专利名称：转速增减判断装置以及转速增减判断方法
技术领域：
本发明涉及一种转速增减判断装置，该转速增减判断装置使用位于本车辆周围的周围车辆的发动机声音，来判断周围车辆的发动机转速的增减。
背景技术：
以往，作为判断在本车辆周围存在的车辆的状况的技术存在如下所示的技术。作为第一种现有技术是如下一种技术将周围的声音转换为声压等级信号，并对在声压等级信号的特定频带的绝对量和判断等级进行比较，从而判断在本车辆周围是否存在周围车辆、并根据声压等级信号的时间变化来判断周围车辆是否接近(例如，参照日本专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1 日本专利特开2000-99853号公报。在第一种现有技术中，将周围的声音转换为声压等级信号，并对在声压等级信号的特定频带的绝对量和判断等级进行比较，从而判断是否存在周围车辆、并根据声压等级信号的时间变化来判断周围车辆是否接近。因而利用第一种现有技术存在以下问题无法进一步判断作为接近状况的周围车辆的发动机转速增减的状况或者周围车辆加减速的状况。另外，对于周围车辆的发动机转速的增减或者周围车辆的接近和加速等的判断， 一般情况下需要能够观测发动机声音频率变化或声压变化的足够长时间(数秒)的声音信号。因此，在需要短时间内将周围车辆的发动机转速的增减状况或者周围车辆的加减速的状况通知驾驶员的安全驾驶支援等的应用中难以使用现有技术。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供转速增减判断装置，该转速增减判断装置能够实时地对在本车辆周围存在的周围车辆的发动机转速的增减进行判断。为了达到上述目的，本发明某些方面涉及的转速增减判断装置具有频率分析单元，按照每个规定的时间计算出发动机声音中的、规定的频率的频率信号；以及转速判断单元，随着时间的经过，对上述频率信号的相位是加速地增加还是加速地减少进行判断，由此判断发动机转速的增加或者减少。具体地说，上述转速判断单元在随着时间的经过上述相位加速地增加的情况下， 判断为发动机转速增加；在随着时间的经过上述相位加速地减少的情况下，判断为发动机转速减少。在发动机转速增加的情况下，发动机声音的频率随着时间的经过而增加，并且发动机声音的频率信号的相位加速地增加。另一方面，在发动机转速减少的情况下，发动机声音的频率随着时间的经过而减少，并且发动机声音的频率信号的相位加速地减少。相位正在加速地增加还是正在加速地减少能够根据短时间范围内所包含的相位来进行判断。因此，根据该结构，能够实时地判断在本车周围存在的周围车辆的发动机转速的增减。优选的是，上述转速增减判断装置还具有相位曲线计算部，计算对上述频率信号的相位随时间变化进行近似的相位曲线，上述转速判断单元通过基于上述相位曲线的形状对上述频率信号的相位是加速地增加还是加速地减少进行判断，从而判断发动机的转速增加或是减少。具体地说，上述转速判断单元在上述相位曲线向下凸的情况下判断为上述频率信号的相位正在加速地增加，从而判断发动机转速正在增加。另外，上述转速判断单元在上述相位曲线向上凸的情况下判断为上述频率信号的相位正在加速地减少，从而判断发动机转速正在减少。具有如下性质在相位曲线加速地增加的情况下，相位曲线具有向下凸的形状，在相位加速度减少的情况下，相位曲线具有向上凸的形状。通过利用该性质，能够精确地判断相位是正在加速地增加还是正在加速地减少，从而能够判断发动机转速正在增加还是正在减少。优选的是，上述转速判断单元仅在随着时间的经过的相位的变化值在规定阈值以下的情况下，判断上述发动机转速增加或减少。在周围车辆换挡的情况下，相位急剧变化。因此，除了这样的情况以外，能够进行上述判断。