具有感兴趣区域的声学检测设备和系统技术方案

一种系统(400)，该系统(400)包括：包括多个麦克风的声学检测设备(410)；用于发送信号或消息的输出或通信装置；用于存储至少一个感兴趣区域(ROI1)的位置和相关联阈值(T1)的存储器；用于检测潜在声源的位置和声压级(SPL)的处理电路；以及用于测试检测到的声源是否位于感兴趣区域，以及用于测试检测到的声压级别(SPL)是否高于阈值(T1)，并且如果这些测试的结果为真，则发送用于操作组件(440)的信号或消息，组件(440)诸如视听组件或阀门等。支持具有感兴趣区域的声学检测设备(410)。有感兴趣区域的声学检测设备(410)。有感兴趣区域的声学检测设备(410)。

【技术实现步骤摘要】
具有感兴趣区域的声学检测设备和系统


[0001]本专利技术一般涉及声学检测设备(也称为“声学相机”)领域，以及包括声学 检测设备的系统，例如，工厂监测系统、监控系统、气体泄漏检测系统。

技术介绍

[0002]例如来自WO2018087622(A1)、WO2019166450(A1)或WO2018055232 (A1)的、包括多个麦克风(例如，MEMS麦克风)的声学检测设备在本领 域中是已知的，上述的全部文献通过引用结合在本文中。已知相机能够检测一 个或多个声源相对于MEM阵列的存在、位置和声压级(sound pressure level, SPL)。(一个或多个)声源可与气体泄漏或机械摩擦(例如，由电机的轴承 生成)有关。例如，检测可以基于“波束成形”，也可以基于评估在预定义位置 或定向存在潜在声源的可能性的算法。
[0003]使用此类声学相机的现有系统可在显示器上显示有关检测到的声源的信 息，以供允许用户在发生事件的情况下(例如，在气体泄漏生成高于预定义阈 值的声压级(SPL)的声发射情况下)采取适当动作(例如，关闭阀门、发出 警报等)。由于若干原因，这并不理想，诸如例如，(i)用户响应可能(太) 缓慢，导致危险的情况，(ii)用户对情况的解释可能不正确，等。
[0004]至少在一些情况下，如果系统可以在没有人工干预的情况下自动采取适当 动作，这可能是可期望的。然而，在实践中，这说起来容易做起来难，建立可 靠的系统是一个挑战。

