である。しかし、特許文献３に開示された技術は、対象物である船舶の速度を算出するために、最接近位置での対象物の発生音を受信してその周波数を求める必要があり、この最接近位置での対象物の発生音が受信されたタイミングを判定するのが難しいという問題がある。
【０００４】
この発明は、以上説明した事情に鑑みてなされたものであり、電磁波や音波を送信する機能やＧＰＳ信号を受信して復号化する機能が不要であり、また、最接近位置での対象物の発生音を受信して周波数を求める必要もなく、簡便な処理により対象物の速度を求めることができる速度計およびコンピュータプログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明は、外界の音を収音する収音手段と、前記収音手段により収音される対象物の発生音のうち前記対象物が近づいて来る期間内の発生音と遠ざかって行く期間内の発生音との周波数差を求め、ドップラー効果によりこの周波数差を発生させる前記対象物との相対速度を算出する演算手段とを具備する速度計およびコンピュータを前記演算手段として機能させるコンピュータプログラムを提供する。
かかる発明によれば、対象物が近づいて来る期間内の発生音と遠ざかって行く期間内の発生音との周波数差を求めれば、対象物の速度を求めることができる。従って、電磁波や音波を送信する機能やＧＰＳ信号を受信して復号化する機能が不要であり、また、最接近位置での対象物の発生音を受信して周波数を求める必要がなく、簡便な処理により対象物の速度を求めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態を説明する。
【０００７】
＜第１実施形態＞
図１は、この発明の第１実施形態である速度計１００の構成を示すブロック図である。図１に示すように、速度計１００は、収音部１と、操作部２と、演算部３と、記憶部４と、表示部５とを有する。この速度計１００は、速度計測専用の計測機器として実現される場合もあるし、携帯電話機等の携帯型電子機器に組み込まれる場合もある。
【０００８】
収音部１は、外界の音を収音し、収音した音響波形のサンプル列を示す音響波形データを出力する装置である。本実施形態では、何らかの対象物が発生する音を収音し、その音の周波数から対象物との間の相対速度を算出する。対象物の第１の例は、救急車、消防車、パトカー等の自動車、バイク、飛行機、自転車、電車、機関車等、移動しながら音を発生する物である。また、対象物の第２の例は、パソコン、ファン、換気扇、工場の機械等、静止した状態で音を発生する物である。収音部１は、これらの対象物が発生する音を収音するために用いられる。
【０００９】
収音部１の構成例としては、１個のマイクロフォンを備えた第１の構成例と、２個のマイクロフォンを備えた第２の構成例が考えられる。図２は、前者の第１の構成例を示すブロック図である。また、図４（ａ）は、この第１の構成例による収音部１を備えた速度計１００の外観を示す図である。この例において、収音部１は、マイクロフォン１１と、マイクロフォン１１から出力されるアナログ音響波形信号を増幅するアンプ１２と、このアンプ１２の出力信号をサンプリングし、デジタル信号である音響波形データに変換するＡ／Ｄ変換器１３とにより構成されている。マイクロフォン１１は、無指向性のマイクロフォンでもよいが、対象物の発生する音が雑音に埋もれやすい環境において速度計測を行う場合には、指向性または超指向性のマイクロフォンを用いるのが好ましい。
【００１０】
図３は、収音部１の第２の構成例を示すブロック図である。また、図４（ｂ）は、この第２の構成例による収音部１を備えた速度計１００の外観を示す図である。この例において、収音部１は、２個のマイクロフォン１１ａおよび１１ｂと、各マイクロフォン１１ａおよび１１ｂから出力されるアナログ音響波形信号を各々増幅するアンプ１２ａおよび１２ｂと、アンプ１２ａおよび１２ｂの出力信号を各々サンプリングし、デジタル信号である音響波形データに各々変換するＡ／Ｄ変換器１３ａおよび１３ｂと、Ａ／Ｄ変換器１３ａおよび１３ｂの各出力信号に演算処理を施し、対象物の発生音の成分を多く含み、対象物の発生音以外の成分の少ない音響波形データを出力する対象音抽出部１４とにより構成されている。
