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Lokalisierung bewegter monofrequenter Quellen im Frequenzbereich mittels der inversen 2.5D-Helmholtz-Randelementmethode (de)
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Abstract:
Die Lokalisierung bewegter Schallquellen mittels Mikrofonarrays ist ein wichtiges Thema in der Lärmforschung. Die am häufigsten verwendete Methoden basieren hierbei auf Beamforming-Ansätzen im Zeit- und/oder Frequenzbereich. Ein alternativer Ansatz ist die Verwendung inverser numerischer Methoden. In der vorliegenden Arbeit wird eine inverse 2.5D-Helmholtz-Randelementmethode für gleichförmig und longitudinal bewegte monofrequente Quellen hergeleitet. Zur Transformation in den Frequenzbereich kann für die gemessenen Zeitsignale am stationären Array nur die diskrete Fouriertransformation (DFT) angewendet werden. Daher müssen beim „Vergleich“ zwischen Rechenmethode und Messung die Effekte der DFT in die Berechnung der Transferfunktionen von den angenommen Quellpositionen zu den Empfängerpositionen miteinbezogen werden. Um die Abbildungseigenschaften dieses Ansatzes zu untersuchen erfolgt die Invertierung der Transferfunktion mittels der Tikhonov-Regularisierung und des L-Curve-Verfahrens.Die Evaluierung des Ansatzes wurde mittels simulierter Daten einer bewegten monofrequenten Punktquelle sowohl unter der Annahme freier Schallausbreitung als auch mit einer reflektierenden Halbebene durchgeführt. Es wurden verschiedene Frequenzen und Geschwindigkeiten betrachtet. Die Ergebnisse zeigen, dass sich Quellen in Bewegungsrichtung gut auflösen lassen, und dass vor allem die Fensterlänge der DFT und die Auswahl der betrachteten Frequenzen im Empfängersignal großen Einfluss auf die Auflösung der inversen Methode hat.