技术实现思路

[0005]本专利技术的实施例的目的是提供声学检测设备和/或使用声学检测设备的检 测系统，具有如下特征：允许(例如，气体泄漏的)更可靠和/或更相关的检测。
[0006]本专利技术的实施例的目的是提供声学检测设备和/或使用声学检测设备的检 测系统，具有如下特征：降低“假肯定”的风险(例如，降低在火车经过情形中， 或在飞机飞越场景的情形中，或在场景中的人或动物发出声音的情形中生成警 报的风险)。
[0007]本专利技术的实施例的目的是提供声学检测设备和/或使用声学检测设备的检 测系统，其能够检测某些事件(诸如例如：检测气体泄漏或检测电机轴承的摩 擦)，并能够自动拒绝其他事件，例如，与系统的目的无关的事件(诸如例如 火车通过或飞机的飞越)。
[0008]本专利技术的实施例的目的是提供此类检测设备和/或能够以相对简单的方式 拒绝某些事件的检测系统。
[0009]本专利技术的实施例的目的是提供此类检测设备和/或此类检测系统，具有如 下特征：允许设备和/或系统针对特定环境和/或特定场景进行优化或定制，例 如，针对特定工厂或生产设施或景观，例如，具有特定的布局和/或机械和/或 管道和/或管线的特定组合。
[0010]本专利技术特定实施例的目的是提供允许更可靠的检测和/或允许减少假肯定 的数量的“超声气体泄漏检测设备”和/或“气体泄漏检测系统”。
[0011]本专利技术实施例的目的是提供“超声气体泄漏检测设备”和/或“气体泄漏检测 系统”，其能够响应于检测到的气体泄漏而采取自动动作，例如，以发出警报、 关闭或打开阀门、激活或停用致动器等形式。
[0012]为生产设施提供包括声学相机的监测系统或监控系统也是本专利技术实施例 的目的。
[0013]这些和其他目标通过本专利技术的实施例实现。
[0014]根据第一方面，本专利技术提供了一种声学检测设备，包括：多个麦克风(例 如，至少5个和最多250个MEMS麦克风，或至少10个和最多150个麦克风， 或至少15个和最多64个麦克风，安装在平面或弯曲表面上)，在至少两个方 向上间隔开，并配置成用于将源自场景的声波转换为多个模拟或数字声音信号； 输出(例如，输出端口、连接器)，用于将信号(例如，激活信号或停用信号 或驱动器信号)发送到外部组件和/或用于向外部处理器发送消息的通信装置； 用于存储至少一个感兴趣区域的信息的存储器(例如，RAM或闪存)，所述 信息包括位置信息和至少一个阈值水平(例如，声压级的形式、或归一化声压 级的形式、或气体泄漏速率形式的阈值)；处理电路，连接到所述麦克风、所 述输出和/或所述通信装置以及所述存储器，并配置成用于：a)接收多个声音 信号，并检测所述场景中一个或多个潜在声源的位置和声压级(SPL)或从中 得出的值(例如，相对应的气体泄漏速率)；以及b)针对至少一个检测到的 声源，测试检测到的声源是否位于感兴趣区域中(Region Of Interest,ROI)； 并测试检测到的声压级或从中得出的值(例如，相对应的气体泄漏速率)是否 高于与该区域相关联的至少一个阈值；并且如果满足这两个条件，则发送指示 警报的第一信号和/或第一消息(例如，直接或间接导致视听信号的生成和/或 激活阀门或致动器、电机、喷雾器或警报器的激活)。
[0015]多个麦克风可以设置在二维表面或三维表面上，并且它们不位于单个虚拟 线上，即，它们不是共线的。表面可以是平面的(即，平坦的)或弯曲的(例 如，半球)。
[0016]如果一个或两个条件都不满足，则该方法可以丢弃声源或发送与第一消息 不同的第二消息，例如，具有状态信息或日志信息等的消息。
[0017]本专利技术的最大优势之一是，它允许根据声源在场景中的位置定义多个阈值 水平，而不是适用于整个视野的单个阈值水平。通过这种方式，相机可以更准 确和/或以更合适的方式对特定(已知)场景做出反应。仅作为示例，通过这种 方式，源自已知或预期声源(例如，遵循已知轨迹、或场景中的一个或多个轨 迹的火车)的声能可以被防止生成虚假警报。
[0018]请注意，该方法不要求使用神经网络等对声音波形进行分析和/或分类， 但是这并不被排除。相反，(固定)场景只需要在至少两个区域的多个区域中 进行分区，例如，可以通过一个轮廓来实现。(一般来说，为了定义N个区域， 可以定义N
‑
1个轮廓；或者，可以使用包含N个不同颜色代码的比特图)。在 图1的示例中，指示了五个轮廓，定义了五个区域或六个区域：第一区域(相 对靠近)，包括电机或压缩器；第二区域(例如，包含直立式冷却管线)、第 三区域(例如，包含气体存储罐)、第四区域(例如，感兴趣区域以外的远端 位置)、第五区域(例如，包括附近的管线)和隐式剩余区域(例如，包含各 种管道)。
[0019]一个优点是，区域可以通过简单地在场景的图片上指示(例如，绘制)轮 廓来定义，例如，通过使用本地触摸屏手动绘制它们，或通过指示通过多边形 互连的多个点，或通过指示网格的片，例如，使用诸如鼠标或输入笔之类的输 入设备，或使用远程计算机，或任
何其他合适的方式。
[0020]至少一个ROI(感兴趣区域)可小于声学相机的“声学视野”。
[0021]声学检测设备可能是超声相机。
[0022]多个麦克风可位于平面上，例如，在平面PCB上。
[0023]在实施例中，多个麦克风设置在至少两个非平行平面上。
[0024]麦克风可以是MEMS麦克风。
