CN113365200A - 一种自适应的异常声源检测装置及检测方法 - Google Patents
一种自适应的异常声源检测装置及检测方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113365200A CN113365200A CN202110633385.5A CN202110633385A CN113365200A CN 113365200 A CN113365200 A CN 113365200A CN 202110633385 A CN202110633385 A CN 202110633385A CN 113365200 A CN113365200 A CN 113365200A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sound source
- module
- main controller
- information
- controller module
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 title claims abstract description 63
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 238000001931 thermography Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 claims description 14
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 12
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 claims description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R29/00—Monitoring arrangements; Testing arrangements
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Otolaryngology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Burglar Alarm Systems (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
本发明公开了一种自适应的异常声源检测装置及检测方法，包括，主控制器模块；与所述控制器模块相关联的电源模块，用于提供电源；与所述主控制器模块相关联的麦克风阵列，用于收集待检测场地的声源信息；与所述主控制器模块相关联的红外热成像摄像模块，用于收集待测场地的温度信息；与所述主控制器模块相关联的超声波模块，用于收集待检测场地产生声源的位置信息；本发明在使用过程中能够储存待检测场地的设备在正常状态下，开启时、未开启时以及正常工作时的图像信息、温度信息以及声源信息，从而在持续对待检测场地进行声源检测，当声源信息出现异常时，能够及时的将异常声源的信息发送到中控平台。
Description
技术领域
本发明属于轨道交通行业、电力行业、石油化工、天然气管网等工业领域，特别涉及某些关键部件的自适应的异常声源检测方法。
背景技术
在电力行业的供配电是变压器或者轨道交通的铁轨是否存在异常经常需要人工去判断，在时间、效率上存在极大的缺陷及时延性；当今科技水平的高速发展，伴随着人力成本的越来越高，越来越有必要用科技来实现解决这种费时费人力的问题，本发明正是基于这种状况而进行创新应用。
发明内容
本发明为了克服现有技术的不足，提供一种自适应的异常声源检测装置及检测方法，
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种自适应的异常声源检测装置，包括，
主控制器模块；
与所述控制器模块相关联的电源模块，用于提供电源；
与所述主控制器模块相关联的麦克风阵列，用于收集待检测场地的声源信息；
与所述主控制器模块相关联的红外热成像摄像模块，用于收集待测场地的温度信息；
与所述主控制器模块相关联的超声波模块，用于收集待检测场地产生声源的位置信息；
与所述主控制器模块相关联的无线模块，所述无线模块基于窄带物联网，用于将所述主控制器模块收集的信息传递给中控平台；
与所述主控制器模块相关联的储存模块，用于储存待检测场地中待检测场地周围设备在未开启时、开启时以及正常工作时的环境声场信息、图像信息、温度信息以及待检测场地的声源位置信息；
其中，所述主控器模块用于响应所述麦克风阵列于待检测场地中收集到的声波信号，并驱动所述红外热成像摄像模块和所述超声波模块对产生声波信号的异常声源位置进行同步测温，以诊断异常声源。