优选的是，上述转速增减判断装置还具备相位校正部，为了与规定数量的上述相位之间的差变小，在与上述规定数量的上述相位不同的其他上述相位上加上士 Xm弧度，从而对上述其他相位进行校正，其中，m是自然数。由此，能够对与其他时刻的相位偏移较大的相位进行校正，并能够精确地判断发动机转速的增减。另外，上述转速增减判断单元还具有误差计算单元，对上述相位曲线与上述频率信号的相位之间的误差进行计算；以及相位校正部，按照每个相互不同的角度范围，通过对上述相位加上士 Xm弧度，使得上述相位收纳于该角度范围内，由此对上述相位进行校正，其中，m是自然数，上述相位曲线计算部按照每个角度范围计算出上述相位曲线，上述误差计算单元按照每个上述角度范围，计算出上述误差，上述相位校正部进一步选择上述相位曲线与上述频率信号相位之间的误差最小时的角度范围，上述转速判断单元也可以通过基于在所选择的上述角度范围的上述相位曲线的形状，来判断上述频率信号的相位是加速地增加还是加速地减少，从而判断发动机转速增加或者减少。由此，能够对与其他时刻的相位偏移较大的相位进行校正，并能够精确地判断发动机转速的增减。优选的是，上述频率分析单元按照每个规定的时间计算出在包含杂音和发动机声音的混合声音中的、上述规定频率的频率信号，上述相位曲线计算部，计算对上述混合声音的频率信号的相位随时间变化进行近似的相位曲线，上述转速增减判断装置还具有误差计算单元，对上述相位曲线和上述混合声音的频率信号的相位之间的误差进行计算；以及音响信号识别单元，基于上述误差，对上述混合声音是否是发动机声音进行识别，上述转速判断单元对由上述音响信号识别单元识别为发动机声音的上述混合声音的相位判断发动机转速的增加或者减少。根据该结构，能够去除杂音的影响，仅对发动机声音判断发动机转速的增加或减少。因此，能够提高判断的精度。优选的是，上述频率分析单元对由各自接受发动机声音的输入且相互分开进行配置的多个麦克风所接受的多个发动机声音的每一个计算频率信号，上述转速增减判断装置还具有方向检测部，其基于由上述多个麦克风所接受的多个上述发动机声音到达的时间差来检测上述发动机声音的声音源方向，仅在由上述转速判断单元判断为发动机转速正在增加的情况下，输出上述声音源方向的检测结果。仅在判断为发动机转速正在增加的情况下能够输出声音源方向的检测结果。因此仅在周围车辆一边加速一边接近这样特别危险的情况能够向驾驶员提示周围车辆接近的方向。另外，本发明不但能够实现具有上述特征的单元的转速增减判断装置，也能够实现将包含于转速增减判断装置中特征的单元作为步骤的转速增减判断方法，以及将包含于转速增减判断方法中特征的步骤作为使计算机执行的程序。并且，这样的程序中，当然能够通过CD-ROM (Compact Disc -Read Only Memory)等非易失性的记录介质或因特网等的通信网络流通。根据本发明能够实时地判读在本车辆周围存在的周围车辆的发动机转速的增减。
图1是对本发明的相位进行说明的图。
图2是对本发明的相位进行说明的图。
图3是对发动机声音进行说明的图。
图4是对发动机转速固定时的发动机声音的相位进行说明的图。
图5是对发动机转速增加来使车辆加速时的发动机声音的相位进行说明的图。
图6是对发动机转速减少来使车辆减速时的发动机声音的相位进行说明的图。
图7是示出在本发明的实施方式1中的加减速判断装置的整体结构的框图。
图8是示出在本发明的实施方式1中的加减速判断装置的动作顺序的流程图。
图9是对DFT分析中的能量和相位进行说明的图。
图10是对相位的校正处理进行说明的图。
图11是对相位的校正处理进行说明的图。
图12是对相位曲线的计算处理进行说明的图。
图13是对相位的校正处理进行说明的图。
图14是对相位的校正处理进行说明的图。
