本發(fā)明涉及空氣聲學(xué)定位技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及噪聲環(huán)境下用于聲源被動定位的可擴展式傳聲器陣列。

背景技術(shù)：

隨著城市建設(shè)的發(fā)展，人們生活水平的提高，道路上行駛的機動車輛越來越多，汽車的鳴笛聲也成為城市噪聲的主要來源。為了給學(xué)校、醫(yī)院、住宅區(qū)、公共圖書館等地營造一個安靜舒適的環(huán)境，其周圍嚴(yán)厲禁止機動車輛鳴喇叭，但是現(xiàn)有的視頻監(jiān)控手段難以對這一禁令進行有效的監(jiān)督。另外，在交通執(zhí)法過程中，單純的電子抓拍和視頻監(jiān)控技術(shù)對闖紅燈現(xiàn)象的取證具有一定的局限性，在大范圍的十字路口需要布放較多的攝像頭，并且每個攝像頭都具有一定的有效監(jiān)控范圍，難以對有效范圍外的機動車輛進行有效跟蹤，嚴(yán)重影響了對闖紅燈車輛的取證效率。為了有效禁止機動車輛亂鳴笛現(xiàn)象和提高對闖紅燈車輛的取證效率，需要在監(jiān)控和取證系統(tǒng)中引入聲源定位跟蹤功能。聲源定位跟蹤功能應(yīng)實現(xiàn)對違鳴和闖紅燈車輛進行快速準(zhǔn)確的識別，并且要求虛警率應(yīng)盡可能的低。聲源定位技術(shù)必須用到傳聲器，單個的傳聲器已經(jīng)不再能夠滿足應(yīng)用需求，必須用多個傳聲器組成具有一定結(jié)構(gòu)的傳聲器陣列，但是不同結(jié)構(gòu)的傳聲器陣列對聲源的定位效果也有較大的差異。因此，需要設(shè)計一種具有可靠檢測和定位聲源功能的傳聲器陣列。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種可擴展式傳聲器陣列，以解決現(xiàn)有的傳聲器陣列所存在的在噪聲環(huán)境下對違鳴違規(guī)車輛的有效定位和跟蹤時無法滿足應(yīng)用需求的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種可擴展式傳聲器陣列，包括支撐陣列主體、若干個機械臂，所述機械臂通過連接結(jié)構(gòu)可拆卸地連接至所述支撐陣列主體，所述機械臂上設(shè)有可拆卸的傳聲器陣列，所述傳聲器陣列上設(shè)有若干個傳聲器，其中，所述機械臂與所述支撐陣列主體間還設(shè)有可調(diào)機構(gòu)，所述可調(diào)機構(gòu)用于調(diào)節(jié)所述機械臂相對于所述支撐陣列主體的角度。

較佳地，所述傳聲器陣列為焊接有若干個傳聲器的條形的pcb電路板，所述機械臂為空心圓柱形結(jié)構(gòu)，所述空心圓柱形結(jié)構(gòu)上設(shè)有若干個開孔，所述pcb電路板固定安裝于所述機械臂上且所述開孔與所述傳聲器的位置對應(yīng)。

較佳地，所述空心圓柱形結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)有兩條凹槽，所述pcb電路板通過所述凹槽以直插的方式固定安裝于所述機械臂上。

較佳地，所述機械臂的數(shù)量為2～6個中任意一值，所述連接結(jié)構(gòu)及可調(diào)機構(gòu)的數(shù)量與所述機械臂的數(shù)量相同并分別對應(yīng)設(shè)置，所述傳聲器陣列上的傳聲器的數(shù)量為2～8個中任意一值。

較佳地，所述機械臂的數(shù)量為4個，所述傳聲器陣列上的傳聲器的數(shù)量為6個。

較佳地，所述連接結(jié)構(gòu)包括套筒，所述機械臂與所述支撐陣列主體連接的一端設(shè)于所述套筒內(nèi)。

較佳地，所述機械臂與所述套筒間通過直插耦合或螺紋連接的方式可拆卸連接。

較佳地，所述套筒的下端設(shè)有包括多個鋸齒的鋸齒結(jié)構(gòu)，所述可調(diào)結(jié)構(gòu)為可調(diào)卡扣，所述可調(diào)卡扣通過設(shè)置為卡接在不同的鋸齒上實現(xiàn)調(diào)節(jié)所述機械臂相對于所述支撐陣列主體的角度。

較佳地，所述支撐陣列主體包括上面板和下面板，所述上面板和下面板之間通過連接件固定連接，多個所述機械臂通過所述連接結(jié)構(gòu)可拆卸地連接至所述支撐陣列主體的邊緣處且均勻分布。

較佳地，所述傳聲器為mems傳聲器。

本發(fā)明具有以下有益效果：

1、俯仰調(diào)整迅速、陣型變換簡便?？烧{(diào)卡扣的設(shè)計可以隨意調(diào)整支撐陣列主體和可拆卸機械臂之間的俯仰角度，從0°到90°，可以很方便地在二維平面陣和三維立體陣之間進行切換；