可选的，还包括人机操作接口，所述人机操作接口与所述主控器模块相关联。
可选的，所述麦克风阵列响应20Hz-20kHz声源，所述麦克风阵列基于多传感器的。
可选的，所述麦克风阵列接收声源信息，并生成12s音频信号提供给所述主控制器模块。
可选的，所述超声波模块可产生23kHz到41kHz的超声波。
可选的，所述异常声源检测装置的使用方法包括如下步骤，
为实现上述目的，本发明还提供一种使用所述异常声源检测装置的检测方法，包括如下步骤，
步骤1：初始化装置，所述主控器模块控制麦克风阵列、红外热成像摄像模块以及超声波模块收集待检测场地周围设备在未开启时、开启时以及正常工作时的环境声场信息、图像信息、温度信息以及待检测场地的声源位置信息，以建立初始化环境声场模型；
步骤2：所述麦克风阵列响应现场声源信号，并送所述主控制器模块诊断声源，时刻与初始化环境声场模型比对以诊断出可疑声源；
步骤3：驱动所述红外热成像摄像模块以及所述超声波模块，检测步骤2中诊断出的可疑声源的图像信息、温度信息以及位置信息，并将所获得的信息送所述主控制器模块进行进一步诊断；
步骤4，将步骤3中诊断出异常声源的图像信息、温度信息以及位置信息上传至中控。
可选的，所述人机操作接口还包括输入模块，所述输入模块用于控制所述主控器模块在待检测场地建立初始化环境声场模型。
可选的，所述步骤2中，所述主控制器模块响应接收到的声源处理成集成电路内置音频总线音频信号并分析处理，以确定异常声源的位置方向。
可选的，所述步骤3中，所述主控制器模块控制红外热成像摄像模块转向异常声源，并对异常声源的位置进行变焦，以测量异常声源的温度信息和图像信息。
可选的，所述步骤3中，所述主控制器模块控制超声波模块测量声源异常位置的位置信息。
综上所述，本发明在使用过程中能够储存待检测场地的设备在正常状态下，开启时、未开启时以及正常工作时的图像信息、温度信息以及声源信息，从而在持续对待检测场地进行声源检测时，能够将实时检测的声源信息和环境声场模型中所储存的初始化信息进行对比，当声源信息出现异常时，能够及时的将声源的信息发送到中控平台。
附图说明
图1为本发明中，异常声源检测装置的结构示意图。
图2为图1中，声纹采集异常声源检测装置使用的流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
声纹检测是工业体系中检测故障的有效方式，为了对工业体系中关键部位进行实时的声纹检测，提供一种自适应的异常声源检测装置。
图1为本发明中，异常声源检测装置的结构示意图。
参考图1，一种异常声源检测装置包括主控制器模块20、超声波模块21、红外热成像摄像模块23、储存模块24、电源模块26、麦克风阵列27、无线模块28以及人机操作接口25。
其中，电源模块26用于供电，麦克风阵列27用于检测待检测的声源信息，并将声源信息传递至主控制器模块20并由主控制器模块20处理形成声源的声音频谱图像，红外热成像摄像模块23用于检测待检测场地的温度信息和图像信息，超声波模块23用于检测待检测场地声源位置的位置信息，储存模块24用于完成初始化设置之后，储存环境声场模型中的声源的声音频谱图像、图像信息、温度信息以及位置信息。人机操作接口25包括输入模块251，通过该输入模块251可以向主控制器模块20输入指令，以让主控制器模块20执行相应的命令，主要用于控制主控制器模块20开始建立待检测场地的初始化环境声场模型。
主控制器模块20能够通过基于窄带物联网的无线模块28进行信号传输，信号传输给中控，中控也可以通过基于窄带物联网的无线模块28对主控制器模块20发送指令进行某个或某系列操作，其中，主控制器模块20可以单独执行某个操作，也可以组合执行一系列操作。
其中麦克风阵列27接收声源信息，并生成12s音频信号提供给主控制器模块20；进一步的，麦克风阵列响应20Hz-20kHz声源，在该频段内响应平滑；并且麦克风阵列27是基于多传感器所建立。
超声波模块21在使用中，可产生23kHz到41kHz的超声波，在本实施例中，主要产生24-40kHz的超声波。
参考图2，图2为本发明中，声纹采集异常声源检测装置使用方法的流程图。
通过异常声源检测装置完成初始化环境声场模型的建立，然后再由异常声源检测装置不断的检测待检测场地的声源信息，待出现异常信息时，将异常声源的位置信息发送给中控。异常声源检测装置的使用方法包括如下步骤：
步骤1，初始化装置，建立现场声控模型；异常声源检测装置安装于设备工作现场，异常声源检测装置进场初次上电，异常声源检测装置首先需要对工作现场声场进行初始化环境声场建模：
