Công nghệ phát hiện giọng nói từ xa bằng laser

Công nghệ phát hiện giọng nói từ xa bằng laser
Tia lazephát hiện giọng nói từ xa: Tiết lộ cấu trúc của hệ thống phát hiện

Một chùm tia laser mỏng nhảy múa uyển chuyển trong không khí, lặng lẽ tìm kiếm những âm thanh xa xôi, nguyên lý đằng sau “phép thuật” công nghệ tương lai này hoàn toàn bí truyền và đầy quyến rũ. Hôm nay, chúng ta hãy vén bức màn về công nghệ tuyệt vời này và khám phá cấu trúc và nguyên lý tuyệt vời của nó. Nguyên lý phát hiện giọng nói từ xa bằng laser được thể hiện trong Hình 1(a). Hệ thống phát hiện giọng nói từ xa bằng laser bao gồm hệ thống đo rung động bằng laser và mục tiêu đo rung động không hợp tác. Theo chế độ phát hiện phản hồi ánh sáng, hệ thống phát hiện có thể được chia thành loại không nhiễu và loại nhiễu, và sơ đồ được thể hiện tương ứng trong Hình 1(b) và (c).

HÌNH 1 (a) Sơ đồ khối của hệ thống phát hiện giọng nói từ xa bằng laser; (b) Sơ đồ hệ thống đo độ rung từ xa bằng laser không giao thoa; (c) Sơ đồ nguyên lý của hệ thống đo độ rung từ xa bằng laser giao thoa

一. Hệ thống phát hiện không nhiễu Phát hiện không nhiễu là một tính chất rất đơn giản của bạn bè, thông qua việc chiếu tia laser vào bề mặt mục tiêu, với chuyển động xiên của điều chế phương vị ánh sáng phản xạ dẫn đến những thay đổi ở đầu thu của cường độ ánh sáng hoặc hình ảnh đốm để đo trực tiếp độ rung động vi mô của bề mặt mục tiêu, và sau đó "thẳng đến thẳng" để đạt được phát hiện tín hiệu âm thanh từ xa. Theo cấu trúc của bộ thumáy dò ảnh, hệ thống không nhiễu có thể được chia thành loại điểm đơn và loại mảng. Cốt lõi của cấu trúc điểm đơn là "tái tạo tín hiệu âm thanh", nghĩa là độ rung bề mặt của vật thể được đo bằng cách đo sự thay đổi cường độ ánh sáng phát hiện của máy dò do sự thay đổi hướng ánh sáng phản hồi. Cấu trúc điểm đơn có ưu điểm là chi phí thấp, cấu trúc đơn giản, tốc độ lấy mẫu cao và tái tạo tín hiệu âm thanh theo thời gian thực theo phản hồi của dòng điện quang của máy dò, nhưng hiệu ứng đốm laser sẽ phá hủy mối quan hệ tuyến tính giữa độ rung và cường độ ánh sáng của máy dò, do đó nó hạn chế ứng dụng của hệ thống phát hiện không nhiễu điểm đơn. Cấu trúc mảng tái tạo độ rung bề mặt của mục tiêu thông qua thuật toán xử lý ảnh đốm, do đó hệ thống đo độ rung có khả năng thích ứng mạnh với bề mặt gồ ghề và có độ chính xác và độ nhạy cao hơn.

二. Hệ thống phát hiện giao thoa khác với độ cùn của phát hiện không giao thoa, phát hiện giao thoa có sức hấp dẫn gián tiếp hơn, nguyên lý là thông qua chiếu xạ laser vào bề mặt mục tiêu, bề mặt mục tiêu dọc theo trục quang học của sự dịch chuyển đến ánh sáng nền giới thiệu sự thay đổi pha/tần số, sử dụng công nghệ giao thoa để đo sự dịch chuyển tần số/dịch chuyển pha để đạt được phép đo rung động vi mô từ xa. Hiện nay, công nghệ phát hiện giao thoa tiên tiến hơn có thể được chia thành hai loại theo nguyên lý công nghệ đo rung động Doppler laser và phương pháp giao thoa tự trộn laser dựa trên phát hiện tín hiệu âm thanh từ xa. Phương pháp đo rung động Doppler laser dựa trên hiệu ứng Doppler của laser để phát hiện tín hiệu âm thanh bằng cách đo sự dịch chuyển tần số Doppler do rung động của bề mặt vật thể mục tiêu gây ra. Công nghệ giao thoa tự trộn laser đo độ dịch chuyển, tốc độ, độ rung và khoảng cách của mục tiêu bằng cách cho một phần ánh sáng phản xạ của mục tiêu ở xa đi vào lại bộ cộng hưởng laser và gây ra sự điều chế biên độ và tần số trường laser. Ưu điểm của nó nằm ở kích thước nhỏ và độ nhạy cao của hệ thống đo độ rung, vàlaser công suất thấpcó thể được sử dụng để phát hiện tín hiệu âm thanh từ xa. Hệ thống đo tự trộn laser dịch chuyển tần số để phát hiện tín hiệu giọng nói từ xa được thể hiện trong Hình 2.

HÌNH 2 Sơ đồ hệ thống đo tự trộn laser dịch chuyển tần số

Là một phương tiện kỹ thuật hữu ích và hiệu quả, laser "ma thuật" chơi trò nói từ xa không chỉ có thể trong lĩnh vực phát hiện, trong lĩnh vực phát hiện đối kháng cũng có hiệu suất tuyệt vời và ứng dụng rộng rãi - công nghệ đối phó chặn laser. Công nghệ này có thể đạt được các biện pháp đối phó chặn ở mức 100 mét trong nhà, tòa nhà văn phòng và các nơi có tường rèm kính khác và một thiết bị duy nhất có thể bảo vệ hiệu quả một phòng hội nghị có diện tích cửa sổ là 15 mét vuông, ngoài tốc độ phản hồi nhanh chóng của việc quét và định vị trong vòng 10 giây, độ chính xác định vị cao hơn 90% tỷ lệ nhận dạng và độ tin cậy cao cho công việc ổn định lâu dài. Công nghệ đối phó chặn laser có thể cung cấp sự đảm bảo mạnh mẽ cho an ninh thông tin âm thanh của người dùng trong các văn phòng công nghiệp quan trọng và các tình huống khác.