CN104568130B - 结合载具群的可变孔相控阵 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了结合载具群的可变孔相控阵。在一个方面中，用于声学测试的系统包括被安装到多个载具的多个声学传感器、控制多个载具的控制系统以及接收由多个声学传感器响应于来自邻近多个载具的噪声源的噪声所产生的数据的数据采集系统。可描述其它方面。

Description

结合载具群的可变孔相控阵
技术领域
本文中描述的主题涉及用于获取声学数据的装置，并且更具体地涉及用于改变声学列阵的性能的方法。
背景技术
噪声源可以被分析以领会噪声源产生的噪声背后的物理现象。例如，麦克风的阵列可以邻近噪声源(诸如飞机引擎)放置，以收集来自噪声源的噪声数据。麦克风阵列时常被称作声学阵列或者声学相控阵。可以使用专用软件分析由麦克风阵列收集的噪声数据，以确定引擎的内部和外部的什么部件促成了噪声。从分析中提取的信息可以对包括噪声源的设备的设计和/或操作有用。例如，飞机制造公司可以在产生噪声的飞机部件的设计中使用上述的信息。
因此，用于改变声学阵列的性能的装置和方法可以获得实用性。
发明内容
在一个方面中，用于声学测试的系统包括安装到多个载具的多个声学传感器、控制多个载具的控制系统以及接收由多个声学传感器响应于来自邻近多个载具的噪声源的噪声所产生的数据的数据采集系统。
在另一方面中，用于声学测试的方法包括邻近噪声源放置多个载具，其中，多个载具包括安装至多个载具的多个声学传感器；控制多个载具移动为第一预定位置中的第一预定配置，其中，形成第一声学阵列的声学传感器具有第一孔尺寸和第一空间分辨率；以及接收由多个声学传感器响应于来自邻近多个载具的噪声源的噪声所产生的数据。
在另一方面中，用于声学测试的方法包括邻近引擎放置多个无人飞行器，其中多个无人飞行器包括安装至多个载具的多个声学传感器；控制多个无人飞行器移动至第一预定位置中的第一预定配置，其中形成第一声学阵列的声学传感器具有第一孔尺寸和第一空间分辨率；以及接收由多个声学传感器响应于来自引擎的噪声所产生的数据。
本文中论述的特征、作用及优点可以独立地在本文中描述的各种实施方式中实现或者可以被结合到其它实施方式中，其更多细节可参考以下说明和附图了解。
附图说明
参考附图描述详细的说明。
图1是示出根据一方面的用于声学测试的系统的示意性框图。
图2是根据一方面的可以在用于声学测试的系统中使用的处理系统的示意性框图。
图3A-3D是根据一方面的用于声学测试的环境的示意图。
图4是示出根据一方面的用于声学测试的方法中的操作流程图。
具体实施方式
在以下描述中，阐述了很多细节以提供对各种实施方式的彻底了解。然而，本领域中的技术人员应当理解可以在没有具体细节的情况下实施各种实施方式。在其它实例中，没有详细地示出或者描述众所周知的方法、过程、部件以及电路，以不使具体实施方式模糊不清。
相控阵测量能力由阵列的总尺寸(例如，孔尺寸)和传感器是如何在空间分布的(例如，空间分辨率)来确定。对于在空间中固定的传感器，阵列的测量能力是同样固定的并且不能改变。通过允许传感器移动至空间中的任意无限数量的位置，阵列的测量能力因此同样变得无限。本文中描述的内容允许可以在任何希望的噪声源的位置和/或量级的情形中配置的移动声学传感器。这种能力可被实现在一起成为单一类型(例如，在地面上、水下或者空中运行)，或者在介质的组合中运行(只在地面；只在水中；只在空中；地面和水中；地面和空中；水和空中)。阵列的传感器甚至可以附于移动载具(诸如火车、汽车、飞机或者船只)的侧面，并且可以具有在物体侧面来回移动的能力以根据需要重新分布。
图1是示出根据方面的用于声学测试的系统100的示意性框图。参照图1，系统100包括一个或多个载具，载具包括定位系统112、通信系统114、数据收集系统122、动力系统128以及推进系统130。
定位系统112可以包括卫星基导航系统，诸如全球定位系统(GPS)系统等。可选地或者此外，定位系统112可以包括惯性定位系统、光学定位系统等。
通信系统114可以是根据任意数量的无线通信标准运行的无线通信系统。合适的无线通信接口的示例包括IEEE 802.11a、b或g兼容接口(例如，参见IEEE Standard forIT-Telecommunications and information exchange between systems LAN/MAN—PartII:Wireless LAN Medium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)specifications Amendment 4:Further Higher Data Rate Extension in the 2.4GHzBand,802.11G-2003)。无线接口的另一个示例是通用分组无线电业务(GPRS)接口(例如，参见GPRS Handset Requirements,Global System for Mobile Communications/GSMAssociation，第3.0.1版，2002年12月)。