【００１１】
対象音抽出部１４の処理内容に関しては、各種の態様が考えられる。ある態様において、対象音抽出部１４は、例えばＡ／Ｄ変換器１３ａおよび１３ｂの各出力信号を加算し、加算結果を音響波形データとして出力する等して、マイクロフォン１１ａおよび１１ｂの組を指向性の強いマイクロフォンアレイとして機能させるための処理を行う。他の態様において、対象音抽出部１４は、例えばＳＡＦＩＡ（sound source Segregation based on estimating incident Angle of each
Frequency component of Input signals Acquired by multiple microphones）等の周知の音源分離手法により、Ａ／Ｄ変換器１３ａおよび１３ｂの各出力信号から対象物の発生音以外の成分の少ない音響波形データを抽出する。
【００１２】
対象物の発生音の収音の際の速度計１００の使用態様は、収音部１が無指向性のものであるか指向性のものであるかにより異なったものとなる。図５（ａ）および（ｂ）は前者の使用態様、図６（ａ）および（ｂ）は後者の使用態様を示している。また、図５（ａ）および図６（ａ）は、対象物である自動車玩具がユーザに近づいて来る期間の状態を、図５（ｂ）および図６（ｂ）は、対象物である自動車玩具がユーザの手前を通過し、ユーザから遠ざかって行く期間の状態を示している。収音部１が無指向性のものである場合には、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、ユーザは、速度計１００を持って立っていればよい。これに対し、収音部１が指向性のものである場合、図６（ａ）および（ｂ）に示すように、ユーザは、対象物が通過する期間、対象物が収音部１の収音範囲内に収まるように対象物に追従して速度計１００の向きを変える必要がある。
以上が収音部１に関する詳細である。
【００１３】
図１において、操作部２は、ユーザが各種のコマンドやデータを入力する際に操作する操作子の集まりである。これらの操作子は、速度を計測する対象物が近づいて来るときに押す接近時録音指示ボタン２１と、対象物が遠ざかって行くときに押す離反時録音指示ボタン２２とを含む。
【００１４】
演算部３は、例えば速度算出のためのプログラムを記憶したフラッシュメモリ等のメモリと、このメモリに記憶されたプログラムを実行するＣＰＵと、ＣＰＵがワークエリアとして使用するＲＡＭとにより構成されている。演算部３のＣＰＵは、メモリに記憶されたプログラムに従って、収音部１から与えられる音響波形データを処理し、収音部１により収音される速度計測の対象物の発生音のうち対象物が近づいて来る期間内の発生音と遠ざかって行く期間内の発生音との周波数差を求め、ドップラー効果によりこの周波数差を発生させる対象物の速度を算出する。その際、演算部３は、接近時録音指示ボタン２１がＯＮになってから所定時間内に収音部１から与えられる音響波形データを、近づいて来る対象物の発生音を示す音響波形データとして取り扱い、離反時時録音指示ボタン２２がＯＮになってから所定時間内に収音部１から与えられる音響波形データを、遠ざかって行く対象物の発生音を示す音響波形データとして取り扱う。
【００１５】
記憶部４は、演算部３が算出した対象物の速度等、表示部５に表示させる画像情報を記憶するメモリである。表示部５は、例えば液晶表示パネルとその駆動回路により構成されている。
【００１６】
速度算出のためのプログラムは、ネットワーク上のサイトから例えば携帯電話機にダウンロードさせるようにしてもよい。この場合、プログラムをダウンロードした携帯電話機は、通常、収音部１や表示部５として機能する装置を備えているので、速度計１００として機能することとなる。
【００１７】
