Акустический локатор Опции

[163264]

Нужно разработать устройство определения направления на источник звука (может быть как импульсный так и достаточно постоянный). Ну по сути, 2 пары ушей (4 микрофона).
одна пара слушает по горизонтали, вторая по вертикали. Никакой хитрой математики и обработки пока не надо. Просто коррелятором измерить разницу фаз.
Понятно, что точность определения будет зависеть от внешнего шума и времени накопления информации.
Тут тоже волшебства не требуется. Какая получится такая и получится. Хитро выделять сигнал из шума по спектру тоже не надо. Пока требуется быстрое и простое решение в лоб.
Может даже, если возникнут сложности, упростить задачу до 2-3х микрофонов (те направление по одной координате).
Если проект заладится, то возможно продолжение, углубление и расширение задачи.

Индикация на небольшой TFT или OLED дисплей или на пару линеек светодиодов. Обсуждаемо.

Питание от Li-Pol аккума, те энергоэффективность важна, но без особого фанатизма.

Объем работы: схема, прошивка, разводка платы (каких-то вырви глаз требований по ней нет), 3 образца, юзерская дока.


Предложения по срокам и стоимости в личку, плиз.

Сообщение отредактировал 163264 - Aug 7 2018, 11:14

[Stanislav]

Нужно разработать устройство определения направления на источник звука (может быть как импульсный так и достаточно постоянный). Ну по сути, 2 пары ушей (4 микрофона).
одна пара слушает по горизонтали, вторая по вертикали. Никакой хитрой математики и обработки пока не надо. Просто коррелятором измерить разницу фаз...

Простите, но беда в том, что Вы, не успев поставить задачу, уже предлагаете её решение.
Которое может быть весьма далеко от оптимума для заданных входных и выходных условий.

PS. Есть 32F769IDISCOVERY, где абсолютно всё присутствует, включая дисплей, микрофонную решётку 2х2, и даже разъём для аккумулятора.
У меня имеется такая, но решать задачу не возьмусь - времени мало.
Если она неспешная - пишите в личку.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

Очевидно нужно механическое устройство поворота "ушей",

"Уши" можно "крутить" электронным способом.
Правда, процессор потребуется шустрый, навроде приведённого выше Кортекс-М7.

...либо использование микрофонов с равномерной чувствительностью в любом направлении, что трудноосуществимо, если вообще возможно.

Именно это не нужно.
Достаточно определить индивидуальную чувствительность элементов решётки по направлениям, что достигается калибровкой.
Её придётся делать в любом случае.

[_4afc_]

PS. У меня есть 32F769IDISCOVERY, где абсолютно всё имеется, включая дисплей, микрофонную решётку 2х2, и даже разъём для аккумулятора.

Интересно в какой полосе частот вы cможете локализовать направление, и с какой точностью - решёткой с такой маленькой базой, как на 32F769IDISCOVERY?

[Stanislav]

Интересно в какой полосе частот вы cможете локализовать направление, и с какой точностью - решёткой с такой маленькой базой, как на 32F769IDISCOVERY?

Читайте внимательно условия задачи:

Понятно, что точность определения будет зависеть от внешнего шума и времени накопления информации.
Тут тоже волшебства не требуется. Какая получится такая и получится.

Исходя из оных, база достаточна.
Полоса частот роли также абсолютно не играет.

[_4afc_]

Читайте внимательно условия задачи:
Исходя из оных, база достаточна.
Полоса частот роли также абсолютно не играет.

Хотел бы заметить что в режиме стерео, человеку для определения звука в передней полусфере нужна база между "микрофонами" в 18см.
А для определения направления в задней - искажения вносимые формой ушных раковин и затенение черепом.
Причём стерео эффект происходит в мозгу, после обработки адаптивным фильтром.
Будем ИИ городить?

Ой вэй, если бы меня никто не спрашивал - я бы ответил имхо, что задача сия провальная как для гражданского применения, так и для военного
Что в помещении, что на воздухе - много весьма мешающих факторов. Отражение, интерференция, ветер, etc, да все это умножить на расстояние до объекта. Фазу ловить тоже не так просто, особенно если сигнал апериодический. Впрочем, удачи

Я когда пробовал мне тоже результат не понравился.

Оптимистам советую записать сигнал двумя разнесёнными микрофонами и посмотреть на него в AdobeAudition3.
Там для стерео сигнала добавляются 3 инструмента:
1.показывает направление на сигнал при проигрывании;
2.фазовая спектрограмма;
3.ещё какая-то спектрограмма по направлению.

Пессимистам - есть научные работы где решёткой отслеживают направление на перемещающийся источник звука.
Выглядит презентабельно, графики в MATLAB.

[Stanislav]

Хотел бы заметить что в режиме стерео, человеку для определения звука в передней полусфере нужна база между "микрофонами" в 18см.

Расскажите это моей кошке, у которой база примерно в 3 раза меньше, но это не мешает ей определять направление на источник звука с точностью, которая не снилась ни Вам, ни мне.

А для определения направления в задней - искажения вносимые формой ушных раковин и затенение черепом.