具体的，异常声源检测装置的主控制器模块20开启麦克风阵列27，分别主动采集周围设备不开启时周围20Hz-20kHz的环境声源、周围设备开启时20Hz-20kHz的环境声源以及周围设备正常工作时20Hz-20kHz的环境声源，根据音频信号对周围环境进行声源识别，再通过其它音频数据的处理对声源进行进一步的准确定位，形成环境声场，并保存在主控制器模块20的存储模块24中；同时红外热成像摄像模块23采集工作声场环境的图像、温度等信息，超声波模块21对各声源进行距离测定采集，最后形成工作场所归档保存在主控制器模块20的存储模块24中。异常声源检测装置标定初始化周围的环境声场后，异常声源检测装置开始正常工作。其中除非工作环境有重大变化，工作现场环境可以不再进行初始化。
步骤2，麦克风阵列响应现场声源信号，并送主控制器模块诊断声源。
正常上电启动后，主控制器模块20控制超声波发射模块21、麦克风阵列27、红外热成像摄像模块23处于监控等待中断模式。
具体的，麦克风阵列27接收周围的20Hz-20kHz的环境声源，并把接收到的声源处理成集成电路内置音频总线音频信号送主控制器模块20去分析处理。
第三步，麦克风阵列响应的声源信息经过主控制器模块诊断之后，如果不是可疑声源，则麦克风阵列27继续监控，如果确诊为可疑声源，则开启超声波模块21测量距离，开启红外热成像摄像模块23测量可疑声源的温度、并进行拍照以获得图片信息；
具体的，主控制器模块20对麦克风阵列27发来的音频信号进行实时监控，如果集成电路内置音频总线音频信号在标定的初始化工作环境声场范围内，主控制器模块20不会有其它主动性动作；如果一旦集成电路内置音频总线音频信号出现异常，主控制器模块20会立刻针对麦克风阵列27的集成电路内置音频总线音频信号进行一系列方法处理，确定该声源的位置(与异常声源检测装置的角度、距离等)，同时开启超声波模块21和红外热成像摄像模块23，进行同步测温，以对异常声源进行诊断。
其中，超声波模块21是用于进一步的测量声源与模块的距离；
其中，红外热成像摄像模块23是用于对确定位置的声源进一步诊断，红外热成像摄像模块23根据主控制器模块20处理出来的大概位置信息调整热成像摄像头转向确定的声源方向，并结合超声波模块21测量出的距离进行调焦，然后红外热成像摄像模块23针对可疑声源进行进一步诊断，诊断可疑声源在外观、温度上是否存在较大差异。
第四步，将异常声源信息通过无线模块给上一级的中控平台；具体的，如果确诊可疑声源属于异常工作状态，主控制器模块20会立即把异常声源位置信息打包通过无线模块28上传发送给上一级监控，及时通知监控人对异常声源及时进行维护。
进而，通过步骤1中所建立的环境声场模型，能够储存待检测场地的设备在正常状态下，开启时、未开启时以及正常工作时的图像信息、温度信息以及声源信息，从而在持续对待检测场地进行声源检测时，能够将实时检测的声源信息和环境声场模型中所储存的初始化信息进行对比，当声源信息出现异常时，能够及时的将声源位置的异常信息发送到中控平台。
显然，所描述的实施例仅仅本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种自适应的异常声源检测装置，其特征在于，包括，
主控制器模块；
与所述控制器模块相关联的电源模块，用于提供电源；
与所述主控制器模块相关联的麦克风阵列，用于收集待检测场地的声源信息；
与所述主控制器模块相关联的红外热成像摄像模块，用于收集待测场地的温度信息；
与所述主控制器模块相关联的超声波模块，用于收集待检测场地产生声源的位置信息；
与所述主控制器模块相关联的无线模块，所述无线模块基于窄带物联网，用于将所述主控制器模块收集的信息传递给中控平台；
与所述主控制器模块相关联的存储模块，用于储存待检测场地中待检测场地周围设备在未开启时、开启时以及正常工作时的环境声场信息、图像信息、温度信息以及待检测场地的声源位置信息；
其中，所述主控器模块用于响应所述麦克风阵列于待检测场地中收集到的声波信号，并驱动所述红外热成像摄像模块和所述超声波模块对产生声波信号的异常声源位置进行同步测温，以诊断异常声源。
2.根据权利要求1所述的一种自适应的异常声源检测装置，其特征在于，还包括人机操作接口，所述人机操作接口与所述主控器模块相关联。
3.根据权利要求1所述的一种自适应的异常声源检测装置，其特征在于，所述麦克风阵列响应20Hz-20kHz声源，所述麦克风阵列是基于多传感器的。
4.根据权利要求1所述的一种自适应的异常声源检测装置，其特征在于，所述麦克风阵列接收声源信息，并生成I2S音频信号提供给所述主控制器模块。
5.根据权利要求1所述的一种自适应的异常声源检测装置，其特征在于，所述超声波模块可产生23KHz到41KHz的超声波。
6.一种使用如权利要求1-5任一项所述的自适应的异常声源检测装置的检测方法，其特征在于，包括如下步骤，
步骤1：初始化装置，所述主控器模块控制麦克风阵列、红外热成像摄像模块以及超声波模块收集待检测场地周围设备在未开启时、开启时以及正常工作时的环境声场信息、图像信息、温度信息以及待检测场地的声源位置信息，以建立初始化环境声场模型；