図７は、本実施形態における演算部３の処理内容を示すブロック図である。また、図８は、本実施形態による速度計１００が静止しており、この速度計１００の近傍を対象物が通過する場合を例に、速度計１００により速度計測が行われる様子を示している。以下、これらの図を参照し、本実施形態の動作を説明する。
【００１８】
対象物が速度計１００を持つユーザに近づいて来るとき、ユーザが接近時録音指示ボタン２１をＯＮにすると、波形記憶部３１ａは、接近時録音指示ボタン２１がＯＮになってから所定時間内に収音部１から与えられる音響波形データを、「近づいて来る対象物の発生音」を示す音響波形データとしてＲＡＭに格納する。その後、対象物がユーザの近傍を通過し、ユーザから遠ざかって行くときに、ユーザが離反時録音指示ボタン２２をＯＮにすると、波形記憶部３１ｂは、離反時時録音指示ボタン２２がＯＮになってから所定時間内に収音部１から与えられる音響波形データを、「遠ざかって行く対象物の発生音」を示す音響波形データとしてＲＡＭに格納する。
【００１９】
次にＦＦＴ部３２ａでは、ＲＡＭに記憶された「近づいて来る対象物の発生音」を示す音響波形データにＦＦＴを施し、「近づいて来る対象物の発生音」のスペクトル分布を示すスペクトルデータを出力する。同様に、ＦＦＴ部３２ｂでは、ＲＡＭに記憶された「遠ざかって行く対象物の発生音」を示す音響波形データにＦＦＴを施し、「遠ざかって行く対象物の発生音」のスペクトル分布を示すスペクトルデータを出力する。
【００２０】
速度算出部３３では、ＦＦＴ部３２ａおよび３２ｂが出力する各スペクトルデータから「近づいて来る対象物の発生音」の周波数ｆＡと「遠ざかって行く対象物の発生音」の周波数ｆＢとを求める。そして、これらの各周波数ｆＡおよびｆＢにドップラー効果が発生していることを前提とし、対象物の速度を算出する。以下、その詳細を説明する。
【００２１】
まず、ドップラー効果について説明する。観測者と音源が同一直線上を移動し、音源から観測者に向かう向きを正とすると、観測者に聞こえる音波の周波数ｆ’は次式に示すものとなる。
ｆ’＝ｆ×｛（Ｖ−ｖｏ）／（Ｖ−ｖｓ）｝        ……（１）
ただし、ｆは音源が出力する音の周波数、Ｖは音速、ｖｏは観測者の移動速度、ｖｓは音源の移動速度である。これがドップラー効果である。
【００２２】
ここで、観測者である速度計１００が停止している場合、上記式（１）においてｖｏ＝０となる。この場合において、音源たる対象物の発生音の周波数ｆが判明している場合、観測者である速度計１００の速度算出部３３は、収音部１が収音した音の周波数ｆ’、すなわち、「近づいて来る対象物の発生音」の周波数ｆＡと「遠ざかって行く対象物の発生音」の周波数ｆＢの一方から対象物の速度ｖｓを算出することができる。
【００２３】
しかし、一般的には対象物の発生する音の周波数ｆが不明である場合が多い。そこで、速度算出部３３は、次のようにして、対象物の速度ｖｓを算出する。まず、上記式（１）にｖｏ＝０を代入して、ｆＡおよびｆＢについて解くと、「近づいて来る対象物の発生音」の周波数ｆＡと「遠ざかって行く対象物の発生音」の周波数ｆＢは、次のようになる。
ｆＡ＝ｆ×｛Ｖ／（Ｖ−ｖｓ）｝                  ……（２）
ｆＢ＝ｆ×｛Ｖ／（Ｖ＋ｖｓ）｝                  ……（３）
これらの式（２）および（３）をｖｓについて解くと、次式のようになる。
ｖｓ＝｛（ｆＡ−ｆＢ）／（ｆＡ＋ｆＢ）｝×Ｖ      ……（４）
【００２４】
そこで、本実施形態における速度算出部３３は、上記式（４）の演算を実行し、「近づいて来る対象物の発生音」の周波数ｆＡと「遠ざかって行く対象物の発生音」の周波数ｆＢとから、対象物の速度ｖｓを算出するのである。
【００２５】
そして、表示部５には、このようにして算出された速度ｖｓが表示される。前掲図４（ａ）および（ｂ）には、この速度ｖｓの表示例が示されている。
【００２６】
