Jagerpiloter kan høre fjendtlige missiler i 3D

Fem-seks sekunder er alt, hvad en jagerpilot har til at afværge et missilangreb. Derfor er det dyrebare splitsekunder, der kan vindes, når forsvarets piloter nu tager 3D-lyd i brug for hurtigere at kunne afgøre, hvor missilet kommer fra, dreje flyet og lave andre afledningsmanøvrer.

Hidtil har fire antenner, placeret uden på flyet, opfanget pegende radarer og udsendt en monolyd til piloten om faren, men teknologien har måttet skærpes, i takt med at trusselsbilledet ændrer sig, fortæller Torben Jørgensen, senioringeniør i Terma, som leverer elektronik til forsvaret.

»I dag ser missilsøgehovederne efter den infrarøde signatur, som flyets varme udstødning afgiver. Det kan radarvarslingen ikke se, så flyene var nødt til at få nyt udstyr, der måler på lysglimt i UV-spektret. Ved samme lejlighed var det oplagt at lægge 3D-lyd ind, så man kan høre, hvor missilet kommer fra,« siger Torben Jørgensen, som er uddannet på Aalborg Universitets Sektion for Akustik og derfor hev fat i sine gamle kontakter.

Syntetiske lydsignaler

Grundlaget for jagerpiloternes nye udstyr blev nemlig lagt allerede i midten af 1990'erne på Institut for Elektroniske Systemer. Intensiv forskning gennem mange år havde ført til en forståelse af hørelsen, der gjorde det muligt at frembringe syntetiske lydsignaler til henholdsvis venstre og højre øre. Det er disse teknikker, der siden er blevet forfinet og kommercialiseret i spinoff-virksomheden AM3D, der arbejder sammen med Terma.

»Vi udnytter en sans hos mennesker, der ikke bliver brugt ret meget, men som er meget brugbar, fordi den er mere direkte og øger reaktionsevnen kraftigt,« siger Sven Vestergaard, direktør i virksomheden AM3D, der har udviklet den signalbehandling, der gør 3D-effekten mulig og skulle spare mindst ét dyrebart sekunds reaktionstid hos piloterne.

I alt skulle der 12.000 målinger til på forsøgspersoner og kunsthoveder med mikrofoner, før der var indsamlet signalinformationer nok til at dække enhver hovedposition. Det betyder, at hver gang piloten rykker sit hoved to grader til højre eller venstre, er der en ny måling, der tager højde for dette og tilpasser lydsignalerne.

Inden for hver enkelt position er der også hundredvis af individuelle målinger, som tager højde for skulderrefleksioner, lydkvalitet og andre forhold, der kan skabe forstyrrelser i 3D-effekten.

Hjelm med headtracker

Alle disse algoritmer er samlet i en database, som er integreret i Termas kontrolsystem i flyet samt i pilotens hjelm. Alarmen bliver udløst ved hjælp af flyets missiladvarselssystem, der har kontakt til de fire-seks UV-sensorer, der er placeret på flyet.

Disse data blive som vanligt sendt til flyets kontrolsystem, som før gav en monolyd og viste, hvor missilet var, med nogle symboler, som piloten umuligt kunne nå at afkode. I stedet bliver data nu kombineret med databasen med de mange FIR-filtre, der sikrer den rette overføring af signalerne, så de giver den stedbestemte lyd.

Lyden kan også gengives, selvom piloten drejer hovedet, da en headtracker i hjelmen er forbundet med en sender i cockpittet, som sender magnetfelter ud. Modtageren i hjelmen måler styrken i tre retninger, og disse målinger bliver opsnappet af en signalprocessor og sendt til kontrolsystemet ved hjælp af et serielt bussystem.

Kampvogne næste mål

De første ti F16-fly er allerede blevet forsynet med lydsystemet, som ved hjælp af sensorer og en omfattende database af lydsignaler gør det muligt på et splitsekund at stedbestemme truslen, og Terma håber også, at man får lydsystemet med, hvis selskabet skal levere udstyr til de kommende generationer af jagerfly, såsom Joint Strike Fighter eller Gripen.

»Vi har været tæt på at skrive kontrakt med Lockheed Martin, men taler også med de andre leverandører. Af økonomiske årsager er det dog ikke sikkert, at lyden kommer med i første kravsspecifikation,« siger Torben Jørgensen, Terma.

Terma og AM3D har kig på at installere lydsystemet i kampvogne og helikoptere, som skal gøre det muligt for soldaterne at høre, hvem der siger hvad i fartøjet. Terma har i forvejen et helikopterprojekt kørende med det amerikanske forsvar, mens AM3D arbejder sammen med et udenlandsk selskab om at udvikle en løsning til brandmænd, som dermed lettere kan finde hinanden i brændende bygninger.

Fakta: Binaural lyd

  • Binaural lyd - eller 3D-lyd - tager udgangspunkt i, at vi danner vores lydindtryk på basis af kun to fysiske signaler, nemlig lydtrykkene ved de to trommehinder. Hvis disse optages korrekt, og senere reproduceres i lytterens ører, så kan lytteren få samme oplevelse af lyden, som hvis han havde været der selv.

  • Optagelserne foretages ved hjælp af personer med miniaturemikrofoner i ørerne eller kunsthoveder.

  • Man måler også, hvordan lyden når hhv. højre og venstre øre. Dette gøres i et lyddødt rum, retning for retning, indtil man til sidst har målinger for alle retninger rundt omkring personen.

Dokumentation

Hør eksempel på 3D-lyd (bedst med hovedtelefon)

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Super godt også for dansk eksport og pilot sikkerhed.

