一种多基阵炸点声源定位系统设计

为提高火炮武器的命中精度和攻击效果,提出了一种基于无源声探测的目标定位技术。系统通过传声器阵列采集目标声源发出的声信号,采用多个基阵定向结果对目标进行交汇定位,搭建了基于FPGA+DSP架构的基阵节点,对节点的软硬件进行了详细设计,并利用时延估计和定位算法解算出目标声源的三维坐标,实现对炮弹炸点的精确定位。最后模拟现场环境,设计完成了多次测试实验,验证了方位角估计理论的正确性及试验系统的可行性。实验数据表明,该方法具有较高的估计精度,可获得炸点的具体位置信息,具有一定的实用价值和应用前景。     

基于射线寻迹的非视距被动声定位方法

基于射线寻迹的原理,提出了一种对被动声源进行非视距定位的方法。非视距声信号通常经过绕射到达基阵,根据广义费马原理,传播路径为一条短程线。在地理信息已知和多个基阵已测得声信号波达方向的情况下,对绕射信号的短程线上的离散点进行了射线寻迹,然后分析寻迹结果得到了有用的声源位置信息。障碍物为圆柱形或球形构成的仿真结果表明,声源位置估计值分布于一段平滑单调的曲线上。     

一种用于低空声源目标超视距被动声定位的新方法

该文提出了一种用于低空声源目标超视距被动声定位的新算法。该算法根据低空声源目标的声信号在定位反射点的基础上定位目标点,能有效降低声信号超视距传播误差的影响,提高定位精度,为雷达进一步跟踪和定位提供重要信息。仿真结果表明在时延估计精确的情况下,该方法对隐蔽于山后的低空声源目标的位置有较好的估计效果。     

基于广义S变换的声发射信号分析及定位

针对声发射信号分析和声源定位问题,提出了基于广义S变换的声发射信号分析方法和三维空间定位方法,推导出了广义S变换的实现过程,使用广义S逆变换对信号进行去噪重构.为保证各传感器时差的准确性,本文利用广义S变换分析声发射信号,提取其主频带能量序列曲线上峰值所对应的时间进行时差计算,然后结合三维空间定位方法对声发射源进行精确定位.仿真实验结果表明该算法能够实现声发射信号的特征提取和准确定位,且误差小,可靠性好.     

基于菱形光纤布拉格光栅传感阵列的声发射定位技术

声发射技术是结构损伤检测的重要手段,声发射源定位是损伤检测的首要环节。时差定位技术具有快速、高效、精确的特点,以此设计了由菱形阵列光纤布拉格光栅（FBG）传感器构成的声发射定位系统。采用小波变换和传统阈值法提取特征信号,结合互相关法获得传感器间的信号到达时差,然后根据几何定位模型求解非线性方程组得到声源可能存在的位置,最后根据时差的正负特性进一步确定声源的准确位置,有效避免了伪声源的情况。在铝合金板上,以对角线为48 cm48 cm的监测区域进行了10组测试实验验证,平均误差为1.29 cm。     

麦克风阵列声源定位系统的研究

随着多媒体技术的进一步发展,语音接收和声音信号处理得到了日益广泛的关注和应用,而声源的定位和声源增强是实现语音增强,语音识别的前提和基础.基于麦克风阵列的声源定位技术由于其广泛的应用前景得到了众多学者的关注.单个麦克风接收到的信息量较少,缺少声源定位所需要的信息,而麦克风阵列克服了上述的缺点,利用了各麦克风信号之间信号的相关性对数据进行相关分析和处理从而实现声源的定位.文中阐述了麦克风阵列声源定位的原理,推导计算目标方位角、俯仰角以及距离的计算公式;阐述了硬件系统的组成以及各个部分的作用并通过实验进行了系统的测试,通过对测试数据的分析得出麦克风阵列声源定位系统能够实现声源的快速定位.     

非视距被动声定位与跟踪方法

非视距声信号通过短程线路径绕射到达基阵,将信号传播所得的短程线离散化,通过离散点之间的迭代关系,对绕射信号进行了射线寻迹.针对非视距情况下被动声定位及跟踪技术的特点,基于射线寻迹的原理,提出了对被动声源进行非视距定位的方法,然后利用卡尔曼滤波分别对静止和移动目标进行跟踪.仿真结果表明,当障碍物为非对称几何体时,能够对非视距声源位置及速度进行有效估计.     

