NO20211439A1 - Støykartleggingsinnretning - Google Patents

Description

Støykartleggingsinnretning

Den foreliggende oppfinnelsen gjelder en støykartleggingsinnretning, i samsvar med krav 1.

Den foreliggende oppfinnelsen gjelder spesielt en støykartleggingsinnretning som er portabel og som muliggjør sanntids/automatisk kartlegging av støy og støykilder.

Bakgrunn

I fastlands-Norge er hørselsskade den vanligste arbeidsrelaterte sykdommen som meldes til Arbeidstilsynet. Det meldes årlig om lag 1500-2000 støyskader. Arbeidstilsynet pålegger arbeidsgiver å ha kontroll på støyeksponeringen til ansatte. For at bedriften skal ha kontroll på dette blir det utarbeidet støykart for de aktuelle områdene. Det aller meste av industri i Norge, og den industrialiserte delen av verden, benytter slike støykart.

Støyeksponering er også et aktuelt problem på andre områder. EU fastslår at anslagsvis 113 millioner mennesker i Europa er berørt av langvarig støynivå. Folkehelseinstituttet (FHI) viser videre til at om lag to millioner nordmenn er utsatt for støy utover anbefalt nivå ved boligen. Langvarig eksponering for støy har betydelig innvirkning på helsen, og basert på retningslinjer fra Verdens helseorganisasjon (WHO) anslår det europeiske økonomiske samarbeidsområde (EØS) at dette fører til 12000 for tidlige dødsfall og bidrar til 48000 nye tilfeller av iskemisk hjertesykdom per år i Europa. Videre lider 22 millioner mennesker av kronisk høy irritasjon og 6,5 millioner mennesker lider av kronisk høy søvnforstyrrelse. EUs støydirektiv krever strategisk støykartlegging i og ved større byområder og ved veger, jernbaner og flyplasser med større mengde trafikk.

Utarbeidelsen av støykart for en arbeidsplass er en tidkrevende jobb. Dette gjøres per i dag manuelt ved at en person går rundt med en manuell støymåler og noterer nivået på fastsatte punkter ettersom man går. For et større anlegg kan dette bli mange tusen punkter og medfører et stort etterarbeide for å utvikle de visuelle støykartene. Denne prosess blir enda mer tidkrevende da det er arbeidstidsbegrensing i områder med høyt støynivå, siden den person som skal utføre målingene ikke kan jobbe fulle arbeidsdager.

Dette resulterer i at støykartene ofte blir utdaterte, og i mange tilfeller har ikke støykartene blitt oppdatert på flere år, noe som medfører at de ikke representerer virkeligheten. Dette er uheldig og kan i mange tilfeller også være direkte farlig da det gir folk feil vurderingsgrunnlag for hvordan de kan ta vare på hørselen sin. Det vil si, hva slags hørselvern som skal benyttes, og hvor lenge man kan oppholde seg i område.

Hvordan dette skal gjøres er regulert i Norsk Standard 4814:2207 - Bestemmelse av støybelastning i arbeidet - Områdelydmålinger og utarbeidelse av støykotekart.

For personell som utfører slike målinger kan dette over tid medføre en høy belastning på helsen.

Støykartlegging av trafikk er også en kompleks prosess som kan gjøres gjennom punktmålinger utendørs i felt eller gjennom beregninger med hjelp av etablerte programvarer. Hvordan det faktiske støynivået er innendørs i en bolig, er avhengig av at beregningsmodellen overensstemmer med virkeligheten som f.eks. at byggekrav er oppfylt.

Det er gjort flere forsøk på å komme frem til systemer, fremgangsmåter og innretninger som skal tilveiebringe kartlegging av støy som tilfredsstiller bl.a. nevnte standard, hvorav de mest relevante vil bli omtalt nedenfor.

Fra US10627283B2 er det kjent en fremgangsmåte for dynamisk generering av et akustisk støykart, hvor fremgangsmåten baserer seg på faste og midlertidig faste installerte mikrofoner og kjennskap til forventet støybilde. Fremgangsmåten i US10627283B2 har som mål å generere et akustisk støykart over en industrisone som skal brukes for å beskytte operatører innenfor industrisonen mot eksponering for akustisk støy over en sikkerhetsterskel. Fremgangsmåten omfatter innsamling av akustiske støydata ved bruk av et nettverk bestående av et flertall trådløse faste installerte og midlertidig faste installerte akustiske sensorer plassert innenfor nevnte industrisone, generere et akustisk støykart ved å bruke de innsamlede støydataene og en numerisk modell for forplantningen av akustisk støy innenfor industrisonen.

