特許 6352259 制御装置、及び、制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6352259

(24)【登録日】2018年6月15日

(45)【発行日】2018年7月4日

(54)【発明の名称】制御装置、及び、制御方法

(51)【国際特許分類】

   G10K 11/178 20060101AFI20180625BHJP

   H04R 3/00 20060101ALI20180625BHJP

【ＦＩ】

   G10K11/178 120

   H04R3/00 320

【請求項の数】8

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-523833(P2015-523833)

(86)(22)【出願日】2014年5月20日

(86)【国際出願番号】JP2014002645

(87)【国際公開番号】WO2014207990

(87)【国際公開日】20141231

【審査請求日】2016年12月2日

(31)【優先権主張番号】特願2013-135217(P2013-135217)

(32)【優先日】2013年6月27日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】514136668

【氏名又は名称】パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカ

【氏名又は名称原語表記】Ｐａｎａｓｏｎｉｃ Ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ

(74)【代理人】

【識別番号】100104732

【弁理士】

【氏名又は名称】徳田 佳昭

(74)【代理人】

【識別番号】100116078

【弁理士】

【氏名又は名称】西田 浩希

(72)【発明者】

【氏名】水野 耕

【審査官】 渡邊 正宏

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−０１１７７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０５６５７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０５６６９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／０４６４３５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｓ １／７２− １／８２

Ｇ０１Ｓ ３／８０− ３／８６

Ｇ０１Ｓ ５／１８− ５／３０

Ｇ０１Ｓ ７／５２− ７／６４

Ｇ０１Ｓ １５／００−１５／９６

Ｇ１０Ｋ １１／００−１３／００

Ｈ０４Ｒ １／１０

Ｈ０４Ｒ １／２０− １／４０

Ｈ０４Ｒ ３／００− ３／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

測定音と騒音を検出する第一のマイクと、
制御特性に基づき前記第一のマイクにて検出された騒音が減衰するような第一の制御音を生成する制御手段と、
第一の期間に、前記制御手段が生成した前記第一の制御音と、前記測定音とを放射するスピーカと、
前記測定音が物体に反射した後の反射音に基づいて前記物体の位置を推定する位置推定手段を具備し、
前記位置推定手段は、推定した位置の騒音が減衰するように前記制御手段の制御特性を決定し、
前記スピーカは、第一の期間以外の期間である第二の期間に、前記位置推定手段により決定された制御特性よる第二の制御音を放射する、
制御装置。

【請求項2】

前記位置推定手段は、前記スピーカから前記測定音が放射されてから、前記第一のマイクによって前記測定音の反射音が検出されるまでの時間差を算出し、前記時間差に基づいて物体の位置を推定する、
請求項１記載の制御装置。

【請求項3】

前記測定音は前記騒音をあらかじめ記録したものである、
請求項２記載の制御装置。

【請求項4】

前記位置推定手段は、
前記スピーカから前記測定音が放射されてから、前記第一のマイクによって前記測定音が検出されるまでの時間差を算出し、前記時間差に基づいて物体の位置を推定する信号分析手段と、
前記信号分析手段によって推定された物体の位置に基づいて、前記制御手段が前記第二の制御音を算出するための係数を算出する係数設定手段と、を含む、
請求項２記載の制御装置。

【請求項5】

前記信号分析手段は、
前記第一のマイクによって検出された騒音を前記測定音として保存するメモリ部と、
メモリ部に保存され前記スピーカから出力される前記測定音と、前記第一のマイクから入力される前記反射音と、の相互相関関数を算出する分析部と、
前記分析部が算出した前記相互相関関数から、前記第一のマイクと物体との距離を推定する推定部と、を含む、
請求項４に記載の制御装置。

【請求項6】

前記推定部は、前記相互相関関数が大きな値を持つ最小の時間を前記反射音の到達時間とし、前記第一のマイクと物体との距離を推定する、
請求項５に記載の制御装置。

【請求項7】

前記第一のマイクとは異なる第二のマイクを更に備え、
前記第一のマイクと前記第二のマイクとの前記反射音の到達時間差により、物体の方向を検出する、
請求項２記載の制御装置。

