买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：北京市高速公路交通工程有限公司

摘要：本发明属于道路车辆声功率监测技术领域，尤其是基于矢量传声器的道路车辆声功率监测系统，针对无法对道路上行驶的每辆车进行声压级或声功率测量的问题，现提出以下方案，包括声探测系统、视频监控系统、软件系统、主控设备、通信设备和供电设备，所述声探测系统包括声学传感器和信号采集主机，所述视频监控系统包括摄像头、补光灯和频闪灯，所述视频监控系统为硬件系统，所述硬件系统还包含矢量声阵列和防水箱，所述矢量声阵列包含两个3U1P矢量探头、两个供电调理器、带两个NI采集板卡的NI机箱、POE供电及滤波模块。本发明通过矢量声阵列波束形成方法可以空域滤波得到车辆的噪声信号，以抑制环境噪声干扰获得各个车道上测量的声功率级。

主权项：1.基于矢量传声器的道路车辆声功率监测系统，包括声探测系统、视频监控系统、软件系统、主控设备、通信设备和供电设备，其特征在于，所述声探测系统包括声学传感器和信号采集主机，所述视频监控系统包括摄像头、补光灯和频闪灯，所述视频监控系统为硬件系统，所述硬件系统还包含矢量声阵列和防水箱，所述矢量声阵列包含两个3U1P矢量探头、两个供电调理器、带两个NI采集板卡的NI机箱、POE供电及滤波模块，所述矢量声阵列由两个间距240mm的三维矢量传声器组成，其中每个矢量传感器水平面T结构三个方向分别为质点振速的三轴测量传感器，垂直向下的为声压测量传声器，所述防水箱包含交流供电系统，所述主控设备包括工控机和系统显控软件，所述通信设备包括交换机和无线通信，且工控机和交换机均位于防水箱内，用于音视频数据处理，所述软件系统包括设备管理、数据采集和存储、数据处理、监控记录、数据统计显示和接口模块；所述矢量声阵列安装在交通横杆上，行驶车辆的辐射噪声在不同方向的辐射强度各不相同，采用矢量波束形成方法监测其前方多个车道上的车辆行驶噪声；所述矢量声阵列信号以三维PU阵列为例，若M为阵元个数，K为快拍数，L为入射源个数，各向同性均匀介质条件下，远场条件下矢量阵列的窄带信号模型为Xv＝AvS+Nv；式中S为L×K维矩阵的声压通道信号；Xv＝[x1，x2，...xM]T为4M×K维矩阵的接收信号，其每个元素Xv＝[x1，x2，...xM]T为4×K维矩阵；Nv＝[n1，n2，...nM]T是与信号不相关，噪声间也不相关的4M×K维矩阵的背景噪声，其每个元素nm＝[n′mp，n′mvx，n′mvy，n′mvz]T同样为4×K维矩阵；不同于标量阵列信号模型，这里矢量阵列流型Av为其中为Kronecker积；al＝[exp-jω0τl1…exp-jω0τlM]T第l个中心频率为的窄带入射声源的标量阵列流型；三维声矢量传声器的四个通道的指向性函数为 其中θl和φl分别为第1个入射声源的方位角和俯仰角；由于近场声源的声波到达接收阵列的波形为球面波，上式变为 式中ρ0为空气介质密度，c为声速，λ为入射窄带信号中心频率ω0对应的波长，Rs为方θs，φs位入射声源与坐标原点间的距离；在上述矢量阵列模型下，单个矢量传声器即可进行声能流波束形成，矢量阵列时则可直接仿照传统标量阵列信号处理进行处理；远场或平面波条件下声压与质点振速同相，且v＝pρc，不考虑空气阻抗ρc时，矢量传声器四个通道信号可表示为 远场或平面波假设下的波束形成可采用时域或频域平均声强流方法直接解算目标入射方向，即下式所示 式中M为测量次数，且方位角需要根据分子分母符号确定角度象限；上式中将p和v转换到频域，并取对应频带内信号即为频域的平均声强流方法；矢量传声器也可在指定方向进行波束形成，空域滤波得到相应声压和声强；假定观测方向为us＝Icosθssinφs+jsinθssinφs+kcosφs；则投影质点振速为式中a＝cosθsinφ，b＝sinθsinφ，c＝cosφ；根据上式可采用pv或p+vv实现波束形成，后者主瓣略窄。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京市高速公路交通工程有限公司 基于矢量传声器的道路车辆声功率监测系统