一种基于声学成像的无人巡检式报警系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及声学成像技术领域，具体为一种基于声学成像的无人巡检式报警系统及方法。一种基于声学成像的无人巡检式报警系统，包括声学成像仪；承载移动装置，用于安装所述声学成像仪并带动所述声学成像仪在待检测区域内沿巡检路线移动，且所述巡检路线上设有多个检测点；其中，所述声学成像仪，包括数据缓存单元，用于存储当前检测点位置上所述声学成像仪采集到的M个音频数据，同时删除掉所述声学成像仪上一次采集到的M个音频数据。本发明专利技术的无人巡检式报警系统及方法，能够通过声学成像仪和承载移动装置自动对待检测区域内的异常声音进行检测和报警，省时省力，安全性高，且即便无人巡检也能够得到准确的异常点检测结果。人巡检也能够得到准确的异常点检测结果。人巡检也能够得到准确的异常点检测结果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于声学成像的无人巡检式报警系统及方法


[0001]本专利技术涉及声学成像
，具体为一种基于声学成像的无人巡检式报警系统及方法。

技术介绍

[0002]声学成像仪采用麦克风阵列测量技术，通过测量一定空间内的声波到达各麦克风的信号的相位差异，并应用一定的声源位置估算方法确定声源的分布，并结合光学摄像头画面呈现声源的分布。声学成像仪可用于对某些场景进行异常点检测，例如可用于对带压气体泄漏进行检测，或用于对电力设备局部放电进行检测。
[0003]现有技术中，采用声学成像仪对这些场景进行异常点检测的方式有两种：第一种是人工手持声学成像仪对待检测场景进行检测，第二种是在检测场景内固定设置多个声学成像仪进行检测。第一种方式的缺陷是：每次检测都需要工作人员进入待检测场景且需要呆到对整个待检测场景都检测完成为止，一方面会花费工作人员大量时间，另一方面待检测场景通常具有一定危险，工作人员长时间呆在待检测场景的风险性较大。第二种方式的缺陷是：需要用到的声学成像仪的数量较多，成本较大，且监测范围有限，导致检测结果并不是很理想。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术存在的问题，提出了一种基于声学成像的无人巡检式报警系统及方法，能够通过声学成像仪和承载移动装置自动对待检测区域内的异常声音进行检测和报警，使用操作省时省力、安全性高，且异常点检测结果准确度高。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于声学成像的无人巡检式报警系统，包括声学成像仪；承载移动装置，用于安装所述声学成像仪并带动所述声学成像仪在待检测区域内沿巡检路线移动，且所述巡检路线上设有多个检测点；其中，所述声学成像仪，包括数据缓存单元，用于存储当前检测点位置上所述声学成像仪采集到的M个音频数据，同时删除掉所述声学成像仪上一次采集到的M个音频数据；异常声音判定单元，用于获取所述数据缓存单元中的音频数据，并计算得到所述音频数据中声压值最大的一个待判定音频，并将所述待判定音频的声压值减去当前检测点位置的背景噪声值以得到异常声音判定值，并将所述异常声音判定值与预设声音阈值进行比较，当所述异常声音判定值大于所述预设声音阈值时，判定当前检测点位置具有异常声音，否则判定当前检测点位置不具有异常声音；异常声音有效性确定单元，用于在当前检测点位置具有异常声音时根据当前检测点位置的视场范围确定异常声音的有效性，当异常声音的产生位置位于当前检测点位置的
视场范围内时，判定异常声音有效，否则判定异常声音无效；异常声音报警单元，用于当异常声音有效时记录当前检测点的位置、当前时间和异常声音的实际位置以作为一条报警数据，其中所述异常声音的实际位置为所述异常声音在待检测区域三维场景模型中的坐标值。
[0006]作为优选，所述声学成像仪还包括图像截取单元，用于当所述异常声音报警单元对所述异常声音的实际位置进行记录时通过所述异常声音的实际位置在待检测区域三维场景模型上截取对应的异常声音位置点图片，并将所述异常声音位置点图片存储在与所述异常声音实际位置对应的存储包中；图像分析单元，用于按存储包的创建顺序逐一对相应存储包中的异常声音位置点图片进行图像分析识别，以确定对应存储包中图片上发出异常声音的物体的类型。
