CN217278887U - 一种声源定位可视化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种声源定位可视化系统，属于声学信号处理技术领域。一种声源定位可视化系统，包括声音信号采集部、图像信号采集部和数据处理部，所述声音信号采集部和图像信号采集部电连接至所述数据处理部，所述声音信号采集部由环形排列架和麦克风阵列组成，所述麦克风阵列设置在所述环形排列架的内侧面，所述麦克风阵列由若干个麦克风组成。本实用新型内折状态下构成环形结构，向外展开状态下构成线形结构，环形结构下环套在待检测部件外围，一次性检测多面，综合环绕检测数据，实现精准定位。

Description

一种声源定位可视化系统

技术领域

本实用新型涉及声学信号处理技术领域，尤其涉及一种声源定位可视化系统。

背景技术

声源定位，是指通过声学系统对发声点进行位置确定的过程。目前的技术方案是，将若干个麦克风设置在空间的特定位置，通过测算声音的延迟差，利用特定的数据模型和空间位置转换，计算出发声点的确切位置。

然而，在目前的音频原始信息获取时，多采用麦克风矩形阵列形式，从待检测部件的一侧进行数据获取。在检测非平面设备时，需要环绕部件移动多次，使用不便，且定位的精准度受限。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中声源获取方式设置排列单一、操作使用不便、定位精准度不高的问题，而提出的一种声源定位可视化系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种声源定位可视化系统，包括声音信号采集部、图像信号采集部和数据处理部，所述声音信号采集部和图像信号采集部电连接至所述数据处理部，所述声音信号采集部由环形排列架和麦克风阵列组成，所述麦克风阵列设置在所述环形排列架的内侧面，所述麦克风阵列由若干个麦克风组成，若干个所述麦克风均匀分布在所述环形排列架的内侧面，所述图像信号采集部由若干个摄像头组成，所述摄像头设置在所述环形排列架的一侧面，所述摄像头的数量与所述麦克风的数量相一致，所述数据处理部由外壳和控制板组成，所述控制板设置在所述外壳的内部，所述控制板设置有图像处理模块、声音处理模块、通信模块和供电模块，所述控制板通过通信模块连接至显示装置。

优选的，所述环形排列架由若干个弧形连接块组成，相邻的所述弧形连接块转动连接，所述弧形连接块内折状态下，相邻所述弧形连接块的侧面上部互相接触，构成环形结构。

优选的，所述弧形连接块两侧面靠近外环面的部分设置有缺口，所述弧形连接块向外展开状态下，相邻所述弧形连接块的侧面下部缺口互相接触，构成线形结构。

优选的，所述麦克风的数量与所述弧形连接块的数量相一致，每个所述弧形连接块的内侧面设置有一个所述麦克风。

优选的，所述摄像头的一侧设置有补光灯。

优选的，所述外壳的外表面设置有控制按键、屏幕、指示灯和蜂鸣器，所述控制按键、屏幕、指示灯和蜂鸣器电连接至所述控制板。

优选的，所述供电模块设置有内置电池和外接电源插口。

优选的，所述通信模块设置有无线通信模组和有线通信插口。

优选的，所述环形排列架的外表面卡接有夹持臂，所述夹持臂由U形夹持扣、伸缩杆和旋转短杆组成，所述U形夹持扣卡接在所述环形排列架的外表面，所述伸缩杆的一端与所述U形夹持扣转动连接，所述伸缩杆的另一端与所述旋转短杆转动连接，所述旋转短杆的外表面设置有卡箍条。

优选的，所述伸缩杆的外表面设置有刻度线。

与现有技术相比，本实用新型提供了一种声源定位可视化系统，具备以下有益效果：

1、本实用新型，环形排列架由若干个弧形连接块组成，弧形连接块内折状态下构成环形结构，向外展开状态下构成线形结构；环形结构下环套在待检测部件外围，一次性检测多面，综合环绕检测数据，实现精准定位；线形结构下使用灵活，可贴合更多设备进行使用。