【請求項8】

マイクと制御手段とスピーカと位置推定手段とを備える制御装置を制御する制御方法であって、
前記マイクを用いて、騒音を検出し、
前記制御手段を用いて、前記騒音が減衰する第一の制御音を生成し、
前記スピーカを用いて、第一の期間に、前記第一の制御音と測定音とを放射し、
前記位置推定手段を用いて、前記測定音が放射されてから、前記マイクによって前記測定音の反射音が検出されるまでの時間差を算出し、前記時間差に基づいて物体の位置を推定し、推定した位置の騒音が減衰する第二の制御音を生成する制御特性を決定し、前記スピーカを用いて、第一の期間以外の期間である第二の期間に、前記位置推定手段により決定された前記制御特性よる前記第二の制御音を放射する、
制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、所望の空間において騒音を低減する能動騒音制御装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来の能動騒音制御装置としては、人間の位置を検出し出力音を制御することにより、所望の位置で騒音を低減するものがあった（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

図１に示すように、従来の車室内騒音の低減装置は乗員位置センサーを用いて騒音を低減すべき場所を特定し、最適な制御音信号を生成出来る。その結果、乗員の人数や位置の組み合わせによらず乗員位置において騒音を低減することが出来る。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平６−５１７８６号公報

【発明の概要】

【0005】

本開示の能動騒音制御装置は、測定音と騒音を検出する第一のマイクと、制御特性に基づき前記第一のマイクにて検出された騒音成分が減衰するような第一の制御音を生成する制御手段と、第一の期間に、制御手段が生成した第一の制御音と、測定音とを放射するスピーカと、測定音が物体に反射した後の反射音に基づいて物体の位置を推定する位置推定手段を具備し、位置推定手段は、推定した位置の騒音が減衰するように制御手段の制御特性を決定し、スピーカは、第一の期間以外の期間である第二の期間に、位置推定手段により決定された制御特性よる第二の制御音を放射する。

【0006】

本構成によって、ユーザーの位置に拠らずユーザーは持続的に騒音低減効果を得られる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】従来の車室内騒音の低減装置の構成を示す図である。

【図2】本開示の実施の形態１の能動騒音制御装置の構成を示す図である。

【図3】測定音の反射と距離推定の関係を示す図である。

【図4】信号分析手段と係数設定手段の構成を示す図である。

【図5】制御スピーカと乗員の頭部の相対位置関係と測定音の振幅周波数特性を示す図である。

【図6】相互相関関数を分析した結果を示す図である。

【図7】推定距離と乗員の頭部が存在する領域の関係と領域と対応するデジタルフィルタ係数を示す図である。

【図8】実施の形態１の各信号の時間的変化を示す図である。

【図9】各期間の騒音低減位置を示す図である。

【図10】乗員の頭部の方向を検出する場合の位置関係を示す図である。

【図11】乗員の頭部の位置を高精度に推定する場合にデジタルフィルタをグループ化する領域を示す図である。

【図12】オーディオ信号を再生制御する場合の構成を示す図である。

【図13】騒音制御を行う構成と物体位置推定を行う構成を分ける場合の構成を示す図である。

【図14】複数のマイクを用いた能動騒音制御装置の構成を示す図である。

【図15】複数のマイクを用いる場合における、信号分析手段と係数設定手段の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

（本開示の基礎となった知見）
図１は、前記特許文献1に記載された従来の（エンジン信号に起因する）車室内騒音の低減装置の構成を示すものである。

【0009】

１ａ〜１ｄは車室内に設置され騒音とは逆位相の音を放射する４個の制御スピーカ、２ａ〜２ｄは車室内の各シート近傍に設置され騒音制御誤差を検出する４個の誤差検出マイク、３はエンジン振動の検出信号を基準信号として制御スピーカ１ａ〜１ｄから放射する制御音の信号を生成するコントローラ、４はシートベルトの着用検出手段（乗員位置センサー）の検出信号に基づいて乗員がいる座席の誤差検出マイクの情報及び出力信号をコントローラ３に入力するマイク選択部である。

【0010】

コントローラ３には、あらかじめ制御スピーカ１ａ〜１ｄから誤差検出マイク２ａ〜２ｄへの音響伝達関数ＧＤが保存されている。コントローラ３は、マイク選択部４から入力された誤差検出マイクの情報に基づき、騒音を低減すべき場所にある誤差検出マイクの出力信号が低減するような制御音信号を生成する。図１の構成は、マイク選択部４によって誤差検出マイク２ａが選択された場合を示しており、コントローラ３は制御スピーカ１ａ〜１ｄから誤差検出マイク２ａへの音響伝達関数ＧＤ１１、ＧＤ２１、ＧＤ３１、ＧＤ４１を用いて公知のフィルタードＸ−ＬＭＳアルゴリズムにより制御音信号を生成する。