Men vi kan da ikke blive ved med at have fly der kræver piloter - jeg kan ganske enkelt ikke se fordelen, ved at der skal sidde en person eller 2 i hvert fly, når man kan lave meget mere effektive fly uden piloter som er fjernstyret. Man kan lave helt nye fly designs der nemt kan klare over 10G i længere tid, hvilket er smerte grænsen for et top pilot. Det var hertil man skulle komme med inovative opfindelser....for pludselig er det en realitet.

  • 0
  • 0

Hvem siger at dette ikke kan bruges, selvom flyet er fjernstyret?

Der er vel ingen grund til at piloten (fjernstyret eller ej) kun skal have input via øjet?

  • 0
  • 0

Findes det ikke allerede i diverse computerspil hvis man har de rigtige 7.1 høretelefoner?

Jo, sådan set. En af mine venner har et 7.1 høretelefon, måske kunne jeg teste det.

Forresten læste jeg om præcis dette for nok over 1 år siden på en af flyvevåbnets hjemmesider.

Her, jeg fandt det: http://www.danskekampfly.dk/nyheder.htm?ne...

I kan også finde nogen youtube videoer hvor 3D effekten bliver lavet.

http://www.youtube.com/results?search_quer...

"Holophonics" bliver noget af det kaldt.

  • 0
  • 0

Nope - 7.1/5.1 og ligende hovedtelefoner med flere små højtalere i virker rigtig dårligt grundet den ekstrem ringe akustiske kvaliteter af højtalerne.

Systemet der nævnt her og faktisk er det eneste der er accepteret som brugbart i gamer og hi-fi/head-fi miljøerne er rigtige binaurale algoritme basrede systemer der tager 5.1/7.1 lyd og tilføjer binaurale lyd "hjælpe-signaler" så som fase og lydniveau ændringer som at retnings og afstands bestemme. Disse samles så ned i et stereo signal der kun virker med hovedtelefoner og EIM's - dem man propper i ørene, her virker de dog ikke helt så effektivt.

I den ene ende er der ekstremt dyre systemer som dette og fra en amerikansk firma der bruger relativt dyre Stax hovedtelefoner (man kan også bruge andre men de har nogen fordele) og en ca 10000kr,- hardware DSP/FPGA boks der behandler signalet osv. De findes også med headtracking. BeyerDynamics laver ligende systemer med deres HP's til brug for blandt andet mobile surround mixing af film. Creative og Dolby med flere laver software og hardware løsninger der er svingende kvalitet til gaming m.m. som jeg selv har en del af men tabet af lydkvalitet er stadig meget stort med mange af disse for en audiofil som mig der har det bedste man kan købe for penge.

Men der bliver forsket en del på dette område til consumer forbrug og med den hurtige hardware der sidder i en ny PC eller i billige DSP'er i dag går der nok ikke mere end et par år før vi ser rigtige forbedringer på dette område.

Jeg arbejder selv for William Demant og Sennheisers joint-ventur selskab Sennheiser Communications hvis hovedkvarter ligger i Solrød. Her laver SennCom blandt andet laver gaming og kommunikations akustik som headsets, lydkort der til og bluetooth headsets samt de mest populære headsets m.m. til Apple produkter som iPhone/iPod. Blandt andet blev SennCom's trådet headsets og helt nye trådløse DECT product DW Office brugt i hele call centeret med kendte til Danmarks indsamlingen.

  • 0
  • 0

Der er noget med at nogle danskere arbejder med at lave "lyd landskaber" hvor man kan placere lyde i rummet. Igennem de almindelige 2 højttalere i skærmen (eller i en alm. stereo hovedtelefon) Er der nogen der evt har et link til disse folk.?

  • 0
  • 0

Helt rigtigt...

Der er ingen grund til at have flere enheder i en hovedtelefon til at spille til et øre, der er jo alligevel kun det ene øre til at opfatte lyden. Derfor kan man ligeså godt mixe det hele sammen og spille det ud af en enhed. Det der skal taget højde for er jo netop at i et traditionelt 7.1 setup spiller alle højtalere til begge øre, og der er så forskellen fra den enkelte højtalers lyd i hhv. højre og ventre øre der giver surround lyden. Det er således hovedets form der skal tage højre for i mixingen af lyden.

Det er også derfor man ikke kan spille korrekt lyd hvis man tager en traditionel stereo optagelse og lytter til en i hovedtelefoner. Da lyden fra højre enhed mangler i venstre øre. Dette vil korrekt set skulle mixes sammen således at kan får lyden fra den højre højtaler i højre øre + lyden fra ventre højtaler dæmpet og lidt forsinket i højre øre også.

Se evt. http://en.wikipedia.org/wiki/Binaural_reco...

en rigtig binaural recording kan opleves med hovedtelefoner her (virtual barbershop): http://www.metacafe.com/watch/554510/virtu...

Den viser virkelig hvor effektivt det er!

  • 0
  • 0

en rigtig binaural recording kan opleves med hovedtelefoner her (virtual barbershop): http://www.metacafe.com/watch/554510/virtu...

Den viser virkelig hvor effektivt det er!

Aha - fik ikke lige linket til dette dejlige lydklip der meget kendt i lydkredse. Sennheiser Communications bruger det også tit til demo som f.eks. DSE messen hvor vi hvert år blæser hjernen ud på publikum sådan at de straks kan gå over til Oticons stand ved siden af i det vi kalder "life cycle sound" ;)

Kan dog så linke til www.head-fi.org som er os hovedtelefons entusiasters primære habitaet. Der vil man nemt kunne finde mere info. Jeg har endda truet med selv at levere et mere dybte gående artikel om dette og andre emner på Head-Fi men mangler tiden :-) Den audiophile verden er dog et utrolig forvirrende land hvor "almindelige ingeniør fornuft" udkonkurrer diverse "snake olie" videnskaber med mindst 30/70 forhold ved mine egne estimater.

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten