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JP2020041978A - Measuring device, measurement method, and program - Google Patents

Measuring device, measurement method, and program Download PDF

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JP2020041978A
JP2020041978A JP2018171616A JP2018171616A JP2020041978A JP 2020041978 A JP2020041978 A JP 2020041978A JP 2018171616 A JP2018171616 A JP 2018171616A JP 2018171616 A JP2018171616 A JP 2018171616A JP 2020041978 A JP2020041978 A JP 2020041978A
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忠行 小笠原
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Abstract

【課題】騒音環境下において、可聴領域の周波数帯の音波を用いた距離測定を可能とする距離計測装置を提供する。【解決手段】一定時間サンプリングした可聴周波数帯域の音波を高速フーリエ変換処理で分析する分析部13と、分析部による分析結果を用いて各周波数の音圧レベルの代表値を計算し、算出した代表値の値に基づいて計測周波数を抽出する周波数抽出部14と、周波数抽出部によって抽出される計測周波数の音波の音波情報を生成し、生成した計測周波数の音波の音波情報をスピーカ17に出力する波形生成部15と、波形生成部によって生成される計測周波数の音波の音波情報を取得するとともに、スピーカから出力された計測周波数の音波の反射波の音波情報を取得し、取得した計測周波数の音波の反射波の音波情報と計測周波数の音波の音波情報とを用いて測定対象物との距離を算出する距離算出部16とを備える。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a distance measuring device capable of measuring a distance using a sound wave in a frequency band in an audible region in a noisy environment. SOLUTION: A representative value calculated by calculating a representative value of a sound pressure level of each frequency by using an analysis unit 13 that analyzes a sound wave in an audible frequency band sampled for a certain period of time by a high-speed Fourier conversion process and an analysis result by the analysis unit. The frequency extraction unit 14 that extracts the measurement frequency based on the value of the value and the sound wave information of the sound wave of the measurement frequency extracted by the frequency extraction unit are generated, and the sound wave information of the generated measurement frequency sound wave is output to the speaker 17. The sound wave information of the waveform generation unit 15 and the sound wave of the measurement frequency generated by the waveform generation unit is acquired, and the sound wave information of the reflected wave of the sound wave of the measurement frequency output from the speaker is acquired, and the sound wave of the acquired measurement frequency. The distance calculation unit 16 for calculating the distance to the object to be measured by using the sound wave information of the reflected wave and the sound wave information of the sound wave of the measurement frequency is provided. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、測定対象物との距離を計測する計測装置、計測方法、およびプログラムに関する。   The present invention relates to a measuring device, a measuring method, and a program for measuring a distance from a measurement target.

送水ポンプや排気ファンなどのファシリティ設備の点検においては、点検員が設置場所を巡回し、稼働音を聴覚で聞き分けて異音の有無を検出し、設備における劣化の有無を判断する。しかしながら、点検員の聴覚に依存する点検作業は、点検員のスキルや体調により判断結果が異なる可能性があった。   In the inspection of facility equipment such as a water pump and an exhaust fan, an inspector patrols the installation location, distinguishes operating noise by hearing, detects the presence or absence of abnormal noise, and determines whether or not the equipment has deteriorated. However, the inspection work depending on the hearing of the inspector may have different judgment results depending on the skill and physical condition of the inspector.

設備の稼働音を定量的に捉える方法としては、音源から発せられた音の音圧レベルを測定し、測定された音圧レベルを数値化する方法がある。   As a method of quantitatively capturing the operating sound of the equipment, there is a method of measuring the sound pressure level of a sound emitted from a sound source and digitizing the measured sound pressure level.

特許文献1には、暗騒音の影響を除いて、騒音源による騒音の音圧レベルを測定する技術について開示されている。特許文献1の手法では、騒音の周波数スペクトルの各周波数成分のうち暗騒音の音圧レベルの低い周波数成分を検出し、測定対象となる騒音源による騒音のうち検出した周波数の成分を測定する。   Patent Literature 1 discloses a technique for measuring the sound pressure level of noise caused by a noise source while eliminating the influence of background noise. In the method of Patent Document 1, a frequency component of a low sound pressure level of a background noise is detected from each frequency component of a frequency spectrum of the noise, and a component of the detected frequency is measured among noises from a noise source to be measured.

騒音を測定する際には、騒音源と騒音計との距離が変わると、計測される騒音値に影響が及ぶ。そのため、騒音源と騒音計との距離を一定に保って音圧レベルを測定したり、騒音源と騒音計との距離を測定しながら音圧レベルを測定したりすることが求められる。一般的な測距方法では、マイクロ波やミリ波などの電磁波や、超音波を対象物に向けて出力し、戻ってきた音波の減衰具合や遅延時間から距離を算出する。そのような測距方法では、電磁波や超音波の発生源が必要となるため、装置の持ち運びなどの利便性の低下や、コスト増加といった問題点があった。   When measuring noise, if the distance between the noise source and the sound level meter changes, the measured noise value is affected. Therefore, it is required to measure the sound pressure level while keeping the distance between the noise source and the sound level meter constant, or to measure the sound pressure level while measuring the distance between the noise source and the sound level meter. In a general distance measuring method, an electromagnetic wave such as a microwave or a millimeter wave or an ultrasonic wave is output toward an object, and a distance is calculated from an attenuation degree and a delay time of the returned sound wave. Since such a distance measuring method requires a source of electromagnetic waves or ultrasonic waves, there are problems such as reduced convenience in carrying the device and increased cost.

特許文献2には、可聴音と超音波を出力することができるスピーカと、可聴音と超音波を収音することができるマイクとを用いて、スピーカとマイクとの間の距離を測定する距離測定装置について開示されている。   Patent Document 2 discloses a distance that measures a distance between a speaker and a microphone by using a speaker that can output audible sound and ultrasonic wave and a microphone that can collect audible sound and ultrasonic wave. A measurement device is disclosed.

特許文献3には、被測定対象物を画像として撮像し、被測定対象物までの距離を光学的に測距し、付近の音を集音するセンサ部を備える騒音・距離測定装置について開示されている。特許文献3の装置は、外部からの操作に応じてセンサ部の姿勢を制御し、被測定対象物を画像として捕らえることができる位置にセンサ部の姿勢を調整する。   Patent Document 3 discloses a noise / distance measuring device including a sensor unit that captures an object to be measured as an image, optically measures a distance to the object to be measured, and collects nearby sounds. ing. The device of Patent Literature 3 controls the attitude of the sensor unit in accordance with an operation from the outside, and adjusts the attitude of the sensor unit to a position where an object to be measured can be captured as an image.

特開2001−159559号公報JP 2001-159559 A 特許第4960838号公報Japanese Patent No. 4,960,838 特開平07−190848号公報JP 07-190848 A

特許文献1の技術によれば、暗騒音に影響されないで測定対象となる騒音源による騒音の音圧レベルを測定することができる。しかしながら、特許文献1の技術には、可聴領域の周波数の音波では環境ノイズと干渉して音波の変化の検出が困難になるという問題点があった。   According to the technique of Patent Literature 1, it is possible to measure the sound pressure level of noise from a noise source to be measured without being affected by background noise. However, the technique of Patent Literature 1 has a problem that a sound wave having a frequency in an audible region interferes with environmental noise and makes it difficult to detect a change in the sound wave.

特許文献2の装置によれば、送信信号と受信信号からインパルス応答を求め、その結果からスピーカとマイクの距離を求めるので、一般的なスピーカとマイクでも高精度に距離を測定できる。しかしながら、特許文献2の手法では、環境ノイズの周波数よりも高い周波数領域の超音波を利用するため、超音波を扱うための特別な機構を追加する必要があるという問題点があった。   According to the device of Patent Document 2, an impulse response is obtained from a transmission signal and a reception signal, and the distance between the speaker and the microphone is obtained from the result. Therefore, the distance can be measured with high accuracy even with a general speaker and a microphone. However, the method of Patent Document 2 has a problem that a special mechanism for handling ultrasonic waves needs to be added because ultrasonic waves in a frequency region higher than the frequency of environmental noise are used.

特許文献3の装置によれば、被測定対象物までの距離を非接触で計測することができ、その計測距離の測距点付近の騒音レベルを計測することができる。しかしながら、特許文献3の手法では、撮像手段が必要であるため、装置の持ち運びなどの利便性の低下や、コスト増加といった問題点があった。   According to the device of Patent Literature 3, the distance to the object to be measured can be measured in a non-contact manner, and the noise level in the vicinity of the measuring point at the measured distance can be measured. However, the method of Patent Document 3 requires imaging means, and thus has problems such as reduced convenience in carrying the device and increased cost.

本発明の目的は、上述した課題を解決し、騒音環境下において、可聴領域の周波数帯の音波を用いた距離測定を可能とする距離計測装置を提供することにある。   An object of the present invention is to solve the above-described problem and to provide a distance measuring device that enables distance measurement using sound waves in a frequency band in an audible region in a noise environment.

本発明の一態様の計測装置は、測定対象物に向けてスピーカから出力される音波の反射波をマイクロホンで集音して測定対象物との距離を計測する距離計測装置であって、マイクロホンによって集音される可聴周波数帯域の音波を一定時間サンプリングし、サンプリングした音波を高速フーリエ変換処理を用いて分析することによって周波数スペクトルの時系列データを生成する分析部と、分析部によって生成される周波数スペクトルの時系列データを用いて各周波数の音圧レベルの代表値を計算し、算出した代表値の値に基づいて計測周波数を抽出する周波数抽出部と、周波数抽出部によって抽出される計測周波数の音波の音波情報を生成し、生成した計測周波数の音波の音波情報をスピーカに出力する波形生成部と、波形生成部によって生成される計測周波数の音波の音波情報を取得するとともに、スピーカから出力された計測周波数の音波の反射波の音波情報を取得し、取得した計測周波数の音波の反射波の音波情報と計測周波数の音波の音波情報とを用いて測定対象物との距離を算出する距離算出部とを備える。   A measuring device of one embodiment of the present invention is a distance measuring device that measures a distance to a measurement target by collecting a reflected wave of a sound wave output from a speaker toward the measurement target with a microphone. An analyzer that samples sound waves in an audible frequency band to be collected for a certain period of time, and analyzes the sampled sound waves using a fast Fourier transform process to generate time-series data of a frequency spectrum; and a frequency generated by the analyzer. A frequency extraction unit that calculates a representative value of the sound pressure level of each frequency using the time series data of the spectrum and extracts a measurement frequency based on the calculated value of the representative value, and a measurement frequency that is extracted by the frequency extraction unit. A waveform generator that generates sound wave information of the sound wave, and outputs the sound wave information of the sound wave of the generated measurement frequency to the speaker; Acquisition of the sound wave information of the sound wave of the measurement frequency generated from the speaker, acquisition of the sound wave information of the reflection wave of the sound wave of the measurement frequency output from the speaker, A distance calculation unit that calculates a distance from the measurement target object using the sound wave information of the sound wave.

本発明の一態様の計測方法は、測定対象物に向けてスピーカから出力される音波の反射波をマイクロホンで集音して測定対象物との距離を計測する計測方法であって、情報処理装置が、マイクロホンによって集音される可聴周波数帯域の音波を一定時間サンプリングし、サンプリングした音波を高速フーリエ変換処理を用いて分析することによって周波数スペクトルの時系列データを生成し、生成した周波数スペクトルの時系列データを用いて各周波数の音圧レベルの代表値を計算し、算出した代表値の値に基づいて計測周波数を抽出し、抽出した計測周波数の音波の音波情報を生成し、生成した計測周波数の音波の音波情報をスピーカに出力し、スピーカから出力された計測周波数の音波の反射波の音波情報を取得し、取得した計測周波数の音波の反射波の音波情報と計測周波数の音波の音波情報とを用いて測定対象物との距離を算出する。   A measurement method according to one embodiment of the present invention is a measurement method for collecting a reflected wave of a sound wave output from a speaker toward a measurement target with a microphone to measure a distance from the measurement target, and includes an information processing apparatus. However, a sound wave in an audible frequency band collected by a microphone is sampled for a certain period of time, and the sampled sound wave is analyzed using a fast Fourier transform process to generate time-series data of a frequency spectrum. Calculate the representative value of the sound pressure level of each frequency using the series data, extract the measurement frequency based on the value of the calculated representative value, generate the sound wave information of the sound wave of the extracted measurement frequency, and generate the generated measurement frequency. The sound wave information of the sound wave of the sound wave is output to the speaker, the sound wave information of the reflected wave of the sound wave of the measurement frequency output from the speaker is obtained, and the obtained measurement frequency And calculates the distance to the measurement object using the acoustic information of sound waves information and the measurement frequency of the reflected wave of the sound wave.