【0011】

図１に示すように、従来の車室内騒音の低減装置は乗員位置センサーを用いて騒音を低減すべき場所を特定し、最適な制御音信号を生成出来る。その結果、乗員の人数や位置の組み合わせによらず乗員位置において騒音を低減することが出来る。

【0012】

しかしながら、上記した従来の構成では、乗員の姿勢や体型が想定する標準的な条件と異なる場合、乗員の耳位置が誤差検出マイクから離れてしまうため、常時、乗員の頭部位置で騒音を低減することが出来ない。よって、常時、乗員の姿勢や体系に関わらず乗員頭部位置で騒音を低減するために、制御スピーカと乗員頭部位置の相対位置関係を認識し制御音信号を最適に生成しなければならない課題を有する。この課題を解決するため、例えば、車室内にカメラを設置し、撮影映像を分析して乗員の詳細な位置を認識し騒音低減する制御音信号を最適に生成する構成も考えられる。しかしながら、車室内にカメラを設置する、画像認識の潤沢な信号処理が必要という新たな問題が発生する。

【0013】

以上の課題を解決すべく本能動騒音制御装置は、測定音と騒音を検出する第一のマイクと、制御特性に基づき前記第一のマイクにて検出された騒音成分が減衰するような第一の制御音を生成する制御手段と、第一の期間に、制御手段が生成した第一の制御音と、測定音とを放射するスピーカと、測定音が物体に反射した後の反射音に基づいて物体の位置を推定する位置推定手段を具備し、位置推定手段は、推定した位置の騒音が減衰するように制御手段の制御特性を決定し、スピーカは、第一の期間以外の期間である第二の期間に、位置推定手段により決定された制御特性よる第二の制御音を放射する。

【0014】

なお、位置推定手段は、スピーカから測定音が放射されてから、第一のマイクによって測定音成分の反射音が検出されるまでの時間差を算出し、時間差に基づいて物体の位置を推定してもよい。

【0015】

なお、測定音は騒音をあらかじめ記録したものであってもよい。

【0016】

なお、位置推定手段は、スピーカから測定音が放射されてから、第一のマイクによって測定音成分が検出されるまでの時間差を算出し、時間差に基づいて物体の位置を推定する信号分析手段と、信号分析手段によって推定された物体の位置に基づいて、制御手段が第二の制御音を算出するための係数を算出する係数設定手段と、を含んでいてもよい。

【0017】

なお、信号分析手段は、第一のマイクによって検出された騒音を測定音として保存するメモリ部と、メモリ部に保存されスピーカから出力される測定音と、第一のマイクから入力される反射音と、の相互相関関数を算出する分析部と、分析部が算出した相互相関関数から、第一のマイクと物体との距離を推定する推定部とを含んでいてもよい。

【0018】

なお、推定部は、相互相関関数が大きな値を持つ最小の時間を反射音到達時間とし、第一のマイクと物体との距離を推定してもよい。

【0019】

なお、第一のマイクとは異なる第二のマイクを更に備え、第一のマイクと第二のマイクとの反射音の到達時間差により、物体の方向を検出してもよい。

【0020】

また、本開示の制御方法は、マイクと制御手段とスピーカと位置推定手段とを備える制御装置を制御する制御方法であって、マイクを用いて、騒音を検出し、制御手段を用いて、前記騒音が減衰する第一の制御音を生成し、スピーカを用いて、第一の期間に、第一の制御音と測定音とを放射し、位置推定手段を用いて、測定音が放射されてから、マイクによって測定音成分の反射音が検出されるまでの時間差を算出し、時間差に基づいて物体の位置を推定し、推定した位置の騒音が減衰する第二の制御音を生成する制御特性を決定し、スピーカを用いて、第一の期間以外の期間である第二の期間に、位置推定手段により決定された制御特性よる第二の制御音を放射してもよい。

【0021】

なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム、または、記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

【0022】

以下本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

【0023】

（実施の形態１）
図２は、本開示の実施の形態１の能動騒音制御装置の構成を示す。本実施の形態における能動騒音制御装置は、騒音検出マイク７、制御フィルタ８、加算器９、制御スピーカ１０、誤差検出マイク１１、物体位置推定手段１００を備える。物体位置推定手段１００には距離測定制御手段１２、信号分析手段１３、係数設定手段１４、が含まれる。なお、これらの構成は一例であり、一部の構成が欠けていてもよい。以下各構成について説明する。

