移动机器人三维空间听觉定位系统设计

研究移动机器人听觉系统优化问题,针对准确判断发声源位置,为提高机器人听觉系统在空间中的搜索能力,设计了一种基于声达时间差的移动机器人听觉定位系统.整个系统分为信号采集及预处理、捕捉声达时间点、定位计算和机器人控制四个部分.通过建立正四面体结构的麦克风阵列,感知三维空间中目标发出的声音信号,采用声电信号处理技术,实时捕捉声音到达时间点:对定位的数学模型测定目标的方位信息进行仿真.结果证明,听觉系统可实现机器人在三维空间中对声源目标的实时定位,定位精度较高.     

虚拟场景中环境声源仿真技术综述

环境声音作为日常生活中分布最为广泛的一类声音,是人们获取外部信息的重要来源.近十几年来,随着用户对虚拟场景真实度要求不断提升,为虚拟场景打造同步、真实的环境音效已成为构建高度沉浸式虚拟环境不可或缺的一部分.其中环境声源仿真作为打造真实感虚拟环境音效的基石,得到了研究人员的广泛关注与探索.与传统的人工声源仿真相比,通过算法程序合成具有高真实感的环境声音,不仅可以实现随用户视角变化而变化的交互式声音效果,提升游戏、动画和虚拟现实等虚拟场景的用户沉浸感,而且也避免了繁杂的调音、剪辑等工作,极大地降低了人力资源的消耗.本文对应用于虚拟场景中的环境声源仿真方法进行分类和总结,从研究背景、应用领域、基本原理、技术手段等多个角度做了比较全面的综述.首先讨论了环境声源仿真的理论研究价值和应用前景,概述了这一个多学科融合的研究领域.然后,从不同声音模型的基本原理出发,分析了物理声学模型与心理声学模型对于环境声源仿真方法设计、研究内容等方面产生的影响.其次,依据声源模型构造策略不同,从基于物理模型、基于信号模型、基于混合模型以及基于深度学习模型这四大类对现有环境声源仿真方法进行分析,分别讨论了基于每一类模型的环境声源仿真方法的发展趋势、技术创新性与局限性.最后,从算法输入参数、算法效率、仿真结果质量等方面横向比较了不同类别方法的优势与劣势,总结了现有环境声源仿真领域所面临的主要问题与挑战,并对未来研究方向进行了展望.     

基于声光特性的烟花爆炸高度测量方法

烟花在发射到最高点爆炸时产生较强的声光信号,在地面适当位置安放声音传感器与光传感器采集声信号和光信号,由于传播速度不同且相差较大,声和光信号传播到传播到地面传感器有一定的时间差.基于烟花的声光特性,传感器输出的信号经电压比较电路后输入AT89S52单片机,AT89S52单片机对信号处理后测出时间差,用声音在空气中的速度...     

室内声场的计算机仿真

文章综述了当前室内声场的计算机仿真技术(或者称之为虚拟声环境构筑技术)。在分析了基于几何声学的方法,基于随机模型的方法及基于信号模型的方法的主要思想后,文中进一步给出了具体的算法,并分析了各个算法的优缺点。     

博物馆声敏监控报警系统的设计与实现

介绍了博物馆安全防护监控技术的现状,提出了博物馆声敏监控报警系统的解决方案.具体分析了以声音信号的采集、分析与处理作为防盗报警手段的技术先进性,介绍了整个声敏监控报警系统的工作原理.详细讨论了用户对安防监控报警系统的需求,并且提出了整个系统的软、硬件设计与实现方案.介绍了软件系统的主要功能与结构,对声音信号的采集与处理、数据库的设计、软硬件之间的相互通讯等系统的关键技术进行了详细的阐述.     

虚拟环境中的低成本实时立体声显示

三维的听觉信息在多模态交互与集成的虚拟环境巾得到了广泛的应用.以基于HLA平台的装甲兵对抗演示系统为背景,探讨了三维的听觉信息生成和显示问题,根据系统对声音显示节点的要求,研究了扬声器阵列的立体声显示原理、影响人对声音感知的因素、虚拟环境中声音的定位以及声音的距离仿真.基于矢量基幅值相移(VBAP)的方法,提出了在长方体的演示厅空间中建立扬声器阵列的方法,并在系统仿真过程中将虚拟环境中声源分为循环声、非循环声和环境背景声,并对它们的实现和处理过程以及实体可听距离等问题进行了研究.     

星载软件系统错误传播研究与分析

针对星载软件系统因宇宙射线和环境扰动而产生的软件错误及错误传播问题,研究星载软件系统错误传播分析方法.利用该方法从信号和模块2个层面评测软件的可靠性,并根据结果对系统信号或模块的脆弱性进行分析,找出系统较为脆弱的信号与模块,以及最可能传播错误的信号传播路径.定义信号与模块的错误传播率、暴露率等参数,设计参数的计算方法,...     

用Bark频谱投影识别低信噪比动物声音

复杂环境声影响低信噪比动物声音的自动识别。为解决这一问题,本文提出一种不同声场景下低信噪比动物声音识别的方法。该方法把声音信号进行Bark尺度的小波包分解,再使用分解系数生成重构信号的频谱,并对频谱进行投影生成Bark频谱投影特征,通过随机森林分类器实现低信噪比动物声音的识别。该文分别在流水声环境、公路环境、风声环境和嘈杂说话声环境下,以不同的信噪比,对40种动物声音进行识别实验。结果表明,结合短时谱估计法、Bark频谱投影特征和随机森林的方法对不同信噪比的各种环境声音中动物声音的平均识别率可以达到80.5%,且在-10 dB的情况下依然保持平均60%以上的识别率。     

抗环境音干扰的设备声音故障监测方法

变压器等大型设备在运行过程中发声具有辨识性和平稳性的特点，但容易受各种环境音的干扰，针对该问题，本文利用声音信号处理、特征提取、模式匹配等技术，提出了一种抗多种环境音干扰的设备声音故障监测方案.首先对在各种环境声音中变压器的正常和故障声音进行采集和预处理，然后对其提取出MFCC特征并降维，对变压器正常工作声音特征通过OPTICS算法进行训练，得到一个具有多个分类的标准集，最后将标准集与包含故障声音的测试样本进行匹配，若出现不匹配情况但经人工检验为误报，则将其归为新的分类.实验结果表明：该方法不仅能很好的识别样本，也能在新的正常声音出现时通过标准集增强模块来优化标准集，从而提高识别准确率并降低误警率.     

小波阈值消噪在管道漏点检测定位中的应用

为了提取管道漏声信号中的有用成分,消除和减弱环境干扰噪声,使定位结果更加准确,使用CA - YD - 103压电传感器和HS801五合一虚拟综合测试仪进行实验,采集铸钢管道漏声振动信号,分析其时域波形和频率特征,确定了信号的频率分布.由于小波变换具有“变焦距”的性质,适合处理非平稳信号,选用小波阈值去噪算法,对信号进行滤波去噪,并与ⅡR滤波效果对比.实验结果表明,选用小波阈值消噪能有效滤除高频干扰,保留中低频中的有用信号,漏声振动信号波形更加清晰,消嗓效果明显优于傅里叶算法.该方法为管道漏点具体定位奠定了基础,具有一定的实用意义与应用价值.