基于工作参考声源的声学检测系统的校验方法及系统与流程

本发明创造涉及声学检测，特别是涉及一种基于工作参考声源的声学检测系统的校验方法及系统。

背景技术：

1、随着汽车零部件、消费电子、家电、电机、风机、泵类、执行器、扬声器、蜂鸣器及hvac部件等产品的产线末端声学检测需求日益严苛，产品噪声、异音、频谱特征及声品质已成为出货质量判定的关键指标。随着产线自动化程度不断提升，声学检测系统的日常点检效率与可靠性直接关系到产线节拍与出货品质。市场亟需一种能够在不依赖高技能人工操作的前提下，实现声学检测系统快速、准确、可追溯的自检校验方案。

2、现有产线eol(end of line,生产线末端)声学检测系统在日常点检中，通常采用黄金样件或稳定样件进行复测，通过观察黄金样件的声学指标是否落入允许范围来判断测试系统是否稳定。然而，黄金样件自身会受温湿度、老化、运行次数、装夹状态、污染、磨损、内部结构漂移、运行工况和供应批次等因素影响，其声学输出并非长期不变。当点检结果出现偏差时，技术人员难以区分是测量链路发生了漂移，还是黄金样件本身发生了变化。测量链路发生了漂移需排查传声器、采集卡、分析算法或箱体密封，黄金样件本身发生了变化需更换或重新标定样件。这种不确定性导致故障排查效率低下，且容易产生误判或漏判。另一方面，计量意义上的参考声源或标准声源通常用于声功率级测定或实验室能力确认，其尺寸、成本、安装方式、接口条件和使用流程未必适合产线测试空间内的高频次、快速、自动化点检需求。

3、即使采用输出稳定的参考声源，在半消声室、全消声室等参考声学环境中获得的声学响应，也不宜直接作为小型隔音箱或实际测试工位的日常点检比较基准。不同测试环境的边界反射、驻波、模态、工装遮挡及声传播路径存在差异，因此需要区分表征参考声源自身状态的声源本体基准与表征实际测试工位整体响应的工位响应基准。

4、同时，工作参考声源自身也可能因发声单元、驱动链路、线缆或其他部件变化而发生漂移。若未在系统点检前确认参考声源自身处于有效状态，仅凭工位响应异常仍难以区分异常来自参考声源还是声学检测系统。

5、针对相关技术中声学检测系统依赖黄金样件进行日常点检、样件自身随时间和环境发生漂移导致点检结果不可靠，且无法区分异常原因的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、本发明创造实施例提供的一种基于工作参考声源的声学检测系统的校验方法及系统，至少解决相关技术中声学检测系统依赖黄金样件进行日常点检、样件自身随时间和环境发生漂移导致点检结果不可靠，且无法区分异常原因的问题。

2、根据本发明的一个方面，提供了一种基于工作参考声源的声学检测系统的校验方法，包括：在标准参考声学环境中，获取工作参考声源装置在至少一个规定输出状态下测试得到的声源基准数据；其中，所述声源基准数据包括声源基准参数和声源基准特征；在执行日常点检时，根据所述工作参考声源装置在对应规定输出状态下的自监测参数、所述声源基准数据的复核结果或有效期状态中的至少一种，判断所述工作参考声源装置是否合格。

3、在所述工作参考声源装置合格的情况下，将所述工作参考声源装置设置于待校验声学检测系统内，按照规定的工位空间关系输出测试信号，获取所述待校验声学检测系统的点检实际数据；其中，所述点检实际数据包括点检声学特征和点检条件参数；在所述点检条件参数满足预设要求且背景噪声满足预设有效性条件的情况下，基于所述点检实际数据与预先建立的响应基准数据，计算偏差特征；其中，所述响应基准数据为所述待校验声学检测系统处于确认合格状态时，由合格的所述工作参考声源装置在实际测试空间内按规定的工位空间关系输出测试信号所采集的基准数据；根据所述偏差特征和预设判定规则，得到所述待校验声学检测系统的校验结果，其中，所述校验结果包括稳定、复核、异常、停用中的至少一种。

