声定向聚能系统性能测试研究

声定向聚能系统是未来重要的反恐防暴非致命武器之一,系统的再现声频信号的频率特性、系统的指向性、系统远场声压级是重要指标,通过测试声定向聚能系统性能基本达到理想要求,并分析了误差原因。

一种新型声传感器在声定向技术中的理论

介绍声定向技术的参量阵原理.针对声定向传感器的设计要求,介绍PVDF压电薄膜的压电特性,给出其压电方程.与一些传统的压电材料在性能上进行对比并建立声定向传感器的圆膜模型,得出了其振动微分方程及谐振频率,理论上分析了其作为声定向传感器阵列的可实施性及优越性,为进一步设计传感器提供理论基础.

人工神经网络在目标声定向中的应用

从战场实际情况出发，建立了人工神经网络目标声定向系统模型。用两个人工神经网络提高目标定向精度；并用计算机对系统的工作过程进行了模拟，模拟结果证明了人工神经网络用于目标声定向中的可行性。

定向强声驱散装备声扩大与声定向技术

声能驱散装备在处置群体性聚集事件中发挥着越来越重要的作用,对定向强声驱散装备声扩大与声定向技术的分析研究,能够弄清定向强声驱散装备的作用原理、实现方法和运用途径,为警用声能驱散装备建设发展提供理论依据和技术支撑。

基于Zynq和蜜蜂进化遗传算法的声源实时定向系统

针对声源定向系统利用多重信号分类(MUSIC)算法测向时存在精准度高,但实时性偏低的问题,基于Zynq平台和蜜蜂进化遗传算法(BEGA),设计了一款软硬件协同工作的声源实时定向系统。系统利用MEMS麦克风均匀圆阵和Zynq采集和传输声源数据,并引入BEGA提升MUSIC算法搜索谱峰的速度。实验表明,硬件平台具有不掉帧、延迟低的优良性能,同时数据处理单元利用BEGA大幅缩短了谱峰搜索的时间,并且具备精准的定向性能。因此,该系统满足实时性要求,也保留了MUSIC算法精准度高的优点。

一种基于非均匀线性麦克风阵列的窄带声源定向方法及系统

提出了一种基于窄带信号相位时延估计的信号定位方法,通过非均匀线性阵列的布放,解决增大阵元孔径带来的相位卷绕问题,提高定位精度。提出了非均匀线性布阵方式情况下,修正卷绕量计算延时量的估计算法,并给出了非均匀阵列间距需要满足的条件。此方法提高了定位可用基阵孔径,与一般均匀间隔线性阵列相比,大大减少了同孔径下所需的阵元个数,从而降低了对后续信号处理设备的需求。构建了定位系统并进行实际测试。实验表明,所提方法有效地提高了在开放空间中对窄带声源的定位精度。

基于梯度结构波导实现的定向声学自旋角动量密度操控

近年来,人们在结构声场和声学结构表面波中发现了声波横向自旋的现象,其不仅丰富了人们对声波基本性质的理解,也为操控声波提供了新的途径.在本文中,我们设计了平整型、上凸型、下凹型的梯度声学波导,实现对声学表面波的横向自旋分布进行操控.通过理论分析和数值仿真,研究了自旋声源在3种梯度结构中激发的压力场分布以及自旋角动量密度分布,验证了近场声自旋-动量的方向锁定,展示了梯度波导中声表面波的自旋强度分布操控.研究结果可能促进对声学近场物理的对称性理解,以及提供一种操控声学自旋角动量密度的方法,为利用声波操控粒子开辟新的路径.