本発明の一態様のプログラムは、測定対象物に向けてスピーカから出力される音波の反射波をマイクロホンで集音して測定対象物との距離を計測するプログラムであって、マイクロホンによって集音される可聴周波数帯域の音波を一定時間サンプリングする処理と、サンプリングした音波を高速フーリエ変換処理を用いて分析することによって周波数スペクトルの時系列データを生成する処理と、生成した周波数スペクトルの時系列データを用いて各周波数の音圧レベルの代表値を計算する処理と、算出した代表値の値に基づいて計測周波数を抽出する処理と、抽出した計測周波数の音波の音波情報を生成する処理と、生成した計測周波数の音波の音波情報をスピーカに出力する処理と、スピーカから出力された計測周波数の音波の反射波の音波情報を取得する処理と、取得した計測周波数の音波の反射波の音波情報と計測周波数の音波の音波情報とを用いて測定対象物との距離を算出する処理とをコンピュータに実行させる。   A program according to one embodiment of the present invention is a program for collecting a reflected wave of a sound wave output from a speaker toward a measurement target with a microphone to measure a distance to the measurement target, and the sound is collected by the microphone. A process of sampling a sound wave in an audible frequency band for a certain period of time, a process of generating time-series data of a frequency spectrum by analyzing the sampled sound wave using a fast Fourier transform process, and a process of generating the time-series data of the generated frequency spectrum. A process of calculating a representative value of the sound pressure level of each frequency using the process, a process of extracting a measurement frequency based on the calculated value of the representative value, a process of generating sound wave information of a sound wave of the extracted measurement frequency, and generating Processing of outputting the sound wave information of the sound wave of the measured frequency to the speaker, and processing of the reflected wave of the sound wave of the measurement frequency output from the speaker. A process for acquiring a wave information, to execute a process of calculating the distance to the measurement object using ultrasound information of the reflected wave and the acoustic information of the sound wave of the measurement frequency of the acoustic wave of the obtained measured frequency to the computer.

本発明によれば、騒音環境下において、可聴領域の周波数帯の音波を用いた距離測定を可能とする距離計測装置を提供することが可能になる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the distance measuring device which can perform distance measurement using the sound wave of the frequency band of an audible area under a noise environment.

本発明の第1の実施形態に係る計測装置の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of composition of a measuring device concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る計測装置が収集するサンプリングデータの一例を示す概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating an example of sampling data collected by the measurement device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る計測装置が抽出する第1周波数f1について説明するための概念図である。For the first frequency f 1 of the measuring device is extracted according to a first embodiment of the present invention is a conceptual diagram for explaining. 本発明の第1の実施形態に係る計測装置が距離計測に用いる相関表の一例である。4 is an example of a correlation table used for distance measurement by the measurement device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る計測装置が表示する表示情報の一例を示す概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating an example of display information displayed by the measuring device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る計測装置の動作の概要について説明するためのフローチャートである。5 is a flowchart for describing an outline of an operation of the measuring device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る計測装置の波形生成処理について説明するためのフローチャートである。5 is a flowchart for describing a waveform generation process of the measurement device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る計測装置の距離計測処理について説明するためのフローチャートである。5 is a flowchart for explaining a distance measurement process of the measurement device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る計測装置の騒音値計測処理について説明するためのフローチャートである。5 is a flowchart for describing a noise value measurement process of the measurement device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態に係る計測装置の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of composition of a measuring device concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態に係る計測装置の波形生成処理について説明するためのフローチャートである。It is a flow chart for explaining waveform generation processing of a measuring device concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態に係る計測装置の距離計測処理について説明するためのフローチャートである。It is a flow chart for explaining distance measurement processing of a measuring device concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施形態に係る距離計測装置の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of composition of a distance measuring device concerning a 3rd embodiment of the present invention. 本発明の各実施形態に係る計測装置の距離計測装置を実現するハードウェア構成の一例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a hardware configuration that implements a distance measuring device of the measuring device according to each embodiment of the present invention.

以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。なお、以下の実施形態の説明に用いる全図においては、特に理由がない限り、同様箇所には同一符号を付す。また、以下の実施形態において、同様の構成・動作に関しては繰り返しの説明を省略する場合がある。   An embodiment for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiments described below have technically preferable limitations for carrying out the present invention, but do not limit the scope of the invention. In all the drawings used in the description of the following embodiments, the same parts are denoted by the same reference numerals unless otherwise specified. In the following embodiments, repetitive description of similar configurations and operations may be omitted.

(第1の実施形態)
まず、本発明の第1の実施形態に係る計測装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態の計測装置は、騒音測定対象物(測定対象物とも呼ぶ)の方向から集音される音波をサンプリングし、サンプリングしたデータの分析結果に基づいて特定周波数の音波を生成する(波形生成段階とも呼ぶ)。本実施形態の計測装置は、生成した特定周波数の音波を測定対象物に向けて出力し、測定対象物の方向から集音される特定周波数の音波を集音し、特定周波数の音波の減衰率に基づいて測定対象物との距離を計測する(距離計算段階とも呼ぶ)。
(First embodiment)
First, a measuring device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The measurement device of the present embodiment samples sound waves collected from a direction of a noise measurement target (also referred to as a measurement target), and generates a sound wave of a specific frequency based on an analysis result of the sampled data (waveform generation). Stage). The measuring device of the present embodiment outputs the generated sound wave of the specific frequency toward the measurement object, collects the sound wave of the specific frequency collected from the direction of the measurement object, and attenuates the sound wave of the specific frequency. Is used to measure the distance to the object to be measured (also referred to as a distance calculation step).

(構成)
図1は、本実施形態の計測装置1の構成の一例を示すブロック図である。図1のように、計測装置1は、マイクロホン11、音量計測部12、FFT分析部13、第1周波数抽出部14、波形生成部15、距離算出部16、スピーカ17、および表示部18を備える。FFT分析部13、第1周波数抽出部14、波形生成部15、および距離算出部16は、距離計測装置10(計測装置とも呼ぶ)を構成する。距離計測装置10は、マイクロホン11、音量計測部12、スピーカ17、および表示部18と接続されてさえいれば、それらの構成とは独立した構成としてもよい。
(Constitution)
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a configuration of the measuring device 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the measuring device 1 includes a microphone 11, a volume measuring unit 12, an FFT analyzing unit 13, a first frequency extracting unit 14, a waveform generating unit 15, a distance calculating unit 16, a speaker 17, and a display unit 18. . The FFT analysis unit 13, the first frequency extraction unit 14, the waveform generation unit 15, and the distance calculation unit 16 constitute a distance measurement device 10 (also referred to as a measurement device). The distance measurement device 10 may have a configuration independent of those components as long as the distance measurement device 10 is connected to the microphone 11, the volume measurement unit 12, the speaker 17, and the display unit 18.

マイクロホン11は、可聴周波数帯域の音波を集音する。マイクロホン11は、指向性を有することが好ましい。マイクロホン11は、集音した可聴周波数帯域の音波を音量計測部12およびFFT分析部13に出力する。   The microphone 11 collects sound waves in an audible frequency band. The microphone 11 preferably has directivity. The microphone 11 outputs the collected sound waves in the audible frequency band to the sound volume measurement unit 12 and the FFT analysis unit 13.

音量計測部12は、可聴周波数帯域の音波をマイクロホン11から取得する。音量計測部12は、マイクロホン11から取得した音波の音量を計算する。例えば、音量計測部12は、集音した音波の音圧レベルを計算する。音量計測部12は、算出した音量を表示部18に出力する。   The sound volume measurement unit 12 acquires sound waves in the audible frequency band from the microphone 11. The sound volume measuring unit 12 calculates the sound volume of the sound wave acquired from the microphone 11. For example, the volume measuring unit 12 calculates the sound pressure level of the collected sound wave. The volume measurement unit 12 outputs the calculated volume to the display unit 18.

具体的には、音量計測部12は、マイクロホン11が集音した音波の音圧レベルLpを音量として算出する。音圧レベルLpは、音圧pを用いて以下の式1のように定義される。ただし、式1において、基準値p0(=20マイクロパスカル)は、健康な人間の最小可聴音圧である。
p=10×log10(p2/p0 2)=20×log10(p/p0)・・・(1)
FFT分析部13は、可聴周波数帯域の音波をマイクロホン11から一定時間サンプリングする。FFT分析部13は、サンプリングした音波を高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier transform)分析する。FFT分析部13は、サンプリングした音波をFFT分析することによって周波数スペクトルの時系列データを生成する。FFT分析部13は、生成した周波数スペクトルの時系列データをFFT分析結果として第1周波数抽出部14に出力する。
Specifically, the volume measuring unit 12 calculates the sound pressure level L p of sound waves by the microphone 11 is collected as a volume. The sound pressure level Lp is defined by the following expression 1 using the sound pressure p. However, in Equation 1, the reference value p 0 (= 20 micropascal) is the minimum audible sound pressure of a healthy human.
L p = 10 × log 10 (p 2 / p 0 2 ) = 20 × log 10 (p / p 0 ) (1)
The FFT analysis unit 13 samples sound waves in the audible frequency band from the microphone 11 for a certain period of time. The FFT analysis unit 13 performs a fast Fourier transform (FFT) analysis on the sampled sound waves. The FFT analysis unit 13 generates time-series data of a frequency spectrum by performing FFT analysis on the sampled sound waves. The FFT analysis unit 13 outputs the generated time-series data of the frequency spectrum to the first frequency extraction unit 14 as an FFT analysis result.

図2は、FFT分析部13がFFT分析によって生成する時系列スペクトルの一例を示す図である。図2の時系列スペクトルは、時刻tと周波数fと音圧レベルLpとの関係を3次元的に表現したものである。例えば、FFT分析部13は、マイクロホン11から音波を一定時間サンプリングし、サンプリングしたデータを等間隔で分割し、分割したデータごとにFFT処理を行って図2のような周波数スペクトルの時系列データを生成する。 FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a time-series spectrum generated by the FFT analysis unit 13 by the FFT analysis. Time series spectrum of Figure 2 is obtained by three-dimensionally express the relationship between the time t and frequency f and the sound pressure level L p. For example, the FFT analysis unit 13 samples a sound wave from the microphone 11 for a certain period of time, divides the sampled data at equal intervals, performs FFT processing on each of the divided data, and converts time-series data of a frequency spectrum as shown in FIG. Generate.

第1周波数抽出部14は、FFT分析部13からFFT分析結果を取得する。第1周波数抽出部14は、FFT分析部13から取得したFFT分析結果に基づいて、各周波数の音圧レベルの分散を計算する。第1周波数抽出部14は、各周波数の音圧レベルの分散が所定値よりも小さい周波数(以下、第1周波数f1)を抽出する。音波の減衰率から距離を求める場合は、分散が小さいほど精度がよくなる。そのため、本実施形態において、第1周波数抽出部14は、分散の一番小さい周波数を抽出する。 The first frequency extracting unit 14 acquires an FFT analysis result from the FFT analyzing unit 13. The first frequency extraction unit 14 calculates the variance of the sound pressure level of each frequency based on the FFT analysis result obtained from the FFT analysis unit 13. The first frequency extracting unit 14 extracts a frequency at which the variance of the sound pressure level of each frequency is smaller than a predetermined value (hereinafter, a first frequency f 1 ). When obtaining the distance from the attenuation rate of the sound wave, the smaller the variance, the higher the accuracy. Therefore, in the present embodiment, the first frequency extracting unit 14 extracts the frequency with the smallest variance.

分散に対する所定値は、求める距離の測定精度とスピーカの出力値とによって決まる。例えば、10%の測定精度を求める場合は、スピーカの出力値で分散を除算した値が測定精度以下になればよい。そのため、所定値は、以下の式2によって計算できる。
(所定値)=0.10×(出力値)・・・(2)
図3は、第1周波数抽出部14が抽出する第1周波数f1について説明するための概念図である。図3の例では、第1周波数抽出部14は、周波数fと分散VLとの相関関係を用いて、分散VLが最小となる第1周波数f1を抽出する。
The predetermined value for the variance is determined by the measurement accuracy of the distance to be obtained and the output value of the speaker. For example, to obtain a measurement accuracy of 10%, the value obtained by dividing the variance by the output value of the speaker may be equal to or less than the measurement accuracy. Therefore, the predetermined value can be calculated by the following equation (2).
(Predetermined value) = 0.10 × (output value) (2)
Figure 3 is a conceptual diagram for explaining a first frequency f 1 of the first frequency extraction unit 14 extracts. In the example of FIG. 3, the first frequency extracting unit 14 extracts the first frequency f 1 at which the variance VL is minimum, using the correlation between the frequency f and the variance VL .

第1周波数抽出部14は、少なくとも波形生成段階において、抽出した第1周波数f1を波形生成部15に出力する。なお、第1周波数抽出部14は、必要であれば、距離計算段階において第1周波数f1を波形生成部15に出力してもよい。 The first frequency extracting unit 14 outputs the extracted first frequency f 1 to the waveform generating unit 15 at least in a waveform generating stage. Note that the first frequency extracting unit 14 may output the first frequency f 1 to the waveform generating unit 15 in the distance calculation stage, if necessary.

また、第1周波数抽出部14は、少なくとも距離計算段階において、第1周波数f1の音波の音圧レベルを距離算出部16に出力する。 Further, the first frequency extracting unit 14 outputs the sound pressure level of the sound wave of the first frequency f 1 to the distance calculating unit 16 at least in a distance calculating stage.

波形生成部15は、第1周波数抽出部14から第1周波数f1を取得する。波形生成部15は、第1周波数抽出部14から取得した第1周波数f1の音波情報を生成する。波形生成部15が生成する第1周波数f1の音波情報には、スピーカ17から出力する音波の音圧レベルを含む。波形生成部15は、生成した第1周波数f1の音波情報をスピーカ17および距離算出部16に出力する。 Waveform generating unit 15 acquires the first frequency f 1 from the first frequency extraction section 14. The waveform generation unit 15 generates the sound wave information of the first frequency f 1 acquired from the first frequency extraction unit 14. The sound wave information of the first frequency f 1 generated by the waveform generator 15 includes the sound pressure level of the sound wave output from the speaker 17. The waveform generator 15 outputs the generated sound wave information of the first frequency f 1 to the speaker 17 and the distance calculator 16.

距離算出部16は、波形計算段階において、波形生成部15から第1周波数f1の音波情報を取得する。また、距離算出部16は、距離計算段階において、第1周波数抽出部14から第1周波数f1の音波の音波情報を取得する。距離算出部16は、第1周波数抽出部14から取得した第1周波数f1の音波の音波情報に含まれる音圧レベルを、波形生成部15から取得した第1周波数f1の音波情報に含まれる音圧レベルで除算することによって、第1周波数f1の音波の減衰率を計算する。距離算出部16は、第1周波数f1の音波の減衰率に基づいて、測定対象物と計測装置1との距離を算出する。距離算出部16は、算出した測定対象物と計測装置1との距離を表示部18に出力する。 The distance calculation unit 16 acquires the sound wave information of the first frequency f 1 from the waveform generation unit 15 in the waveform calculation stage. Further, the distance calculation unit 16 acquires the sound wave information of the sound wave of the first frequency f 1 from the first frequency extraction unit 14 in the distance calculation stage. The distance calculator 16 includes the sound pressure level included in the sound wave information of the sound wave of the first frequency f 1 acquired from the first frequency extractor 14 in the sound wave information of the first frequency f 1 acquired from the waveform generator 15. by dividing the sound pressure level, to calculate the attenuation rate of sound waves of the first frequency f 1. Distance calculating section 16, based on the acoustic attenuation factor of the first frequency f 1, and calculates the distance to the measurement object and the measuring apparatus 1. The distance calculation unit 16 outputs the calculated distance between the measurement object and the measurement device 1 to the display unit 18.

図4は、音波の減衰率と距離との相関関係をまとめた相関表160の一例である。距離算出部16は、算出した音波の減衰率を相関表160に当てはめて距離を算出する。なお、音波の減衰率と距離との相関関係は予め求めておく。また、音波の減衰率と距離との相関関係を示す関数を用いて距離を算出するように構成してもよい。   FIG. 4 is an example of a correlation table 160 that summarizes the correlation between the attenuation rate of sound waves and the distance. The distance calculation unit 16 calculates the distance by applying the calculated attenuation rate of the sound wave to the correlation table 160. Note that the correlation between the attenuation rate of the sound wave and the distance is obtained in advance. Further, the distance may be calculated using a function indicating the correlation between the attenuation rate of the sound wave and the distance.

スピーカ17は、波形生成部15から第1周波数f1の音波情報を取得する。スピーカ17は、波形生成部15から取得した音波情報に基づいて、第1周波数f1の音波を含む可聴周波数帯域の音波を出力する。スピーカ17は、指向性を有することが好ましい。マイクロホン11とスピーカ17とは、指向性の方向が平行になるように設置される。例えば、マイクロホン11とスピーカ17とは、計測装置1の筐体の同じ面上に設置される。 The speaker 17 acquires the sound wave information of the first frequency f 1 from the waveform generator 15. The speaker 17 outputs a sound wave in an audible frequency band including a sound wave of the first frequency f 1 based on the sound wave information acquired from the waveform generation unit 15. The speaker 17 preferably has directivity. The microphone 11 and the speaker 17 are installed so that the directivity directions are parallel. For example, the microphone 11 and the speaker 17 are installed on the same surface of the housing of the measuring device 1.

表示部18は、音量計測部12が計測した音量の測定結果を取得する。また、表示部18は、距離算出部16が算出した測定対象物との距離を取得する。表示部18は、取得した音量の測定結果や、測定対象物との距離を表示する。表示部18は、一般的なモニタによって実現される。   The display unit 18 acquires the measurement result of the volume measured by the volume measurement unit 12. Further, the display unit 18 acquires the distance to the measurement target calculated by the distance calculation unit 16. The display unit 18 displays the acquired sound volume measurement result and the distance to the measurement target. The display unit 18 is realized by a general monitor.

図5は、表示部18に表示させる表示情報の一例を示す概念図である。図5の例では、基準測定距離表示部181には、騒音値を計測する基準となる基準測定距離を表示させる。実測距離表示部182には、距離算出部16が算出した計測距離を表示させる。また、騒音値表示部183には、音量計測部12が計測した音圧レベルを騒音値(dB:デシベル)として表示させる。   FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating an example of display information to be displayed on the display unit 18. In the example of FIG. 5, the reference measurement distance display section 181 displays a reference measurement distance that is a reference for measuring the noise value. The measured distance display unit 182 displays the measured distance calculated by the distance calculation unit 16. The noise value display unit 183 displays the sound pressure level measured by the sound volume measurement unit 12 as a noise value (dB: decibel).

計測装置1のユーザは、表示部18を見ることによって、測定対象物と計測装置1との距離を認識し、基準測定距離に合わせて計測装置1の位置を設定できる。また、計測装置1のユーザは、表示部18を見ることによって、基準測定距離で計測された騒音値を認識できる。   The user of the measuring device 1 recognizes the distance between the measuring object and the measuring device 1 by looking at the display unit 18 and can set the position of the measuring device 1 in accordance with the reference measurement distance. In addition, the user of the measurement device 1 can recognize the noise value measured at the reference measurement distance by looking at the display unit 18.

以上が、本実施形態の計測装置1の構成についての説明である。なお、図1に示す計測装置1は一例であって、本実施形態の計測装置1の構成を限定するものではない。   The above is the description of the configuration of the measuring device 1 of the present embodiment. The measuring device 1 illustrated in FIG. 1 is an example, and does not limit the configuration of the measuring device 1 according to the present embodiment.

(動作)
次に、計測装置1の動作について図面を参照しながら説明する。以下においては、計測装置1の動作の概略について説明してから、いくつかの動作の詳細について説明する。
(motion)
Next, the operation of the measuring device 1 will be described with reference to the drawings. In the following, the outline of the operation of the measuring device 1 will be described, and then the details of some operations will be described.

図6は、計測装置1の動作の概略について説明するためのフローチャートである。   FIG. 6 is a flowchart for explaining an outline of the operation of the measuring device 1.

図6において、まず、計測装置1は、測定対象物との基準測定距離を表示部18に表示する(ステップS11)。ここで、ユーザは、表示部18に表示された基準測定距離に合わせて、マイクロホン11およびスピーカ17が測定対象物に向くように計測装置1を配置する。   In FIG. 6, first, the measuring device 1 displays a reference measurement distance with the measurement target on the display unit 18 (step S11). Here, the user arranges the measuring device 1 so that the microphone 11 and the speaker 17 face the measurement target according to the reference measurement distance displayed on the display unit 18.

次に、計測装置1は、測定対象物との距離を計測するためのサンプリングデータを収集する(ステップS12)。   Next, the measuring device 1 collects sampling data for measuring the distance to the measurement target (Step S12).

次に、計測装置1は、収集したサンプリングデータを用いて測定対象物と自装置との距離を計測する(ステップS13)。   Next, the measuring device 1 measures the distance between the measurement object and the own device using the collected sampling data (step S13).

ここで、計測装置1は、計測された距離と基準測定距離とに基づいて、距離合わせが完了したか否かを判定する(ステップS14)。   Here, the measuring device 1 determines whether or not the distance adjustment is completed based on the measured distance and the reference measurement distance (Step S14).

距離合わせが完了していない場合(ステップS14でNo)、計測装置1は、計測距離を表示部18に表示する(ステップS15)。ここで、ユーザは、表示部18に表示された計測距離と基準測定距離と合わせるように計測装置1の位置を調節する。   If the distance adjustment has not been completed (No in step S14), the measuring device 1 displays the measured distance on the display unit 18 (step S15). Here, the user adjusts the position of the measurement device 1 so that the measurement distance displayed on the display unit 18 matches the reference measurement distance.

一方、距離合わせが完了した場合(ステップS14でYes)、計測装置1は、騒音値計測を行う(ステップS16)。例えば、計測装置1は、測定距離が測定基準距離の10%以内になったら、距離合わせが完了したことを表示部18に表示し、騒音値計測を行う。   On the other hand, when the distance adjustment is completed (Yes in Step S14), the measuring device 1 performs the noise value measurement (Step S16). For example, when the measurement distance is within 10% of the measurement reference distance, the measurement device 1 displays that the distance adjustment is completed on the display unit 18 and measures the noise value.

以上が、本実施形態の計測装置1の動作の概略についての説明である。なお、図6のフローチャートに沿った処理は一例であって、本実施形態の計測装置1の動作を限定するものではない。   The above is the description of the outline of the operation of the measuring device 1 of the present embodiment. Note that the processing along the flowchart in FIG. 6 is an example, and does not limit the operation of the measuring device 1 of the present embodiment.

次に、計測装置1の動作の詳細について図面を参照しながら説明する。以下においては、サンプリングデータを収集する処理(図6のステップS12)、測定対象物との距離を計測する処理(図6のステップS13)、および騒音値を計測する処理(図6のステップS16)について順番に説明する。   Next, details of the operation of the measuring device 1 will be described with reference to the drawings. In the following, a process of collecting sampling data (step S12 in FIG. 6), a process of measuring a distance to a measurement target (step S13 of FIG. 6), and a process of measuring a noise value (step S16 of FIG. 6) Will be described in order.

〔波形生成処理〕
図7は、距離計測に用いる音波を生成する波形生成処理(図6のステップS12)について説明するためのフローチャートである。
[Waveform generation processing]
FIG. 7 is a flowchart for describing the waveform generation processing (step S12 in FIG. 6) for generating a sound wave used for distance measurement.

図7において、まず、計測装置1は、マイクロホン11で音波を集音する(ステップS121)。   In FIG. 7, first, the measuring device 1 collects a sound wave with the microphone 11 (step S121).

次に、計測装置1は、集音した音波をFFT分析し、周波数ごとの音圧レベルを求める(ステップS122)。   Next, the measuring device 1 performs an FFT analysis on the collected sound waves to obtain a sound pressure level for each frequency (step S122).

ここで、全ての周波数帯のサンプリングデータが揃っていない場合(ステップS123でNo)、ステップS121に戻る。計測装置1は、各周波数帯のサンプリングデータが揃うまでステップS121〜S123の処理を繰り返す。   Here, if the sampling data of all frequency bands is not available (No in step S123), the process returns to step S121. The measuring apparatus 1 repeats the processing of steps S121 to S123 until the sampling data of each frequency band is completed.

一方、全ての周波数帯のサンプリングデータが揃った場合(ステップS123でYes)、計測装置1は、各周波数帯のサンプリングデータを分析し、分散が最小の周波数(以下、第1周波数f1と呼ぶ)を抽出する(ステップS124)。 On the other hand, if the sampling data of all the frequency bands aligned (Yes in step S123), the measuring apparatus 1 analyzes the sampled data for each frequency band, dispersion minimum frequency (hereinafter, referred to as a first frequency f 1 ) Is extracted (step S124).

次に、計測装置1は、第1周波数f1の音波の波形を生成する(ステップS125)。以上で、図7のフローチャートに沿った処理は終了となる。 Next, the measuring device 1 generates a first frequency f 1 of the sound wave of the waveform (step S125). Thus, the processing according to the flowchart of FIG. 7 is completed.

以上が、計測装置1の波形生成処理についての説明である。なお、図7の処理は、一例であって、計測装置1による波形生成処理を限定するものではない。   The above is the description of the waveform generation processing of the measuring device 1. Note that the processing in FIG. 7 is an example, and does not limit the waveform generation processing by the measuring device 1.