步骤2：所述麦克风阵列采集现场声源信号，并送所述主控制器模块诊断声源，时刻比对初始环境声场模型以诊断可疑声源；
步骤3：驱动所述红外热成像摄像模块以及所述超声波模块，检测步骤2中诊断出的可疑声源的图像信息、温度信息以及位置信息，并将所获得的信息送所述主控制器模块进行进一步诊断；
步骤4，将步骤3中诊断出异常声源的图像信息、温度信息以及位置信息上传至中控。
7.根据权利要求6所述的自适应的异常声源检测装置的检测方法，其特征在，所述人机操作接口还包括输入模块，所述输入模块用于控制所述主控器模块在待检测场地建立初始化环境声场模型。
8.根据权利要求6所述的自适应的异常声源检测装置的检测方法，其特征在于，所述步骤2中，所述主控制器模块响应接收到的声源处理成集成电路内置音频总线音频信号并分析处理，以确定异常声源的位置方向。
9.根据权利要求8所述的自适应的异常声源检测装置的检测方法，其特征在于，所述步骤3中，所述主控制器模块控制红外热成像摄像模块转向异常声源，并对异常声源的位置进行变焦，以测量异常声源的温度信息和图像信息。
10.根据权利要求8所述的自适应的异常声源检测装置的检测方法，其特征在于，所述步骤3中，所述主控制器模块控制超声波模块测量声源异常位置的位置信息。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110633385.5A CN113365200A (zh) | 2021-06-07 | 2021-06-07 | 一种自适应的异常声源检测装置及检测方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110633385.5A CN113365200A (zh) | 2021-06-07 | 2021-06-07 | 一种自适应的异常声源检测装置及检测方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113365200A true CN113365200A (zh) | 2021-09-07 |
Family
ID=77532920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110633385.5A Pending CN113365200A (zh) | 2021-06-07 | 2021-06-07 | 一种自适应的异常声源检测装置及检测方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113365200A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114820542A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-07-29 | 东莞市鑫泰仪器仪表有限公司 | 一种声波及红外双功能成像系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108712637A (zh) * | 2018-07-09 | 2018-10-26 | 保山市质量技术监督综合检测中心 | 一种设备管理系统 |
| CN109151393A (zh) * | 2018-10-09 | 2019-01-04 | 深圳市亿联智能有限公司 | 一种声音定位识别侦测方法 |
| CN111693135A (zh) * | 2020-06-03 | 2020-09-22 | 国网宁夏电力有限公司营销服务中心(国网宁夏电力有限公司计量中心) | 一种基于声阵列边缘计算的电力设备异常检测方法 |
| CN212133871U (zh) * | 2020-04-15 | 2020-12-11 | 国网湖北省电力有限公司孝感供电公司 | 变电站红外测温报警及数据处理系统 |
| US20210055705A1 (en) * | 2018-02-16 | 2021-02-25 | Nec Corporation | Abnormal-sound detection device and abnormal-sound detection method |
-
2021
- 2021-06-07 CN CN202110633385.5A patent/CN113365200A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20210055705A1 (en) * | 2018-02-16 | 2021-02-25 | Nec Corporation | Abnormal-sound detection device and abnormal-sound detection method |