Fra publikasjonen Three-dimensional noise and spatial mapping system with aerial blimp robot (https://www.jstage.jst.go.jp/article/ast/40/1/40_E1805/_pdf/-char/en), publisert 16. august 2018 av Ryouzi Saitou m.fl., er det kjent en fremgangsmåte for samtidig lokalisering og måling av lydtrykk med en mikrofon, men som ikke mapper/lager støykart. En vesentlig ulempe med denne løsningen er mangelen på lydintensitetsdata som medfører en begrensing i å identifisere støykilder.

Fra publikasjonen 3D Localization of a Sound Source Using Mobile Microphone Arrays Referenced by SLAM (https://arxiv.org/pdf/2007.11079.pdf), publisert 21. juli 2020 av Simon Michaud m.fl., er det kjent en fremgangsmåte for automatisk støykildelokalisering. Ulemper ved denne løsningen er at den ikke er i stand til å utføre kartlegging av lydtrykk og lydintensitet og dermed ikke kan benyttes til å generere et støykart.

Følgelig eksisterer det ingen løsninger som møter alle kravene som muliggjør rask og kostnadseffektiv kartlegging av støy og samtidig muliggjør lokalisering og kvantifisering av støykilde og generering av støykart i sanntid.

Formål

Hovedformålet med den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en støykartleggingsinnretning som helt eller delvis løser de nevnte manglene og ulempene ved kjent teknikk.

Et formål med den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en støykartleggingsinnretning som er portabel.

Det er et formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en støykartleggingsinnretning som muliggjør sanntids kartlegging av støy og støykilder.

Et formål med den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en støykartleggingsinnretning som muliggjør automatisk lokalisering og/eller kvantifisering av en støykilde.

Det er et formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en støykartleggingsinnretning hvilken tilveiebringer hurtigere lokalisering og/eller kvantifisering av støykilder, sammenlignet med kjente løsninger, slik at støyreduserende tiltak kan utføres raskere.

Et formål med den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en støykartleggingsinnretning hvilken tilveiebringer etablering av støykart på kortere tid og til lavere pris enn kjente løsninger.

Det er et formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en støykartleggingsinnretning som gir merverdi ved at den også kan registrere/måle andre parametere enn støy i et område/miljø.

Det er et formål med den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en støykartleggingsinnretning som gir merverdi ved at den også, gjennom gjentakende kartlegginger, kan detektere forandringer i et lydbilde/støybilde og brukes som et verktøy for tilstandskontroll.

Ytterligere formål ved den foreliggende oppfinnelsen vil fremgå av den etterfølgende beskrivelsen, kravene og de vedlagte tegningene.

Oppfinnelsen

En støykartleggingsinnretning i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen er definert av de tekniske trekkene i krav 1. Fordelaktige trekk ved støykartleggingsinnretningen er beskrevet i de øvrige kravene.

En støykartleggingsinnretning i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen omfatter minst en akustisk sensorsammenstilling og en styringsenhet. Den akustiske sensorsammenstillingen i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen omfatter et flertall akustiske sensorer og/eller akustiske sensorgrupper (array), innrettet i en tredimensjonal (3D) konstruksjon med en geometrisk form.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelsen omfatter den akustiske sensorsammenstillingen minst to, mer foretrukket minst fire, akustiske sensorer eller akustiske sensorgrupper, alternativt en kombinasjon av akustiske sensorer og sensorgrupper, innrettet i en konstruksjon med ønsket geometrisk form. Gjennom å innrette de akustiske sensorene og/eller sensorgruppene på denne måten med en geometrisk konfigurasjon i rommet vil dette tilveiebringe en rekke mikrolokasjoner som kan benyttes for lokalisering og kvantifisering av en støykilde gjennom både lydtrykk- og intensitetsnivå som er i henhold til standarder. Gjennom en kombinasjon av de nevnte mikrolokasjoner kan man oppnå en maksimering av antall orienteringer/vinkler i rommet, noe som gir en mer nøyaktig lokalisering og kvantifisering av støykilden(e) enn hva som har vært mulig med kjent teknikk. Dette vil også gi bedre informasjon om registrert støy, siden man også vil ha retningsinformasjon og lokalisering til støyen.

Lokalisering vil med den foreliggende oppfinnelsen bli forbedret, sammenlignet med kjent teknikk ved at man beveger støykartleggingsinnretningen rundt i miljøet/området, lager kart og plasserer de målte dataene i punktene man er. Sammenliknet med et f.eks. et støykamera med beamforming eller andre mikrofongrupper og algoritmer som er stasjonære så vil kart(på)leggingen av disse lydintensitetsvektorene og lydtrykksnivåene forbedre presisjonen på lokaliseringen og være mindre sensitiv for forstyrrelser og akustiske resonanser, enn løsninger av kjent teknikk.

