---

En sonar, som består af et antal ikke retningsbestemte mikrofoner og en
impulsgiver, kan tegne et billede af omgivelserne i enten 2D eller 3D alt
afhængigt af om mikrofonerne er i et plan eller ej. Jeg undrer mig over
hvordan det præcis gøres.

Hvis man har tre mikrofoner anbragt i en ligebenet trekant og en impulsgiver
i midten af denne trekant, så hver mikrofon er 1m fra den og impulsens
udbredelseshastighed er 1 m/s (bare et eksempel), så vil alle tre mikrofoner
1s efter en ny impuls optage impulsen og efterfølgende kan de opfange andre
signaler som vi antager er impulsen der bliver reflekteret tilbage fra
noget.

Hvis de tre mikrofoner kun opfanger en enkelt impuls efterfølgende, så kan
man nemt beregne hvor den er reflekteret fra, da tiden for optagelse giver
afstanden fra impulsgiver til reflektionspunkt og tilbage til hver af de tre
mikrofoner.
Spørgsmålet er hvad man gør ved mere komplekse signaler.

Hvis eksempelvis der er en stor mur et stykke fra sonaren, så vil alle
mikrofonerne registrere et signal som går fra nul til en vis værdi og
derefter aftager med en hastighed der afhænger af murens
"højglans-reflektions-faktor".. altså afhænger af hvor skarpt afgrænset
murens reflektion er. Muren udgører dermed i praksis uendeligt mange
objekter; et objekt for hvert stykke af muren.

Man kan altså ikke længere lige så nemt sammenholde et signal for en
mikrofon med et for en anden mikrofon. Man kan ikke, som med den klare
impulsreflektion fra før, se præcis hvor meget tidsforskydning der er for
signalet til de enkelte mikrofoner. For en forholdsvis enkel reflektion som
beskrevet så kan man stadig genkende signalet for hver mikrofon og man kan
reelt stadig se hvornår de starter, men hvis nu der er mange objekter i en
stor pærrevælling, så kan man bestemt ikke længere genfinde en bestemt del
af reflektionen i hver enkelt mikrofons optagelse. Hvad gør man så?

Så vidt jeg kan se, så kan man ikke bruge en simpel gradient-metode til at
finde et globalt minimum (for fejl ved gæt på reflektionspositin), da en
kompleks scene vil være spækket med lokale minima og man ikke kan komme med
et anvendeligt startgæt. Hvad er så alternativet? Jeg tænkte i retning af en
art houghtransformation hvor man reelt indskriver gyldigheden af ethvert
positionsgæt i en akumulator og til slut udvælger man kun akumulatorværdier
som er af en vis nedre afgrænsende værdi. Man vil ende ud med en akumulator
hvor der vil være stærke markeringer hvor der faktisk er objekter, og mindre
støjmarkeringer her og der hvor man kunne tro at der var objekter - evt. som
følge af dobbelt og tredobbelte (etc.) reflektioner.

Man skulle tro at detaljeret info om sådan et system fandtes i stor stil
online, men jeg har ikke været istand til at finde det endnu, så hvis nogen
her har lidt info eller kommentarer så vil det være glædeligt.

---

"Jakob Nielsen" <spam@off.ya> skrev i en meddelelse
news:42bc5c8d$0$78288$157c6196@dreader1.cybercity.dk...
> En sonar, som består af et antal ikke retningsbestemte mikrofoner og en
> impulsgiver, kan tegne et billede af omgivelserne i enten 2D eller 3D alt
> afhængigt af om mikrofonerne er i et plan eller ej. Jeg undrer mig over
> hvordan det præcis gøres.
>
> Hvis man har tre mikrofoner anbragt i en ligebenet trekant og en
> impulsgiver i midten af denne trekant, så hver mikrofon er 1m fra den og
> impulsens udbredelseshastighed er 1 m/s (bare et eksempel), så vil alle
> tre mikrofoner 1s efter en ny impuls optage impulsen og efterfølgende kan
> de opfange andre signaler som vi antager er impulsen der bliver
> reflekteret tilbage fra noget.
>
> Hvis de tre mikrofoner kun opfanger en enkelt impuls efterfølgende, så kan
> man nemt beregne hvor den er reflekteret fra, da tiden for optagelse giver
> afstanden fra impulsgiver til reflektionspunkt og tilbage til hver af de
> tre mikrofoner.
> Spørgsmålet er hvad man gør ved mere komplekse signaler.
>
> Hvis eksempelvis der er en stor mur et stykke fra sonaren, så vil alle
> mikrofonerne registrere et signal som går fra nul til en vis værdi og
> derefter aftager med en hastighed der afhænger af murens
> "højglans-reflektions-faktor"..