一种声源定位系统的设计

声源定位技术是通过声学传感装置接收声波,再利用电子装置将声信号进行转化处理,以此实现对声源位置进行探测、识别并对目标进行定位的一门技术。本文以STM32为控制核心,利用可听声,设计了一种简单的声源定位系统的软件和硬件结构,主要应用于室内定位,例如大型商场、地下停车场等。     

基于声场HBT干涉的空间定位方法研究

为了实现介质中声源远距离高精度定位的目标,提出了一种基于声场Hanbury Brown-Twiss(HBT)干涉的空间定位方法,建立了HBT干涉目标定位模型,通过仿真验证了HBT干涉空间定位原理的正确性与精度,分析了传感器基阵在不同信噪比下对声源位置的探测效果。仿真分析表明,通过该方法使用6个传感器(两个基阵)在信噪比为0.04的情况下仍可较准确地找到声源的位置。同时还进行了在空气中的定位实验,结果与仿真吻合,验证了HBT定位方法的原理正确性,并实现了对声源级为85 dB,距离为42 m处的定位,定位误差为0.1 m。     

实时声源定位算法研究与实现

声源定位技术是语音增强、语音识别技术的前提和基础。基于麦克风阵列的声源定位技术已经成为一大研究热点,其广阔的应用前景得到了广泛的关注。本文提出基于变步长标准最小均方差（variable step size least mean square,VLMS）的声源定位算法。该算法利用VLMS算法自适应估计声源到麦克风的脉冲响应系数,进而估计出各麦克风之间时延,并利用几何方法定位声源在3D空间的位置。此外,本文设计了基于Cortex-A8嵌入式平台的声源定位系统,并进行了相应的硬件选型与调试及算法移植工作。实时实验显示,本系统的方案合理有效,能够较好的实现声源定位。     

运动声源定位阵列设计及校准研究

在飞跃噪声源定位测量中,核心技术是运动声源定位技术,测量过程涉及传声器阵列设计技术及传声器阵列校准基础技术研究.利用对消声室内移测架携带的不同速度的运动声源进行定位分析,利用自研程序处理采集数据获得噪声源实际位置,通过结果对比分析,验证了运动声源定位的可行性,为飞机飞行噪声源定位奠定了基础.     

基于传声器阵列的空间定位系统的研究

运用LabView和Matlab软件实现了基于传声器阵列的声源定位实验,该实验以基于声音到达时间差的定位技术为理论基础。在此基础上,声源的位置在沿着x和y方向上移动,这时四元阵和五元阵的阵列模型都能准确地定位出声源的空间位置,但五元阵的稳定性更强。声源定位技术为实现声源的可视化奠定了基础,同时在军事等领域也有非常重要的应用价值。     

声阵列技术在雷达传动系统异响故障诊断中的应用

声阵列技术通过特定方式排布的声传感器阵列接收声场信号,采用波束形成原理对声场信号进行特殊处理,获取噪声源的幅值、相位、方位等信息,得到声场的空间分布,实现混响环境多个声源的检测与识别。针对某轮轨式大型相控阵雷达天线座滚轮的异响噪声故障,基于声阵列噪声源识别技术,利用平面螺旋声像检测系统对滚轮噪声的辐射声场进行测量,获得了滚轮噪声的频率特性和声场能量分布特征,并通过声场图像和光学视频图像的透明重叠,以云图方式准确直观地呈现了滚轮噪声源的频率、分布位置。研究结果表明:声阵列技术能够快速准确地进行噪声源的诊断和空间定位,为雷达传动系统异响噪声故障的诊断分析提供了有效的工程经验。     

分布式圆阵空间宽带声源定位方法

为提高空间声源定位精度、减少计算量、提高噪声鲁棒性,提出了一种高精度的分布式圆阵空间声源定位方法。该方法首先将声信号通过聚焦矩阵转换成窄带信号,再利用空间谱及其相位信息的群延迟函数乘积消除无关伪峰,得到高精度声源波达方向估计。然后借助于区域质心在三维坐标系的各投影面分别建立粗略信号源区域。最后结合联合可控响应功率相位,进行区域收缩,得到粗略收缩区域,并将互功率谱最大点作为声源定位估计。该方法利用群延迟函数提高了空间谱信息利用率,得到高精度波达方向估计,增强了初始区域的可靠性;区域质心收缩和可控响应功率相位联合应用,可快速锁定声源位置,降低搜索的复杂度。另外分布式阵列的大孔径、对子阵位置变化不敏感的特性增强了该方法对噪声的鲁棒性。仿真实验验证了该算法能实现高精度声源定位。      

