一种宽带噪声声源定位装置及定位系统

技术领域

本发明涉及噪声声源定位技术领域，具体为一种宽带噪声声源定位装置及定位系统。

背景技术

噪声和异响在日常生活和工业生产中很常见，例如，汽车行驶过程中的异常啸叫声。要解决这些噪声问题，首先需要识别噪声并定位噪声是从哪里发出来的，是由什么设备或部件造成的，这就是声源定位问题。声源定位技术是确定一个声音在空间来源位置的技术。声源定位技术可以用于噪声声源定位，也可以用于其他声音定位，宽带噪声则是噪声中的一种，是指由噪声源所均匀辐射出的从低频到高频的噪声。

现有的宽带噪声声源定位装置及定位系统效率低，无法调整麦克风数据，导致精确度较低，为此，我们提出一种宽带噪声声源定位装置及定位系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种宽带噪声声源定位装置及定位系统，以解决上述背景技术中提出宽带噪声声源定位装置及定位系统效率低，无法调整麦克风数据，导致精确度较低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种宽带噪声声源定位装置，包括：

定位装置壳体，所述定位装置壳体的左右两侧均设置有连接柱，且连接柱的外部套设有连接杆，两组所述连接杆之间连接有伸缩内杆，其中一组所述连接杆的末端内部穿设有安装杆，且安装杆的左右两侧设置有调节件，所述调节件的下方固定有连接件，所述安装杆的前端安装有旋转杆，且旋转杆的外部设置有限位头，所述旋转杆与连接杆末端的连接处开设有活动槽；

可拆螺杆，其设置在所述连接件的内部；

麦克风阵列安装板，其安装在所述可拆螺杆的下方，所述麦克风阵列安装板通过可拆螺杆与连接件螺纹连接，所述麦克风阵列安装板的内部开设有活动卡槽，且活动卡槽的内部设置有活动卡块，所述活动卡块的一端连接有麦克风支架，所述麦克风支架和麦克风阵列安装板上均设置有微型麦克风。

优选的，所述定位装置壳体还设有：

电源开关，其安装在所述定位装置壳体的上方靠右侧，所述定位装置壳体的前端靠左侧安装有摄像头，所述定位装置壳体的右侧上方设置有若干个竖向排列的USB插孔。

优选的，所述调节件通过安装杆在其中一组连接杆的内部实现转动，所述调节件为U字型结构，所述旋转杆贯穿于活动槽的内部，且旋转杆与限位头螺纹连接，并且限位头的直径大于活动槽的宽度。

优选的，所述麦克风支架通过活动卡槽、活动卡块与麦克风阵列安装板构成可拆卸结构，且活动卡槽与活动卡块外形尺寸相吻合，并且活动卡槽沿麦克风阵列安装板的圆心等距均匀分布，同时活动卡槽和活动卡块均为T字型结构。

优选的，所述一种宽带噪声声源定位系统，包括：

声音定位处理模块，所述声音定位处理模块固定安装在定位装置壳体的内部，所述声音定位处理模块的输入端连接有信号传输模块，且信号传输模块的输入端连接有信息预处理模块，所述信息预处理模块的输出端连接有外设管理模块；

环境信息采集模块，其连接在所述信息预处理模块的输入端，所述信息预处理模块的输入端分别连接有视频获取模块和音频接收模块，所述信息预处理模块包括音频处理模块和视频处理模块，且音频处理模块的输出端分别连接有滤波模块和叠加处理模块，所述滤波模块的输出端连接有叠加处理模块；

图片截取模块，其连接在所述视频处理模块的输出端，所述图片截取模块的输出端连接有图像存储模块，且图像存储模块的输出端连接有图像处理模块。

优选的，所述声音定位处理模块还设有：

图像解析模块和声波比对模块，其设置在所述声音定位处理模块的输出端，所述图像解析模块和声波比对模块的输出端连接有结果展示模块，所述图像解析模块与声波比对模块电性并联。

优选的，所述环境信息采集模块包括视频获取模块和音频接收模块，且视频获取模块与音频接收模块电性并联。

优选的，所述外设管理模块还设有：

麦克风阵列管理模块和声强探头管理模块，其分别连接在所述外设管理模块的输出端，所述声音定位处理模块与外设管理模块电性连接。

优选的，所述图片截取模块、图像存储模块和图像处理模块通过导线依次实现电性串联，所述图像处理模块、信号传输模块和声音定位处理模块通过导线依次实现电性串联。

优选的，所述视频获取模块与视频处理模块电性串联，所述音频接收模块与音频处理模块电性串联，所述音频处理模块、滤波模块和叠加处理模块通过导线依次实现电性串联。

与现有技术相比，本发明提供了一种宽带噪声声源定位装置及定位系统，具备以下有益效果：该宽带噪声声源定位装置及定位系统通过设置的调节件能够在定位装置壳体的左右两侧进行转动，从而能够调整调节件的旋转角度，带动底部的麦克风阵列安装板进行转动，改变麦克风阵列安装板上的麦克风阵列的位置，从而从不同的方向对噪声进行获取，便于对声源位置进行测算，提高声源定位的精准度，并且在调节件转动的过程中，可手动对调节件进行定位控制，调节方便；

