Ziel der Entwicklung

Körpergebundene Schallquellen werden in der industriellen Praxis bislang nur als zweidimensionale akustische Fotos oder als Projektion auf ein 3D-Objektmodell dargestellt. Dabei bleibt die tatsächliche Abstrahlcharakteristik einer Quelle unberücksichtigt. Noch schwieriger ist die Situation bei nicht objektgebundenen Schallquellen, wie sie z. B. bei Gasleckagen, Druckluftlecks oder durch Überlagerung mehrerer Schallwellen entstehenden Phantomquellen auftreten: Diese lassen sich mit bisherigen Verfahren nicht ortsgetreu im Raum abbilden, was zu verfälschten Messergebnissen führt.
Ziel von VoxelSound war deshalb die Entwicklung einer softwaretechnischen Lösung, die Schallquellen nicht nur auf einer Fläche, sondern als echtes dreidimensionales Volumen im Messraum darstellt. Als praxisnaher Anwendungsfall diente die Leckageprüfung an Druckluft-, Gas- und Vakuumanlagen. Ein Bereich mit hoher wirtschaftlicher Relevanz für die produzierende Industrie.

Vorteile und Lösungen

Kernstück der Entwicklung ist eine eigenständige, modulare Rendering-Bibliothek auf Basis der Vulkan API und der Slang-Shading-Language, die akustische Messdaten voxelbasiert als echtes Raumvolumen darstellt. Über konfigurierbare Farb- und Transferfunktionen werden Schalldruckpegel intuitiv erkennbar gemacht. Ein GPU-basiertes Rendering-Verfahren sorgt für flüssige Bildraten, auch bei komplexen Szenen.
Die Lösung läuft plattformübergreifend auf leistungsstarken Workstations ebenso wie auf ressourcenbeschränkten Tablet-Systemen und wurde in die Benutzeroberfläche „NI5mobile“ für den mobilen Einsatz integriert. Die praktische Validierung erfolgte an einem Prüfstand. Mehrere gleichzeitig aktive, reale Leckagen an Ventilen und Schlauchverbindungen konnten mit unterschiedlichen Beamforming-Verfahren präzise und eindeutig im Raum lokalisiert werden. Da die Rendering-Engine nicht auf akustische Daten beschränkt ist, eröffnet sie zudem Potenzial für die Visualisierung beliebiger anderer volumetrischer 3D-Daten.

Zielgruppe und Zielmarkt

entrale Anwenderbranchen sind die Automobil- und Elektroindustrie, die Umweltüberwachung sowie der Bereich erneuerbare Energien. Also solche Branchen mit hohem Bedarf an präziser akustischer Mess- und Analysetechnik. Der gestiegene Fokus der produzierenden Industrie auf Energieeffizienz macht die Vermeidung von Druckluftverlusten zu einem eigenständigen, wachsenden Marktsegment.
Am Markt für akustische Arraysysteme, bietet bislang kein bekannter kommerzieller Anbieter eine vergleichbare echte volumetrische Kartierung an. Die Vermarktung erfolgt über die Integration in das etablierte Softwareprodukt NoiseImage.