〔距離計測処理〕
図8は、測定対象物との距離を計測する距離計測処理(図6のステップS13)について説明するためのフローチャートである。
[Distance measurement processing]
FIG. 8 is a flowchart for explaining the distance measurement processing (step S13 in FIG. 6) for measuring the distance to the measurement target.

図8において、まず、計測装置1は、測定対象物に向けて第1周波数f1の音波を出力する(ステップS131)。 8, first, the measurement apparatus 1 outputs the first sound wave frequency f 1 toward the measuring object (step S131).

次に、計測装置1は、測定対象物の方から戻ってくる第1周波数f1の音波を集音する(ステップS132)。 Next, the measuring device 1 collects the first wave having a predetermined frequency f 1 returning from the direction of the measuring object (step S132).

次に、計測装置1は、第1周波数f1の音波の音圧レベルの減衰率を算出する(ステップS133)。 Next, the measuring apparatus 1 calculates the attenuation factor of the sound pressure level of the first frequency f 1 of the acoustic wave (step S133).

次に、計測装置1は、予め求めておいた減衰率と距離との相関関係に基づいて、測定対象物と自装置との距離を算出する(ステップS134)。例えば、計測装置1は、予め求めておいた減衰率と距離との相関関係を相関表として取得しておく。   Next, the measuring device 1 calculates the distance between the measurement object and the own device based on the correlation between the attenuation rate and the distance that is obtained in advance (Step S134). For example, the measuring device 1 acquires a correlation between the attenuation rate and the distance that is obtained in advance as a correlation table.

そして、計測装置1は、算出した距離を表示する(ステップS135)。   Then, the measuring device 1 displays the calculated distance (Step S135).

以上が、本実施形態の計測装置1による距離計測処理についての説明である。なお、図8の処理は、一例であって、本実施形態の計測装置1による距離計測処理を限定するものではない。   The above is the description of the distance measurement processing by the measurement device 1 of the present embodiment. Note that the processing in FIG. 8 is an example, and does not limit the distance measurement processing by the measuring device 1 of the present embodiment.

〔騒音値計測処理〕
図9は、騒音値を計測する騒音値計測処理(図6のステップS16)について説明するためのフローチャートである。
[Noise value measurement processing]
FIG. 9 is a flowchart for describing the noise value measurement processing (step S16 in FIG. 6) for measuring the noise value.

図9において、まず、計測装置1は、マイクロホン11で騒音を集音する(ステップS161)。   In FIG. 9, first, the measuring device 1 collects noise with the microphone 11 (step S161).

次に、計測装置1は、集音した騒音の騒音値を算出する(ステップS162)。   Next, the measuring device 1 calculates a noise value of the collected noise (step S162).

そして、計測装置1は、算出した騒音値を表示部18に表示する(ステップS163)。   Then, the measuring device 1 displays the calculated noise value on the display unit 18 (Step S163).

以上が、計測装置1の騒音値計測処理についての説明である。なお、図8の処理は、一例であって、計測装置1による騒音値計測処理を限定するものではない。   The above is the description of the noise value measurement processing of the measurement device 1. Note that the processing in FIG. 8 is an example, and does not limit the noise value measurement processing by the measurement device 1.

以上のように、本実施形態の計測装置は、マイクロホン、音量計測部、FFT分析部、第1周波数抽出部、波形生成部、スピーカ、および表示部を備える。マイクロホンは、少なくとも可聴周波数帯域の音波を集音する。FFT分析部は、マイクロホンが集音した音波をFFT分析する。第1周波数抽出部は、FFT分析部がFFT分析した結果を用いて各周波数の音圧レベルの分散を計算し、分散が所定値より小さい周波数(第1周波数f1)を抽出する。波形生成部は、第1周波数抽出部が抽出した第1周波数f1の音波情報を生成する。スピーカは、少なくとも可聴周波数帯域の音波を出力し、波形生成部が生成した音波情報に基づいて第1周波数f1の音波を出力する。 As described above, the measurement device according to the present embodiment includes the microphone, the volume measurement unit, the FFT analysis unit, the first frequency extraction unit, the waveform generation unit, the speaker, and the display unit. The microphone collects sound waves in at least the audible frequency band. The FFT analysis unit performs FFT analysis on sound waves collected by the microphone. The first frequency extraction unit calculates the variance of the sound pressure level of each frequency using the result of the FFT analysis performed by the FFT analysis unit, and extracts a frequency (first frequency f 1 ) in which the variance is smaller than a predetermined value. Waveform generation unit generates a first sound wave information of the frequency f 1 of the first frequency extraction unit has extracted. Speaker outputs the sound wave of at least audible frequency band, and outputs the first sound wave frequency f 1 based on the sound wave information wave generating unit has generated.

音量計測部、FFT分析部、第1周波数抽出部、および波形生成部は、距離計測装置を構成する。距離計測装置は、少なくとも可聴周波数帯域の音波を集音するマイクロホンから入力した音波をFFT分析し、分析結果を用いて各周波数の音圧レベルの分散を計算する。距離計測装置は、分散が所定値より小さい周波数(第1周波数f1)を抽出し、抽出した第1周波数f1の音波情報を生成する。距離計測装置は、生成した第1周波数f1の音波情報をスピーカに出力する。 The sound volume measurement unit, the FFT analysis unit, the first frequency extraction unit, and the waveform generation unit constitute a distance measurement device. The distance measurement device performs an FFT analysis of a sound wave input from a microphone that collects at least a sound wave in an audible frequency band, and calculates a variance of a sound pressure level of each frequency using the analysis result. The distance measurement device extracts a frequency (first frequency f 1 ) whose variance is smaller than a predetermined value, and generates sound wave information of the extracted first frequency f 1 . The distance measuring apparatus outputs the generated first sound wave information of the frequency f 1 and the speaker.

第1周波数抽出部は、FFT分析部によって生成される周波数スペクトルの時系列データを用いて各周波数の音圧レベルの分散を代表値として計算する。第1周波数抽出部は、距離計測の測定精度とスピーカの出力値とによって定まる所定値よりも分散が小さい第1周波数を計測周波数として抽出し、抽出した第1周波数を波形生成部に出力する。   The first frequency extraction unit calculates the variance of the sound pressure level of each frequency as a representative value using the time series data of the frequency spectrum generated by the FFT analysis unit. The first frequency extraction unit extracts a first frequency having a variance smaller than a predetermined value determined by the measurement accuracy of the distance measurement and an output value of the speaker as a measurement frequency, and outputs the extracted first frequency to the waveform generation unit.

波形生成部は、第1周波数抽出部によって抽出される第1周波数の音波の音圧レベルを含む音波情報を生成し、生成した第1周波数の音波の音波情報をスピーカに出力する。また、波形生成部は、スピーカから出力される第1周波数の音波の音圧レベルを距離算出部に出力する。   The waveform generator generates sound wave information including a sound pressure level of the sound wave of the first frequency extracted by the first frequency extractor, and outputs the generated sound wave information of the sound wave of the first frequency to the speaker. The waveform generator outputs the sound pressure level of the sound wave of the first frequency output from the speaker to the distance calculator.

距離算出部は、スピーカから出力される第1周波数の音波の音圧レベルを記録し、スピーカから出力された第1周波数の音波の反射波の音圧レベルを取得する。距離算出部は、第1周波数の音波の反射波の音圧レベルを第1周波数の音波の音圧レベルで除算することによって減衰率を計算し、予め求めておいた減衰率と距離との相関関係を用いて測定対象物との距離を算出する。   The distance calculation unit records the sound pressure level of the first frequency sound wave output from the speaker, and acquires the sound pressure level of the reflected wave of the first frequency sound wave output from the speaker. The distance calculation unit calculates the attenuation rate by dividing the sound pressure level of the reflected wave of the first frequency sound wave by the sound pressure level of the first frequency sound wave, and calculates a correlation between the attenuation rate and the distance obtained in advance. The distance to the measurement object is calculated using the relationship.

また、本実施形態の計測装置は、マイクロホンによって集音される音波の音量を計測する音量計測部や、距離算出部によって算出される距離を表示する表示部を備える。例えば、表示部は、音量計測部によって計測される音量を表示する。   Further, the measurement device of the present embodiment includes a volume measurement unit that measures the volume of a sound wave collected by the microphone, and a display unit that displays the distance calculated by the distance calculation unit. For example, the display unit displays the volume measured by the volume measurement unit.

また、本実施形態の計測装置は、可聴周波数帯域の音波を集音するマイクロホンと、波形生成手段によって出力される計測周波数の音波の音波情報に基づいた音波を出力するスピーカとを備える。   Further, the measuring device of the present embodiment includes a microphone that collects sound waves in the audible frequency band, and a speaker that outputs sound waves based on sound wave information of the sound waves of the measurement frequency output by the waveform generation unit.

本実施形態の計測装置は、設備が発する騒音環境下において、一定時間あたりの音圧レベルの分散が所定値より小さい第1周波数を抽出する。本実施形態の計測装置は、抽出した第1周波数の音波を測定対象物に向けて出力し、戻ってきた第1周波数の音波を集音する。本実施形態の計測装置は、出力時の第1周波数の音圧レベルと、集音時の第1周波数の音圧レベルとの差分から減衰率を求め、この減衰率に基づいて自装置と測定対象物との距離を算出する。   The measurement device of the present embodiment extracts the first frequency in which the variance of the sound pressure level per a certain time period is smaller than a predetermined value in a noise environment generated by the equipment. The measurement device of the present embodiment outputs the extracted first-frequency sound wave toward the measurement target, and collects the returned first-frequency sound wave. The measuring device of the present embodiment obtains the attenuation rate from the difference between the sound pressure level of the first frequency at the time of output and the sound pressure level of the first frequency at the time of sound collection, and measures with the own device based on the attenuation rate. Calculate the distance to the object.

本実施形態の計測装置によれば、環境ノイズの中で一定時間あたりの音圧レベルの変化量が所定値よりも小さい第1周波数の音波を抽出することによって、環境ノイズと計測対象の音波との干渉を最小限に抑えることができる。そのため、本実施形態の計測装置によれば、可聴領域の周波数帯の音波の変化を検出可能になる。   According to the measuring device of the present embodiment, the environmental noise and the sound wave to be measured are extracted by extracting the sound wave of the first frequency in which the amount of change in the sound pressure level per predetermined time is smaller than a predetermined value in the environmental noise. Interference can be minimized. Therefore, according to the measuring device of the present embodiment, it is possible to detect a change in the sound wave in the frequency band in the audible region.

本実施形態によれば、超音波を用いなくても、可聴周波数帯域の音波の集音が可能なマイクロホンに、可聴周波数帯域の音波の出力が可能なスピーカを追加することによって、騒音値計測装置に距離計測機能を追加することができる。そのため、本実施形態によれば、騒音値計測装置に距離計測機能を追加しても、持ち運びの利便性を失うことなく、コスト増加も抑えられる。   According to the present embodiment, without using ultrasonic waves, a microphone capable of collecting sound waves in the audible frequency band, and by adding a speaker capable of outputting sound waves in the audible frequency band, the noise value measurement device Can add a distance measurement function. Therefore, according to the present embodiment, even if the distance measuring function is added to the noise value measuring device, cost increase can be suppressed without losing the convenience of carrying.

本実施形態の計測装置は、ファシリティ設備の騒音点検時や異音点検時の測定対象物との距離の測定に用いることができる。本実施形態によれば、騒音値を計測する際の基準測定距離を物理的に計測せずに、測定対象物から基準測定距離の位置に計測装置を配置できるため、ファシリティ設備の騒音点検や異音点検のプロセスを簡略化できる。本実施形態の計測装置は、一般的な物体と測定器との距離測定に用いることもできる。   The measuring device according to the present embodiment can be used for measuring the distance from a measurement target at the time of noise inspection or abnormal noise inspection of facility equipment. According to the present embodiment, the measuring device can be arranged at the reference measurement distance from the object to be measured without physically measuring the reference measurement distance when measuring the noise value. The process of sound inspection can be simplified. The measuring device of the present embodiment can also be used for measuring the distance between a general object and a measuring device.

(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態に係る計測装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態の計測装置は、設備が発する騒音環境下で一定時間あたりの音圧レベルの最大値が所定値より小さい周波数(第2周波数とも呼ぶ)を抽出する。本実施形態の計測装置は、抽出した第2周波数の音波を騒音測定対象物に向けて出力し、戻ってきた同周波数の音波を集音する。本実施形態の計測装置は、同周波数音波の出力時刻と検出時刻との差分から遅延時間を求め、その遅延時間から測定対象物と計測装置との距離を算出する。
(Second embodiment)
Next, a measuring device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The measuring device of the present embodiment extracts a frequency (also referred to as a second frequency) in which the maximum value of the sound pressure level per certain time is smaller than a predetermined value in a noise environment generated by the equipment. The measuring device of the present embodiment outputs the extracted sound wave of the second frequency toward the noise measurement target, and collects the returned sound wave of the same frequency. The measuring device of the present embodiment obtains a delay time from the difference between the output time and the detection time of the same frequency sound wave, and calculates the distance between the measuring object and the measuring device from the delay time.

