特許 7001539 測位システム、空調システム、端末装置、位置推定装置、位置推定方法、音波出力方法、プログラム

(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】

(24)【登録日】2021-12-28

(45)【発行日】2022-01-19

(54)【発明の名称】測位システム、空調システム、端末装置、位置推定装置、位置推定方法、音波出力方法、プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01S 5/22 20060101AFI20220112BHJP

   F24F 11/63 20180101ALI20220112BHJP

【ＦＩ】

G01S5/22

F24F11/63

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2018093918

(22)【出願日】2018-05-15

(65)【公開番号】P2019200091

(43)【公開日】2019-11-21

【審査請求日】2021-02-17

(73)【特許権者】

【識別番号】516299338

【氏名又は名称】三菱重工サーマルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100210572

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 太一

(72)【発明者】

【氏名】水野 尚夫

(72)【発明者】

【氏名】近藤 成治

(72)【発明者】

【氏名】西川 尚希

(72)【発明者】

【氏名】丸山 真範

(72)【発明者】

【氏名】桜井 貴夫

(72)【発明者】

【氏名】清水 健志

(72)【発明者】

【氏名】岩田 久雄

(72)【発明者】

【氏名】小野川 英

【審査官】渡辺 慶人

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－０５８０２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１６６６８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１３４３６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２３４６４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５６－００１３４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００５－５２２７０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／００１９５２５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ １／７２ － １／８２

３／８０ － ３／８６

５／００ － ５／３０

７／５２ － ７／６４

１５／００ － １５／９６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

出力の開始から音圧の振幅が所定の範囲内に整定するまでの間、前記振幅が増大する性質を有する音波について、連続した前記音波を、複数の時間区間ごとに異なる周波数に変化させて出力する音波出力部、を備える端末装置と、
前記音波を収音する複数のセンサと、
位置推定装置と、
を備え、
前記音波出力部は、前記音波の音圧の振幅が前記範囲内に整定した後の第１の前記時間区間に所定の第１周波数の音波を出力し、前記音波の音圧の振幅が前記範囲内に整定するまでの時間を含む前記第１の前記時間区間の一つ前の前記時間区間に所定の第２周波数の音波を出力し、
前記位置推定装置は、
前記第１周波数の前記音波の到達時刻を検出する到達時刻検出部と、
複数の前記センサのそれぞれが収音した音波について、前記到達時刻検出部が検出した前記到達時刻の時間差に基づいて前記音波の出力位置を推定する位置推定部と、
を備える、測位システム。

【請求項2】

連続した音波を、複数の時間区間ごとに異なる周波数に変化させて出力する音波出力部、を備える端末装置と、
前記音波を収音する複数のセンサと、
位置推定装置と、
を備え、
前記音波出力部は、第１の前記時間区間に所定の第１周波数の音波を出力し、第１の前記時間区間の一つ前の前記時間区間に所定の第２周波数の音波を出力し、
前記位置推定装置は、
前記第１周波数の前記音波の到達時刻を検出する到達時刻検出部と、
複数の前記センサのそれぞれが収音した音波について、前記到達時刻検出部が検出した前記到達時刻の時間差に基づいて前記音波の出力位置を推定する位置推定部と、
前記第１周波数を通過帯域に含み、前記第２周波数を通過帯域に含まないフィルタと、
を備え、
前記到達時刻検出部は、前記第１周波数の前記音波を検出した時刻を、前記到達時刻とする、
測位システム。

【請求項3】

前記位置推定装置は、
前記第１周波数および前記第２周波数の前記音波を、前記音波の前記振幅が所定の閾値以上か否かによってパルス信号に変換する変換部、をさらに備え、
前記到達時刻検出部は、前記パルス信号の周期又は前記パルス信号のパルス幅に基づいて、前記第１周波数の前記音波の到達時刻を検出する、
請求項１に記載の測位システム。

【請求項4】

前記振幅の変化が所定の範囲内となる時間は、５０ｍｓｅｃ以上、２００ｍｓｅｃ以下である、
請求項１または請求項３に記載の測位システム。

【請求項5】

前記第１周波数と前記第２周波数との差が１ＫＨｚ以上である、
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の測位システム。

【請求項6】

前記位置推定装置が、
前記第１周波数と前記第２周波数と、を通過帯域に含むフィルタ、
をさらに備え、
前記到達時刻検出部は、前記第１周波数と、前記第２周波数との差に基づいて、前記到達時刻を検出する、
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の測位システム。

【請求項7】

前記位置推定装置が、
前記第１周波数を通過帯域に含み、前記第２周波数を通過帯域に含まないフィルタ、
をさらに備え、
前記到達時刻検出部は、前記第１周波数の前記音波を検出した時刻を、前記到達時刻とする、
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の測位システム。

【請求項8】

前記音波出力部が、１０ｋＨｚから２０ｋＨｚまでの間の所定の周波数帯の音波を出力する、
請求項１から請求項７の何れか１項に記載の測位システム。

【請求項9】

前記位置推定装置が、
前記音波の到達時刻の推定、または、前記音波の出力位置の推定に失敗すると、エラー信号を出力する通信部、
をさらに備える請求項１から請求項８の何れか１項に記載の測位システム。

【請求項10】

請求項１から請求項９の何れか１項に記載の測位システムを備え、
前記位置推定装置が推定した前記音波の出力位置を対象として空調を行う、
空調システム。

【請求項11】

自装置の位置を通知するために音波を出力する端末装置であって、
出力の開始から音圧の振幅が所定の範囲内に整定するまでの間、前記振幅が増大する性質を有する音波について、連続した前記音波を、複数の時間区間ごとに異なる周波数に変化させて出力する音波出力部、
を備え、
前記音波出力部は、前記音波の音圧の振幅が前記範囲内に整定した後の第１の前記時間区間に所定の第１周波数の音波を出力し、前記音波の音圧の振幅が前記範囲内に整定するまでの時間を含む、第１の前記時間区間の一つ前の前記時間区間に所定の第２周波数の音波を出力する、
端末装置。

【請求項12】

複数の時間区間ごとに異なる周波数で出力された連続する音波について、前記音波の音圧の振幅が所定の閾値以上か否かによってパルス信号に変換する変換部と、前記パルス信号の周期又は前記パルス信号のパルス幅に基づいて、複数の前記時間区間のうち２つ目以降の前記時間区間に出力された所定の第１周波数の前記音波の到達時刻を検出する到達時刻検出部と、
複数のセンサのそれぞれが収音した前記音波について、前記到達時刻検出部が検出した前記到達時刻の時間差に基づいて前記音波の出力位置を推定する位置推定部と、
を備える位置推定装置。

【請求項13】

複数のセンサが、連続する複数の時間区間ごとに異なる周波数で出力された連続する音波を検出するステップと、
検出した前記音波を、前記音波の音圧の振幅が所定の閾値以上か否かによってパルス信号に変換するステップと、
前記パルス信号の周期又は前記パルス信号のパルス幅に基づいて、複数の前記時間区間のうち２つ目以降の前記時間区間について設定された所定の第１周波数の前記音波の到達時刻を検出するステップと、
複数の前記センサのそれぞれが検出した前記音波について、前記到達時刻を検出するステップで検出した前記到達時刻の時間差に基づいて前記音波の出力位置を推定するステップと、
を有する位置推定方法。

