室内環境における空中ソーナーによるターゲット検出能の評価

摘要

空中における音響センシングは周辺物体の位置，形状，材質，運動などのさまざまな情報を取得できる方法であると考えられている。しかし，現在その利用法は対象物体までの距離計測程度に限られており，高度な計測システムの開発が望まれている。我々はSN比の高い計測を行うためにM系列信号を用いた手法を検討し，物体の画像化などを行ってきた。本稿では，室内環境における空中ソーナーにおいて，どの程度の物体までを識別できるかについて実験と理論を比較し検討した。室内環境ではランダムな環境ノイズが物体の検出能力を制限しているが，高次のM系列信号を用いることにより，環境ノイズを抑制することができ，微弱な反射波を検出できるようになる。しかし，ランダムな環境ノイズが小さくなると，しだいに物体の検出能力は残響によって制限される。円柱ターゲットは，ターゲット半径に反射波音圧が比例することを理論的，実験的に確かめた。%An acoustic sensing that can be used in air has the potential to allow for a fast and accurate characterization of objects. Nevertheless, it is difficult to identify acoustic signals from small objects clearly because of environmental noises, sound attenuation and scattering on the object surface. In this paper, we present the performance of object detection using the M-sequence signal in an indoor environment. By using M-sequence signal, it was able to improve SN ratio and to measure the reflected waves from small objects that can not be detected by using a conventional impulse. When the noise component is getting low with higher order M-sequence, the reverberation component is relatively increased which limits the detection performance. In the reverberation limited case, after eliminating the reverberation component we estimated the target strength of metal cylinders as a function of radium of the cylinder.