CN204649957U - 便携式声源定位装置 - Google Patents
便携式声源定位装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN204649957U CN204649957U CN201520229609.6U CN201520229609U CN204649957U CN 204649957 U CN204649957 U CN 204649957U CN 201520229609 U CN201520229609 U CN 201520229609U CN 204649957 U CN204649957 U CN 204649957U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cylindrical stent
- sound source
- locating device
- microphone
- display
- 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.)
- Withdrawn - After Issue
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 20
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 15
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种便携式声源定位装置，其包括能够转动而改变轴向方向的圆柱形支架、设置于圆柱形支架的两个底面的圆周上用于采集声音信号的若干个传声器、设置于圆柱形支架的一个底面中央的激光指示器、设置于圆柱形支架的另一个底面上的具有坐标的显示器、与各个传声器相连接的数据采集系统、与数据采集系统相连接并对所采集的数据进行处理而输出控制信号的数据处理模块，数据处理模块的输出端分别与显示器和圆柱形支架相连接。本实用新型的便携式声源定位装置结构简单，体积小巧，较佳的便携性，且精度较高，适用于单声源和多声源情况。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于对单声源或多声源进行定位的便携式声源定位装置。
背景技术
现有的声源定位装置通常需要数量较多的声音采集装置（麦克风等），使得其体积较大，便携性较差。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种结构简单的便携式声源定位装置。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种便携式声源定位装置，包括能够转动而改变轴向方向的圆柱形支架、设置于所述的圆柱形支架的两个底面的圆周上用于采集声音信号的若干个传声器、设置于所述的圆柱形支架的一个底面中央的激光指示器、设置于所述的圆柱形支架的另一个底面上的具有坐标的显示器、与各个所述的传声器相连接的数据采集系统、与所述的数据采集系统相连接并对所采集的数据进行处理而输出控制信号的数据处理模块，所述的数据处理模块的输出端分别与所述的显示器和所述的圆柱形支架相连接。
所述的显示器为LED屏幕。
所述的便携式声源定位装置包括4-6个所述的传声器。
优选的，所述的便携式声源定位装置包括5个所述的传声器，其中3个所述的传声器位于所述的圆柱形支架上设置所述的激光指示器的底面的圆周上并均匀分布，另2个所述的传声器位于所述的圆柱形支架上设置有所述的显示器的底面上并分布于其一条直径的两端。
所述的激光指示器所发出的激光信号经过所述的显示器上的坐标原点，且所述的激光指示器所发出的激光信号与所述的圆柱形支架的中轴线方向相平行。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型的便携式声源定位装置结构简单，体积小巧，较佳的便携性。
附图说明
附图1为本实用新型的便携式声源定位装置的结构示意图。
附图2为本实用新型在多声源模式时的定位方法的流程示意图。
以上附图中：1、圆柱形支架；2、传声器；3、激光指示器；4、显示器；5、数据采集系统；6、数据处理模块。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步描述。
实施例一：参见附图1所示。一种便携式声源定位装置，包括圆柱形支架1、若干个传声器2、激光指示器3、显示器4、数据采集系统5以及数据处理模块6。
圆柱形支架1呈圆柱形，其具有两个相对的圆形底面以及一个连接两个底面的侧面。该圆柱形支架1能够转动而改变其轴向方向，例如可以设置驱动装置，并以其一个底面的中心为旋转中心而旋转。
传声器2用于采集声音信号，其设置于圆柱形支架1的两个底面的圆周上，数量为4-6个，在本实施例中，共设置5个传声器2，其中3个传声器2位于圆柱形支架1的一个底面的圆周上并均匀分布，另2个传声器2位于圆柱形支架1的另一个底面上并分布于其一条直径的两端，且两个底面上各取一个传声器2，二者的连线沿圆柱形支架1的轴线方向。
激光指示器3用于发出激光，其设置在圆柱形支架1的一个底面的中央，例如设置在具有3个传声器2的那个底面的中央，而其所发出的激光与圆柱形支架1的中轴线方向相平行。
显示器4采用LED屏幕，其设置在圆柱形支架1的另一个底面上，即设置有2个传声器2的那个底面上。该显示器4上具有相垂直的坐标，该坐标与圆柱形支架1的轴向相垂直，且坐标原点位于显示器4所在的底面的中心处，使得激光指示器3所发出的激光信号经过显示器4上的坐标原点。
数据采集系统5和数据处理模块6可以外接也可以内置于圆柱形支架1中。数据采集系统5与各个传声器2相连接，从而能够获得传声器2所采集到的声音信号。而数据处理模块6又与数据采集系统5相连接，从而数据采集系统5将获得的声音信号传至数据处理模块6中进行相应处理。数据处理模块6根据数据处理的结果而通过其输出端而输出控制信号，该控制信号分为两部分，一方面与显示器4相连接并传送信号，另一方面与圆柱形支架1相连接并传送信号。