【請求項14】

音波の出力位置を通知するための音波出力方法であって、
出力の開始から音圧の振幅が所定の範囲内に整定するまでの間、前記振幅が増大する性質を有する音波について、連続した前記音波を、複数の時間区間ごとに異なる周波数に変化させて出力するにあたり、前記音波の音圧の振幅が前記範囲内に整定した後の第１の前記時間区間に所定の第１周波数の音波を出力し、前記音波の音圧の振幅が前記範囲内に整定するまでの時間を含む前記第１の前記時間区間の一つ前の前記時間区間に所定の第２周波数の音波を出力する、
音波出力方法。

【請求項15】

コンピュータを、
出力の開始から音圧の振幅が所定の範囲内に整定するまでの間、前記振幅が増大する性質を有する音波について、連続した前記音波を、複数の時間区間ごとに異なる周波数に変化させて出力するにあたり、前記音波の音圧の振幅が前記範囲内に整定した後の第１の前記時間区間に所定の第１周波数の音波を出力し、前記音波の音圧の振幅が前記範囲内に整定するまでの時間を含む前記第１の前記時間区間の一つ前の前記時間区間に所定の第２周波数の音波を出力する手段、
として機能させるためのプログラム。

【請求項16】

コンピュータを、
複数の時間区間ごとに異なる周波数で出力された連続する音波について、前記音波の音圧の振幅が所定の閾値以上か否かによって変換されたパルス信号を取得して、前記パルス信号の周期又は前記パルス信号のパルス幅に基づいて、複数の前記時間区間のうち２つ目以降の前記時間区間について設定された所定の第１周波数の前記音波の到達時刻を検出する手段、
複数のセンサのそれぞれが検出した前記音波について、前記到達時刻を検出する手段が検出した前記到達時刻の時間差に基づいて前記音波の出力位置を推定する手段、
として機能させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、測位システム、空調システム、端末装置、位置推定装置、位置推定方法、音波出力方法、プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

オフィス等の空間を空調する場合、その空間の室温等が均一になるように制御することが多い。これに対し、例えば、ユーザが存在するエリアを対象として室温等の空調制御を行う方法が提供されている。このような制御を行う場合、空調システムは、ユーザが存在する位置を正確に推定する必要がある。例えば、天井の４か所に音を検出するマイクを取り付け、ユーザが所持するスマートフォン等から音を出力し、その音の到達時間差に基づいて、ＴＤＯＡ（Time Difference of Arrival）などの方法を用いてユーザが存在する位置を推定する方法が考えられる。

【0003】

なお、特許文献１には、複数の利用者が存在する空間において、利用者が保持する環境設定端末の電波強度やＴＤＯＡ測定に基づいて各個人の位置を特定し、各々の空調要求を可能な限り満たすような制御を行う空調制御装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第４８６７８３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、ユーザがスマートフォン等を利用して発する音の波形は、その振幅が徐々に大きくなる性質を有する。その為、センサ側では、振幅がどの大きさになると音を検出したと判定するかによって音の到着時刻に差が出る。ＴＤＯＡ等の方法では、複数の位置における音の到達時間差に基づいて位置推定を行うが、音の到着時刻を正確に検出できないと、位置推定の精度が低下する可能性がある。

【0006】

そこでこの発明は、上述の課題を解決することのできる測位システム、空調システム、端末装置、位置推定装置、位置推定方法、音波出力方法、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】

【0007】

本発明の一態様によれば、測位システムは、出力の開始から音圧の振幅が所定の範囲内に整定するまでの間、前記振幅が増大する性質を有する音波について、連続した前記音波を、複数の時間区間ごとに異なる周波数に変化させて出力する音波出力部、を備える端末装置と、前記音波を収音する複数のセンサと、位置推定装置と、を備え、前記音波出力部は、前記音波の音圧の振幅が前記範囲内に整定した後の第１の前記時間区間に所定の第１周波数の音波を出力し、第１の前記時間区間の一つ前の前記時間区間に所定の第２周波数の音波を出力し、前記音波の音圧の振幅が前記範囲内に整定するまでの時間を含む、前記位置推定装置は、前記第１周波数の前記音波の到達時刻を検出する到達時刻検出部と、複数の前記センサのそれぞれが収音した音波について、前記到達時刻検出部が検出した前記到達時刻の時間差に基づいて前記音波の出力位置を推定する位置推定部と、を備える。

【0008】

本発明の一態様によれば、測位システムは、連続した音波を、複数の時間区間ごとに異なる周波数に変化させて出力する音波出力部、を備える端末装置と、前記音波を収音する複数のセンサと、位置推定装置と、を備え、前記音波出力部は、第１の前記時間区間に所定の第１周波数の音波を出力し、第１の前記時間区間の一つ前の前記時間区間に所定の第２周波数の音波を出力し、前記位置推定装置は、前記第１周波数の前記音波の到達時刻を検出する到達時刻検出部と、複数の前記センサのそれぞれが収音した音波について、前記到達時刻検出部が検出した前記到達時刻の時間差に基づいて前記音波の出力位置を推定する位置推定部と、前記第１周波数を通過帯域に含み、前記第２周波数を通過帯域に含まないフィルタと、を備え、前記到達時刻検出部は、前記第１周波数の前記音波を検出した時刻を、前記到達時刻とする。
本発明の一態様によれば、前記位置推定装置は、前記第１周波数および前記第２周波数の前記音波を、前記音波の前記振幅が所定の閾値以上か否かによってパルス信号に変換する変換部、をさらに備え、前記到達時刻検出部は、前記パルス信号の周期又は前記パルス信号のパルス幅に基づいて、前記第１周波数の前記音波の到達時刻を検出する。

【0009】

本発明の一態様によれば、前記振幅の変化が所定の範囲内となる時間は、５０ｍｓｅｃ以上、２００ｍｓｅｃ以下である。

【0010】

本発明の一態様によれば、前記第１周波数と前記第２周波数との差が１ＫＨｚ以上である。

【0011】

本発明の一態様によれば、前記位置推定装置が、前記第１周波数と前記第２周波数と、を通過帯域に含むフィルタ、をさらに備え、前記到達時刻検出部は、前記第１周波数と、前記第２周波数との差に基づいて、前記到達時刻を検出する。

【0012】

本発明の一態様によれば、前記位置推定装置が、前記第１周波数を通過帯域に含み、前記第２周波数を通過帯域に含まないフィルタ、をさらに備え、前記到達時刻検出部は、前記第１周波数の前記音波を検出した時刻を、前記到達時刻とする。

