ПОБУДОВА АВТОМАТИЗОВАНОЇ СИСТЕМИ АУДІОЛОКАЦІЇ ЗАГРОЗ

Автор(и)

  • Анжеліка Азарова Вінницький національний технічний університет
  • Дмитро Щур Вінницький національний технічний університет

DOI:

https://doi.org/10.31649/1999-9941-2023-56-1-5-12

Ключові слова:

звукометрична система, аудіолокація, метод кінцевих різниць, взаємно кореляційна функція, кореляція, абсолютний кут, джерело звуку, дисперсія

Анотація

У статті розглянуто процес побудови системи пошуку напрямку джерела звуку із використанням методу кінцевих різниць для оброблення оцифрованих даних звукових сигналів. Здійснено модифікацію методу кінцевих різниць шляхом використання взаємно кореляційної функції, яка спрощує оброблення оцифрованого сигналу за рахунок покращення алгоритму розрахунку і переходу від диференційного до числового формату вхідних даних, що значно зменшує кількість розрахунків та спрощує їх. Запропоновано статистичне оброблення отриманих результатів для зменшення похибки пошуку абсолютного кута до програмно відтвореного джерела звуку. Було розроблено ПЗ, що уможливлює комп’ютерну реалізацію системи аудіолокації на базі принципів об’єктно-орієнтованого програмування, що використовує оцифровані дані сигналів для розрахунків і моделювання результатів роботи алгоритму. Створення програми відбувалося на платформі ОС Windows у середовищі Windows Studio з дотриманням парадигм об’єктно орієнтованого програмування. Застосування авторами модифікованого алгоритму у процесі програмної реалізації звукометричної системи дозволило проаналізувати роботу методу та розробити конфігурації приймачів, які дозволяють підвищити точність результатів. Експериментальні (лабораторні) дослідження розробленої системи за умови використання обгрунтованої авторами конфігурації та статистично оброблених даних дозволили отримати результати пошуку напряму до джерела звуку, що мають похибку менше 1о. Основним науковим результатом проведеного дослідження є удосконалення алгоритмів оброблення даних аудіолокаційного пошуку, що, на відміну від існуючих підходів, дозволяє на основі застосування взаємно кореляційної функції та подальшого її математичного коригування підвищити точність такого процесу. Практична цінність отриманих результатів полягає в легкій адаптації розробленої та протестованої в лабораторних умовах звукометричної системи для роботи у військових польових умовах.

Біографії авторів

Анжеліка Азарова, Вінницький національний технічний університет

кандидат технічних наук, професор

Дмитро Щур, Вінницький національний технічний університет

студент групи 1КІ-21м факультету інформаційних технологій та комп’ютерної інженерії

Посилання

M. V. Bugayev, «Alhorytm vyiavlennia akustychnykh syhnaliv bezpilotnykh litalnykh aparativ [Algorithm for detection of acoustic signals of unmanned aerial vehicles], Bulletin of ZHTU, vol. 74, no. 3, p. 46–53, 2016. [Online]. Available: http://vtn.ztu.edu.ua/article/view/65584. Accessed on: 20. 12. 2022 [in Ukrainian].

R. V. Kochan, B. R. Trembach, O. V. Kochan, «Metodychna pokhybka pelenhuvannia tsili systemoiu zvukovoi artyleriiskoi rozvidky» [Methodical error of target bearing by the sound artillery reconnaissance system], Measuring technique and metrology, vol. 80, no. 3, p. 10–14, 2019. [Online]. Available: https://ena.lpnu.ua/items/fa4d4479-7a42-4987-904c-6f49084cc264). Accessed on: 20. 12. 2022 [in Ukrainian].

R. V. Kochan, B. R. Trembach, and R. B. Trembach «Kontseptsiia rozpodilenoi avtomatychnoi systemy zvukovoi artyleriiskoi rozvidky na bazi stilnykovoho zviazku» [The concept of a distributed automatic system of sound artillery reconnaissance based on table-to-arm communication], Bulletin of the Khmelnytskyi National University, vol. 2, p. 101–104, 2016. [Online]. Available: http://journals.khnu.km.ua/vestnik/pdf/tech/pdfbase/2016/2016_2/(235)%202016-2-t.pdf. Accessed on: 20. 12. 2022 [in Ukrainian].

Y. M. Nikolaychuk, Teoriia dzherel informatsii [Theory of sources of information]. Ternopil: TNEU, 2008. 536 p. [in Ukrainian].

A. Dehghan Firoozabadi, P. Irarrazaval, P. Adasme, D. Zabala-Blanco, P. P. Játiva та C. Azurdia-Meza «3D Multiple Sound Source Localization by Proposed T-Shaped Circular Distributed Mi-crophone Arrays in Combination with GEVD and Adaptive GCC-PHAT/ML Algorithms», Sensors, vol. 22, no. 3, p. 1011, Jan. 2022. [Online]. Available: https://doi.org/10.3390/s22031011. Accessed on: 20. 12. 2022.

M. Hahmann, E. Fernandez-Grande, H. Gunawan та P. Gerstoft, «Sound source localization using multiple ad hoc distributed microphone arrays», JASA Express Lett., v. 7, no. 2, p. 22–28, 2022. [Online]. Available: https://doi.org/10.1121/10.0011811. Accessed on: 20. 12. 2022.

Jia M, Wu Y, Bao C та Wang J., «Multiple Sound Sources Localization with Frame-by-Frame Component Removal of Statistically Dominant Source», Sensors (Basel), vol. 11, no. 18, p. 36−43, 2018. [Online]. Available: https://doi.org/10.3390/s18113613. Accessed on: 20. 12. 2022.

X. Li, L. Girin, F. Badeig та R. Horaud, «Reverberant Sound Localization with a Robot Head Based on Direct-Path Relative Transfer Function». [Online]. Available: https://arxiv.org. https://arxiv.org/pdf/2012.03574v1.pdf. Accessed on: 20. 12. 2022.

H. Xing, X. Yang, X. Ji та H. Wu, «A fusion algorithm of passive sound source localization based on the two-plane four-element cross array», Review of Scientific Instruments, vol. 91, no. 3, p. 23–33, 2020. [Online]. Available: https://doi.org/10.1063/1.5080761. Accessed on: 20. 12. 2022.

K. Xu, W. Liu та M. Wang, «Sound source localization based on improved adaptive beamforming», Journal of Physics: Conference Series, vol. 1971, no. 1, p. 012063, July 2021. [Online]. Available: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1971/1/012063. Accessed on: 20. 12. 2022.

L. Zhang, D. Ding, D. Yang, J. Wang та J. Shi, «Sound Source Localization Using Non-Conformal Surface Sound Field Transformation Based on Spherical Harmonic Wave Decomposition», Sensors, vol. 17, no. 5, p. 1087, May 2017. [Online]. Available: https://doi.org/10.3390/s17051087. Accessed on: 20. 12. 2022.

##submission.downloads##

Переглядів анотації: 159

Опубліковано

2023-03-14

Як цитувати

[1]
А. Азарова і Д. Щур, «ПОБУДОВА АВТОМАТИЗОВАНОЇ СИСТЕМИ АУДІОЛОКАЦІЇ ЗАГРОЗ », ІТКІ, вип. 56, вип. 1, с. 5–12, Бер 2023.

Номер

Розділ

Інформаційні технології та теорія кодування

Метрики

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.