Akustisches Scannen von Messobjekten in 3D: Mit DynaBeam präsentiert die GFaI eine innovative Weiterentwicklung der akustischen Kamera

19. Oktober 2020

Akustisches Scannen von Messobjekten in 3D

Mit DynaBeam präsentiert die GFaI eine innovative Weiterentwicklung der akustischen Kamera

DynaBeam Ergebnisbild © GFaI

Ergebnisbild mit Hauptabstrahlrichtung (Beispiel Staubsauger) © GFaI

Die Akustische Kamera der GFaI ermöglicht es, den Ursprungsort von Schallabstrahlungen zu lokalisieren. Konventionelles Beamforming in 2D ermöglicht die Lokalisierung von Schallquellen eines Messobjekts aus einem festen Blickwinkel pro Messung. Um die Akustik des kompletten Messobjektes vollständig zu erfassen, bieten sich zwei Möglichkeiten:

  1. Mehrere Messungen, bei denen die Position der Akustischen Kamera verändert wird. Dies ist in Hinblick auf den Messvorgang sowie auch für die spätere Auswertung (als Gesamtmessung) aufwändig.
  2. Ein Mikrofonarray, das das komplette Messobjekt umschließt. Diese Variante geht mit erheblichem finanziellen Aufwand einher.

Innovative 3D-Lokalisierung von Schallabstrahlungen mit automatischer Modellgenerierung

DynaBeam bietet einen neuen Lösungsansatz und kann das komplette Messobjekt aus allen Richtungen in einem einzigen Messvorgang erfassen. Dies wird durch die in die Mikrofonarrays eingebaute Intel®-RealSense-Tiefenkamera ermöglicht. Mit dem in der Kamera integrierten Scanner wird gleichzeitig mit der Aufnahme der akustischen Daten durch die Array-Mikrofone ein 3D-Modell des Messobjektes erstellt. Während der darauffolgenden Analyse mit der Software NoiseImage werden die akustischen Bilder der verschiedenen Arraypositionen miteinander kombiniert („verrechnet“) und direkt auf das entstandene 3D-Modell kartiert.

Eine schnelle und kosteneffiziente Betrachtung der Schallquellen in 3D ist so möglich. Diese Herangehensweise erhöht außerdem die Dynamik der akustischen Kartierung im Vergleich zum konventionellen Beamforming deutlich. Zusätzlich ermöglicht DynaBeam die Anzeige der Hauptabstrahlrichtung einzelner Messpunkte und bietet damit ein wertvolles Werkzeug für akustische Optimierungen, beispielsweise für die Identifikation optimaler Stellen für den Einsatz schallabsorbierender Materialien.

Die Vorteile:

  • Erstellung eines 3D-Modells des Messobjektes
  • Erfassung der kompletten Schallabstrahlung in einem Messvorgang
  • höhere Dynamik der akustischen Karte
  • bessere Visualisierung von Schallquellen
  • Erfassung der Hauptabstrahlrichtung

 

Dieses Projekt wurde vom BMWi aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages unter dem Förderkennzeichen MF130165 gefördert.

 

Kontakt:

GFaI Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik e. V.
Dirk Döbler
Forschungsbereich Signalverarbeitung / Akustische Kamera
Tel.: +49 30 814563-553
E-Mail: doebler@gfai.de

 

Pressemitteilung GFaI vom 15.10.2020

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