【0024】

５は騒音を低減する対象である乗員の頭部、６は騒音源、７は騒音源近傍に設置され騒音信号を検出する騒音検出マイク、８は騒音検出マイク７が検出する騒音信号をデジタルフィルタ処理し制御音信号を生成する制御フィルタ、９は制御音信号と後述する測定音信号を加算する加算器、１０は加算器９で加算された信号を音響放射する制御スピーカ、１１は制御スピーカ１０の近傍に設置される誤差検出マイク、１２は乗員の頭部５と制御スピーカ１０の距離を測定する動作を制御する距離測定制御手段、１３は騒音信号と誤差検出マイク１１の検出信号と距離測定制御手段１２の制御信号に基づいて乗員の頭部５と制御スピーカ１０の距離を推定する信号分析手段、１４は信号分析手段の推定結果に基づいて制御フィルタ８のデジタルフィルタ係数を設定する係数設定手段である。なお、騒音検出マイク７と、誤差検出マイク１１を別の構成として記載したが、同一のマイクを用いてもよい。

【0025】

以下、図２で示す構成の騒音制御動作について説明する。

【0026】

騒音制御動作の初期では、制御フィルタ８には誤差検出マイク１１の位置を騒音低減位置とするデジタルフィルタ係数が設定されている。

【0027】

所定の時間後、同時に、距離測定制御手段１２の制御によって、信号分析手段１３は制御スピーカ１０と乗員の頭部５の距離を測定する動作を始める。距離は、制御スピーカ１０から放射される測定音が乗員の頭部５で反射し誤差検出マイク１１まで到達する時間を測定することによって間接的に測定される。図３に測定音の反射と距離推定の関係を示す。制御スピーカ１０と乗員の頭部５の距離をＬ、反射音到達時間をΔｔ、音速をＣとしたとき、制御スピーカ１０と誤差検出マイク１１が近接した位置にあれば距離Ｌは、Ｌ≒Δｔ×Ｃ／２で計算出来る。

【0028】

信号分析手段１３と係数設定手段１４の構成を図４に示す。信号分析手段１３は一定時間の騒音信号を騒音メモリ部１５に保存する。騒音メモリ部１５に保存された騒音信号は一定時間後に測定音信号として加算器９と相互相関関数分析部１６に出力される。加算器９に出力された測定音信号は、制御スピーカ１０から放射された後、乗員の頭部５で反射され誤差検出マイク１１で検出される。このとき、騒音源６から放射された騒音が誤差検出マイク１１近傍に到来しているが、誤差検出マイク１１の位置を騒音低減位置とする制御音が放射され続けているため、誤差検出マイク１１近傍では騒音と制御音が打ち消しあい、測定音の反射音のみを高い精度で検出することが出来る。ここで信号分析手段１３は騒音信号を一定時間保存すると記載したが、この一定時間については特に限定しない。測定音として出力し誤差検出マイク１１で反射音が検出できる最小の時間分保存されていればよい。また騒音メモリ部１５に保存された騒音信号は一定時間後に出力されると記載したが、この一定時間についても特に限定しない。

【0029】

相互相関関数分析部１６は、騒音メモリ部１５から入力される測定音信号と誤差検出マイク１１から入力される反射音の相互相関関数を公知の算出式によって計算する。相互相関関数は２つの信号列について、一方の信号列を時間軸上にずらしたときもう一方の信号列との類似度（相関性）を示したものであり、時間関数として表される。図５、図６にＬ＝１ｍの場合に相互相関関数を算出した結果を示す。図５（ａ）は制御スピーカ１０と誤差検出マイク１１及び乗員の頭部５の位置関係を示し、図５（ｂ）は測定音の振幅周波数特性を示す。図６は、測定音信号と誤差検出マイク１１が検出した反射音信号の相互相関関数を算出した結果である。５．７ｍｓ時間をずらしたときに２つの信号列が大きな相関を示しており、更に時間をずらしたときにも大きな相関を示す。これは、５．７ｍｓ経ったときに乗員の頭部５で反射した反射音が、直接、誤差検出マイク１１に到達したことを示し、反射音が誤差検出マイク１１に到達するまでに、更に周囲にある壁等の物体に反射し誤差検出マイク１１に到達したことを示す。

