[发明专利]一种基于声源定位的增强现实系统与方法

权利要求书

1.一种基于声源定位的增强现实系统，其特征在于：包括场景选择模块、距离测量模块、图像采集模块、目标检测模块、目标显示模块、目标选择模块、配置选择模块、传感器阵列、声信号采集模块、信号缓存模块、信号传输模块、定位模块、增强现实模块和显控模块；

所述场景选择模块供操作人员选择需要检测的场景，将选择的场景信息提供给目标检测模块；不同的检测场景对应相应的识别库，所述识别库中存储对应检测场景内存在的检测目标信息；

所述图像采集模块用于从目标场景接收光学信息并产生相应的光学图像，并将光学图像信息传输至目标检测模块；

所述距离测量模块用于测量目标场景中所选择的检测目标与声信号采集模块中的传声器阵列的距离并将距离信息传输给目标检测模块；

所述目标检测模块根据图像采集模块输出的目标场景光学图像信息，基于所选择的检测场景对应识别库，采用图像识别算法识别出目标场景光学图像中存在的目标；并根据目标与传声器阵列的距离信息确定各目标的位置和大小；

所述目标显示模块将识别出的目标的信息与所述距离测量模块得到的目标距离增强至目标场景光学图像中，并将增强后的目标场景光学图像通过目标显示模块展示给操作人员；所述增强后的目标场景光学图像中的增强信息包括检测范围内所识别的目标的名称、与传声器阵列之间的距离；

所述目标选择模块接收操作人员选择的需要检测的目标，并判断操作人员选择的需要检测的目标是否存在需要操作人员输入的工作状态数据，若存在，则提示并接收操作人员输入的状态数据；所述目标选择模块将操作人员选择的需要检测的目标以及工作状态数据传输至配置选择模块，并将操作人员选择的需要检测的目标的位置、大小、以及与传声器阵列的距离信息传输至定位模块；

所述配置选择模块根据操作人员选择的需要检测的目标以及工作状态数据在数据库中进行匹配，得到需要检测目标发生故障时产生的噪声源频率范围，并由所得到的频率范围选择对应的传声器阵列配置信息和定位算法，并将所选择的传声器阵列配置信息传输至声信号采集模块；

所述传声器阵列由多个传声器组成，并根据配置信息工作；

所述声信号采集模块包括时钟单元和信号解码单元；时钟单元和信号解码单元用于根据传声器阵列配置信息控制对应的传声器工作，采集需要检测目标产生的声学信号；

所述信号缓存模块用于缓存所述声信号采集模块采集的需要检测目标声学信号，并通过所述信号传输模块将缓存的需要检测目标声学信号传输到所述定位模块；

所述定位模块接收需要检测目标声学信号，根据需要检测目标的位置、大小、与传声器阵列之间的距离信息，确定定位算法中需要划分网格的范围，使用配置选择模块所选择的定位算法处理从信号缓存模块获得的需要检测目标的声学信号，计算出噪声源的分布信息，并将噪声源的分布信息通过云图的方式表示，以不同颜色或阴影示出表示不同声学信号强度的声学图像数据；

所述增强现实模块将噪声源的分布云图、检测目标的信息与光学图像信息对应叠加，生成表示检测结果的图像信息；

所述显控模块将增强现实模块增强后的图像信息显示给操作人员，供操作人员查看噪声源的分布信息与检测目标的信息。

2.根据权利要求1所述一种基于声源定位的增强现实系统，其特征在于：所述配置选择模块、目标检测模块、增强现实模块、定位模块和信号传输模块在同一中央处理器中实现，所述中央处理器是基于ARM架构。

3.根据权利要求1所述一种基于声源定位的增强现实系统，其特征在于：所述场景选择模块、目标显示模块、目标选择模块、显控模块采用同一人机交互工具实现，所述人机交互工具采用触控显示屏或触控显示屏与按键组合。

4.根据权利要求1所述一种基于声源定位的增强现实系统，其特征在于：所述目标检测模块采用的图像识别算法包括RCNN、Fast RCNN、Faster RCNN、YOLO、YOLOv2或SSD算法。

5.根据权利要求1所述一种基于声源定位的增强现实系统，其特征在于：所述目标选择模块通过感知操作人员在触控显示屏上的点击操作，接收操作人员选择的需要检测的目标。