科研无人机声学探测方案实测：兆华电子可更换阵列满足多场景试验需求

关键词：科研无人机声学探测方案，无人机声学探测方案

低空无人机的快速普及，使机场、能源站点等重点区域面临日益严峻的低空安全挑战。在雷达、射频、光电等传统探测手段各存局限的背景下，声学探测因其被动、全天候、不依赖通信的独特优势，正成为低空安防体系中不可或缺的补盲手段。

对于高校科研团队、算法公司和声学实验室而言，一套具备灵活阵列配置、开放数据接口的硬件平台，是开展无人机声学探测算法研究与现场验证的关键前提。

声学探测的技术原理与科研价值

无人机在飞行过程中，螺旋桨高速旋转会持续产生具有特征性的噪声，这种难以规避的声音信号构成了无人机天然的“声学特征”。

声学探测系统通过麦克风阵列实时采集空域声信号，结合远场波束形成、滤波算法与AI声纹分析，对无人机目标进行识别、定位和跟踪。这一技术路径决定了麦克风阵列的通道数、阵列构型与数据开放程度，直接关系到探测距离、定位精度和算法开发空间。

在科研场景中，声学探测的价值不仅在于终端探测能力，更在于其作为算法验证平台的可能性。国内外多项研究已围绕麦克风阵列的波束形成与无人机声源定位展开深入探索。

从阵列拓扑设计到DOA估计算法，从户外噪声环境下的自适应滤波到多目标分辨，科研工作对硬件平台提出了“可配置、可开放、可复现”的明确要求。

手持式平台：可更换阵列适配多场景试验需求

兆华电子CRYSOUND推出的手持式声学无人机探测平台，正是面向这一科研与验证需求而设计。该平台并非简单的演示设备，而是一套面向快速部署、样本采集与算法开发的专业化平台。

模块化阵列设计是这一平台的核心特征。 支持128/208通道数字MEMS麦克风，标准配置为30cm 128通道、30cm 208通道、70cm 208通道、110cm 208通道，采用模块化阵列设计，提供30cm、70cm和110cm多种阵型配置。

▲手持式无人机探测套件产品介绍-产品系列

不同尺寸的阵列对应不同的空间分辨率与低频响应特性——小尺寸阵列便于携带和快速部署，适合现场初步筛查；大尺寸阵列则能提供更高的角度分辨率和更远的探测距离，适合高精度定位实验和远距离探测验证。

科研团队可根据具体的试验目的、测试环境和目标无人机类型，灵活选择或更换阵列构型，无需为不同场景购置多套独立设备。

平台支持208通道原始数据及视频流输出API。

▲声学探测方案

这一开放能力意味着科研人员可以直接获取未经算法处理的原始多通道波形数据，基于兆华电子的硬件平台开展自有算法的开发、训练与验证，而非受限于封闭系统的黑箱输出。对于高校实验室和算法公司而言，这显著缓解了麦克风阵列硬件开发上的瓶颈，大幅缩短了从算法设计到实测验证的研发周期。

实测数据：300米外实时探测与精准定位

在现有演示中，手持式平台已实现对DJI Air 2S无人机300米的实时探测，目标云图与视觉画面能够较好重叠。

这一实测数据表明，该平台在典型无人机声纹频段内具备稳定的远场波束形成与目标定位能力。

平台覆盖200Hz至20kHz的宽频感知范围，110°声场角覆盖提升了现场搜索效率。高精度方位与俯仰定位能力，可辅助科研团队快速锁定目标方位，用于算法精度比对与定位误差分析。同时，208通道实时数据输出为算法开发与科研应用提供了充足的数据维度。

▲声像派对大疆 Air 2S 无人机在 300 米距离下的实时侦测画面

固定式与手持式的协同定位

兆华电子的无人机声学探测产品线清晰地划分为固定式和手持式两类，分别对应持续性监测与机动式验证需求。

固定式无人机探测模块搭载128通道麦克风阵列，覆盖2kHz至48kHz频率范围，配备RJ45网络接口，兼容WebSocket等接口协议及RTSP等视频流协议，整机满足IP66防护标准。在实际应用中，在线式设备可实现对DJI Air 2S无人机150米距离下的探测，可按现场环境进行多点位部署，输出告警和方位数据供平台融合研判。

▲功能强大的基于Web端的软件平台

手持式平台则更强调灵活部署、数据开放与算法验证。两者形成协同：固定式设备用于长期值守与持续监测，手持式平台用于现场验证、临时布控、机动巡检和算法开发。

科研团队可在实验室环境下使用手持式平台采集样本数据、调试算法参数，再将其部署至固定式设备进行实际场景验证，形成“算法研发—现场测试—系统部署”的完整闭环。

▲手持式平台采集样本数据

面向科研与验证的应用场景

手持式声学无人机探测平台适用于机场、边境、电厂、油气场站等需要临时布控与机动巡检的场景，也可用于声学实验室开展无人机探测算法研究。

高校科研教学：平台可作为声源定位、波束形成、声纹识别等课程的实验教学设备，帮助学生直观理解阵列信号处理原理；

算法公司验证：开放的数据接口支持客户基于兆华硬件平台开展算法研究与定制化开发，可用于远距离微弱信号识别、复杂环境抗干扰、多目标高精度定位等算法的实测验证；

售前演示与项目验证：可根据应用场景开展现场演示、样机测试和项目验证，帮助用户更直观地评估探测距离、识别能力、定位效果和环境适应性。

随着低空安全领域的技术迭代与产业发展，无人机探测相关的科研需求将持续向精细化、多元化方向发展。

灵活开放的测试设备是技术创新的重要基础，兆华电子基于自身声学技术沉淀打造的探测方案，为科研工作者提供了多场景适配的试验工具，也为低空声学探测技术的创新发展注入了动力。

未来，随着声学技术与人工智能算法的深度融合，被动声学探测将在更多科研与产业场景中发挥作用，助力低空安全体系的完善与升级。