一种可穿戴枪声定位设备制造技术

本发明专利技术涉及枪声探测技术领域，且公开了一种可穿戴枪声定位设备，包括主机和显示，所述主机包括电池、电源管理模块、声音探测单元、电子罗盘和内存，所述显示包括MCU单元、显示屏、指示灯和按键，所述电源的输出端电性连接有电源管理模块的输入端，所述声音探测单元的输出端与所述FPGA单元的输入端电性连接，所述内存的输出端与所述FPGA单元的输入端之间电性连接，所述FPGA单元的输出端与所述MCU单元的输入端之间电性连接，所述MCU单元的输出端与所述显示屏的输入端电性连接，所述MCU单元的输出端与指示灯的输入端之间的电性连接，所述MCU单元的输入端与所述按键的输出端之间电性连接。随着智慧城市的加速发展，枪声探测系统也将与多种智能系统对接。也将与多种智能系统对接。也将与多种智能系统对接。

【技术实现步骤摘要】
一种可穿戴枪声定位设备


[0001]本专利技术涉及枪声探测
，具体为一种可穿戴枪声定位设备。

技术介绍

[0002]目前我国市场没有可穿戴的枪声探测设备，主要原因是无法满足可穿戴的要求(重量、续航、稳定性)下对360度内的枪声的距离和方位进行准确探测，且现在的枪声探测设备，只能通过雷达或者声呐系统，简单的判断枪声的来源，不能提供射击点的方位角、俯仰角、距离以及弹丸飞行弹道、飞行速度、枪械口径等数据。

