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    [摆龙门阵] 我想做一个全自动室内蚊子定位消灭系统?

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    发表于 2017-10-5 13:27:20 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 四川宜宾
    装置可能包括雷达搜索系统、蚊子飞行轨迹预测追踪系统、激光精确打击系统。这套系统实现的可能性大吗?有什么设计难点?目前的技术水平能实现吗?安全性有保障吗? 曾经在新闻上看到国外有人做出过类似装置,但是没有看到技术细节,请大家不要只贴新闻稿。

    比如可以讨论:

    1. 现有雷达/摄像机/红外线接收器的精度、体积、造价如何,是否能够实时准确捕获飞行中的蚊子,其分辨率能够达到多高?

    2. 是否存在对蚊子飞行轨迹的研究
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     楼主| 发表于 2017-10-5 13:29:59 | 显示全部楼层 来自 四川宜宾
    知呼上的人也在探讨:这个东西包括声源跟踪和图像识别。
    我制作了声源跟踪的精度很差,只能做到1°左右,而且必须有很大的声音才行。对蚊子的声音没有反应……改进方向:必须要提高麦克风的灵敏度,而且要想办法过滤掉环境的背景声音,而且把采样率提高到目前声卡的50倍才能有足够的分辨率。
    图像识别想看到蚊子也非常困难,因为蚊子很小,速度很快,室内的灯很暗。改进方向:高速、高清摄像机,彻底改善室内照明系统。
    这是我这个东西失败的主要原因。现在这个东西不能用于打蚊子,但是可以用于视频会议中对准发言者。
    打蚊子这个东西的关键是要发现蚊子、准确找到位置。激光对准、伺服跟踪也需要一定技术,但是相对于寻找蚊子准确位置来说是比较容易的。
    打蚊子的激光功率在100~200mW即可。人不能直视。


    看了评论。Choir Glee提出了超声波定位的方法,这或许可行,虽然我没有尝试过定位这么小的东西,但是可以研究一下蝙蝠的原理。
    方舟提出了用盐枪代替激光的方法。我感觉这个比较可行,盐枪所需的精度可以更低一些。


    微软、西雅图实验室之类的做的那个东西的原理,我猜测是这样的:寻找蚊子的东西类似于光电门。新闻中说:“首先,红外线发光二极管会射出红外线,照射到对面的逆反射条再反射回来,形成一个光回路,被CCD接收。如果有任何物体遮挡住反射光线,CCD就会捕捉到物体的影子,交由计算机进行图像分析,整个过程的原理与一些银行或博物馆的安全系统很像。”
    蚊子必须在特定的光照区域内才能被发现。类似于光电门,或者超市防止偷商品的那个门,或者机场火车站的安检门。这个东西寻找蚊子,应该不能在房间内任意的位置寻找……总不能到处都贴上逆反射条吧。


    回应haozhi yang:关于图像识别,必须要:1.有良好的光照,2.摄像机足够清晰、可以看到蚊子。这个东西有实现的可能,但必须是基于这两点的。

    回应柿西红,方舟,时号,haozhi yang等等:关于声源定位的方法,不只是声卡的问题。评论中提到的“四个驻极体话筒->带通滤波->放大->鉴相->增量控制 ”,就很接近我用的方法……我的麦克风是特制的,有放大和滤波的功能,声卡只不过是AD转换,然后我在计算机中进一步处理,包括滤波、鉴相、增量控制等等,甚至还有谱分析、相关分析等等。有GCC,TDOA,超前效应之类的都尝试了,可以削弱一定的混响、噪声等等,但是还是不够。这个东西需要一个更先进的算法,不是普通的计算能解决的……


    这是我在知乎的回答中第一个讨论这么热烈的。非常感谢大家。说明一下:这个东西不是山寨、技术宅的产品。这个东西在中国仪器仪表学会主办的“中国(国际)传感器创新大赛”获过奖,是个非常正经、严肃的产品。当然,最终不是以打蚊子的名义评审的,我们是以摄像置中、自动摄像等应用评审的,用于视频会议、远程教育、地震搜救等等领域。如林家辉、潘彰一、Samuel等等的猜测。

    柿西红和杜工等人都提到了带通滤波,把蚊子的频段取出来。
    ————2014.9.27补充——————
    苏格 回复 杜工
    我的经验一个带通滤波是远不够的,snr太低,而且室内小环境又不满足自由场,单靠线性处理手段基本没戏。

    我非常支持苏格这个观点!

    ——————2016.3.7补充——————
    有很多人通过各种途径与我讨论了识别蚊子声音的问题。包括利用卷积算法,包括改变麦克风的频率特性等等。
    这些方法在实验室环境中有用,但是在复杂的生活环境中都是不可行的。主要原因是蚊子的声音缺乏特点。蚊子的声音很容易与自然环境中的声音混淆。所以通过声音定位蚊子往往是要失败的。
    如果蚊子的声音与背景环境有明显区别,那么带通滤波、卷积、相关这些方法才是有用的。

    ————————20164.18补充————————
    在理想情况下,有很多种方法能对声源进行定位。但是受到干扰,在信噪比很差的情况下,这些方法都是有问题的。很多观众热心地参与了话题的讨论,但是提出的方法只是适用于理想情况下,不适用实际环境。
    请大家提出新算法的时候,尽量描述清楚公式,并证明可以有效抵抗干扰。不要只提出个简略的思路,这难以判断算法的有效性。
    编辑于 2016-04-18
     楼主| 发表于 2017-10-5 13:32:30 | 显示全部楼层 来自 四川宜宾
    新浪科技:前微软公司首席技术官内森·麦沃尔德近日在加州对其团队研制的激光灭蚊器进行了演示,他和其他研究人员把这种灭蚊激光器做为抗击疟疾的一种方法。内森·麦沃尔德的Intellectual Ventures公司从2008年开始开发这种灭蚊激光器。麦沃尔德近日在加州长滩每年一度的TED会议上对这一装置进行了演示。

    该研究组的发明人之一、天体物理学家洛厄尔·伍德20世纪80年曾协助设计过冷战时期星球大战的激光罩,灭蚊激光器概念的部分灵感来自于此。这种装置源自比尔·盖茨和梅琳达基金会寻找降低每年疟疾死亡率(100万)方法的一个挑战。麦沃尔德在TED大会上指出,每43秒就有一名儿童死于疟疾。

    虽然灭蚊激光器的原型之前就有,但是,对于发展中国家来说,这些灭蚊激光器太过昂贵,而这种新型蚊子激光器采用的是普通大众可以找到的技术。事实上,麦沃尔德和他的研究组在Ebay网上找到了所有部件,包括打印机和放映机和数码相机的变焦透镜。他估计,这种新型蚊子激光器的制造成本最低只有50美元。在演示过程中,麦沃尔德把数百万只蚊子放入一个玻璃桶中。一束激光跟踪蚊子逐个击毙蚊子,蚊子尸体纷纷落在玻璃桶底部。

    麦沃尔德称,激光每秒可击毙50到100只蚊子。除了速度快之外,该激光器还很精准,它能区别蝴蝶和蚊子,也能分辨雌蚊子和雄蚊子。只有雌蚊子(翅 膀低频拍打)才会叮咬人类。

    麦沃尔德说:“一夜间你能杀死几十亿只蚊子,还不会伤害蝴蝶。”灭蚊激光器的最终目标是使用激光为宅所和医院周围创造保护性屏障,此外,还可用于农场,替代杀虫剂。
    发表于 2017-10-5 20:34:38 | 显示全部楼层 来自 河北邯郸
    楼主是被蚊子咬疯了吗??
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