説明

イベント検出システム

相互接続されるノード(10)及び中央制御局(200)の通信ネットワークを有するイベント検出システム(100)であって、各ノードは、少なくとも1つの隣接ノード及び/又は中央制御局と通信可能であり、各ノードは、少なくとも1つのマイクロホン(11)と、ノードの位置及び時間に関する情報を供給するGPS受信器(12)と、マイクロホン信号を処理可能な処理回路(17)を有し、処理回路は、所定の特徴音パターンの発生を検出し、所定の特徴音パターンの発生が検出される場合、中央制御局に、検出されたイベントを、ノードの位置及び検出の時間に関する情報と共に通信するよう設計され、中央制御局は、ノードから受信した情報を処理し、音源の位置及びイベントの発生時間を決定するよう設計される。

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

【特許請求の範囲】
【請求項1】
相互接続され且つ協働するノード及び中央制御局の通信ネットワークを有するイベント検出システムであって、
各ノードは、少なくとも1つの隣接ノード及び/又は前記中央制御局と通信可能であり、
各ノードは、
外部音を受信するよう構成される少なくとも1つのマイクロホンと、
該ノードの位置に関する情報を供給する位置決め手段と、
時間情報を供給するクロック手段と、
対応マイクロホンの出力信号を処理可能な処理回路と、
を有し、
前記処理回路は、所定の特徴音パターンの発生を検出し、前記所定の特徴音パターンの発生が検出される場合、前記中央制御局に、検出されたイベントを、前記ノードの位置及び検出の時間に関する情報と共に通信するよう設計され、
全ノードの前記クロック手段は正確に同期され、
前記中央制御局は、複数のノードから受信した情報を処理し、前記イベントの位置及び該イベントの発生時間を決定するよう設計される、システム。
【請求項2】
各ノードは、正確な位置情報及び正確な時間情報を有するGPS信号を受信するGPS受信器を有する請求項1記載のシステム。
【請求項3】
前記中央制御局は、前記イベントの位置を計算するときに、音波の伝搬速度を考慮に入れるよう設計される請求項1記載のシステム。
【請求項4】
前記音波の伝搬速度は、一定であるとみなされる請求項3記載のシステム。
【請求項5】
前記中央制御局は、前記伝搬速度の偏差を補正するよう設計される請求項3記載のシステム。
【請求項6】
風向及び風速を示す信号を生成可能な少なくとも1つの風センサを更に有する請求項5記載のシステム。
【請求項7】
パイロットトーンを発生可能な少なくとも1つのスピーカを更に有する請求項5記載のシステム。
【請求項8】
前記ノードは、10乃至100メートルのオーダの相互距離でアレイ状に配置される請求項1記載のシステム。
【請求項9】
前記ノードは、街路照明アーマチュア又はランプ柱に関連付けられる請求項1記載のシステム。
【請求項10】
前記ノードは、光学リンクを介する通信用に設計される請求項1記載のシステム。
【請求項11】
各ノードは、例えば、30秒の音に対応する所定量の入力信号を格納するのに十分なサイズを有するバッファを有する請求項1記載のシステム。
【請求項12】
各ノードは更に、ビデオカメラを有する請求項1記載のシステム。
【請求項13】
ノードの前記ビデオカメラは、イベントの検出に反応して、前記中央制御局によって作動される請求項12記載のシステム。
【請求項14】
前記処理装置は、画像処理ソフトウェアが設けられる請求項12記載のシステム。
【請求項15】
前記画像処理ソフトウェアは、スピード違反、赤信号無視、又は可能な犯罪行為といったイベントを認識可能である請求項14記載のシステム。
【請求項16】
前記画像処理ソフトウェアは、ナンバープレートを読出し可能である請求項14記載のシステム。
【請求項17】
前記処理装置は、前記中央制御局に1つ以上のビデオ画像を送信するよう設計される請求項15又は16記載のシステム。
【請求項18】
前記中央制御局は、前記ノードに指名手配中の登録番号を通信するよう設計され、
前記処理装置は、カメラ画像の登録番号を、前記指名手配中の登録番号と比較するよう設計される請求項16記載のシステム。
【請求項19】
前記ノードは更に、温度センサ、風センサ、雨センサ、地震検出器、気圧センサ、湿度センサを含む群からの少なくとも1つのセンサを有する請求項1記載のシステム。
【請求項20】
前記処理回路は、交通の安全上に影響を与え得るイベントについて前記センサをモニタリングし、前記中央制御局にそのようなイベントを通信するよう設計される請求項19記載のシステム。
【請求項21】
前記ノードは、個々の自動車との通信に適応される請求項1記載のシステム。
【請求項22】
前記ノードは、通過する自動車に天気情報を通信するよう設計される請求項21記載のシステム。
【請求項23】
請求項1のシステムのノードとの通信に適応される車両。
【請求項24】
請求項17のシステムのノードからの天気情報の受信に応答して、暖房機器、空気調整機器、ワイドスクリーンワイパーなどの機器を自動的にオンオフするよう適応される制御装置を有する請求項23記載の車両。
【請求項25】
1つ以上の天気センサを有し、前記天気センサの読出しをノードに通信するよう適応される請求項23記載の車両。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公表番号】特表2006−525589(P2006−525589A)
【公表日】平成18年11月9日(2006.11.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−507541(P2006−507541)
【出願日】平成16年5月5日(2004.5.5)
【国際出願番号】PCT/IB2004/050586
【国際公開番号】WO2004/100103
【国際公開日】平成16年11月18日(2004.11.18)
【出願人】(590000248)コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【氏名又は名称原語表記】Koninklijke Philips Electronics N.V.
【住所又は居所原語表記】Groenewoudseweg 1,5621 BA Eindhoven, The Netherlands
【Fターム(参考)】