聲陣列聲學(xué)相機(jī)測(cè)試系統(tǒng)—AHAI2021
一、聲陣列聲學(xué)相機(jī)測(cè)試系統(tǒng)—AHAI2021主要特點(diǎn)及用途
聲學(xué)實(shí)時(shí)成像功能，測(cè)試精度高，可以為客戶訂制所需的測(cè)試軟件，速度快。聲學(xué)照相機(jī)，也就是聲源定位系統(tǒng)，一般包含麥克風(fēng)陣列、數(shù)據(jù)采集模塊及可視化軟件。以聲壓云圖顏色的深淺標(biāo)示聲源的位置，被廣泛用于汽車(chē)﹑家電以及交通等領(lǐng)域的噪聲識(shí)別。
二、凱諾聲陣列聲學(xué)相機(jī)測(cè)試系統(tǒng)—AHAI2021運(yùn)用
“用你的眼睛看見(jiàn)聲音”，自從“聲學(xué)照相機(jī)”問(wèn)世以來(lái)，聲音對(duì)于人來(lái)說(shuō)，不再是僅僅通過(guò)耳朵感受的印象，而是能夠通可視化圖片以及顏色亮度等觀察到的“有形”物體。通過(guò)觀察聲壓云圖顏色的深淺可以直觀看出聲源的位置所在，正因?yàn)橹庇^和應(yīng)用簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，聲學(xué)照相機(jī)被廣泛用于汽車(chē)﹑家電以及交通等領(lǐng)域的噪聲識(shí)別。聲學(xué)照相機(jī)，也就是聲源定位系統(tǒng)，一般包含麥克風(fēng)陣列、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)分析模塊及可視化軟件。
三、聲陣列聲學(xué)相機(jī)測(cè)試系統(tǒng)—AHAI2021動(dòng)態(tài)信號(hào)采集器配合使用。
1、聲陣列軟件運(yùn)行于 AHAI2021 聲陣列系統(tǒng)上，可應(yīng)用于聲音場(chǎng)特征測(cè)試等場(chǎng)合作為聲學(xué)照相機(jī)使用。
2、聲陣列聲學(xué)相機(jī)主要功能與性能
(1) 傳聲器：標(biāo)稱(chēng)靈敏度(mV/Pa)30
動(dòng)態(tài)范圍(dB)15~140dB
頻率范圍：10Hz～12.5KHz
(2) 工作模式：待機(jī)模式，猝發(fā)傳輸模式，連續(xù)工作模式
(3) 硬件接口：DC005 直流電源插頭，RJ45 千兆網(wǎng)口，24Pin
FPC 連接器
(4) 數(shù)據(jù)輸出：千兆以太網(wǎng)
(5) 電源：外接直流電源，電壓范圍 7~13V
(6) 外形尺寸： （主控部分）：高 30mm，長(zhǎng) 185mm，寬 115mm
（環(huán)形陣列部分）：直徑 1250mm
(7) 使用條件：氣溫：-20℃～+70℃
相對(duì)濕度：25%～90%
氣 壓：65kPa～108kPa
四、為什么需要使用聲陣列聲學(xué)相機(jī)測(cè)試系統(tǒng)？
單一麥克風(fēng)受限于對(duì)空間的不可感知性，在音源方位檢測(cè)等應(yīng)用中無(wú)法對(duì)音源位置進(jìn)行**探測(cè)，目前行業(yè)內(nèi)定位音源的主要方案是利用多個(gè)特定位置排列的麥克風(fēng)，通過(guò)檢測(cè)音源特征數(shù)據(jù)的相位差進(jìn)行一系列計(jì)算與數(shù)據(jù)校正來(lái)得到結(jié)果。如圖 1, 這里僅舉簡(jiǎn)單例子加以說(shuō)明，在 y 平面，當(dāng)音源位置不處于列中心時(shí)，S1 與 S2 不相等，到達(dá)麥克風(fēng) 1 與 2 的時(shí)間也就不同，這時(shí)就可以通過(guò)檢測(cè)麥克風(fēng)接收信號(hào)的時(shí)延來(lái)得到 θ1 與 θ2，從而確定聲音源在 y 平面的具體位置。當(dāng)檢測(cè)場(chǎng)景由于噪聲干擾或平面中存在多個(gè)聲音源需要同時(shí)跟蹤探測(cè)時(shí)，簡(jiǎn)單的幾組麥克風(fēng)已經(jīng)不能可靠的滿足使用需求，通過(guò)對(duì)麥克風(fēng)陣列的排布并且加大麥克風(fēng)數(shù)量來(lái)增加樣本數(shù)量，可以消除誤差，多點(diǎn)追蹤，確保探測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確率。產(chǎn)品利用 FPGA 的高并發(fā)性能與以太網(wǎng)優(yōu)良的傳輸速率，在
此基礎(chǔ)上對(duì)麥克風(fēng)進(jìn)行陣列排布，使用 FPGA 進(jìn)行驅(qū)動(dòng)與數(shù)據(jù)采集，并進(jìn)行前端處理后通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)送給 PC 端單精度的浮點(diǎn)聲音數(shù)據(jù)。
（1）基于 FPGA 設(shè)計(jì)，采樣頻率可控
（2）多設(shè)備上下線管理，底層智能 ARP 響應(yīng)
（3）高靈敏度，低功耗
（4）基于 UDP 的 PC 端控制與數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，靈活可靠
（5）安裝使用簡(jiǎn)單，可支持 PC 端軟件二次開(kāi)發(fā)
