風(fēng)噪聲源的定位方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及風(fēng)噪聲源的定位方法和風(fēng)噪聲源的定位系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 電網(wǎng)系統(tǒng)中的輸電線路產(chǎn)生的可聽噪聲，是一種常見的線路對(duì)環(huán)境的影響，這種 噪聲可使人產(chǎn)生煩躁情緒。輸電線路產(chǎn)生的可聽噪聲大體上可以分為兩種:一種是由導(dǎo)線 產(chǎn)生電暈放電時(shí)所引起的電暈噪聲；另一種是由于空氣的流體運(yùn)動(dòng)所引起，即當(dāng)風(fēng)吹在導(dǎo) 線、絕緣子串或是桿塔上時(shí)產(chǎn)生的風(fēng)噪聲。
[0003] 隨著我國(guó)超高壓、特高壓輸電線路的大規(guī)模建設(shè)，包括輸電線路風(fēng)噪聲在內(nèi)的可 聽噪聲問題也日趨嚴(yán)重。目前，針對(duì)電暈噪聲對(duì)環(huán)境的影響問題已經(jīng)被廣泛的研究，但針對(duì) 風(fēng)噪聲對(duì)環(huán)境的影響問題卻沒能被足夠的重視，特別是針對(duì)風(fēng)噪聲源的定位基本沒有相關(guān) 研究，不利于消除風(fēng)噪聲對(duì)周圍環(huán)境的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于此，本發(fā)明提供一種風(fēng)噪聲源的定位方法及系統(tǒng)，能夠?qū)旊娋€路上風(fēng)噪聲 源的空間位置進(jìn)行定位。
[0005] 本發(fā)明一方面提供風(fēng)噪聲源的定位方法，包括：
[0006] 通過多個(gè)傳聲器分別接收風(fēng)噪聲源引起的聲波信號(hào)，得到與所述多個(gè)傳聲器對(duì)應(yīng) 的多組聲波信號(hào)序列；
[0007] 計(jì)算各組聲波信號(hào)序列之間的時(shí)延；
[0008] 根據(jù)各傳聲器的空間坐標(biāo)、所述時(shí)延構(gòu)建所述多個(gè)傳聲器與所述風(fēng)噪聲源之間相 對(duì)位置關(guān)系的非線性方程組，求解所述非線性方程組得出所述風(fēng)噪聲源的空間位置。
[0009] 本發(fā)明另一方面提供風(fēng)噪聲源的定位系統(tǒng)，包括：
[0010] 聲波采集模塊，用于通過多個(gè)傳聲器分別接收風(fēng)噪聲源引起的聲波信號(hào)，得到與 所述多個(gè)傳聲器對(duì)應(yīng)的多組聲波信號(hào)序列；
[0011] 時(shí)延計(jì)算模塊，用于計(jì)算各組聲波信號(hào)序列之間的時(shí)延；
[0012] 位置計(jì)算模塊，用于根據(jù)各傳聲器的空間坐標(biāo)、所述時(shí)延構(gòu)建所述多個(gè)傳聲器與 所述風(fēng)噪聲源之間相對(duì)位置關(guān)系的非線性方程組，求解所述非線性方程組得出所述風(fēng)噪聲 源的空間位置。
[0013] 上述技術(shù)方案的風(fēng)噪聲源的定位方法及系統(tǒng)，通過多個(gè)傳聲器分別接收風(fēng)噪聲源 引起的聲波信號(hào)，得到與所述多個(gè)傳聲器對(duì)應(yīng)的多組聲波信號(hào)序列;計(jì)算各組聲波信號(hào)序 列之間的時(shí)延;根據(jù)各傳聲器的空間坐標(biāo)、所述時(shí)延構(gòu)建所述多個(gè)傳聲器與所述風(fēng)噪聲源 之間相對(duì)位置關(guān)系的非線性方程組，求解所述非線性方程組得出所述風(fēng)噪聲源的空間位 置。通過本發(fā)明能夠?qū)旊娋€路上風(fēng)噪聲源的空間位置進(jìn)行定位，便于消除風(fēng)噪聲對(duì)周圍 環(huán)境的影響。
【附圖說明】
