一种同轴同中心的声像联合定位装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种同轴同中心的声像联合定位装置，包括至少一个摄像机和若干个空气声呐传感器，所述的若干个空气声呐传感器呈中心对称排布，所述的摄像机安装在空气声呐传感器的对称中心处。本实用新型专利技术能够快速将空气声呐定位角度映射到摄像机画面所对应的像素点上，可以真实反映摄像机监控区域内声源的具体位置。本实用新型专利技术能够用于交通违法鸣笛车辆定位、城市安防可疑目标定位、工业异常声信号检测、环境噪声监测等领域，对于建立智能交通，完善城市安防，建设智慧城市等具有深远意义，推动了被动定位技术在交通、安防、监控等领域的应用与发展。

An audio-visual joint positioning device with the same coaxial center

【技术实现步骤摘要】
一种同轴同中心的声像联合定位装置
本专利技术属于信号处理领域，涉及声呐波束形成、声信号检测、声像联合、目标定位等技术。
技术介绍
空气声呐，是一种利用声波在空气中的传播特性，通过电声转换和信息处理，完成空气中目标探测与通讯的电子设备。空气声呐一般被动的接收声音信号，属于被动工作方式。空气声呐由一定数目的声音传感器按一定几何形状排列组合而成，不同数目的声音传感器及不同的组合形状会给空气声呐带来不同的性能差异，具体可以根据实际需求选用不同数目的声传感器及阵列形状。自上世纪80年代以来，阵列信号处理技术被广泛的应用于声源被动定位的研究，但声音定位效果由于较为抽象，无法直观的表现在现有的城市感官设备中，因此需要与摄像机系统联合使用才能更直观的反映声源的具体位置。现有技术中，声呐定位和摄像机拍照单独工作，导致空气声呐定位效果不能及时映射到摄像机画面中，需要人为在视频图像中进行换算标记，无法实现自动联合定位。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种同轴同中心的声像联合定位装置，能够实现空气声呐与摄像机同轴同中心，同时获得声源目标的声音定位和视频画面，进而快速将空气声呐定位角度映射到摄像机画面所对应的像素点上，该点位真实反映摄像机监控区域内声源的具体位置，能够在交通、安防、环保等社会领域发挥重要作用。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种同轴同中心的声像联合定位装置，包括至少一个摄像机和若干个空气声呐传感器，所述的若干个空气声呐传感器呈中心对称排布，所述的摄像机安装在空气声呐传感器的对称中心处。所述的空气声呐传感器同时呈中心对称和轴对称排布。所述的空气声呐传感器采用16元、32元或者64元十字形阵列。所述的空气声呐传感器灵敏度为-32dB，频率响应范围为100～10KHz，全向指向性，采样频率为640KHz，水平和垂直角度范围均为±90°，角度分辨率小于1°，定位误差小于30mm。所述的空气声呐传感器采集到声音信号超过设定门限时，启动摄像机获取图像。所述的空气声呐传感器采集声音信号，与摄像机获取的图像信号共同绘制声信号地图。本专利技术的有益效果是：实现了空气声呐与摄像机同轴同中心，同时获得声源目标的声音定位和视频画面，能够快速将空气声呐定位角度映射到摄像机画面所对应的像素点上，该点位可以真实反映摄像机监控区域内声源的具体位置。本专利技术能够用于交通违法鸣笛车辆定位、城市安防可疑目标定位、工业异常声信号检测、环境噪声监测等领域，对于建立智能交通，完善城市安防，建设智慧城市等具有深远意义，推动了被动定位技术在交通、安防、监控等领域的应用与发展。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术的工作流程图；图中，1-微型摄像机，2-微型麦克风，3-麦克风支架，4-环形主体支架。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明，本专利技术包括但不仅限于下述实施例。针对实际应用中当空气声呐与摄像机独立工作，只能分布式安装，导致空气声纳定位与摄像机实时画面不能自动联合定位的问题，本专利技术提出一种同轴同中心的声像联合定位装置。