2、本实用新型，多个麦克风组成阵列，从多方位获取声音信号，提高原始数据的获取量，提高定位精度；可根据具体的操作环境以及检测定位需求，对环形排列架的部件组合数量及体积等进行调整，调整麦克风的数量，以更匹配待检测部件；且可采用若干个环形排列架组合使用，更进一步提高定位精度，且扩大单次检测覆盖范围。

3、本实用新型，设置补光灯，处于在光线不足环境下进行照亮，不影响图像信息的获取；设置有无线通信模组和有线通信插口，丰富连接形式，扩大适用范围；内置电池和外接电源插口，更便于移动操作；蜂鸣器发出声音提醒，无需一直观测屏幕；外置连接的显示装置，减少设备主体的体积，在操作时仅移动环形排列架和外壳，更进一步提高设备的便捷性和可移动性，适用于更多工况。

该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本实用新型环形排列架由若干个弧形连接块组成，弧形连接块内折状态下构成环形结构，向外展开状态下构成线形结构；环形结构下环套在待检测部件外围，一次性检测多面，综合环绕检测数据，实现精准定位；线形结构下使用灵活，可贴合更多设备进行使用；多个麦克风组成阵列，从多方位获取声音信号，提高原始数据的获取量，提高定位精度；可根据具体的操作环境以及检测定位需求，对环形排列架的部件组合数量及体积等进行调整，调整麦克风的数量，以更匹配待检测部件；且可采用若干个环形排列架组合使用，更进一步提高定位精度，且扩大单次检测覆盖范围；设置补光灯，处于在光线不足环境下进行照亮，不影响图像信息的获取；设置有无线通信模组和有线通信插口，丰富连接形式，扩大适用范围；内置电池和外接电源插口，更便于移动操作；蜂鸣器发出声音提醒，无需一直观测屏幕；外置连接的显示装置，减少设备主体的体积，在操作时仅移动环形排列架和外壳，更进一步提高设备的便捷性和可移动性，适用于更多工况。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中A处的放大结构示意图；

图3为环形排列架展开状态的结构示意图；

图4为图3中B处的放大结构示意图；

图5为弧形连接块的结构示意图；

图6为弧形连接块的正视结构示意图；

图7为弧形连接块的俯视结构示意图；

图8为外壳的结构示意图；

图9为控制板的模块示意图；

图10为夹持臂的使用状态示意图一；

图11为夹持臂的结构示意图一；

图12为夹持臂的使用状态示意图二；

图13为夹持臂的结构示意图二。

图中：1、声音信号采集部；2、图像信号采集部；3、数据处理部；4、环形排列架；401、弧形连接块；5、麦克风阵列；501、麦克风；6、摄像头；7、外壳；8、控制板；801、图像处理模块；802、声音处理模块；803、通信模块；804、供电模块；9、显示装置；10、补光灯；11、控制按键；12、屏幕；13、指示灯；14、蜂鸣器；15、夹持臂；1501、U形夹持扣；1502、伸缩杆；1503、旋转短杆；16、卡箍条。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

请参阅图1-9，一种声源定位可视化系统，包括声音信号采集部1、图像信号采集部2和数据处理部3，声音信号采集部1和图像信号采集部2电连接至数据处理部3；声音信号采集部1用于获取待检测区域的声音信号，图像信号采集部2用于获取待检测区域的图像信息，数据处理部3对其进行控制和信息处理。

声音信号采集部1由环形排列架4和麦克风阵列5组成，麦克风阵列5设置在环形排列架4的内侧面。具体的，环形排列架4由若干个弧形连接块401组成，相邻的弧形连接块401转动连接；弧形连接块401内折状态下，相邻弧形连接块401侧面的上部分互相接触，构成环形结构；弧形连接块401两侧面靠近外环面的部分设置有缺口，弧形连接块401向外展开状态下，相邻弧形连接块401的侧面下部缺口处互相接触，构成线形结构。

其中，关于弧形连接块401一侧的下部缺口面，与上部面延长线的夹角设置计算方式为，设，弧形连接块401的数量为n，则此时缺口面与上部面延长线的夹角为360°/(2*n)。

