Acoustic Detection for Warning of Drowning Accidents
Author
Dam, Frederik Sidenius
Term
4. term
Education
Publication year
2023
Abstract
Dette speciale undersøger, om et akustisk varslingssystem baseret på undervandsmikrofoner (hydrofoner) kan bruges til tidlig advarsel om drukneulykker i havnemiljøer. Forskningsspørgsmålet er, om billige, egenudviklede hydrofoner kan opfange og skelne relevante undervandslyde pålideligt nok til at indgå i et omkostningseffektivt system. Metodisk omfatter arbejdet en problemanalyse af undervandsakustik og støj i havne, feltmålinger i forskellige havnemiljøer, udvikling af prototypehydrofoner samt laboratorie- og feltmæssig evaluering op imod kalibrerede referencehydrofoner, suppleret af indledende overvejelser om detektions-, genkendelses- og lokaliseringsalgoritmer. Resultaterne viser, at billige, specialbyggede hydrofoner kan fungere som anvendelige akustiske sensorer sammenlignet med referenceudstyr, men at prototyperne har væsentlige udfordringer såsom høj egenstøj og lavfrekvent rullefald. Udvikling af robuste algoritmer til sikker hændelsesgenkendelse og kildelokalisering henstår til fremtidigt arbejde. Studiet opstiller grundlag for systemspecifikation, placeringshensyn og mulig integration med eksisterende redningsinfrastruktur. Samlet peger resultaterne på teknisk gennemførlighed og motiverer videre optimering og validering med potentiale til at styrke sikkerheden og reducere antallet af drukneulykker i havne.
This thesis examines whether an acoustic early-warning system based on underwater microphones (hydrophones) can help prevent drowning accidents in harbours. The research question is whether low-cost, custom-built hydrophones can capture and distinguish relevant underwater sounds reliably enough for use in a cost-effective system. The approach combines a problem analysis of underwater acoustics and harbour noise, on-site measurements in different harbour environments, development of prototype hydrophones, and laboratory and field evaluations against calibrated reference hydrophones, alongside initial considerations for detection, recognition, and localization algorithms. Findings indicate that inexpensive custom hydrophones are viable as acoustic sensors compared to reference devices, but current prototypes exhibit notable limitations, including high self-noise and low-frequency roll-off. The development of robust algorithms for reliable event recognition and source localization is left for future work. The study lays groundwork for system specification, sensor placement considerations, and integration with existing safety infrastructure. Overall, the results support feasibility and motivate further optimization and validation, with the potential to enhance safety and reduce drowning incidents in harbours.
[This summary has been generated with the help of AI directly from the project (PDF)]
Documents