本专利技术由N元的空气传感器和中心位置的微型摄像机构成。总体结构如图1所示。图中，微型摄像机1，用来获取指定范围的视频图像；微型麦克风2，用来采集目标产生的声纳信号；麦克风支架3，用来将传感器排列成均匀十字形阵列；环形主体支架4，用来将空气声纳阵列和微型摄像机安装在一起，并提供采集和运算电路板的空间。本专利技术的实施例提出的同轴同中心声像联合定位装置可在智能城市、智慧交通、安防、环保等各个领域应用。空气声呐传感器一般选为：灵敏度为-32dB，频率响应范围为100Hz-10KHz，全向指向性，采样频率为640KHz。水平和垂直角度范围均为±90°，角度分辨率小于1°，定位误差小于30mm。空气声呐传感器可采用16元、32元或者64元十字形阵列，能实现较高的定位精度。实施例1智能交通领域(1)违法鸣笛抓拍系统针对城市部分禁鸣区域违法鸣笛现象较为严重的问题，将I-Klapture空气声呐系统与摄像机系统集成，空气声呐系统会对安装区域内的声音信号实时监测，一旦监测到鸣笛信号，则会控制摄像机系统实时抓拍现场车辆车牌信息，同时把空气声呐定位信息与摄像机图像信息相融合，合成取证声音视频及图片，辅助交警执法。(2)改装车抓拍系统针对城市居民区域改装车噪声轰鸣扰民的问题，将I-Klapture空气声呐系统与摄像机系统集成，空气声呐系统会对安装区域内的声音信号实时监测，一旦监测到改装车轰鸣声音时，则会控制摄像机系统连续抓拍现场通行的车辆车牌信息，同时把空气声呐定位信息与摄像机图像信息连续融合，合成取证声音视频及图片。实施例2智慧安防领域(1)异常声音监控系统针对摄像机及球机监控区域受限，实时性受限等问题，通过该装置可实现360度全方位声音进行实时监控，一旦出现异常声音(警报、爆炸、撞击、吵架、尖叫等，异常声音根据应用场景会有一定变化)则会实时反馈同时定向，并控制摄像机或者球机监控异常声音区域。多个空气声呐级联会形成组网，覆盖更大的监控范围。实施例3智能环保领域区域噪声地图实时绘制系统在指定监控区域安装空气声呐后，声呐会对区域内的宽带噪声实时监控，并实时绘制区域噪声分布图，相比传统的传感器长时间采集及后台计算绘制噪声地图的方法，利用空气声呐多通道采集，可以实时反应监控区域的噪声声压分布，结合区域地图可实时绘制噪声地图。多个声呐级联可覆盖更大监控范围。实施例4工业设备诊断领域非接式触声音预警及故障诊断通过在空气声呐中心集成摄像机模块，可以在实时监控声音信息的同时，捕捉声波并以热成像方式可视化捕捉到的声波，然后通过算法分析这些信息，以确定故障的根本原因。该装置可以根据噪声发生原理，通过精密算法和数据库筛选，实现对大型器械进行实时监控检测的一款设备，颠覆了以往的故障监测方式。该系统利用声学定位技术，实现对大型设备进行实时监控和预测的功能，并将结果通过图片或者视频的方式呈现出来。本专利技术提出的同轴同中心的声像联合定位装置，对于交通、安防、环保等社会领域中声源目标声音视频同时定位的发展与实际工程应用有重大意义。本专利技术实现了对城市视觉和听觉的结合，为智能交通及智慧城市的发展提供足够的技术支撑。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种同轴同中心的声像联合定位装置，包括至少一个摄像机和若干个空气声呐传感器，其特征在于：所述的若干个空气声呐传感器呈中心对称排布，所述的摄像机安装在空气声呐传感器的对称中心处。/n

【技术特征摘要】
1.一种同轴同中心的声像联合定位装置，包括至少一个摄像机和若干个空气声呐传感器，其特征在于：所述的若干个空气声呐传感器呈中心对称排布，所述的摄像机安装在空气声呐传感器的对称中心处。


2.根据权利要求1所述的同轴同中心的声像联合定位装置，其特征在于：所述的空气声呐传感器同时呈中心对称和轴对称排布。


3.根据权利要求1所述的同轴同中心的声像联合定位装置，其特征在于：所述的空气声呐传感器采用16元、32元或者64元十字形阵列。


4.根据权利要求1所述的同轴同中心的声像联...

【专利技术属性】
技术研发人员：项彬，马石磊，陈建峰，蔺贝，李晓强，温洋，
申请(专利权)人：西安联丰迅声信息科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61