【0030】

距離推定部１７は相互相関関数が大きな値を持つ最小の時間を反射音到達時間とし、Ｌ＝５．７×３４０／２＝９７ｃｍ（約１ｍ）を乗員の頭部５の距離と推定する。

【0031】

係数設定手段１４は、フィルタ係数メモリ部１９を参照し距離推定部１７が推定した距離に対応するデジタルフィルタ係数を読み出し制御フィルタ８の処理係数として設定する。図７（ａ）は距離と乗員の頭部５が存在する領域の関係を示し、図７（ｂ）は領域と対応するデジタルフィルタ係数を示す。先の例の場合、係数設定手段１４は距離９７ｃｍという推定結果に基づき乗員の頭部５が領域２にあると判断し、デジタルフィルタ係数Ｇ２を制御フィルタ８の処理係数として設定する。デジタルフィルタ係数Ｇ１〜Ｇ３は、領域１〜３が各々騒音が低減する制御音を生成するような制御フィルタ８の処理係数としてあらかじめ設計されフィルタ係数メモリ部１９に保存されている。

【0032】

係数設定手段１４によって制御フィルタ８の処理係数が更新された結果、騒音が低減する位置は誤差検出マイク１１の位置では無く、推定した距離の位置に変わる。これらの動作によって制御スピーカ１０から出力される信号と誤差検出マイク１１の検出信号が時間的に変化する様子を図８に示す。また、図９に、誤差検出マイク１１の位置を騒音低減対象とする期間Ｂの騒音低減位置と乗員の頭部５の位置を騒音低減対象とする騒音低減位置を示す。

【0033】

以下図８および図９を用いて、制御スピーカ１０から出力される信号と誤差検出マイク１１の検出信号を時間的に変化させる制御について説明する。

【0034】

まず期間Ａにおいて、制御スピーカ１０の出力信号はOFFに設定されている。この状態においては、誤差検出マイク１１では、騒音源６からの騒音がそのまま検出信号８０１として検出される。

【0035】

次に期間Ｂにおいて、まず制御スピーカ１０から、騒音制御信号成分である出力信号８０２が出力される。この時点では制御フィルタ８において、誤差検出マイク１１の位置を騒音低減位置とするデジタルフィルタ係数が設定されているので（図８における期間Ｂの騒音低減位置）、誤差検出マイク１１にて検出されていた騒音信号８０１は出力信号８０２によって打ち消される。

【0036】

さらに期間Ｂにおいて、制御スピーカ１０から測定音である出力信号８０３が（出力信号８０２に加算されて）出力される。この際の出力信号８０３は、騒音メモリ部１５に保存された騒音信号である。

【0037】

そして一定時間後（Δｔ秒後）に、誤差検出マイク１１では出力信号８０３の反射音である検出信号８０４が検出される。この時上述のように騒音信号８０１は誤差検出マイク１１の位置で打ち消されており、検出信号８０４のみが検出される。

【0038】

そして期間Ｃでは、制御スピーカ１０から、乗員の頭部５の位置を騒音低減位置と設定した際の出力信号８０５が出力される（図８における期間Ｃの騒音低減位置）。この際に出力信号８０５の係数は、制御スピーカ１０の出力信号８０３が出力されてから誤差検出マイク１１の検出信号８０４が検出されるまでの時間（Δｔ）を基に、信号分析手段１３・係数設定手段１４によって算出されたものである。係数算出に関する詳細は上述したとおりである。この際、乗員の頭部５の位置が騒音低減位置と設定されおり、誤差検出マイク１１では、検出信号８０６が検出される。

【0039】

なお、期間Ｂ内において、制御スピーカ１０から、出力信号８０２および出力信号８０３が出力されている期間を第一の期間と表現する。また、期間Ｃ内において制御スピーカ１０から、出力信号８０５のみが出力されている期間を第二の期間と表現する。

【0040】

なお、図２で示す構成は騒音制御動作を行うが、音楽等のオーディオ信号を再生制御する構成にしても良い。図１２は、オーディオ信号の再生制御において乗員の頭部５の位置を高精度に推定し持続的にオーディオ再生の音響効果が得られる構成を示す。

