發(fā)布時(shí)間：2020-09-04 21:29

　　 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,各種新產(chǎn)品、新設(shè)備不斷問世,隨之帶來的噪聲問題也越來嚴(yán)重,噪聲問題已經(jīng)成為評(píng)價(jià)產(chǎn)品的一個(gè)重要指標(biāo)。在工程機(jī)械、軍事、家用電器等多個(gè)領(lǐng)域,確定噪聲的來源與位置已經(jīng)成為一個(gè)非常重要的研究課題。研究聲場(chǎng)的可視化,對(duì)噪聲源成像具有重要意義。本文研究了基于機(jī)器視覺的聲源成像方法,將雙目視覺三維重建技術(shù)應(yīng)用于聲學(xué)測(cè)量領(lǐng)域,發(fā)展了雙目視覺和聲成像融合測(cè)試的方法,提出基于TDOA聲源定位與波束形成成像的復(fù)合聲場(chǎng)分析方法進(jìn)行聲場(chǎng)分析。將相機(jī)拍攝到的圖片與產(chǎn)生聲場(chǎng)云圖進(jìn)行融合,最終得到可視化的聲源成像圖片。本文提出的復(fù)合聲場(chǎng)分析方法采用先定位、后成像的方法,顯著縮小成像區(qū)域,提高了計(jì)算效率。本文研究了基于TDOA的聲源定位算法,提出了基于最小二乘的一維空間搜索方法。通過MATLAB仿真實(shí)驗(yàn)確定了傳聲器陣列的布置方式,分析了算法的定位精度及其計(jì)算效率。在半消聲室內(nèi)、普通室內(nèi)大廳、室外馬路上三種不同的聲學(xué)環(huán)境下進(jìn)行實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證聲源定位算法的有效性。在通過基于TDOA的聲源定位算法初步確定聲源在三維空間中的位置后,通過波束形成算法在聲源位置附近的感興趣區(qū)域進(jìn)行逐點(diǎn)掃描,得出反應(yīng)聲源聲場(chǎng)分布的聲云圖。通過雙目相機(jī)實(shí)時(shí)計(jì)算空間物體的三維坐標(biāo),作為波束形成算法的輸入。最后,將產(chǎn)生的聲云圖與相機(jī)拍攝的實(shí)景圖進(jìn)行像素級(jí)的圖像融合,給出可視化的聲場(chǎng)分布圖像。在半消聲室中設(shè)置聲源成像實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證本文提出的基于機(jī)器視覺的聲源成像方法的有效性。本文的研究結(jié)果表明,采用雙目視覺與復(fù)合聲場(chǎng)分析方法相結(jié)合的方法進(jìn)行聲源成像,能夠有效、準(zhǔn)確地對(duì)聲源的聲場(chǎng)進(jìn)行重建,正確地識(shí)別、定位噪聲源,可視化地展示噪聲源的位置。本文提出的成像方法能夠應(yīng)用到實(shí)際的聲場(chǎng)測(cè)量中,避免繁瑣的人工測(cè)量,提高測(cè)試的效率,加快產(chǎn)品的開發(fā)過程。
【學(xué)位單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TP391.41;TB535.3
【部分圖文】：

圖 1-1 高速列車噪聲測(cè)量Fig. 1-1 Noise measurement of high-speed train列聲場(chǎng)數(shù)據(jù)采集不完全，具有很大的局限性，目前廣泛列，能夠給出一個(gè)平面上的聲源分布。二維陣列的布局、×形、多臂螺旋形、以及隨機(jī)分布型等。矩形網(wǎng)格分形式單一，其適用的頻率范圍較窄，而經(jīng)過優(yōu)化的螺旋像的頻率范圍，并且具有較低的旁瓣水平。喬渭陽(yáng)[33]使用陣列測(cè)量飛機(jī)進(jìn)場(chǎng)著陸噪聲，測(cè)量原理如圖 1-2 所示。的噪聲源（外緣噪聲、內(nèi)緣噪聲以及排氣噪聲等）。