以上、速度計１００が静止しており、対象物が移動している場合を例に本実施形態の動作を説明したが、音を出す対象物が静止しており、速度計１００を持ったユーザが歩行し、または乗り物に乗って、この対象物の近傍を通過する場合についても、速度計１００は同様にユーザの速度を算出可能である。この場合、上記式（１）においてｖｓ＝０となり、式（４）と同様な式により、ユーザの速度ｖｏが導かれるからである。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態によれば、「近づいて来る対象物の発生音」と「遠ざかって行く対象物の発生音」とを収音部１により収音し、それらの周波数ｆＡおよびｆＢから対象物の速度ｖｓを算出する。従って、電磁波や音波を送信する機能やＧＰＳ信号を受信して復号化する機能が不要であり、また、最接近位置での対象物の発生音を受信して周波数を求める必要もなく、簡便な処理により対象物の速度を求めることができる。また、本実施形態による速度計１００が必要とするのは、外界の音を収音する収音部１と、速度の計測結果を表示する表示部５と、ある程度の演算能力のみである。携帯電話機をはじめ、多くの種類の電子機器は、通常、これらの要素を備えている。従って、本実施形態における速度算出のためのプログラムをこれらの電子機器にインストールするだけで、これらの電子機器を本実施形態による速度計１００として機能させることが可能である。
【００２８】
ところで、図８に示すように、対象物の進行方向と、「近づいて来る対象物の発生音」が速度計１００に到達するまでの経路の方向とがなす角度をαとした場合、「近づいて来る対象物の発生音」の周波数をｆからｆＡにずらす原因となっているのは、対象物の速度にｃｏｓαを乗じた速度成分である。同様のことは、「遠ざかって行く対象物の発生音」の周波数ｆＢについても言える。
【００２９】
従って、対象物の速度を正確に求めるためには、対象物の進行方向と、「近づいて来る対象物の発生音」が速度計１００に到達するまでの経路の方向と、「遠ざかって行く対象物の発生音」が速度計１００に到達するまでの経路の方向とが極力平行になる必要がある。そのためには、対象物の移動経路のなるべく近くに速度計１００を位置させる必要がある。
【００３０】
しかし、対象物の移動経路の近くに速度計１００を位置させるのが困難な場合もある。その場合には、対象物が遠く離れた位置から速度計１００に向かって来るときに「近づいて来る対象物の発生音」を録音し、対象物が速度計１００の近傍を通過し、速度計１００から遠く離れたときに「遠ざかって行く対象物の発生音」を録音する必要がある。
【００３１】
本実施形態による速度計１００では、対象物が遠く離れた位置から速度計１００に向かって来るときに接近時録音指示ボタン２１を押し、「近づいて来る対象物の発生音」を録音することができ、対象物が速度計１００の近傍を通過し、速度計１００から遠く離れたときに離反時録音指示ボタン２２を押し、「遠ざかって行く対象物の発生音」を録音することができる。従って、本実施形態によれば、速度計１００の位置の対象物の移動経路までの距離が長い場合でも、対象物の速度を正確に求めることが可能である。
【００３２】
＜第２実施形態＞
図９は、この発明の第２実施形態である速度計１００Ａの構成を示すブロック図である。また、図１０は、本実施形態による速度計１００Ａが静止しており、この速度計１００Ａの近傍を対象物が通過する場合を例に、速度計１００Ａにより速度計測が行われる様子を示している。
【００３３】
図９に示すように、速度計１００Ａは、上記第１実施形態における速度計１００の操作部２および演算部３を操作部２Ａおよび演算部３Ａに置き換えたものである。操作部２Ａは、録音指示ボタン２３と、通過タイミング指示ボタン２４とを有している。速度計１００Ａのユーザは、対象物の速度の計測を開始するとき、録音指示ボタン２３を押し、対象物が自分の近傍を通過したとき、または自分が対象物の近傍を通過したとき、通過タイミング指示ボタン２４を押す。操作部２Ａは、録音指示ボタン２３がＯＮになったとき、録音指示信号を演算部３Ａに与え、通過タイミング指示ボタン２４がＯＮになったとき、通過タイミング信号を演算部３Ａに与える。図１０には通過タイミング信号の発生タイミングが例示されている。
