利用大气扩散的声学测距系统技术方案

本发明专利技术的名称是利用大气扩散的声学测距系统。处理来自声源(210)的声音(218)的方法和装置。检测来自声源(210)的声音(218)。鉴定来自声源(210)的声音(218)中的谐波(224)。利用谐波(224)和多个大气条件(226)鉴定到声源(210)的距离(222)。

【技术实现步骤摘要】
利用大气扩散的声学测距系统
本公开通常涉及声系统，并且更具体地，涉及声学测距系统。仍更具体地，本公开涉及利用无源声学传感器(声敏元件，acousticsensor)鉴定到声源的距离的方法和装置。
技术介绍
在操作无人驾驶飞行工具中，传感器系统用于在飞行期间给无人驾驶飞行工具导航。这些传感器系统可由无人驾驶飞行工具用于感测和避开沿无人驾驶飞行工具航线的物体。这些物体可为例如，其他飞行器、结构、陆标、地域或多个其他类型的物体。为了感测这些物体，传感器系统可用于在一个时点检测物体距离无人驾驶飞行工具的距离。多个传感器系统可包括不同类型的传感器。有源传感器系统使用有源传送的信号检测物体。无人驾驶飞行工具可使用有源传感器系统诸如雷达系统。雷达系统可使用电磁辐射脉冲，以鉴定物体距离无人驾驶飞行工具的方向和距离。该距离由脉冲从物体返回花费的时间的长度确定。然而，该类型的传感器系统用于无人驾驶飞行工具可能是不期望的。例如，对于雷达系统，电磁辐射的发射使其更易于鉴定无人驾驶飞行工具的存在。目前，利用雷达系统的无人驾驶飞行工具可由不期望的多方诸如敌方飞行器或地面导弹站检测到。例如，敌方飞行器或地面导弹站可通过检测由无人驾驶飞行工具中的雷达系统发射的电磁辐射的脉冲鉴定无人驾驶飞行工具的存在。当无人驾驶飞行工具用于在敌方领土上的监视任务时，无人驾驶飞行工具的该检测可能是不期望的。进一步地，雷达系统可包括比期望更多的部件。例如，与期望用于无人驾驶飞行工具的相比，雷达系统中的部件可能尺寸更大并且重量更重。另外地，与在无人驾驶飞行工具中期望的相比，雷达系统可占据更多空间。进一步地，与当传送电磁辐射时期望的相比，雷达系统可使用更多能量。因此，期望具有考虑以上讨论的问题以及可能的其他问题中的至少一个的方法和装置。
技术实现思路
在一个说明性实施方式中，存在处理来自声源的声音的方法。检测来自声源的声音。鉴定来自声源的声音中的谐波。利用谐波和多个大气条件鉴定到声源的距离。在另一个说明性实施方式中，存在操控第一无人驾驶飞行工具相对于第二无人驾驶飞行工具飞行的方法。检测来自第二无人驾驶飞行工具的声音。鉴定来自第二无人驾驶飞行工具的声音中的谐波。利用谐波和多个大气条件鉴定从第一无人驾驶飞行工具至第二无人驾驶飞行工具的距离。利用从第一无人驾驶飞行工具至第二无人驾驶飞行工具的距离操控第一无人驾驶飞行工具的飞行。还在另一个说明性实施方式中，装置包括传感器系统和声音处理器。传感器系统配置来检测来自声源的声音。声音处理器配置来鉴定来自声源的声音中的谐波。声音处理器进一步配置来利用谐波和多个大气条件鉴定到声源的距离。特征和功能可在本公开的各种实施方式中独立实现或可在其他实施方式中结合，其中进一步的细节参考以下说明书和附图可见。附图说明认为是说明性实施方式特性的新特征在所附权利要求中叙述。然而，当结合附图阅读时，说明性实施方式以及其优选使用模式、进一步的目标和优点，将通过参考以下本公开的说明性实施方式的详述最好地进行理解，其中：图1为根据说明性实施方式的飞行器环境的图解；图2为根据说明性实施方式的定位系统的方块图的图解；图3为根据说明性实施方式的声音处理器中的距离鉴定器的方块图的图解；图4为根据说明性实施方式的监视环境的图解；图5为根据说明性实施方式的处理来自声源的声音的过程的流程图的图解；图6为根据说明性实施方式的操控无人驾驶飞行工具飞行的过程的流程图的图解；和图7为根据说明性实施方式的数据处理系统的图解。