Проєктування мікропроцесорних пристроїв для визначення напрямку до джерела звуку
DOI:
https://doi.org/10.33577/2312-4458.27.2022.35-45Ключові слова:
мікропроцесорний пристрій, проєктування, напрямок на джерело звуку, надійність, мікрофонний підсилювачАнотація
Розглянуто проблему розроблення мікропроцесорних пристроїв для визначення напрямку на джерело звуку з підвищеною точністю. Проаналізовані основні розробки провідних закордонних та вітчизняних дослідників щодо аналогічних рішень. Спроєктовано мікропроцесорний пристрій для визначення напрямку на джерело звуку з використанням сучасної елементної бази. Детально охарактеризовано структурну та функціональну схеми запропонованого пристрою. Ядром обрано 32–розрядний мікроконтролер STM32, який здійснює всі дії щодо реалізації алгоритмів опрацювання звуку проєктованим пристроєм. Як вхідні сигнали використано електричні коливання в аналоговій формі на виходах трьох мікрофонів. Одержані сигнали підсилюються мікрофонними підсилювачами із програмно керованим коефіцієнтом передачі до номінального рівня роботи АЦП. Використання такого мікрофонного підсилювача звуку із програмно керованим рівнем підсилення дозволило гнучко реагувати на рівень звукового сигналу середовища і підтримувати на вході АЦП номінальний рівень вхідного сигналу. Такий підхід дозволив зменшити як рівень шумів (при малому рівні вхідного сигналу), так і рівень спотворень сигналу (при потужному сигналі).
Посилання
Ding J., Shi J.Y. Kinect microphone array-based speech and speaker recognition for the exhibition control of humanoid robots. Computers & Electrical Engineering. 2017. Vol. 62. pp. 719-729. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compeleceng.2015.12.010
Piervincenzo R., Bordoni G., Marzani A., Vipperman J. Localization of sound sources by means of unidirectional microphones. Measurement Science and Technology. 2009. Vol. 20, No 5. pp. 055202. DOI: https://doi.org/10.1088/0957-0233/20/5/055202
Isaev A.E., Nikolaenko A.S. Laboratory free-field calibration of a hydroacoustic receiver at low frequencies. Measurement Techniques. 2018. Vol. 61(1). pp. 72-78. DOI: https://doi.org/10.1007/s11018-018-1390-9
Samosud Z. Bugs detection using acoustic location. Ukrainian Scientific Journal of Information Security. 2015. Vol. 21. pp. 263-268. DOI: https://doi.org/10.18372/2225-5036.21.9689
Trembach B. Method of determining the distance to the source of acoustic signals. Bulletin of the Lviv Polytechnic National University, Series: Computer Systems and Networks. 2016. No 857. pp. 102-110. DOI: https://doi.org/10.23939/csn2016.857.102
Trembach B. Method of spatial identification of acoustic signals source in the two-dimensional hemming space. Bulletin of the Lviv Polytechnic National University, Series: Computer Systems and Networks. 2017. No 881. pp. 166-177.
Byelozyorov Zh.O. Analysis of the algorithm for calculating the coordinates of the shot and its practical implementation on the basis of mobile device in cooperation with the UAV. Scientific works. Computer Technology. 2016. No 287 (275). pp. 34-40.
Trembach B., Kochan R. Analysis of the error of measuring the angle of the angle directly on the target distributed by the system of sound artillery reconnaissance. Measurement Engineering and Metrology. 2016. No 77. pp. 177-182.
Мокроцкий М.Ю., Шостак Р.С. Адаптивне плану-вання в інтересах розвитку зразків ракетно-артилерійського озброєння. Військово-технічний збірник. 2018. № 19. C. 28-32. DOI: https://doi.org/10.33577/2312-4458.19.2018.28-32
Kozeruk S.O., Maznichenko D.V. Determining of source’s coordinates of shot by mean of acoustic waves. Electron. Commun. 2017. Vol. 22, No 1. pp. 45-49. DOI: https://doi.org/10.20535/2312-1807.2017.22.1.79761
Prokopenko V.V. Sources of errors affecting accuracy of firing data acquired for record transfer of fire for effect. Weapons systems and military equipment. 2015. No 2. pp. 37-43.
Horton M.A., Newton A.R. Method and apparatus for determining position and orientation of a moveable object using accelerometers. U.S. Patent 5,615,132, issued March 25, 1997. URL: https://patents.google.com/patent/US5615132A/en
Alves R.G., Osorio P.L., Swamy M.N.S., General FFT pruning algorithm. Proceedings of the 43rd IEEE Midwest Symposium on Circuits and Systems (Cat. No. CH37144). 2000. Vol. 3. pp. 1192-1195. DOI: https://doi.org/10.1109/MWSCAS.2000.951428
Bect J., Ginsbourger D., Li L., Picheny V., Vazquez E. Sequential design of computer experiments for the estimation of a probability of failure. Statistics and Computing. 2012. Vol. 22(3). pp. 773-793. DOI: https://doi.org/10.1007/s11222-011-9241-4
