Beamforming in modalen Schallfeldern von Fahrzeuginnenräumen

Clemens Nau

Diese Publikation zitieren

Clemens Nau, Beamforming in modalen Schallfeldern von Fahrzeuginnenräumen (2016), Logos Verlag, Berlin, ISBN: 9783832593377

75
Accesses
2
Quotes

Beschreibung / Abstract

Das konventionelle Beamforming-Verfahren (CBF) basiert physikalisch auf einer Zerlegung des einfallenden Wellenfeldes, so dass Einfallsrichtungen und Quellorte identifiziert und klassifiziert werden können. Eine zentrale Annahme des CBF ist dessen Anwendung im akustischen Freifeld. Diese Annahme ist insbesondere in Räumen, wie z.B. einem Fahrzeuginnenraum verletzt. Um das Beamforming jedoch ebenfalls unter diesen Randbedingungen und in tiefen Frequenzbereich anwenden zu können, werden in der vorliegenden Arbeit zwei Ansätze vorgestellt, um die raumakustischen Einflüsse auf das Beamforming zu minimieren und somit das Lokalisierungsergebnis insbesondere in einem Fahrzeuginnenraum zu verbessern. Ein erster Ansatz basiert auf der Vorverarbeitung mit Hilfe generalisierter Kreuzkorrelationen. Ein zweiter Ansatz nutzt ein Makromodellierungsmodell um die Polfrequenzen der Raumübertragungsfunktionen zu approximieren. Dazu wird aufbauend auf Prinzip-Untersuchungen an definierten Reflexionsflächen das Verhalten beider Ansätze in einem Modellraum aufgezeigt, analysiert und bewertet. Anschließend werden beide Ansätze unter den realen Bedingungen eines Fahrzeuginnenraums evaluiert. Ein Exkurs hinsichtlich der Kombination des Beamformings mit beliebigen Übertragungsfunktionen zur Weiterentwicklung des Beamformings über die Freifeldannahme hinaus bildet den Abschluss der Untersuchungen.

Inhaltsverzeichnis

  • BEGINN
  • 1 Einleitung
  • 2 Akustische Grundlagen
  • 2.1 Grundlagen der Wellenausbreitung
  • 2.2 Sphärische Wellenformen
  • 2.3 Fourier Transformation
  • 2.4 Frequenz-Wellenzahl-Bereich
  • 2.5 Sphärische Fourier Transformation
  • 2.6 Spherical Harmonics
  • 2.7 Spherical-Harmonics-Transformation
  • 2.8 Richtcharakteristik
  • 3 Raumakustik
  • 3.1 Reflexion und Absorption von ebenen Wellen
  • 3.2 Schallfelder in geschlossenen Räumen
  • 4 Modellierung von Raumübertragungsfunktionen
  • 4.1 Parametrisierte Übertragungsfunktionen
  • 4.2 Modellansätze
  • 4.3 Vektor-Fitting zur Polstellenbestimmung
  • 5 Korrelationstheorie
  • 5.1 Stochastische Signaltheorie
  • 5.2 Prinzipien der mehrkanaligen Störunterdrückung
  • 5.3 Unterdrückung inkohärenter Signale
  • 5.4 Unterdrückung kohärenter Störsignale
  • 5.5 Generalisierte Kreuzkorrelation
  • 6 Mikrofonarrays
  • 6.1 Linienarray und Steering-Vektor
  • 6.2 Aperturfunktion
  • 6.3 Aperture smoothing function
  • 6.4 Aperturfunktion und Rayleigh Kriterium
  • 6.5 Räumliche Abtastung und Grating Lobes
  • 6.6 Aliasing
  • 6.7 Sphärische Arrays
  • 7 Beamforming
  • 7.1 Einführung und Hintergrund
  • 7.2 Konventionelle Beamformer
  • 7.3 Adaptive Beamformer
  • 7.4 Array Gain und White Noise Gain
  • 7.5 Dynamik
  • 7.6 Auflösung
  • 7.7 Entwicklungsumgebung zur softwaretechnischen Realisierung und Evaluierung
  • 7.8 Vergleich der Lokalisierungsergebnisse verschiedener Beamforming-Algorithmen hinsichtlich zufällig verteilter Rauschquellen
  • 7.9 Vergleich der Lokalisierungsergebnisse verschiedener Beamforming-Algorithmen in einem Fahrzeuginnenraum
  • 8 Filteransätze zur Anwendung des Beamformings in modalen Schallfeldern
  • 8.1 Anwendung der Generalized Cross Correlation auf die CSM
  • 8.2 Berücksichtigung der Modenstruktur im Beamforming-Prozess
  • 9 Beamforming in reaktiven Schallfeldern
  • 9.1 Untersuchungen unter dem Einfluss reflektierender Flächen
  • 9.2 Untersuchungen in einem Modellraum
  • 9.3 Leistungsfähigkeit der Ansätze im Fahrzeuginnenraum
  • 9.4 Detektion der Ausprägung des modalen Schallfelds im Fahrzeuginnenraum
  • 10 Erweiterung des Beamformings durch Übertragungsfunktionen
  • 10.1 Verbesserungspotential des Beamformings durch die Einbeziehung realer Übertragungsfunktionen am Beispiel eines Fahrzeuginnenraums
  • 10.2 Verbesserungspotential des Beamformings durch die Einbeziehung berechneter Übertragungsfunktionen am Beispiel einer Fahrzeugstruktur
  • 11 Zusammenfassung und Ausblick
  • 12 Literaturverzeichnis
  • 13 Abbildungsverzeichnis
  • 14 Anhang

Mehr von dieser Serie

    Ähnliche Titel

      Mehr von diesem Autor