(構成)
図10は、本実施形態の計測装置2の構成の一例を示すブロック図である。図10のように、計測装置2は、マイクロホン21、音量計測部22、FFT分析部23、第2周波数抽出部24、波形生成部25、距離算出部26、スピーカ27、および表示部28を備える。FFT分析部23、第2周波数抽出部24、波形生成部25、および距離算出部26は、距離計測装置20(計測装置とも呼ぶ)を構成する。距離計測装置20は、マイクロホン21、音量計測部22、スピーカ27、および表示部28と接続されてさえいれば、それらの構成とは独立した構成としてもよい。マイクロホン21、音量計測部22、FFT分析部23、スピーカ27、および表示部28は、第1の実施形態の計測装置1の対応する構成と同様である。そのため、以下においては、第1の実施形態の計測装置1とは異なる第2周波数抽出部24、波形生成部25、および距離算出部26について主に説明する。
(Constitution)
FIG. 10 is a block diagram illustrating an example of a configuration of the measurement device 2 according to the present embodiment. As shown in FIG. 10, the measurement device 2 includes a microphone 21, a volume measurement unit 22, an FFT analysis unit 23, a second frequency extraction unit 24, a waveform generation unit 25, a distance calculation unit 26, a speaker 27, and a display unit 28. . The FFT analysis unit 23, the second frequency extraction unit 24, the waveform generation unit 25, and the distance calculation unit 26 constitute a distance measurement device 20 (also referred to as a measurement device). The distance measuring device 20 may have a configuration independent of those components as long as it is connected to the microphone 21, the volume measuring unit 22, the speaker 27, and the display unit 28. The microphone 21, the volume measurement unit 22, the FFT analysis unit 23, the speaker 27, and the display unit 28 are the same as the corresponding configuration of the measurement device 1 according to the first embodiment. Therefore, hereinafter, the second frequency extraction unit 24, the waveform generation unit 25, and the distance calculation unit 26, which are different from the measurement device 1 of the first embodiment, will be mainly described.

第2周波数抽出部24は、FFT分析部23からFFT分析結果を取得する。第2周波数抽出部24は、FFT分析部23から取得したFFT分析結果に基づいて、音圧レベルの最大値が最小の周波数(以下、第2周波数f2と呼ぶ)を抽出する。スピーカの出力特性が一定であれば、音圧レベルの最大値が小さいほど安全性が高くなる。そのため、本実施形態では、音圧レベルの最大値が一番小さい周波数(第2周波数f2)を抽出する。 The second frequency extracting unit 24 acquires an FFT analysis result from the FFT analyzing unit 23. Second frequency extracting section 24, based on the FFT analysis result acquired from the FFT analyzer 23, the maximum value of the sound pressure level minimum frequency to extract (hereinafter, second referred to as a frequency f 2). If the output characteristics of the speaker are constant, the smaller the maximum value of the sound pressure level, the higher the security. Therefore, in the present embodiment, the frequency (the second frequency f 2 ) having the smallest sound pressure level is extracted.

音圧レベルの最大値に対する所定値は、スピーカ27の出力値と、マイクロホン21で検出する音圧レベルと、安全率とによって決まる。例えば、スピーカ27の出力値の1/2をマイクロホン21の検出レベルとし、安全率を3倍とすると、以下の式3が成り立つ。
(最大値)≦(検出レベル)/(安全率)=(出力値)/6・・・(3)
第2周波数抽出部24は、少なくとも波形生成段階において、抽出した第2周波数f2を波形生成部25に出力する。なお、第2周波数抽出部24は、必要であれば、距離計算段階において第2周波数f2を波形生成部25に出力してもよい。
The predetermined value for the maximum value of the sound pressure level is determined by the output value of the speaker 27, the sound pressure level detected by the microphone 21, and the safety factor. For example, if 出力 of the output value of the speaker 27 is set as the detection level of the microphone 21 and the safety factor is tripled, the following Expression 3 holds.
(Maximum value) ≦ (detection level) / (safety factor) = (output value) / 6 (3)
Second frequency extracting section 24, at least a waveform generating step to output a second frequency f 2 extracted to the waveform generator 25. Note that the second frequency extracting section 24, if necessary, the second frequency f 2 may be output to the waveform generator 25 at a distance calculation step.

また、第2周波数抽出部24は、距離計算段階において、第2周波数f2の音波がマイクロホン21で検出された検出時刻T2を距離算出部26に出力する。 The second frequency extraction unit 24, the distance calculation step, and outputs the detection time T 2, the second frequency f 2 wave is detected by the microphone 21 to the distance calculation unit 26.

波形生成部25は、第2周波数抽出部24から第2周波数f2を取得する。波形生成部25は、第2周波数抽出部24から取得した第2周波数f2の音波情報を生成する。波形生成部25が生成する第2周波数f2の音波情報には、スピーカ27から出力する音波の音圧レベルや出力時刻T1を含む。波形生成部25は、生成した第2周波数f2の音波情報をスピーカ27および距離算出部26に出力する。なお、波形生成部25は、第2周波数f2の音波情報に含まれる出力時刻T1のみを距離算出部26に出力するように構成してもよい。 Waveform generating unit 25 obtains the second frequency f 2 from the second frequency extracting section 24. Waveform generating unit 25 generates the second sound wave information of a frequency f 2 obtained from the second frequency extracting section 24. The second sound wave information of a frequency f 2 which waveform generating unit 25 generates, and a sound pressure level and the output time T 1 of the sound wave to be output from the speaker 27. Waveform generating unit 25 outputs the generated second sound wave information of the frequency f 2 to the speaker 27 and the distance calculation unit 26. The waveform generator 25 may be configured to output only the output time T 1 in the second sound wave information of the frequency f 2 to the distance calculation unit 26.

距離算出部26は、波形生成段階において、第2周波数f2の音波がスピーカ27から出力される出力時刻T1を含む音波情報を波形生成部25から取得し、取得した出力時刻T1を記録する。また、距離算出部26は、距離計算段階において、第2周波数f2の音波がマイクロホン21で検出された検出時刻T2を第2周波数抽出部24から取得し、取得した検出時刻T2を記録する。 In the waveform generation stage, the distance calculation unit 26 acquires from the waveform generation unit 25 sound wave information including the output time T 1 at which the sound wave of the second frequency f 2 is output from the speaker 27, and records the obtained output time T 1 I do. The distance calculating unit 26, the distance calculation step, the detection time T 2, the sound waves of the second frequency f 2 is detected by the microphone 21 is obtained from the second frequency extracting section 24, records a detection time T 2, obtained I do.

距離算出部26は、以下の式4のように、第2周波数f2の音波の検出時刻T2から出力時刻T1を減算した値と音速vとを積算することによって測定対象物と計測装置2との距離Lを計測する。距離算出部26は、算出した測定対象物との距離を表示部28に出力する。
L=(T2−T1)×v・・・(4)
以上が、本実施形態の計測装置2の構成についての説明である。なお、図10に示す計測装置2は一例であって、本実施形態の計測装置2の構成を限定するものではない。
The distance calculating unit 26, following as shown in Equation 4, the measurement object and the measuring device by integrating the value and the sound velocity v obtained by subtracting the output time T 1 from the detection time T 2 of the second frequency f 2 wave Then, the distance L to 2 is measured. The distance calculation unit 26 outputs the calculated distance to the measurement target to the display unit 28.
L = (T 2 −T 1 ) × v (4)
The above is the description of the configuration of the measuring device 2 of the present embodiment. The measuring device 2 shown in FIG. 10 is an example, and does not limit the configuration of the measuring device 2 of the present embodiment.

(動作)
次に、計測装置2の動作について図面を参照しながら説明する。計測装置2の動作の概略は、第1の実施形態の計測装置1の動作の概略(図6)と同様である。計測装置2の動作は、波形生成処理(図6のステップS12)距離計測処理(図6のステップS13)の内容が第1の実施形態の計測装置1とは異なり、その他の動作については第1の実施形態と同様である。そのため、以下においては、波形生成処理および距離計測処理についての詳細を説明する。
(motion)
Next, the operation of the measuring device 2 will be described with reference to the drawings. The outline of the operation of the measuring device 2 is the same as the outline of the operation of the measuring device 1 of the first embodiment (FIG. 6). The operation of the measuring device 2 is different from the measuring device 1 of the first embodiment in the content of the waveform generation process (step S12 in FIG. 6) and the distance measurement process (step S13 in FIG. 6), and the other operations are the first. This is the same as the embodiment. Therefore, the details of the waveform generation processing and the distance measurement processing will be described below.

〔波形生成処理〕
図11は、距離計測に用いる音波を生成する波形生成処理(図6のステップS12)について説明するためのフローチャートである。
[Waveform generation processing]
FIG. 11 is a flowchart illustrating a waveform generation process (step S12 in FIG. 6) for generating a sound wave used for distance measurement.

図11において、まず、計測装置2は、マイクロホン21で音波を集音する(ステップS221)。   In FIG. 11, first, the measuring device 2 collects a sound wave with the microphone 21 (step S221).

次に、計測装置2は、集音した音波をFFT分析し、周波数ごとの音圧レベルを求める(ステップS222)。   Next, the measurement device 2 performs an FFT analysis on the collected sound waves to determine a sound pressure level for each frequency (step S222).

ここで、全ての周波数帯のサンプリングデータが揃っていない場合(ステップS223でNo)、ステップS221に戻る。計測装置2は、各周波数帯のサンプリングデータが揃うまでステップS221〜S223の処理を繰り返す。   Here, if the sampling data of all the frequency bands is not available (No in step S223), the process returns to step S221. The measuring device 2 repeats the processing of steps S221 to S223 until the sampling data of each frequency band is completed.

一方、全ての周波数帯のサンプリングデータが揃った場合(ステップS223でYes)、計測装置2は、各周波数帯のサンプリングデータを分析し、音圧レベルの最大値が最小となる周波数(以下、第2周波数f2と呼ぶ)を抽出する(ステップS224)。 On the other hand, when the sampling data of all the frequency bands are available (Yes in step S223), the measuring device 2 analyzes the sampling data of each frequency band, and determines the frequency at which the maximum value of the sound pressure level is the minimum (hereinafter, the frequency is referred to as the “second”). 2 is referred to as a frequency f 2) to extract (step S224).

次に、計測装置2は、第2周波数f2の音波の波形を生成する(ステップS225)。以上で、図11のフローチャートに沿った処理は終了となる。 Next, the measuring apparatus 2 generates the second frequency f 2 of the acoustic wave (step S225). This is the end of the processing according to the flowchart in FIG.

以上が、計測装置2の波形生成処理についての説明である。なお、図11の処理は、一例であって、計測装置2による波形生成処理を限定するものではない。   The above is the description of the waveform generation processing of the measurement device 2. Note that the processing in FIG. 11 is an example, and does not limit the waveform generation processing by the measurement device 2.

〔距離計測処理〕
図12は、測定対象物との距離を計測する処理(図6のステップS13に対応)について説明するためのフローチャートである。
[Distance measurement processing]
FIG. 12 is a flowchart for explaining the process of measuring the distance to the measurement target (corresponding to step S13 in FIG. 6).

図12において、まず、計測装置2は、生成した矩形音波を測定対象物に向けて出力し、出力時刻T1を記録する(ステップS231)。 12, first, the measurement apparatus 2, the generated rectangular wave to output to the measurement object, records the output time T 1 (step S231).

次に、計測装置2は、測定対象物の方向から戻ってくる第2周波数f2の音波を集音する(ステップS232)。 Next, the measuring device 2, for collecting the second sound waves of frequency f 2 returning from the direction of the measurement target (step S232).

次に、計測装置2は、第2周波数f2の音波の音圧レベルが検出レベルを超える検出時刻T2を検出する(ステップS233)。 Next, the measuring apparatus 2, sound waves of the sound pressure level of the second frequency f 2 detects the detection time T 2, which exceeds the detection level (step S233).

次に、計測装置2は、音波の遅延時間(T2−T1)を音速vで除算し、測定対象物と自装置との距離を算出する(ステップS234)。 Next, the measuring device 2 divides the delay time (T 2 −T 1 ) of the sound wave by the sound velocity v to calculate the distance between the measurement object and the own device (step S234).

そして、計測装置2は、算出した距離を表示する(ステップS235)。   Then, the measuring device 2 displays the calculated distance (Step S235).

