一种作业机械远程控制声音距离的测量和处理方法技术

本发明专利技术公开了一种作业机械远程控制声音距离的测量和处理方法，包括如下步骤：第一步，确定声音的主要发声方向；第二步，求出声音源头的距离；在第一步中，确定声音的主要发声方向包括如下步骤，一、在作业机械上安装三个声音传感器A、B、C，用于采集作业现场的声音信号，所述三个声音传感器A、B、C安装在一个三角形的三个顶点上；二、将作业机械现场划分为以作业机械为起点的十二个方向1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12，控制器实时采集三个声音传感器的声音信号A、B、C的响度，预先设定一个代表显著不同的阈值F，依据事先设定的规则，判断出当前作业现场声音信号的主要发声方向。

A method of measuring and processing the sound distance of remote control of working machinery

【技术实现步骤摘要】
一种作业机械远程控制声音距离的测量和处理方法
本专利技术属于工业远程控制
，具体涉及一种作业机械远程控制声音距离的测量和处理方法。
技术介绍
工程机械和其他特种场合的作业机械，广泛应用于各种施工现场，具有作业环境恶劣、作业重要性强等特点。在一些特殊环境中，作业机械的操作人员的安全和健康受到威胁，例如，在极寒、水下、有毒、有辐射的环境，或者施工现场可能出现塌陷、塌落等危险的环境。为了解决在特殊环境中的作业机械操作问题，现有技术普遍采用远程操控的方式，即，驾驶员在远程、安全的环境中操控作业机械进行施工作业，现场的视频、声音等信号传输到驾驶员端，驾驶员的操作信号传输到作业机械端。毕竟，现有的声音采集和播放技术比不上人耳上百万年的进化，声音通过传感器采集并在远程驾驶室播放时，会有很多信息丢失，例如声音的距离信息往往不能保存和复现，导致驾驶员在远程驾驶室听不出声音的大致距离信息，对远程驾驶形成一定的影响。缺少了声音来源的距离，驾驶员可能对声音的正常和异常难以判断，或者对判断准确性不足。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出了一种作业机械远程控制声音距离的测量和处理方法，可以判断作业现场声音来源的到现场驾驶室的距离，为驾驶员提供更多的作业现场的声音信息。本专利技术的技术方案如下：一种作业机械远程控制声音距离的测量和处理方法，包括如下步骤：第一步，确定声音的主要发声方向；第二步，求出声音源头的距离；在第一步中，确定声音的主要发声方向包括如下步骤，>一、在作业机械上安装三个声音传感器A、B、C，用于采集作业现场的声音信号，声音传感器与控制器连接；所述三个声音传感器A、B、C安装在一个三角形的三个顶点上；二、将作业机械现场划分为以作业机械为起点的十二个方向1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12，控制器实时采集三个声音传感器的声音信号A、B、C的响度，预先设定一个代表显著不同的阈值F，当|A-B|＜F时，定义为A＝B；之后控制器对三个声音传感器的声音信号A、B、C的响度大小进行比较，依据事先设定的规则，判断出当前作业现场声音信号的主要发声方向；三、控制器得出作业现场的声音主要发声方向后，将声音信号在驾驶室的对应方向上的声音播放器上播放；在第一步的步骤二中，依据声音信号A、B、C的响度大小确定声音方向的规则如下：在第二步中，求出声音源头的距离包括如下步骤，设当前作业现场声音信号的主要发声方向为m(m为十二个方向1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12中的任一个)，其对应的方向为YX方向(X、Y为三个声音传感器A、B、C中的任一个)设声源到X点的距离为r，为待求量,根据预设数据和传感器测量数据，Y、X之间的距离Δr为已知量，Y、X点的声音响度为Ly、Lx：进一步，为了计算更精确，在应用上述公式进行计算的时候，预设两个常数a和b，用于抵消各种干扰因素的影响。进一步的计算公式如下：进一步，为了计算更精确，在应用上述公式进行计算的时候，预设两个常数c和d，用于抵消各种干扰因素的影响。进一步的计算公式如下：本专利技术的原理如下：分两步解决此问题：第一步，确定声音的主要发声方向；第二步，求出声音源头的距离。首先确定声音的主要发声方向：在作业机械上布置三个声音信号采集装置，用于采集作业现场的声音信号。三个声音信号采集装置采用分散布置的方式，即，三个声音传感器A、B、C安装在一个三角形的三个顶点上。作业现场的声音信号采集装置实时采集声音信号，并传送到远程控制中心的控制器，控制器接收到声音信号后，对这些声音信号进行处理，根据对声音信号的处理结果，得出当前作业现场声音信号的主要发声方向。在控制器中预先设置，将作业机械现场划分为以作业机械为起点的十二个方向1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12，控制器对多个声音信号的响度大小进行比较，预先设定一个代表显著不同的阈值F，当|A-B|＜F时，定义为A＝B，控制器对三个声音信号A、B、C的响度大小进行比较，并根据预先设置的表格查表得出当前作业现场声音信号的主要发声方向。控制器得出作业现场的声音主要发声方向后，将声音信号在驾驶室的对应方向上的声音播放器上播放；根据查表得出作业现场的声音主要发声方向后，控制器将继续计算声音源头的距离。设当前作业现场声音信号的主要发声方向为m(m为六个方向1、2、3、4、5、6中的任一个)，其对应的方向为YX方向(X、Y为三个声音传感器A、B、C中的任一个)设声源到X点的距离为r，为待求量,根据预设数据和传感器测量数据，Y、X之间的距离Δr为已知量，Y、X点的声音响度为Ly、Lx：因为声波为球面波，其响度与到声源距离的二次方成反比，所以，整理得：进一步，为了计算更精确，在应用上述公式进行计算的时候，预设两个常数a和b，用于抵消各种干扰因素的影响。进一步的计算公式如下：进一步，为了计算更精确，在应用上述公式进行计算的时候，预设两个常数c和d，用于抵消各种干扰因素的影响。进一步的计算公式如下：本专利技术的有益效果如下：采用本专利技术的作业机械远程控制声音距离的测量和处理方法，不仅可以远程判断作业现场声音的方向，还可以判断作业现场声源到现场驾驶室的距离，为驾驶员提供更多的作业现场的声音信息，从而减少误判，提高工作效率。附图说明图1是本专利技术的声音方向示意图具体实施方式下面通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案，一种作业机械远程控制声音距离的测量和处理方法，包括如下步骤：第一步，确定声音的主要发声方向；第二步，求出声音源头的距离；在第一步中，确定声音的主要发声方向包括如下步骤，一、在作业机械上安装三个声音传感器A、B、C，用于采集作业现场的声音信号，声音传感器与控制器连接；所述三个声音传感器A、B、C安装在一个三角形的三个顶点上；二、将作业机械现场划分为以作业机械为起点的十二个方向1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12，控制器实时采集三个声音传感器的声音信号A、B、C的响度，预先设定一个代表显著不同的阈值F，当|A-B|＜F时，定义为A＝B；之后控制器对三个声音传感器的声音信号A、B、C的响度大小进行比较，依据事先设定的规则，判断出当前作业现场声音信号的主要发声方向；三、控制器得出作业现场的声音主要发声方向后，将声音信号在驾驶室的对应方向上的声音播放器上播放；在第一步的步骤二中，依据声音信号A、B、C的响度大小确定声音方向的规则如下：在第二步中，求出声音源头的距离包括如下步骤：根据查表得出作业现场的声音主要发声方向后，控制器将继续计算声音源头的距离。下面以BA方向为例，说明计算声音源头距离的方法。...

