4.5 KiB
[TYTUŁ PRACY PL] Zdecentralizowany system wzmacniaczy głośnikowych z komunikacją w sieci lokalnej i wzajemną lokalizacją akustyczną TOF.
[CEL PRACY] Przygotowanie modułów wzmacniacza tranzystorowego z wbudowanym interfacem Ethernet, przez który przyjmowany byłby wielokanałowy strumień audio wraz ze stosownymi metadanymi (konfiguracja modułu i parametry współpracy z pozostałymi jednostkami) oraz trzema/czterema cyfrowymi mikrofonami MEMS pozwalającymi na wykrywanie względnych przesunięć fazowych nadchodzącej fali akustycznej (emitowanej przez jeden z innych głośników) i (pośrednio) opóźnienia, na podstawie czego wyznaczone mogą zostać wzajemne lokalizacje i orientacje urządzeń. Informacje o pozycji wykorzystane mogą być później do kalibracji hipotetycznego preprocesora sygnału koordynującego proces beamformingu (dźwięk obiektowy).
[ASPEKT BADAWCZY] Określenie adekwatnej do zastosowania metody pomiaru czasów lotu pomiędzy parami głośników i mikrofonów. Wyznaczenie błędów pomiaru lokalizacji i orientacji. (ew.: Wyznaczenie opóźnień sieciowego przesyłu danych, ich przetwarzania i rozrzutu tych wartości. Wyznaczenie charakterystyk akustycznych (np. częstotliwościowej i kierunkowej) powstałego urządzenia głośnikowego. )
[ASPEKT INŻYNIERSKI]
- projekt ramowy urządzenia elektronicznego
- projekt, wykonanie i testy płytki drukowanej, układu elektronicznego
- wykonanie i testy oprogramowania wewnętrznego mikrokontrolera (interface sieciowy, mikrofony I2S, DSP, DAC, praca w miękkim reżimie czasu rzeczywistego)
- opracowanie algorytmu przetwarzania sygnałów do określania kierunku nadejścia fali ("kamera akustyczna")
- projekt i wykonanie oprogramowania sterującego dla PC
- opracowanie metody komunikacji sieciowej do przesyłu dźwięku i danych konfiguracyjnych (prawdopodobnie AES67 i UPnP)
[RODZAJ PRACY] projektowa
[HARMONOGRAM]
- [tyg. 1-2 ] Projekt i wykonanie układu elektronicznego
- [tyg. 3 ] Implementacja UPnP
- [tyg. 4 ] Implementacja AES67
- [tyg. 5 ] Implementacja algorytmów lokalizacji źródła dźwięku
- [tyg. 6-7 ] Integracja podsystemów
- [tyg. 8 ] Przygotowanie interface'u konfiguracyjnego
- [tyg. 8 ] Pomiary
- [tyg. 9-10] Opracowanie wyników pomiarów i finalizacja treści pracy dyplomowej
Czasy realizacji poszczególnych etapów przewidują 10 tygodni na realizację projektu - w razie wcześniejszej akceptacji propozycji tematu i zakresu pracy dyplomowej, przydział czasu, naturalnie, w każdym punkcie zwiększa się proporcjonalnie (tj. rozpoczynając np. w maju, 10tyg. -> ~30tyg. => dopuszczalna trzykrotność podstawowego czasu realizacji).
[KONSULTANT] dr inż. Bartłomiej Kruk (realizator dźwięku, opiekun laboratorium dźwięku immersyjnego, adiunkt KAMPS) mgr Tomasz Kopciński (inżynier dźwięku z dużym doświadczeniem z analogowymi układami przetwarzania sygnałów i przetwornikami elektroakustycznymi, doktorant KAMPS)
[WSPÓŁPRACA Z PRZEMYSŁEM] Nie z przemysłem - system potencjalnie mógłby posłużyć działaniom KAMPS (zajęcia laboratoryjne, badania, prezentacje popularnonaukowe).
[LITERATURA] (artykuł,UPnP) J. Mitsugi, Y. Sato, M. Ozawa and S. Suzuki, "An integrated device and service discovery with UPnP and ONS to facilitate the composition of smart home applications," 2014 IEEE World Forum on Internet of Things (WF-IoT), Seoul, Korea (South), 2014, pp. 400-404, doi: 10.1109/WF-IoT.2014.6803199. keywords: {Protocols;Wireless sensor networks;Sensor systems and applications;Smart homes;Lighting;Internet},
(standard,AES67) AUDIO ENGINEERING SOCIETY, INC. (2023). AES standard for audio applications of networks - High-performance streaming audio-over-IP interoperability.
(artykuł,Kamera akustyczna) C. Junu Jahana, M. Sinith and P. Lalu, "Direction Of Arrival Estimation using Microphone Array," 2021 Fourth International Conference on Microelectronics, Signals & Systems (ICMSS), Kollam, India, 2021, pp. 1-6, doi: 10.1109/ICMSS53060.2021.9673617. keywords: {Location awareness;Support vector machines;Technological innovation;Direction-of-arrival estimation;Time difference of arrival;Ear;Universal Serial Bus;Direction Of Arrival;Sound Source localization;Time Delay Estimate;SVM},
{EWNTUALNE MODYFIKACJE}
- Wybór jednej z głównych funkcjonalności: zdecentralizowany system synchronicznego, wielokanałowego odtwarzania dźwięku / wzajemna lokalizacja głośników metodą TOF
- Wbudowanie funkcjonalności odtwarzania/strumieniowania dźwięku w formacie obiektowym