CN102523541A - 用于hrtf测量的轨道牵引式音箱位置调节装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于HRTF测量的轨道牵引式音箱位置调节装置，包括：圆弧轨道，音箱轨道车，轨道车牵拉装置，所述音箱轨道车悬挂在圆弧轨道上，并沿圆弧轨道滑动；所述圆弧型轨道之间由一个以上的横杆连接，每个横杆两端分别安装一个凹槽滑轮；所述音箱轨道车由音箱固定架和滑动轮架组成，所述轨道车牵拉装置利用轨道横杆上的凹槽滑轮，从轨道外侧将拉绳放置于连接横杆的滑轮凹槽内，利用其调节拉力的方向，使之始终与轨道车的运动方向相一致。采用本发明装置，可以方便实现任意倾斜角度的测量，使HRTF函数的采集测量密度不受限制，能够满足试验和研究等多种用途的需要。

Description

用于HRTF测量的轨道牵引式音箱位置调节装置
技术领域
本发明涉及声信号处理和声学测量领域，尤其涉及一种用于HRTF(头部相关传递函数)测量的轨道牵引式音箱位置调节装置。
背景技术
不同方向的声音在进入人体的两个耳道之前，都分别经历了不同而复杂的反射和接收过程，人的双耳器官就是利用这些差异性，判断出声音的方位，不同的个体，声音的反射传播过程也存在差异。头部相关传递函数(HRTF)技术正是运用这个特点，通过双声道来产生虚拟的三维方向性声音，将某方向的声音到左右双耳的传播过程描述为左右两个传播信道，分别用传递函数HRTFR和HRTFL来描述。要产生某个方向的虚拟方位声音，首先要获得该方位的两个HRTF传递函数。HRTF函数的直接获得方法，就是采用测量的方式。可以对空间方位的若干个离散采样点采用直接测量的方法，其余方位的HRTF可以利用周围已知数据通过插值计算获得。
对于真人个体的HRTF函数的测量，目前适合于推广应用的是远场测量。测量需要在静音室场地内进行，并配备座椅、音箱、音箱导轨、位置校准装置、放音装置以及声信号采集装置。测量要求被测人坐在转椅上，保持不动，转椅可水平转动，以调整水平方位角，调整范围为0～360°；音箱可在导轨上调节位置和角度，用于调整声源的倾斜角，要求音箱扬声器的方向始终指向被测人的双耳，并与双耳连线中心点保持1.5米的距离，倾斜角的调整范围为30°～90°。
方向声源的获得方式是HRTF测量的一个实际难点问题。测量用的音箱要求具备很宽的动态频率响应范围，这样的音箱往往体积较大，重量也较重，不便于经常搬动。为能获得多个不同倾斜角度的测量声源，目前存在两种实现方式。
一种方式是多音箱方式，即布置一组对应不同角度的音箱。这种方式要求静音室的空间较大，在更大半径的圆弧范围上布置，受音箱体积的影响，采样密度越高，半径距离越大，相应对静音室的空间范围的要求也越大；同时较多的大体积音箱，增加了声音的反射，影响声测量结果的准确性。因此，这样的实现方式只适合在具备良好条件的大规模专业性实验室采用，不便于实际的推广。
另一种是单音箱方式，即仅使用一个音箱，通过位置调整来获得所需方位的音源。这种方式的优点是对场地空间的要求最小，有实用化的潜力。但目前实验室采用的调整方法是，在天花板上安装一根水平移动导轨，准备多根可在移动导轨上装卸的吊杆，用于调整音箱的垂直位置高度；一个音箱固定支架，可连接吊杆，并可调整音箱的倾斜角度。每更换一个测量倾斜角度，就需要进行拆卸音箱架、更换吊杆、平移位置，调整音箱角度，安装等一系列体力操作，有时还需要借助梯子进行高位置上的装卸作业。显然，这种操作实现方式过于繁琐，费时费力，不便在商业化实际应用中采用。
