ドローン搭載の圧電スピーカーによる音声アナウンスの有効性を確認

IT関連事業及びドローンソリューション事業のクオリティソフト株式会社（本社：和歌山県西牟婁郡白浜町、代表取締役社長：浦 聖治）は、ドローンを用いた上空からの音声アナウンスシステムを開発して参りました。この度、当社アナウンサードローンに搭載されている圧電スピーカーのドローン搭載時の有効性を音響実験により確認いたしました。

【実験の背景】
ドローンに搭載可能なサイズ／重量の従来のダイナミックスピーカーでは、ドローンへの搭載時に出力した音声がプロペラの風切り音に掻き消されたり、音の拡散により遠くまで音声が届かないといった問題がありました。

当社が開発したアナウンサードローンに搭載した圧電スピーカーの有効性を確認するため、ドローンおよび圧電スピーカーを用いた音響実験を大成建設株式会社技術センター（横浜市戸塚区）にて実施いたしました。

 

【実験に使用した機体（QAF-01）と圧電スピーカー】

【圧電スピーカーとは】
通常のスピーカーとは異なり、圧電セラミックに電圧をかけることで振動を発生させる特殊なスピーカー。軽量、省電力、歯切れのよい音声出力、人の音声音域を強く出力するといった特徴を備えています。

【実験内容】
１．圧電スピーカーとドローン稼働音の音圧比較
［測定方法］
■ドローン
JIS Z 8734「音響 音圧法による騒音源の音響パワーレベルの測定方法－残響室における精密測定方法」に準拠したパワーレベル測定。残響室にドローンが離陸できないよう重量物を脚に固定し（図１、図２）、飛行時と同程度の回転数で翼を回転させその時の音圧を測定。
 

図１　　　　　　　　　　　　　　　　　　

 

図２
 
■圧電スピーカー
圧電スピーカー（図３）から放送される 防災放送のパワーレベルを同様の残響室にて測定。
 

図３

 
［結果］
図４に示すとおり、圧電スピーカーは250Hz以下の周波数帯域ではドローンよりもパワーレベルが低いが、音声の聞き取りで重要となる500Hz以上の周波数帯域ではドローンを上回る。従ってドローンの飛行騒音よりも大きな非常放送音声を供給できるということになる。

（※パワーレベルは測定時間内の等価音圧レベルより求めているため、音声そのもののパワーレベルはさらに数 dB 大きくなる）

　　　　　　　　図４　ドローンおよび圧電スピーカーのパワーレベル測定結果 

２．圧電スピーカーの指向特性測定
［測定方法］
図５に示すように無響室内にターンテーブルを設置し、その回転中心軸上に圧電スピーカーの中心を合わせるように固定。マイクロホンを圧電スピーカー正面1m点に設置し圧電スピーカーよりピンクノイズを放射させながらターンテーブルを1回転させて指向特性を測定。
 

図５

 [結果］
図６で示すように、500Hzではそれほど指向特性は特徴を持たないが1000Hz以上では明らかに正面が強くなっている。これにより圧電スピーカーの正面方向に対して、人の音声音域（500Hz～3.4KHz）が強く出力される傾向が見て取れる。
 

　　　　　　　　　　　図６　圧電スピーカーの指向特性測定結果


上記２点の実験結果より、ドローン飛行時でもしっかり聞こえる音声出力と、正面方向に向けて強い指向性を持っていることで遠くまで音声を届けられるといった傾向があることが確認できる。

■本リリースについての問い合わせ先
クオリティソフト株式会社　ドローンビジネスグループ
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