图15是示出在本发明的实施方式2中的杂音去除装置的整体结构的框图。
图16是示出在本发明的实施方式2中的杂音去除装置的提取声音判断部的结构的框图。
图17是示出在本发明的实施方式2中的杂音去除装置的动作顺序的流程图。
图18是示出对在本发明的实施方式2中的提取声音的频率信号进行判断处理的动作顺序的流程图。图19是对频率分析进行说明的图。图20是对发动机声音和风杂音进行说明的图。图21是对相位距离的计算处理进行说明的图。图22是对发动机声音的相位曲线进行说明的图。图23是对相位曲线的误差进行说明的图。图M是对发动机声音的提取处理进行说明的图。图25是示出在本发明实施方式3的车辆检测装置的整体结构的框图。图沈是示出在本发明实施方式3的车辆检测装置的提取声音判断部结构的框图。图27是示出在本发明实施方式3的杂音去除装置的动作顺序的流程图。图观是示出对在本发明的实施方式3中的提取声音的频率信号进行判断处理的动作顺序的流程图。
具体实施例方式本发明的特征是关注发动机声音等的周期声音、即频率随着时间而变化的声音的相位的时间变化来判断车辆的加减速。另外，本发明所说的周期声音是指相位固定或者相位变化连续的声音。在这里使用图1来对本发明中使用的相位进行定义。在图1(a)中概要地示出了输入的发动机声音的例子。横轴表示时间，纵轴表示振幅。在这里发动机的转速相对于时刻是固定的，示出了发动机声音的频率没有变化的情况下的例子。另外，在图1(b)中示出了使用傅里叶变换来进行频率分析时的作为基础波形的频率f的正弦波(在这里将与发动机声音频率相同的值作为规定的频率f)。横轴和纵轴与图1(a)相同。通过将该基础波形和输入了的混合声音进行叠加处理，从而求出频率信号 (相位)。在该例子中将基础波形进行固定而不在时间轴方向上移动，来进行与输入的发动机声音的叠加处理，从而求出每个时刻的频率信号(相位)。在图1(c)示出了通过该处理求出的结果。横轴表示时间，纵轴表示相位。在该例子中发动机的转速相对于时刻是固定的，输入了的发动机声音的频率相对于时刻固定。因此，在规定的频率f的相位不是加速地增加或者加速地减少。在该例子中，将与转速固定的发动机声音的频率相同的值作为规定的频率f，但在将比发动机声音频率小的值作为规定的频率f的情况下相位按照一次函数增加。另外，在将比发动机声音频率大的值作为规定的频率f的情况下相位按照一次函数减少。在哪一种情况下，在规定的频率f的相位都不是加速地增加或者加速地减少。另外，在音频信号领域或快速傅里叶变换(FFT)等中通常将基础波形在时间轴方向上移动并进行叠加。将该基础波形在时间轴方向上移动并进行叠加的情况下，通过之后对相位进行校正从而能够变换为在本发明中定义的相位。下面使用附图来进行说明。图2是对相位进行说明的图。在图2(a)中概要地示出输入的发动机声音的例子。 横轴表示时间，纵轴表示振幅。另外，在图2(b)中示出了使用傅里叶变换来进行频率分析的情况下的作为基础波形的频率f的正弦波(在这里将与发动机声音频率相同的值作为规定的频率f)。横轴和纵轴与图2(a)相同。通过将该基础波形与输入了的混合声音进行叠加处理从而求出频率信号(相位)。在该例子中通过使基础波形在时间轴方向上移动并与输入了的发动机声音进行叠加处理，从而求出每个时刻的频率信号(相位)。在图2(c)示出了通过该处理求出的结果。横轴表示时间，纵轴表示相位。由于输入了的发动机声音的频率为f，因此以Ι/f的时间的周期规则地重复在频率f的相位的模式。因此，通过将由计算出的相位Ψ (t)得到的规则地重复的相位进行校正(Ψ' (t)= mod (￥(t)-2Jift) (f是分析频率))，从而得到如图2(d)所示的相位。S卩，通过进行相位校正能够变换为图1(c)所示的在本发明中所定义的相位。