具体实施方式说明性实施方式意识到并考虑一种或多种不同的考虑因素。例如，说明性实施方式意识到并考虑，对于飞行器，鉴定到另一飞行器的距离可有用于操控飞行器的飞行。例如，已知从一个无人驾驶飞行工具至另一无人驾驶飞行工具的距离和方向可用于实施无人驾驶飞行工具之间的避撞。该避撞可由控制器自动实施或由操作员实施。说明性实施方式意识到并考虑，当有源传感器系统诸如雷达系统是不期望的时，可使用无源传感器系统。例如，无源传感器系统可为无源声学传感器系统。说明性实施方式意识到并考虑，无源声学传感器，诸如麦克风，可用于鉴定到从无源声学传感器系统到声源的方向。例如，由声学传感器系统检测的声音可用于鉴定方向信息，诸如声源的方位(bearing)、方位角和高度或其一些组合。说明性实施方式意识到并考虑，当声学传感器系统为无源声学传感器系统时，目前可用的声学传感器系统不能鉴定到声源的距离。进一步地，说明性实施方式意识到并考虑，除了操控飞行器以外，目前可用的无源声学传感器系统的问题还应用于这些系统在其他环境中的使用。例如，说明性实施方式意识到并考虑，鉴定到声源的距离的问题存在于配置来监测声音诸如枪开火、爆炸或两者的无源声学传感器系统中。目前，无源声学传感器系统能够根据将检测的声音与枪开火和爆炸的声特征进行比较，鉴定声源诸如枪或爆炸设备的存在。无源声学传感器系统也能鉴定从无源声学传感器系统至声源的方向。然而，无源声学传感器系统不能鉴定距离。结果，枪开火、爆炸或两者的位置不能利用目前可用的无源声学传感器系统进行鉴定。因此，说明性实施方式提供了鉴定声源的方法和装置。具体地，说明性实施方式提供了用无源声学传感器系统鉴定到声源的距离的方法和装置。在一个说明性实施方式中，检测来自声源的声音。鉴定来自声源的声音中的谐波。利用谐波和多个大气条件鉴定到声源的距离。现在参考图，并且具体地，参考图1，根据说明性实施方式描绘了飞行器环境的图解。飞行器环境100是一个环境的例子，其中可鉴定关于从飞行器至声源的距离的信息。具体地，飞行器环境100是一个环境的例子，其中可鉴定关于从飞行器至另一飞行器的距离的信息。在该说明性实施例中，飞行器环境100包括无人驾驶飞行工具102、无人驾驶飞行工具104、无人驾驶飞行工具106和有人驾驶飞机108形式的飞行器。在这些说明性实施例中，无人驾驶飞行工具102包括声学传感器系统110，无人驾驶飞行工具104包括声学传感器系统112，和无人驾驶飞行工具106包括声学传感器系统114。在这些说明性实施例中，这些声学传感器系统可根据说明性实施方式实行。当根据说明性实施方式实行时，这些传感器系统提供了鉴定到声源的距离的能力。例如，无人驾驶飞行工具104可为声源。无人驾驶飞行工具104产生声音116。声音116可由无人驾驶飞行工具104中的发动机产生。声音116由声学传感器系统110检测。声学传感器系统110配置来鉴定来自无人驾驶飞行工具104的声音116中的谐波。另外地，声学传感器系统110配置来鉴定从无人驾驶飞行工具102至无人驾驶飞行工具104的距离118。距离118利用由无人驾驶飞行工具104的声音116鉴定的谐波和多个大气条件，通过声学传感器系统110进行鉴定。在这些说明性实施例中，多个大气条件可影响谐波在空气中行进的速度。具体地，声音116的谐波中的每个谐波以相对于声音116中的其他谐波的不同速度行进。以该方式，可鉴定从无人驾驶飞行工具102至无人驾驶飞行工具104的距离118。以类似的方式，无人驾驶飞行工具104可检测由有人驾驶飞机108产生的声音120。声学传感器系统112可鉴定声音120中的谐波，并利用谐波和多个大气条件鉴定从无人驾驶飞行工具104至有人驾驶飞机1本文档来自技高网...