4、作为一种可选的实施例，在标准参考声学环境中，获取工作参考声源装置在至少一个规定输出状态测试的声源基准数据，包括：在所述标准参考声学环境中，控制所述工作参考声源装置在至少一个规定输出状态下，输出预设测试信号；在预设空间状态下采集所述预设测试信号，形成声源基准特征，并记录声源基准参数；将所述声源基准参数、声源基准特征与所述工作参考声源装置的身份标识和输出状态标识关联后，存储至双基准数据库，构成所述声源基准数据。

5、作为一种可选的实施例，在执行日常点检时，根据所述工作参考声源装置在对应规定输出状态下的自监测参数和所述声源基准数据，判断所述工作参考声源装置是否合格，包括：获取所述工作参考声源装置在对应规定输出状态下的自监测参数；其中，所述自监测参数包括驱动电压、驱动电流、驱动功率、监测声压、振动响应或输出信号回读中的至少一种；基于所述自监测参数和所述声源基准数据中与所述规定输出状态对应的声源基准参数，通过加权综合算法，得到综合偏差指数；在所述综合偏差指数小于预设有效阈值的情况下，判断所述工作参考声源装置合格；在所述综合偏差指数大于或等于预设有效阈值的情况下，判断所述工作参考声源装置不合格。

6、作为一种可选的实施例，在所述工作参考声源装置合格的情况下，将所述工作参考声源装置设置于所述待校验声学检测系统内，按照规定的工位空间关系输出测试信号，获取所述待校验声学检测系统的点检实际数据，包括：将所述工作参考声源装置按照规定的工位空间关系，安装于所述待校验声学检测系统内；其中，所述工位空间关系包括所述工作参考声源装置与声学采集通道之间的位置关系、姿态关系、距离关系、朝向关系或预设空间响应关系中的至少一种；控制所述工作参考声源装置按照规定输出状态输出预设测试信号，通过声学采集通道采集点检声学特征；在获取所述点检声学特征的同时，记录所述点检条件参数，得到所述点检实际数据。

7、作为一种可选的实施例，获取所述响应基准数据，包括：将合格的所述工作参考声源装置按照规定的工位空间关系，安装于处于确认合格状态的所述待校验声学检测系统内；控制合格的所述工作参考声源装置按照规定输出状态输出预设测试信号，通过声学采集通道采集基准点检声学特征；在获取所述基准点检声学特征的同时，记录基准点检条件参数；将所述基准点检声学特征、基准点检条件参数与所述工作参考声源装置的身份标识、工位标识、对应输出状态标识和分析配置版本关联后，存储至双基准数据库，构成所述响应基准数据。

8、作为一种可选的实施例，在所述点检条件参数满足预设要求且背景噪声满足预设有效性条件的情况下，基于所述点检实际数据与预先建立的响应基准数据，计算偏差特征，包括：基于所述点检声学特征中待评价的总体声级或目标频带声级，计算其与对应背景噪声声级的声级差；在所述声级差大于或等于直接使用阈值且所述点检条件参数满足预设要求的情况下，将所述点检实际数据作为有效点检实际数据；在所述声级差小于直接使用阈值且大于或等于修正允许阈值的情况下，对适用背景噪声能量扣除的所述待评价总体声级或目标频带声级进行能量域背景噪声修正，并基于修正结果形成有效点检实际数据；在所述声级差小于修正允许阈值的情况下，判定所述点检实际数据无效，并触发重新采集、提高输出状态或终止点检；将所述有效点检实际数据中的点检声学特征与所述响应基准数据中的基准点检声学特征进行逐项计算，得到各点检声学特征对应的偏差特征。

9、作为一种可选的实施例，所述偏差特征包括a计权声压级偏差、频带声压级偏差、总谐波失真偏差和通道一致性偏差；根据所述偏差特征和预设判定规则，得到所述待校验声学检测系统的校验结果，包括：在所述a计权声压级偏差的绝对值小于或等于第一预设阈值，且频带声压级集合中的各频带声压级偏差的绝对值均小于或等于第二预设阈值的情况下，判定所述待校验声学检测系统的校验结果为稳定；在所述a计权声压级偏差的绝对值小于或等于所述第一预设阈值，且所述频带声压级集合中存在至少一个频带的频带声压级偏差的绝对值大于所述第二预设阈值的情况下，判定校验结果为复核，并输出频谱异常复核提示；在所述a计权声压级偏差的绝对值大于所述第一预设阈值的情况下，判定校验结果为复核或停用，并输出整体异常复核或停用提示。