【0013】

本発明の一態様によれば、前記音波出力部が、１０ｋＨｚから２０ｋＨｚまでの間の所定の周波数帯の音波を出力する。

【0014】

本発明の一態様によれば、前記測位システムにおいて、前記位置推定装置が、前記音波の到達時刻の推定、または、前記音波の出力位置の推定に失敗すると、エラー信号を出力する通信部、をさらに備える。

【0015】

本発明の一態様によれば、空調システムは、上記の何れかに記載の測位システムを備え、前記位置推定装置が推定した前記音波の出力位置を対象として空調を行う。

【0016】

本発明の一態様によれば、端末装置は、自装置の位置を通知するために音波を出力する端末装置であって、出力の開始から音圧の振幅が所定の範囲内に整定するまでの間、前記振幅が増大する性質を有する音波について、連続した前記音波を、複数の時間区間ごとに異なる周波数に変化させて出力する音波出力部、を備え、前記音波出力部は、前記音波の音圧の振幅が前記範囲内に整定した後の第１の前記時間区間に所定の第１周波数の音波を出力し、前記音波の音圧の振幅が前記範囲内に整定するまでの時間を含む、第１の前記時間区間の一つ前の前記時間区間に所定の第２周波数の音波を出力する。

【0017】

本発明の一態様によれば、位置推定装置は、複数の時間区間ごとに異なる周波数で出力された連続する音波について、前記音波の音圧の振幅が所定の閾値以上か否かによってパルス信号に変換する変換部と、前記パルス信号の周期又は前記パルス信号のパルス幅に基づいて、複数の前記時間区間のうち２つ目以降の前記時間区間に出力された所定の第１周波数の前記音波の到達時刻を検出する到達時刻検出部と、複数のセンサのそれぞれが収音した前記音波について、前記到達時刻検出部が検出した前記到達時刻の時間差に基づいて前記音波の出力位置を推定する位置推定部と、を備える。

【0018】

本発明の一態様によれば、位置推定方法は、複数のセンサが、連続する複数の時間区間ごとに異なる周波数で出力された連続する音波を検出するステップと、検出した前記音波を、前記音波の音圧の振幅が所定の閾値以上か否かによってパルス信号に変換するステップと、前記パルス信号の周期又は前記パルス信号のパルス幅に基づいて、複数の前記時間区間のうち２つ目以降の前記時間区間について設定された所定の第１周波数の前記音波の到達時刻を検出するステップと、複数の前記センサのそれぞれが検出した前記音波について、前記到達時刻を検出するステップで検出した前記到達時刻の時間差に基づいて前記音波の出力位置を推定するステップと、を有する。

【0019】

本発明の一態様によれば、音波出力方法は、音波の出力位置を通知するための音波出力方法であって、出力の開始から音圧の振幅が所定の範囲内に整定するまでの間、前記振幅が増大する性質を有する音波について、連続した前記音波を、複数の時間区間ごとに異なる周波数に変化させて出力するにあたり、前記音波の音圧の振幅が前記範囲内に整定した後の第１の前記時間区間に所定の第１周波数の音波を出力し、前記音波の音圧の振幅が前記範囲内に整定するまでの時間を含む、第１の前記時間区間の一つ前の前記時間区間に所定の第２周波数の音波を出力する。

【0020】

本発明の一態様によれば、プログラムは、コンピュータを、出力の開始から音圧の振幅が所定の範囲内に整定するまでの間、前記振幅が増大する性質を有する音波について、連続した前記音波を、複数の時間区間ごとに異なる周波数に変化させて出力するにあたり、前記音波の音圧の振幅が前記範囲内に整定した後の第１の前記時間区間に所定の第１周波数の音波を出力し、前記音波の音圧の振幅が前記範囲内に整定するまでの時間を含む、第１の前記時間区間の一つ前の前記時間区間に所定の第２周波数の音波を出力する手段、として機能させる。

【0021】

本発明の一態様によれば、プログラムは、コンピュータを、複数の時間区間ごとに異なる周波数で出力された連続する音波について、前記音波の音圧の振幅が所定の閾値以上か否かによって変換されたパルス信号を取得して、前記パルス信号の周期又は前記パルス信号のパルス幅に基づいて、複数の前記時間区間のうち２つ目以降の前記時間区間について設定された所定の第１周波数の前記音波の到達時刻を検出する手段、複数のセンサのそれぞれが検出した前記音波について、前記到達時刻を検出する手段が検出した前記到達時刻の時間差に基づいて前記音波の出力位置を推定する手段、として機能させる。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、正確に音源の位置を推定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の第一実施形態における空調システムの一例を示す図である。

【図2】本発明の第一実施形態におけるマイクの配置例を示す図である。

【図3】本発明の第一実施形態における音信号を説明する図である。

【図4】本発明の第一実施形態における音の到達時刻の検出方法を説明する図である。

【図5】本発明の第一実施形態における音源の位置推定処理の一例を示すフローチャートである。

【図6】本発明の第一実施形態における空調制御の一例を示すフローチャートである。

【図7】本発明の第二実施形態における空調システムの一例を示す図である。

【図8】本発明の第二実施形態における音の周波数とフィルタの通過帯域の関係の一例を示す図である。

【図9】本発明の第二実施形態における音の到達時刻の検出方法を説明する図である。

【図10】本発明の第二実施形態における音源の位置推定処理の一例を示すフローチャートである。

【図11】本発明の各実施形態における位置推定装置、端末装置のハードウェア構成の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

＜第一実施形態＞
以下、本発明の第一実施形態による空調システムを図１～図６を参照して説明する。
図１は、本発明の第一実施形態における空調システムの一例を示す図である。
図示するように空調システムは、空調機１０と、端末装置４０と、マイクＭ１～Ｍ４とを含む。空調機１０は、制御装置２０を備える。制御装置２０は、空調機１０の運転を制御する。制御装置２０は、空間ｗの一部のエリアを対象として、空調を行うよう空調機１０を制御する機能を有している。制御装置２０は、位置推定装置３０を備える。位置推定装置３０は、端末装置４０が発した音ｓに基づいて、音ｓが発された位置を推定する。制御装置２０は、例えば、位置推定装置３０が推定した位置を対象として空調制御を行う。