以上が、本実施形態の計測装置2による距離計測処理についての説明である。なお、図12の処理は、一例であって、本実施形態の計測装置2による距離計測処理を限定するものではない。   The above is the description of the distance measurement processing by the measurement device 2 of the present embodiment. Note that the processing in FIG. 12 is an example, and does not limit the distance measurement processing by the measurement device 2 of the present embodiment.

以上のように、本実施形態の計測装置は、マイクロホン、音量計測部、FFT分析部、第2周波数抽出部、波形生成部、スピーカ、および表示部を備える。マイクロホンは、少なくとも可聴周波数帯域の音波を集音する。FFT分析部は、マイクロホンが集音した音波をFFT分析する。第2周波数抽出部は、FFT分析部がFFT分析した結果を用いて各周波数の音圧レベルの最大値を計算し、最大値が所定値より小さい周波数(第2周波数f2)を抽出する。波形生成部は、第2周波数抽出部が抽出した第2周波数f2の音波情報を生成する。スピーカは、少なくとも可聴周波数帯域の音波を出力し、波形生成部が生成した音波情報に基づいて第2周波数f2の音波を出力する。 As described above, the measurement device according to the present embodiment includes the microphone, the volume measurement unit, the FFT analysis unit, the second frequency extraction unit, the waveform generation unit, the speaker, and the display unit. The microphone collects sound waves in at least the audible frequency band. The FFT analysis unit performs FFT analysis on sound waves collected by the microphone. The second frequency extraction unit calculates the maximum value of the sound pressure level of each frequency using the result of the FFT analysis performed by the FFT analysis unit, and extracts a frequency (second frequency f 2 ) whose maximum value is smaller than a predetermined value. Waveform generation unit generates a second sound wave information of the frequency f 2 by the second frequency extracting portion is extracted. Speaker outputs the sound wave of at least audible frequency band, and outputs the second sound waves of frequency f 2 based on the sound wave information wave generating unit has generated.

音量計測部、FFT分析部、第2周波数抽出部、および波形生成部は、距離計測装置を構成する。距離計測装置は、少なくとも可聴周波数帯域の音波を集音するマイクロホンから入力した音波をFFT分析し、分析結果を用いて各周波数の音圧レベルの分散を計算する。距離計測装置は、分散が所定値より小さい周波数(第2周波数f2)を抽出し、抽出した第2周波数f2の音波情報を生成する。距離計測装置は、生成した第2周波数f2の音波情報をスピーカに出力する。 The sound volume measurement unit, the FFT analysis unit, the second frequency extraction unit, and the waveform generation unit constitute a distance measurement device. The distance measurement device performs an FFT analysis of a sound wave input from a microphone that collects at least a sound wave in an audible frequency band, and calculates a variance of a sound pressure level of each frequency using the analysis result. The distance measuring device extracts a frequency (second frequency f 2 ) whose variance is smaller than a predetermined value, and generates sound wave information of the extracted second frequency f 2 . The distance measuring device outputs the generated second sound wave information of the frequency f 2 to the speaker.

第2周波数抽出部は、FFT分析部によって生成される周波数スペクトルの時系列データを用いて各周波数の音圧レベルの最大値を代表値として計算する。第2周波数抽出部は、算出した最大値が所定値よりも小さい第2周波数を計測周波数として抽出し、抽出した第2周波数を波形生成部に出力する。例えば、周波数抽出部は、スピーカの出力値と、マイクロホンが検出する音波の音圧レベルと、安全率とによって定まる値を所定値として用いる。   The second frequency extraction unit calculates the maximum value of the sound pressure level of each frequency as a representative value using the time series data of the frequency spectrum generated by the FFT analysis unit. The second frequency extracting unit extracts a second frequency whose calculated maximum value is smaller than a predetermined value as a measurement frequency, and outputs the extracted second frequency to the waveform generating unit. For example, the frequency extraction unit uses a value determined by the output value of the speaker, the sound pressure level of the sound wave detected by the microphone, and the safety factor as the predetermined value.

波形生成部は、周波数抽出部によって抽出される第2周波数の音波の音圧レベルを含む音波情報を生成する。波形生成部は、生成した第2周波数の音波の音波情報をスピーカに出力するとともに、スピーカから第2周波数の音波の音圧レベルが出力された出力時刻を距離算出部に出力する。   The waveform generator generates sound wave information including the sound pressure level of the sound wave of the second frequency extracted by the frequency extractor. The waveform generator outputs the generated sound wave information of the sound wave of the second frequency to the speaker, and outputs an output time at which the sound pressure level of the sound wave of the second frequency is output from the speaker to the distance calculator.

距離算出部は、スピーカから第2周波数の音波の音圧レベルが出力された出力時刻を記録し、スピーカから出力された第2周波数の音波の反射波がマイクロホンによって検出された検出時刻を取得する。距離算出部は、検出時刻から出力時刻を減算した値と音速とを積算することによって測定対象物との距離を算出する。   The distance calculation unit records the output time at which the sound pressure level of the second frequency sound wave was output from the speaker, and acquires the detection time at which the reflected wave of the second frequency sound wave output from the speaker was detected by the microphone. . The distance calculation unit calculates the distance to the measurement target by integrating the value obtained by subtracting the output time from the detection time and the sound speed.

本実施形態の計測装置は、設備が発する騒音環境下において、一定時間あたりの音圧レベルの最大値が所定値より小さい第2周波数を抽出する。計測装置は、抽出した第2周波数の音波を測定対象物に向けて出力し、戻ってきた第2周波数の音波を集音する。計測装置は、第2周波数の音波の検出時刻と、第2周波数の音波の出力時刻との差分から遅延時間を算出し、この算出時間を音速で除算することによって計測装置と測定対象物との距離を算出する。   The measuring device of the present embodiment extracts the second frequency at which the maximum value of the sound pressure level per certain time period is smaller than a predetermined value under a noise environment generated by the equipment. The measuring device outputs the extracted second-frequency sound wave toward the measurement target, and collects the returned second-frequency sound wave. The measuring device calculates the delay time from the difference between the detection time of the sound wave of the second frequency and the output time of the sound wave of the second frequency, and divides the calculated time by the speed of sound so that the measuring device and the object to be measured can communicate with each other. Calculate the distance.

本実施形態の計測装置によれば、環境ノイズの中で一定時間あたりの音圧レベルの最大値が所定値よりも小さい第2周波数の音波を抽出することによって、環境ノイズと計測対象の音波との干渉を最小限に抑えることができる。そのため、本実施形態の計測装置によれば、可聴領域の周波数帯の音波の変化を検出可能になる。   According to the measurement device of the present embodiment, the environmental noise and the sound wave to be measured are extracted by extracting the sound wave of the second frequency in which the maximum value of the sound pressure level per a certain time period is smaller than a predetermined value in the environmental noise. Interference can be minimized. Therefore, according to the measuring device of the present embodiment, it is possible to detect a change in the sound wave in the frequency band in the audible region.

本実施形態によれば、超音波を用いなくても、可聴周波数帯域の音波の集音が可能なマイクロホンに、可聴周波数帯域の音波の出力が可能なスピーカを追加することによって、騒音値計測装置に距離計測機能を追加することができる。そのため、本実施形態によれば、騒音値計測装置に距離計測機能を追加しても、持ち運びの利便性を失うことなく、コスト増加も抑えられる。   According to the present embodiment, without using ultrasonic waves, a microphone capable of collecting sound waves in the audible frequency band, and by adding a speaker capable of outputting sound waves in the audible frequency band, the noise value measurement device Can add a distance measurement function. Therefore, according to the present embodiment, even if the distance measuring function is added to the noise value measuring device, cost increase can be suppressed without losing the convenience of carrying.

(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態に係る距離計測装置(計測装置とも呼ぶ)について図面を参照しながら説明する。本実施形態の距離計測装置は、第1および第2の実施形態の計測装置が有する距離計測装置を上位概念化したものである。
(Third embodiment)
Next, a distance measuring device (also referred to as a measuring device) according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The distance measuring device according to the present embodiment is a high-level concept of the distance measuring device included in the measuring devices according to the first and second embodiments.

図13のように、本実施形態の距離計測装置30は、分析部33、周波数抽出部34、波形生成部35は、および距離算出部36を備える。距離計測装置30は、マイクロホン31、スピーカ37、および表示部38に接続される。マイクロホン31、スピーカ37、および表示部38は、第1の実施形態の対応する構成と同様である。   As shown in FIG. 13, the distance measurement device 30 of the present embodiment includes an analysis unit 33, a frequency extraction unit 34, a waveform generation unit 35, and a distance calculation unit 36. The distance measurement device 30 is connected to the microphone 31, the speaker 37, and the display unit 38. The microphone 31, the speaker 37, and the display unit 38 are the same as the corresponding configuration of the first embodiment.

分析部33は、可聴周波数帯域の音波をマイクロホン31から一定時間サンプリングする。分析部33は、サンプリングした音波をFFT分析することによって周波数スペクトルの時系列データを生成する。分析部33は、生成した周波数スペクトルの時系列データをFFT分析結果として周波数抽出部34に出力する。   The analysis unit 33 samples sound waves in the audible frequency band from the microphone 31 for a certain period of time. The analysis unit 33 generates time-series data of a frequency spectrum by performing FFT analysis on the sampled sound waves. The analysis unit 33 outputs the generated time-series data of the frequency spectrum to the frequency extraction unit 34 as an FFT analysis result.

周波数抽出部34は、分析部33からFFT分析結果を取得する。周波数抽出部34は、分析部33から取得したFFT分析結果に基づいて、各周波数の音圧レベルの代表値を計算する。例えば、周波数抽出部34は、音圧レベルの代表値として、分散や最大値を算出する。なお、周波数抽出部34が算出する音圧レベルの代表値は、分散や最大値に限定されない。周波数抽出部34は、各周波数の音圧レベルの代表値が所定値よりも小さい周波数(計測周波数とも呼ぶ)を抽出する。   The frequency extracting unit 34 acquires an FFT analysis result from the analyzing unit 33. The frequency extracting unit 34 calculates a representative value of the sound pressure level of each frequency based on the FFT analysis result obtained from the analyzing unit 33. For example, the frequency extracting unit 34 calculates a variance or a maximum value as a representative value of the sound pressure level. Note that the representative value of the sound pressure level calculated by the frequency extracting unit 34 is not limited to the variance or the maximum value. The frequency extracting unit 34 extracts a frequency (also referred to as a measurement frequency) at which the representative value of the sound pressure level of each frequency is smaller than a predetermined value.

周波数抽出部34は、少なくとも波形生成段階において、抽出した計測周波数を波形生成部35に出力する。なお、周波数抽出部34は、必要であれば、距離計算段階において計測周波数を波形生成部35に出力してもよい。また、周波数抽出部34は、波形生成段階および距離計算段階の少なくとも一方において、計測周波数の音波情報を距離算出部36に出力する。周波数抽出部34が距離算出部36に出力する計測周波数の音波情報には、マイクロホン31によって計測される計測周波数の音波の音圧レベルおよび検出時刻の少なくとも一方が含まれる。   The frequency extracting unit 34 outputs the extracted measurement frequency to the waveform generating unit 35 at least in a waveform generating stage. Note that the frequency extracting unit 34 may output the measured frequency to the waveform generating unit 35 at the distance calculation stage, if necessary. In at least one of the waveform generation stage and the distance calculation stage, the frequency extraction unit 34 outputs the sound wave information of the measurement frequency to the distance calculation unit 36. The sound wave information of the measurement frequency output from the frequency extraction unit 34 to the distance calculation unit 36 includes at least one of the sound pressure level of the sound wave of the measurement frequency measured by the microphone 31 and the detection time.

波形生成部35は、周波数抽出部34から計測周波数を取得する。波形生成部35は、周波数抽出部34から取得した計測周波数の音波情報を生成する。波形生成部35が生成する計測周波数の音波情報には、スピーカ37から出力する計測周波数の音波の音圧レベルおよび出力時刻のうち少なくとも一方が含まれる。波形生成部35は、生成した計測周波数の音波情報をスピーカ37および距離算出部36に出力する。   The waveform generator 35 acquires the measurement frequency from the frequency extractor 34. The waveform generator 35 generates sound wave information of the measurement frequency acquired from the frequency extractor 34. The sound wave information of the measurement frequency generated by the waveform generation unit 35 includes at least one of the sound pressure level of the sound wave of the measurement frequency output from the speaker 37 and the output time. The waveform generator 35 outputs the generated sound wave information of the measurement frequency to the speaker 37 and the distance calculator 36.