[0007]作为优选，所述数据缓存单元包括第一数据缓存区和第二数据缓存区，当所述第一数据缓存区处于第一工作模式时，所述第二数据缓存区处于第二工作模式；当所述第一数据缓存区处于第二工作模式时，所述第二数据缓存区处于第一工作模式；其中，第一工作模式为存储当前检测点位置上所述声学成像仪采集到的M个音频数据，所述第二工作模式为删除掉所述声学成像仪上一次采集到的M个音频数据。
[0008]作为优选，所述声学成像仪还包括背景噪声值确定单元，用于获取当前检测点位置的N个背景噪声数据，并计算所述N个背景噪声数据的均方根值以作为当前检测点位置的背景噪声值；或者，用于获取当前检测点位置的N个背景噪声数据，并选取所述N个背景噪声数据的中位数值以作为当前检测点位置的背景噪声值；背景噪声值存储单元，用于存储当前检测点位置的背景噪声值；检测点视场范围图像获取存储单元，用于获取并存储当前检测点位置的视场范围图像；待检测区域三维场景模型确定单元，用于通过待检测区域内的全部检测点位置的视场范围图像构建形成待检测区域的三维场景模型。
[0009]作为优选，所述承载移动装置包括巡检轨道，根据所需的巡检路线设置在所述待检测区域内；移动小车，与所述巡检轨道连接，用于在所述巡检轨道上移动；转动部件，安装在所述移动小车上并用于安装所述声学成像仪；控制器，安装在所述移动小车上并与所述移动小车、转动部件、声学成像仪电性连接。
[0010]一种基于声学成像的无人巡检式报警方法，采用上述无人巡检式报警系统，包括以下步骤：L1.确定待检测区域内的巡检路线，并在所述待检测区域内设置承载移动装置和声学成像仪，以使所述承载移动装置能够带动所述声学成像仪沿所述巡检路线移动；L2.承载移动装置带动声学成像仪沿巡检路线移动，当声学成像仪到达新的检测点时，进入L3；当声学成像仪到达终点时，结束；L3.声学成像仪的数据缓存单元存储当前检测点位置上所述声学成像仪采集到的
M个音频数据，同时删除掉所述声学成像仪上一次采集到的M个音频数据；L4.声学成像仪的异常声音判定单元获取所述数据缓存单元中的音频数据，并计算得到所述音频数据中声压值最大的一个待判定音频，并将所述待判定音频的声压值减去当前检测点位置的背景噪声值以得到异常声音判定值，并将所述异常声音判定值与预设声音阈值进行比较，当所述异常声音判定值大于所述预设声音阈值时，判定当前检测点位置具有异常声音，进入L5；否则判定当前检测点位置不具有异常声音，返回L2；L5.声学成像仪的异常声音有效性确定单元根据当前检测点位置的视场范围确定异常声音的有效性，当异常声音的产生位置位于当前检测点位置的视场范围内时，判定异常声音有效，进入L6；否则判定异常声音无效，返回L2；L6.声学成像仪的异常声音报警单元记录当前检测点的位置、当前时间和异常声音的实际位置以作为一条报警数据，其中所述异常声音的实际位置为所述异常声音在待检测区域三维场景模型中的坐标值，返回L2。
[0011]作为优选，所述L6在返回L2前还包括以下步骤：L61.当所述异常声音报警单元对所述异常声音的实际位置进行记录时，声学成像仪的图像截取单元通过所述异常声音的实际位置在待检测区域三维场景模型上截取对应的异常声音位置点图片，并将所述异常声音位置点图片存储在与所述异常声音实际位置对应的存储包中；所述L2在结束后还包括以下步骤：L21.声学成像仪的图像分析单元用于按存储包的创建顺序逐一对相应存储包中的异常声音位置点图片进行图像分析识别，以确定对应存储包中图片上发出异常声音的物体的类型。