接下来，对频率变化进行说明，该频率针对伴随着发动机转速的发动机声音的时间。图3是在后述的DFT分析部对汽车的发动机声音进行分析的谱图。纵轴表示频率， 横轴表示时间，颜色的浓度表示频率信号的能量的大小。深色(黑色)表示能量较大。图3 是尽量去除了风等的杂音的数据，颜色深的部分(较黑的部分)大体表示发动机声音。通常像这样发动机声音是随着时间转速变化的数据，根据谱图可知频率随着时间的经过而变化。发动机是通过规定数量的气缸进行活塞运动从而使驱动系统运转。并且由车辆所发出的发动机声音包括依存于该发动机运转的声音和不依存于发动机运转的固定振动声音或非周期声音。特别是从车辆外部能够检测的主要的声音是依存于发动机运转的周期声音。在本实施方式中，着眼依存于该发动机运转的周期声音进行加减速的判断。如图3中的虚线的圆501、502以及503所示，可知发动机声音因转速的变化频率根据时间部分地变化。在此，关注频率变化时，可知几乎不存在频率随机的变化或者离散地跳跃这样的情况，在以规定的时间间隔来看时，示出规定的增减。例如，可知在区间A中越向右频率越减少。在该区间中发动机的转速降低车辆减速。可知在区间B中越向右频率越增加。在该区间中发动机转速增加车辆加速。另外，可知在区间C中大体上以固定的频率推移。在该区间发动机的转速固定，车辆稳定行驶。在此，对发动机转速的增减和发动机声音的相位的关系进行分析。图4 (a)是概要地示出在区间C中发动机转速固定时的发动机声音的图。在这里将发动机声音的频率设为f。图4(b)是示出基础波形的图。在这里将基础波形的频率设为与发动机声音的频率相同的值。图4(c)是表示相位相对于基础波形的图。如图4(c)所示， 作为发动机转速固定的发动机声音如图1示出的正弦波所示，具有这固定的周期。因此，在规定频率f的相位相对于时间变化没有加速地增加或者加速地减少。另外，作为对象的声音是固定的频率，在基础波形的频率较低的情况下，相位慢慢变迟。但是，因为减少量固定，所以相位的形状线性地减少。另一方面，设为对象的声音是固定的频率，基础波形的频率较高的情况下，相位渐渐变快。但是，因为该增加量固定所以相位的形状线性地增加。图5(a)是概要地示出在区间B发动机转速增加、车辆加速时发动机声音的图。此时发动机声音的频率与时间一起增加。图5(b)是表示基础波形的图。例如基础波形的频率设为f。图5(c)是表示相位相对于基础波形的图。发动机声音具有如正弦波的周期性，并且具有周期渐渐变快的波形，因此如图5(c)所示，相对于基础波形的相位随着时间变化加速地增加。图6(a)是概要地示出在区间A发动机转速降低、车辆减速时的发动机声音的图。 此时发动机声音的频率与时间一起减少。图6(b)是表示基础波形的图。例如基础波形的频率设为f。图6(c)是表示相位相对于基础波形的图。发动机声音具有如正弦波的周期性， 并且具有周期渐渐变慢的波形，因此如图6(c)所示，相对于基础波形的相位随着时间变化加速地减少。从而，如图5(c)或图6(c)所示，通过使用相对于基础波形的相位，求出相对于相位随时间变化的加速的增减，从而能够判断发动机转速的增减、即能够判断车辆的加减速。 另外，在本实施方式中通过利用在短时间内变化较大的相位的性质，与根据谱图能量的变化而求出的加减速的以往技术相比较，能够以短时间的数据判断瞬时的加减速。由此，能够在短时间内将周围车辆的加减速的状况通知驾驶员。例如，在这些车辆行驶的道路是优先道路，在对方的车辆行驶的道路存在暂时停止线的死角交叉点的情况下，能够通知驾驶员对方的车辆是将要加速或者稳定行驶通过交叉点还是以将要在暂时停止线停止。下面对于本发明的实施方式参照附图来进行说明。(实施方式1)对实施方式1涉及的加减速判断装置进行说明。