【0025】

端末装置４０は、音波出力部４１を備える。音波出力部４１は、端末装置４０を操作するユーザの位置を空調機１０へ知らせる目的で、連続する複数の時間区間ごとに異なる周波数の音波ｓを連続的に出力する。端末装置４０は、例えば、スマートフォン等の情報処理装置である。音波出力部４１が出力する音ｓの周波数には、もともと存在する様々な騒音と混在しないように、騒音レベルが低い周波数が選択される。例えば、１０ｋＨｚ以下の音は、可聴音やエアコン動作に伴う風切り音などで用いられる。また、一般的なスマートフォンが出力できる周波数の上限は２０ｋＨｚ程度である。従って、音ｓの周波数は、１０～２０ｋＨｚの範囲から選択することが望ましい。さらに、音ｓの周波数は、空調機１０が備えるインバータのスイッチングの周波数（例えば１７ｋＨｚ付近）を避けて設定されることが好ましい。また、可聴域は人が不快に感じる可能性があるため、音ｓの周波数は、可聴域（１０～２０ｋＨｚの範囲であれば、周波数が低い程、聞こえやすい）を避けて設定してもよい。また、上限にあたる２０ｋＨｚ付近の出力には限界があり、高周波になるほど振幅が減衰しやすくなるため、例えば、２０ｋＨｚ付近は避けて設定することが好ましい。これらの諸条件を考慮して、音ｓの周波数は、例えば、１５ｋＨｚ付近に設定される。また、後述するように、音波出力部４１が出力する音は、音の出力開始から、波形の振幅が所定の範囲内に整定するまでの間、振幅が徐々に大きくなる性質を有する。音波出力部４１は、振幅が大きくなるまでの時間区間Ｔ１と、それ以降の時間区間Ｔ２とで周波数を変更した一連の音ｓを出力する。時間区間Ｔ１における音ｓの周波数をα１、時間区間Ｔ２における音ｓの周波数をα２とする。

【0026】

端末装置４０と位置推定装置３０とは、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、超音波通信などの通信手段によって通信可能に構成されている。
マイクＭ１～Ｍ４は、端末装置４０が出力した音sを収音するセンサである。

【0027】

位置推定装置３０は、端末装置４０が出力した音ｓがマイクＭ１～Ｍ４の各々に到達する時刻の差に基づいて、その音源（端末装置４０）の位置を推定する。制御装置２０は、位置推定装置３０が推定した位置を対象として空調制御を行う。

【0028】

次に位置推定装置３０の機能について説明する。位置推定装置３０は、アンプ３１と、フィルタ３２と、コンパレータ３３と、マイコン３４と、を備える。
アンプ３１は、マイクＭ１～Ｍ４が音ｓを収音して電気信号に変換したアナログの音信号をマイクＭ１～Ｍ４別に取得し、それぞれの振幅を増幅する。アンプ３１は、増幅後のアナログ音信号（マイクＭ１～Ｍ４ごとのアナログ音信号）をフィルタ３２へ出力する。
フィルタ３２は、アンプ３１から取得したアナログ音信号の不要な高周波成分及び低周波成分を減衰させて、予め定められた周波数帯のアナログ音信号をコンパレータ３３へ出力する。フィルタ３２は、端末装置４０が出力する音ｓの周波数α１、α２を通すように構成されている。
コンパレータ３３は、フィルタ３２が出力した音ｓのアナログ音信号の振幅と、所定の閾値とを比較してアナログ音信号の振幅が閾値を上回れば「１」を出力し、アナログ音信号の振幅が閾値以下であれば「０」を出力する。ここで閾値とは、端末装置４０から出力された音ｓが到達したか否かを判定するための値である。コンパレータ３３は、「０」または「１」のパルス信号をマイコン３４へ出力する。

【0029】

マイコン３４は、ＣＰＵ（central processing unit）を備えたコンピュータである。マイコン３４は、到達時刻検出部３５と、位置推定部３６と、通信部３７とを備えている。
到達時刻検出部３５は、マイクＭ１～Ｍ４のそれぞれに音ｓが到達した時刻（到達時刻）を検出する。具体的には、到達時刻検出部３５は、周波数α２の音ｓを検出した時刻を、音ｓの到達時刻とする。

【0030】

位置推定部３６は、マイクＭ１～Ｍ４のうちの１つのマイク（例えばマイクＭ１）を基準として、基準となるマイクＭ１が音ｓを検出した時刻と、他の３つのマイクＭ２～Ｍ４が音ｓを検出した時刻との差、つまり、音ｓがマイクＭ１に到達する時刻と、マイクＭ２～Ｍ４に到達する時刻との時間差（到達時間差）を算出する。位置推定部３６は、算出した到達時間差に基づいて、音ｓが出力された位置（ユーザが存在する位置）を推定する。
通信部３７は、端末装置４０と通信を行い、到達時刻推定処理や位置推定処理の成功または失敗の結果を送信する。

【0031】

次に図２を用いて本実施形態における位置推定方法の一例について説明する。
図２は、本発明の第一実施形態におけるマイクの配置例を示す図である。
図２にマイクＭ１～Ｍ４の配置例を示す。マイクＭ１～Ｍ４は、空間ｗの天井に、例えばマイクＭ１～Ｍの各々が、空調機１０の吹き出し口の中心を重心とする正方形の頂点をなすように配置される。
位置推定部３６は、マイクＭ１～Ｍ４が音ｓを検出した時刻の差（到達時間差）に基づいて端末装置４０の位置を推定する。位置の推定には、ＴＤＯＡ（Time Difference Of Arrival）等の公知の手法を用いることができる。例えば、マイクＭ１～Ｍ４の座標をそれぞれ（Ａ１、Ｂ１、Ｃ１）、（Ａ２、Ｂ２、Ｃ２）、（Ａ３、Ｂ３、Ｃ３）、（Ａ４、Ｂ４、Ｃ４）とし、端末装置４０の位置の座標を（ｘ、ｙ、ｚ）とし、マイクＭ１への音ｓの到達時刻とマイクＭ１～Ｍ４への音ｓの到達時刻の差をそれぞれｔ１、ｔ２、ｔ３．ｔ４とし、端末装置４０とマイクＭ１の距離をｄ、音速をｃとすると、以下の連立方程式が得られる。
（ｘ－Ａ１）^２＋（ｙ－Ｂ１）^２＋（ｚ－Ｃ１）^２－（ｄ＋ｃ・ｔ１）^２＝０
（ｘ－Ａ２）^２＋（ｙ－Ｂ２）^２＋（ｚ－Ｃ２）^２－（ｄ＋ｃ・ｔ２）^２＝０
（ｘ－Ａ３）^２＋（ｙ－Ｂ３）^２＋（ｚ－Ｃ３）^２－（ｄ＋ｃ・ｔ３）^２＝０
（ｘ－Ａ４）^２＋（ｙ－Ｂ４）^２＋（ｚ－Ｃ４）^２－（ｄ＋ｃ・ｔ４）^２＝０
ＴＤＯＡによれば、端末装置４０の位置は、ニュートン－ラプソン法等の近似計算を用いて、上記の方程式を解くことにより算出することができる。このように、音源位置を推定するためには、各マイク間の到達時間差を正確に算出しなければならない。その為には、マイクＭ１～Ｍ４への正確な到達時刻が検出できなければならない。次にスマートフォン等の端末装置４０（音波出力部４１）が出力する音ｓの性質について説明する。