I en utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen er de akustiske sensorene og/eller sensorgruppene i sensorsammenstillingen innrettet i en geometrisk form som en pyramide eller tetraeder.

I samsvar med en ytterligere utførelsesform er de akustiske sensorene og/eller sensorgruppene innrettet i en geometrisk form som et likebeint tetraeder. Ved at de akustiske sensorene og/eller sensorgruppene er innrettet i en geometrisk form som et likebeint tetraeder medfører det at avstanden fra hver enkelt akustisk sensor og/eller sensorgruppe er lik til alle de andre akustiske sensorene og/eller sensorgruppene. På denne måten blir målingene av intensitet gjort likt mellom alle de akustiske sensorene og/eller sensorgruppene og man får da større robusthet (en av akustiske sensorene eller sensorgruppene kan være ødelagt og man vil fortsatt kunne måle intensitet i alle romlige akser). I tillegg til økt robusthet vil frekvenssensitiviteten og -avvikene være lik for alle kombinasjoner av akustiske sensorer og/eller sensorgrupper da avstanden er lik.

I samsvar med en utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen omfatter den akustiske sensorsammenstillingen en eller flere akustiske sensorgrupper med to eller flere akustiske sensorer.

I en utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen omfatter er de akustiske sensorene innrettet med ulik innbyrdes avstand eller at de to eller flere akustiske sensorene i de akustiske sensorgrupper er innrettet med ulike avstander for derigjennom å muliggjøre standardiserte målinger i ulike frekvensområder (bølgelengder).

I samsvar med en utførelsesform av sensorsammenstillingen i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen er de nevnte akustiske sensorene eller sensorgruppene i den akustiske sensorsammenstillingen utskiftbare eller justerbare for å oppnå ulike egenskaper for sensorsammenstillingen, herunder justering av avstand og/eller frekvensområde.

Den nevnte minst ene akustiske sensorsammenstillingen tilveiebringer følgelig innsamling av akustisk data/lyddata fra omgivelsene til støykartleggingsinnretningen.

Styringsenheten i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen er forsynt med midler og/eller programvare for prosessering av de innsamlede lyddata fra den minst ene akustiske sensorsammenstillingen både for lokalisering og kvantifisering av støykilder og for generering av støykart.

Støykartleggingsinnretning i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen muliggjør simultan lokalisering og kartlegging (SLAM) samt orientering, i kombinasjon med måling av lydtrykk og lydintensitet, slik at målt lydtrykk og identifiserte lydkilder/støykilder automatisk kan avmerkes på et støykart som etableres i sanntid.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelsen kan identifiseringen, lokaliseringen og kvantifiseringen av lydkilder/støykilder utføres både i 2D og 3D, dvs. kan utføres både i et plan eller over en flate og i rommet, avhengig av hva brukeren ønsker.

Støykartleggingsinnretningen i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen er portabelt og kan derfor lett beveges.

For å gjennomføre en støykartlegging beveges støykartleggingsinnretningen over det arealet/området/miljøet som man ønsker å kartlegge.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelsen kan støykartleggingsinnretningen beveges manuelt eller med hjelp av en autonom eller fjernstyrt enhet.

Under en støykartlegging kartlegger støykartleggingsinnretningen omgivelsene ved måle lydtrykk og lydintensitet ved hjelp av den minst ene akustiske sensorsammenstillingen. Styringsenheten er innrettet til lagre innsamlet lyddata i en fil per kartlegging, hvilke lyddata er utgangspunkt for videre prosessering av data og presentasjon/visualisering av de målte lyddata.

I samsvar med en utførelsesform av støykartleggingsinnretningen er støykartleggingsinnretningen forsynt med et integrert display eller forsynt med kommunikasjonsmidler, trådløse eller kablet, til en ekstern enhet med display, hvilket muliggjør presentasjon av de målte/beregnede data.

Styringsenheten kan i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen være en datamaskin, nettbrett, smarttelefon eller annen prosesseringsenhet, hvor prosessering og styring av støykartleggingsinnretningen skjer via en applikasjon (app) eller programvare på datamaskinen, nettbrettet, smarttelefonen eller annen prosesseringsenhet.

For å kunne gi en nøyaktig lokalisering så er støykartleggingsinnretningen forsynt med globale og/eller lokale posisjoneringsmidler.

Globale posisjoneringsmidler vil typiske være et globalt posisjoneringssystem (GPS), globalt navigasjonssatellitt system (GNSS), Glonass eller lignende der slik informasjon er lett tilgjengelig, så som utendørs.

Lokale posisjoneringsmidler vil typisk være av typen Lidar, Ladar, radar og dybdekamera, gyro eller lignende, samt «range imaging» systemer som kombinerer bruk av flere sensorer, hvilket gir lokal posisjonering og orientering, samt evt. kartlegging av omgivelsene.