[0012]作为优选，所述L3具体包括：当所述第一数据缓存区处于第一工作模式且所述第二数据缓存区处于第二工作模式时，将所述第一数据缓存区更改为第二工作模式，并将所述第二数据缓存区更改为第一工作模式；或者当所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于声学成像的无人巡检式报警系统，其特征在于：包括声学成像仪；承载移动装置，用于安装所述声学成像仪并带动所述声学成像仪在待检测区域内沿巡检路线移动，且所述巡检路线上设有多个检测点；其中，所述声学成像仪，包括数据缓存单元，用于存储当前检测点位置上所述声学成像仪采集到的M个音频数据，同时删除掉所述声学成像仪上一次采集到的M个音频数据；异常声音判定单元，用于获取所述数据缓存单元中的音频数据，并计算得到所述音频数据中声压值最大的一个待判定音频，并将所述待判定音频的声压值减去当前检测点位置的背景噪声值以得到异常声音判定值，并将所述异常声音判定值与预设声音阈值进行比较，当所述异常声音判定值大于所述预设声音阈值时，判定当前检测点位置具有异常声音，否则判定当前检测点位置不具有异常声音；异常声音有效性确定单元，用于在当前检测点位置具有异常声音时根据当前检测点位置的视场范围确定异常声音的有效性，当异常声音的产生位置位于当前检测点位置的视场范围内时，判定异常声音有效，否则判定异常声音无效；异常声音报警单元，用于当异常声音有效时记录当前检测点的位置、当前时间和异常声音的实际位置以作为一条报警数据，其中所述异常声音的实际位置为所述异常声音在待检测区域三维场景模型中的坐标值。2.根据权利要求1所述的一种基于声学成像的无人巡检式报警系统，其特征在于：所述声学成像仪还包括图像截取单元，用于当所述异常声音报警单元对所述异常声音的实际位置进行记录时通过所述异常声音的实际位置在待检测区域三维场景模型上截取对应的异常声音位置点图片，并将所述异常声音位置点图片存储在与所述异常声音实际位置对应的存储包中；图像分析单元，用于按存储包的创建顺序逐一对相应存储包中的异常声音位置点图片进行图像分析识别，以确定对应存储包中图片上发出异常声音的物体的类型。3.根据权利要求1所述的一种基于声学成像的无人巡检式报警系统，其特征在于：所述数据缓存单元包括第一数据缓存区和第二数据缓存区，当所述第一数据缓存区处于第一工作模式时，所述第二数据缓存区处于第二工作模式；当所述第一数据缓存区处于第二工作模式时，所述第二数据缓存区处于第一工作模式；其中，第一工作模式为存储当前检测点位置上所述声学成像仪采集到的M个音频数据，所述第二工作模式为删除掉所述声学成像仪上一次采集到的M个音频数据。4.根据权利要求1所述的一种基于声学成像的无人巡检式报警系统，其特征在于：所述声学成像仪还包括背景噪声值确定单元，用于获取当前检测点位置的N个背景噪声数据，并计算所述N个背景噪声数据的均方根值以作为当前检测点位置的背景噪声值；或者，用于获取当前检测点位置的N个背景噪声数据，并选取所述N个背景噪声数据的中位数值以作为当前检测点位置的背景噪声值；背景噪声值存储单元，用于存储当前检测点位置的背景噪声值；检测点视场范围图像获取存储单元，用于获取并存储当前检测点位置的视场范围图
像；待检测区域三维场景模型确定单元，用于通过待检测区域内的全部检测点位置的视场范围图像构建形成待检测区域的三维场景模型。5.根据权利要求1所述的一种基于声学成像的无人巡检式报警系统，其特征在于：所述承载移动装置包括巡检轨道，根据所需的巡检路线设置在所述待检测区域内；移动小车，与所述巡检轨道连接，用于在所述巡检轨道上移动；转动部件，安装在所述移动小车上并用于安装所述声学成像仪；控制器，安装在所述移动小车上并与所述移动小车、转动部件、声学成像仪电性连接。6.一种基于声学成像的无人巡检式报警方法，采用权利要求1至5中任意一权利要求所述的无人巡检式报警系统，其特征在于：包括以下步骤：L1.确定待检测区域内的巡检路线，并在所述待检测区域内设置承载移动装置和声学成像仪，以使所述承载移动装置能够带动所述声学成像仪沿所述巡检路线移动；L2.承载移动装置带动声学成像仪沿巡检路线移动，当声学...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹祖杨，刘海婷，张鑫，闫昱甫，方吉，张永全，包君康，陶慧芳，
申请(专利权)人：杭州兆华电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：