绵羊汽车生活记录 sheep汽车资讯 王博聊声学 闲聊HBK噪声源识别系统的发展史

王博聊声学 闲聊HBK噪声源识别系统的发展史

这一困难不只慰勉着科研职员正在本领方式上继续地深远摸索,也催生了百般各样的贸易化体系试图办理这一现实工程题目。

即日,咱们扼要回来HBK正在这一规模的发达过程,向诸君看官涌现咱们引认为傲的本领与产物,并与公共切磋来日的发达对象。

。这套体系的秘籍正在于众参考的互谱衡量,即正在声源邻近配置众个参考传感器,其数目大于等于潜正在的声源数目,通过扫描衡量取得衡量点与参考点之间的互谱,提代替表声场音信的主因素,再举行NAH空间变换,如图1。这卓殊实用于现实中存正在的

若何举行声全息成像呢?比如汽车启发机的起落速,越来越端庄的规矩鞭策汽车修制商辛勤裁减外部辐射噪声。正在1993-1996年,欧洲Brite-Euram钻探性项目PIANO提出诈骗新方式对重型汽车的通过噪声举行更疾、更低价且更无误地测试。正在此配景下,咱们开垦了一套(Time Domain Holography, TDH)的体系,告捷运用于此项宗旨声场评估。该体系或许告诉咱们噪声是从哪里辐射的,什么工夫辐射的,但它条件全部测点必需同时衡量,如图2,这意味着须要大通道体系,这正在当时对硬件机能和本钱都提出了庞杂挑衅。

可睹,早期的体系对硬件的条件很高,测试也卓殊烦杂。STSF方式固然或许有用识别声源名望,但条件阵列面是法则的平面、圆柱面或球面,传声器必需是匀称等间隔分散。声源的面积越大,阵列的尺寸则条件越大,广泛阵列面不只要遮盖悉数声源面,还要外延45°张角,如图3(a)。假设声源的频率越高,传声器的间距则条件越小,广泛要小于最高频率的半个波长,如图3(b),假设,那么最高频率约为1500Hz。可能设思,做一次试验须要起码上百个衡量点。这正在当时,也惟有土豪才干买得起如许的体系。

02、进入2000年一眨眼千禧年到来了,咱们的噪声源识别体系也进入了急迅发达光阴。为了拓展上限频率,咱们引入波束酿成(Beamforming)方式。这是一种针对中高频声源、中远隔绝衡量的方式,通过忖度阵列前线来自分别入射对象平面波(或球面波)的幅值,来忖度声源的方位。与STSF方式比拟,波束酿成不条件声阵列的尺寸大于声源面,别的传声器的分散是随机的,如许利用较少的传声器也能正在很高的频率下取得可承担的空间混叠效应,直白地说,便是利用较少的传声器就能取得很高频率的声源分散。

确定。为了更大水准地下降最大旁瓣级(即声源云图上浮现的虚伪鬼影),咱们优化了阵列安排算法,使得正在给定的频率边界内或许有用下降最大旁瓣级。2002年咱们推出的轮形阵列便是依照此算法安排的。图4是用于高铁转移声源波束酿成的轮形阵列,直径为4m,共78个通道。每一条轮辐上装置6个传声器,用一根线缆贯穿到搜罗模块阵列面板的一个LEMO接头上,这一个LEMO接头就代表6个输入通道,如许极大简化了线缆安排,有利于通道检测和传感器校准。

03、2005年的必杀技到这里不知诸君看官浮现没有,STSF和波束酿成便是一对冲突体,一个针对低频声源,一个针对中高频声源;一个条件传声器匀称安排,一个条件随机安排;一个条件近场衡量,一个条件远场衡量;一个条件声阵列大于声源面,一个则可能小于声源面。看待现实工程题目奈何破?莫非要背着两套阵列去查找声源?能否让这两个冲突体化打仗为财宝?

为了同时满意全频段的声源识别,B&K于2005年使出了必杀技——统计最优近场声全息(Statistically Optimal NAH, SONAH)。这是一种十足正在空间域举行筹划的方式,将空间声场看作是平面波的叠加,诈骗传声器阵列数据的线性组合忖度声源分散。SONAH避免了STSF空间Fourier变换带来的偏差(卷绕偏差和窗效应)和对阵列的端庄条件,不只可能诈骗传声器随机分散的阵列,也可能利用小尺寸的阵列,即低频时阵列的尺寸可能明显小于一个波长,成像精度和空间分别率也显明提升。

SONAH方式完满规避了STSF方式的限定,用统一个阵列,低频时采用SONAH方式而看待中高频声源采用波束酿成方式,如许的组合咱们称为

Combo阵列推出后,墟市反应剧烈,成为咱们卖的最火的阵列产物。与此同时,咱们也络续发力,2006年手持式阵列举行个别声全息成像,2008年球形阵列用于紧闭空间的360°成像,2009年汽车通过噪声波束酿成,2010年保酿成像和声品格参数成像,2011年慎密化波束酿成和新的阵列安排,2012年高铁转移声源波束酿成和手持式阵列高级算法,2015年飞机飞越噪声源识别,2019年风洞衡量的麦克风互谱矩阵降噪方式等。

05、2015年再次祭出必杀技迩来10年是噪声源识别本领最火的光阴,标记性的事项是压缩感知(Compressive Sensing, CS)本领正在这个规模的告捷运用。假设声源正在空间分散是寥落的,或者空间声场正在某个基函数上的表达是寥落的,那么咱们就有或者通过较少的随机衡量点求解其空间分散。什么意义?便是以来咱们可能用较少的传声器取得比以前更高精度和更高频率边界的结果啦。依旧没了然?请查阅咱们总部专家Jorgen Hald的著作Fastwideband acoustical holography,揭橥于J.Acoust. Soc. Am. 139 (4), April 2016。

咱们于2015年提出了宽带声全息本领(Wideband Holography, WBH),便是基于压缩感知表面。WBH将声源模子修模为一系列离散的单极子点声源,间距小于半个波长,并以为可靠声源分散是寥落的。分别于用L1范数最小化来束缚寥落性,WBH提出了用迭代方式继续地移除与可靠声源相干的鬼影。其筹划功用更高,筹划工夫缩短了约30倍。而且,接济大动态边界的声源重修,即存正在强声源时也或许无误识别弱声源,而不会浮现筹划数值不褂讪境况。

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作者: sheep

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