【技术保护点】
处理来自声源(210)的声音(218)的方法，所述方法包括：检测来自所述声源(210)的所述声音(218)；鉴定来自所述声源(210)的所述声音(218)中的谐波(224)；和利用所述谐波(224)和多个大气条件(226)鉴定到所述声源(210)的距离(222)。

【技术特征摘要】
2012.05.24 US 13/480,1921.处理来自声源(210)的声音(218)的方法，所述方法包括：检测来自所述声源(210)的所述声音(218)，其中声音作为来自放置在交通工具上的声学传感器系统的声音数据接收；鉴定来自所述声源(210)的所述声音(218)中的谐波(224)，其包括利用傅里叶变换将所述声音数据从时域转化至频域，在所述频域中鉴定所述声音数据中频率的谱峰，和从所述谱峰鉴定所述谐波；鉴定所述谐波的多个大气条件和大气扩散因子；和利用所述谐波(224)、所述多个大气条件(226)和所述大气扩散因子鉴定从所述交通工具到所述声源(210)的距离(222)，其包括鉴定所述谐波中第一谐波和第二谐波之间的时间延迟以及利用所述第一谐波和所述第二谐波之间的所述时间延迟和由所述多个大气条件造成的大气扩散鉴定到所述声源的所述距离，其中对所述第一谐波(318)和所述第二谐波(320)，所述大气扩散因子考虑由选自湿度、压力和温度中的至少一个的所述多个大气条件(226)造成的扩散；和其中鉴定所述谐波(224)中所述第一谐波(318)和所述第二谐波(320)之间的所述时间延迟(326)包括：鉴定所述第一谐波(318)的第一频率和所述第二谐波(320)的第二频率之间的相位延迟；和利用所述相位延迟鉴定所述第一谐波(318)和所述第二谐波(320)之间的所述时间延迟(326)。2.权利要求1所述的方法，进一步包括：利用到所述声源(210)的所述距离(222)以及到所述声源(210)的方位角(234)和到所述声源(210)的高度(236)中的至少一个鉴定所述声源(210)的位置(238)；和从所述声音(218)鉴定到所述声源(210)的方位角(234)和高度(236)中的至少一个。3.权利要求1所述的方法，其中所述声源(210)选自飞行器、无人驾驶飞行工具(104)和枪(426)之一；其中所述距离(222)用于鉴定产生造成所述声音(218)中的所述谐波(224)的多次枪射击的所述声源(210)的位置(238)。4.权利要求1所述的方法，其中所述距离(222)从第一无人驾驶飞行工具(104)至第二无人驾驶飞行工具(106)，并进一步包括：利用所述距离(222)操控所述第一无人驾驶飞行工具(104)的飞行，以避免与所述第二无人驾驶飞行工具(106)和相对于所述第二无人驾驶飞行工具(106)碰撞；鉴定到所述第二无人驾驶飞行工具(106)的方位角(234)和到所述第二无人驾驶飞行工具(106)的高度(236)中的至少一个；其中利用从所述第一无人驾驶飞行工具(104)至所述第二无人驾驶飞行工具(106)的所述距离(222)操控所述第一无人驾驶飞行工具(104)的所述飞行包括：利用从所述第一无人驾驶飞行工具(104)至所述第二无人驾驶飞行工具...

【专利技术属性】
技术研发人员：Q·蒋，M·J·戴利，R·M·克莱默，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：