10、作为一种可选的实施例，所述方法还包括：在所述总谐波失真偏差大于第三预设阈值的情况下，将校验结果调整为复核或异常，并输出非线性失真异常复核提示；在所述通道一致性偏差大于第四预设阈值的情况下，将校验结果调整为复核或停用，并输出指定通道复核或停用提示。

11、作为一种可选的实施例，所述方法还包括：在所述工作参考声源装置合格的前提下，将基于所述工作参考声源装置获得的待校验声学检测系统的校验结果与黄金样件点检结果进行组合，协同完成产线双参考点检；其中，所述黄金样件为经确认的标准被测样件；在所述待校验声学检测系统的校验结果为稳定且黄金样件点检正常的情况下，判定所述待校验声学检测系统和黄金样件均处于可接受状态；在所述待校验声学检测系统的校验结果为稳定且黄金样件点检异常的情况下，优先输出黄金样件状态、装夹状态或运行工况异常的故障候选；在所述待校验声学检测系统的校验结果为复核、异常或停用中的至少一种且黄金样件点检正常的情况下，优先输出所述待校验声学检测系统的采集链路、测试空间或分析配置异常的故障候选；在所述待校验声学检测系统的校验结果为复核、异常或停用中的至少一种且黄金样件点检异常的情况下，优先输出公共路径、测试空间、工装或系统性漂移的故障候选。

12、作为一种可选的实施例，所述声源基准数据和所述响应基准数据设置周期性复核机制，包括：在所述工作参考声源装置出现部件更换或影响稳定异常事件中的至少一种时，重新在标准参考声学环境中复核或重建所述声源基准数据；其中，所述部件更换包括声学激励单元、驱动单元、信号发生单元、线缆或监测单元发生更换；所述影响稳定异常事件包括发生跌落、进水、过载、明显失真、连续点检异常或有效期届满；在所述待校验声学检测系统的检测环境发生变化时，于所述待校验声学检测系统处于确认合格状态下，在实际测试空间内复核或重建所述响应基准数据；其中，所述检测环境包括测试空间、工装、声学采集通道、采集链路、分析配置或算法版本。

13、根据本发明的另一个方面，提供了一种基于工作参考声源的声学检测系统的校验系统，用于执行上述任一项所述的基于工作参考声源的声学检测系统的校验方法，包括：数据采集模块、双基准数据库、声源校验模块、分析模块和判定模块；所述数据采集模块，用于在标准参考声学环境中获取工作参考声源装置在至少一个规定输出状态下的声源基准数据；在所述工作参考声源装置合格的情况下，在待校验声学检测系统的实际测试空间内获取点检实际数据；其中，所述点检实际数据包括点检声学特征和点检条件参数；所述双基准数据库与所述数据采集模块连接，用于存储所述声源基准数据以及预先建立的响应基准数据；其中，所述响应基准数据为所述待校验声学检测系统处于确认合格状态时，由合格的所述工作参考声源装置在实际测试空间内按规定的工位空间关系输出测试信号所采集的基准数据。

14、所述声源校验模块与所述双基准数据库连接，用于在执行日常点检时，根据所述工作参考声源装置在对应规定输出状态下的自监测参数、所述双基准数据库中存储的声源基准数据的复核结果或有效期状态中的至少一种，判断所述工作参考声源装置是否合格；所述分析模块分别与所述数据采集模块和所述双基准数据库连接，用于在所述点检条件参数满足预设要求且背景噪声满足预设有效性条件的情况下，基于所述点检实际数据与所述双基准数据库中存储的响应基准数据，计算偏差特征；所述判定模块与所述分析模块连接，用于根据所述偏差特征和预设判定规则，得到所述待校验声学检测系统的校验结果；其中，所述校验结果包括稳定、复核、异常、停用中的至少一种。