| CN108712637A (zh) * | 2018-07-09 | 2018-10-26 | 保山市质量技术监督综合检测中心 | 一种设备管理系统 |
| CN109151393A (zh) * | 2018-10-09 | 2019-01-04 | 深圳市亿联智能有限公司 | 一种声音定位识别侦测方法 |
| CN212133871U (zh) * | 2020-04-15 | 2020-12-11 | 国网湖北省电力有限公司孝感供电公司 | 变电站红外测温报警及数据处理系统 |
| CN111693135A (zh) * | 2020-06-03 | 2020-09-22 | 国网宁夏电力有限公司营销服务中心(国网宁夏电力有限公司计量中心) | 一种基于声阵列边缘计算的电力设备异常检测方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114820542A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-07-29 | 东莞市鑫泰仪器仪表有限公司 | 一种声波及红外双功能成像系统 |
| CN114820542B (zh) * | 2022-04-29 | 2023-03-31 | 东莞市鑫泰仪器仪表有限公司 | 一种声波及红外双功能成像系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5020222B2 (ja) | 空気調和機 | |
| US11990992B2 (en) | System and method for triggering an alarm during a sensor jamming attack | |
| US10847004B1 (en) | Security surveillance device | |
| CN109142547B (zh) | 一种基于卷积神经网络的声学在线无损检测方法 | |
| CN202735105U (zh) | 一种故障检测装置 | |
| CN208271337U (zh) | 基于双拾音器的声源定位报警云台摄像机 | |
| US10713486B2 (en) | Failure diagnosis support system and failure diagnosis support method of robot | |
| JP2017531862A (ja) | 無線工業プロセスモニタ | |
| KR101410733B1 (ko) | 레퍼런스 마이크를 이용한 부분방전 측정 장치 및 방법 | |
| CN113365200A (zh) | 一种自适应的异常声源检测装置及检测方法 | |
| CN104394364A (zh) | 球机声音定位跟踪方法 | |
| US11971715B2 (en) | Drone for recognizing and testing monitoring system sensors | |
| WO2018113263A1 (zh) | 机器人的控制方法、系统和装置及机器人 | |
| CN111992940B (zh) | 一种焊接检测控制系统 | |
| KR20140000379A (ko) | 카메라와 로봇 기반의 풍력 발전용 블레이드 검사 장치 및 방법 | |
| KR20120059973A (ko) | Ｕｄｓ프로토콜을 이용한 ａｖ／ａｕｄｉｏ 사운드 출력의 이상 검출 방법 | |
| CN114252906A (zh) | 声音事件的检测方法和装置、计算机设备和存储介质 | |
| KR101654791B1 (ko) | 산업설비의 결함감지를 위한 음향진동 복합 센싱유닛 및 이를 이용한 고압배관의 결함진단시스템 | |
| CN107024821A (zh) | 一种照明装置捕获信息的方法及照明装置 | |
| CN207052043U (zh) | 一种输电线路防外力破坏预警系统 | |
| CN204341910U (zh) | 工业辊道输送诊断系统 | |
| CN206161047U (zh) | 一种基于超声波无损检测的管道监测系统 | |
| JP2020042472A (ja) | 省エネルギー診断システム | |
| CN109473099A (zh) | 一种办公室环境智能检测语音控制方法 | |
| Ziani et al. | The smart sensor design in industrial processes applications |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210907 |