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.

Очевидно нужно механическое устройство поворота "ушей", либо использование микрофонов с равномерной чувствительностью в любом направлении, что трудноосуществимо, если вообще возможно. Я верно вас понял?

не нужны никакие механические устройства и спец микрофоны. Да, возможно, из-за кардиоидной направленности обычных микрофонов будут какие-то мертвые зоны. Ну и фиг с ними, переживем. В перспективе эта проблема легко решается добавлением числа микрофонов

Почему всё это не сделать на покупной макетной плате у которой есть 4 входа АЦП?

можно, но мне надо так как я написал. А разработчику никто не запрещает взять 2 звуковухи от компа или плату с АЦП и промакетировать, если ему это надо.

Чем вас ReSpeaker и ему подобные не устраивают?

Ну на уровне использовать как макетку можно. А на перспективу закладываться на чужое железо стрёмно. Только разработал а оно, оппа, и пропало.

*
Ну так делаете реверс инжиниринг - и железо из "чужого" становится "своим" и никаких "оппа" не произойдет.

А что там реверсить? Подключение 4х микрофонов к
контроллеру? или подключение контроллера к индикатору?

*
Если всё так просто, то для чего было вообще открывать тему и беспокоить людей?
Взял сам и сделал. Экономично и учитывает все требования.

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.

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

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

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

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

Потому, что раздел форума называется "Предлагаю работу", а не "Сделаю сам".

Напишите мне abaraba.xff at gmail.com (личка на форуме у меня не доступна). Имею опыт в цифровых антенных решетках.

Альтернативное решение интересует? Например, определение положения объекта с помощью ультразвука или можно навернуть оптические решения (разные). Машинное зрение так же может быть неплохим вариантом.

Нет. Интересует именно акустика. Причем, обращаю внимание, мне нужно определять источник звука, а не сам физический объект.

У Вас "СОВА-М" запрещена ?

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

Есть готовые решения на Ардуино
http://wiki.amperka.ru/сенсоры:microphones_plus_servoprivod.
Техническое задание от автора топика не выдерживает никакой критики.

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?


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.

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

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.

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

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.


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

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.

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.


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»."

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

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

Та конечно. Т.е. если с Вами поздоровается человек, стоящий сзади Вас, то Вам непременно надо башкой крутить, чтобы убедиться что он таки сзади, а не спереди?
Да и ТС требуется выяснить именно направление, а не "локализировать/ликвидировать и еще что-то там, источник".

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

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.

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.

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

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

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)

Зачем мне перечитывать Ваши сообщения? Они мне не интересны, совсем. ТС озвучил вот это:

Спорить не собираюсь, и за это дело не берусь, но предостерегаю автора темы от ложного чувства кажущейся простоты решения задачи
И особенно предостерегаю от излишней самоуверенности. Как там у Вас - "Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)" ?
Решения 100+ лет назад, которые совсем без электроники, из рупоров в уши - были как раз следящими, потому что без поворота "ушей" на цель и дифференциального сравнения оператор мог указать лишь приблизительное направление, "где-то там". Поэтому вот это предположение неверно:

В любом случае, спорить не собираюсь
Как говорится, "Фляг ин дер ханд, ди пфайф ин ден а...ш унд ден зуг зу треффен"

в задании специально подчеркнуто, что "счастья для всех и даром" не требуется, а требуется получить результат в рамках "что получится" по условиям поставленной задачи.
PS Человек крутит головой для уточнения направления на звук не для слежения, а просто потому, что человек - машина, в основном, аналоговая и она выделяет так максимум.
Цифровой штуке это не надо. Ей будет полезно накопление информации для отстройки от шумов, а двигать микрофонами ей ни к чему.

У человека, как вычислителя, - одни сильные стороны, а у калькулятора - другие.

Здравствуйте,
а вы где то критерии что получится, то получится укажите?
Потому что ваше ожидание "что получится" и разработчика "что получилось" может не совпасть.
А у вас в задании ни одного конкретного значения нет или даже диапазона "от и до" значений.

Вообще-то, в ПМВ - не только, и не столько при помощи рупоров.
Поинтересуйтесь, например, каким образом англичане определяли координаты германских ПЛ и крупных надводных кораблей в Канале (Ла-Манш).
Никаких рупоров, тем более, подвижных, там не было.
Асдик времён ВМВ - лишь результат миниатюризации, при сохранении принципа.