【００３４】
演算部３Ａは、２Ｎサンプル分の音響波形データを記憶可能なシフトレジスタ３４を備えている。録音指示信号が与えられると、それ以降、シフトレジスタ３４は、収音部１から出力される音響波形データを順次取り込み、後段へ順次シフトする。そして、通過タイミング信号が与えられると、シフトレジスタ３４は、その時点からＮサンプル分の音響波形データの取り込みおよびシフトを行い、それ以降は、新たな音響波形データの取り込み動作およびシフト動作を停止する。
【００３５】
ここで、対象物と速度計１００とがすれ違う正確な通過タイミングにおいて通過タイミング信号が発生されたとすると、シフトレジスタ３４の最後段から最前段に至るまでの２Ｎステージのうち最後段側Ｎステージには「近づいて来る対象物の発生音」のＮサンプル分の音響波形データが記憶されており、最前段側Ｎステージには「遠ざかって行く対象物の発生音」のＮサンプル分の音響波形データが記憶されている。
【００３６】
そこで、ＦＦＴ部３２ｃでは、シフトレジスタ３４の最後段側Ｎステージに記憶されたＮサンプル分の音響波形データを例えばｍサンプルからなるフレームに区切り、フレーム単位で音響波形データにＦＦＴを施し、「近づいて来る対象物の発生音」のスペクトル分布を示すＮ／ｍ個のスペクトルデータを求める。同様に、ＦＦＴ部３２ｄでは、シフトレジスタ３４の最前段側Ｎステージに記憶されたＮサンプル分の音響波形データをｍサンプルからなるフレームに区切り、フレーム単位で音響波形データにＦＦＴを施し、「遠ざかって行く対象物の発生音」のスペクトル分布を示すＮ／ｍ個のスペクトルデータを求める。
【００３７】
速度算出部３３Ａでは、ＦＦＴ部３２ｃから出力されたＮ／ｍ個のスペクトルデータを参照することにより「近づいて来る対象物の発生音」の周波数ｆＡを求め、ＦＦＴ部３２ｄから出力されたＮ／ｍ個のスペクトルデータを参照することにより「遠ざかって行く対象物の発生音」の周波数ｆＢを求める。具体的には、前者のＮ／ｍ個のスペクトルデータからＮ／ｍ通りの周波数ｆＡを求め、それらの中から周波数が安定しており、かつ、なるべく高く、対象物の速度を正確に反映していると考えられる周波数を最終的な周波数ｆＡとする。また、後者のＮ／ｍ個のスペクトルデータからＮ／ｍ通りの周波数ｆＢを求め、それらの中から周波数が安定しており、かつ、なるべく低く、対象物の速度を正確に反映していると考えられる周波数を最終的な周波数ｆＢとする。そして、速度算出部３３Ａは、上記第１実施形態と同様、周波数ｆＡおよびｆＢから対象物の速度ｖｓまたは速度計１００を持ったユーザの速度ｖｏを算出するのである。
【００３８】
本実施形態においても上記第１実施形態と同様な効果が得られる。
また、上記第１実施形態においても説明したように、対象物の速度を正確に求めるためには、対象物の移動経路のなるべく近くに速度計１００Ａを位置させるのが好ましい。しかし、対象物の移動経路の近くに速度計１００Ａを位置させることができない場合もある。そのような場合、対象物の速度をなるべく正確に反映した周波数ｆＡおよびｆＢを持った各音響波形データが得られるように、対象物の通過タイミング前後のなるべく長い期間に亙って対象物の発生音の音響波形データを取得し、速度計１００Ａのシフトレジスタ３４に格納する必要がある。そのため、シフトレジスタ３４のステージ数を十分に大きくしておくことが好ましい。
【００３９】
＜第３実施形態＞
図１１は、この発明の第３実施形態である速度計１００Ｂの構成を示すブロック図である。この速度計１００Ｂは、上記第２実施形態における通過タイミング信号を発生するための手段として、カメラ６と画像処理部７を設けたものである。演算部３Ａの処理内容は、上記第２実施形態と基本的に同様である。なお、録音指示信号は、例えばカメラ６に設けられた操作子の操作等により発生させてもよいが、録音指示信号は発生させず、速度計１００Ｂのパワーオンによりシフトレジスタ３４に取り込み動作およびシフト動作を開始させてもよい。