该加减速判断装置与权利要求中的转速增减判断装置对应。图7是示出本发明实施方式1的杂音去除装置的结构的框图。在图7中加减速判断装置3000具有DFT分析部3002，相位校正部3003 (j) (j = 1 Μ)、频率信号选择部3004 (j) (j = 1 Μ)、相位曲线计算部3005 (j) (j = 1 Μ)、以及加减速判断部3006 (j) (j = 1 Μ)。相位校正部3003 (j) (j = 1 Μ)具有M个相位校正部，第j个相位校正部3003 (j)执行有关后述的频带j的处理。在本说明书中以同样参考符号记载的处理部是相同的。DFT分析部3002与权利要求中的频率分析单元对应。加减速判断部3006 (j)与权利要求中的转速判断单元对应。DFT分析部3002对被输入的发动机声音3001实施傅里叶变换处理，对多个频带中的每一个频带求出包含发动机声音3001的相位信息的频率信号。另外，DFT分析部3002 也可已使用快速傅里叶变换、离散余弦变换、或小波变换等其他的频率变换方法来进行频率变换。下面假设由DFT分析部3002求出的频带的个数为M，指定它们的频带号码用符号 j (j = 1 Μ)表示。相位校正部3003 (j) (j = 1 Μ)对DFT分析部3002求出的频带j的频率信号将时刻t的频率信号的相位设为Ψα)(弧度)时，相位校正为(t) =mod 2 71 (ψ (t)-2JT ft) (f 是分析频率)。频率信号选择部3004(j) (j = 1 Μ)在规定的时间宽度内从相位校正部3003 (j) (j = 1 Μ)进行相位校正后的频率信号中选择用于计算相位曲线的频率信号。相位曲线计算部3005(j) (j = 1 Μ)使用对频率信号选择部3004 (j) (j = 1 Μ)选择的频率信号进行校正后的相位Ψ ‘ (t)，将伴随时间经过相位发生变化的相位形状计算为二次曲线。加减速判断部3006(j) (j = 1 Μ)根据相位曲线计算部3005 (j) (j = 1 Μ)计算的相位曲线以相位的增加量为基础判断发动机转速的增减、即车辆的加减速。随着时间的经过，发动机转速正在增加时是车辆正在加速的时候，发动机转速正在减少的时候是车辆正在减速的时候。在时间方向上移动规定的时间宽度并进行这些处理。另外，本发明所需的结构要件是图7所示的DFT分析部3002和加减速判断部 3006 (j)。DFT分析部3002如果能够直接得出图1 (c)所示的在本发明中所定义的相位则不需要相位校正部3003 (j)。接着对如上构成的加减速判断装置3000的动作进行说明。下面，对第j个频带进行说明。在这里以频带的中心频率和基础波形的频率一致的情况为例进行说明。即，对分析频率f判断相位Ψ' (t) ( = mod (￥(t)-2Jift))的频率f是否增加。另外，在本实施方式中DFT分析部3002将所说的基础波形在时间轴上移动并进行通常的频率分析，这样得到的相位Ψ (t)。因此进行将相位校正为前述定义的相位 Ψ ‘的处理(Ψ' (t) ( = mod 2ji (ψ (t)-2Jift)))。图8是表示加减速判断装置3000的动作顺序的流程图。最初，DFT分析部3002接受发动机声音3001并对发动机声音3001实施傅里叶变换处理，按照每个频带j求出频率信号(步骤S101)。接着，相位校正部3003 (j)对DFT分析部3002求出的频带j的频率信号将时刻t的频率信号的相位设为Ψα)(弧度)时，通过将Ψα)变换为ν' (t) =mod 2 π ( ψ (t) -2 π ft) (f是分析频率)来进行相位校正(步骤S102 (j))。在此使用附图对在本发明中使用相位的理由以及进行相位校正的方法例子进行说明。