【0032】

図３は、本発明の第一実施形態における音信号を説明する図である。
図３（ａ）に、端末装置４０が発するアナログ音信号の一例を示す。スマートフォン等が出力するアナログ音信号の音圧の振幅（振幅が所定の範囲内となった場合）は、図３（ａ）に示すようにばらつきがある。従って、音ｓの到達を検出するためには、音圧に閾値を設け、この閾値を所定の回数上回ると、その時刻を音ｓの到達時刻と決定する方法が考えられる。
図３（ｂ）は、マイクＭ１等で検出する音ｓの音圧の振幅の経時的変化を示している。図３（ｂ）は、スマートフォン等が出力する音ｓは、出力開始から音圧の振幅が徐々に増大し、その波形の形状がラッパ状となることを示している。波形がこのように変化する場合、音ｓの到達を判定するための音圧の閾値をどのように設けるかによって到達時刻が変化することになり、音ｓの検出の判定が不明瞭になる。また、スマートフォンの機種や音ｓの周波数などによって音圧の立ち上がり方（傾き）や音圧のピーク（振幅のピーク）が異なるため、一つの閾値によって音ｓの到達判定を行うことができなくなる。そこで、本実施形態では、音ｓの波形の立ち上がりまでに一定の時間が掛かることを利用して、音ｓの到達時刻を推定する。次に図４を用いて、本実施形態の到達時刻の推定方法を説明する。

【0033】

図４は、本発明の第一実施形態における音の到達時刻の検出方法を説明する図である。
まず、端末装置４０が出力する音波ｓについて説明する。図４の上図は、音ｓの音圧の波形を示している。
端末装置４０の音波出力部４１は、音ｓの出力開始から時間区間Ｔ１の間は、周波数α１の音波を出力する。ここで、時間区間Ｔ１の長さは、例えば、１００ｍｓｅｃ程度である。時間区間Ｔ１の長さは、音ｓの振幅が徐々に大きくなり、所定の範囲内に整定するまでの時間に相当する長さとして設定される。時間区間Ｔ１の長さは、端末装置４０の種類や周波数αなどに依存するため、音ｓの振幅が静定するまでの長さに応じて、５０ｍｓｅｃ～２００ｍｓｅｃの間で適切に設定される。また、時間区間Ｔ１の長さは、音ｓの振幅が増幅し整定するまでに要する時間より少し余裕をもった長さとして設定されてもよい。また、周波数α１は、例えば、１６ＫＨｚ程度である。

【0034】

音ｓの出力から時間区間Ｔ１を経て時間区間Ｔ２を迎えると、音波出力部４１は、音ｓを出力したまま周波数をα１からα２へと変更する。周波数α２は、例えば、１５ＫＨｚ程度である。周波数α１の音波と周波数α２の音波を識別するために、周波数α１と周波数α２の間は、１ＫＨｚ以上離れていることが好ましい。音波出力部４１は、例えば、時間区間Ｔ１の長さと同程度の長さに設定された時間区間Ｔ２の間、周波数α２で音ｓを出力する。

【0035】

次に到達時刻検出部３５による音ｓの検出処理について説明する。
図４の上図のＰｔｈは、コンパレータ３３がパルス信号を生成する際の閾値である。コンパレータ３３は、音ｓの振幅が閾値Ｐｔｈを上回っていれば「１」を出力し、閾値Ｐｔｈ以下であれば「０」を出力する。図４の下図に、図４上図の音ｓに対してコンパレータ３３が出力したパルス信号のグラフを示す。時間区間Ｔ０の間は、実際には音ｓが到達しているにもかかわらず、音ｓの振幅が小さいためにコンパレータ３３は「０」をマイコン３４に出力する。その後、音ｓの振幅の最大値が閾値Ｐｔｈを超えるようになると、振幅の大きさが閾値Ｐｔｈを上下する周期に応じて、コンパレータ３３は、「０」と「１」と交互に出力する。

【0036】

マイコン３４では、到達時刻検出部３５が、パルス信号を取得すると、「０」と「１」が変化する周期に基づいて、音ｓの到着を検出する。図示するようにコンパレータ３３が出力するパルス信号の周期（又はパルス幅）は、音ｓの周波数に応じて時間区間Ｔ１と時間区間Ｔ２とで変化する。到達時刻検出部３５は、パルス信号の周期が変わる時刻ｔ３を音ｓの到着時刻として検出する。例えば、到達時刻検出部３５は、パルス信号の「０」続く状態から、一定の周期で「０」、「１」が変化する信号を取得するようになると、その周期を算出し記憶する。到達時刻検出部３５は、記憶した周期と、コンパレータ３３から取得する「０」と「１」の変化する周期とを比較する。到達時刻検出部３５は、取得した信号の周期が連続してＸ回（例えば３回）、記憶した周期（Ｔ１での周期）と異なる（周期の差が所定の閾値以上となる）と、音ｓが到達したと判定し、音ｓが到達したと判定した時刻ｔ４から、所定の時間だけ遡った時刻ｔ３を音ｓの到達時刻とする。所定の時間とは、図４の例では、変化後のパルス周期ｒ０×（Ｘ－１）＋パルス幅ｒ１である。あるいは、到達時刻検出部３５は、時間区間Ｔ１の音ｓの周波数α１と、時間区間Ｔ２の音ｓの周波数α２とに基づいて予め設定された時間区間Ｔ１と時間区間Ｔ２のパルス信号の周期と、コンパレータ３３から取得するパルス信号の周期とを比較して、コンパレータ３３から取得するパルス信号の周期が、時間区間Ｔ２のパルス信号の周期であるとみなせる範囲となると、音ｓが到達したと判定し、上記例と同様に、最初に時間区間Ｔ２のパルス信号を検出した時刻ｔ３を算出して、時刻ｔ３を音ｓの到達時刻としてもよい。または、到達時刻検出部３５は、パルス信号の周期ではなく、パルス幅ｒ１の変化を検出することによって、同様にして音ｓの到達時刻を推定してもよい。

【0037】

このように、本実施形態では、端末装置４０が、音ｓの波形の立ち上がりに要する時間（例えば、１００ｍｓｅｃ）に合わせて、波形の振幅が増大する時間区間Ｔ１と、振幅の変化が整定した後の時間区間Ｔ２とで、周波数の異なる音ｓを出力する。そして、位置推定装置３０では、周波数の変化した時刻ｔ３を推定し、推定した時刻を音ｓがマイクＭ１等への到達時刻とする。このように、波形の立ち上がり完了時刻を検出するという基準を設けることにより、出力の開始から振幅が徐々に変化し、振幅にばらつきがあるという音ｓの性質による、単純に振幅の大きさに対する閾値を設けて、その閾値を超える音信号を検出すると音ｓが到達したと判定する場合の判定の不確かさを解消することができる。

【0038】

図５は、本発明の第一実施形態における音源の位置推定処理の一例を示すフローチャートである。
図５を用いて、本実施形態の位置推定処理の流れについて説明する。前提として、位置推定部３６は、マイクＭ１～Ｍ４の位置情報を記憶しているとする。また、端末装置４０は、音ｓの出力開始から時間区間Ｔ１の間は周波数α１を、時間区間Ｔ２の間は周波数α２を出力するプログラム、または、そのような音ｓを再生により出力することができる所定フォーマットの音声ファイル（ｗａｖファイル等）を記憶しており、音波出力部４１が当該プログラムを実行したり、当該音声ファイルを再生したりすることにより、端末装置４０のスピーカから音ｓが出力される。