该便携式声源定位装置通过以下定位方法来指示声源位置：
首先，将圆柱形支架1置于初始位置，再通过各个传声器2采集声音信号；
然后，所采集的各声音信号通过数据采集系统5送入数据处理模块6中进行相应处理，从而获得声源坐标；
接着，数据处理模块6向显示器4输出包含声源坐标的控制信号，从而按照所求得的声源坐标在显示器4上进行标示得到标示点；
此时，数据处理模块6再向圆柱形支架1输出控制信号，从而转动调节圆柱形支架1至指示位置，使得在指示位置时显示器4的坐标原点与在初始位置时标示得到的标示点相重合。则此时，激光器发出的激光信号所指示的方向即为声源所在方向。
在数据处理模块6处理声音信号而得到声源坐标的过程中，可以采用现有的声源分析方法，但最优选的方法为：数据处理模块6分别计算各个声音信号的时延值，并将计算所得的时延值带入声源位置解析公式，求得声源坐标。
该便携式声源定位装置具有单声源模式和多声源模式，分别对应于单声源和多声源的情况。
在单声源模式下，采用广义互相关法求取时延值，从而根据声源位置解析公式，求得声源坐标。为了提高精度，可以采用以下方法：多次选取n个传声器2所采集的声音信号，n为小于传声器2个数的正整数。每选取一次n个传声器2所采集的声音信号，则利用广义互相关法求取时延值，再根据几何关系求解声源坐标的待定值，从而得到多个声源坐标待定值，再将多个声源坐标的待定值做平均而获得声源坐标。例如，n取4，每次选取4个传声器2采集的声音信号，利用广义互相关法求取各自的时延值，分别为Δt11、Δt12、Δt13、Δt14，根据这些时延值即可求解一个声源坐标S1，其为声源坐标的一个待定值。再另外选取4个传声器2采集的声音信号，同样可以求解一个声源坐标的待定值S2。共计可以获得五个声源坐标的待定值，分别为S1、S2、S3、S4、S5，将这几个声源坐标的待定值做平均得到最终的声源坐标S=（S1+S2+S3+S4+S5）/5，从而可以提高声源坐标的精度。
在多声源模式下，如附图2所示，对传声器2所采集的声音信号进行预处理，通过短时傅里叶变换（STFT）进行时频分析，得到时频图，从图中可以明显得到局部极值点，从而可以获得极大值点。选取相对应的极大值点，对声音信号进行时域截取和频域滤波处理，再根据处理后的信号即可求取各个声音信号的时延值。
在得到时延值后，即可根据声源位置解析公式，求得声源坐标。而声源位置解析公式已有相应研究，可根据实际情况选用。
然而，上述多声源模式中，不同的极值点既可能对应于同一声源，也可能对应于不同声源，因此需要在求得声源坐标后对其进行冗余检查，从而删去重复的声源坐标，获得声源坐标的最终结果，该最终结果才显示在显示器4上。
该便携式声源定位装置具有单声源模式和多声源模式，可针对不同的应用环境选取相应的模式。其可以应用于汽车领域的噪声源定位、环境噪声监控等领域中。例如在汽车领域中，现有的测量汽车外声场的主要设备大部分都基于波速形成法。其基本思想是：通过将各阵元输出进行加权求和，调节麦克风接收阵列方向寻找最大输出功率方向的点，该点即为声源点。该方法需要麦克风数量较多，同时数据的处理量较大，故不能应用到实时系统。同时，还需要声源信号和环境噪声的先验知识，故对精度有一定影响。还有一类基于时延估计定位的方法，其大多针对于单声源。而现实中大多为多声源环境，所以实用性较差。同时，基于时延估计确定声源位置主要通过几何定位法或是目标函数搜索定位法，这两种方法要求计算量较大，并且对声源位置有一定限制。因而，本实用新型的便携式声源定位装置的有益效果在于：
1、减小装置体积：该声源定位装置结构简单，有效减小了装置体积。提高了便携性与适用性。
2、提高装置精度：该声源定位装置可以有效地减少传声器2的数量，且可根据不同精度要求选取传声器2数量，还可以降低成本；
3、提高运算速度：在保证精度的基础上，该声源定位装置采用的定位方法能够减少数据处理量、提高运算速度，便于对声源实时监控，尤其是适用于多声源的监控；
4、结果直观呈现：以显示器4显示和激光指示器3指示的方式呈现声源信息，大大提高了其直观性。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种便携式声源定位装置，其特征在于：其包括能够转动而改变轴向方向的圆柱形支架、设置于所述的圆柱形支架的两个底面的圆周上用于采集声音信号的若干个传声器、设置于所述的圆柱形支架的一个底面中央的激光指示器、设置于所述的圆柱形支架的另一个底面上的具有坐标的显示器、与各个所述的传声器相连接的数据采集系统、与所述的数据采集系统相连接并对所采集的数据进行处理而输出控制信号的数据处理模块，所述的数据处理模块的输出端分别与所述的显示器和所述的圆柱形支架相连接。
2.根据权利要求1所述的便携式声源定位装置，其特征在于：所述的显示器为LED屏幕。
3.根据权利要求1所述的便携式声源定位装置，其特征在于：其包括4-6个所述的传声器。
4.根据权利要求3所述的便携式声源定位装置，其特征在于：其包括5个所述的传声器，其中3个所述的传声器位于所述的圆柱形支架上设置所述的激光指示器的底面的圆周上并均匀分布，另2个所述的传声器位于所述的圆柱形支架上设置有所述的显示器的底面上并分布于其一条直径的两端。
5.根据权利要求1所述的便携式声源定位装置，其特征在于：所述的激光指示器所发出的激光信号经过所述的显示器上的坐标原点，且所述的激光指示器所发出的激光信号与所述的圆柱形支架的中轴线方向相平行。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520229609.6U CN204649957U (zh) | 2015-04-16 | 2015-04-16 | 便携式声源定位装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520229609.6U CN204649957U (zh) | 2015-04-16 | 2015-04-16 | 便携式声源定位装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN204649957U true CN204649957U (zh) | 2015-09-16 |