【００４０】
本実施形態において、ユーザは、速度計測を行うとき、例えば対象物の移動経路上において速度計１００Ｂの最近傍の位置をカメラ６により撮像する。画像処理部７は、その際にカメラ６から出力される画像データを解析することにより、カメラ６の視野内を対象物が通過したことを検知し、通過タイミング信号を発生する。この通過タイミング信号が与えられたときの演算部３Ａの動作は上記第２実施形態と同様である。
【００４１】
なお、カメラ６の視野を固定するのでなく、カメラ６により対象物を追跡し、画像処理部７は、カメラ６によって撮像される対象物の画像の変化（例えば対象物が車両である場合において車両の前方部の画像から車両の後方部の画像への変化）に基づき、対象物の通過を検知するようにしてもよい。
【００４２】
＜第４実施形態＞
図１２は、この発明の第４実施形態である速度計１００Ｃの構成を示すブロック図である。この速度計１００Ｃには、上記第１実施形態における接近時録音指示ボタン２１や離反時録音指示ボタン２２に相当するものはない。また、この速度計１００Ｃには、上記第２実施形態や第３実施形態における通過タイミング信号を発生するための手段もない。本実施形態による速度計１００Ｃでは、通過タイミング信号を発生して利用することなく、収音部１から出力される音響波形データを解析することのみにより、対象物の通過タイミングの前の「近づいて来る対象物の発生音」の周波数ｆＡと通過タイミング後の「遠ざかって行く対象物の発生音」の周波数ｆＢを求め、速度算出を行う。
【００４３】
さらに詳述すると、この速度計１００Ｃの演算部３Ｂでは、上記第２実施形態および第３実施形態と同様、収音部１から出力される音響波形データがシフトレジスタ３４に入力され、順次シフトされる。そして、ＦＦＴ部３２ｅは、シフトレジスタ３４の最後段付近のステージから音響波形データを順次取得し、フレーム単位にまとめてＦＦＴを施し、スペクトルデータを出力する。また、ＦＦＴ部３２ｆは、シフトレジスタ３４の最前段付近のステージから音響波形データを順次取得し、フレーム単位にまとめてＦＦＴを施し、スペクトルデータを出力する。速度算出部３３Ｂは、ＦＦＴ部３２ｅおよび３２ｆから出力される各スペクトルデータを監視する。ここで、「近づいて来る対象物の発生音」の音響波形データがシフトレジスタ３４に継続的に入力されている期間は、ＦＦＴ部３２ｅおよび３２ｆから得られる各スペクトルデータ間には顕著な相違は見られない。しかし、「遠ざかって行く対象物の発生音」の音響波形データがシフトレジスタ３４に入力され始めると、ＦＦＴ部３２ｅからは「近づいて来る対象物の発生音」のスペクトルデータが出力され、ＦＦＴ部３２ｆからは「遠ざかって行く対象物の発生音」のスペクトルデータが出力され、速度算出部３３Ｂは両スペクトルデータ間の顕著な相違を検知することとなる。このとき、速度算出部３３Ｂは、ＦＦＴ部３２ｅおよび３２ｆから出力される両スペクトルデータから「近づいて来る対象物の発生音」の周波数ｆＡと「遠ざかって行く対象物の発生音」の周波数ｆＢとを求める。そして、上記第１実施形態と同様な方法により速度ｖｓまたはｖｏを算出するのである。
【００４４】
本実施形態によれば、上記第２実施形態または第３実施形態と同様な効果が得られる。また、本実施形態によれば、通過タイミングの検知のための手段が不要であるため、速度計１００Ｃの構成を簡素なものにすることができる。
【００４５】
以上、この発明の各実施形態について説明したが、この発明には他にも実施形態が考えられる。例えば次の通りである。
【００４６】
（１）対象物の発生音の周波数ｆが既知であれば、「近づいて来る対象物の発生音」の周波数ｆＡと「遠ざかって行く対象物の発生音」の周波数ｆＢの帯域に的を絞って、この帯域の周波数を精度良く測定できるように速度形の制御を行うことが可能になる。そこで、例えば何らかの操作子の操作により対象物の発生音の周波数ｆを入力することができるように速度計を構成してもよい。あるいは対象物の発生音を速度計に収音させ、その周波数を算出させ、「近づいて来る対象物の発生音」の周波数ｆＡと「遠ざかって行く対象物の発生音」の周波数ｆＢの測定精度を高めるのに役立ててもよい。