Alternativt kan støykartleggingsinnretningen via kommunikasjonsmidlene motta lokal og/eller global posisjonsinformasjon fra et eller flere eksterne posisjoneringssystem.

I samsvar med en ytterligere utførelsesform av støykartleggingsinnretningen er styringsenheten på forhånd forsynt med ferdig kartoppsett, hvilket støykartleggingsinnretningen ved hjelp av sammen med lokale og/eller globale posisjoneringsmidler kan orientere og lokalisere seg.

På denne måte kan brukeren presenteres et støykart i sanntid, basert på preferanser ang. fargevalg og definisjon av støynivåer, samt lokalisering og kvantifisering av støykilde(r).

I samsvar med en ytterligere utførelsesform av støykartleggingsinnretningen i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen er styringsenheten videre innrettet til å samle inn synkroniserte lyddata, lokaliseringsdata og orienteringsdata. Informasjon fra dette kan benyttes til formål utover det å presentere støykart, slik at man kan filtrere ut frekvenser av interesse, både for lydtrykk og lydintensitet. På denne måte er støykartleggingsinnretningen innrettet til å detektere og lokalisere evt. separere bort enkelte støykilder dersom det er av interesse. Eksempelvis for å verifisere leverandørdata eller kartlegge utbredelsen til en støykilde som er viktig informasjon med tanke på planlegging av støyreduserende tiltak.

Ifølge en ytterligere utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen er støykartleggingsinnretningen forsynt med en eller flere tilleggssensorer, integrert eller tilkoblet eksternt, hvilket muliggjør kartlegging av andre parametere enn støy/lyd.

Gjennom å kombinere måling av lyd, inkludert ultralyd, med andre sensorer, muliggjør støykartleggingsinnretningen i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen innsamling av data som kan brukes til å kartlegge også andre parametere/dimensjoner sammen med støy, og derigjennom kunne gi informasjon om et helt miljø, dvs. merverdi. Eksempelvis kan støykartleggingsinnretningen omfatte en eller flere av tilleggssensorer for måle gass, lys, temperatur, varme, fukt og/eller vibrasjon. Informasjon fra tilleggssensoren(e) kan benyttes for forbedret forståelse av den virkelige/bakenforliggende årsaken til støyproblemer/støykilder eller kartlegge arbeidsmiljøet på en mer utfyllende måte.

I en ytterligere utførelsesform av støykartleggingsinnretningen er den forsynt med tilleggssensorer for detektering av faremomenter/høyrisikoområder og dermed tilveiebringe informasjon som kan brukes til å forebygge ulykker eller unnvike opphold i helsefarlig miljø. Et eksempel på en slik tilleggssensor er en gass-sensor som føler rundt benzenpumper eller lignende, eller kartlegge avgasser fra fylling av f.eks. metan.

Andre eksempler på tilleggssensorer er sensorer for måling av radon, radioaktivitet eller lignende.

I en ytterligere utførelsesform omfatter støykartleggingsinnretningen en ekstern kraftkilde som kan flyttes langs strukturer, så som rør, bruer eller lignende, hvilket muliggjør modalanalyse/tilstandskontroll av en struktur.

Et annet eksempel på tilleggssensorer som kan benyttes i forbindelse med støykartleggingsinnretningen er sensorer for å måle magnetfelt eller elektromagnetiske felt og på denne måte detektere strømførende ledninger/utstyr.

I en ytterligere utførelsesform er tilleggssensoren en georadar hvilket muliggjør kartlegging av hva som er i jorda under et miljø eller området som kartlegges.

Disse få eksemplene av tilleggssensorer bare viser at man med enkle grep kan utvide støykartleggingsinnretning i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen til å bli en merverdi miljø-/områdekartleggingsinnretning.

Støykartleggingsinnretningen i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer automatisk og sanntids kartlegging av støy og støykilder (lydtrykk og lydintensitet) i et miljø, typisk arbeidsmiljø.

Støykartleggingsinnretningen muliggjør simultan lokalisering og kartlegging (SLAM) samt orientering, i kombinasjon med måling av lydtrykk og lydintensitet, slik at målt lydtrykk og identifiserte støykilder/lydkilder automatisk avmerkes på et kart som etableres i sanntid.

Støykartleggingsinnretningen i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen, som er portabel, gir en ekstremt hurtig metode å etablere støykart, noe som gjør at en kan tilby støykart til kortere tid og lavere pris enn hva som er mulig med kjent teknikk.

Støykartleggingsinnretningen i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen gir hurtigere lokalisering og kvantifisering av støykilder, slik at støyreduserende tiltak kan utføres raskere enn hva som er mulig med kjent teknikk.