图3是在DFT分析部3002对汽车的发动机声音进行分析的谱图。纵轴表示频率， 横轴表示时间，颜色的浓度表示频率信号的能量的大小。浓的颜色表示能量较大。图3是尽量去除风等的杂音后的数据，颜色浓的部分大体表示发动机声音。通常情况下，像这样的发动机声音是转速与时间一起变化的数据，根据谱图可知频率与时间的经过一起变化。发动机是通过规定数量的气缸进行活塞运动从而使驱动系统运转。并且由车辆所发出的发动机声音包括依存于该发动机运转的声音和不依存于发动机运转的固定振动声音或非周期声音。特别是从车辆外部能够检测的主要的声音是依存于发动机运转的周期声音。在本实施方式中，关注周期声音是依存于该发动机运转的周期声音这一点，并基于相位的时间变化进行加减速的判断。如图3中的虚线的圆501、502以及503所示，可知发动机声音因转速的变化频率根据时间进行变化。在此，关注频率变化时，可知几乎不存在频率随机的变化或者离散地跳跃这样的情况，在以规定的时间间隔来看时，示出规定的增减。例如，可知在区间A中越向右频率越减少。在该区间中发动机的转速降低车辆减速。可知在区间B中越向右频率越增加。在该区间中发动机转速增加车辆加速。另外，可知在区间C中大体上以固定的频率推移。在该区间发动机的转速固定，车辆稳定行驶。图9是对DFT分析的能量和相位进行说明的图。图9 (a)与图3相同，是对汽车的发动机声音进行DFT分析的谱图。图9(b)是示出DFT分析的概念的图。例如，从发动机转速增加来进行加速的区间的时刻tl开始，使用规定的时间窗宽度的规定的窗函数(海因窗)来在多个空间上表示频率信号601。算出频率Π、f2、f3等各频率的振幅和相位。频率信号601的长度表示振幅的大小(能量)，频率信号601和实轴所成的角度表示相位。并且，一边进行时间偏移一边求出各时刻的频率信号。在这里，通常情况下，谱图仅表示在各时刻的各频率的能量，而对相位进行了省略。图3和图9(a)所示的谱图也相同，仅表示DFT分析后的能量的大小。在将频率信号的实部表示为X (t)、频率信号的虚部表示为y (t)时，频率信号的相位ψα)以及大小(能量)p(t)是公式ι以及公式2表示。[算式1]ψ (t) = mod 2π (arctan (y (t)/χ (t)))(公式 1)[算式2] p{t) = ylx(t)2+y(t)2 (公式 2)在这里的符号t表示频率信号的时刻。图9(c)表示在图9(a)中发动机的转速增加来进行加速的区间的频率(例如频率 f4)的能量的时间变化。横轴是时间轴，纵轴表示频率信号的大小(能量)。根据图9(c) 可知，能量的变动是随机，无法观测其增加或减少。如图9(c)所示，通常情况下，谱图省略相位信息，而仅由能量表示信号的变化。因此，为了观测发动机声音的声压的变化，需要足够长时间(数秒)的声音信号。进而，在存在风等的杂音的情况下，因为声压的变化被噪音淹没，所以观测困难。因此，在需要短时间内将周围车辆的加减速的状况通知驾驶员的安全行驶支援等的应用中进行使用，在以往情况下是困难的。在图9(d)中示出了在图9 (a)中发动机的转速增加来进行加速的区间的规定的频率间(例如转速的频率从f4增加到f5)的时间变化。横轴表示时间轴。纵轴是频率，填涂有斜线的部分902表示具有一定的能量的区间。根据图9 (d)可知，频率的变动是随机，无法观测发动机转速的增加或减少。如图9(c)所示，通常情况下，在谱图中省略了相位信息，而仅由能量表示信号的变化，因此为了观测发动机声音的频率变化，需要足够长时间(数秒) 的声音信号。进而，在存在风等的杂音的情况下，因为频率的变化进一步被噪音淹没，所以观测困难。例如，即使发动机声音从频率f4变化为频率f5，期间如果存在杂音也无法根据频率信息观测变化。因此，在需要将周围车辆的加减速的状况在短时间内通知驾驶员的安全行驶支援等的应用中进行使用是困难的。因此在本实施方式中关注相位，根据相位的时间变化判断加减速。上述发动机声音的转速的增减和相位随时间变化的关系用算式表示时，可以表示为以下的关系式。[算式3]Ψ (t) = 2 31 / f(t)dt (公式 3)如图3等所示可知发动机声音等的频率的变化几乎不存在频率随机的变化或者离散地跳跃这样的情况，在以规定的时间间隔来看时，示出规定的增减。从而，该增减例如以下述的公式4所示一次的分段线性函数近似。[算式4]