技术实现思路

[0003](决)解决的技术问题
[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种可穿戴枪声定位设备，解决了目前我国市场没有可穿戴的枪声探测设备，主要原因是无法满足可穿戴的要求(重量、续航、稳定性)下对360度内的枪声的距离和方位进行准确探测，且现在的枪声探测设备，只能通过雷达或者声呐系统，简单的判断枪声的来源，不能提供射击点的方位角、距离以及弹丸飞行弹道、枪械口径等数据的问题。
[0005](二)技术方案
[0006]本专利技术提供如下技术方案：一种可穿戴枪声定位设备，包括主机和显示，所述主机包括电池、电源管理模块、声音探测单元、电子罗盘和内存，所述显示包括MCU单元、显示屏、指示灯和按键，所述电源的输出端电性连接有电源管理模块的输入端，所述声音探测单元的输出端与所述FPGA单元的输入端电性连接，所述内存的输出端与所述FPGA单元的输入端之间电性连接，所述FPGA单元的输出端与所述MCU单元的输入端之间电性连接，所述MCU单元的输出端与所述显示屏的输入端电性连接，所述MCU单元的输出端与指示灯的输入端之间的电性连接，所述MCU单元的输入端与所述按键的输出端之间电性连接。
[0007]本专利技术的进一步设置为：所述FPGA单元的输入端与电子罗盘的输出端之间电性连接。
[0008]本专利技术的进一步设置为：所述FPGA单元包括数据存储模块、弹丸激波检测与识别模块、互相关波达时间差计算模块、弹丸激波来向估计模块、射击点坐标初始估值模块、弹丸激波与膛口冲击波波达到时间差估计模块、膛口冲击波波来向估计模块、互相关波达时间差计算模块、膛口冲击波波检测与识别模块、弹道与枪声信号模型模块、迭代寻优算法模块、射击点坐标最佳估值模块和枪声信号声纹特征数据库模块。
[0009]枪声信号检测采用短时能量分析获取瞬时信噪比(SNR)，结合恒虚警率(CFAR)门限检测方法得到枪声候选信号，此项技术因其长期应用于雷达、声呐等主流探测系统，理论和技术都非常成熟，可行性最强。
[0010]枪声信号识别以弹丸激波和膛口冲击波的能量分布差别为基础，从候选枪声信号中提取声纹特征并与预存的特征参数进行比对，将虚警信号和环境干扰信号剔除，实现弹
丸激波信号与膛口冲击波信号分离。
[0011]枪声定位基于波达时间差(TDOA)，采用广义互相关法对信号时延值进行估计，大致估算可能的弹径范围、轨迹走向等参数，再结合枪声信号传播模型不断比对实际测量值与模型演算值，进行迭代寻优得到更精确的位置信息。
[0012]FPGA单元，通过编程可实现以下功能：
[0013](1)枪声分析，将声音探测单元的信息，与枪声信号声纹特征数据库进行比对，判断声音是否属于枪声；
[0014](2)弹丸激波的来向估计，将由滤波单元转换后的声音信息，检测并识别弹丸激波，并计算出互相关被达时间差的结果，估计弹丸激波的来向；
[0015](3)弹丸激波与膛口冲击波波达时间差估计，将由滤波单元转换后的声音信息，检测并识别弹丸激波，并通过膛口冲击波波波检测与识别，估计出弹丸激波与膛口冲击波波达时间差；
[0016](4)膛口冲击波波来向估计，将由滤波单元转换后的声音信息，经过膛口冲击波波检测与识别后，经过互相关被达时间差计算后，估计出膛口冲击波波来向；
[0017](5)弹道与枪声信号模型，将由滤波单元转换后的声音信息，经过弹道参数估计，建立弹道与枪声信号模型；
[0018](6)射击点坐标初始估值，根据估计的弹丸激波的来向、估计的弹丸激波与膛口冲击波波达时间差、估计的膛口冲击波波来向和弹道与枪声信号模型的信息结合，分析出射击点初始估值；
[0019](7)射击点最佳估值，根据估计的弹丸激波的来向、估计的弹丸激波与膛口冲击波波达时间差、估计的膛口冲击波波来向、枪声信号模型的信息和射击点初始估值等信息，通过迭代寻优算法，分析出射击点左壁最佳估值。
[0020]本专利技术的进一步设置为：所述声音探测单元包括信号整理与前置放大模块、16kHz模数转换模块、全频带N型波特征分析模块、800Hz低通滤波模块和1000Hz高通滤波。
[0021]声音探测单元，通过编程可实现以下功能；
[0022](1)信号调理与前置放大；
[0023](2)16KHz模数转换；
[0024](3)全频带N型特征波分析；
[0025](4)1000Hz高通滤波，将经过16KHz模数转换的信息，进行1000Hz高通滤波；
[0026](5)800Hz低通滤波，将经过16KHz模数转换的信息，进行800Hz低通滤波。
[0027]本专利技术的进一步设置为：所述声音探测单元的输出与所述信号调理与前置放大模块的输入端电性连接，所述前置放大模块的输出端与所述16kHz模数转换模块的输入端电性连接，所述16KHz模数转换模块的输出端与所述全屏带N型波特征分析模块的输入端电性连接，所述全屏带N型波特征分析模块的输出端与所述弹道参数估计模块的输入端之间电性连接，所述弹道参数估计模块的输出端与所述弹道与枪声信号模型模块的输入端电性连接，所述弹道与枪声信号模型模块的输出端与所述迭代寻优算法模块的输入端之间电性连接，所述迭代寻优算法模块的输出端与所述射击点坐标最佳估值模块的输入端之间电性连接，所述射击点坐标最佳估值模块的输出端与所述显示器的输入端之间电性连接，所述16KHz模数转换模块的输出端与所述800Hz低通滤波模块的输入端之间电性连接，所述
800Hz 低通滤波模块的输出端与膛口冲击波波检测与识别模块的输入端之间电性连接，所述膛口冲击波波检测与识别模块的输出端与所述互相关波达时间差计算模块的输入端之间电性连接，所述互相关波达时间差计算模块的输出端与所述膛口冲击波波来向估计模块，所述膛口冲击波波来向估计模块的输出端与所述射击点坐标初始估值模块的输入端之间电性连接，所述膛口冲击波波来向估计模块的输出端与迭代寻优算法模块的输入端之间电性连接，所述16KHz模数转换模块的输出端与所述1000Hz高通滤波模块的输入端之间电性连接，所述1000Hz高通滤波模块的输出端与所述弹丸激波检测与识别模块的输入端之间电性连接，所述弹丸激波检测与识别模块的输出端与所述互相关波达时间差计算模块的输入端之间电性连接，所述互相关波达时间差计算模块的输出端与所述弹丸激波来向估计模块的输入端之间电性连接，所述弹丸激波来向估计模块的输出端与所述射击点坐标初始估值模块的输入端之间电性连接，所述射击点坐标本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可穿戴枪声定位设备，包括主机和显示，所述主机包括电池、电源管理模块、声音探测单元、电子罗盘和内存，所述显示包括MCU单元、显示屏、指示灯和按键，其特征在于：所述电源的输出端电性连接有电源管理模块的输入端，所述声音探测单元的输出端与所述FPGA单元的输入端电性连接，所述内存的输出端与所述FPGA单元的输入端之间电性连接，所述FPGA单元的输出端与所述MCU单元的输入端之间电性连接，所述MCU单元的输出端与所述显示屏的输入端电性连接，所述MCU单元的输出端与指示灯的输入端之间的电性连接，所述MCU单元的输入端与所述按键的输出端之间电性连接。2.根据权利要求1所述的一种可穿戴枪声定位设备，其特征在于：所述FPGA单元的输入端与电子罗盘的输出端之间电性连接。3.根据权利要求2所述的一种可穿戴枪声定位设备，其特征在于：所述FPGA单元包括数据存储模块、弹丸激波检测与识别模块、互相关波达时间差计算模块、弹丸激波来向估计模块、射击点坐标初始估值模块、弹丸激波与膛口冲击波波达到时间差估计模块、膛口冲击波波来向估计模块、互相关波达时间差计算模块、膛口冲击波波检测与识别模块、弹道与枪声信号模型模块、迭代寻优算法模块、射击点坐标最佳估值模块和枪声信号声纹特征数据库模块。4.根据权利要求3所述的一种可穿戴枪声定位设备，其特征在于：所述声音探测单元包括信号整理与前置放大模块、16kHz模数转换模块、全频带N型波特征分析模块、800Hz低通滤波模块和1000Hz高通滤波。5.根据权利要求1所述的一种可穿戴枪声定位设备，其特征在于：所述声音探测单元的输出与所述信号调理与前置放大模块的输入端电性连接，所述前置放大模块的输出端与所述16kHz模数转换模块的输入端电性连接，所述16KHz模数转换模块的输出端与所述全屏带N型波特征分析模块的输入端电性连接，所述全屏带N型波特征分析模块的输出端与所述弹道参数估计模块的输入端之间电性连接，所述弹道参数估计模块的输出端与所述弹道与枪声信号模型模块的输入端电性连接，所述弹道与枪声信号模型模块的输出端与所述迭代寻优算法模块的输入端之间电性连接，所述迭代寻优算法模块的输出端与所述射击点坐标最佳估值模块的输入端之间电性连接，所述射击点坐...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄超，
申请(专利权)人：苏州博睿志诚智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：