通信系统114可以包括：指令和控制处理模块116，处理通过通信系统114接收的指令和控制；数据传输模块118，通过通信系统114传输数据；以及无线同步模块120，与其他设备同步无线通信。
数据收集系统122包括数据收集模块124以及一个或多个传感器126。数据收集模块124可以体现为管理传感器126的运行的逻辑(logic)。合适的传感器126的示例可以包括麦克风、水中听音器、激光传感器、地震仪及其他合适的传感器。
动力系统128向载具110和/或载具110上的各种系统提供动力。在一些示例中，动力系统128可以包括一个或多个动力源，诸如电池组或者液体或者固体燃料源。推进系统130可以包括耦接至动力系统128的一个或多个引擎或者电动机，并且可以包括向车轮、转子等提供动力的传动装置。
在各种示例中，载具110可以包括载人载具，无人飞行器(UAV)、无人地基载具或者无人水下基载具中的至少一个。例如，载具110可以包括UAV(诸如，四旋翼飞行器、直升机、软式飞艇等)。地基载具110可以包括在车轮、轨道等上移动的遥控(RC)载具110。水下基载具110可以包括使用螺旋桨或者其它适当的水下推进系统移动的水下载具。
声学测试系统100进一步包括：控制系统140，控制载具110的运行；以及数据采集系统150，接收来自载具110上的数据收集系统122的数据。控制系统140和数据采集系统150可以在计算机系统上实现，并且可以通过通信系统114通信地耦接至载具110。
在操作中，声学测试系统100可以被用来检测和鉴别来自噪声源160的噪声。噪声源的示例可以包括诸如飞机引擎的机械系统、工业机械、飞机框架和/或控制面、水下生物等。
在一些实施方式中，声学测试系统100可以包括可以由控制系统140控制以协调的方式运转的多个载具110。这样的一组载具110可以被称作载具“群”110。在操作中，控制系统140可以指示多个载具110在邻近噪声源160的具体位置形成具体结构，以收集来自噪声源160的数据。具体结构和位置可以在声学测试过程中改变。
图2是根据方面的可以在用于声学测试的系统中使用的处理系统200的示意性框图。在图2描述的示例中，处理系统200包括通信结构202，其提供处理器单元204、存储器206、永久存储器208、通信单元210、输入/输出(I/O)单元212及显示器214之间的通信路径。
数据处理系统200是可以被用来实现在图1中描述的控制系统140和/或数据采集系统150的数据处理系统的示例。如果用于实现图1中的数据采集系统150，输入输出单元212可以被连接至载具110上的通信系统114。
处理器单元204可用作为可以加载到存储器206的软件的执行指令。处理器单元204根据具体的实施方式可以是一组一个或多个处理器或者可以是多处理器核心。此外，处理器单元204可以使用一个或多个异构处理器系统实现，其中主处理器以具有次级处理器的形式在单片上呈现。如另一个说明性示例，处理器单元204可以是包含同样类型的多个处理器的对称多处理器系统。
存储器206和永久存储器208是存储装置的示例。存储装置是能够以临时基础和/或永久基础存储信息的任何硬件。例如在这些示例中，存储器206可以是随机存取存储器或者任何其它合适的暂时或者非暂时存储设备。永久存储器208根据具体的实施方式可以采取各种形式。
例如，永久存储器208可以包含一个或多个部件或设备。例如，永久存储器208可以是硬盘驱动器、闪存、可再写光盘、可再写磁带或以上的组合。同样，用于永久存储器208的介质可以是可移除的。例如，可移除硬盘驱动器可被用于永久存储器208。
在这些示例中，通信单元210提供与其它数据处理系统或者设备的通信。在这些示例中，通信单元210是一种网络接口卡。通信单元210可以通过使用物理和无线通信链路的任一或者全部来提供通信。
输入/输出单元允许与可以连接至数据处理系统200的其他设备的数据的输入和输出。例如，输入/输出单元212可以提供用于用户通过键盘的输入的连接。此外，输入/输出单元212可以发送输出到打印机。显示器214提供了向用户显示信息的功能。
