Raytheon BBN公司測試最先進的射手檢測系統

圖1　最先進的射手檢測系統

使用Chameleon交鑰匙軟件和NI PXI硬件平臺，以及基于NI LabVIEW與數據采集軟件的源代碼控制功能，我們可以測量超過32個通道的壓力傳感器數據，而且該系統可以進一步擴展，同時跟靶場上瞬間發生的射擊事件保持時間同步。

- Jeff Mazurek, Raytheon BBN

挑戰:

從靶場上和其它環境中獲取時間同步數據，并利用這些數據來測試和改進Boomerang射手檢測系統。

解決方案:

使用來自PVI系統公司、靈活且基于PXI的Chameleon 數據采集系統來獲取和記錄多通道數據。

Raytheon BBN公司是一家高科技公司，提供產品研究和開發服務。公司的專長涵蓋信息安全、語音和語言處理、網絡、分布式系統，以及傳感和控制系統，在這些方面BBN公司的科學家和工程師們已經積累了大量的創新和專利解決方案。聲學領域的測試工作需要進行大規模的運算，這帶來了一些商機，比如Boomerang射手檢測系統。

Boomerang系統使用包含七個麥克風的陣列，可以從輕武器開火時的沖擊波和槍口爆炸的情況中檢測到入射方向，在不到一秒鐘的時間內指出射手的方位角、距離和高度。鐘面圖顯示了開火方向，而錄制的聲音則表明了方向和距離。LED顯示屏上顯示了方位角、距離和高度。

Boomerang系統中的算法可以由用戶來抑制還擊開火事件。Boomerang系統一般不會因為非射擊事件產生假警報，比如路面的顛簸、猛然關門、大風噪聲;或其它外來噪聲事件，比如交通車輛噪聲或爆竹。該系統需要大量的信號處理和測試算法，從而在各種運行條件下保持可靠性和魯棒性，并消除各種誤報。

系統安裝和測試

我們最近在一個大型露天足球場里測試這個系統，在足球場里我們模擬了人群噪聲和混響，最終成功完成了測試。我們也在城市地形訓練設施中進行的美軍行動中成功地測試了該系統。目前已有超過10,000個系統被軍方部署。

作為針對Boomerang系統的持續改進措施之一，我們決定替換一個舊的數據采集系統。在比較其它的解決方案之后，我們更傾向NI PXI平臺，但我們想要一個像老系統一樣現成可用的解決方案。我們同當地的NI區域銷售工程師咨詢之后，我們了解了并最終選擇了PVI系統公司的Chameleon DAQ系統。

Chameleon是一個靈活且可擴展的交鑰匙系統，它是基于PXI的數據采集系統的，它的工作依賴于NI PXI-449X動態信號采集模塊(從麥克風中獲取數據)與NI PXI-668X定時和同步模塊。我們計劃在未來集成其它傳感器。該模塊在24位動態信號采集模式下，采樣率高達204.8 kS / s的，簡直太神奇了。當我們在測試、改進系統時，我們總是能夠在高采樣率下收集到很多通道的數據。有了這個新系統，我們可以很容易地通過調整采樣率來優化系統的整體性能。

靈活性和功能性

Chameleon系統為不同的數據采集應用提供了內置功能，包括：I / O通道同步、時間和頻率信號采集、所有通道實時監測，以及采集后的數據顯示和處理。它支持可重配置硬件，來進行多個測試項目，這對于我們需要運行的各種測試來說非常重要。使用Chameleon交鑰匙軟件，NI PXI硬件平臺，以及基于NI LabVIEW與數據采集軟件的源代碼控制功能，我們可以測量超過32個通道的壓力傳感器數據，而且該系統可以進一步擴展，同時跟靶場上瞬間發生的射擊事件保持時間同步。

該系統的靈活性對于我們來說非常有用。我們可以利用該系統將數據導出為流行的文件格式，如.mat、CSV、.uff、以及TDM流，用于后期處理分析。我們可以很容易地快速配置系統，并將文件使用常見的時間序列格式保存，如GPS時間標記或簡單的名稱。進行實彈射擊試驗時會產生很多事件，而該系統讓我們可以容易地實現數據記錄。當你想觀察實時信號時，可以利用內置的頻譜分析工具，非常方便。我們也可以為事件設置閾值，來使用預觸發系統功能，而且不會影響數據質量。

在惡劣的條件下使用超過一年之后，Chameleon數據采集系統已經被證明是一個堅固可靠的系統。在現場安裝該系統后，可以提供外部連接來方便連接系統。操作員可以通過遠程桌面連接該系統，然后數據可以很快傳送到我們的網絡上。我們計劃未來幾年內都使用該系統，并與我們公司里的其他團隊分享。

圖2　Boomerang 系統顯示面板

圖3 Chameleon 數據采集面板