【P-004】超指向性音による鹿と車両の衝突回避のための車載スピーカーシステムの開発

Hiroki Matsuzaki 松﨑博季

公開日時

2023/08/31 - PM15:09

更新日時

2023/09/05 - AM08:54

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超指向性音による鹿と車両の衝突回避のための車載スピーカーシステムの開発工学部情報工学科教授松﨑博季背景と目的音でエゾシカが近づくのを防ぎたいが。。。エゾシカが関係する交通事故の発生状況(令和４年中）鹿が関係する事故が多発！警察本部交通企画課事故分析係 ※ 令和４年の数値は、令和5年１月24日集計 1 修理代は高額廃車？年別発生状況令和４年中（令和４年１月１日～令和４年12月31日）の発生件数は4,480件（前年比＋471件）で、６年連続で最多記録を更新し、調査を開始した平成16年の3.8倍となった。 4,480 （件） 4,500 4,000 3,500 3,000 2,500 2,000 1,500 1,000 500 0 4,009 3,511 2,834 3,188 2,306 1,355 1,206 1,384 1,628 1,170 1,838 1,727 2,430 うるさい！ 2,010 1,936 1,809 1,818 1,940 事故は増加傾向、昨年度は過去最多！平成16年 17年 18年 19年 20年 21年 22年 23年 24年 25年 26年 27年 28年 29年 30年令和元年２年３年４年 ※ 物件事故と人身事故の合計件数 https://www.police.pref.hokkaido.lg.jp/info/koutuu/sika_jiko/sika_jiko.pdf ２方面別発生状況札幌方面での発生が最も多く（全体の41.6％）、次いで釧路方面が多い（全体の26.9％）。超指向性音を用いることで、騒音化を軽減しながら、走行車と鹿の衝突を防止札幌方面 170 (3.8%) 函館方面旭川方面 892 (19.9%) 348 (7.8%) 北見方面 0 200 • 遠方まで音を届けながら、騒音化を軽減 • 音の反射先も音源となり、鹿を混乱させ足止め • 多数の音をランダム再生し、慣れ対策 • 環境雑音下にあっても音を届ける • GPSを使い鹿多発地帯で自動再生車内は静音！！？釧路方面３ 1865 (41.6%) 400 600 800 1,000 1205 (26.9%) 1,200 1,400 1,600 (件) 2,000 1,800 月別発生状況 10月の発生が最も多く（全体の23.2％）、次いで11月が多い（全体の18.0％）。（件） 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 1041 808 一瞬、音が聞こえた？ 321 240 129 230 187 251 228 400 245 １月２月３月４月５月６月７月８月９月 10月 11月 12月合計 0 人身(件) 物件(件) 130 0 人身(件) 函館方面 9 物件(件) 0 人身(件) 旭川方面 31 物件(件) 0 人身(件) 釧路方面 64 物件(件) 0 人身(件) 北見方面 6 物件(件) 0 人身(件) 小計物件(件) 240 合計(件) 240 構成率(％) 5.4 札幌方面 400 0 75 0 7 0 19 0 25 0 3 0 129 129 0 95 0 7 1 42 0 34 0 8 1 186 187 0 133 0 8 0 75 0 78 0 27 0 321 321 0 73 0 5 0 48 0 76 0 28 0 230 230 0 93 0 11 0 50 0 82 0 15 0 251 251 0 79 0 8 0 61 0 63 0 17 0 228 228 0 96 0 7 0 56 0 65 0 21 0 245 245 2.9 4.2 7.2 5.1 5.6 5.1 5.5 0 0 148 451 0 0 13 51 0 0 80 211 0 3 132 242 0 0 27 83 0 3 400 1038 400 1041 0 326 0 32 0 165 0 210 0 75 0 808 808 8.9 23.2 18.0 0 166 0 12 0 53 0 131 0 38 0 400 400 車載スピーカーシステム 0 1865 0 170 1 891 3 1202 0 348 4 4476 4480 音声信号で搬送波としての40kHzの超音波を振幅変調あるいは周波数変調した信号をソフトウェアで作成し、これを増幅して100個の超音波発振子群から放射 • 小型コンピュータにSony SPRESENSE（とその拡張ボード）を使用 ‣ 車両のエンジンON/OFFに対応 ‣ GPS付き ‣ Bluetoothモジュール追加でスマートフォンとBluetooth接続 • USBでPC接続（プログラム開発用） • ボタン操作による再生制御 • アンプにはJust-Boom Amp JBM-008を使用 8.9 100.0 検証実験 Distance from microphones [m] 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Distance from microphones [m] 走行時の音の到達距離 400 350 300 250 200 150 100 50 0 鹿の警戒音に対する反応：停車時鹿の警戒音に対する反応：走行時道路からやや離れた位置 20数メートルの距離道路近傍 0° 10° 20° 30° スピーカーの取付角度音声再生開始前に約80m離れた車両を注目通常行動の採食 ↓ 逃走するエゾシカを注目？ ↓ 同じ個体（映像で確認できた）約70m先から ➡ 近づく車両を注目逃走！音声再生開始後に車両から遠ざかる方向に逃走 AM, 2m Am, 5m FM, 2m FM, 5m ３.５kHzの純音再生時の到達距離 0° 10° 20° 30° 約120m離れた位置で静止し注目約120mが音の届く、あるいはエゾシカが安全と考える距離？課題 AM, 2m Am, 5m FM, 2m FM, 5m 鹿の警戒音再生時の到達距離超指向性音が聞こえたのは道路近傍のエゾシカだけで、彼らのみ音に警戒して逃走したと考えられる • 多数の効果のある音の取得（慣れ対策） • スピーカー部の防水対策 • システムの小型化と低価格化