2、可靠性高、維修方便。每條可拆卸傳聲器陣列上僅有6個傳聲器，整個可擴展式傳聲器陣列只有24個陣元，在滿足性能要求的條件下，陣元數(shù)越少，系統(tǒng)工作可靠性越高，維修也越方便；

3、覆蓋范圍大、定位精度高。陣列工作過程中，4條可拆卸機械臂可向伸展，可以提高定位覆蓋范圍，并且4個臂同時進行工作可有效提高聲源定位精度；

4、體積小、重量輕。傳聲器采用高性能mems傳聲器，在傳聲器性能仍能達(dá)到最優(yōu)的情況下大大減小了傳聲器陣列的體積和重量；

5、模塊化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化。組成陣列的各部分都相互獨立，各部分的連接處都采用通用、簡單的連接方式，非常易于陣列整體的組裝和拆卸。

附圖說明

圖1為優(yōu)選實施例的可擴展式傳聲器陣列的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為優(yōu)選實施例的可擴展式傳聲器陣列的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

標(biāo)號說明：1-機械臂；2-套筒；21-1號套筒；22-2號套筒；23-3號套筒；24-4號套筒；3-可調(diào)卡扣；31-1號可調(diào)卡扣；32-2號可調(diào)卡扣；33-3號可調(diào)卡扣；34-4號可調(diào)卡扣；4-支撐陣列主體；41-上面板；42-下面板；5-傳感器陣列。

具體實施方式

以下將結(jié)合本發(fā)明的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述和討論，顯然，這里所描述的僅僅是本發(fā)明的一部分實例，并不是全部的實例，基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。

為了便于對本發(fā)明實施例的理解，下面將結(jié)合附圖以具體實施例為例作進一步的解釋說明，且各個實施例不構(gòu)成對本發(fā)明實施例的限定。

本實施例提供了一種可擴展式傳聲器陣列，用于鳴笛機動車輛的快速準(zhǔn)確定位和跟蹤。該可擴展式傳聲器陣列具體包括一支撐陣列主體及若干個機械臂，其中，每個機械臂分別通過一連接結(jié)構(gòu)可拆卸地連接至上述的支撐陣列主體上，而每個機械臂上均設(shè)有可拆卸的傳聲器陣列，每個傳聲器陣列上分別設(shè)有若干個傳聲器，其中，機械臂與支撐陣列主體間還設(shè)有可調(diào)機構(gòu)，該可調(diào)機構(gòu)用于調(diào)節(jié)機械臂相對于支撐陣列主體的角度。也即，每個機械臂不僅可根據(jù)需要拆卸、更換部分傳聲器陣列，且每個機械臂均可通過調(diào)節(jié)實現(xiàn)與支撐陣列主體呈不同角度。

該可擴展式傳聲器陣列包括多個傳聲器陣列，且每個傳聲器陣列所在的機械臂可以相對于支撐陣列主體進行角度調(diào)整，使得整個傳聲器陣列的陣型變化多樣、簡便，方便在二維平面陣和三維立體陣之間進行自由切換，而整體結(jié)構(gòu)簡單，易于組裝及拆卸，多陣元配合，使得系統(tǒng)具有十分可靠的檢測和定位聲源功能。

其中，本實施例中的傳聲器陣列為焊接有若干個傳聲器的條形的pcb電路板，上述的機械臂為空心圓柱形結(jié)構(gòu)，空心圓柱形結(jié)構(gòu)上設(shè)有若干個開孔，pcb電路板固定安裝于機械臂上且開孔與傳聲器的位置對應(yīng)。pcb電路板上設(shè)有與各傳聲器相連的傳聲器接收電路，以獲取各傳聲器檢測的電信號，并向處理設(shè)備發(fā)送，進而根據(jù)該些電信號的處理結(jié)果進行對鳴笛的機動車輛的定位及跟蹤。

本實施例中的機械臂的數(shù)量可根據(jù)需要設(shè)置為2～6個中任意一值，而連接結(jié)構(gòu)及可調(diào)機構(gòu)的數(shù)量與機械臂的數(shù)量相同并分別對應(yīng)設(shè)置，以便分別連接機械臂與陣列本體，以及調(diào)整機械臂的角度。此外，傳聲器陣列上的傳聲器的數(shù)量也可根據(jù)需要設(shè)置為2～8個中任意一值。對于該可擴展式傳聲器陣列，可根據(jù)需要調(diào)整機械臂、傳聲器的數(shù)量，使得其具有較好的可擴展性，從而便于根據(jù)不同的需要進行傳聲器陣列的設(shè)置及排布，實現(xiàn)較好的聲源定位效果。

這里的連接結(jié)構(gòu)優(yōu)選為套筒，機械臂與支撐陣列主體連接的一端設(shè)于套筒內(nèi)。兩者間為直插耦合連接或螺紋連接。

此外，本實施例中的支撐陣列主體為空心結(jié)構(gòu)，具體地該支撐陣列主體包括上面板和下面板，上面板和下面板之間通過連接件固定連接，多個所述機械臂通過連接結(jié)構(gòu)可拆卸地連接至支撐陣列主體的邊緣處且均勻分布。支撐陣列主體的材料為金屬、合金或其他任何硬質(zhì)材料。