f(t) = At+f0 (公式 4)具体的说，在规定的时间区间进行观察的情况下，能够认为时刻t的频率f以从初始值fo开始在时间t内比例(比例系数A)地进行增减的线段来进行线性近似。并且，以上公式4表示频率f的情况下，时刻t的相位Ψ能够表示为公式5。[算式5]ψ (t) = 2 π / f (t)dt = 2 π f (At+f0) dt = π At2+2 π f0t+ Ψ0 (公式 5)在这里右边的第3项是初始相位，第2项O π f0t)表示在时间t内相位按比例前进角频率2π ^。并且根据第一项(JiAt2)可知，相位能够以二次曲线进行近似。接下来，对相位校正处理进行说明，该相位校正处理易于进行相位的时间变化的近似处理。通常情况下，由FFT或DFT得到的相位是一边将基础波形在时间轴上偏离一边进行计算，因此如图2(C)和图2(d)所示，需要将相位Ψα)变换为相位(t) =mod 2 π ( Ψ (t)-2 JiftMf是分析频率)，由此进行相位校正。下面进行详细说明。最初相位校正部3003 (j)决定基准的时刻。图10(a)是表示从图9(a)的时刻tl 起在规定时间区间的相位的图，将图10(a)的黑圆标记的时刻t0决定为基准的时刻。接下来，相位校正部3003(j)决定进行相位校正的、频率信号的多个时刻。在这个例子中，将图10(a)的5个白圆标记的时刻(tl、t2、t3、t4、t5)决定为频率信号的校正相位的时刻。在此将基准的时刻t0的频率信号的相位表示为算式6。[算式6]ψ (t0) = mod 2 π (arctan (y (t0) /χ (t0))) (公式 6)将对相位进行校正的5个时刻的频率信号的相位表示为算式7。[算式7]ψ (t》=mod 2 π (arctanGUiVxUi))) (i = 1，2，3，4，5) (公式 7)将这些修改之前的相位用在图10(a)中的X表示。另外对应时刻的频率信号的大小可用算式8表示。[算式8]
权利要求
1.一种转速增减判断装置，具有频率分析单元，按照每个规定的时间计算出发动机声音中的、规定的频率的频率信号；以及转速判断单元，对上述频率信号的相位随着时间的经过是加速度地增加还是加速度地减少进行判断，由此判断发动机转速的增加或者减少。
2.如权利要求1所述的转速增减判断装置，上述转速判断单元在随着时间的经过上述相位加速度地增加的情况下，判断为发动机转速正在增加；在随着时间的经过上述相位加速度地减少的情况下，判断为发动机转速正在减少。
3.如权利要求1所述的转速增减判断装置，还具有相位曲线计算部，计算对上述频率信号的相位随时间变化进行近似的相位曲线，上述转速判断单元通过基于上述相位曲线的形状对上述频率信号的相位是加速度地增加还是加速度地减少进行判断，从而判断发动机的转速是增加还是减少。
4.如权利要求3所述的转速增减判断装置，上述转速判断单元在上述相位曲线向下凸的情况下判断为上述频率信号的相位正在加速度地增加，从而判断为发动机转速正在增加。
5.如权利要求3所述的转速增减判断装置，上述转速判断单元在上述相位曲线向上凸的情况下判断为上述频率信号的相位正在加速度地减少，从而判断为发动机转速正在减少。
