Welchen Einfluss hat die Integrationszeit auf die akustische Karte eines vorbeifahrenden Fahrzeugs?

Die Qualität der resultierenden akustischen Karte des NoiseImage-Moduls Vorbeifahrt 2D hängt maßgeblich von der Integrationszeit ab. Sie bestimmt die Länge des Signalausschnitts, der für jede der \(n\)=1,...,N möglichen Schallquellen ausgewertet wird. Analog dazu kann die Integrationszeit auch als die Länge der Strecke (Bildbreite) interpretiert werden, auf der eine mögliche Schallquelle \(n\) vom Mikrofonarray verfolgt wird. Eine allgemeine Prognose für die Wahl einer geeigneten Integrationszeit lässt sich nicht erstellen, da diese direkt von der Geschwindigkeit \(v\) des Messobjekts abhängt.

Als Anwendungsbeispiel werden hier die Ergebnisse eines Hochgeschwindigkeitszuges mit durchschnittlich \(v\)=78,6 m/s bei verschiedenen Integrationszeiten und für ein Terzband um 3,15 kHz mit einer Dynamik mit 6,5 dBA dargestellt. Eine klein gewählte Integrationszeit von 7 ms (entspricht einer Bildbreite von 0,55 m, siehe Abbildung 1) kann dazu führen, dass eigentlich zusammenhängende Schallquellen wie der Radsatz als eine Gruppe von mehreren Einzelquellen dargestellt wird. Außerdem kann für tiefe Frequenzen die Anzahl der betrachteten Samples zu gering werden, um eine ganze Periode einer Frequenz aufzuzeichnen. Bei einer zu hohen Integrationszeit von 63 ms (Bildbreite 4,95 m, siehe Abbildung 2) wiederum sinkt die Dynamik der akustischen Karte und die Quellen beginnen unscharf zu werden. Zudem steigt der Rechenaufwand mit zunehmender Integrationszeit. Einen Kompromiss bezüglich der Quellendarstellung und dem Rechenaufwand bildet hier die gewählte Integrationszeit mit 25 ms (Bildbreite 1,96 m, siehe Abbildung 3).

Literatur

Meyer, A., & Döbler, D. (2014). Efficient methods for the analysis of moving sound sources with high channel microphone arrays. Berlin Beamforming Conference.
Zechel, G. (2010). Time-Domain Beamforming on moving objects with known trajectories. Berlin Beamforming Conference.

Besuchen Sie auch die Website der von der GFaI e. V. veranstalteten Berliner Beamforming-Konferenz http://www.bebec.eu.