[0014] 圖1為一實(shí)施例的風(fēng)噪聲源的定位方法的示意性流程圖；
[0015] 圖2為一實(shí)施例的風(fēng)噪聲源的定位方法的原理示意圖；
[0016] 圖3為一實(shí)施例的風(fēng)噪聲源的定位系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0018] 本發(fā)明提供的實(shí)施例包括風(fēng)噪聲源的定位方法實(shí)施例，還包括相應(yīng)的風(fēng)噪聲源的 定位系統(tǒng)實(shí)施例。以下分別進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0019] 圖1為一實(shí)施例的風(fēng)噪聲源的定位方法的示意性流程圖；如圖1所示，本實(shí)施例的 風(fēng)噪聲源的定位方法包括如下步驟S1至S3,各步驟詳述如下：
[0020] S1，通過多個(gè)傳聲器分別接收風(fēng)噪聲源引起的聲波信號(hào)，得到與所述多個(gè)傳聲器 對(duì)應(yīng)的多組聲波信號(hào)序列；
[0021] 優(yōu)選的，如圖2所示，可通過四個(gè)傳聲器分別接收風(fēng)噪聲源引起的聲波信號(hào)。本實(shí) 施例中所述四個(gè)傳聲器排列成正方形，且四個(gè)傳聲器的空間高度坐標(biāo)相等；按正方形邊長(zhǎng) 方向?qū)λ膫€(gè)傳聲器進(jìn)行順序編號(hào)(傳聲器0、傳聲器1、傳聲器2和傳聲器3);相鄰編號(hào)的傳聲 器之間的間隔為lm或2m。當(dāng)存在風(fēng)噪聲源時(shí)，聲波在空氣中傳播，通過四個(gè)傳聲器可以分別 接收到對(duì)應(yīng)的聲波信號(hào)。
[0022]可以理解的是，所述四個(gè)傳聲器的排列方式不局限于正方形，例如還可為長(zhǎng)方形、 菱形等。同時(shí)，四個(gè)傳聲器也不局限于設(shè)置在同一平面(即空間高度坐標(biāo)也可以不相等）。 [0023]本實(shí)施例中，所述四個(gè)傳聲器可分別與聲級(jí)計(jì)連接，利用聲級(jí)計(jì)及波形數(shù)據(jù)記錄 裝置可獲取各傳聲器接收到的聲波信號(hào)，由此可得到與所述四個(gè)傳聲器對(duì)應(yīng)的四組聲波信 號(hào)序列。
[0024]需要說明的是，本實(shí)施例中傳聲器，是指能夠接收空間中傳播的聲音信號(hào)并將其 轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的能量轉(zhuǎn)換器件。
[0025] S2,計(jì)算各組聲波信號(hào)序列之間的時(shí)延；
[0026] 優(yōu)選的，可利用互相關(guān)函數(shù)法計(jì)算各組聲波信號(hào)序列之間的時(shí)延。若采用N個(gè)傳聲 器同時(shí)接收風(fēng)噪聲源引起的聲波信號(hào)，則至少可得到N-1個(gè)時(shí)延值。
[0027] 作為一優(yōu)選實(shí)施方式，可采用以下公式計(jì)算各組聲波信號(hào)序列之間的時(shí)延：
[0028]
[0029]其中，R12為互相關(guān)方程，x(t)為各組聲波信號(hào)序列，τ為兩組組聲波信號(hào)序列之間 時(shí)延。
[0030]例如:例如傳聲器0(編號(hào)為0的傳聲器)對(duì)應(yīng)的聲波信號(hào)序列為:0,0,0,0,2,3,2， 1，4,5,6，···（單位為ns)，傳聲器1(編號(hào)為1的傳聲器)對(duì)應(yīng)的聲波信號(hào)序列為:0,0,0,0,0， 0,2,3,2，1，4,5,6，一（單位為11 8)，利用互相關(guān)函數(shù)法可得出這兩組聲波信號(hào)序列之間的時(shí) 延為2ns。