6.如权利要求3所述的转速增减判断装置，上述转速判断单元仅在随着时间的经过的相位的变化值在规定阈值以下的情况下，判断上述发动机转速是增加还是减少。
7.如权利要求3所述的转速增减判断装置， 上述相位曲线是由二次多项式表示的曲线。
8.如权利要求3所述的转速增减判断装置，还具备相位校正部，在与规定数量的上述相位不同的其他上述相位上加上士Xm 弧度，以使与上述规定数量的上述相位之间的差变小，从而对其他上述相位进行校正，其中，m是自然数。
9.如权利要求3所述的转速增减判断装置， 还具有误差计算单元，对上述相位曲线与上述频率信号的相位之间的误差进行计算；以及相位校正部，按照每个相互不同的角度范围，通过对上述相位加上士2 π Xm弧度，以使上述相位收纳于该角度范围内，由此对上述相位进行校正，其中，m是自然数， 上述相位曲线计算部按照每个上述角度范围计算出上述相位曲线， 上述误差计算单元按照每个上述角度范围计算出上述误差，上述相位校正部进一步选择上述相位曲线与上述频率信号相位之间的误差最小时的角度范围，上述转速判断单元通过基于在所选择的上述角度范围的上述相位曲线的形状，来判断上述频率信号的相位是加速度地增加还是加速度地减少，从而判断发动机转速增加或者减少。
10.如权利要求3所述的转速增减判断装置，上述频率分析单元按照每个上述规定的时间计算在包含杂音和发动机声音的混合声音中的、上述规定的频率的频率信号，上述相位曲线计算部，计算对上述混合声音的频率信号的相位随时间变化进行近似的相位曲线，上述转速增减判断装置还具有误差计算单元，对上述相位曲线和上述混合声音的频率信号的相位之间的误差进行计算；以及音响信号识别单元，基于上述误差，对上述混合声音是否是发动机声音进行识别， 上述转速判断单元对由上述音响信号识别单元识别为发动机声音的上述混合声音的相位判断发动机转速的增加或者减少。
11.如权利要求1所述的转速增减判断装置，上述频率分析单元对由各自接受发动机声音的输入且相互分开进行配置的多个麦克风所接受的多个发动机声音的每一个计算频率信号， 上述转速增减判断装置还具有方向检测部，基于由上述多个麦克风所接受的多个上述发动机声音到达的时间差来检测上述发动机声音的声音源方向，仅在由上述转速判断单元判断为发动机转速正在增加的情况下，输出上述声音源方向的检测结果。
12.如权利要求1所述的转速增减判断装置，上述转速判断单元进一步在发动机转速正在增加的情况下判断为发出上述发动机声音的车辆正在加速，在发动机转速正在减少的情况下判断为发出上述发动机声音的车辆正在减速。
13.一种转速增减判断方法，具有以下步骤频率分析步骤，按照每个规定的时间计算发动机声音中的、规定的频率的频率信号；以及转速判断步骤，通过对上述频率信号的相位随着时间的经过是加速度地增加还是加速度地减少进行判断，从而判断发动机转速的增加或者减少。
14.一种用于计算机执行的程序，具有以下步骤频率分析步骤，按照每个规定的时间计算发动机声音中的、规定的频率的频率信号；以及转速判断步骤，通过对上述频率信号的相位随着时间的经过是加速度地增加还是加速度地减少进行判断，从而判断发动机转速的增加或者减少。
全文摘要
转速增减判断装置(3000)，具有DFT分析部(3002)，按照每个规定的时间计算出发动机声音中的、规定的频率的频率信号；以及加减速判断部(3006(j))，对上述频率信号的相位随着时间的经过是加速地增加还是加速地减少进行判断，由此判断发动机转速的增加或者减少。
文档编号F02D45/00GK102365446SQ20118000167
公开日2012年2月29日 申请日期2011年1月7日 优先权日2010年2月8日
发明者吉冈元贵, 芳泽伸一 申请人:松下电器产业株式会社