Ziel der Entwicklung
Ziel des Projektes war die Entwicklung eines autark rechnenden Beamformingsystems auf Basis einer Embedded-System-on-Chip-Plattform (SoC). Dieses ist ohne die Nutzung eines externen PCs eigenständig in der Lage, akustische Kartierungen mittels eines Mikrofonarrays und leistungsfähiger erweiterter Beamformingalgorithmen zu berechnen. Die resultierenden akustischen Bilder der Embedded-Plattform werden zusammen mit den überlagerten optischen Bildern einer Video-Kamera über eine schnelle serielle Schnittstelle (USB- bzw. Ethernet) an ein externes Anzeigegerät übertragen und dort in Echtzeit visualisiert.
Vorteile und Lösungen
Das realisierte System weist mehrere Vorteile gegenüber klassischen, PC-basierten Ansätzen auf. Mit dem neuen System können sowohl hinsichtlich der Mikrofonkanalzahl als auch der Bedienkomplexität gut skalierende Lösungen von einfachen handgeführten Minimalsystemen bis hin zu leistungsfähigen stationären Systemen mit komplexerem Postprocessing und automatisierten Auswertungen realisiert werden.
Durch den Wegfall des bislang für die Berechnungen der akustischen Karten zwingend notwendigen stationären PCs bzw. eines teuren, Workstation-ähnlichen Notebooks lässt sich der immer höhere Marktbedarf nach mobilen, flexiblen und leicht bedienbaren Arraysystemen deutlich besser befriedigen, als das auf Basis klassischer Lösungen möglich ist.
Im Ergebnis des Projektes entstand ein neuartiges Beamformingsystem, welches bei hoher Abtastrate von über 290 kHz echtzeitfähige akustische Kartierungen sowohl im Hörbereich als auch im Luftultraschallbereich bis ca. 140 kHz ermöglicht. Dieses System wird eine wichtige Hardwarebasis für künftige Anwendungen in der akustischen Prozessüberwachung und Qualitätskontrolle im industriellen Bereich darstellen.
Zielgruppe und Zielmarkt
Neben bisher bereits gut abgedeckten Zielgruppen (Automobilbereich, Maschinenbau, Zulieferer), die eher hochpreisige akustische Kamerasysteme für Entwicklung, Optimierung und Lärmminderung einsetzen, lassen sich mit der neuen Technologie auch neue Anwendungsfelder erschließen. Beispiele sind etwa Systeme zur akustischen Leckagedetektion (Dichtheitsprüfung von Behältern, Dichtigkeitsbewertung von Gebäuden, Leckageortung in industriellen Druckluftsystemen), zur Qualitäts- und Zustandsüberwachung von Maschinen und Anlagen, zur Prozessüberwachung von Schweiß- und Schneidprozessen und zur akustischen Fehlerdetektion und Klassifikation in Produktions- und Fertigungsprozessen.
