光电设计竞赛一等奖作品:激光监听测距 (Laser Spy)

光电设计竞赛一等奖作品:激光监听测距 (Laser Spy)

http://opt.zju.edu.cn/zdgdjs/school/redir.php?catalog_id=2919

项目简介

我们利用光电检测原理设计并制作一套音频声源定位与监听系统,利用激光束反射来检测确定室内声源的位置及声源播放内容,实现声音信号—光信号—微弱电信号—放大滤波—驱动扬声器这一过程并利用LABVIEW制作出一套定位系统,实现从双通道采集、波形分解、播放,再到求时延、定位的功能。

问题描述

利用光电检测原理设计并制作一套音频声源定位与监听系统(以下简称“定位与监听系统”),放置于室外,利用激光束反射来检测确定室内声源的位置及声源播放内容。 要求:声源定位高准确度、和复原播放内容高信噪比,高准确度。

1.设计出一套激光监听系统,实现声音信号—光信号—微弱电信号—放大滤波—驱动扬声器这一过程;

Figure 1 监听原理图

2.制作出定位系统,由两个接收器接收信号并进行比较,测量出距离实现定位功能。

Figure 2 定位原理图

设计方案

“基于硅光电池、M-Audio MobilePre USB声卡和LabView的激光反射法声源定位系统”主要分为以下三大部分: 1. 硬件部分: (1)光电探测器件的选择——武汉搏盛的G0606M-I型硅光电池; (2)前置放大电路与滤波模块——NE5532放大滤波模块、LM7805和LM7905稳压模块; (3)功率放大电路——2.2W带立体声耳机输出双声道音频功率放大器模块;

Figure 3 功放电路图

  1. AD转换部分:双声道USB声卡M-Audio MobilePre(原计划使用NI的数据采集卡,资金不够);
  2. 算法与软件部分:用LABVIEW编写一个程序,实现从双通道采集、波形分解、播放,再到求时延、定位的功能。

Figure 4 labview程序

  1. 外观

Figure 5 产品外观设计

Figure 6 比赛现场照片