akustiske impedans = densitet * 'lydhastighed i materialet'
'lydhastighed i materialet' er en specifik materiale-karakter

> altså afhænger af hvor skarpt afgrænset murens reflektion er. Muren
> udgører dermed i praksis uendeligt mange objekter; et objekt for hvert
> stykke af muren.
>
> Man kan altså ikke længere lige så nemt sammenholde et signal for en
> mikrofon med et for en anden mikrofon. Man kan ikke, som med den klare
> impulsreflektion fra før, se præcis hvor meget tidsforskydning der er for
> signalet til de enkelte mikrofoner. For en forholdsvis enkel reflektion
> som beskrevet så kan man stadig genkende signalet for hver mikrofon og man
> kan reelt stadig se hvornår de starter, men hvis nu der er mange objekter
> i en stor pærrevælling, så kan man bestemt ikke længere genfinde en
> bestemt del af reflektionen i hver enkelt mikrofons optagelse. Hvad gør
> man så?

Ud over at starte en direkte reflekteret retur-bølge refrakterer bølgen
langs muren. Første-ankomsten af den refrakterede bølge kan læses som en
linje i et array (ligesom den direkte reflekterede bølge) - og altså
principielt også for et array på 2 mikrofoner.
Check evt refractions-seismic (vs reflection-seismic)

> Så vidt jeg kan se, så kan man ikke bruge en simpel gradient-metode til at
> finde et globalt minimum (for fejl ved gæt på reflektionspositin), da en
> kompleks scene vil være spækket med lokale minima og man ikke kan komme
> med et anvendeligt startgæt. Hvad er så alternativet? Jeg tænkte i retning
> af en art houghtransformation hvor man reelt indskriver gyldigheden af
> ethvert positionsgæt i en akumulator og til slut udvælger man kun
> akumulatorværdier som er af en vis nedre afgrænsende værdi. Man vil ende
> ud med en akumulator hvor der vil være stærke markeringer hvor der faktisk
> er objekter, og mindre støjmarkeringer her og der hvor man kunne tro at
> der var objekter - evt. som følge af dobbelt og tredobbelte (etc.)
> reflektioner.
>
> Man skulle tro at detaljeret info om sådan et system fandtes i stor stil
> online, men jeg har ikke været istand til at finde det endnu, så hvis
> nogen her har lidt info eller kommentarer så vil det være glædeligt.

Jeg får 12000 hits med "Seismic processing" + geophysics eller "seismic data
processing".... men det er jo noget lidt andet end sonar

Lydgiveren kan evt udsende et spektrum af frekvenser, i stedet for en impuls
med fast bølgelængde, og få en større information retur.

Carsten

---

> akustiske impedans = densitet * 'lydhastighed i materialet'
> 'lydhastighed i materialet' er en specifik materiale-karakter

Ja? Det vil vel kun påvirke styrken af reflektionen, ikke? Hvis der er et
ensartet medium (homogent vand eksempelvis) som lyden udbredes igennem til
den rammer objekter , og vi ser bort fra lyd som bevæger sig gennem objekter
ud ud på den anden side for derefter at reflekteres fra andre objekter, så
er det vel ikke relevant?

> Ud over at starte en direkte reflekteret retur-bølge refrakterer bølgen
> langs muren. Første-ankomsten af den refrakterede bølge kan læses som en
> linje i et array (ligesom den direkte reflekterede bølge) - og altså
> principielt også for et array på 2 mikrofoner.
> Check evt refractions-seismic (vs reflection-seismic)

Hvordan forekommer denne refraktion, hvis man ser muren som et plan?