En direkte gevinst av støykartleggingsinnretningen i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen er at den minimerer belastningen på person(e) som utfører en støykartlegging, da personen(e) ikke må oppholde seg lenger i området enn den tiden det tar å «gå gjennom det», alternativt kan man bruke en fjernstyrt/autonom enhet til å ta målinger i området.

Støykartleggingsinnretningen i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen er egnet for kartlegging av en arbeidsplass, men også i boliger som et ledd i den støykartlegging som stat/kommune er pålagt å gjøre og der det kan finnes usikkerheter ved beregningers riktighet eller ved klager fra innbyggere.

Støykartleggingsinnretningen kan også benyttes utendørs for å kartlegge støy fra f.eks. trafikk, industri osv. Støykartleggingsinnretningen kan da erstatte faste installerte sensorer som er vanskelige å tilpasse/flytte på hvis det skjer forandringer i trafikkbilde etc.

Støykartleggingsinnretningen kan også benyttes til å supplere eksisterende faste installerte sensorer og forbedre lydlokalisering og -kvantifisering for allerede eksisterende systemer.

Et annet bruksområde for støykartleggingsinnretningen i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen er at man gjennom å måle/kartlegge et miljø/område jevnlig, kan detektere forandringer i et lydbilde/støybilde som et verktøy for tilstandskontroll. Forandringer kan skyldes andre driftsforhold eller endringer i en virksomhet, men kan også skyldes maskineri/utstyr som endrer karakteristikk, grunnet slitasje osv. Man kan på denne måten få grunnlag for situasjonsbasert vedlikehold og forebygge feil/ikke planlagt driftsstopp.

Støykartleggingsinnretningen muliggjør måling av både lydtrykk og lydintensitet i en samme måleprosess. Siden man også er i stand til å måle intensitet så muliggjør det også beregning av faktisk lydeffekt avgitt fra en støykilde, så maskineri, noe som kan sammenlignes mot en leverandørs spesifikasjon og på denne måten verifiseres ute i felt. Videre kan dette og brukes til å ekstrapolere, beregne utbredelsen av støy fra en støykilde, som beskrevet i ISO 96141,2 Guidelines for intensity measurements.

Støykartleggingsinnretningen i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen kan videre benyttes til å separere ut og lytte på enkeltkilder (kartlegging, lokalisering, kvantifisering) ved bruk av kildegjenkjenning (korrelasjon/maskinlæring) og separasjon av frekvenskomponenter (filtrering).

Støykartleggingsinnretningen i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen kan benyttes for å identifisere hvilke frekvenser som er dominerende i ulike områder/miljøer.

Støykartleggingsinnretningen i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen kan videre benyttes til beskrive lydkilders størrelser i ulike frekvensbånd (intensitet, effekt og lydtrykk) og dermed forbedre valg av utbedringsløsninger for et område/miljø.

Støykartleggingsinnretningen i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen kan videre benyttes for å kartlegge divergens og curl av intensitet og dermed kartlegge lydkilder og -mottakere (sinks/sources) og hvordan lyden brer seg i et rom/område/miljø.

Ytterligere foretrukne trekk og fordeler ved den foreliggende oppfinnelsen vil fremgå av den etterfølgende eksempelbeskrivelsen, kravene og de vedlagte tegningene.

Eksempel

Den foreliggende oppfinnelsen vil nedenfor bli nærmere beskrevet med henvisning til de vedlagte figurene, hvor:

Fig.1 viser en prinsippskisse av en støykartleggingsinnretning i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen,

Fig.2a-c viser prinsippskisser av ulike utførelsesformer av en akustisk sensorsammenstilling i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen, og

Fig.3a-b viser eksempler på presentasjon av støydata/lyddata i støykart.

Henvisning er nå gjort til Fig. 1 som viser en prinsippskisse av en støykartleggingsinnretning 10 i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen. Støykartleggingsinnretningen 10 omfatter minst en akustisk sensorsammenstilling 20, en styringsenhet 30 og globale 40 og/eller lokale 50 posisjoneringsmidler.

Henvisning er nå gjort til Fig. 2a-c som viser ulike utførelsesformer av en akustisk sensorsammenstilling 20 i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen. Den akustiske sensorsammenstillingen 20 i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen omfatter ett flertall, dvs. to eller flere akustiske sensororer 21a-d eller akustiske sensorgrupper 22a-d (array), alternativt en kombinasjon av akustiske sensorer 21a-d og sensorgrupper 22a-d innrettet i en tredimensjonalt konstruksjon med geometrisk form.

I utførelsesformene i de viste eksemplene er det benyttet fire akustiske sensorer 21a-d eller fire akustiske sensorgrupper 22a-d for illustrasjon.