发明内容
针对已有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种用于HRTF测量的轨道牵引式音箱位置调节装置，就是在使用单音箱产生方向音源进行HRTF函数测量的条件下，采用新型的音箱位置调节方式，使之具有简便、省力、省时的特点，进而使HRTF测量工作更加便利，降低其对场地的要求，方便该技术的实用化应用推广。
本发明的发明目的是通过如下技术方案实现的。
本发明用于HRTF测量中，在滑动轨道上，通过拉线牵引的方式调整改变音箱的位置，实现音源方向调节的作用，一种用于HRTF测量的轨道牵引式音箱位置调节装置，包括：圆弧型双导轨；音箱轨道车；保持沿弯曲轨道切向拉力方向的轨道车牵拉装置；
所述圆弧轨道用不锈钢管弯制而成，采用双平行弯轨，轨道半径为1.5米+音箱厚度，圆心角为160°。两轨道之间由若干横杆连接，相距0.3米左右；每个横杆两端附近均安装一个带凹槽的定滑轮。在安装位置的天花板、侧面墙壁和地面安装固定支架，这些支架的另一端连接到附近的轨道横杆上。
音箱轨道车由音箱固定架和滑动轮架组成：滑动轮架采用双层凹形滑轮，滑轮凹槽与所选择轨道钢管的半径相匹配；每两个滑轮为一组，将轨道夹在他们的滑轮凹槽空隙之间；音箱固定架与滑动轮架由连接件连接，音箱位置处在导轨内侧，扬声器对准导轨圆心；滑动轮架在轨道之间连接横杆的定滑轮凹槽处固定钢丝拉绳，该位置在轨道横杆的外侧。
由于轨道车是悬挂在圆弧轨道上，并需要沿圆弧轨道滑动，力的牵引方向应该始终是沿轨道车当前位置的圆弧切向，随着轨道车位置的沿圆弧轨道的不断移动，该力的方向也应随之改变，以保持上述的切向关系，即施力拉绳需要位置和方向不断变化的转向滑轮。本发明对于该问题的解决方法是沿轨道圆弧布设多个定滑轮(即连接横杆上的带凹槽的定滑轮)，从轨道外侧将拉绳放置于滑轮凹槽内，实现了力的方向随位置的变化。综合考虑轨道在墙体上的固定结构和滑轮车的滑动结构等因素，牵拉装置采用对称的双绳牵拉，即两个拉绳分别并列安放在轨道横杆的两个凹槽滑轮内，始终保持相互平行，以保持轨道车受力的平衡，避免发生轨道车轮与轨道间的卡死现象。
使用本发明装置，使得HRTF测量过程中的音箱调整，从三个自由度(水平、垂直、倾斜角)，变成了沿圆弧轨道运动的单自由度调整。仅需拉动通过滑轮传动的钢丝绳，就可以将音箱的位置和方向调整到预定位置。简化调整过程，提高了工作效率；
采用本发明装置，可以方便实现任意倾斜角度的测量，使HRTF函数的采集测量密度不受限制，能够满足试验和研究等多种用途的需要。
附图说明
图1为本发明装置的主视图；
图2为本发明装置的侧视图；
图3为本发明装置的俯视图。
图中标号说明
1-圆弧轨道    2-音箱轨道车  3-轨道车牵拉装置    4-横杆5-凹槽定滑轮  6-固定支架    7-音箱固定架        8-滑动轮架    9-滑动轮架上的带凹槽滑轮    10-拉绳    11-天花板12-侧面墙壁    13-地面
具体实施方式
下面结合附图1-图3进一步说明本发明是如何实现的。
实施例
