Enquête ultrasonique dans un centre commercial

• Un ton pilote d’environ 20 kHz est utilisé dans les systèmes de sonorisation PA à haut-parleurs multiples pour surveiller en continu l’état du système
  • L’absence de ton pilote signifie que le haut-parleur n’est pas connecté
  • Il est réglé sur une fréquence très élevée, inaudible pour l’être humain, afin de ne pas gêner les clients
• Cependant, ce ton est puissant, et certaines personnes peuvent encore l’entendre, surtout lorsque la fréquence est inférieure à 20 kHz
  • Dans la ville où vit l’auteur, un système à 19,595 kHz est utilisé, et plusieurs personnes disent entendre ce son
  • Il ne s’agit vraisemblablement pas d’une arme acoustique comme The Mosquito, qui utilise des fréquences plus basses, jusqu’à 17 kHz
  • Il est probable qu’il s’agisse d’un mauvais réglage qui n’a pas été corrigé, parce qu’il a été mis en place par des personnes ne pouvant pas vérifier empiriquement le problème
• Ce son n’est presque jamais une tonalité pure : il y a toujours une modulation
  • L’auteur se demande si elle est causée par la musique d’ambiance diffusée par le système PA, si elle transmet des informations, ou s’il s’agit d’autre chose
  • Un tracé de spectrogramme montrant une modulation d’amplitude autour d’un ton pilote puissant est fourni
  • Cependant, ce type de modulation est rare, et il est plus courant d’observer des variations du ton liées à ce qui se passe autour, comme les déplacements des personnes
• Un spectrogramme montre ce qui arrive au ton pilote lorsqu’un train entre en gare dans une station de métro
  • L’auteur pense qu’il s’agit d’une rétrodiffusion ou d’une réverbération du ton pilote, réfléchie par le train en décélération et décalée par effet Doppler
  • Le ton pilote fonctionne comme un sonar bistatique à émission continue
  • Lorsque le train passe de droite à gauche, le microphone de gauche (vert) détecte principalement un décalage Doppler négatif, tandis que le canal de droite (violet) détecte un décalage Doppler positif
• Lors d’un enregistrement effectué à l’intérieur d’un ascenseur pendant un déplacement vers un autre étage, un ton pilote enfoui dans le bruit a été détecté au cours d’un trajet de 10 secondes
• Dans le parking souterrain du centre commercial, l’auteur s’est placé juste sous un haut-parleur PA et a enregistré le passage d’un scooter ; de nombreux éléments intéressants apparaissent sur le spectrogramme stéréo
  • Il semble y avoir deux tons pilotes à 19,595 Hz et 19,500 Hz, ce qui laisse supposer la présence de deux systèmes PA distincts dans le parking
  • Un décalage Doppler net est visible dans la réverbération, et la variation de fréquence passe du positif au négatif lorsque le scooter passe
  • On distingue sous cette courbe Doppler un motif semblant « rempli » de bruit
  • Un calcul simplifié permet d’estimer la vitesse du scooter à environ 11 km/h
• Quelques idées d’exploitation de ce signal ultrasonique :
  • mesure automatique de la vitesse dans les parkings
  • détection des pannes d’escalator
  • modulation en codes de position pour éviter que les gens se perdent dans les labyrinthes commerciaux
  • utilisation pour la diffusion publicitaire
  • repérage de l’endroit le plus calme dans un centre commercial

L’avis de GN⁺

• Usages de la technologie ultrasonique : la technologie ultrasonique offre un fort potentiel d’utilisation dans de nombreux domaines. Par exemple, elle peut être utile dans les systèmes de sécurité, le suivi de position ou les services publics automatisés.
• Compréhension de l’effet Doppler : l’effet Doppler est utile pour mesurer la vitesse et la direction d’un objet. Il peut ainsi être exploité dans divers domaines d’application, comme la gestion du trafic ou l’analyse sportive.
• Problèmes de bruit ambiant : les tonalités ultrasoniques peuvent provoquer de l’inconfort chez certaines personnes. En particulier, certaines entendent les sons à haute fréquence, ce qui peut poser un problème de nuisance sonore.
• Défis techniques : il reste de nombreux défis techniques à relever pour améliorer la précision et la fiabilité des systèmes ultrasoniques. Par exemple, il est nécessaire d’optimiser leurs performances dans des conditions environnementales variées.
• Technologies concurrentes : d’autres technologies offrant des fonctions similaires existent également. Par exemple, le LiDAR ou le radar peuvent être utilisés à des fins proches de celles des ultrasons.

[GN⁺]

Commentaires Hacker News

• Émetteur radio FM : les émetteurs radio FM diffusent en continu une tonalité pilote de 19 kHz pour signaler une diffusion stéréo. Les informations stéréo sont contenues dans une porteuse modulée en AM à 38 kHz. Avec un signal FM faible, il peut être préférable de passer en mono.
• Souvenir d’enfance : quelqu’un se souvient avoir entendu une tonalité aiguë dans un grand magasin vers l’âge de 4 à 6 ans. Cet article mesure la fréquence et explique qu’il s’agit d’une fonction normale du système.
• Hypothèse sur les amplificateurs de classe D : l’idée est avancée qu’il pourrait s’agir de bruit provenant d’un amplificateur de classe D. Ces amplificateurs commutent à des fréquences de l’ordre du MHz, mais il peut subsister des harmoniques non filtrées.
• Bruit haute fréquence au Japon : un habitant de Tokyo dit entendre un bruit haute fréquence dans des zones résidentielles. Il se demande s’il vise les nuisibles ou les animaux sauvages, et réfléchit à commencer des mesures.
• Fabricant de systèmes de sonorisation : retour d’expérience d’une personne travaillant chez un fabricant de systèmes de sonorisation. Les amplificateurs effectuent périodiquement des tests toutes les quelques minutes et mesurent le courant dans le circuit des haut-parleurs pour détecter d’éventuelles anomalies.
• Chanson mal mixée : quelqu’un a déjà entendu une chanson mal mixée avec un bruit aigu en fond. Il ne pense pas que le matériel de studio émette volontairement des bruits de test.
• Appareil « mosquito » : souvenir des dispositifs « mosquito » utilisés à la fin des années 2000 et au début des années 2010 pour éloigner les adolescents. Ces appareils étaient coûteux, et certains ont été vandalisés à cause du bruit.
• Diffusion publicitaire : avis selon lequel il ne faut pas publier sur Internet des méthodes de diffusion publicitaire.
• Impact sur les animaux : il est noté qu’il n’est pas fait mention du fait que des animaux comme les chiens entendent mieux que les humains, et que ce type de bruit pourrait leur être nuisible.
• Description du produit : une tonalité haute fréquence est reçue électriquement pour vérifier la continuité des câbles. Cette tonalité est censée être atténuée par les tweeters et sert à vérifier que le système de sonorisation fonctionne correctement lors d’une diffusion d’urgence. La présence d’un signal <20Khz signifie qu’un correctif temporaire a été ajouté parce que l’amplificateur ou le filtre ne recevait pas correctement la tonalité de test.