[发明专利]采用图像识别与声强扫描的噪声源快速定位系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及噪声源定位方法，尤其涉及一种采用图像识别与声强扫描的噪声源快速定位系统及方法。

背景技术

为了有效地控制噪声，在降噪措施实施以前，必须首先进行噪声源诊断，确定各主要噪声源的位置及其特性。随着现代信号处理技术的发展，谱分析技术，相干和偏相干分析技术、声强探测技术、波束形成、以及近场声全息技术等得到了迅速地发展。

在这些方法中，声强探测技术由于使用的传感器少，操作简易，成为噪声源定位方法中的低成本、高效率工具。声强探测技术通过分析声强的大小变化，确定噪声源的方位。

经对现有技术文献的检索发现，利用声强测量的方法确定噪声源的位置是一项广泛使用的技术，在一些声学相关的书籍中都有介绍。并且，现有技术文献中的中国专利中包含了多件关于声强测量的专利申请，分别是[1]专利号：ZL 200920071356.9，名称为：“声场测量仪”；[2]专利号ZL 200820235734.8，名称为：“一种用于声场测最的辅助装置”；[3]申请号200910185837.7，名称为：“一种声强测试支架”；[4]专利号ZL200420079571.0，名称为：“噪声自动测量分析装置”。然而，该些专利均未涉及采用图像识别技术对测点的空间位置进行定位的内容，其发明只是涉及了探测设备中与机械结构设计相关的方法。并且，上述现有技术的装置及方法中，均没有说明如何采用快速的定位方法，确定测量点的位置，在测量时需要预先设置好测量位置，并且每次测量后记录测量位置，这种方式不便于工程应用，效率低下。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用图像识别与声强扫描的噪声源快速定位系统，快速确定噪声源的位置，并可以用图像的方式快速确定噪声源。相比较于目前的技术，本系统可以保证定位的准确、快速和便捷，以及成像后的结果具有可视性的特点，且本系统适合于光线不佳的环境。本系统适用于探测结构声辐射的声场分布，能快速可视化结构表面的声压、质点速度及声强分布。

本发明的另一目的在于提供一种采用图像识别与声强扫描的噪声源快速定位方法，快速确定噪声源的位置，并可以用图像的方式快速确定噪声源。相比较于目前的技术，本方法可以保证定位的准确、快速和便捷，以及成像后的结果具有可视性的特点，且本方法适合于光线不佳的环境。本方法适用于探测结构声辐射的声场分布，能快速可视化结构表面的声压、质点速度及声强分布。

为达到上述目的，本发明提供一种采用图像识别与声强扫描的噪声源快速定位系统，包括：摄像头、声强探头、光源、数据采集仪、脉冲信号发生器和上位机，摄像头与上位机连接，光源设置在声强探头上，声强探头与数据采集仪连接，脉冲信号发生器与摄像头和数据采集仪连接，数据采集仪连接至上位机。

依照本发明较佳实施例所述的采用图像识别与声强扫描的噪声源快速定位系统，其还包括电源，该电源与光源连接。

依照本发明较佳实施例所述的采用图像识别与声强扫描的噪声源快速定位系统，该电源采用电池或稳压电源。

依照本发明较佳实施例所述的采用图像识别与声强扫描的噪声源快速定位系统，该光源采用发光二极管。

为达到上述目的，本发明还提供一种采用图像识别与声强扫描的噪声源快速定位方法，包括以下步骤：

步骤一：设定待测结构或声源的探测区域，调整摄像头位置与焦距使其拍摄的图像包含待测区域，并将摄像头信号连接到上位机接口，拍摄一张图像作为背景图保存在上位机中；

步骤二：将光源固定到声强探头附近，提供电源使其发光，将声强探头信号导线连接到数据采集仪上，并通过滤光使摄像头拍摄的图像中突显出光源的色彩，过滤背景中其他颜色；

步骤三：移动声强探头在结构或声源的待测区域表面附近匀速扫描，脉冲信号发生器输出触发信号，使摄像头连续拍摄，记录光源运动的图像，同时数据采集仪记录触发信号和声学信号，以触发信号作为时间校准的参考信号，同步声学信号和图像拍摄的时间；

步骤四：扫描探测结束后，处理拍摄的图像，获得光源在图片中位置；提取声学信号，获得对应时刻的声学物理量信息；

第五步、将探测区域划分为三角形单元，其节点为所有时刻采集到的光源位置，采集到的声学物理量作为云图的计量值，得到声源表面附近的声场云图并显示，该声场云图即声学物理量的分布图。

依照本发明较佳实施例所述的采用图像识别与声强扫描的噪声源快速定位方法，第二步中过滤背景中的其他颜色后，图片中除光源以外的颜色接近于灰色。

依照本发明较佳实施例所述的采用图像识别与声强扫描的噪声源快速定位方法，步骤四进一步包括：