请参阅图1，弧形连接块401内折状态下构成圆环结构的状态示意图。示例，设置弧形连接块401的数量为18个，18个弧形连接块401相互连接，构成圆环。每个弧形连接块401的一侧设置有半柱形槽和凸出的环套，另一侧设置有相对应的半柱形槽和凸出的环套；弧形连接块401一侧的环套插入相邻弧形连接块401的半柱形槽内，轴套内设置插轴，使其转动连接。若干插轴中的其中一个设置为可拆卸形式，以将其中两个弧形连接块401可断开连接。搭配18个弧形连接块401的数量，弧形连接块401一侧的下部缺口面与上部面延长线的夹角为10度；此时，相邻两个弧形连接块401一侧的上部面相接触，下部分的缺口面构成20度夹角。

请参阅图3，弧形连接块401展开状态下构成线形结构的状态示意图。此时，相邻两个弧形连接块401一侧的上部面相分离，下部的缺口面相接触，麦克风阵列5的各处最高点位于同一直线上，构成线性声音数据获取阵列。

麦克风阵列5由若干个麦克风501组成，若干个麦克风501均匀分布在环形排列架4的内侧面。具体的，麦克风501的数量与弧形连接块401的数量相一致，每个弧形连接块401的内侧面设置有一个麦克风501。设置多个麦克风501组成阵列，从多方位获取声音信号，提高原始数据的获取量，提高定位精度；且，可根据具体的操作环境以及检测定位需求，对环形排列架4的部件组合数量及体积等进行调整，从而调整麦克风501的数量，以更匹配待检测部件。且，可采用若干个环形排列架4同中轴线排列组合，组成若干个麦克风阵列5获取数据，更进一步提高定位精度，且扩大单次检测覆盖范围。

图像信号采集部2由若干个摄像头6组成，摄像头6设置在环形排列架4的一侧面；摄像头6的数量与麦克风501的数量相一致，每个摄像头6对应设置在麦克风501的一侧，镜头朝向环形排列架4的圆心位置。摄像头6可通过数据处理部3设置为不间断摄录，或在检测到数据触发时进行拍摄。其中，对图像数据的获取与处理，可根据需求分散为若干摄像头的独立图像，并标注出检测异常区域的图像；或，设置三维图像组合模型，将若干个摄像头的数据经由模型组合，生成为三维图像，更便于对检测部位进行定位。

摄像头6的一侧设置有补光灯10。待检测部件处于在光线不足环境下，进行照亮，不影响图像信息的获取。

数据处理部3由外壳7和控制板8组成，控制板8设置在外壳7的内部，对其提供防护。控制板8设置有图像处理模块801、声音处理模块802、通信模块803和供电模块804；图像处理模块801对图像信号采集部2的图像数据进行处理，声音处理模块802对声音信号采集部1的音频信息进行处理，通信模块803提供通信连接支持，供电模块804提供电能供应。

其中，通信模块803设置有无线通信模组和有线通信插口，提供有线连接和无线连接，丰富连接形式，扩大适用范围；供电模块804设置有内置电池和外接电源插口，更便于移动操作。外壳7的外表面设置有控制按键11、屏幕12、指示灯13和蜂鸣器14，控制按键11、屏幕12、指示灯13和蜂鸣器14电连接至控制板8，控制按键11用于操控、选择，屏幕12显示数据信息，指示灯13展示工作状态，蜂鸣器14发出声音提醒，无需一直观测屏幕。

控制板8通过通信模块803连接至显示装置9，显示装置9采用显示器、电视机等图像显示设备。外置连接的显示装置9，可减少设备主体的体积，在操作时仅移动环形排列架4和外壳7即可，更进一步提高设备的便捷性和可移动性，适用于更多工况。