用于操作系统的指令以及应用或者程序位于永久存储器208上。这些指令可以被加载到存储器206以通过处理器单元204执行。不同实施方式的处理可以通过处理器单元204使用计算机实现指令来执行，计算机实现指令可以位于存储器(诸如存储器206)中。这些指令被称作程序代码、计算机可用程序代码或计算机可读程序代码，其可以通过处理器单元204中的处理器读取和执行。在不同实施方式中的程序代码可以在不同的物理或者有形的计算机可读介质(诸如存储器206或者永久存储器208)上实现。
程序代码216可以函数形式位于选择性可移除的计算机可读介质218上，并且可被加载到或者传输到数据处理系统200，以通过处理器单元204执行。在这些示例中，程序代码216和计算机可读介质218形成计算机程序产品220。在一个示例中，计算机可读介质218可以有形的形式，诸如例如被插入或者放入用于传输到诸如硬盘驱动器(永久存储器208的部分)的存储设备上的驱动器或者其他设备(永久存储器208的部分)。
在有形的形式中，计算机可读介质218同样可以采取永久存储器的形式，诸如连接至数据处理系统200的硬盘驱动器、拇指驱动器或闪存。计算机可读介质218的有形形式同样被称作计算机可记录存储介质。在有些情况下，计算机可读介质218可能不可移除。
可选地，可以通过到通信单元210的通信链路和/或通过到输入/输出单元212的连接将程序代码216从计算机可读介质218被传输至数据处理系统200。在说明性示例中，通信链路和/或连接可以是物理或者无线的。计算机可读介质同样可以采取非有形的介质的形式，诸如包含程序代码的通信链路或者无线传输。
为数据处理系统200示出的不同的部件不意味着对方式提供结构限制，其中，可以实现不同的实施方式。可以在包括除了或者代替那些为数据处理系统200示出的部件的数据处理系统中实现不同的说明性实施方式。在图2中所示的其它部件可以与示出的说明性示例不同。
如一个示例，在数据处理系统200中的存储装置是可以存储数据的任何硬件装置。存储器206、永久存储器208以及计算机可读介质218是有形形式的存储设备的示例。
在描述了用于声学测试的系统100的结构特点之后，现在将关注在示例声学测试环境中实现的操作。图3A-图3D是根据方面的用于声学测试的环境300的示意图，并且图4是根据方面的示出用于声学测试的方法中的操作流程图。
首先参考图3A，在一个示例中，噪声收集环境300可以包括在地面304上方安装在架子306上的喷气式引擎302。喷气式引擎302是被测设备并且是噪声源的示例，诸如图1中的噪声源160，其可以使用噪声收集环境300来分析。
喷气式引擎302具有进口308和排气喷口310。进口308如箭头312所示接收气流进入喷气式引擎302。排气流通过排气喷口310如箭头314所示离开喷气式引擎302。由喷气式引擎302产生的噪声可以从喷气式引擎轴316的各种点以及从其它可以被选择的点传播。
噪声数据的收集可以通过包括相控阵麦克风318的噪声收集环境300实现。麦克风318可以在位于地面304的地平面320上被排放成具有预定图案的阵列。
噪声收集环境300同样包括远场麦克风328、330、332、334、336、338、340、342、344、346、348、350、352、354、356、358、360、362及364。这些麦克风可以位于关心的测量点。在图3A描述的示例中，展现了十九个固定位置。这些麦克风可以位于地平面320上和/或地平面320的上方。这些麦克风可以被安装到结构上，以将麦克风定位在地平面320的上方。
在这些示例中，阵列318可以被选择或者被配置为大体具有相对一致的传感器密度，同时局部具有非冗余传感器至传感器间隔。阵列318在阵列的不同位置具有近似或者大约相同数量的元件，以提供大体上相对一致的密度。如果阵列318具有相对一致的密度，那么在沿着阵列318的任意位置提取特定孔尺寸的子阵列的结果是具有近似相同数量的传感器的子阵列。非冗余传感器间隔意谓在子阵列中的任意两个元件之间的向量间隔会是唯一的。向量间隔是距离和方向。非冗余阵列没有相同的两个向量间隔。
在该示例中，相控阵麦克风318包含在固定位置的416个元件。在相控阵麦克风318内的不同的麦克风可以大约彼此6英寸的间隔放置。此外，相控阵麦克风318可以跨越超过200尺，以覆盖在距喷气式引擎302最小必要距离的必要发射角的范围。
在这些示例中，阵列318具有以弧形形式的图案。具体地，相控阵麦克风318被设置在包含三个曲线(曲线322、曲线324、曲线326)的弧形中。