I den videre beskrivelsen benyttes en eksempelutførelsesform med fire akustiske sensorer 21a-d og fire akustiske sensorgrupper 22a-d som eksempler.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelsen er de minst fire akustiske sensorene 21a-d eller sensorgruppene 22a-d innrettet i en konstruksjon med en ønsket geometrisk form. I de viste utførelsesformene i Fig.2a-c er den geometriske formen en pyramide eller tetraeder. En foretrukken geometrisk form vil være et likebeint tetraeder.

De nevnte akustiske sensorgruppene 22a-d omfatter i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen minst to akustiske sensorer 21a-d fordelt utover langs en felles akse med en ønsket avstand, som vist i Fig.2c. I Fig.2c omfatter de akustiske sensorgruppen 22a-d tre akustiske sensorer 21a-c, men kan ha så få som to akustiske sensorer 21a-d eller flere enn tre akustiske sensorer 21a-d.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelsen kan den akustiske sensorsammenstillingen 20 tilpasses for målinger i ønsket frekvensområde (bølgelengde) gjennom bl.a. avstanden mellom de respektive akustiske sensorene 21a-d. F.eks. vil den akustiske sensorsammenstillingen 20 i Fig.2a kunne måle på andre frekvensområder enn den akustiske sensorsammenstillingen 20 i Fig.2b, samt at den innbyrdes avstanden mellom de nevnte akustiske sensoren 21a-d kan være forskjellig for derigjennom å muliggjøre målinger i ulike frekvensområder (bølgelengder).

Tilsvarende kan man ved benyttelse av en eller flere akustiske sensorgrupper 22a-d i den akustiske sensorsammenstillingen 20 også oppnå en akustisk sensorsammenstilling som måler i flere frekvensområder (bølgelengder) ved at de akustiske sensorene 21a-d i de akustiske sensorgruppene 22a-d er innrettet med ulik avstand fra hverandre, i forhold til andre akustiske sensorgrupper 22ad.

De nevnte akustiske sensorene 21a-d vil typiske være mikrofoner, men kan også være memssensorer, ultralydsensorer eller geofoner.

Den nevnte minst ene akustiske sensorsammenstillingen 20 tilveiebringer følgelig innsamling av akustiske data/lyddata fra omgivelsene til støykartleggingsinnretningen 10.

Den nevnte styringsenheten 30 er forsynt med midler og/eller programvare for lagring og prosessering av de innsamlede lyddata fra den akustiske sensorsammenstillingen 20, både for lokalisering og kvantifisering av støykilder 100 og for generering av støykart 200. Styringsenheten 30 kan i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen være en datamaskin, nettbrett, smarttelefon eller annen prosesseringsenhet, hvor prosessering og styring av støykartleggingsinnretningen 10 skjer via en applikasjon (app) eller programvare på datamaskinen, nettbrettet, smarttelefonen eller annen prosesseringsenhet.

I tillegg kan både styringsenheten 30, de akustiske sensorene 21a-d eller sensorgruppene 22a-d være innrettet for grovfiltrering eler tidlig prosessering for å redusere mengden da til essensielle måleresultater for kartleggingen.

I en ytterligere utførelsesform omfatter støykartleggingsinnretningen 10 et hus for komponentene til støykartleggingsinnretningen 10, slik at den er enkelt bærbar og portabel.

Styringsenheten 30 er forsynt med internt minne for lagring av lyddata fra den akustiske sensorsammenstillingen 20, f.eks. gjennom bruk av en database.

For å kunne utføre simultan lokalisering og kartlegging (SLAM), samt orientering, trenger støykartleggingsinnretningen 10 lokaliseringsdata og orienteringsdata. Støykartleggingsinnretningen 20 er forsynt med globale 40 og/eller lokale 50 posisjoneringsmidler for å tilveiebringe lokaliseringsdata og orienteringsdata, eller blir forsynt med lokaliseringsdata og orienteringsdata fra en ekstern enhet/eksternt posisjoneringssystem, ved at støykartleggingsinnretningen 10 er forsynt med kommunikasjonsmidler 60.

Dette kan også oppnås gjennom bruk av et ferdig kartoppsett innrettet i styringsenheten 30.

De globale posisjoneringsmidlene 40 vil typisk være GPS, GNSS, Glonass eller lignende som gir globale lokaliseringsdata, mens de lokale posisjoneringsmidlene 50 vil typisk være Lidar, Ladar, radar og dybdekamera, gyro eller lignende, samt «range imaging» systemer som kombinerer bruk av flere sensorer, for lokal posisjonering og orientering, samt kartlegging av omgivelsene.