【技术保护点】
1.一种作业机械远程控制声音距离的测量和处理方法，其特征在于，包括如下步骤：/n第一步，确定声音的主要发声方向；/n第二步，求出声音源头的距离；/n在第一步中，确定声音的主要发声方向包括如下步骤，/n一、在作业机械上安装三个声音传感器A、B、C，用于采集作业现场的声音信号，声音传感器与控制器连接；所述三个声音传感器A、B、C安装在一个三角形的三个顶点上；/n二、将作业机械现场划分为以作业机械为起点的十二个方向1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12，控制器实时采集三个声音传感器的声音信号A、B、C的响度，预先设定一个代表显著不同的阈值F，当|A-B|＜F时，定义为A＝B；/n之后控制器对三个声音传感器的声音信号A、B、C的响度大小进行比较，依据事先设定的规则，判断出当前作业现场声音信号的主要发声方向；/n三、控制器得出作业现场的声音主要发声方向后，将声音信号在驾驶室的对应方向上的声音播放器上播放；/n在第一步的步骤二中，依据声音信号A、B、C的响度大小确定声音方向的规则如下：/n

【技术特征摘要】
1.一种作业机械远程控制声音距离的测量和处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步，确定声音的主要发声方向；
第二步，求出声音源头的距离；
在第一步中，确定声音的主要发声方向包括如下步骤，
一、在作业机械上安装三个声音传感器A、B、C，用于采集作业现场的声音信号，声音传感器与控制器连接；所述三个声音传感器A、B、C安装在一个三角形的三个顶点上；
二、将作业机械现场划分为以作业机械为起点的十二个方向1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12，控制器实时采集三个声音传感器的声音信号A、B、C的响度，预先设定一个代表显著不同的阈值F，当|A-B|＜F时，定义为A＝B；
之后控制器对三个声音传感器的声音信号A、B、C的响度大小进行比较，依据事先设定的规则，判断出当前作业现场声音信号的主要发声方向；
三、控制器得出作业现场的声音主要发声方向后，将声音信号在驾驶室的对应方向上的声音播放器上播放；
在第一步的步骤二中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹显利，
申请(专利权)人：义乌市深研智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33