[0025]通信装置可包括双向收发器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种声学检测设备(410；510；610)，包括：
‑
多个麦克风(418；518；618)，所述多个麦克风(418；518；618)在至少两个方向上间隔开并配置成用于将源自场景的声波转换为多个模拟或数字声音信号；
‑
输出(413；513；613)，所述输出(413；513；613)用于将信号发送到外部组件(440；540；640)，和/或通信装置(412；512；612)，所述通信装置(412；512；612)用于将消息发送到外部处理器(420；430；520；630)；
‑
存储器，所述存储器用于存储至少一个感兴趣区域(ROI1)的信息，所述信息包括位置信息和至少一个阈值水平；
‑
处理电路(416；516；616)，所述处理电路(416；516；616)连接到所述麦克风、所述输出(413；513；613)和/或所述通信装置(412；512；612)以及所述存储器，并配置成用于：a)接收(702)多个声音信号，以及检测所述场景中一个或多个潜在声源的位置和声压级(SPL)或从中得出的值；以及b)针对至少一个检测到的声源，测试(704)所述检测到的声源是否位于感兴趣区域中；以及测试(710)所述检测到的声压级(SPL)或从中得出的值是否高于与所述区域相关联的至少一个阈值(T1)；并且如果满足这两个条件，则发送(712)指示警报的第一信号和/或第一消息。2.如权利要求1所述的声学检测设备(410；510；610)，其中至少一个感兴趣区域小于所述场景。3.如权利要求1所述的声学检测设备(410；510；610)，其中所述存储器存储小于所述场景的至少两个非重叠感兴趣区域的信息，所述信息包括每个感兴趣区域的至少一个阈值水平。4.如权利要求1所述的声学检测设备(410；510；610)，进一步包括：至少一个光学相机(417；517；617)，所述至少一个光学相机(417；517；617)配置成用于捕捉所述场景的至少一部分的至少一个图像；并且其中所述声学检测设备进一步配置成用于传送至少一个捕捉的图像，任选地在利用附加信息覆盖所捕捉的图像之后。5.如权利要求1所述的声学检测设备(410；510；610)，其中作为所述感兴趣区域的信息的一部分的阈值是能通过所述多个麦克风(418；518；618)测量的声压级。6.如权利要求1所述的声学检测设备(410；510；610)，其中作为所述感兴趣区域的信息的一部分的阈值是气体泄漏速率。7.如权利要求1所述的声学检测设备(410；510；610)，其中所述声学检测设备进一步适用于估计(703)所述至少一个感兴趣区域的最小可检测声级(NF)；以及并且其中步骤a)进一步包括：测试(708)所述检测到的声压级是否大于所述最小可检测声级(NF)，并仅在此测试的结果为真的情况下继续进行步骤ii)。8.如权利要求1所述的声学检测设备(410；510；610)，进一步包括显示器(414；514；614)和输入装置(415；515；615)；
并且其中所述处理电路(416；516；616)进一步配置成用于在所述显示器(414；514；614)上提供图像，并配置成用于允许操作员定义至少一个感兴趣区域(ROI1)的位置并使用所述输入装置(415；515；615)指定至少一个阈值。9.一种系统(400；500；600)，包括：
‑
如权利要求1所述的声学检测设备(410；510；610)，所述声学检测设备(410；510；610)被固定安装以观察要监测的场景；以及显示器(424；524)和输入装置(425；625)，所述显示器(424；524)和输入装置(425；625)在所述声学检测设备外部但通信连接至所述声学检测设备；并且其中所述处理电路(416；516；616)进一步配置成用于在所述显示器(424；524)上提供图像，并配置成用于允许操作员定义至少一个感兴趣区域(ROI1)的位置并使用所述输入装置(425；625)指定至少一个阈值。10.如权利要求9所述的系统(400；500)，进一步包括至少一个组件(440；540)，所述至少一个组件(440；540)操作地连接至所述声学检测设备的输出(513)，并配置成用于进行接收以及响应于第一信号而被激活或停用，其中组件(440；540)选自包括以下各项的组：视听组件、扬声器、警报器、发光设备、致动器、电机、阀门、继电器。11.一种系统(400；600)，包括：
‑
如权利要求1所述的声学检测设备(410；610)，所述声学检测设备(410；610)被固定安装以观察场景；以及
‑
至少一个组件(440；540)，所述至少一个组件(440；540)选自包括以下各项的组：视听组件、扬声器、警报器、发光设备、致动器、电机、阀门、继电器；
‑
系统控制器(430；630)，所述系统控制器(430；630)通信地连接到所述声学检测设备并操作地连接到所述至少一个组件(440；540)，并且配置成用于接收从所述声学检测设备发送的第一消息和/或第二消息或从中得到的消息，并配置成用于响应于对所述消息的接收而选择性地激活或停用所述至少一个组件(440；640)。12.如权利要求11所述的系统(400；600)，进一步包括通信连接至所述系统控制器(430；630)的显示器(434；634)和输入装...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：迪士顿股份公司，
类型：发明
国别省市：