Система триангуляции звука

Задача

Фриланс-заказ под NDA. В пустом помещении в произвольном месте возникает звук — хлопок, удар, сигнал. Система должна в реальном времени определить координаты источника звука по трём осям и отобразить их на экране.

Архитектура

Четыре автономных локатора расставляются по помещению:

• Три рабочих локатора — по осям X, Y, Z
• Нулевой (опорный) локатор — точка отсчёта, к нему же подключается ноутбук по проводу

Каждый локатор: микрофон + плата с Wi-Fi + аккумулятор. Рабочие локаторы общаются с нулевым по Wi-Fi — получают от него настройки и передают данные.

На ноутбуке — десктопное приложение, которое в реальном времени отображает оси координат и отмечает, где был зафиксирован звук.

Сложности

Синхронизация. Главная техническая задача — точно синхронизировать момент фиксации звука на всех четырёх устройствах, чтобы разница во времени прихода сигнала корректно отражала расстояние. Любой рассинхрон давал ошибку в координатах.

Триангуляция. Вычисление координат из разницы времён прихода сигнала (TDOA) требует сложных математических алгоритмов. Плюс нужно было фиксировать не только позицию, но и продолжительность сигнала.

Подавление помех и ложных срабатываний. Звук фиксируется только если все четыре датчика зарегистрировали сигнал — иначе сброс. Реализованы алгоритмы фильтрации помех и защиты от одиночных ложных срабатываний.

Проект выполнен в жёсткие сроки дедлайна.

Моя роль

Сбор требований с заказчика, архитектура устройства и системы в целом. Разработка велась совместно с напарником-разработчиком.

Отзыв заказчика

«На высоком профессиональном уровне выполнена опытно-конструкторская работа в рамках научного исследования. Специалист умеет работать со сложными алгоритмами обработки сигналов, пакетной обработки, разбирается в схемотехнике, быстро вникает в суть ТЗ. Рекомендую обращаться, если нужна помощь в выполнении задач по разработке электронных девайсов.»