일 도비시마 건설, 실시간 투영 음향 가시화 시스템 개발 リアルタイム音響可視化システム「OTOMIRU」を開発

 

오토미루 OTOMIRU

 

소리 계측 결과 실공간상에 투영

기존의 소리 가시화 기술 개선

 

   도비시마 건설은(사장:승경 마사히로), 와세다 대학 기간 이공학부 표현 공학과·주식회사 INSPIREI의 오이카와 야스히로 교수와 공동으로, 소리의 계측 결과를 실공간상에 리얼타임으로 투영 하는 음향 가시화 시스템 「OTOMIRU」를 개발했다.

 

기존의 소리 가시화 기술에서는 계측 결과가 디스플레이 상에서 평면적으로 표시되기 때문에 계측 단면의 위치 정보를 파악하기 어렵다는 문제가 있었다.거기서 본시스템에서는 광학 투과형 헤드 마운트 디스플레이(이하, OST-HMD)를 개입시키고, 소리의 정보를 칼라 맵으로서 실공간상에 겹치는 것으로, 깊이 방향의 계측 위치를 파악하기 쉬운 형태로 소리를 가시화할 수 있다

 

사진-1 OTOMIRU에 의한 소리의 가시화
그림-1 시스템

 

 

실시간 음향 가시화 시스템 개요

본 시스템에서는 16개의 마이크로폰(마이크로폰 어레이)으로 수록한 음을 처리해 임의 단면의 음압 레벨 분포를 산출해, 산출 결과를 OST-HMD에 네트워크상에서 전송하는 것에 의해서, 실공간상에 음압 레벨의 칼라 맵을 투영합니다(그림-2).

 

그림-2 시스템 구성

 

실시간으로 소리 가시화

본 시스템에서는 음의 가시화 기법인 빔 포밍*1에 의해 임의 단면의 음압 레벨 분포를 산출하고 있습니다.빔포밍에서는 음압레벨 분포가 실시간으로 출력되기 때문에 돌발적으로 발생하는 음원도 가시화할 수 있습니다.

 

* 1 빔 포밍 :

마이크로폰 어레이(복수의 무지향성 마이크로폰을 평면상에 배치한 것)를 이용해 임의 단면의 음압 레벨 분포를 산출하는 수법.어떤 방향에서의 소리가 각 마이크로폰에 도달할 때의 시간차를 구하고, 각각에 수록한 신호에 지연 등의 처리를 함으로써 특정 방향에서의 음압레벨을 구할 수 있다.이것에 의해 계측 단면의 각 계산 메쉬의 음압 레벨을 산출한다.

 

복수인의 계측 결과 공유

OST-HMD는 여러 대를 동시에 연결 가능하며 마이크로폰 어레이에 설치한 AR 마커를 기준으로 여러 대의 OST-HMD에서 같은 계측 결과를 볼 수 있습니다.이를 통해 여러 명이 실시간으로 계측 결과를 공유할 수 있어 소리의 평가와 대책을 원활하게 진행할 수 있습니다.

 

 

자유로운 장소에서의 소리 평가

실공간상에 투영된 음압레벨 분포의 컬러맵은 사용자가 이동하더라도 제자리에 계속 고정되기 때문에 자유로운 장소에서 소리를 평가할 수 있습니다.발생하고있는소리를여러곳에서들으면서컬러맵을확인하면시각과청각으로음장정보를확인할수있어요.

 

핸즈프리 계측

계측의 개시, 정지, 측정 파라미터 변경 등의 조작은 OST-HMD를 통해 표시되는 홀로그램 설정 패널에 의해 할 수 있습니다(사진-2). PC 등에 의해 조작할 필요가 없기 때문에 핸들링이 좋은 계측을 가능하게 하고 계측하면서 대책 작업을 할 수 있습니다.

 

홀로그램에 의한 조작 및 설정 변경

사진-2 홀로그램에 의한 조작 및 설정 변경

 

적용 예

본시스템의 적용예를 이하에 나타냅니다.

 

·건축물의 차음 결손부 탐사

 건축공간 음향상태 조사

· 복수의 중장비가 가동하는 건설공사 현장에서의 소음원 탐사

· 소음발생시설의 누음부위 탐사

·소음 대책 효과의 검증

 

지금까지 음장 정보의 상세한 계측·평가를 실시하려면 , 많은 시간이나 노력을 필요로 했지만, 본시스템에서는 마이크로폰 어레이를 설치하는 것만으로 소리의 분포를 가시화할 수 있기 때문에, 계측의 효율화·생력화로 연결된다.

 

또한 소리의 물리적인 평가와 시각에 의한 평가를 동시에 실시할 수 있어 보다 신속한 대책 입안과 효과의 검증이 가능하다.

 

 사진-3 건설 현장에서의 가시화 예시 (가시화 후: 라프테레인 크레인의 엔진음이 주요 음원임을 확인할 수 있음)

 

 

전망

향후는 건설공사 현장에서의 소음 조사·대책 검토나 건축물 내부에서의 음향 설계로 시험 운용을 거듭해 시스템의 성능을 향상시켜 갈 예정이다.

 

본 시스템을 베이스로 하여 3차원적인 소리의 정보(소리의 전파 상황)를 리얼타임에 계측해, 실공간에 투영하는 기술의 개발을 진행시켜 갈 것이다.

 

문의

도비시마 건설 주식회사 기획본부 홍보실

시마다 요이치 TEL: 03-6455-8312, FAX: 03-6455-8460

 

기술 및 자료 문의

토비시마 건설 주식회사 기술 연구소 제2연구실

고바야시 마사토, 이와네 야스유키, 사토 다카히로 TEL : 04-7198-7553, FAX : 04-7198-7586

 

황기철 콘페이퍼 에디터

Ki Chul Hwang Conpaper editor 

 

(Source: https://www.tobishima.co.jp/press_release/detail/20210708095255.html)

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