基于AI感知智能声学主动预警系统定向广播的应用探究

随着技术的发展,交通系统信息化改革的不断深入,信息化、智能化、数字化已经成为了新一代高速公路的基本建设标准,高速公路智能声学主动预警系统定向广播把各种驾驶安全的信息以简单、快捷的方式传送给每个驾驶者作为高速公路信息化建设的一个重要标志,这样既可以让驾驶者及时掌握路面千变万化的交通信息,也可以保持公路的畅通及提高道路的运输效率,特别是在突发自然灾害以及紧急情况发生时,管理中心工作人员可以及时发布信息组织疏导车辆及人员的紧急调度,是减少人员伤亡和财产损失的重要应急措施之一,平时也可利用此系统灵活地传递公路养护施工状况或交通信息,天气预报等。

利用残差网络分析普氏蹄蝠耳朵对恒频声源定向的影响

为研究恒频蝙蝠耳朵与空间定位的关系,利用深度学习算法和仿蝙蝠静态双耳接收器,分析蝙蝠耳朵对恒频声源定向的影响。首先根据普氏蹄蝠耳朵模型设计不同双耳夹角和间距的仿生双耳接收器,并从多个空间方位采集声源发射的不同频率的恒频声呐信号,然后提取双耳同步采集信号的时频图并归一化作为输入特征,最后利用残差网络实现声源定向。实验结果表明,静态双耳接收器对恒频声源的定向误差平均值基本保持在3.5°以下,但高于动态单耳接收器的定向误差;定向精度与声源频率及声源所在空间方位有关,声源位于接收器水平方向±30°范围内时,定向精度相对较高;双耳夹角和间距也会影响定向精度,且前者影响较为显著。

基于圆柱形非均匀迷宫结构的动态可调定向声辐射

构造了一种圆柱形四通道非均匀迷宫结构,利用该结构设计的圆环型超构材料能够实现动态可调的定向声辐射.所构造的圆柱形非均匀迷宫结构具有偶极子共振特性,在偶极子共振频率附近,声波能够从两个占比较大的扇形通道开口向外辐射,此时的圆柱形非均匀迷宫结构可近似地看作一个偶极子源.当圆柱形非均匀迷宫结构围绕圆心进行旋转时,所形成的偶极子源的位置和向外辐射声波的方向也随之发生改变.将点声源放置在由18个非均匀迷宫结构组成的圆环型超构材料的中心,调节圆柱形非均匀迷宫结构的旋转角度,使各微结构处于导通或截止状态,从而控制点声源在各个方向上的传播特性,实现具有动态可调特性的定向声辐射.此外,研究了圆柱形非均匀迷宫结构旋转角度对透射声波的影响,探究了微结构的开关效应,为构造简易的声定向辐射设备提供了新思路.

基于高鲁棒性超声超表面的声束定向发射

基于超薄平面型超声超表面构建了超声束定向发射器件,利用有限元仿真验证了声束定向发射的高效性和采用不同单元结构配置时定向发射效果的高鲁棒性。所设计的超表面器件由结构单元周期性排列而成,在保持结构周期性不变的条件下,尽管结构单元几何形状呈随机分布、或者结构中存在几何缺陷,但仍可有效地保持声束定向发射的良好性能。基于超声超表面的超声束定向发射器件具有结构设计简单、定向准确性高、灵活性强、适用范围广等优点,在工业无损检测、水下探测、医学超声工程等领域具有广泛的应用前景。

一种改进的直升机声测被动定向算法

本文研究了相位谱时延估计算法在直升机被动声定向中的应用。提出了一种改进时延估计精度的新算法。并用实测直升机噪声数据进行了计算机仿真 ,验证了算法的有效性。仿真结果表明 ,该算法具有高的时延估计精度和算法鲁棒性 。

道路施工区域限高报警定向声扬声器安装倾角研究

在高架桥梁等大型市政工程施工期间,存在施工区域穿越社会车辆通行道路的问题。为保护施工支架或构筑物,通常需要在车辆通行方向上设置限高门架。为及时提醒车辆驾驶员前方限高,除了交通标志、爆闪灯等视觉警示措施,已有工程项目应用定向声报警作为听觉辅助措施。该研究通过采集定向声报警数据,应用数学工具拟合归纳其变化规律,即在净高4.5 m的限高门架上布置定向声扬声器时,当其倾角为10~15°时,对超高车辆驾驶员能起到较好的警示作用。该研究可以为类似设备安装提供借鉴。