> Jeg får 12000 hits med "Seismic processing" + geophysics eller "seismic
> data processing".... men det er jo noget lidt andet end sonar

Hvis bare der var en søgemaskine som kunne give gode søgetekster, som man
kan bruge i andre maskiner
Jeg vil prøve dine nøgleord.

> Lydgiveren kan evt udsende et spektrum af frekvenser, i stedet for en
> impuls med fast bølgelængde, og få en større information retur.

Du tænker på information om materialeegenskaber ved de objekter som
reflekterer?
Har du kendskab til hvordan data analyseres efter at være opfanget af
mikrofonerne? Det er mest det mit spørgsmål går på. Jeg er klar over at i
praksis er der mange detaljer vedr. bølgers opførslel som jeg ikke kommer
ind på.

---

> Hvordan forekommer denne refraktion, hvis man ser muren som et plan?

Du mener naturligvis brydningen ved overgangen mellem muren og det omgivende
medium. Du taler altså om den bølge som fortsætter ind i muren med lidt
andet retning.

---

"Jakob Nielsen" <spam@off.ya> skrev i en meddelelse
news:42bd25f9$0$78286$157c6196@dreader1.cybercity.dk...
>> akustiske impedans = densitet * 'lydhastighed i materialet'
>> 'lydhastighed i materialet' er en specifik materiale-karakter
>
> Ja? Det vil vel kun påvirke styrken af reflektionen, ikke? Hvis der er et
> ensartet medium (homogent vand eksempelvis) som lyden udbredes igennem til
> den rammer objekter

Egentlig er det impedans kontrasten mellem to materialer der betyder noget.

>, og vi ser bort fra lyd som bevæger sig gennem objekter ud ud på den anden
>side for derefter at reflekteres fra andre objekter, så er det vel ikke
>relevant?

øh, nej .. bortset fra, at det er energi-intensiteten i impulsen som sætter
grænserne for hvad du kan komme afsted med at registrere.

Og så er det jo altså relevant for det der vil ske ved væggen

>> Ud over at starte en direkte reflekteret retur-bølge refrakterer bølgen
>> langs muren. Første-ankomsten af den refrakterede bølge kan læses som en
>> linje i et array (ligesom den direkte reflekterede bølge) - og altså
>> principielt også for et array på 2 mikrofoner.
>> Check evt refractions-seismic (vs reflection-seismic)
>
> Hvordan forekommer denne refraktion, hvis man ser muren som et plan?

Det kan jeg ikke uden videre gøre rede for i detaljer, men du kan se det
sådan, at impulsen, når den rammer muren, sætter denne i svingninger, og at
disse svingninger kontinuert returnerer svingninger som de skrider frem
gennem materialet. Materiale-kontrasten virker lige som vandoverfladen når
du smider en sten i vandet. Hvis du fx kan registrere en øget intensitet i
den bølge der rammer vinkeltret fra skud-punktet, og at en mikrofon i en
afstand ligeledes kan skelne den vinkelrette strålegang .. og du kender
materialehastigheder osv..

>> Jeg får 12000 hits med "Seismic processing" + geophysics eller "seismic
>> data processing".... men det er jo noget lidt andet end sonar
>
> Hvis bare der var en søgemaskine som kunne give gode søgetekster, som man
> kan bruge i andre maskiner
> Jeg vil prøve dine nøgleord.
>
>> Lydgiveren kan evt udsende et spektrum af frekvenser, i stedet for en
>> impuls med fast bølgelængde, og få en større information retur.
>
> Du tænker på information om materialeegenskaber ved de objekter som
> reflekterer?
> Har du kendskab til hvordan data analyseres efter at være opfanget af
> mikrofonerne? Det er mest det mit spørgsmål går på.

Lidt, men det går jo altså på seismik. Jeg kan ikke give dig bedre råd end
at søge på refraktions- og reflektions-seismik.

> Jeg er klar over at i praksis er der mange detaljer vedr. bølgers
> opførslel som jeg ikke kommer ind på.

Du skal nok regne med, at ALT, vedrørende bølger og materialer bliver brugt
til at fritte informationer fra dybet.

Carsten