15、作为一种可选的实施例，所述判定模块还包括故障诊断逻辑，用于根据不同偏差特征匹配对应故障候选；所述故障候选包括传声器灵敏度漂移、采集增益偏移、声源发声单元老化、箱体密封泄漏、工装遮挡、算法版本错误、输出档位误锁定。

16、作为一种可选的实施例，所述工作参考声源装置包括：信号发生单元、功率放大单元、发声单元、定位安装结构、档位控制单元和自监测单元；所述信号发生单元，与所述功率放大单元连接，用于生成预设测试信号并输出至所述功率放大单元；所述功率放大单元，用于接收所述信号发生单元输出的预设测试信号，并按照所述档位控制单元锁定的输出档位参数进行功率放大后输送至所述发声单元；所述档位控制单元，与所述功率放大单元连接，用于设置并电子锁定多组规定输出状态，固定驱动电压、功率、输出频带参数，同时存储装置唯一编号、各档位声源基准数据、周期复核记录、历史点检日志；所述发声单元，与所述功率放大单元连接，用于接收放大后的电信号并输出可复现的标准化声学激励信号，向外产生声激励；所述定位安装结构，包括定位销、限位夹具、视觉定位标记、机器人对接治具，用于承载所述发声单元，实现所述发声单元与声学采集通道之间空间位置、姿态和距离的标准化重复定位。所述自监测单元，用于获取驱动电压、驱动电流、驱动功率、监测声压、振动响应或输出信号回读中的至少一种自监测参数。

17、根据本发明的另一个方面，还提供了一种用于声学检测系统校验的工作参考声源装置，包括：信号发生单元、驱动单元、声学激励单元、输出状态锁定单元、定位安装结构、状态确认单元以及身份标识与存储单元；所述信号发生单元，用于生成预设测试信号；所述驱动单元，用于按照至少一个规定输出状态驱动所述声学激励单元；所述声学激励单元，用于输出可复现的受控声学激励；所述输出状态锁定单元，用于锁定所述规定输出状态并阻止非授权改变；所述定位安装结构，用于与测试空间中的定位结构配合，以形成所述工作参考声源装置与声学采集通道之间可重复的位置、姿态、距离或朝向关系；所述状态确认单元，用于根据自监测参数、声源基准数据的复核结果或有效期状态中的至少一种确认工作参考声源装置是否处于有效状态；在采用自监测参数进行状态确认时，所述状态确认单元包括自监测单元，用于获取驱动电压、驱动电流、驱动功率、监测声压、振动响应或输出信号回读中的至少一种自监测参数；所述身份标识与存储单元，用于存储装置编号，并将所述装置编号及对应输出状态标识与声源基准数据、复核记录或有效期状态中的至少一种关联。

18、根据本发明的另一个方面，还提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述任一项所述的方法。

19、根据本发明的另一个方面，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行上述任一项所述的方法。

20、本发明创造实施例提供的一种基于工作参考声源的声学检测系统的校验方法，采用状态可核验的工作参考声源作为点检载体，替代易受环境、老化影响发生声学漂移的黄金样件，先在标准参考声学环境下获取工作参考声源装置在规定输出状态下包含声源基准参数和声源基准特征的声源基准数据；产线日常点检阶段，结合声源装置自监测参数、声源基准数据复核结果、有效期状态至少一项先核验声源装置自身是否合格，排除声源本体异常带来的干扰。

21、声源装置合格后，按规定工位空间关系输出测试信号采集点检实际数据；在点检条件参数、背景噪声均满足有效性条件的前提下，将点检实际数据与系统合格时预存的响应基准数据计算得到偏差特征，再依据预设判定规则输出包含稳定、复核、异常、停用至少一种的校验结果，从而隔离声源自身劣化对校验过程的干扰，保障比对基准的可靠性，同时根据前置的声源合格判断区分异常来源，实现声学检测系统自动化、可溯源的点检校验，从而解决相关技术中声学检测系统依赖黄金样件进行日常点检、样件自身随时间和环境发生漂移导致点检结果不可靠，且无法区分异常原因的问题。