Raytheon BBN公司测试最先进的射手检测系统 检测

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作者:Jeff Mazurek - Raytheon BBN



图1　最先进的射手检测系统

"使用Chameleon交钥匙软件和NI
PXI硬件平台，以及基于NI LabVIEW与数据采集软件的源代码控制功能，我们可以测量超过32个通道的压力传感器数据，而且该系统可以进一步扩展，同时跟靶场上瞬间发生的射击事件保持时间同步。"
                                                                                         - Jeff Mazurek, Raytheon BBN

挑战：从靶场上和其它环境中获取时间同步数据，并利用这些数据来测试和改进Boomerang射手检测系统。
解决方案：使用来自PVI系统公司、灵活且基于PXI的Chameleon 数据采集系统来获取和记录多通道数据。

Raytheon BBN公司是一家高科技公司，提供产品研究和开发服务。公司的专长涵盖信息安全、语音和语言处理、网络、分布式系统，以及传感和控制系统，在这些方面BBN公司的科学家和工程师们已经积累了大量的创新和专利解决方案。声学领域的测试工作需要进行大规模的运算，这带来了一些商机，比如Boomerang射手检测系统。

Boomerang系统使用包含七个麦克风的阵列，可以从轻武器开火时的冲击波和枪口爆炸的情况中检测到入射方向，在不到一秒钟的时间内指出射手的方位角、距离和高度。钟面图显示了开火方向，而录制的声音则表明了方向和距离。LED显示屏上显示了方位角、距离和高度。

Boomerang系统中的算法可以由用户来抑制还击开火事件。Boomerang系统一般不会因为非射击事件产生假警报，比如路面的颠簸、猛然关门、大风噪声；或其它外来噪声事件，比如交通车辆噪声或爆竹。该系统需要大量的信号处理和测试算法，从而在各种运行条件下保持可靠性和鲁棒性，并消除各种误报。

系统安装和测试

我们最近在一个大型露天足球场里测试这个系统，在足球场里我们模拟了人群噪声和混响，最终成功完成了测试。我们也在城市地形训练设施中进行的美军行动中成功地测试了该系统。目前已有超过10,000个系统被军方部署。

作为针对Boomerang系统的持续改进措施之一，我们决定替换一个旧的数据采集系统。在比较其它的解决方案之后，我们更倾向NI PXI平台，但我们想要一个像老系统一样现成可用的解决方案。我们同当地的NI区域销售工程师咨询之后，我们了解了并最终选择了PVI系统公司的Chameleon DAQ系统。

Chameleon是一个灵活且可扩展的交钥匙系统，它是基于PXI的数据采集系统的，它的工作依赖于NI PXI-449X动态信号采集模块（从麦克风中获取数据）与NI PXI-668X定时和同步模块。我们计划在未来集成其它传感器。该模块在24位动态信号采集模式下，采样率高达204.8 kS / s的，简直太神奇了。当我们在测试、改进系统时，我们总是能够在高采样率下收集到很多通道的数据。有了这个新系统，我们可以很容易地通过调整采样率来优化系统的整体性能。

灵活性和功能性

Chameleon系统为不同的数据采集应用提供了内置功能，包括：I / O通道同步、时间和频率信号采集、所有通道实时监测，以及采集后的数据显示和处理。它支持可重配置硬件，来进行多个测试项目，这对于我们需要运行的各种测试来说非常重要。使用Chameleon交钥匙软件，NI PXI硬件平台，以及基于NI LabVIEW与数据采集软件的源代码控制功能，我们可以测量超过32个通道的压力传感器数据，而且该系统可以进一步扩展，同时跟靶场上瞬间发生的射击事件保持时间同步。

该系统的灵活性对于我们来说非常有用。我们可以利用该系统将数据导出为流行的文件格式，如.mat、CSV、.uff、以及TDM流，用于后期处理分析。我们可以很容易地快速配置系统，并将文件使用常见的时间序列格式保存，如GPS时间标记或简单的名称。进行实弹射击试验时会产生很多事件，而该系统让我们可以容易地实现数据记录。当你想观察实时信号时，可以利用内置的频谱分析工具，非常方便。我们也可以为事件设置阈值，来使用预触发系统功能，而且不会影响数据质量。

在恶劣的条件下使用超过一年之后，Chameleon数据采集系统已经被证明是一个坚固可靠的系统。在现场安装该系统后，可以提供外部连接来方便连接系统。操作员可以通过远程桌面连接该系统，然后数据可以很快传送到我们的网络上。我们计划未来几年内都使用该系统，并与我们公司里的其他团队分享。



图2　Boomerang 系统显示面板



图3 Chameleon 数据采集面板