[0031] S3,根據(jù)各傳聲器的空間坐標(biāo)、所述時(shí)延構(gòu)建所述多個(gè)傳聲器與所述風(fēng)噪聲源之 間相對(duì)位置關(guān)系的非線性方程組，求解所述非線性方程組得出所述風(fēng)噪聲源的空間位置。
[0032] 作為一優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)施例中根據(jù)所述四個(gè)傳聲器的空間坐標(biāo)、所述四個(gè)傳 聲器對(duì)應(yīng)的三個(gè)時(shí)延可構(gòu)建非線性方程組：
[0033]
[0034]
[0035]
[0036]其中，（知，￥"，21〇(11 = 0，1，2,3)為各傳聲器的空間坐標(biāo)，1"(11=1，2,3)為編號(hào)為0 的傳聲器與編號(hào)為η的傳聲器之間的時(shí)延，（Χ,Υ,Ζ)為風(fēng)噪聲源的空間坐標(biāo)，c為聲波在空氣 中的傳播速度。
[0037]求解所述非線性方程組可以得到風(fēng)噪聲源的空間位置(Χ，Υ，Ζ)。對(duì)于求解所述非 線性方程組，可采用迭代法，例如Newton法。在Newton法中，設(shè)定一個(gè)初始值，通過迭代可以 得到非線性方程的解。
[0038]例如，若四個(gè)傳聲器的空間坐標(biāo)分別為(0,0，1)、（0，1，1)、（1，1，1)和（1，0，1)，對(duì) 應(yīng)的三個(gè)時(shí)延分別為1.3339ns、2.7179ns、1.3339ns，則利用Newton法求解對(duì)應(yīng)的非線性方 程組，可以近似得到風(fēng)噪聲源的空間位置為(5,5，10)。
[0039] 通過本實(shí)施例的風(fēng)噪聲源的定位方法，能夠?qū)旊娋€路上風(fēng)噪聲源的空間位置進(jìn) 行定位，便于消除風(fēng)噪聲對(duì)周圍環(huán)境的影響;并且其實(shí)現(xiàn)原理簡(jiǎn)單，便于進(jìn)行推廣應(yīng)用。
[0040] 需要說明的是，對(duì)于前述方法實(shí)施例，為了簡(jiǎn)便描述，將其都表述為一系列的動(dòng)作 組合，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知悉，本發(fā)明并不受所描述的動(dòng)作順序的限制，因?yàn)橐罁?jù)本 發(fā)明，某些步驟可以采用其它順序或者同時(shí)進(jìn)行。
[0041] 以下對(duì)可用于執(zhí)行上述風(fēng)噪聲源的定位方法的風(fēng)噪聲源的定位系統(tǒng)實(shí)施例進(jìn)行 說明。為了便于說明，風(fēng)噪聲源的定位系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖中，僅僅示出了與本發(fā)明實(shí) 施例相關(guān)的部分，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，圖中示出的裝置結(jié)構(gòu)并不構(gòu)成對(duì)裝置的限定， 可以包括比圖示更多或更少的部件，或者組合某些部件，或者不同的部件布置。
[0042] 圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的風(fēng)噪聲源的定位系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)圖；如圖3所示，本實(shí) 施例的風(fēng)噪聲源的定位系統(tǒng)包括:聲波采集模塊310、時(shí)延計(jì)算模塊320以及位置計(jì)算模塊 330,各模塊詳述如下：
[0043] 所述聲波采集模塊310,用于通過多個(gè)傳聲器分別接收風(fēng)噪聲源引起的聲波信號(hào)， 得到與所述多個(gè)傳聲器對(duì)應(yīng)的多組聲波信號(hào)序列；
[0044] 優(yōu)選的，所述聲波采集模塊310具體