【００４７】
（２）速度計に訓練学習モードを設けてもよい。すなわち、本番測定の前に、対象物を移動経路に沿って移動させ、訓練として、速度計に対象物の発生音を収音させ、「近づいて来る対象物の発生音」の周波数ｆＡと「遠ざかって行く対象物の発生音」の周波数ｆＢを算出させる。本番測定において速度計は、この訓練により得られた周波数ｆＡおよびｆＢ付近の周波数の測定精度を高くし、速度算出のための周波数測定を行うのである。
【００４８】
（３）速度計１００の演算部３は、収音部１により収音される音の音圧を監視し、その変化に基づいて、収音部１により収音される音の中から「近づいて来る対象物の発生音」と「遠ざかって行く対象物の発生音」を求めてもよい。例えば速度計１００の収音部１が指向性マイクロホンにより構成されており、ユーザが前掲図６（ａ）および（ｂ）のように対象物に追従させて速度計１００の向きを変える場合、速度計１００の収音部１により収音される音の音圧は小大小と移り変わり、対象物がユーザの最近傍を通過するときに音圧が極大になる。そこで、速度計１００の演算部３は、収音部１によって収音される音の音圧を監視し、収音部１によって収音される音のうち音圧が極大となる前後の音圧の小さい各期間の音を対象物が近づいて来る期間内の発生音および遠ざかって行く期間内の発生音とするのである。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】この発明の第１実施形態である速度計１００の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施形態における収音部１の第１の構成例を示すブロック図である。
【図３】同実施形態における収音部１の第２の構成例を示すブロック図である。
【図４】同実施形態における速度計１００の外観を示す図である。
【図５】同実施形態における収音部１が無指向性である場合において、対象物の発生音の収音を行っている様子を示す図である。
【図６】同実施形態における収音部１が指向性または超指向性である場合において、対象物の発生音の収音を行っている様子を示す図である。
【図７】同実施形態における演算部３の処理内容を示すブロック図である。
【図８】同実施形態において対象物が速度計１００の近傍を通過する場合に行われる速度計測の様子を示す図である。
【図９】この発明の第２実施形態である速度計１００Ａの構成を示すブロック図である。
【図１０】同実施形態において対象物が速度計１００Ａの近傍を通過する場合に行われる速度計測の様子を示す図である。
【図１１】この発明の第３実施形態である速度計１００Ｂの構成を示すブロック図である。
【図１２】この発明の第４実施形態である速度計１００Ｃの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５０】
１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ……速度計、１……収音部、２，２Ａ……操作部、３，３Ａ，３Ｂ……演算部、４……記憶部、５……表示部、６……カメラ、７……画像処理部、２１……接近時録音ボタン、２２……離反時録音ボタン、２３……録音ボタン、２４……通過ボタン、１１，１１ａ，１１ｂ……マイクロフォン、１２，１２ａ，１２ｂ……アンプ、１３，１３ａ，１３ｂ……Ａ／Ｄ変換器、１４……対象音抽出部、３１ａ，３１ｂ……波形記憶部、３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ，３２ｆ……ＦＦＴ部、３３，３３Ａ，３３Ｂ……速度算出部、３４……シフトレジスタ。
【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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