Ну да, примерно так.
Только во время ВОВ германские подводники уже имели пассивную ГАC (GHG-Anlage), и активную (S-Basis). И то, и другое содержало гидрофонную решётку с электрическим сканированием. Правда, не успели этим воспользоваться.
А вот сейчас, к сожалению, наблюдаю весьма удручающую картину. Люди забыли элементарные основы, зато обзавелись привычкой высказывать собственные представления о мироустройстве, где ни попадя. Не только в данной теме, а вообще...

Наземная ПВО Москвы работала из рук вон плохо, особенно с учётом масштаба привлечённых сил и средств.
Скажите, знаете ли Вы хоть об одном достоверно сбитом именно над Москвой германском самолёте? А ведь бомбы ложились и внутри Кремля.
От массированных налётов Москву спасла, в первую очередь, связанность Люфтваффе поддержкой наземных войск. А также действия истребительной авиации ВВС РККА на подходах.
Прошу прощенья за оффтоп.

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

Мсм, он выразил всё достаточно понятно.
Непонятно зачем здесь писать подобное:
, особенно если Вы в данном вопросе ни бе, ни ме.
Лучше откройте тему, в разделе для начинающих. Обещаю, что смогу Вам там помочь с обоснованием.


"Уходя - уходи"(с), не нужно повторяться.
Спорить же советую лишь после постижения элементарных основ звуко- (да и радио) локации.
Глядишь, желание поспорить после этого и отпадёт само собой.

Вы в каком полку служили?

Совершенно Вас поддерживаю, поскольку мсм, условия задачи корректны.
Не очень хорошо, что Вы там с ходу предлагаете методику решения (заведомо негодную), ну это мелочи. Грамотный исполнитель разберётся, что к чему.
Курите суммарно-разностные методы, если параметры сигнала неизвестны. Если известны - всё равно курите, но уже через мундштук.

Это не так.
Кот поворачивает голову, даже на импульсный источник звука, чтобы посмотреть. Он по природе - охотник, и должен видеть дичь, чтобы поймать её. Или сбежать, если грозит опасность.
Человек, по большей части, этого не делает, если звук его не беспокоит.
Направление на источник звука в технике выделяют не по максимуму, а по минимуму сигнала. Потому, что первый размазан, а второй - как раз острый.
Посему, микрофонная решётка 2х2 с базой 2-3 см может определить направление на источник звука сколь угодно точно, при условии отсутствия помех и отражений.

В контексте данной задачи, у человека (и даже кота) перед калькулятором нет абсолютно никаких сильных сторон.

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

Брысь!..

Ну в общем, "проверил на себе" )))

Понятное дело, что безэховой камеры под рукой нет, потому использовались наушники и набор импульсных откликов макета головы (http://sound.media.mit.edu/resources/KEMAR.html). При помощи сверточного ревербератора (без прямого сигнала) тестовый моно-сигнал превращался либо в имитацию звука сзади, либо спереди.

В общем, ситуация такая.

а) Однотональный сигнал неразличим по азимуту. Вполне понятно почему.
б) Широкополосный сигнал (я использовал барабанный луп, конечно в моно), если его воспроизводить изолированно с большой паузой от других сигналов, тоже неразличим (чем лучше умеешь запоминать тембральный окрас звука, тем больше нужна пауза ).
в) При последовательном проигрывании кусочков с разными вариантами импульсного отклика (сырой, азимут=0, азимут=180) различается на 100% в слепом тесте. Ну что и не удивительно, АЧХ при источнике спереди и сзади сильно отличается, все-таки есть экранировка несимметричной ушной раковиной, волосы тоже влияют. Можете оценить разницу АЧХ сами, по ссылке есть все данные.

Я как-то экспериментировал с бинауральным процессингом. В общем, мои наблюдения таковы - если положение источника звука фиксировано (имеется в виду - наушники плюс свертка тестового сигнала с HRIR), то эффект определения положения очень кратковременный - очень быстро звук перемещается внутрь головы и все. Если перемещать источник, даже несильно, то эффект сохраняется. Плюс человек же еще сам головой крутит. Очень быстро неподвижность источника при подвижности головы ломает ощущение локализации источника в пространстве.

Но это все, конечно, оффтоп в данной теме.