Family
ID=54102693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201520229609.6U Withdrawn - After Issue CN204649957U (zh) | 2015-04-16 | 2015-04-16 | 便携式声源定位装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN204649957U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104730495A (zh) * | 2015-04-16 | 2015-06-24 | 清华大学苏州汽车研究院（相城） | 便携式声源定位装置及其采用的定位方法 |
| CN108983148A (zh) * | 2018-07-30 | 2018-12-11 | 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 | 一种用于声源定位的旋转麦克风阵列装置 |
-
2015
- 2015-04-16 CN CN201520229609.6U patent/CN204649957U/zh not_active Withdrawn - After Issue
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104730495A (zh) * | 2015-04-16 | 2015-06-24 | 清华大学苏州汽车研究院（相城） | 便携式声源定位装置及其采用的定位方法 |
| CN104730495B (zh) * | 2015-04-16 | 2017-08-11 | 清华大学苏州汽车研究院（相城） | 便携式声源定位装置及其采用的定位方法 |
| CN108983148A (zh) * | 2018-07-30 | 2018-12-11 | 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 | 一种用于声源定位的旋转麦克风阵列装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104730495A (zh) | 便携式声源定位装置及其采用的定位方法 | |
| CN108050396B (zh) | 一种流体管道泄漏源监测定位系统及方法 | |
| CN108537814B (zh) | 一种基于ViBe的三维声纳点云图像分割方法 | |
| CN104076331B (zh) | 一种七元麦克风阵列的声源定位方法 | |
| CN107461611B (zh) | 基于小波和emd重构相结合的泄漏检测方法及泄漏检测装置 | |
| CN106768266B (zh) | 一种剔除背景噪声能量的厂房混响时间的测量方法 | |
| CN103278801A (zh) | 一种变电站噪声成像侦测装置及侦测计算方法 | |
| CN105424359A (zh) | 一种基于稀疏分解的齿轮和轴承混合故障特征提取方法 | |
| CN108051800B (zh) | 基于球面近场声全息重构无功声强的室内噪声源定位方法 | |
| CN105445697B (zh) | 一种低成本低功耗的声源定向方法 | |
| CN104535647A (zh) | 一种多层材料吸隔声性能预测装置及方法 | |
| CN108983149A (zh) | 一种旋转麦克风声源定位方法 | |
| CN111830493A (zh) | 水中目标收发分置中高频声目标强度预报系统及方法 | |
| CN106523928A (zh) | 基于声波实时数据二级筛选的管道泄漏检测装置及方法 | |
| CN204649957U (zh) | 便携式声源定位装置 | |
| CN103091395A (zh) | 油藏条件下多孔介质中流体相态三维动态探测方法及装置 | |
| CN108089702B (zh) | 一种基于超声波的人机体感交互方法及系统 | |
| CN104019890A (zh) | 一种次声波检测方法及其检测装置 | |
| CN104869519A (zh) | 一种测试麦克风本底噪声的方法和系统 | |
| CN106568599A (zh) | 一种滚动轴承三向振动测量仪及测量方法 | |
| CN105675122B (zh) | 一种噪声源位置快速识别方法 | |
| CN103674177B (zh) | 一种信号处理方法和装置 | |
| CN104122557A (zh) | 一种利用手机进行超声波检测的方法及电子设备 | |
| CN109670459A (zh) | 直升机主减速器故障样本生成方法 | |
| CN109085248B (zh) | 承压管道壁冲击源的定位方法、装置及系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| AV01 | Patent right actively abandoned | ||
| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20150916 Effective date of abandoning: 20170811 |