圖 1-1 高速列車噪聲測(cè)量Fig. 1-1 Noise measurement of high-speed train場(chǎng)數(shù)據(jù)采集不完全，具有很大的局限性，目前能夠給出一個(gè)平面上的聲源分布。二維陣列的形、多臂螺旋形、以及隨機(jī)分布型等。矩形網(wǎng)單一，其適用的頻率范圍較窄，而經(jīng)過優(yōu)化的率范圍，并且具有較低的旁瓣水平。喬渭陽(yáng)[量飛機(jī)進(jìn)場(chǎng)著陸噪聲，測(cè)量原理如圖 1-2 所源（外緣噪聲、內(nèi)緣噪聲以及排氣噪聲等）。

聲源成像清晰化算法加入到波束形成之后，在各種實(shí)際工程中也由廣泛的應(yīng)用，馬軍會(huì)[45]采用 DAMAS 方法，采用 104 個(gè)傳聲器組成的傳聲器陣列對(duì)于飛機(jī)進(jìn)場(chǎng)著陸的噪聲進(jìn)行了測(cè)量與分析。中國(guó)空氣動(dòng)力學(xué)與發(fā)展中心的陳正武[46]采用36 通道的傳聲器陣列對(duì) NACA23018 翼型進(jìn)行了氣動(dòng)噪聲的研究，結(jié)果表明噪聲源的位置主要分布在翼型的后緣。此外，清華大學(xué)、上海交通大學(xué)、浙江大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)，以及中科院聲學(xué)所等多家研究機(jī)構(gòu)的團(tuán)隊(duì)致力于波束形成技術(shù)的發(fā)展與推廣。1.4 聲場(chǎng)可視化研究及應(yīng)用進(jìn)展1.4.1 聲場(chǎng)可視化表達(dá)方法前述的聲場(chǎng)分析方法，無論是近場(chǎng)聲全息還是波束形成，都可能獲得聲源聲場(chǎng)的信息。但是聲場(chǎng)不能夠被測(cè)量人員直觀地觀測(cè)到，為了對(duì)被測(cè)物體的聲場(chǎng)信息有更為直觀地了解，通常需要將成像算法計(jì)算出的結(jié)果進(jìn)行可視化表達(dá)。而科學(xué)計(jì)算可視化可以將測(cè)量或者計(jì)算得出的數(shù)值，轉(zhuǎn)化為可視的、有助于人理解的信息[47]。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前5條

1 褚志剛;楊洋;倪計(jì)民;江洪;;波束形成聲源識(shí)別技術(shù)研究進(jìn)展[J];聲學(xué)技術(shù);2013年05期

2 陳正武;王勛年;李征初;劉志濤;崔紅芳;;基于聲學(xué)風(fēng)洞的麥克風(fēng)陣列測(cè)試技術(shù)應(yīng)用研究[J];實(shí)驗(yàn)流體力學(xué);2012年03期

3 馬軍會(huì);喬渭陽(yáng);譚洪川;趙磊;;傳聲器陣列反方法及其對(duì)飛機(jī)噪聲源識(shí)別[J];噪聲與振動(dòng)控制;2011年02期

4 韓林山;李向陽(yáng);嚴(yán)大考;;淺析靈敏度分析的幾種數(shù)學(xué)方法[J];中國(guó)水運(yùn)(下半月);2008年04期

5 喬渭陽(yáng),Ulf Michel;二維傳聲器陣列測(cè)量技術(shù)及其對(duì)飛機(jī)進(jìn)場(chǎng)著陸過程噪聲的實(shí)驗(yàn)研究[J];聲學(xué)學(xué)報(bào);2001年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 韓慧妍;基于雙目立體視覺的三維模型重建方法研究[D];中北大學(xué);2014年

2 李兵;運(yùn)動(dòng)汽車聲場(chǎng)可視化方法研究[D];清華大學(xué);2010年

3 崔瑋瑋;基于麥克風(fēng)陣列的聲源定位與語(yǔ)音增強(qiáng)方法研究[D];清華大學(xué);2009年

4 居太亮;基于麥克風(fēng)陣列的聲源定位算法研究[D];電子科技大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王夢(mèng)婕;基于雙目視覺的三維測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];南京郵電大學(xué);2017年

2 常

本文編號(hào)：2812618