下面結(jié)合一具體實施例進行說明。如圖1所示，本實施例提供的可擴展式傳聲器陣列包括機械臂1、套筒2、可調(diào)卡扣3及支撐陣列主體4，其中，機械臂1的數(shù)量為4個，對應(yīng)地，套筒2、可調(diào)卡扣3的數(shù)量也分別為4個，其中，套筒2作為連接結(jié)構(gòu)將機械臂1可拆卸地連接至支撐陣列主體1上。而可調(diào)卡扣3作為可調(diào)機構(gòu)，實現(xiàn)調(diào)節(jié)機械臂1相對于支撐陣列主體的角度的功能。

其中，每個機械臂1上設(shè)有一個傳聲器陣列，每個傳聲器陣列5均為焊接有6個傳聲器的扁平條形的pcb電路板，每個pcb電路板上設(shè)有與該pcb電路板上的各個傳聲器對應(yīng)的傳聲器接收電路。而機械臂1為空心圓柱形結(jié)構(gòu)，對應(yīng)地，空心圓柱形結(jié)構(gòu)上設(shè)有6個直線型排列的開孔，且該空心圓柱形結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)有兩條凹槽，pcb電路板固定安裝于機械臂上，具體地，pcb電路板通過所述凹槽以直插的方式固定安裝于所述機械臂上。安裝后的機械臂1的6個開孔分別與條形pcb板上的6個傳聲器的位置一一對應(yīng)，以便傳聲器可以分別地通過各個開孔進行聲音檢測。其中，這里的傳聲器為mems傳聲器。

機械臂的數(shù)量為4個，傳聲器陣列上的傳聲器的數(shù)量為6個，這種設(shè)置方式使得該可擴展式傳聲器陣列只有24個陣元，該數(shù)量的陣元設(shè)置，使得該系統(tǒng)在滿足性能要求的條件下，陣元數(shù)量較少，且可使得系統(tǒng)工作可靠性高，同時也便于維修。

如圖2所示，本實施例中的連接結(jié)構(gòu)即為套筒2，分別為1號套筒21、2號套筒22、3號套筒23及4號套筒24，四個機械臂1與支撐陣列主體4連接的一端分別設(shè)于1號套筒21、2號套筒22、3號套筒23及4號套筒24內(nèi)。其中，機械臂1與套筒2間分別通過直插耦合的方式可拆卸連接。在安裝誤差允許范圍內(nèi)，可拆卸機械臂1的外直徑略小于套筒2(1號套筒21、2號套筒22、3號套筒23、4號套筒24)的內(nèi)直徑。當(dāng)然，在其他優(yōu)選實施例中，機械臂1的下端也可與套筒進行螺紋連接，即套筒內(nèi)壁及機械臂外側(cè)分別設(shè)有互相匹配的螺紋，同樣可實現(xiàn)可拆卸連接。

其中，本實施例中的套筒的下端設(shè)有包括多個鋸齒的鋸齒結(jié)構(gòu)，而可調(diào)結(jié)構(gòu)為可調(diào)卡扣3，這里的可調(diào)卡扣3具體為可任意活動的螺絲杠，分別為1號可調(diào)卡扣31、2號可調(diào)卡扣32、3號可調(diào)卡扣33、4號可調(diào)卡扣34)?？烧{(diào)卡扣3(1號可調(diào)卡扣31、2號可調(diào)卡扣32、3號可調(diào)卡扣33、4號可調(diào)卡扣34)分別位于套筒2(1號套筒21、2號套筒22、3號套筒23、4號套筒24)和支撐陣列主體4之間，通過調(diào)節(jié)可調(diào)卡扣3(1號可調(diào)卡扣31、2號可調(diào)卡扣32、3號可調(diào)卡扣33、4號可調(diào)卡扣34)在鋸齒結(jié)構(gòu)中的位置以卡接不同的鋸齒，可以改變套筒2(1號套筒21、2號套筒22、3號套筒23、4號套筒24)與支撐陣列主體4平面之間的角度，進而改變機械臂與支撐陣列主體間的角度。

再次參見圖2所示，本實施例中的支撐陣列主體4包括上面板41和下面板42，上面板41和下面板42之間通過連接件固定連接。這里的連接件為螺絲，上面板41和下面板42均由鋁合金材料制成，且為正方形，上面板41和下面板42通過螺絲緊固在一起。而上述的1號套筒21、2號套筒22、3號套筒23、4號套筒24分別安裝在支撐陣列主體的4個頂角上，并通過螺絲緊固在一起。這樣，位于四角的機械臂便于轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)角度，以及在擴展機械臂間距的同時，最大限度地節(jié)省支撐陣列主體結(jié)構(gòu)的體積。當(dāng)然，在其他優(yōu)選實施例中，當(dāng)機械臂的數(shù)量不同時，支撐陣列主體的兩個面板還可對應(yīng)變化為其他正多邊形結(jié)構(gòu)或圓形結(jié)構(gòu)，而機械臂分別設(shè)置在正多邊形的各個角上或均勻分別在圓形結(jié)構(gòu)的邊緣處即可。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，對本發(fā)明所做的變形或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以所述的權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。