【0039】

まず、ユーザが端末装置４０を操作して、複数の時間区間ごとに異なる周波数で出力される音ｓの出力を開始する。マイクＭ１～Ｍ４は、音ｓを収音する（ステップＳ１１）。マイクＭ１～Ｍ４は、音ｓを収音すると、音ｓを電気信号に変換して、音ｓのアナログ音信号を、アンプ３１へ出力する。アンプ３１は、マイクＭ１～Ｍ４が出力した音ｓのアナログ音信号をそれぞれ増幅させ、フィルタ３２へ出力する。フィルタ３２は、増幅後の４つのアナログ音信号から、α１とα２が含まれる所定の通過帯域の周波数を抽出してコンパレータ３３へ出力する。コンパレータ３３は、フィルタ３２が出力したマイクＭ１～Ｍ４にて収音された音ｓについての４つのアナログ音信号の各々を、所定の閾値に基づいてパルス信号に変換して、パルス信号をマイコン３４へ出力する。

【0040】

マイコン３４では、到達時刻検出部３５が４つのパルス信号を取得し、音ｓの周波数の変化を検出する（ステップＳ１２）。具体的には、到達時刻検出部３５は、図４を用いて説明したように４つのパルス信号のそれぞれについて、音ｓの周波数のα１からα２への変化に対応するパルス信号の周期の変化（又はパルス幅の変化）を検出する。例えば、到達時刻検出部３５は、パルス信号の周期が変化して、その周期が所定回数以上連続すると、パルス信号の周期が変化したと判定する。到達時刻検出部３５は、パルス信号の周期が変化したと判定した時刻、パルス周期およびパルス幅などを検出し、記憶する。

【0041】

次に到達時刻検出部３５は、マイクＭ１～Ｍ４それぞれへの音ｓの到達時刻を推定する（ステップＳ１３）。例えば、到達時刻検出部３５は、ステップＳ１２で記憶したパルス信号の周期が変化したと判定した時刻、パルス周期、パルス幅などを用いて、パルス信号の周期が変化したと判定した時刻から、所定時間遡った時刻を算出し、算出した時刻を音ｓの到達時刻として推定する。到達時刻検出部３５は、推定したマイクＭ１～Ｍ４への音ｓの到達時刻（４つ）を位置推定部３６へ出力する。
位置推定部３６は、マイクＭ１～Ｍ４への音ｓの到達時刻から、例えば、マイクＭ１とマイクＭ２への音ｓの到達時刻差、マイクＭ１とマイクＭ３への音ｓの到達時刻差、マイクＭ１とマイクＭ４への音ｓの到達時刻差を算出し、ＴＤＯＡにより音源（端末装置４０）の位置を推定する（ステップＳ１４）。

【0042】

次に位置推定装置３０による位置推定に基づく、空調制御について説明する。
図６は、本発明の第一実施形態における空調制御の一例を示すフローチャートである。
まず、ユーザが端末装置４０を操作して、所定の周波数の音ｓの出力を行う（ステップＳ２１）。空調機１０では、マイクＭ１～Ｍ４が音ｓを収音する（ステップＳ２２）。位置推定装置３０は、マイクＭ１～Ｍ４が出力した音ｓに基づくパルス信号を取得し、到達時刻の推定、音源位置の推定を行う。例えば、パルス信号の周期が所定の範囲内ではない場合や、一定の周期分のパルス信号が取得できないなどの場合、位置推定装置３０の到達時刻検出部３５は、受信失敗と判定し（ステップＳ２３；Ｎｏ）、通信部３７は、端末装置４０へエラー信号を送信する（ステップＳ２４）。一方、音ｓを正常に受信できた場合（ステップＳ２３；Ｙｅｓ）、通信部３７は、端末装置４０へ受信成功を示す信号を送信する。端末装置４０は、受信成功を知らせるメッセージをディスプレイに表示したり、音を鳴らしたりして受信の成功をユーザに通知する。あるいは、空調機１０側で、受信成功をユーザに通知するために音を鳴らしたり、ＬＥＤを点灯させたりしてもよい。音ｓの受信に成功した場合、位置推定装置３０は、音源の位置を推定する（ステップＳ２５）。推定の方法は、図４～図５で説明したとおりである。

【0043】

位置の推定処理に成功した場合（ステップＳ２６；Ｙｅｓ）、通信部３７が、端末装置４０へ位置推定に成功を示す信号を送信する。端末装置４０は、位置推定の成功を知らせるメッセージをディスプレイに表示したり、音を鳴らしたりする。あるいは、空調機１０側で音を鳴らしたりＬＥＤを点灯させたりして、位置推定の成功をユーザに通知してもよい。また、位置推定装置３０が位置の推定に成功すると、制御装置２０は、推定した音源の位置を対象に空調制御を行う（ステップＳ２８）。例えば、制御装置２０は、空調機１０のルーバー（図示せず）を制御して風向を、推定した音源位置に向けるなどの制御を行う。

【0044】

一方、上記の連立方程式の解が算出できなかったり、算出した解が異常（空間ｗの範囲外など）だったりした場合、位置推定装置３０は、位置の推定処理に失敗する。位置の推定処理に失敗した場合（ステップＳ２６；Ｎｏ）、位置推定装置３０は、端末装置４０へエラー信号を送信する（ステップＳ２７）。
ステップＳ２４、ステップＳ２７でエラー信号を受信した場合、端末装置４０は、ディスプレイ等にメッセージを表示させたり、受信または位置推定に失敗したことを通知する可聴音を鳴らしたり、ＬＥＤランプを点灯させたりして、ユーザにエラーを通知する。ユーザは、これらの通知を確認すると、再度、端末装置４０を操作して、音ｓを出力する（ステップＳ２１）。以降、位置推定が成功するまで、上記の過程を繰り返す。

【0045】

本実施形態の位置推定装置３０によれば、音の出力と共に音圧の振幅が徐々に増大する性質を有するような音ｓについて、様々な騒音がある環境下において、マイクＭ１～Ｍ４への到達時刻を精度よく検出することができる。これにより、精度の良い音源（ユーザ）の位置推定が可能になる。また、制御装置２０は、位置推定装置３０を備えることにより、ユーザが所望するエリアを対象とする空調制御を行うことができる。

【0046】

上記の説明では、端末装置４０による音ｓの１回の出力に対し、位置推定を行う場合を例に挙げたが、１回の位置推定を行うために、端末装置４０から一連の音ｓ（時間区間Ｔ１，Ｔ２の間、それぞれ周波数α１，α２で出力された音）を複数回出力するようにしてもよい。その場合、位置推定装置３０は、端末装置４０が音ｓを出力する度に音ｓの出力位置に対する位置推定を行い、例えば、推定結果の平均値を端末装置４０（ユーザ）の位置として推定するようにしてもよい。複数回の推定結果に基づいて最終的な推定位置を決定することで、位置推定処理のばらつきの影響を低減し、位置推定の精度を向上することができる。