【0041】

図１２の構成において、乗員の頭部５の位置を推定する動作は図２の構成と同じなので説明を省く。図２の構成に比べて、騒音源６と騒音検出マイク７の代わりにオーディオ再生手段１０１の出力が制御フィルタ８と物体位置推定手段１００に入力される。この構成において、制御フィルタ８はオーディオ信号に所定の周波数特性を与えることにより、乗員の頭部５の位置において乗員が所望する周波数特性を有するオーディオを再生することが出来る。物体位置推定手段１００は、乗員の頭部５の位置に応じて、乗員が所望する周波数特性が維持されるように制御フィルタ８の処理係数を更新する。

【0042】

なお、図２で示す能動騒音制御装置において、騒音制御を行う構成と物体位置推定を行う構成を分けても良い。図１３は、騒音制御を行う構成と物体位置推定を行う構成を分けて通信ネットワークで結ぶ構成を示す。

【0043】

図１３の構成において、騒音検出マイク７の出力と誤差検出マイク１１の出力はネットワークインターフェイス１０２ａに入力される。ネットワークインターフェイス１０２ａは通信ネットワークを介して騒音検出マイク７の出力と誤差検出マイク１１の出力をネットワークインターフェイス１０２ｂに入力する。ネットワークインターフェイス１０２ｂは通信ネットワークを介して入力された騒音検出マイク７の出力と誤差検出マイク１１の出力を物体位置推定手段１００に入力する。物体位置推定手段１００は先に説明した動作により乗員の頭部５の位置を推定した結果に基づいて制御フィルタ８の処理係数を計算し、ネットワークインターフェイス１０２ｂに入力する。ネットワークインターフェイス１０２ｂは入力された制御フィルタの処理係数を通信ネットワークを介してネットワークインターフェイス１０２ａに入力する。ネットワークインターフェイス１０２ａは入力された制御フィルタの処理係数を制御フィルタ８に設定する。以上の構成により、騒音制御の計算コストと物体位置推定の計算コストを分散できるため、低価格の演算回路でも所望の効果を得ることが出来る。

【0044】

以上、説明したように、騒音低減位置にある誤差検出マイク１１で測定音を高い精度で検出し、乗員の頭部５によって反射した測定音の到達時間により乗員の頭部５の距離を推定し対応するデジタルフィルタ係数を制御フィルタ８に設定するので、乗員の頭部５の位置に関わらず、簡易な構成によって乗員は持続的に騒音低減効果を得られる。また、測定音として保存した騒音を用いているため、乗員は実際の騒音と測定音の区別が無く、測定されている違和感を感じることが無い。

【0045】

なお、図７では、騒音低減位置を３つの領域でグループ化しているが、更に多い領域でグループ化することにより、より緻密に騒音低減位置および制御フィルタ８の処理係数を決定する構成にしても良い。

【0046】

また、図１０に示すように誤差検出マイクを更に１個加え、２つの誤差検出マイクへの反射音の到達時間差により乗員の頭部５の方向を検出し、乗員の頭部５の位置をより高精度に推定する構成にしても良い。図１４には、図２の構成に更にマイク２２を追加し方向を測定することで乗員の頭部５を高精度に測定する能動騒音制御装置の構成を示す。以下図２の能動騒音制御装置の構成と同じ構成には同様の符号を付加し、説明を省略する。

【0047】

図１４に示す能動騒音制御装置は、騒音検出マイク７、制御フィルタ８、加算器９、制御スピーカ１０、誤差検出マイク１１、誤差検出マイク２２、物体位置推定手段２００を備える。物体位置推定手段２００には距離測定制御手段１２、信号分析手段２３、係数設定手段２４、方向測定制御手段２９が含まれる。なお、これらの構成は一例であり、一部の構成が欠けていてもよい。以下図２の能動騒音制御装置と異なる点を中心に説明する。

【0048】

誤差検出マイク２２は誤差検出マイク１１と同特性のマイクであることが望ましい。また、騒音検出マイク７、誤差検出マイク１１、誤差検出マイク２２がすべて同一のマイク装置に集約されていてもよい。また、誤差検出マイク２２が配置される位置に関しても図１４に示す位置に限られない。誤差検出マイク２２は誤差検出マイク１１と同様制御スピーカ１０の近傍に配置されることが望ましい。また誤差検出マイク１１と誤差検出マイク２２が、制御スピーカ１０を挟んで対向する位置に配置されてもよい。これにより、誤差検出マイク１１と誤差検出マイク２２との距離を広く確保することができ、より高い精度での距離推定を行なうことができる。

