Lasertechnologie voor spraakdetectie op afstand

Lasertechnologie voor spraakdetectie op afstand
LaserSpraakdetectie op afstand: de structuur van het detectiesysteem onthuld.

Een dunne laserstraal danst sierlijk door de lucht en speurt geruisloos naar geluiden in de verte. Het principe achter deze futuristische technologische 'magie' is strikt esoterisch en vol charme. Laten we vandaag de sluier oplichten van deze verbazingwekkende technologie en de wonderlijke structuur en principes ervan verkennen. Het principe van lasergestuurde spraakdetectie wordt weergegeven in Figuur 1(a). Het lasergestuurde spraakdetectiesysteem bestaat uit een lasertrillingsmeetsysteem en een niet-coöperatief trillingsmeetdoel. Afhankelijk van de detectiemodus van de lichtreflectie kan het detectiesysteem worden onderverdeeld in een niet-interferentietype en een interferentietype. Het schema hiervan is respectievelijk weergegeven in Figuur 1(b) en (c).

FIG. 1 (a) Blokdiagram van lasergestuurde spraakdetectie op afstand; (b) Schematisch diagram van een niet-interferometrisch lasergestuurd trillingsmeetsysteem op afstand; (c) Principediagram van een interferometrisch lasergestuurd trillingsmeetsysteem op afstand

I. Niet-interferentiedetectiesysteem Niet-interferentiedetectie is een zeer eenvoudig systeem. Door laserstraling op het doeloppervlak wordt de azimut van het gereflecteerde licht gemoduleerd, wat resulteert in veranderingen in de lichtintensiteit of het spikkelbeeld aan de ontvangende kant. Hierdoor worden de microtrillingen van het doeloppervlak direct gemeten en wordt op afstand een akoestisch signaal gedetecteerd. Afhankelijk van de structuur van de ontvangerfotodetectorHet interferentievrije systeem kan worden onderverdeeld in een enkelpunts- en een array-type. De kern van de enkelpuntsstructuur is de "reconstructie van het akoestische signaal", dat wil zeggen dat de oppervlaktetrilling van het object wordt gemeten door de verandering in de detectielichtintensiteit van de detector te meten, veroorzaakt door de verandering in de richting van het terugkerende licht. De enkelpuntsstructuur heeft als voordelen lage kosten, een eenvoudige structuur, een hoge bemonsteringsfrequentie en realtime reconstructie van het akoestische signaal op basis van de feedback van de fotostroom van de detector. Het laserspikkeleffect verstoort echter de lineaire relatie tussen trilling en detectorlichtintensiteit, waardoor de toepassing van een enkelpunts interferentievrij detectiesysteem wordt beperkt. De array-structuur reconstrueert de oppervlaktetrilling van het object door middel van een spikkelbeeldverwerkingsalgoritme, waardoor het trillingsmeetsysteem zich sterk aanpast aan ruwe oppervlakken en een hogere nauwkeurigheid en gevoeligheid heeft.

II. Het interferentiedetectiesysteem verschilt van de botheid van niet-interferentiedetectie. Interferentiedetectie heeft een meer indirecte aantrekkingskracht. Het principe is gebaseerd op laserbestraling van het oppervlak van het doelobject. De verplaatsing van het doeloppervlak langs de optische as naar het tegenlicht introduceert een fase-/frequentieverandering. Door middel van interferentietechnologie wordt de frequentieverschuiving/faseverschuiving gemeten om microtrillingen op afstand te meten. Momenteel kan de meer geavanceerde interferometrische detectietechnologie worden onderverdeeld in twee soorten, gebaseerd op het principe van laser-Doppler-trillingsmeting en laser-zelfmenginterferometrie op basis van akoestische signaaldetectie op afstand. De laser-Doppler-trillingsmeting maakt gebruik van het Doppler-effect van lasers om geluidssignalen te detecteren door de Doppler-frequentieverschuiving te meten die wordt veroorzaakt door de trillingen van het oppervlak van het doelobject. De laser-zelfmenginterferometrie meet de verplaatsing, snelheid, trilling en afstand van het doelobject door een deel van het gereflecteerde licht van het doelobject terug te laten keren in de laserresonator, wat leidt tot modulatie van de amplitude en frequentie van het laserveld. De voordelen ervan liggen in het kleine formaat en de hoge gevoeligheid van het trillingsmeetsysteem, en delaser met laag vermogenkan worden gebruikt om het externe geluidssignaal te detecteren. Een frequentieverschuivingslaser-zelfmengmeetsysteem voor de detectie van externe spraaksignalen is weergegeven in figuur 2.

FIG. 2 Schematisch diagram van het frequentieverschuivingslaser-zelfmengingsmeetsysteem

Lasertechnologie voor het op afstand afspelen van spraak is een nuttig en efficiënt technisch middel dat niet alleen effectief is bij detectie, maar ook uitstekende prestaties levert en breed toepasbaar is als tegendetectietechnologie. Deze technologie maakt interceptie op een afstand van 100 meter mogelijk in binnenruimtes, kantoorgebouwen en andere ruimtes met glazen gevels. Eén enkel apparaat kan een vergaderruimte met een raamoppervlakte van 15 vierkante meter effectief beveiligen. Naast een snelle reactietijd van scannen en positioneren (binnen 10 seconden), een hoge positioneringsnauwkeurigheid van meer dan 90% en een hoge betrouwbaarheid voor langdurig stabiel gebruik, biedt lasertechnologie voor tegendetectie een sterke garantie voor de akoestische informatiebeveiliging van gebruikers in belangrijke industriële omgevingen en andere situaties.