【0047】

＜第二実施形態＞
以下、本発明の第二実施形態による空調システムを、図７を参照して説明する。
図７は、本発明の第二実施形態における空調システムの一例を示す図である。
本発明の第二実施形態に係る構成のうち、本発明の第一実施形態に係る空調システムを構成する機能部と同じものには同じ符号を付し、それらの説明を省略する。第二実施形態に係る空調システムでは、位置推定装置３０Ａが、到達時刻検出部３５の代わりに到達時刻検出部３５Ａを備える。また、端末装置４０Ａが、音波出力部４１の代わりに音波出力部４１Ａを備える。
音波出力部４１Ａは、第一実施形態と同様、音圧を示す振幅が増大する間（時間区間Ｔ１´）と、振幅が所定範囲内に整定した後（時間区間Ｔ２´）では異なる周波数の音波を出力する。一例として、音波出力部４１Ａは、時間区間Ｔ１には周波数α１´の音波を出力し、時間区間Ｔ２には周波数α２の音波を出力する。ここで、周波数α１（第一実施形態）、α１´、α２とフィルタ３２の通過帯域との関係を、図８を用いて説明する。

【0048】

図８は、本発明の第二実施形態における音の周波数とフィルタの通過帯域の関係の一例を示す図である。図８にフィルタ３２へ入力される周波数ごとのゲイン（利得）を示す。
図示するように時間区間Ｔ１の周波数α１（第一実施形態）、時間区間Ｔ２の周波数α２は、何れもフィルタ３２の通過帯域に含まれている。これに対し、第二実施形態の時間区間Ｔ１´における周波数α１´はフィルタ３２の通過帯域には含まれない。従って、第二実施形態では、時間区間Ｔ１´の間、音ｓはフィルタ３２を通過しない。従って、時間区間Ｔ１´の間はコンパレータ３３から出力されるパルス信号の値は「０」となる。

【0049】

到達時刻検出部３５Ａは、例えば、コンパレータ３３からの出力が一定して「０」の状態から変化して、「１」が通算して所定回数、又は連続して所定回数出力されると、音ｓが到達したと判定する。到達時刻検出部３５Ａは、音ｓが到達したと判定した時刻から所定時間遡った時刻を音ｓの到達時刻として推定する。第一実施形態では、パルス信号の周期やパルス幅の変化に基づいて音ｓの到達時刻を推定したが、第二実施形態では、到達時刻検出部３５Ａは、「１」の値を有する信号を最初に取得した時刻を音ｓの到達時刻とする。到達時刻検出部３５Ａは、マイクＭ１～Ｍ４が検出した音ｓのそれぞれに対して到達時刻を推定し、４つの到達時刻を位置推定部３６へ出力する。
位置推定部３６は、マイクＭ１～Ｍ４への音ｓの到達時刻の推定値から、例えば、マイクＭ１とマイクＭ２への音ｓの到達時刻差、マイクＭ１とマイクＭ３への音ｓの到達時刻差、マイクＭ１とマイクＭ４への音ｓの到達時刻差を算出し、ＴＤＯＡにより音源（端末装置４０）の位置を推定する。

【0050】

図９は、本発明の第二実施形態における音の到達時刻の検出方法を説明する図である。
まず、端末装置４０が出力する音波ｓについて説明する。図９の上図は、音ｓの音圧の波形を示している。
端末装置４０の音波出力部４１Ａは、音ｓの出力開始から時間区間Ｔ１´の間は、周波数α１´の音波を出力する。時間区間Ｔ１´の長さは、第一実施形態と同様に、音ｓの振幅の大きさが所定の範囲内に整定するまでに要する時間に基づいて設定される（５０ｍｓｅｃ～２００ｍｓｅｃ）。また、周波数α１´は、図８に示すようにフィルタ３２の通過帯域に含まれない。

【0051】

音ｓの出力から時間区間Ｔ１´を経て時間区間Ｔ２´を迎えると、音波出力部４１Ａは、音ｓを出力したまま周波数をα１´からα２へと変更する。周波数をα２は、例えば、１５ＫＨｚ程度である（第一実施形態と同様）。音波出力部４１Ａは、例えば、時間区間Ｔ１´の長さと同程度の長さに設定された時間区間Ｔ２´の間、周波数α２で音ｓを出力する。

【0052】

次に到達時刻検出部３５Ａによる音ｓの検出処理について説明する。
フィルタ３２は、周波数α１´の音波を通過させないので、時間区間Ｔ１´における音圧の振幅が閾値ｐｔｈを超えていてもコンパレータ３３へは、音ｓは出力されない。その為、時間区間Ｔ１´においてコンパレータ３３からマイコン３４へ出力されるパルス信号の値は「０」である（図９下図）。時間区間Ｔ２´になると、フィルタ３２は、周波数α２の音波を通過させるため、コンパレータ３３は、一定の周期で「１」をマイコン３４へ出力するようになる。

【0053】

マイコン３４では、到達時刻検出部３５Ａが、「１」の値を有するパルス信号の取得に基づいて、音ｓの到着を検出する。到達時刻検出部３５Ａは、最初に値「１」の信号を取得した時刻ｔ３´を音ｓの到着時刻として検出する。例えば、到達時刻検出部３５Ａは、パルス信号の「０」続く状態から、一定の周期で「０」、「１」が変化する信号を取得するようになると、その周期を算出し記憶する。到達時刻検出部３５Ａは、記憶した周期と、コンパレータ３３から取得する「０」と「１」の変化する周期とを比較する。到達時刻検出部３５Ａは、連続してＸ回（例えば３回）、「１」を検出すると、音ｓが到達したと判定し、音ｓが到達したと判定した時刻ｔ４´から、所定の時間だけ遡った時刻ｔ３´を音ｓの到達時刻とする。所定の時間とは、図９の例では、パルス周期ｒ０´×（Ｘ－１）＋パルス幅ｒ１´である。

【0054】

このように、本実施形態では、端末装置４０が、連続して一定期間音ｓを出力する中で、波形の振幅が増大する時間区間Ｔ１´ではフィルタ３２を通過しない周波数α１´で、振幅の変化が整定した後の時間区間Ｔ２´ではフィルタ３２を通過する周波数α２で音ｓを出力する。位置推定装置３０では、周波数α２の音ｓを検出し、音ｓがマイクＭ１等への到達時刻を推定する。このように、波形の立ち上がり完了時刻を検出するという基準を設けることにより、出力の開始から振幅が徐々に変化し、振幅にばらつきがあるという音ｓの性質による、単純に振幅の大きさに対する閾値を設けて、その閾値を超える音信号を検出すると音ｓが到達したと判定する場合の判定の不確かさを解消することができる。