Styringsenheten 30 er forsynt med midler og/eller programvare for synkronisering av de målte akustiske dataene med lokaliseringsdata og orienteringsdata, globale og/eller lokale, i det interne minnet, så som i en database.

Både de globale 40 og lokale 50 posisjoneringsmidlene kan være integrert i styringsheten 30, da f.eks. både nettbrett og smarttelefoner allerede har integrerte slike løsninger.

I en ytterligere utførelsesform av støykartleggingsinnretningen 10 kan den i tillegg synkronisere bilder eller video sammen med de øvrige data, for dokumentasjon.

Støykartleggingsinnretningen 10 omfatter videre et display 70, hvilket kan være et integrert display i styringsenheten 30 eller et eksternt display koblet til styringsenheten 30. Det nevnte displayet 70 kan også fungere som et operatørpanel for støykartleggingsinnretningen 10, for innstilling og styring av støykartleggingsinnretningen 10. Alternativt er støykartleggingsinnretningen 10 koblet til et display til ekstern enhet via de nevnte kommunikasjonsmidlene 60.

Styringsenheten 30 er videre forsynt med midler og/eller programvare for videre prosessering av de innsamlede lyddata og presentasjon/visualisering av de målte/behandlede data på displayet 70, samt lokalisering og kvantifisering av støykilder 100, gjennom å plotte de synkroniserte lokaliseringsdata, orienteringsdata og lyddata i et kart.

Styringsenheten 30 kan videre være forsynt med midler og/eller programvare for signaturgjenkjenning eller overvåkning av lyddata, f.eks. gjennom inferens med en ferdigtrenet maskinlæringsmodell, frekvensnivåovervåkning, etc.

En vanlig måte å presentere/visualisere slike data på er ved bruk av støykart 200 som vist i to ulike eksempler i Fig.3 og 4, med lokalisering og kvantifisering av støykilder 100. Hvordan selve støykartet 200 ser ut kan tilpasses av brukeren, slik at man kan presentere informasjon med ulike farger og ønskede grenseverdier for støynivåer.

Styringsenheten 30 er videre forsynt med midler og/eller programvare for videre prosessering av innsamlet lyddata ved gjentatte tilfeller og presentasjon/visualisering av sammenligning av data over tid.

Støykartleggingsinnretningen 10 er fortrinnsvis forsynt med et eller flere energilager 80, så som oppladbare batterier, hvilket energilager 80 også kan være en del av styringsenheten 30, når denne f.eks. utgjøres av en datamaskin, nettbrett eller smarttelefon, som allerede er forsynt med et batteri.

Når styringsenheten 30 er et nettbrett eller smarttelefon kan den akustiske sensorsammenstillingen 20 kobles til styringsenheten 30 via et egnet grensesnitt for overføring av data og strøm/energi, alternativt at den akustiske sensorsammenstillingen 20 er forsynt med minst ett separat energilager (ikke vist) og trådløse kommunikasjonsmidler (ikke vist) for kommunikasjon med styringsenheten 30. I en ytterligere alternative utførelsesform er styringsenheten 30 innrettet for å overføre strøm/energi trådløst til den akustiske sensorsammenstillingen 20, for direkte drift eller via ett eller flere energilager.

I en ytterligere utførelsesform er støykartleggingsinnretningen 10 forsynt med energihøstingsmidler av kjent teknikk for lagring av de nevnte energilagrene.

De nevnte kommunikasjonsmidlene 60 kan også benyttes for å overføre målte/registrerte data til en ekstern enhet for videre behandling, herunder også for å skape et bredt datagrunnlag for maskinlæring med tanke på optimalisering av presentert støykart og lokalisering og kvantifisering av støykilder 100. Resultatene fra maskinlæringen kan brukes for å tune støykartleggingsinnretningens 10 sensorer og programvare for forbedrede resultater i fremtiden.

I tillegg til støykartlegging kan støykartleggingsinnretningen 10 gi merverdi ved at den er i stand til å kartlegge også andre parametere av omgivelsene til støykartleggingsinnretningen 10 og dermed kunne gi ytterligere informasjon om et miljø område.

For dette formålet er støykartleggingsinnretningen 10 forsynt med en eller flere tilleggssensorer 90 for å måle en eller flere av gass, lys, temperatur, fukt, vibrasjon, radon, radioaktivitet, magnetfelt, elektromagnetiske felt eller lignende, eller innretninger som georadar. På denne måten kan støykartleggingsinnretningen 10 benyttes for å måle andre parametere av interesse, enten det er bakenforliggende årsaker til støyproblemer, faremomenter/risiko, tilstandskontroll eller detektering av strømførende ledninger/utstyr.