当使用6英寸间隔时，防止在使用等间隔传感器时的空间混叠(例如误像)的阵列设计的半波长标准将等间隔阵列的有用性限制到大约1000Hz。换言之，阵列中的相邻声音传感器之间的间隔必须小于或者等于用于等间隔声音传感器的半波长标准，以避免在执行噪声源定位操作时的误像。
通过不同的有利实施方式认识到，当前，阵列可以是通过使用确保麦克风对之间无冗余间隔的设计方法而为了超过该半波长标准的频率设计的。这样的阵列可以消除误像并抑制阵列旁瓣到阵列在宽频率范围有用的点。通过有利实施方式同样认识到阵列可以使用策略形成，诸如在连续的麦克风之间几何增加的间隔。
然而，通过不同的有利实施方式认识到这些阵列的是“点设计”阵列。例如，这些阵列被设计为用于单个位置的单个阵列。通过不同的有利实施方式认识到可以部署这些点设计阵列的多个实例以覆盖多个发射角。
通过不同的有利实施方式同样认识到，从测试进行的立场来说，同样，因为对大量阵列位置的需要将是过高的，所以能横贯阵列也不会解决该问题，例如，对数个横贯位置获取数据所需的时间将是过高的。
因此，通过不同的有利实施方式认识到所需要的是由相对一致的麦克风的密度全局地构成的阵列。横穿阵列的相对一致的密度允许在阵列内的任意点处类似执行的子阵列的选择。局部非冗余特征使这些子阵列能在包括实质上超过等间隔阵列元件的半波长标准的频率的宽频率范围更好地执行。在不同的有利实施方式中，阵列设计包含并且实现这些原理。
相控阵麦克风318可以一组同心对数螺旋分布。如在这些示例中使用的，同心对数螺旋具有从其形成螺旋的公共原点。这些螺旋以不同的初始半径开始，使得当螺旋形成时呈现接近平行的曲线。对数或者等角螺旋是众所周知的数学构造。
在一个实施方式中，相控阵麦克风318包括具有共同原点并且每个连续的螺旋的初始半径少量增加的三个对数螺旋弧，由此形成三个平行曲线。可以为对数螺旋选择参数，以保证在曲线上的每个点距离候选源区域中的每个点至少10混合喷嘴直径。混合喷嘴直径同样被称作Dmix。Dmix是来自喷气式引擎的排气流的有效直径。
在该示例中，10混合喷嘴直径被认为距离源区域足够远，使得通过相控阵麦克风318检测的噪声源部件可用于准确地估计在与相控阵麦克风318相比距源更远的距离处的源的强度。对数螺旋参数包括，例如，原位置、螺旋角以及初始半径。对数螺旋采样以确定传感器位置，在连续的传感器之间，每采样使用不同基础间隔。
在说明性例子中，具有最小半径的曲线使用26.8”的基础间隔，具有下一个更大半径的曲线使用22.8”的基础间隔，并且具有最大半径的曲线使用17.8”的基础间隔。在每一个对数螺旋曲线内，实际的间隔可以根据序列{-1.5”，-1.0”，-0.5”，0.0”，0.5”，1.0”，1.5”}而与基础间隔不同，并且重复序列直至整个螺旋被采样。
可以选择基础间隔以将可用的数量的传感器分配到三个曲线的总长上。对每一个曲线使用不同的基础间隔，使得当具有变化的基础间隔被应用于每一个曲线时，不重复间隔，直至变化序列对于特定曲线再循环。该策略创建局部非冗余阵列，同时沿着阵列的总长保持相对恒定的传感器密度。空间分开的曲线与对数螺旋弧一起，局部地且全局地促成额外的非冗余。
在相控阵麦克风318中的传感器阵列同样可以一般是一组同心曲线，对这组同心曲线来说，这组同心曲线的形状可以由传感器阵列到候选源区域的最小距离选择，并且其中，在这组曲线中的最近曲线以所述最小距离定位。如在这些示例中使用的，最小距离在不同的实施方式中可以不同。
在这些具有喷气式引擎302的示例中，最小间隔大约为10混合喷嘴直径。所有候选源位置点的集合包括候选源区域。换言之，用户可以定义源区域并且指定最小距离。这些参数可以用于形成围绕源区域的边界，使得边界外部没有任何点小于从源区域中任何点的最小距离。
在不同的示例中，相控阵麦克风318中的麦克风可具有连续曲线形状，对于该连续曲线的形状，连续曲线的切线被保持实质上接近垂直于至使用阵列传感器估定的候选噪声源位置的视线。同样，相控阵麦克风318可以实质上垂直于从关注的潜在噪声源区域至关注的测量点的视线来定位。
以上示例阵列设计不旨在限制可以在不同的有利实施方式中实现的阵列设计参数。阵列可以由单个曲线或者多个曲线组成。可以在每一个曲线内使用各种其它策略。在这些不同设计中的一个特征是全局一致的阵列密度，具有局部非冗余传感器间隔。与被测设备相关的阵列的位置取决于应用，但是阵列设计原理依然适用。
增加的麦克风密度将会通常改善子阵列性能，因为对于非冗余阵列，在对于特定的孔尺寸的阵列中传感器的数量总体上在提供有用信息的阵列动态范围和最高频率两方面改善传感器阵列性能。
因此，设计策略提供一个用于在广阔的发射角范围和频率范围使用限制数量的声音传感器的最优方法。