Коты также имеют удивительную способность поворачивать ухо почти на 180 град! Некоторые совы (ушастые) по - видимому также владеют звуколокацией , но, в дополнение, могут поворачивать голову на 180 град т.к. уши-перышки у них "неповоротные"

Нужно обычный ФАР считать, а не фазы сигналов мерить - рассчитывать лучи в разных направлениях и искать в каких направлениях сигнал больше, чем в других.

Потребуется:
- широкополосный полосовой фильтр (не искажающий фазу), чтобы убрать постоянную частоту
- расчет задержек
- 4 буфера памяти для выборок данных (для определения размеров буферов надо задаться частотами, углами сканирования и расстоянием между микрофонами)
- 4 сумматора данных из буферов с задержками
- фильтр Гильберта для получения IQ сигнала и огибающей

Главное выборку во все буфера делать одновременно и с постоянной частотой, иначе интерференционная картинка не сложится, и раз в 8 быстрее максимальной частоты сигнала.

4 элемента для ФАР очень мало, но можно сложить отчеты по каждому направлению - т.е. по каждому направлению получится только одно число

Это все плохо коррелируется со звуковыми сигналами. Да и считать задержки без информации о типе сигнала и без гетеродинов трудновато. Качество будет не ахти. Хотя если речь идет лишь о направлении - то может и получиться. Вот только бюджетным данное решение уж точно не будет!

Нету несущей, а потому нету огибающей, а потому "фильтр Гильберта" здесь как пятое колесо в телеге..

Фильтру Гильберта не нужна несущая, огибающая строиться без несущей (можно заменить дествительным значением, но это лишняя погрешность). Несущая нужна, если использовать гетеродин и меряются фазы относительно несущей. В ФАР сигналы складываются еще до постороения огибающей, после этого нужна только амплидута сигналов (аккустический ФАР у меня работал)

Какой ещё "гетеродин", если в спектре звукового сигнала могут присутствовать частоты от 10 Гц до 20 КГц? И фазу какой несущей вы собираетесь измерять, если несущих в спектре 100500 штук и у каждой из них своя фаза?

Задержки считаются на основание длины пути от источника до микрофона и скорости распространения волны. Если источник в бесконечности, волна от него плоская, то просто формуле треугольников. В ФАР считаются все возможные направления с некоторым угловым шагом, а потом определяется направление из которого был максимальный сигнал

Да что вы говорите? А мужики то и не знали.. Просто "бином Ньютона" какой-то..

PS. Срочно меняйте ник на "Копетан Очевидность"..

Фаза вообще не причем, ни какую фазу ни кто не меряет, нужна амплитуда сложенных с задержками сигналов (фаза учитывается в задержках). Направление определяется по тому с какой стороны (по какому лучу) получился максимальный сигнал. Сигнал также можно накопить.

Типичный аккустический сигнал обычно широкополосный с меняющейся частотой. Фильтр Гильберта + абсолютное значение IQ сигналов всегда дает идеальную огибающую. Единственное надо убрать постоянную частоту из I сигнала.

Не вопрос. Делайте.

Но совет на будущее: научитесь сначала грамотно писать..

Меня смутила эта фраза:



поэтому начал писать от печки

Информация о типе сигнала для расчета задержек не важна. Нужна только геометрия и скорость распространения, если принять что скорость распростанения сигналов с разной частотой одинакова.



Я уж делал и работало примерно как импортные приборы, с учетом что это был макет. На нормальный прибор денег не нашли. Ни чего особо сложного, но ультразвуковые ФАР дефертоскопы и УЗИ у нас все импортные, сонары может только для оборонки есть, хотя вакансий по ним ни когда не видел. За нормальную зарплаты я бы с удовольствием пошел опять заниматься аккустически ФАРом

Да, да.. Мы в курсе..

PS. Аку́стика..

Азохен вэй, сколько теоретиков на одну тему. И куда все эти "мистеры всезнайки" сдуваются, когда надо что-то реально сделать, а не языком потрепать
Так-то все легко и просто в теории получается, но только "при условии отсутствия помех и отражений" и прочих тепличных условиях, ага

Не нагнетайте..

ТС сказал, что:

Поэтому рисуем в центре TFT жирный черный крест и объявляем его "направлением на источник звука"..

На все вопросы ТС - "почему черный крест и направление на реальный источник звука не совпадают?", отвечаем - "Такая получилась точность"..

Вуаля!..

Если Вы видели прибор, то схемотехнику и конструкцию не я разрабатывал, это еще до меня был разработчик