【0055】

図１０は、本発明の第二実施形態における音源の位置推定処理の一例を示すフローチャートである。
前提条件等は、第一実施形態（図５）と同様である。まず、ユーザが端末装置４０を操作して、周波数α１´を有する音ｓの出力を開始する。上記の通り、時間区間Ｔ２´では、音ｓの周波数はα２で出力される。マイクＭ１～Ｍ４は、音ｓを収音する（ステップＳ３１）。マイクＭ１～Ｍ４は、音ｓを収音すると、音ｓを電気信号に変換して、音ｓのアナログ音信号を、アンプ３１へ出力する。アンプ３１は、マイクＭ１～Ｍ４が出力した音ｓのアナログ音信号をそれぞれ増幅させ、フィルタ３２へ出力する。フィルタ３２は、増幅後の４つのアナログ音信号から、所定の通過帯域の周波数を抽出してコンパレータ３３へ出力する。第二実施形態では、フィルタ３２は、時間区間Ｔ２´に出力された音ｓのアナログ音信号だけを抽出してコンパレータ３３へ出力する。
コンパレータ３３は、フィルタ３２が出力したマイクＭ１～Ｍ４にて収音された音ｓについての４つのアナログ音信号の各々を、所定の閾値に基づいてパルス信号に変換して、パルス信号をマイコン３４へ出力する。

【0056】

マイコン３４では、到達時刻検出部３５Ａが４つのパルス信号を取得し、マイクＭ１～Ｍ４それぞれへの音ｓの到達時刻を推定する（ステップＳ３２）。具体的には、到達時刻検出部３５Ａは、図９を用いて説明したように４つのパルス信号のそれぞれについて、値「１」を検出する。例えば、到達時刻検出部３５Ａは、コンパレータ３３から取得したパルス信号にて連続して、あるいは通算で所定回数以上一定の周期で「１」を検出すると音ｓを検出したと判定する。到達時刻検出部３５Ａは、音ｓを検出したと判定した時刻、パルス周期およびパルス幅などを検出し、記憶する。到達時刻検出部３５Ａは、記憶した音ｓを検出したと判定した時刻、パルス周期、パルス幅などを用いて、音ｓを検出したと判定した時刻から、所定時間遡った時刻を算出し、算出した時刻を音ｓの到達時刻として推定する。到達時刻検出部３５Ａは、推定したマイクＭ１～Ｍ４への音ｓの到達時刻（４つ）を位置推定部３６へ出力する。位置推定部３６は、マイクＭ１～Ｍ４への音ｓの到達時刻から、例えば、マイクＭ１とマイクＭ２への音ｓの到達時刻差、マイクＭ１とマイクＭ３への音ｓの到達時刻差、マイクＭ１とマイクＭ４への音ｓの到達時刻差を算出し、ＴＤＯＡにより音源（端末装置４０）の位置を推定する（ステップＳ３３）。

【0057】

本実施形態によれば、マイコン３４は時間区間Ｔ１´における信号処理を行うことなく、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、上記説明では、端末装置４０Ａが、時間区間Ｔ１´においてフィルタ３２を通過しない周波数α１´の音波を出力することとしたが、本実施形態の位置推定処理は、フィルタ３２の通過帯域を調整して（絞って）、時間区間Ｔ１´において出力される音ｓの周波数を通過させないフィルタを設けることによっても実現してもよい。

【0058】

図１１は、本発明の各実施形態における位置推定装置、端末装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
コンピュータ９００は、ＣＰＵ９０１、主記憶装置９０２、補助記憶装置９０３、インタフェース９０４、音信号処理回路９０５を備える。
上述の位置推定装置３０，３０Ａ、端末装置４０，４０Ａは、コンピュータ９００を備える。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式で補助記憶装置９０３に記憶されている。ＣＰＵ９０１は、プログラムを補助記憶装置９０３から読み出して主記憶装置９０２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ９０１は、プログラムに従って、記憶領域を主記憶装置９０２に確保する。

【0059】

少なくとも１つの実施形態において、補助記憶装置９０３は、一時的でない有形の媒体の一例である。一時的でない有形の媒体の他の例としては、インタフェース９０４を介して接続される磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等が挙げられる。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ９００に配信される場合、配信を受けたコンピュータ９００が当該プログラムを主記憶装置９０２に展開し、上記処理を実行してもよい。

【0060】

上述した位置推定装置３０，３０Ａ、端末装置４０，４０Ａにおける各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムを位置推定装置３０，３０Ａ、端末装置４０，４０Ａのコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。

【0061】

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
位置推定装置３０，３０Ａ、端末装置４０，４０Ａは、１台のコンピュータで構成されていても良いし、通信可能に接続された複数のコンピュータで構成されていてもよい。

【0062】

音信号処理回路９０５は、音信号を増幅させるアンプ、所定の周波数帯のみを通過させるバンドパスフィルタ、コンパレータ、アナログ音信号をデジタル音信号に変換するＡ／Ｄコンバータ、デジタル音信号をアナログ音信号に変換するＤ／Ａコンバータ等を含む。例えば、端末装置４０，４０Ａでは、インタフェース９０４にスピーカが接続され、位置推定装置３０，３０Ａでは、インタフェース９０４にマイクＭ１～Ｍ４が接続される。

【0063】

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。また、この発明の技術範囲は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、音波の振幅波形が整定する時刻を検出できるように構成されていれば、端末装置４０、４０Ａが出力する音ｓの時間区間は３つ以上に設定してもよい。

【0064】

例えば、上記の実施形態では、マイクＭ１～Ｍ４の全てを同時に用いることとしたが、音源の平面での位置の推定は、マイクが３つあれば可能である。ユーザの平面上の位置推定のみを行う場合、例えば、マイクＭ１～Ｍ３だけを使用して位置推定を行い、何れかのマイクが故障した場合に残りのマイクＭ４を使用するようにしてもよい。あるいは、４つのマイクＭ１～Ｍ４のうち、任意の３つのマイクを毎回選択して、選択したマイクによって位置推定を行うようにしてもよい。

【0065】

または、平面での位置推定を行う場合、１回の位置推定について、マイクＭ１、Ｍ２、Ｍ３を用いた推定、マイクＭ１、Ｍ３、Ｍ４を用いた推定、マイクＭ１、Ｍ２、Ｍ４を用いた推定、マイクＭ２、Ｍ３、Ｍ４を用いた推定の４回の位置推定処理を行って、４回の推定結果の平均を、最終的な端末装置４０の位置として決定してもよい。
α２は第１周波数、α１およびα１´は第２周波数の一例である。
端末装置４０と、マイクＭ１～Ｍ４と、位置推定装置３０とで端末装置４０の位置を推定する測位システムを構成する。

【符号の説明】

【0066】

１０・・・空調機
２０・・・制御装置
３０、３０Ａ・・・位置推定装置
３１・・・アンプ
３２・・・フィルタ
３３・・・コンパレータ
３４・・・マイコン
３５、３５Ａ・・・到達時刻検出部
３６・・・位置推定部
３７・・・通信部
４０、４０Ａ・・・端末装置
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４・・・マイク
ｗ・・・空間
ｓ・・・音
９００・・・コンピュータ
９０１・・・ＣＰＵ
９０２・・・主記憶装置
９０３・・・補助記憶装置
９０４・・・インタフェース
９０５・・・音信号処理回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】