在不同的有利实施方式中，不同的远场麦克风328-364被设置在相对于喷气式引擎轴316的位置中。这些不同位置具有不同的角度。线365直接在地平面320上的喷气式引擎轴316下方并平行于喷气式引擎轴316。用于远场麦克风328-364的可以从地面上的线365确定，如线366和角367示出，角度同样称为θ。
例如，远场麦克风328位于相对于喷气式引擎轴316的150度的位置。远场麦克风340位于相对于喷气式引擎轴316的120度的位置。如另一个实施例，远场麦克风362位于65度的位置。
在不同的有利实施方式中，通过喷气式引擎302产生的噪声可以通过相控阵麦克风318和远场麦克风328-364检测。这些不同的麦克风转换噪声成为噪声数据，噪声数据可以被分析以识别由于喷气式引擎302的运行产生的不同的噪声源部件位置。在这些示例中，可以对候选噪声源位置和不同的关注的测量点做出分析。在这些示例中，候选噪声源位置可以位于沿着喷气式引擎轴316，并且关注的测量点可以与远场麦克风328-364的位置对应。
可以对其他设备或者噪声源做出相似设置。例如，对于具有交通流量的高速路，存在潜在噪声源的横向分布式区域。对于公路，可以存在各种特性，诸如天桥、十字路口、以及不同路面，及其他合适的特征。关注的测量点可以是诸如住宅、城市公园、商业中心及其他合适的位置的位置。
麦克风出现于关注的测量点以测量在那些位置的总体噪声。阵列可以被部署到候选源区域、高速路以及用来确定在关注的点促成总体噪声的源的部件故障的关注的点之间。
在一些实施方式中，声学测试系统100可以被引入测试环境300，以控制多个，每个载具110可以包括一个或多个传感器126。参照图4，在操作410，多个载具110被邻近噪声源放置，例如喷气式引擎302。在操作415，多个载具110被移动为第一位置中的第一配置。举例来说，参照图3B，在一些实施方式中，控制系统140可以控制多个载具110移动为第一预定位置中的第一预定配置，其中声学传感器126形成具有第一孔尺寸和第一空间分辨率的第一声学阵列。在第一预定配置，多个传感器可以被放置在可以不同于地平面320的第一平面。
在操作420，多个载具110上的传感器126从喷气式引擎302收集噪声数据。噪声数据可以由数据收集系统122本地存储和/或经由通信系统114转发到数据采集系统150。
在操作425，多个载具110被移动到不同的配置和/或位置。举例来说，参照图3C，控制系统140可以控制多个载具110从第一预定配置移动为第二预定配置，其中声学传感器126形成具有第二孔尺寸和第二空间分辨率的第二声学阵列。
在某些例子中，控制系统140控制多个载具110响应于信号(例如，来自控制系统140的信号)，或者响应于环境条件(诸如，雨、风、照明情况等)移到预定位置。在一些示例中，第二预定配置将多个传感器126放置在多个平面中使得孔是三维的。
在操作430，多个载具110上的传感器126在第二配置和/或位置从喷气式引擎302收集噪声数据。噪声数据可以由数据收集系统122本地存储和/或经由通信系统114转发到数据采集系统150。
如果在操作435，声学测试没有完成，那么控制可以传回到操作425并且控制器再次将多个载具110移动到不同的配置和/或位置。举例来说，参照图3D，控制系统140可以控制多个载具110从第二预定配置移动为第三预定配置，其中声学传感器126形成具有第三孔尺寸和第三空间分辨率的第三声学阵列并且数据收集处理继续。
相反，如果在操作435，声学测试完成，那么控制传到操作440并且测试完成。因此，在图4中描述的操作允许控制器140在声学测试过程中在各种不同的位置和地点放置多个载具110。在说明书中参考的“一个实施方式”或者“一些实施方式”意指与实施方式联系描述的具体特性、结构或特征包括在至少一个实施方式中。在说明书中各种位置的短语“在一个实施方式中”可以或者不可全部指相同的实施方式。
条款1：一种用于声学测试的系统，包括：多个声学传感器，被安装到多个载具；控制系统，控制多个载具；以及数据采集系统，接收由多个声学传感器响应于来自邻近多个载具的噪声源的噪声所产生的数据。
条款2：根据条款1的系统，其中，多个载具包括载人载具、无人飞行器、无人水基载具或无人地基载具中的至少一个。
条款3：根据条款2的系统，其中，控制系统控制多个载具移动为第一预定位置中的第一预定配置，其中，声学传感器形成具有第一孔尺寸和第一空间分辨率的第一声学阵列。
条款4：根据条款3的系统，其中，第一预定配置在第一平面中放置多个传感器。
