Laser-etäpuheentunnistustekniikka

Laser-etäpuheentunnistustekniikka
Laseretäpuheentunnistus: Havaitsemisjärjestelmän rakenteen paljastaminen

Ohut lasersäde tanssii sulavasti ilmassa etsien hiljaa kaukaisia ​​ääniä. Tämän futuristisen teknologisen "taikuuden" taustalla oleva periaate on ehdottoman esoteerinen ja täynnä charmia. Nostetaan tänään verho tästä hämmästyttävästä tekniikasta ja tutkitaan sen upeaa rakennetta ja periaatteita. Laser-etäpuheentunnistuksen periaate on esitetty kuvassa 1(a). Laser-etääänentunnistusjärjestelmä koostuu laservärähtelyn mittausjärjestelmästä ja ei-yhteistoiminnallisesta tärinänmittauskohteesta. Valonpalautuksen havainnointitavan mukaan tunnistusjärjestelmä voidaan jakaa häiriöttömyyteen ja häiriötyyppiin, ja kaaviokuva on vastaavasti esitetty kuviossa 1(b) ja (c).

KUVA. 1 (a) Laser-etäpuheentunnistuksen lohkokaavio; (b) Ei-interferometrisen laservärähtelyn etämittausjärjestelmän kaavio; (c) Interferometrisen laservärähtelyn etämittausjärjestelmän periaatekaavio

一. Häiriöttömän tunnistusjärjestelmä Häiriöttömän tunnistus on ystävien hyvin suoraviivainen luonne kohdepinnan lasersäteilytyksen kautta, jolloin heijastuneen valon atsimuuttimodulaation vino liike johtaa muutoksiin valon intensiteetin tai pilkkukuvan vastaanottopäässä. mittaamaan suoraan kohteen pinnan mikrovärähtelyä ja sitten "suoraan suoraan" akustisen signaalin etätunnistuksen saavuttamiseksi. Vastaanoton rakenteen mukaanvalonilmaisin, häiriötön järjestelmä voidaan jakaa yhden pisteen tyyppiin ja ryhmätyyppiin. Yksipisterakenteen ydin on ”äänisignaalin rekonstruktio”, eli kohteen pintavärähtelyä mitataan mittaamalla paluuvalon suunnan muutoksesta johtuvaa ilmaisimen tunnistusvalon intensiteetin muutosta. Yhden pisteen rakenteen etuna on alhainen hinta, yksinkertainen rakenne, korkea näytteenottotaajuus ja akustisen signaalin reaaliaikainen rekonstruointi ilmaisimen valovirran palautteen mukaan, mutta laserpilkkuefekti tuhoaa värähtelyn ja ilmaisimen valon voimakkuuden välisen lineaarisen suhteen. , joten se rajoittaa yhden pisteen häiriöttömän tunnistusjärjestelmän käyttöä. Matriisirakenne rekonstruoi kohteen pintavärähtelyn pilkkukuvankäsittelyalgoritmin avulla niin, että värähtelyn mittausjärjestelmällä on vahva sopeutumiskyky karkeaan pintaan ja suurempi tarkkuus ja herkkyys.

二. Häiriöiden havaitsemisjärjestelmä eroaa häiriöttömän havaitsemisen tylsyydestä, häiriön havaitsemisella on epäsuorampi viehätys, periaate on kohteen pinnan lasersäteilytys, kohdepinta optista akselia pitkin siirtymän taustavaloon esittelee vaiheen/taajuuden muutoksen, häiriöteknologian käytön taajuuden/vaihesiirron mittaamiseen mikrovärähtelyn etämittauksen saavuttamiseksi. Tällä hetkellä edistyneempi interferometrinen tunnistustekniikka voidaan jakaa kahteen tyyppiin laser-Doppler-värähtelymittaustekniikan ja laserin itsesekoittuvan häiriömenetelmän periaatteen mukaan, joka perustuu akustisen signaalin etätunnistukseen. Laser Doppler -värähtelyn mittausmenetelmä perustuu laserin Doppler-efektiin, joka havaitsee äänisignaalin mittaamalla kohteen pinnan värähtelyn aiheuttamaa Doppler-taajuusmuutosta. Laserin itsesekoittuva interferometriatekniikka mittaa kohteen siirtymää, nopeutta, värähtelyä ja etäisyyttä antamalla osan kaukaisen kohteen heijastuneesta valosta palata laserresonaattoriin ja aiheuttaa laserkentän amplitudin ja taajuuden modulaation. Sen etuja ovat tärinänmittausjärjestelmän pieni koko ja korkea herkkyyspienitehoinen laservoidaan käyttää kaukoäänisignaalin tunnistamiseen. Kuvassa 2 on esitetty taajuudensiirtolaser itsesekoittuva mittausjärjestelmä puhesignaalin etätunnistukseen.

KUVA. 2 Kaaviokaavio taajuussiirtymälaser itsesekoittuvasta mittausjärjestelmästä

Hyödyllisenä ja tehokkaana teknisenä keinona laser "taikuudella" toistaa etäpuhetta ei vain havaitsemisen alalla, vastatunnistuksen alalla on myös erinomainen suorituskyky ja laaja sovellus - laser sieppauksen vastatoimitekniikka. Tällä tekniikalla voidaan saavuttaa 100 metrin tason sieppausvastatoimia sisätiloissa, toimistorakennuksissa ja muissa lasiverhoseinäpaikoissa, ja yhdellä laitteella voidaan tehokkaasti suojata neuvotteluhuonetta, jonka ikkunapinta-ala on 15 neliömetriä skannauksen nopean vastenopeuden lisäksi. ja paikannus 10 sekunnissa, korkea paikannustarkkuus yli 90 % tunnistusasteella ja korkea luotettavuus pitkäaikaiseen vakaaseen työhön. Laserkuuntelun vastatoimitekniikka voi tarjota vahvan takuun käyttäjien akustiselle tietoturvalle keskeisissä teollisuuden toimistoissa ja muissa skenaarioissa.