Die Akustische Kamera ist ein leichtes, modulares und flexibel einsetzbares System um Schallquellen orts-, zeit- und frequenzselektiv lokalisieren, visualisieren und analysieren zu können.
Die Akustische Kamera der gfai tech GmbH war das erste kommerziell nutzbare System und kam 2001 als wegweisende Technologie auf den Markt.
Ständige Weiterentwicklungen ermöglichen Messungen im Fern- und Nahfeld mittels Beamforming (Zeitbereich oder Frequenzbereich), Intensität oder Holographie. Damit eröffnet sich für die Akustische Kamera ein breites Nutzungsgebiet. Das System wird für die exakte Lokalisierung von verschiedensten Schallquellen eingesetzt:
Von niederfrequenten Signalen bis hin zu Ultraschall sind die Schallquellen eindeutig zu identifizieren, was die Akustische Kamera zu einem universell einsetzbaren Analysesystem macht.
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DynaBeam - Messung eines Automotors und des Armaturenbretts
Mit dem im Mikrofonarray integrierten 3D-Scanner wird die Geometrie des Fahrzeugmotors und des Armaturenbretts gleichzeitig mit der Aufnahme der akustischen Daten in einem einzigen Messvorgang erfasst. Zusätzlich ermöglicht unser Softwaremodul DynaBeam die Darstellung der Hauptstrahlrichtung einzelner Geräuschquellen wie z.B. der Lüftungsanlage des Fahrzeugs.
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Vorbeifahrtsmessung mit der Akustischen Kamera
Das Rollgeräusch des Rad-Schiene-Kontakts ist die Hauptschallquelle des Schienenverkehrs. Neben dem Rollgeräusch können auch aeroakustische Geräusche am Steuerwagen und Antriebsgeräusche mit Hilfe der Akustischen Kamera lokalisiert werden. Kernstück der Auswertungen ist der Pass-by-Algorithmus, der die Darstellung einer akustischen Karte des gesamten Zuges ermöglicht.
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Leckageortung an Fenstern und Türen mit der all-in-on-Soundkamera Octagon
Mit der All-in-One-Soundcam Octagon lassen sich Energiesparpotenziale durch das Aufspüren von Wärmebrücken und Leckagen an Gebäuden identifizieren.
Im Video identifiziert die Akustische Kamera Octagon Undichtigkeiten und Leckagen an einem Fenster sowie an einem Garagentor. Das eingesetzte Power-Beamforming-Verfahren erzeugt extrem genaue Messdaten und Schallbilder.
Ähnlich wie bei Messungen mit Wärmebildkameras werden die Ergebnisse in Farbe dargestellt. Der Vorteil der Akustischen Kamera ist, dass die Messung temperaturunabhängig ist und somit auch im Sommer durchgeführt werden kann.
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Messung von Elefantenlauten in Nepal mit der Akustischen Kamera
Die Akustische Kamera ist nicht nur ein hilfreiches Werkzeug für industrielle Anwendungen, sondern kann auch in bioakustischen Forschungsprojekten von großem Nutzen sein. Das "Mammal Communication Lab" an der Universität Wien setzte die Akustische Kamera ein, um das Kommunikationsverhalten zwischen afrikanischen Elefanten in Nepal zu untersuchen.
Erfahren Sie mehr unter Applikationen.
Beamforming ist der grundlegende Algorithmus für unsere Akustische Kamera. Die einzelnen Signale werden summiert und entsprechend der unterschiedlichen Laufzeiten vom Ziel zum Mikrofon ausgewertet. Dadurch werden Störungen effektiv unterdrückt und das Messsignal verstärkt.
Beamforming arbeitet sowohl im Zeit- als auch im Frequenzbereich.
Die Wahl der Kamera im Mikrofonarray ist wichtig, da sie das optische Bild oder Video des Messobjekts während der Akustischen Messung aufnimmt. Durch die Integration der Schallemission über ein ausgewähltes Zeit-und / oder Frequenzintervall kann damit ein Akustisches Foto oder Video erstellt werden. Die akustischen Informationen werden über das optische Bild der Kamera gelegt, sodass eine präzise akustische Kartierung entsteht.
Auf diese Weise werden akustische Daten den optischen Informationen zugeordnet. Dabei spielen Auflösung, Öffnungswinkel und Bildrate eine entscheidende Rolle. Aus diesem Grund ist die Wahl der Kamera sehr wichtig und muss auf die jeweilige Anwendung abgestimmt werden. Das resultierende akustische Foto bietet dem Anwender vielfältige Analyse- und Auswertungsmöglichkeiten.
In unseren Mikrofonarrays werden in Zukunft Intel® RealSense™ Tiefenkameras als Standard verbaut. Diese Kameras haben ein breites Sichtfeld. Die Sensoren bieten hohe Lichtempfindlichkeit, so dass auch bei dunkler Umgebung Bilder aufgenommen werden können. Vorteilhaft sind diese Kameras für akustische Messungen, bei denen es von entscheidender Bedeutung ist, so viel wie möglich von der Szene zu sehen.
Trotz des weitwinkligen Objektivs entsteht kein Kisseneffekt und die Optik wird entzerrt. Doch der größte Vorteil ist wohl, dass direkt ein Tiefenbild aufgenommen wird. Dies erlaubt die automatische Erfassung der Fokustiefe aus einer Perspektive und damit bessere Analysemöglichkeiten unterschiedlich weit entfernter Schallquellen. So kann z. B. der korrekte Fokus zu jeder Schallquelle im Bild automatisch gefunden werden.
Die Tiefeninformation ist besonders nützlich, wenn sich die Schallquellen in unterschiedlichen Abständen zur Akustischen Kamera befinden. Die Definition der Fokusebene kann in diesem Fall zu Fehlern führen, da es sich nicht um denselben Fokus für alle Schallquellen handelt. Mit dieser Kamera können die Tiefeninformationen gemessen werden, so dass der Fokus auf verschiedene Entfernungen eingestellt werden kann.
Auch Kameras von Baumer werden in unseren Mikrofonarrays installiert. Sie lassen lange Kabel zu und eignen sich daher und wegen der anpassbaren Objektive vor allem für große Arrays wie beispielsweise bei Windkanälen. Auch im Fibonacci-Array werden für Holographieanwendungen wegen des benötigten Fischaugenobjektivs Baumer-Kameras eingesetzt. Der Weitwinkel ist vorteilhaft, wenn die Messungen im Nahfeld durchgeführt werden. Durch Vergrößerung des sichtbaren Bereichs erhalten Sie einen besseren Überblick über die gefundenen Schallquellen.
Mit der Baumer-Kamera gewannen wir und unsere Kunden bereits sehr gute Erfahrungen. Auf Wunsch kann sie auch in jedem anderen Mikrofonarray verbaut werden. Baumer bietet integrierte Fixed-Fokus-Kameras an, die als USB- oder Ethernet-Version erhältlich sind und ebenfalls über einen Global Shutter verfügen. Je nach Anwendung werden verschiedene Sensorgrößen, Auflösungen und Bildraten individuell angepasst.