条款5：根据条款3的系统，其中，控制系统控制多个载具从第一预定配置移动为第二预定配置，其中，声学传感器形成具有第二孔尺寸和第二空间分辨率的第二声学阵列。
条款6：根据条款5的系统，其中，第二预定配置在多个平面中放置多个传感器。
条款7：根据条款3的系统，其中，控制系统进一步控制多个载具从第一预定位置移动到不同于第一预定位置的第二预定位置。
条款8：根据条款3的系统，其中，控制系统响应于信号控制多个载具移动到预定位置。
条款9：根据条款3的系统，其中，控制系统响应于环境条件或者测试条件控制多个载具移动到预定位置。
条款10：根据条款1的系统，其中，控制系统通过无线通信接口通信地耦接至多个载具。
条款11：一种用于声学测试的方法，包括：邻近噪声源放置多个载具，其中，多个载具包括被安装到多个载具的多个声学传感器；控制多个载具移动为第一预定位置中的第一预定配置，其中，声学传感器形成具有第一孔尺寸和第一空间分辨率的第一声学阵列；以及接收由多个声学传感器响应于来自邻近多个载具的噪声源的噪声所产生的数据。
条款12：根据条款11的方法，其中多个载具包括载人载具、无人飞行器、无人水基载具或无人地基载具中的至少一个。
条款13：根据条款12的方法，其中，第一预定配置在第一平面中放置多个传感器。
条款14：根据条款12的方法，进一步包括移动多个载具从第一预定配置到第二预定配置，其中，声学传感器形成具有第二孔尺寸和第二空间分辨率的第二声学阵列。
条款15：根据条款14的方法，其中，第二预定配置在多个平面中放置多个传感器。
条款16：根据条款12的方法，进一步包括移动多个载具从第一预定位置到不同于第一预定位置的第二预定的位置。
条款17：根据条款12的方法，进一步包括响应于信号移动多个载具到预定位置。
条款18：根据条款12的方法，其中，进一步包括响应于环境条件移动多个载具到预定位置。
条款19：一种用于声学测试的方法，包括：邻近引擎放置多个无人飞行器，其中，多个无人飞行器包括被安装到多个载具的多个声学传感器；控制多个无人飞行器以移动到第一预定位置中的第一预定配置，其中，声学传感器形成具有第一孔尺寸和第一空间分辨率的第一声学阵列；以及接收由多个声学传感器响应于来自引擎的噪声所产生的数据。
尽管实施方式已用结构特征和/或方法行为的特定语言描述，应当理解权利要求内容不限于描述的特定特征或者行为。相反地，特定特征和行为是作为形成实现权利要求主题的样本而公开的。

Claims (8)

1.一种用于声学测试的系统，包括：
多个声学传感器，被安装到多个载具；
控制系统，控制所述多个载具；以及
数据采集系统，接收由所述多个声学传感器响应于来自邻近所述多个载具的噪声源的噪声所产生的数据；
其中，控制系统控制所述多个载具移动为第一预定位置中的第一预定配置，其中，所述声学传感器形成具有第一孔尺寸和第一空间分辨率的第一声学阵列；
其中，所述控制系统控制所述多个载具从所述第一预定配置移动为第二预定配置，其中，所述声学传感器形成具有第二孔尺寸和第二空间分辨率的第二声学阵列；
其中，所述声学传感器是麦克风，所述第一声学阵列和所述第二声学阵列中的每一个阵列是通过使用确保两个麦克风之间无冗余间隔的设计方法而为了超过半波长标准的频率设计的，其中，无 冗余间 隔意味着在所述第一声学阵列和所述第二声学阵列中的任意两个麦克风之间的向量间隔是唯一的。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个载具包括载人载具、无人飞行器、无人水基载具或无人地基载具中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一预定配置在第一平面中放置所述多个声学传感器。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述第二预定配置在多个平面中放置所述多个声学传感器。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制系统进一步控制所述多个载具从所述第一预定位置移动到不同于所述第一预定位置的第二预定位置。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制系统响应于信号控制所述多个载具移动到预定位置。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制系统响应于环境条件或测试条件控制所述多个载具移动到预定位置。
8.一种用于声学测试的方法，包括：
邻近噪声源放置多个载具，其中所述多个载具包括安装到多个载具的多个声学传感器；