距離算出部36は、波形計算段階において、波形生成部35から計測周波数の音波情報を取得する。また、距離算出部36は、距離計算段階において、周波数抽出部34から計測周波数の音波の音波情報を取得する。距離算出部36は、周波数抽出部34から取得した計測周波数の音波の音波情報と、波形生成部35から取得した計測周波数の音波情報とを用いて、測定対象物との距離を算出する。距離算出部36は、算出した測定対象物との距離を表示部38に出力する。なお、距離算出部36が算出する測定対象物との距離は、マイクロホン31およびスピーカ37の振動板によって形成される面と測定対象物との距離に相当する。   The distance calculation unit 36 acquires the sound wave information of the measurement frequency from the waveform generation unit 35 in the waveform calculation stage. In addition, the distance calculation unit 36 acquires the sound wave information of the sound wave of the measurement frequency from the frequency extraction unit 34 in the distance calculation stage. The distance calculation unit 36 calculates the distance to the measurement object using the sound wave information of the sound wave of the measurement frequency obtained from the frequency extraction unit 34 and the sound wave information of the measurement frequency obtained from the waveform generation unit 35. The distance calculation unit 36 outputs the calculated distance to the measurement target to the display unit 38. The distance to the measurement target calculated by the distance calculation unit 36 corresponds to the distance between the surface formed by the diaphragm of the microphone 31 and the speaker 37 and the measurement target.

本実施形態においては、距離計測を主とするため、表示部38には測定対象物との計測距離のみを表示させればよい。なお、表示部38に表示させる情報は、測定対象物との計測距離に限定されず、任意に設定できる。   In this embodiment, since the distance measurement is mainly performed, only the measured distance to the object to be measured need be displayed on the display unit 38. Note that the information displayed on the display unit 38 is not limited to the measurement distance to the measurement target, and can be set arbitrarily.

以上が、本実施形態の距離計測装置30の構成についての説明である。なお、図13に示す距離計測装置30は一例であって、本実施形態の距離計測装置30の構成を限定するものではない。   The above is the description of the configuration of the distance measurement device 30 of the present embodiment. The distance measuring device 30 shown in FIG. 13 is an example, and does not limit the configuration of the distance measuring device 30 of the present embodiment.

以上のように、本実施形態の距離計測装置は、測定対象物に向けてスピーカから出力される音波の反射波をマイクロホンで集音して測定対象物との距離を計測する。本実施形態の距離計測装置は、分析部、周波数抽出部、波形生成部、および距離算出部を備える。分析部は、マイクロホンによって集音される可聴周波数帯域の音波を一定時間サンプリングし、サンプリングした音波を高速フーリエ変換処理を用いて分析することによって周波数スペクトルの時系列データを生成する。周波数抽出部は、分析部によって生成される周波数スペクトルの時系列データを用いて各周波数の音圧レベルの代表値を計算し、算出した代表値の値に基づいて計測周波数を抽出する。波形生成部は、周波数抽出部によって抽出される計測周波数の音波の音波情報を生成し、生成した計測周波数の音波の音波情報をスピーカに出力する。距離算出部は、波形生成部によって生成される計測周波数の音波の音波情報を取得するとともに、スピーカから出力された計測周波数の音波の反射波の音波情報を取得する。距離算出部は、取得した計測周波数の音波の反射波の音波情報と計測周波数の音波の音波情報とを用いて測定対象物との距離を算出する。   As described above, the distance measurement device of the present embodiment measures the distance to the measurement target by collecting the reflected wave of the sound wave output from the speaker toward the measurement target using the microphone. The distance measurement device according to the present embodiment includes an analysis unit, a frequency extraction unit, a waveform generation unit, and a distance calculation unit. The analysis unit generates a time series data of a frequency spectrum by sampling a sound wave in an audible frequency band collected by the microphone for a certain period of time and analyzing the sampled sound wave using a fast Fourier transform process. The frequency extracting unit calculates a representative value of the sound pressure level of each frequency using the time-series data of the frequency spectrum generated by the analyzing unit, and extracts a measurement frequency based on the calculated representative value. The waveform generation unit generates sound wave information of the sound wave of the measurement frequency extracted by the frequency extraction unit, and outputs the generated sound wave information of the sound wave of the measurement frequency to the speaker. The distance calculation unit acquires the sound wave information of the sound wave of the measurement frequency generated by the waveform generation unit, and also acquires the sound wave information of the reflected wave of the sound wave of the measurement frequency output from the speaker. The distance calculating unit calculates the distance to the measurement target using the acquired sound wave information of the reflected wave of the measurement frequency sound wave and the sound wave information of the measurement frequency sound wave.

本実施形態の距離計測装置によれば、騒音環境下において、可聴領域の周波数帯の音波を用いた距離測定が可能となる。   According to the distance measuring device of the present embodiment, distance measurement using sound waves in the frequency band in the audible range is possible in a noise environment.

(ハードウェア)
ここで、本発明の各実施形態に係る距離計測装置の処理を実行するハードウェア構成について、図14の情報処理装置90を一例として挙げて説明する。なお、図14の情報処理装置90は、各実施形態の距離計測装置の処理を実行するための構成例であって、本発明の範囲を限定するものではない。
(hardware)
Here, a hardware configuration for executing the processing of the distance measurement device according to each embodiment of the present invention will be described using the information processing device 90 in FIG. 14 as an example. Note that the information processing device 90 in FIG. 14 is a configuration example for executing the processing of the distance measurement device of each embodiment, and does not limit the scope of the present invention.

図14のように、情報処理装置90は、プロセッサ91、主記憶装置92、補助記憶装置93、入出力インターフェース95および通信インターフェース96を備える。図14においては、インターフェースをI/F(Interface)と略して表記する。プロセッサ91、主記憶装置92、補助記憶装置93、入出力インターフェース95および通信インターフェース96は、バス99を介して互いにデータ通信可能に接続される。また、プロセッサ91、主記憶装置92、補助記憶装置93および入出力インターフェース95は、通信インターフェース96を介して、インターネットやイントラネットなどのネットワークに接続される。   As shown in FIG. 14, the information processing device 90 includes a processor 91, a main storage device 92, an auxiliary storage device 93, an input / output interface 95, and a communication interface 96. In FIG. 14, the interface is abbreviated as I / F (Interface). The processor 91, the main storage device 92, the auxiliary storage device 93, the input / output interface 95, and the communication interface 96 are connected to each other via a bus 99 so as to be able to perform data communication. In addition, the processor 91, the main storage device 92, the auxiliary storage device 93, and the input / output interface 95 are connected to a network such as the Internet or an intranet via a communication interface 96.

プロセッサ91は、補助記憶装置93等に格納されたプログラムを主記憶装置92に展開し、展開されたプログラムを実行する。本実施形態においては、情報処理装置90にインストールされたソフトウェアプログラムを用いる構成とすればよい。プロセッサ91は、本実施形態に係る距離計測装置による処理を実行する。   The processor 91 expands the program stored in the auxiliary storage device 93 or the like into the main storage device 92 and executes the expanded program. In the present embodiment, a configuration using a software program installed in the information processing apparatus 90 may be used. The processor 91 executes processing by the distance measuring device according to the present embodiment.

主記憶装置92は、プログラムが展開される領域を有する。主記憶装置92は、例えばDRAM(Dynamic Random Access Memory)などの揮発性メモリとすればよい。また、MRAM(Magnetoresistive Random Access Memory)などの不揮発性メモリを主記憶装置92として構成・追加してもよい。   The main storage device 92 has an area where programs are loaded. The main storage device 92 may be a volatile memory such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory). Further, a nonvolatile memory such as an MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory) may be configured and added as the main storage device 92.

補助記憶装置93は、種々のデータを記憶する。補助記憶装置93は、ハードディスクやフラッシュメモリなどのローカルディスクによって構成される。なお、種々のデータを主記憶装置92に記憶させる構成とし、補助記憶装置93を省略することも可能である。   The auxiliary storage device 93 stores various data. The auxiliary storage device 93 is configured by a local disk such as a hard disk or a flash memory. In addition, various data may be stored in the main storage device 92, and the auxiliary storage device 93 may be omitted.

入出力インターフェース95は、情報処理装置90と周辺機器とを接続するためのインターフェースである。通信インターフェース96は、規格や仕様に基づいて、インターネットやイントラネットなどのネットワークを通じて、外部のシステムや装置に接続するためのインターフェースである。入出力インターフェース95および通信インターフェース96は、外部機器と接続するインターフェースとして共通化してもよい。   The input / output interface 95 is an interface for connecting the information processing device 90 and peripheral devices. The communication interface 96 is an interface for connecting to an external system or device via a network such as the Internet or an intranet based on standards and specifications. The input / output interface 95 and the communication interface 96 may be shared as an interface for connecting to an external device.

情報処理装置90には、必要に応じて、キーボードやマウス、タッチパネルなどの入力機器を接続するように構成してもよい。それらの入力機器は、情報や設定の入力に使用される。なお、タッチパネルを入力機器として用いる場合は、表示機器の表示画面が入力機器のインターフェースを兼ねる構成とすればよい。プロセッサ91と入力機器との間のデータ通信は、入出力インターフェース95に仲介させればよい。   The information processing device 90 may be configured to connect input devices such as a keyboard, a mouse, and a touch panel as needed. These input devices are used for inputting information and settings. When a touch panel is used as an input device, the display screen of the display device may be configured to also serve as an interface of the input device. Data communication between the processor 91 and the input device may be mediated by the input / output interface 95.

また、情報処理装置90には、情報を表示するための表示機器を備え付けてもよい。表示機器を備え付ける場合、情報処理装置90には、表示機器の表示を制御するための表示制御装置(図示しない)が備えられていることが好ましい。表示機器は、入出力インターフェース95を介して情報処理装置90に接続すればよい。   The information processing device 90 may be provided with a display device for displaying information. When a display device is provided, the information processing device 90 preferably includes a display control device (not shown) for controlling display on the display device. The display device may be connected to the information processing device 90 via the input / output interface 95.

また、情報処理装置90には、必要に応じて、ディスクドライブを備え付けてもよい。ディスクドライブは、バス99に接続される。ディスクドライブは、プロセッサ91と図示しない記録媒体(プログラム記録媒体)との間で、記録媒体からのデータ・プログラムの読み出し、情報処理装置90の処理結果の記録媒体への書き込みなどを仲介する。記録媒体は、例えば、CD(Compact Disc)やDVD(Digital Versatile Disc)などの光学記録媒体で実現できる。また、記録媒体は、USB(Universal Serial Bus)メモリやSD(Secure Digital)カードなどの半導体記録媒体や、フレキシブルディスクなどの磁気記録媒体、その他の記録媒体によって実現してもよい。   Further, the information processing device 90 may be provided with a disk drive as necessary. The disk drive is connected to the bus 99. The disk drive mediates between the processor 91 and a recording medium (program recording medium) not shown, such as reading of a data program from the recording medium and writing of a processing result of the information processing device 90 to the recording medium. The recording medium can be realized by an optical recording medium such as a CD (Compact Disc) and a DVD (Digital Versatile Disc). Further, the recording medium may be realized by a semiconductor recording medium such as a USB (Universal Serial Bus) memory or an SD (Secure Digital) card, a magnetic recording medium such as a flexible disk, or another recording medium.

以上が、本発明の各実施形態に係る距離計測装置を可能とするためのハードウェア構成の一例である。なお、図14のハードウェア構成は、各実施形態に係る距離計測装置の演算処理を実行するためのハードウェア構成の一例であって、本発明の範囲を限定するものではない。また、各実施形態に係る距離計測装置に関する処理をコンピュータに実行させるプログラムも本発明の範囲に含まれる。さらに、各実施形態に係るプログラムを記録したプログラム記録媒体も本発明の範囲に含まれる。   The above is an example of the hardware configuration for enabling the distance measurement device according to each embodiment of the present invention. Note that the hardware configuration in FIG. 14 is an example of a hardware configuration for executing arithmetic processing of the distance measurement device according to each embodiment, and does not limit the scope of the present invention. Further, a program that causes a computer to execute the process related to the distance measurement device according to each embodiment is also included in the scope of the present invention. Further, a program recording medium on which a program according to each embodiment is recorded is also included in the scope of the present invention.

各実施形態の距離計測装置の構成要素は、任意に組み合わせることができる。また、各実施形態の距離計測装置の構成要素は、ソフトウェアによって実現してもよいし、回路によって実現してもよい。   The components of the distance measuring device of each embodiment can be arbitrarily combined. Also, the components of the distance measuring device of each embodiment may be realized by software or may be realized by a circuit.

以上、実施形態を参照して本発明を説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。   As described above, the present invention has been described with reference to the exemplary embodiments. However, the present invention is not limited to the above exemplary embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the present invention.