【0049】

方向測定制御手段２９は、誤差検出マイク１１および誤差検出マイク２２からの検出信号に基づき、乗員の頭部５と制御スピーカ１０との方向を測定する動作を制御する。

【0050】

信号分析手段２３は、騒音信号と誤差検出マイク１１の検出信号と距離測定制御手段１２の制御信号とに基づいて乗員の頭部５と制御スピーカ１０の距離を推定する。また信号分析手段２３は、騒音信号と、誤差検出マイク１１および誤差検出マイク２２の検出信号と、方向測定制御手段２９からの制御信号と、に基づいて制御スピーカ１０を基準としたときの乗員の頭部５の方向を推定する。以下、図１５を用いて、信号分析手段２３、係数設定手段２４の内部構成について説明する。

【0051】

信号分析手段２３は、騒音メモリ部１５、相互相関関数分析部１６、距離推定部１７、第二の相互相関関数分析部２５、第二の距離推定部２６、方向推定部２７を含む。係数設定手段２４は係数決定部２８とフィルタ係数メモリ部１９と、を含む。騒音メモリ部１５、相互相関関数分析部１６、距離推定部１７、フィルタ係数メモリ部１９の各構成の処理に関しては、図４を用いて説明した処理と同様であるので説明を省略する。なおここでは距離推定部１７は乗員の頭部５と誤差検出マイク１１との距離ｄ１を推定するものとする。距離の推定方法は図５・６にて説明したとおりである。

【0052】

第二の相互相関関数分析部２５は、騒音メモリ部１５から入力される測定音信号と誤差検出マイク２２から入力される反射音の相互相関関数を公知の算出式によって計算する。相互相関関数については図５・図６を用いて説明したとおりであるので説明を省略する。

【0053】

第二の距離推定部２６は、相互相関関数が大きな値を持つ最小の時間を反射音到達時間とし、乗員の頭部５と、誤差検出マイク２２との距離ｄ２を推定する。距離の推定方法は図５・６にて説明したとおりである。

【0054】

方向推定部２７は、距離推定部１７にて推定した乗員の頭部５と誤差検出マイク１１との距離ｄ１と、第二の距離推定部２８にて推定した乗員の頭部５と誤差検出マイク２２との距離ｄ２と、予め把握している誤差検出マイク１１・誤差検出マイク２２の距離ｄ３と、に基づいて、制御スピーカ１０を基準としたときの乗員の頭部５の方向を算出する。

【0055】

係数設定手段２４の係数決定部２８は、フィルタ係数メモリ部１９を参照し、距離推定部１７が推定した距離および、方向推定部２７が推定した方向に対応するデジタルフィルタ係数を読み出し制御フィルタ８の処理係数として設定する。この場合、フィルタ係数メモリ部１９には図１１に示すような各距離および方向に対応したデジタルフィルタ係数が保存されているものとする。以降の処理は図８図９を用いて説明した処理と同様である。

【0056】

以上により、乗員の頭部５とスピーカ１０の距離だけではなく、方向も推定できるので、図８で説明した期間Ｃにおいて、より正確な乗員の頭部位置に制御低減位置を設定することが可能となる。

【産業上の利用可能性】

【0057】

本開示にかかる能動騒音制御装置は、所定の空間において騒音を低減するので、住宅やオフィス等の設備等として有用である。また鉄道や航空機等の客室内設備の用途にも応用できる。

【符号の説明】

【0058】

１ａ〜１ｄ，１０ 制御スピーカ
２ａ〜４ｄ，１１，２２ 誤差検出マイク
３ コントローラ
４ マイク選択部
５ 乗員の頭部
６ 騒音源
７ 騒音検出マイク
８ 制御フィルタ
９ 加算器
１２ 距離測定制御手段
１３ 信号分析手段
１４ 係数設定手段
１５ 騒音メモリ部
１６ 相互相関関数分析部
１７ 距離推定部
１８ 係数設定部
１９ フィルタ係数メモリ部
２０ 誤差検出マイクの位置を騒音低減対象とする場合の騒音低減位置
２１ 乗員の頭部の位置を騒音低減対象とする場合の騒音低減位置
１００ 物体位置推定手段
１０１ オーディオ再生手段
１０２ａ，１０２ｂ ネットワークインターフェイス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】