请参阅图10-12，使用夹持臂15的状态示意图。环形排列架4的外表面卡接有夹持臂15；具体的，夹持臂15由U形夹持扣1501、伸缩杆1502和旋转短杆1503组成。U形夹持扣1501卡接在环形排列架4的外表面；U形夹持扣1501的内壁面设置有橡胶层，以增加摩擦力，且利用橡胶的形变特征，无需其他辅助，直接卡接在环形排列架4上即可稳固连接。伸缩杆1502的一端与U形夹持扣1501转动连接；U形夹持扣1501的一侧设置有连接板，连接板为成对设置的金属板，两个金属板相对的内侧面夹持伸缩杆1502的一端，设置插轴依次穿透金属板和夹持伸缩杆1502，将夹持伸缩杆1502与U形夹持扣1501转动连接；其中，两个金属板对夹持伸缩杆1502的两侧施加向内的夹持力，在不受外力的作用下保持连接关系的角度稳定，不会发生转动。伸缩杆1502的另一端与旋转短杆1503转动连接；旋转短杆1503的一侧设置有连接板，连接板为成对设置的金属板，两个金属板相对的内侧面夹持伸缩杆1502的一端，设置插轴依次穿透金属板和夹持伸缩杆1502，将夹持伸缩杆1502与旋转短杆1503转动连接；其中，两个金属板对夹持伸缩杆1502的两侧施加向内的夹持力，在不受外力的作用下保持连接关系的角度稳定，不会发生转动。伸缩杆1502的两端分别连接U形夹持扣1501和旋转短杆1503，并保持一定的夹持力，在调整至合适角度后，保持稳定。旋转短杆1503的外表面设置有卡箍条16，将旋转短杆1503与待检测部件连接。伸缩杆1502的外表面设置有刻度线，便于调整各个伸缩杆1502的长度一致。

请参阅图10，夹持臂15应用于环形排列架4为环形状态，使用在柱状待检测部件时的示意图。此时，根据环形排列架4的体积以及待检测部件的接触面进行设置若干个夹持臂15，示例设置为4个，均匀分散、环绕设置。直接将U形夹持扣1501卡接在环形排列架4的外表面，调整伸缩杆1502与U形夹持扣1501和旋转短杆1503的角度，以及伸缩杆1502的长度，使得旋转短杆1503的外表面贴附在待检测部件的外表面后，通过卡箍条16收紧，将旋转短杆1503与待检测部件稳定贴附在一起。

请参阅图12，夹持臂15应用于环形排列架4为线性排列状态，使用在平面待检测部件时的示意图。在环形排列架4的两侧对称设置夹持臂15，将环形排列架4支撑在待检测部件的外表面。可设置旋转短杆1503有一定磁性，或，设置吸盘结构，使其自吸在待检测部件的外表面，以更方便的进行连接、固定。

请参阅图13，夹持臂15的另一种结构示意图。将原有的旋转短杆1503替换为U形夹持扣1501，即，在伸缩杆1502的两端分别转动连接U形夹持扣1501，两个U形夹持扣1501分别卡接一个环形排列架4，将相邻的两个环形排列架4连接在一起，并通过伸缩杆1502调整距离。

本实用新型，在使用时根据具体环境选择环形或线性排列，是否使用夹持臂15，以及是否设置多个环形排列架4排列组合；数据处理部3选择相应的模型匹配进行计算；在能够环绕待检测部件时，优选采用环形状态，若无法进行环绕，或待检测面为不规则、平面等结构时，采用线性状态。麦克风阵列5、摄像头6、补光灯10电连接至控制板8，检测中的数据信息实时展示在显示装置9；数据处理部3对数据信息进行处理，待出现触发数据值时，进行警报提醒。

