2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of space sensing function using broad band parametric array
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26330184
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| Research Institution | Iwate University |
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Principal Investigator |
永田 仁史 岩手大学, 理工学部, 准教授 (40301030)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | パラメトリックスピーカ / ステアリング / ランダム配置 / 可視化 / 空間センシング / 物体位置測定 / 周波数成分合成 / サイドローブ抑圧 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までに作成した六角格子振動子配列のパラメトリックスピーカとステアリングシステムを用いて空間センシングに関する実験を行い、室内環境において一次元の音響ビーム走査による物体可視化を行った結果、円柱状物体と壁について正しい位置にその存在を確認できるような像を生成することに成功した。この結果において、搬送波周波数近傍以上の帯域、および、復調音の可聴帯域では、走査対象範囲に大きいサイドローブが出現し、これによって誤った位置に物体像が出現したが、受音センサ位置による工夫では除去が難しかったことから、現状のPCで制御できるチャネル数上限の64chでもサイドローブを抑えられるランダム素子配置のスピーカを開発することとした。新たなスピーカの素子配置は、指向性に関するシミュレーションによって数万パタンの中から選び、スピーカと駆動用広帯域アンプ、および、周波数成分合成を用いた計算量の少ない変調およびステアリングシステムを開発した。このとき、サイドローブレベルを抑えるためのビームフォーマ処理が効果的に行えるように、振動子のばらつきと非線形性の補正について検討し、搬送波における補正をシステムに組み込んだ。開発したシステムを用いてスピーカの放射特性に関する測定を行ったところ、六角配置スピーカよりも大幅にサイドローブレベルの低いスピーカを実現できることが確認できた。このスピーカによる空間センシングの検証は今後の予定である。以上の成果により、ステアリング機能つきのパラメトリックスピーカシステムは、近距離空間の物体位置把握に使うことができ、車やロボットの空間センシングシステムとして有用であることが確認できた。また、ランダム配列を用いてサイドローブの小さいスピーカを実現できることを確認でき、高精度な空間センシングの可能性を明らかにできた。
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