Den minst ene tilleggssensoren 90 kan være en integrert del av støykartleggingsinnretningen 10 eller den kan kobles til styringsenheten 30 via et egnet grensesnitt, trådløst eller kablet.

Støykartleggingsinnretningen 10 i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen er dermed en portabel innretningen som på en enkel måte kan beveges gjennom et ønsket område for å utføre kartlegging av støy, men også andre parametere dersom ønskelig.

Støykartleggingsinnretningen 10 tilveiebringer automatisk kartlegging av støy og støykilder 100 (lydtrykk og lydintensitet) i ethvert område/miljø og samt presentasjon av informasjon og lokalisering i sanntid.

I en alternativ utførelsesform av støykartleggingsinnretningen 10 i samsvar med den foreliggende oppfinnelse omfatter den to eller flere akustiske sensorsammenstillinger 20 med ulike egenskaper som man kan kjøre samtidig eller separat. Alternativt kan støykartleggingsinnretningen 10 i samsvar med den foreliggende oppfinnelse omfatte to eller flere akustiske sensorsammenstillinger 20 med like egenskaper for redundans.

De beskrevne utførelsesformene av støykartleggingsinnretningen 10 kan kombineres, endres eller tilpasses for å skape modifiserte utførelsesformer innenfor omfanget til de vedlagte kravene.

Claims (12)

Patentkrav

1. Støykartleggingsinnretning (10) for kartlegging av støy og støykilder (100), hvilken omfatter minst en akustisk sensorsammenstilling (20) og en styringsenhet (30), hvori sensorsammenstillingen (20) omfatter et flertall akustiske sensorer (21a-d) eller akustiske sensorgrupper (22a-d) med minst to eller flere akustiske sensorer (21a-d), eller en kombinasjon av akustiske sensorer (21a-d) og akustiske sensorgrupper (22a-d), hvori de flertall akustiske sensorene (21a-d) og/eller sensorgruppene (22a-d) er innrettet i en konstruksjon med en geometrisk form.

2. Støykartleggingsinnretning (10) i samsvar med krav 1, hvori støykartleggingsinnretningen (10) er portabel.

3. Støykartleggingsinnretning (10) i samsvar med krav 1, hvori den omfatter minst to, mer foretrukket minst fire, akustiske sensorer (21a-d) eller akustiske sensorgrupper (22a-d) eller en kombinasjon av akustiske sensorer (21a-d) og sensorgrupper (22a-d).

4. Støykartleggingsinnretning (10) i samsvar med ett av de foregående krav, hvori den geometriske formen er en pyramide eller et tetraeder.

5. Støykartleggingsinnretning (10) i samsvar med ett av de foregående krav, hvori de minst to eller flere akustiske sensorene (21a-d) i en sensorgruppe (22a-d) er fordelt langs en felles akse med avstand derimellom.

6. Støykartleggingsinnretning (10) i samsvar med ett av de foregående krav, hvori de akustiske sensorene (21a-d) er innrettet med ulike avstander for målinger i ulike frekvensområder.

7. Støykartleggingsinnretning (10) i samsvar med ett av de foregående krav, hvori den omfatter globale (40) og/eller lokale (50) posisjoneringsmidler og/eller forhåndsdefinert kartoppsett.

8. Støykartleggingsinnretning (10) i samsvar med ett av de foregående krav, hvori styringsenheten (30) er forsynt med midler og/eller programvare for prosessering av innsamlede lyddata fra den minst ene akustiske sensorsammenstillingen (20) både for lokalisering og/eller kvantifisering av støykilder (100) og for generering av støykart (200).

9. Støykartleggingsinnretning (10) i samsvar med ett av de foregående krav, hvori styringsenheten (30) er forsynt med midler og/eller programvare for presentasjon/visualisering av presentasjon av målte/behandlede data på et internt eller eksternt display (70).

10. Støykartleggingsinnretning (10) i samsvar med ett av de foregående krav, hvori den omfatter en eller flere tilleggssensorer (90), integrert eller tilkoblet eksternt, for å måle en eller flere av gass, lys, temperatur, fukt, vibrasjon, radon, radioaktivitet, magnetfelt, elektromagnetiske felt eller lignende, eller innretninger som georadar.

11. Støykartleggingsinnretning (10) i samsvar med ett av de foregående krav, hvori støykartleggingsinnretningen (10) innrettet til å detektere og lokalisere evt. separere bort enkelte støykilder (100).

12. Støykartleggingsinnretning (10) i samsvar med ett av de foregående krav, hvori styringsenheten (30) er videre forsynt med midler og/eller programvare for:

- videre prosessering av innsamlet lyddata ved gjentatte tilfeller og presentasjon/visualisering av sammenligning av data over tid, eller

- signaturgjenkjenning eller overvåkning av lyddata.