Technologia zdalnego wykrywania mowy za pomocą lasera

Technologia zdalnego wykrywania mowy za pomocą lasera
Laserzdalne wykrywanie mowy: ujawnianie struktury systemu wykrywania

Cienka wiązka lasera tańczy wdzięcznie w powietrzu, cicho poszukując odległych dźwięków, zasada stojąca za tą futurystyczną technologiczną „magią” jest ściśle ezoteryczna i pełna uroku. Dzisiaj podnieśmy zasłonę tej niesamowitej technologii i zbadajmy jej wspaniałą strukturę i zasady. Zasada laserowego zdalnego wykrywania głosu jest pokazana na rysunku 1(a). Laserowy system zdalnego wykrywania głosu składa się z laserowego systemu pomiaru drgań i niekooperacyjnego celu pomiaru drgań. Zgodnie z trybem wykrywania powrotu światła, system wykrywania można podzielić na typ bezzakłóceniowy i typ interferencyjny, a schematyczny diagram jest odpowiednio pokazany na rysunku 1(b) i (c).

FIG. 1 (a) Schemat blokowy laserowego zdalnego wykrywania głosu; (b) Schematyczny schemat nieinterferometrycznego laserowego systemu zdalnego pomiaru drgań; (c) Schemat zasadniczy interferometrycznego laserowego systemu zdalnego pomiaru drgań

一. System wykrywania bez zakłóceń Wykrywanie bez zakłóceń jest bardzo prostą cechą przyjaciół, poprzez napromieniowanie laserowe powierzchni docelowej, z ukośnym ruchem modulacji azymutu światła odbitego, co powoduje zmiany w odbiorczym końcu intensywności światła lub obrazie plamki, aby bezpośrednio zmierzyć mikrodrgania powierzchni docelowej, a następnie „prosto do prosto”, aby osiągnąć zdalne wykrywanie sygnału akustycznego. Zgodnie ze strukturą odbiorcząfotodetektor, system bezzakłóceniowy można podzielić na typ jednopunktowy i typ matrycowy. Rdzeniem struktury jednopunktowej jest „rekonstrukcja sygnału akustycznego”, czyli drgania powierzchni obiektu są mierzone poprzez pomiar zmiany intensywności światła detekcyjnego detektora spowodowanej zmianą orientacji światła powrotnego. Struktura jednopunktowa ma zalety niskiego kosztu, prostej struktury, wysokiej częstotliwości próbkowania i rekonstrukcji sygnału akustycznego w czasie rzeczywistym zgodnie ze sprzężeniem zwrotnym fotoprądu detektora, ale efekt plamki laserowej zniszczy liniową zależność między drganiami a intensywnością światła detektora, więc ogranicza to zastosowanie jednopunktowego systemu detekcji bezzakłóceniowej. Struktura matrycowa rekonstruuje drgania powierzchni celu za pomocą algorytmu przetwarzania obrazu plamkowego, dzięki czemu system pomiaru drgań ma silną zdolność adaptacji do szorstkiej powierzchni i ma wyższą dokładność i czułość.

二. System wykrywania zakłóceń różni się od tępego wykrywania bez zakłóceń, wykrywanie zakłóceń ma bardziej pośredni urok, zasada polega na napromieniowaniu laserowym powierzchni celu, powierzchnia celu wzdłuż osi optycznej przemieszczenia do światła tylnego wprowadza zmianę fazy/częstotliwości, wykorzystanie technologii interferencyjnej do pomiaru przesunięcia częstotliwości/przesunięcia fazowego w celu uzyskania zdalnego pomiaru mikrowibracji. Obecnie bardziej zaawansowaną technologię wykrywania interferometrycznego można podzielić na dwa rodzaje zgodnie z zasadą technologii pomiaru drgań Dopplera lasera i metodą interferencji samomieszania laserowego opartą na zdalnym wykrywaniu sygnału akustycznego. Metoda pomiaru drgań Dopplera lasera opiera się na efekcie Dopplera lasera w celu wykrycia sygnału dźwiękowego poprzez pomiar przesunięcia częstotliwości Dopplera spowodowanego przez drgania powierzchni obiektu docelowego. Technologia interferometrii samomieszania laserowego mierzy przemieszczenie, prędkość, drgania i odległość celu, umożliwiając części odbitego światła odległego celu ponowne wejście do rezonatora lasera i powodując modulację amplitudy i częstotliwości pola laserowego. Jego zalety tkwią w niewielkich rozmiarach i wysokiej czułości układu pomiaru drgań, a takżelaser małej mocymoże być używany do wykrywania zdalnego sygnału dźwiękowego. System pomiarowy z samomieszającym się laserem z przesunięciem częstotliwości do wykrywania zdalnego sygnału mowy pokazano na rysunku 2.

Rys. 2 Schematyczny diagram układu pomiarowego z samomieszającym się laserem o przesunięciu częstotliwości

Jako użyteczny i wydajny środek techniczny, laserowa „magia” odtwarza zdalną mowę nie tylko w dziedzinie wykrywania, w dziedzinie kontrwykrywania ma również doskonałą wydajność i szerokie zastosowanie – technologię przeciwdziałania przechwytywaniu laserowemu. Technologia ta może osiągnąć przeciwdziałanie przechwytywaniu na poziomie 100 metrów w pomieszczeniach, budynkach biurowych i innych szklanych ścianach osłonowych, a pojedyncze urządzenie może skutecznie chronić salę konferencyjną o powierzchni okna 15 metrów kwadratowych, oprócz szybkiej szybkości reakcji skanowania i pozycjonowania w ciągu 10 sekund, wysokiej dokładności pozycjonowania przekraczającej 90% wskaźnika rozpoznawania i wysokiej niezawodności dla długoterminowej stabilnej pracy. Technologia przeciwdziałania przechwytywaniu laserowemu może zapewnić silną gwarancję bezpieczeństwa akustycznego informacji użytkowników w kluczowych biurach przemysłowych i innych scenariuszach.