Скажите, где на приведённой мною плате (32F769IDISCOVERY) есть ушные раковины, а также череп, которым осуществляется "затенение"?

Причём стерео эффект происходит в мозгу, после обработки адаптивным фильтром.
Будем ИИ городить?

Вы просто не понимаете разницы между стереоэффектом и задачей определения направления на источник сигнала, а Ваши досужие рассуждения на сей счёт не имеют никакого отношения к теме.
Между тем, подобные задачи успешно решали более 100 лет назад, без каких-либо адаптивных фильтров, ИИ, и прочей чертовщины.


-----------------------------------------------------------------------------------------------------

вроде бы это для верх/низ восновном, для различия перед/зад таких изысков не нужно

Человеческие уши очень плохо приспособлены для определения углового положения источника, расположенного в плоскости симметрии головы.
В частности, человек совершенно не различает направления перед/зад на источники, расположенные в этой плоскости.

Это так, к слову.

...Что в помещении, что на воздухе - много весьма мешающих факторов. Отражение, интерференция, ветер, etc, да все это умножить на расстояние до объекта. Фазу ловить тоже не так просто, особенно если сигнал апериодический. Впрочем, удачи

Мы не знаем условий, а постановка задачи вполне корректна, в силу приведённой оговорки: что получится, то и получится.
Методика вполне изучена, и там не нужно никаких корреляций и "ловли фазы". Апериодичность сигнала также не играет роли, в силу тех же условий: никакой фильтрации не требуется.

Есть готовые решения на Ардуино
http://wiki.amperka.ru/сенсоры:microphones_plus_servoprivod.

Как-то не очень впечатляют:
"Эта страница ещё не существует
Вы перешли по ссылке на тему, для которой ещё не создана страница. Если позволяют ваши права доступа, вы можете создать её, нажав на кнопку «Создать страницу»."

Техническое задание от автора топика не выдерживает никакой критики.

А здесь, собственно, и нет ТЗ. Няп, ищется тот, кто может его составить, согласовать и выполнить.

[Abell]

Методика вполне изучена, и там не нужно никаких корреляций и "ловли фазы". Апериодичность сигнала также не играет роли, в силу тех же условий: никакой фильтрации не требуется.

Я тоже так умею, но не здесь и не сейчас. Обоснуйте поподробней методику, как с двух разных неподвижных некалиброванных микрофонов достоверно определить направление на источник хаотичных звуков
Только не стоит путать со следящими системами, это другое совсем и в теме уже оговаривалось - коты и люди, локализуя источник, таки вертят башкой

[Stanislav]

Я тоже так умею, но не здесь и не сейчас. Обоснуйте поподробней методику, как с двух разных неподвижных некалиброванных микрофонов достоверно определить направление на источник хаотичных звуков

Разве о некалиброванных микрофонах здесь шла речь?
Прочитайте ещё раз пост #11 данной темы, и впредь будьте внимательнее.
Потом продолжим, если понимание не будет достигнуто.

Только не стоит путать со следящими системами, это другое совсем и в теме уже оговаривалось - коты и люди, локализуя источник, таки вертят башкой

А зачем?
Обоснуйте на физическом уровне.

Более того, скажу по секрету, что это вовсе не так. Для определения направления на, скажем, импульсный источник звука, поворота головы вовсе не требуется.

И - ещё раз: такие вопросы умели решать уже во время ПМВ, без каких-либо "поворотов".
А вот для неких, 100+ лет спустя, - это уже неразрешимая задача...

ЗЫ. Чтоб не прослыть голословным, могу привести примеры из истории. Хотя, это будет оффтоп.

----------------------------------------------------------------------------------------

Различает. Можете проверить на себе - https://www.youtube.com/watch?v=IUDTlvagjJA

Дело в том, что я это проверял на себе, ещё в школе.
Верите, нет ли - направление на источник звука, расположенный точно позади и точно спереди невозможно различить.
Можете проверить на себе. (с)
Приведённая Вами аудиограмма не имеет отношения к написанному мной - там источники звука не лежат в плоскости симметрии головы.

ЗЫ. Да, вот здесь определение, на всякий случай:
http://wiki.web.ru/wiki/%D0%9F%D0%BB%D0%BE...%80%D0%B8%D0%B8

[dkg10]

И - ещё раз: такие вопросы умели решать уже во время ПМВ, без каких-либо "поворотов".
А вот для неких, 100+ лет спустя, - это уже неразрешимая задача...

А решали такие задачи тогда применением направленных устройств улавливания звука (так называемых рупоров)
Вспомните хотя бы службу ВНОС времен ВОВ . Можно было без особой тебе электроники уловить полет вражеских бомбардировщиков, с тем, чтобы зенитчики успели бы занять свои места , аэростаты успеть поднять, прожектористам - зажечь угольные электроды прожекторов (ночью). Так и бомбили фрицы Москву без особого на то успеха. У англичан правда имелись уже в 1940 РЛС, с помощью которых они смогли "осадить " люфтвафе. Однако эти РЛС в СССР по ЛЭНД лизу не поставлялись (Черчиль привез меч короля Георга в знак уважения защитникам Сталинграда)