如图1、图2和图3所示，一种用于HRTF测量的轨道牵引式音箱位置调节装置，包括：圆弧轨道1，音箱轨道车2，轨道车牵拉装置3，所述音箱轨道车3悬挂在圆弧轨道1上，并沿圆弧轨道1滑动，圆弧轨道1采用不锈钢管弯制而成，采用双平行弯轨，轨道半径为1.5米，圆心角为160°。两轨道之间由若干横杆4连接，相距0.3米左右；每个横杆4两端附近均安装一个小带凹槽定滑轮5。在安装位置的天花板11、侧面墙壁12和地面13安装固定支架6，这些支架6的另一端连接到附近的轨道横杆4上。所述音箱轨道车3由相连接的音箱固定架7和滑动轮架8组成，滑动轮架8上的滑轮9设有与所述轨道半径相匹配的凹槽，每两个滑轮为一组，将轨道夹在他们的滑轮9凹槽空隙之间；滑动轮架8在连接横杆两端的带凹槽定滑轮5处固定拉绳10端头；轨道车牵拉装置3利用沿轨道圆弧布设的带凹槽定滑轮5，将拉绳10从轨道外侧放置于的定滑轮5的凹槽内，牵拉装置3采用对称的双绳牵拉。面墙壁和地面安装固定支架，这些支架的另一端连接到附近的轨道横杆上。
音箱位置处在轨道1内侧，扬声器对准轨道1圆心。
由于轨道车2是悬挂在圆弧轨道1上，并需要沿圆弧轨道1滑动，力的牵引方向应该始终是沿轨道车2当前位置的圆弧切向，随着轨道车2位置的沿圆弧轨道1的不断移动，该力的方向也应随之改变，以保持上述的切向关系，即施力拉绳10需要位置和方向不断变化的转向滑轮，本发明对于该问题的解决方法是沿轨道圆弧布设多个带凹槽的定滑轮5，从轨道1外侧将拉绳10放置于定滑轮5的凹槽内，实现了力的方向随位置的变化。综合考虑轨道1在墙体上的固定结构和滑轮车的滑动结构等因素，牵拉装置采用对称的双绳牵拉，即两个拉绳10分别并列安放在轨道横杆4的两个定滑轮5的凹槽内，始终保持相互平行，以保持轨道车2受力的平衡，避免发生轨道车轮与轨道间的卡死现象。

Claims (5)

1.一种用于HRTF测量的轨道牵引式音箱位置调节装置，包括：圆弧轨道，音箱轨道车，轨道车牵拉装置，其特征在于：所述音箱轨道车悬挂在圆弧轨道上，并沿圆弧轨道滑动；所述圆弧轨道采用双平行弯轨，两轨道之间由一个以上的横杆连接，每个横杆两端分别安装一个带凹槽定滑轮；所述音箱轨道车由相连接的音箱固定架和滑动轮架组成，滑动轮架上的滑轮设有与所述轨道半径相匹配的凹槽，每两个滑轮为一组，将轨道夹在他们的滑轮凹槽空隙之间；滑动轮架在连接横杆两端的带凹槽定滑轮处固定拉绳端头；所述轨道车牵拉装置利用沿轨道圆弧布设的带凹槽定滑轮，将拉绳从轨道外侧放置于的定滑轮的凹槽内，牵拉装置采用对称的双绳牵拉。
2.根据权利要求1所述的一种用于HRTF测量的轨道牵引式音箱位置调节装置，其特征在于：所述的音箱位置处在轨道内侧，扬声器对准圆弧轨道的圆心。
3.根据权利要求1所述的一种用于HRTF测量的轨道牵引式音箱位置调节装置，其特征在于：所述圆弧轨道采用不锈钢管弯制而成，轨道半径为1.5米+音箱厚度，圆心角为160°。
4.根据权利要求1或3所述的一种用于HRTF测量的轨道牵引式音箱位置调节装置，其特征在于：所述圆弧轨道安装位置的天花板、侧面墙壁和地面安装固定支架，这些支架的另一端连接到附近的轨道横杆上。
5.根据权利要求1所述的一种用于HRTF测量的轨道牵引式音箱位置调节装置，其特征在于：所述轨道车牵拉装置的牵拉方向为沿弯曲轨道切向拉力方向。
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