控制所述多个载具移动为第一预定位置的第一预定配置，其中所述声学传感器形成具有第一孔尺寸和第一空间分辨率的第一声学阵列；
控制所述多个载具从所述第一预定配置移动为第二预定配置，其中，所述声学传感器形成具有第二孔尺寸和第二空间分辨率的第二声学阵列；以及
接收由所述多个声学传感器响应于来自邻近所述多个载具的噪声源的噪声所产生的数据；
其中，所述声学传感器是麦克风，所述第一声学阵列和所述第二声学阵列中的每一个阵列是通过使用确保两个麦克风之间无冗余间隔的设计方法而为了超过半波长标准的频率设计的；其中，无 冗余间 隔意味着在所述第一声学阵列和所述第二声学阵列中的任意两个麦克风之间的向量间隔是唯一的。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9213078B1 (en) * 2014-05-31 2015-12-15 The Boeing Company Noise source decomposition system and method using an adaptable aperture phased array
US9646597B1 (en) * 2015-12-21 2017-05-09 Amazon Technologies, Inc. Delivery sound masking and sound emission
EP3436168B1 (en) * 2016-03-30 2021-04-21 Oceaneering International, Inc. Rider-controlled trackless ride system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5894450A (en) * 1997-04-15 1999-04-13 Massachusetts Institute Of Technology Mobile underwater arrays
EP0998167A2 (en) * 1998-10-28 2000-05-03 Fujitsu Limited Microphone array system
US6288973B1 (en) * 1998-10-01 2001-09-11 Roke Manor Research Limited Sensor systems

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03277926A (ja) * 1990-03-28 1991-12-09 Amada Co Ltd 音圧コンター作成装置
US20040030571A1 (en) * 2002-04-22 2004-02-12 Neal Solomon System, method and apparatus for automated collective mobile robotic vehicles used in remote sensing surveillance
US20040134337A1 (en) * 2002-04-22 2004-07-15 Neal Solomon System, methods and apparatus for mobile software agents applied to mobile robotic vehicles
US20040068416A1 (en) * 2002-04-22 2004-04-08 Neal Solomon System, method and apparatus for implementing a mobile sensor network
WO2005125267A2 (en) * 2004-05-05 2005-12-29 Southwest Research Institute Airborne collection of acoustic data using an unmanned aerial vehicle
US20060253570A1 (en) * 2005-01-25 2006-11-09 Pratik Biswas Self-organizing sensor node network
JP2006279740A (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Public Works Research Institute 音源別音強度測定装置及び音源位置分析方法