传声器阵列校准技术研究

气动噪声通常为宽频噪声,设计的阵列需要同时满足对高低频信号的测量需求,在确定了阵列测量频率范围的情况下,设计相应的阵列形式。在风洞气动噪声试验技术中,基于传声器阵列的噪声源定位技术是核心试验技术,噪声源定位的精准度主要取决于传声器阵列校准技术。传声器相位阵列安装之后,由于传声器频率响应和灵敏度不同,前置放大器、电缆的铺设、电源和信号调理器的频率响应以及传声器在阵列中的安装影响,会引起数据采集系统各测量通道间固有的相位差和幅值差。修正传声器的相位差和幅值差使得所有的传声器幅频响应一致,保证试验结果的准度。     

一种基于麦克风阵列的声源定位算法研究

麦克风阵列声源定位广泛应用于视音频会议系统及枪声定位系统等领域。提出了一种基于最小熵值（ME）的麦克风阵列声源定位新方法,其特点在于利用最小熵值方法对麦克风阵列进行时延估计,并与离散网格方法相结合,对声源进行空间搜索。实验结果表明,在同等混响或噪声条件下,该方法定位优于广义互相关-相位变换方法（GCC-PHAT）。     

主、被动拖曳线列阵远程目标定位

该文讨论了主、被动拖曳线列阵的远程定位问题。首先得到了主、被动拖曳线列阵接收的散射声场方程,利用简正波滤波新方法,通过短线阵的水平移动,实现远程目标方位、深度及距离的定位。数值仿真结果表明,通过阵列的移动,可以合成大的孔径,提高目标的方位、距离估计精度。对主、被动拖曳线列阵,利用简正波滤波方法可以很有效地实现对目标方位、深度及距离的估计。     

基于频率信噪比加权的麦克风阵列声源定位算法

为了提高噪声和混响环境下麦克风阵列的声源定位算法性能,提出了一种基于频率信噪比加权的可控响应功率定位算法。该算法首先根据每帧阵列信号的频域协方差矩阵估计每个频率的信噪比;然后通过激活函数将频率信噪比映射为加权值,并修正传统的相位变换可控响应功率计算公式;最后利用修正公式计算每个候选位置的可控响应功率值,通过搜索可控响应功率的最大值实现声源定位。该算法根据实时估计的频率信噪比自适应地调整各频率分量对可控响应功率的贡献。仿真结果表明,与传统的相位变换可控响应功率算法、维纳预滤波波束形成算法相比,在噪声和混响的复杂声学环境下,本文算法的定位正确率更高,均方根误差更小,对噪声的鲁棒性更强。      

Acoustic vector-sensor array processing

A method is presented for localizing acoustic sources using an array of sensors, the output of each being a vector consisting of the acoustic pressure and acoustic particle velocity. The authors derive a compact expression for the Cramer-Rao bound (CRB) on the estimation errors of the source direction-of-arrival (DOA) parameters in the multi-source multi-vector-sensor model. An explicit expression is found for the mean-square angular error (MSAE) bound for source localization with a single vector sensor. The authors present two simple algorithms for estimating the source DOA with this sensor, along with their statistical performance analyses     

基于小型阵列探头的声波分离方法研究

声级计等现有的声压在线测量工具并不能够抑制干扰噪声对测量精度的影响,针对这一问题提出了一种基于小型阵列探头的声波分离方法,该方法以球波函数叠加逼近理论作为分离算法的基础,可应用于噪声环境下目标对象辐射声压的简易快速准确测量。为验证该方法的可行性,设计了一个由5只传声器组成的小型立体阵列探头,在含有干扰声源的声场中,通过对探头所测得的复声压信号进行声波分离算法处理,便可将测量对象辐射的声波从存在干扰声波的声场中分离开来。数值仿真及实验结果表明,通过该方法可以简易快速地得到较好的声波分离效果。