1、2 計測装置
10、20、30 距離計測装置
11、21、31 マイクロホン
12、22 音量計測部
13、23 FFT分析部
14 第1周波数抽出部
15、25、35 波形生成部
16、26、36 距離算出部
17、27、37 スピーカ
18、28、38 表示部
24 第2周波数抽出部
33 分析部
34 周波数抽出部
1, 2 Measuring device 10, 20, 30 Distance measuring device 11, 21, 31 Microphone 12, 22 Volume measuring unit 13, 23 FFT analyzing unit 14 First frequency extracting unit 15, 25, 35 Waveform generating unit 16, 26, 36 Distance calculation unit 17, 27, 37 Speaker 18, 28, 38 Display unit 24 Second frequency extraction unit 33 Analysis unit 34 Frequency extraction unit

Claims (10)

測定対象物に向けてスピーカから出力される音波の反射波をマイクロホンで集音して前記測定対象物との距離を計測する距離計測装置であって、
前記マイクロホンによって集音される可聴周波数帯域の音波を一定時間サンプリングし、サンプリングした音波を高速フーリエ変換処理を用いて分析することによって周波数スペクトルの時系列データを生成する分析手段と、
前記分析手段によって生成される前記周波数スペクトルの時系列データを用いて各周波数の音圧レベルの代表値を計算し、算出した前記代表値の値に基づいて計測周波数を抽出する周波数抽出手段と、
前記周波数抽出手段によって抽出される前記計測周波数の音波の音波情報を生成し、生成した前記計測周波数の音波の音波情報を前記スピーカに出力する波形生成手段と、
前記波形生成手段によって生成される前記計測周波数の音波の音波情報を取得するとともに、前記スピーカから出力された前記計測周波数の音波の反射波の音波情報を取得し、取得した前記計測周波数の音波の反射波の音波情報と前記計測周波数の音波の音波情報とを用いて測定対象物との距離を算出する距離算出手段とを備える計測装置。
A distance measurement device that measures a distance to the measurement target by collecting a reflected wave of a sound wave output from a speaker toward the measurement target with a microphone,
Analysis means for sampling a sound wave in an audible frequency band collected by the microphone for a certain period of time, and generating time-series data of a frequency spectrum by analyzing the sampled sound wave using a fast Fourier transform process,
Frequency extraction means for calculating a representative value of the sound pressure level of each frequency using time-series data of the frequency spectrum generated by the analysis means, and extracting a measurement frequency based on the calculated value of the representative value,
Waveform generation means for generating sound wave information of sound waves of the measurement frequency extracted by the frequency extraction means, and outputting sound wave information of the generated sound waves of the measurement frequency to the speaker,
Acquiring the sound wave information of the sound wave of the measurement frequency generated by the waveform generating means, acquiring the sound wave information of the reflected wave of the sound wave of the measurement frequency output from the speaker, and acquiring the sound wave information of the acquired sound wave of the measurement frequency. A measuring device comprising: distance calculating means for calculating a distance to a measurement target using sound wave information of a reflected wave and sound wave information of sound waves of the measurement frequency.
前記周波数抽出手段は、
前記分析手段によって生成される前記周波数スペクトルの時系列データを用いて各周波数の音圧レベルの分散を前記代表値として計算し、距離計測の測定精度と前記スピーカの出力値とによって定まる所定値よりも分散が小さい第1周波数を前記計測周波数として抽出し、抽出した前記第1周波数を前記波形生成手段に出力し、
前記波形生成手段は、
前記周波数抽出手段によって抽出される前記第1周波数の音波の音圧レベルを含む音波情報を生成し、生成した前記第1周波数の音波の音波情報を前記スピーカに出力するとともに、前記スピーカから出力される前記第1周波数の音波の音圧レベルを前記距離算出手段に出力し、
前記距離算出手段は、
前記スピーカから出力される前記第1周波数の音波の音圧レベルを記録し、前記スピーカから出力された前記第1周波数の音波の反射波の音圧レベルを取得し、前記第1周波数の音波の反射波の音圧レベルを前記第1周波数の音波の音圧レベルで除算することによって減衰率を計算し、予め求めておいた前記減衰率と前記距離との相関関係を用いて前記測定対象物との距離を算出する請求項1に記載の計測装置。
The frequency extracting means,
The variance of the sound pressure level of each frequency is calculated as the representative value using the time series data of the frequency spectrum generated by the analysis unit, and a predetermined value determined by the measurement accuracy of the distance measurement and the output value of the speaker is calculated. Also extract a first frequency having a small variance as the measurement frequency, and output the extracted first frequency to the waveform generation means,
The waveform generating means includes:
Generates sound wave information including the sound pressure level of the sound wave of the first frequency extracted by the frequency extracting means, and outputs sound wave information of the generated sound wave of the first frequency to the speaker, and is output from the speaker. Outputting the sound pressure level of the sound wave of the first frequency to the distance calculating means,
The distance calculating means,
The sound pressure level of the sound wave of the first frequency output from the speaker is recorded, the sound pressure level of the reflected wave of the sound wave of the first frequency output from the speaker is obtained, and the sound pressure level of the sound wave of the first frequency is obtained. An attenuation rate is calculated by dividing the sound pressure level of the reflected wave by the sound pressure level of the sound wave of the first frequency, and the measurement object is calculated using a correlation between the attenuation rate and the distance obtained in advance. The measuring device according to claim 1, which calculates a distance from the measuring device.
前記周波数抽出手段は、
前記分析手段によって生成される前記周波数スペクトルの時系列データを用いて各周波数の音圧レベルの最大値を前記代表値として計算し、算出した最大値が所定値よりも小さい第2周波数を前記計測周波数として抽出し、抽出した前記第2周波数を前記波形生成手段に出力し、
前記波形生成手段は、
前記周波数抽出手段によって抽出される前記第2周波数の音波の音圧レベルを含む音波情報を生成し、生成した前記第2周波数の音波の音波情報を前記スピーカに出力するとともに、前記スピーカから前記第2周波数の音波の音圧レベルが出力された出力時刻を前記距離算出手段に出力し、
前記距離算出手段は、
前記スピーカから前記第2周波数の音波の音圧レベルが出力された前記出力時刻を記録し、前記スピーカから出力された前記第2周波数の音波の反射波が前記マイクロホンによって検出された検出時刻を取得し、前記検出時刻から前記出力時刻を減算した値と音速とを積算することによって前記測定対象物との距離を算出する請求項1に記載の計測装置。
The frequency extracting means,
The maximum value of the sound pressure level of each frequency is calculated as the representative value using the time series data of the frequency spectrum generated by the analysis means, and the second frequency whose calculated maximum value is smaller than a predetermined value is measured. Extracting as a frequency, outputting the extracted second frequency to the waveform generating means,
The waveform generating means includes:
Generates sound wave information including the sound pressure level of the sound wave of the second frequency extracted by the frequency extracting means, outputs the sound wave information of the sound wave of the second frequency generated to the speaker, and outputs the sound wave information from the speaker. Outputting the output time at which the sound pressure levels of the sound waves of the two frequencies are output to the distance calculating means;
The distance calculating means,
The output time at which the sound pressure level of the sound wave of the second frequency is output from the speaker is recorded, and the detection time at which the reflected wave of the sound wave of the second frequency output from the speaker is detected by the microphone is obtained. The measuring device according to claim 1, wherein a distance from the measurement target is calculated by integrating a value obtained by subtracting the output time from the detection time and a sound velocity.
前記周波数抽出手段は、
前記スピーカの出力値と、前記マイクロホンが検出する音波の音圧レベルと、安全率とによって定まる値を前記所定値として用いる請求項3に記載の計測装置。
The frequency extracting means,
The measuring device according to claim 3, wherein a value determined by an output value of the speaker, a sound pressure level of a sound wave detected by the microphone, and a safety factor is used as the predetermined value.
前記距離算出手段によって算出される距離を表示する表示手段を備える請求項1乃至4のいずれか一項に記載の計測装置。   The measuring device according to claim 1, further comprising a display unit that displays a distance calculated by the distance calculating unit. 前記マイクロホンによって集音される音波の音量を計測する音量計測手段を備える請求項1乃至5のいずれか一項に記載の計測装置。   The measuring device according to claim 1, further comprising a sound volume measuring unit that measures a sound volume of a sound wave collected by the microphone. 前記マイクロホンによって集音される音波の音量を計測する音量計測手段と、
前記距離算出手段によって算出される距離と、前記音量計測手段によって計測される音量とを表示する表示手段を備える請求項1乃至4のいずれか一項に記載の計測装置。
Volume measurement means for measuring the volume of sound waves collected by the microphone,
The measuring device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a display unit that displays a distance calculated by the distance calculating unit and a volume measured by the volume measuring unit.
可聴周波数帯域の音波を集音する前記マイクロホンと、
前記波形生成手段によって出力される前記計測周波数の音波の音波情報に基づいた音波を出力する前記スピーカとを備える請求項1乃至7のいずれか一項に記載の計測装置。
The microphone that collects sound waves in an audible frequency band,
The measuring device according to any one of claims 1 to 7, further comprising: the speaker that outputs a sound wave based on sound wave information of the sound wave of the measurement frequency output by the waveform generation unit.
測定対象物に向けてスピーカから出力される音波の反射波をマイクロホンで集音して前記測定対象物との距離を計測する計測方法であって、
情報処理装置が、
前記マイクロホンによって集音される可聴周波数帯域の音波を一定時間サンプリングし、
サンプリングした音波を高速フーリエ変換処理を用いて分析することによって周波数スペクトルの時系列データを生成し、
生成した前記周波数スペクトルの時系列データを用いて各周波数の音圧レベルの代表値を計算し、
算出した前記代表値の値に基づいて計測周波数を抽出し、
抽出した前記計測周波数の音波の音波情報を生成し、
生成した前記計測周波数の音波の音波情報を前記スピーカに出力し、
前記スピーカから出力された前記計測周波数の音波の反射波の音波情報を取得し、
取得した前記計測周波数の音波の反射波の音波情報と前記計測周波数の音波の音波情報とを用いて測定対象物との距離を算出する計測方法。
A measurement method for measuring a distance to the measurement target by collecting a reflected wave of a sound wave output from a speaker toward the measurement target with a microphone,
The information processing device is
Sampling sound waves in the audible frequency band collected by the microphone for a certain period of time,
Generate time-series data of the frequency spectrum by analyzing the sampled sound wave using the fast Fourier transform process,
Using the time series data of the generated frequency spectrum to calculate the representative value of the sound pressure level of each frequency,
Extract the measurement frequency based on the calculated value of the representative value,
Generate sound wave information of the sound wave of the extracted measurement frequency,
Output the sound wave information of the generated sound wave of the measurement frequency to the speaker,
Acquires sound wave information of a reflected wave of the sound wave of the measurement frequency output from the speaker,
A measurement method for calculating a distance to a measurement target using the acquired sound wave information of the reflected wave of the sound wave of the measurement frequency and the sound wave information of the sound wave of the measurement frequency.
測定対象物に向けてスピーカから出力される音波の反射波をマイクロホンで集音して前記測定対象物との距離を計測するプログラムであって、
前記マイクロホンによって集音される可聴周波数帯域の音波を一定時間サンプリングする処理と、
サンプリングした音波を高速フーリエ変換処理を用いて分析することによって周波数スペクトルの時系列データを生成する処理と、
生成した前記周波数スペクトルの時系列データを用いて各周波数の音圧レベルの代表値を計算する処理と、
算出した前記代表値の値に基づいて計測周波数を抽出する処理と、
抽出した前記計測周波数の音波の音波情報を生成する処理と、
生成した前記計測周波数の音波の音波情報を前記スピーカに出力する処理と、
前記スピーカから出力された前記計測周波数の音波の反射波の音波情報を取得する処理と、
取得した前記計測周波数の音波の反射波の音波情報と前記計測周波数の音波の音波情報とを用いて測定対象物との距離を算出する処理とをコンピュータに実行させるプログラム。
A program for measuring a distance to the measurement target by collecting a reflected wave of a sound wave output from a speaker toward the measurement target with a microphone,
A process of sampling a sound wave in an audible frequency band collected by the microphone for a certain period of time,
A process of generating time-series data of a frequency spectrum by analyzing the sampled sound wave using a fast Fourier transform process,
A process of calculating a representative value of the sound pressure level of each frequency using the generated time-series data of the frequency spectrum,
A process of extracting a measurement frequency based on the calculated value of the representative value,
A process of generating sound wave information of the sound wave of the extracted measurement frequency,
A process of outputting the generated sound wave information of the sound wave of the measurement frequency to the speaker,
A process of acquiring sound wave information of a reflected wave of the sound wave of the measurement frequency output from the speaker,
A program for causing a computer to execute a process of calculating a distance to an object to be measured using the acquired sound wave information of the reflected wave of the sound wave of the measurement frequency and the sound wave information of the sound wave of the measurement frequency.
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