麦克风支架与麦克风阵列安装板之间设置有多组活动卡槽，能够将麦克风支架进行快速拆卸，从而调整麦克风支架的数量，即调整麦克风数量，提高声源定位精度，并且结构简单，便于安拆；

环境信息采集模块能够对噪声环境进行统一采集，通过信息预处理模块分别对图像与声音进行处理，便于后续声音定位处理模块对声源位置进行定位，并且音频处理模块和视频处理模块采用双通道同时处理，能够同步处理音频信息和视频信息，大大提高信息处理速率，在音频处理模块工作过程中，依次通过滤波模块和叠加处理模块对声波信号进行过滤和叠加，构成新的声波图形，从而能够准确判断宽带噪声，过滤出窄带噪声，结果显示更加精准；

图像处理模块对图像进行处理后，通过图像解析模块能够将声波信号进行图像转化，在截取的图形中通过不同的额颜色标识噪声大小，并配合声波比对模块对结果进行展示，使用者能够快速判断声源位置。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明图1中A处放大结构示意图；

图3为本发明调节件的结构示意图；

图4为本发明麦克风阵列安装板的俯视结构示意图；

图5为本发明工作流程示意图；

图6为本发明信息预处理模块的工作流程示意图；

图7为本发明外设管理模块的工作流程示意图。

图中：1、定位装置壳体；2、摄像头；3、电源开关；4、USB插孔；5、连接柱；6、连接杆；7、伸缩内杆；8、活动槽；9、调节件；10、限位头；11、连接件；12、旋转杆；13、安装杆；14、可拆螺杆；15、麦克风阵列安装板；16、活动卡槽；17、麦克风支架；18、活动卡块；19、视频获取模块；20、音频接收模块；21、环境信息采集模块；22、信息预处理模块；23、信号传输模块；24、声音定位处理模块；25、图像解析模块；26、结果展示模块；27、声波比对模块；28、外设管理模块；29、音频处理模块；30、视频处理模块；31、图片截取模块；32、图像存储模块；33、图像处理模块；34、滤波模块；35、叠加处理模块；36、麦克风阵列管理模块；37、声强探头管理模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图4所示，一种宽带噪声声源定位装置，包括：定位装置壳体1，定位装置壳体1的左右两侧均设置有连接柱5，且连接柱5的外部套设有连接杆6，两组连接杆6之间连接有伸缩内杆7，其中一组连接杆6的末端内部穿设有安装杆13，且安装杆13的左右两侧设置有调节件9，调节件9的下方固定有连接件11，安装杆13的前端安装有旋转杆12，且旋转杆12的外部设置有限位头10，旋转杆12与连接杆6末端的连接处开设有活动槽8，调节件9通过安装杆13在其中一组连接杆6的内部实现转动，调节件9为U字型结构，旋转杆12贯穿于活动槽8的内部，且旋转杆12与限位头10螺纹连接，并且限位头10的直径大于活动槽8的宽度，通过设置的调节件9能够在定位装置壳体1的左右两侧进行转动，从而能够调整调节件9的旋转角度，带动底部的麦克风阵列安装板15进行转动，改变麦克风阵列安装板15上的麦克风阵列的位置，从而从不同的方向对噪声进行获取，便于对声源位置进行测算，提高声源定位的精准度，并且在调节件9转动的过程中，可手动对调节件9进行定位控制，调节方便；可拆螺杆14，其设置在连接件11的内部；麦克风阵列安装板15，其安装在可拆螺杆14的下方，麦克风阵列安装板15通过可拆螺杆14与连接件11螺纹连接，麦克风阵列安装板15的内部开设有活动卡槽16，且活动卡槽16的内部设置有活动卡块18，活动卡块18的一端连接有麦克风支架17，麦克风支架17和麦克风阵列安装板15上均设置有微型麦克风，麦克风支架17通过活动卡槽16、活动卡块18与麦克风阵列安装板15构成可拆卸结构，且活动卡槽16与活动卡块18外形尺寸相吻合，并且活动卡槽16沿麦克风阵列安装板15的圆心等距均匀分布，同时活动卡槽16和活动卡块18均为T字型结构，麦克风支架17与麦克风阵列安装板15之间设置有多组活动卡槽16，能够将麦克风支架17进行快速拆卸，从而调整麦克风支架17的数量，即调整麦克风数量，提高声源定位精度，并且结构简单，便于安拆，电源开关3，其安装在定位装置壳体1的上方靠右侧，定位装置壳体1的前端靠左侧安装有摄像头2，定位装置壳体1的右侧上方设置有若干个竖向排列的USB插孔4。