本实用新型中，环形排列架4由若干个弧形连接块401组成，弧形连接块401内折状态下构成环形结构，向外展开状态下构成线形结构；环形结构下环套在待检测部件外围，一次性检测多面，综合环绕检测数据，实现精准定位；线形结构下使用灵活，可贴合更多设备进行使用；多个麦克风501组成阵列，从多方位获取声音信号，提高原始数据的获取量，提高定位精度；可根据具体的操作环境以及检测定位需求，对环形排列架4的部件组合数量及体积等进行调整，调整麦克风501的数量，以更匹配待检测部件；且可采用若干个环形排列架4组合使用，更进一步提高定位精度，且扩大单次检测覆盖范围；设置补光灯10，处于在光线不足环境下进行照亮，不影响图像信息的获取；设置有无线通信模组和有线通信插口，丰富连接形式，扩大适用范围；内置电池和外接电源插口，更便于移动操作；蜂鸣器14发出声音提醒，无需一直观测屏幕；外置连接的显示装置9，减少设备主体的体积，在操作时仅移动环形排列架4和外壳7，更进一步提高设备的便捷性和可移动性，适用于更多工况。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种声源定位可视化系统，其特征在于，包括声音信号采集部(1)、图像信号采集部(2)和数据处理部(3)，所述声音信号采集部(1)和图像信号采集部(2)电连接至所述数据处理部(3)，所述声音信号采集部(1)由环形排列架(4)和麦克风阵列(5)组成，所述麦克风阵列(5)设置在所述环形排列架(4)的内侧面，所述麦克风阵列(5)由若干个麦克风(501)组成，若干个所述麦克风(501)均匀分布在所述环形排列架(4)的内侧面，所述图像信号采集部(2)由若干个摄像头(6)组成，所述摄像头(6)设置在所述环形排列架(4)的一侧面，所述摄像头(6)的数量与所述麦克风(501)的数量相一致，所述数据处理部(3)由外壳(7)和控制板(8)组成，所述控制板(8)设置在所述外壳(7)的内部，所述控制板(8)设置有图像处理模块(801)、声音处理模块(802)、通信模块(803)和供电模块(804)，所述控制板(8)通过通信模块(803)连接至显示装置(9)。

2.根据权利要求1所述的一种声源定位可视化系统，其特征在于，所述环形排列架(4)由若干个弧形连接块(401)组成，相邻的所述弧形连接块(401)转动连接，所述弧形连接块(401)内折状态下，相邻所述弧形连接块(401)的侧面上部互相接触，构成环形结构。

3.根据权利要求2所述的一种声源定位可视化系统，其特征在于，所述弧形连接块(401)两侧面靠近外环面的部分设置有缺口，所述弧形连接块(401)向外展开状态下，相邻所述弧形连接块(401)的侧面下部缺口互相接触，构成线形结构。

4.根据权利要求2所述的一种声源定位可视化系统，其特征在于，所述麦克风(501)的数量与所述弧形连接块(401)的数量相一致，每个所述弧形连接块(401)的内侧面设置有一个所述麦克风(501)。

5.根据权利要求1所述的一种声源定位可视化系统，其特征在于，所述摄像头(6)的一侧设置有补光灯(10)。

6.根据权利要求1所述的一种声源定位可视化系统，其特征在于，所述外壳(7)的外表面设置有控制按键(11)、屏幕(12)、指示灯(13)和蜂鸣器(14)，所述控制按键(11)、屏幕(12)、指示灯(13)和蜂鸣器(14)电连接至所述控制板(8)。

7.根据权利要求1所述的一种声源定位可视化系统，其特征在于，所述供电模块(804)设置有内置电池和外接电源插口。

8.根据权利要求1所述的一种声源定位可视化系统，其特征在于，所述通信模块(803)设置有无线通信模组和有线通信插口。

9.根据权利要求1所述的一种声源定位可视化系统，其特征在于，所述环形排列架(4)的外表面卡接有夹持臂(15)，所述夹持臂(15)由U形夹持扣(1501)、伸缩杆(1502)和旋转短杆(1503)组成，所述U形夹持扣(1501)卡接在所述环形排列架(4)的外表面，所述伸缩杆(1502)的一端与所述U形夹持扣(1501)转动连接，所述伸缩杆(1502)的另一端与所述旋转短杆(1503)转动连接，所述旋转短杆(1503)的外表面设置有卡箍条(16)。

10.根据权利要求9所述的一种声源定位可视化系统，其特征在于，所述伸缩杆(1502)的外表面设置有刻度线。

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