两种声学阵列的定向精度分析与仿真

声学阵列设计在直升机被动声定位中具有十分重要的意义,本文给出了西阵元十字阵和五阵元十字阵的目标定位方程,分析了其定向精度,并就直升机被动声定向进行了计算机仿真。结果表明,五元十字阵的性能要优于四元十字阵。

基于声传感器阵的舰船被动定向研究

在被动声探测设备中声传感器阵对舰船目标宽带噪声源的精确定向取决于时延估计的精度,针对这一问题,将自适应参量模型算法与变步长的LMS算法相结合,提出了一种可高精度估计任意时延,且收敛速度快的时延估计算法。结合舰船辐射宽带噪声,以正四面体声传感器定向阵列为例进行了计算机仿真,仿真结果表明:该方法估计所得的方位角误差小于0.1°,俯仰角误差小于1°,实现了对舰船目标宽带噪声源的精确定向,具有很好的工程实用价值。

空气中任意阵列声被动定向模型的误差分析

针对空气中基于时延的任意阵列被动定向问题,提出了一种基于最小二乘法的统一模型,并对影响该模型定向精度的几种因素进行了深入的分析。由于可以用于任意结构阵形,该统一模型能够方便地分析阵元位置误差引起的定向误差,能够避免实际系统由于更换阵形而带来的较大的软件变化;并且,当实际阵列与设计模型存在较大误差时,可以方便地改变模型参数使其与实际的阵列匹配。对影响定向误差的各种因素的分析和计算机仿真,为确定和提高被动声定向的精度提供了有价值的参考。

三轴四元非典型声强向量阵对低频声源全空间定向的理论与实验研究

该文提出了应用3轴4元非典型声强向量阵在小尺度平台上对低频声源全空间定向的方法。该方法用四只传感器测量声强向量的3个正交分量,根据3个分量的几何关系来解出目标的方位。文中基于声信号的空间互谱分析,给出了声强向量阵的定向原理,并系统分析了其定向误差,包括有限差分误差、通道失配误差和环境噪声引起的误差。半消声室实验结果表明,在校正系统误差后,尺度为0.1m的非典型声强向量阵在各向同性噪声中的定向误差在1°左右,证实了该方法是可行的。

基于BP神经网络的正四面体阵列声源定向研究

针对利用正四面体麦克风阵列获取的时延值实现目标声源跟踪这个问题,提出了一种基于BP神经网络的声源定向方法。设计了一个含有双隐层的BP神经网络,使用Matlab神经网络工具箱进行仿真实验,证明可以实现远场和近场的声源定向,进而进行声源跟踪,有较高的实用性。

混响环境中突发声源定向方法及性能

针对突发性声源在混响条件下的定向技术进行了研究。基于传统广义互相关时延估计的定向方法,通过对互相关函数计算结果进行判别与约束、对数据帧采用滑动方式、对时延估计结果进行能量加权选举等措施,有效提高了声源定向结果的稳定性。实验结果表明,改进的算法在混响条件下能有效地对突发性声源进行可靠定向,可用于对枪声、爆炸声等突发性信号进行精确定向和定位。

声强向量法对声源定向的理论和实验研究

文章应用的双传声器声强探头CM 2 0 2和与之配套的传声器 ,自行设计了 1个声强探头支撑架 ,使之可以把声强探头转动到空间笛卡儿坐标系的 3个互相垂直的方向 ,并且它们的几何中心保持不变 ,这样就可以测量平稳声场中 1点的声强矢量的 3个分量 ,由此就能对声源进行定向。在半消声室中应用这套实验装置对声源进行了定向研究 ,并探讨了各种误差因素与定向精度的关系。