如图5-图7所示，一种宽带噪声声源定位系统，包括：声音定位处理模块24，声音定位处理模块24固定安装在定位装置壳体1的内部，声音定位处理模块24的输入端连接有信号传输模块23，且信号传输模块23的输入端连接有信息预处理模块22，信息预处理模块22的输出端连接有外设管理模块28；环境信息采集模块21，其连接在信息预处理模块22的输入端，信息预处理模块22的输入端分别连接有视频获取模块19和音频接收模块20，环境信息采集模块21包括视频获取模块19和音频接收模块20，且视频获取模块19与音频接收模块20电性并联，视频获取模块19与视频处理模块30电性串联，音频接收模块20与音频处理模块29电性串联，音频处理模块29、滤波模块34和叠加处理模块35通过导线依次实现电性串联，环境信息采集模块21能够对噪声环境进行统一采集，通过信息预处理模块22分别对图像与声音进行处理，便于后续声音定位处理模块24对声源位置进行定位，并且音频处理模块29和视频处理模块30采用双通道同时处理，能够同步处理音频信息和视频信息，大大提高信息处理速率，在音频处理模块29工作过程中，依次通过滤波模块34和叠加处理模块35对声波信号进行过滤和叠加，构成新的声波图形，从而能够准确判断宽带噪声，过滤出窄带噪声，结果显示更加精准；信息预处理模块22包括音频处理模块29和视频处理模块30，且音频处理模块29的输出端分别连接有滤波模块34和叠加处理模块35，滤波模块34的输出端连接有叠加处理模块35；图像解析模块25和声波比对模块27，其设置在声音定位处理模块24的输出端，图像解析模块25和声波比对模块27的输出端连接有结果展示模块26，图像解析模块25与声波比对模块27电性并联，麦克风阵列管理模块36和声强探头管理模块37，其分别连接在外设管理模块28的输出端，声音定位处理模块24与外设管理模块28电性连接，图片截取模块31，其连接在视频处理模块30的输出端，图片截取模块31的输出端连接有图像存储模块32，且图像存储模块32的输出端连接有图像处理模块33，图片截取模块31、图像存储模块32和图像处理模块33通过导线依次实现电性串联，图像处理模块33、信号传输模块23和声音定位处理模块24通过导线依次实现电性串联，图像处理模块33对图像进行处理后，通过图像解析模块25能够将声波信号进行图像转化，在截取的图形中通过不同的额颜色标识噪声大小，并配合声波比对模块27对结果进行展示，使用者能够快速判断声源位置。

工作原理：在使用该宽带噪声声源定位装置及定位系统时，首先，在使用时可通过拨动旋转杆12带动调节件9在连接杆6上进行转动，角度调节完毕后，可拧动限位头10对旋转杆12进行锁定，此时在调节件9的带动下麦克风阵列安装板15通过可拆螺杆14进行同步转动，可调整麦克风阵列安装板15的角度；其次，麦克风阵列安装板15上的麦克风支架17能够通过活动卡块18与活动卡槽16相互分离，对麦克风支架17的数量进行调整，通过麦克风阵列对音频进行采集；再其次，视频获取模块19通过摄像头2对视频信息进行采集，将所采集到的信息通过环境信息采集模块21传输至信息预处理模块22；然后信息预处理模块22内的音频处理模块29和视频处理模块30对音频信息和视频信息进行双通道同时处理，并且音频处理模块29通过滤波模块34和叠加处理模块35对声波信号进行过滤和叠加，构成新的声波图形，而视频处理模块30则通过图片截取模块31，截取处静态图形，并通过图像存储模块32进行存储；最后，经过图像处理模块33进行图像处理后完成预处理过程，并通过信号传输模块23传输至声音定位处理模块24，通过图像解析模块25能够将声波信号进行图像转化，在截取的图形中通过不同的额颜色标识噪声大小，并配合声波比对模块27对结果进行展示，使用者能够快速判断声源位置，从而实现宽带噪声声源定位的整个过程，这就是该宽带噪声声源定位装置及定位系统的工作原理。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。