JP4792823B2 (ja) * 2005-06-09 2011-10-12 ソニー株式会社 ネットワーク・システム、移動体装置及びその制御方法、並びにコンピュータ・プログラム
EP1762357B1 (en) 2005-09-09 2015-02-25 Saab Ab Compression moulding method and device for making preforms for composite structures of an aircraft
EP2052846B1 (en) 2007-10-25 2013-12-11 Saab Ab Method of forming a T-shaped composite structure comprising a radius filler and radius filler
US7929376B2 (en) * 2008-04-25 2011-04-19 The Boeing Company Method and apparatus for identifying noise sources
US9253565B2 (en) 2008-06-30 2016-02-02 The Boeing Company System and characterization of noise sources using acoustic phased arrays and time series correlations
US8009507B2 (en) * 2009-01-09 2011-08-30 The Boeing Company System and method for adaptable aperture planar phased array
GB2476741B (en) * 2009-01-09 2012-01-04 Boeing Co System and method for adaptable aperture planar phased array
US8761603B1 (en) * 2009-02-25 2014-06-24 Oewaves, Inc. Dynamically reconfigurable sensor arrays
US8588025B2 (en) * 2009-12-30 2013-11-19 Westerngeco L.L.C. Method and apparatus for acquiring wide-azimuth marine data using simultaneous shooting
US8478319B2 (en) * 2010-05-12 2013-07-02 Information System Technologies, Inc. Feature extraction and data compression system and method for distributed sensor networks
JP5672770B2 (ja) * 2010-05-19 2015-02-18 富士通株式会社 マイクロホンアレイ装置及び前記マイクロホンアレイ装置が実行するプログラム
US20130107668A1 (en) * 2011-10-28 2013-05-02 Raytheon Company Convoy-based systems and methods for locating an acoustic source
US8494689B1 (en) * 2012-05-09 2013-07-23 Raytheon Company Autonomous coordination of agents

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5894450A (en) * 1997-04-15 1999-04-13 Massachusetts Institute Of Technology Mobile underwater arrays
US6288973B1 (en) * 1998-10-01 2001-09-11 Roke Manor Research Limited Sensor systems
EP0998167A2 (en) * 1998-10-28 2000-05-03 Fujitsu Limited Microphone array system

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