近场声源方位和距离联合估计算法

为提高近场麦克风阵列的声源定位精确度,对基于麦克风阵列的声源定位技术进行研究。详细分析了近场信号传播模型,并结合窄带子空间算法,对宽带ISM（Incoherent Signal-Subspace Method）算法进行改进,提出一种近场子空间声源方位和距离联合估计算法。该算法根据短时信号的频率特性,在特定频率上对信号应用子空间算法进行方向距离联合估计并对结果进行叠加,从而得到最终结果。该算法在相关信源和混响条件下均能得到较好的DOA（Direction-of-Arrival）估计效果。计算机仿真验证了算法的有效性。     

基于KR积的稀疏重构近场源定位

针对声源数多于阵元数的近场信源定位问题,该文提出一种基于Khatri-Rao（KR）积的稀疏重构近场源定位方法。该方法首先假设信号是准平稳的,然后通过KR积得到虚拟阵列结构,增加了阵列的自由度;接着在虚拟阵列结构下对虚拟信号进行稀疏表示,最后通过l₁范数约束得到声源的空间谱估计。仿真表明,此稀疏重构定位方法可以实现信源定位的欠定估计,且性能优于基于KR积的子空间方法。     

近场波束零陷权声图测量干扰抑制技术

聚焦波束形成声图测量技术是一种近场高精度声被动定位技术.为了抑制近场声图测量过程中干扰声源对待检测声源定位的影响,给出了一种基于近场聚焦波束零陷权的声源干扰抑制方法.经过理论推导分别给出了权在窄带信号情况下和宽带信号情况下的解析形式,该权具有形式简单,计算量小等优点,适合实际工程应用.对权的性能进行了仿真及实验验证,结果表明,该权可以有效地在近场干扰声源位置上形成指向性零点,从而抑制掉干扰声源对声图测量的影响,改善对待探测声源的声图测量效果.     

基于声音位置指纹的室内声源定位方法

针对基于模型的声源定位方法在非结构化空间中应用所存在的模型依赖度高、定位精度低等问题,提出一种基于声音位置指纹的定位方法,通过将待定位点处的声源信号空间位置特征与定位数据库中信息进行比较从而完成声源定位.该定位方法包括2个阶段:离线采样阶段,捕获各定位参考点处声源信号并完成位置特征提取,据此特征和参考点位置信息构建定位数据库;在线定位阶段,通过提取待定位点处实时信号特征并和定位数据库中信息进行匹配完成定位.仿真实验结果表明:在麦克风数量较少、环境噪声干扰较大的情况下,该方法具有较小的声源位置估计偏差,定位效果可满足实际应用需求.     

基于量化信息的无线传感器网络多声源定位研究

针对量化定位大都集中在单源定位问题,该文研究了基于无线传感器网络的量化多声源定位方法。首先针对超声源的传播特性提出了对数量化策略,节点根据量化策略和测量值计算量化信息,并将量化信息传输给基站;然后基站根据提出的基于可能性C均值聚类算法的多源定位方法估计声源的位置。通过在不同参数下的仿真验证所提算法的有效性,仿真结果表明:该算法能够较精确地估计多声源的位置,且对丢包率具有一定的鲁棒性。     

最大似然估计在辐射噪声源近场定位中的应用

为有效解决水下噪声源近场定位问题,本文针对常规聚焦波束形成及MVDR聚焦波束形成定位方法的空间分辨率不高及无法处理相干声源的缺点,介绍了基于最大似然估计的辐射噪声源近场定位方法,并利用遗传算法寻求最大似然估计的全局最优解,从而实现水下噪声源近场高分辨定位.通过计算机仿真及湖试数据处理验证了该方法可以实现辐射噪声源近场高分辨定位,且仅利用小孔径基阵就可以清晰分辨间距大约1 m的两相干声源,具有很高的工程应用价值.     

误差修正的声源目标混合定位算法

针对定位系统因非视距传播、多路径效应等因素所导致定位精度降低的问题,提出了一种基于到达时差的误差修正声源目标混合定位算法。首先,该算法在传统加权最小二乘法中引入动态权值修正技术获得泰勒级数迭代法初值,减少了迭代次数;其次,提出了后项时延选择算法,并结合标准残差函数剔除了误差较大的时差对定位性能的影响,选择最优的时差组合方式进行目标位置解算;最后,通过标准残差加权的方式修正混合定位算法误差,得到声源目标位置。 实验结果显示,新提出的误差修正混合定位算法性能优于参考算法,且对非视距误差具有显著的抑制作用,有效地提高了定位精度。     

基于MUSIC算法的水下噪声源近场高分辨定位方法

针对舰艇辐射噪声的能量和线谱主要分布在低频段,而常规噪声源近场定位方法在低频段很难获得到比较理想的空间分辨率,无法满足舰艇低频辐射噪声源定位识别需求问题.在研究远场平面波模型下MUSIC算法基础上,建立了基于相位和幅度联合补偿的MUSIC近场噪声源定位算法,通过仿真计算和湖试试验研究了该算法的噪声源定位性能,结果表明该...     

牛顿迭代算法在声场定位中的应用

在声场定位系统中,发声系统和拾音系统之间往往没有直接联系,为了能精确判断出声源所处的位置,设计了一种由4个拾音器和1个单片机控制的声场定位系统.声源发出特定频率的声音信号,系统通过3个拾音器接收到声音信号,经过处理计算得到时间延时差.利用牛顿迭代算法,将时间延时差代入方程进行迭代计算,即能精确计算出声源具体位置,第4个拾音器用于校准所得结果.采用该算法只需最多4次迭代运算就能计算出声源位置坐标.利用上位机软件模拟测试算法,并在实物系统中测试,验证了牛顿迭代算法在声场定位中的可行性和精确性.该声场定位系统位置坐标可在液晶屏上显示,可实时描绘出声源移动轨迹.     

水平阵聚焦波束形成声图定位算法研究

为解决一些特定情况下需要的近场高精度定位问题提出了聚焦波束形成声图定位法.该方法根据测量区内不同位置对各阵元接收信号进行球面波补偿,获得目标声源的分布.根据声图来给出目标方位,距离进行定位.为了减少计算量,先测量目标方位,然后只对该方位附近小角度进行扫描.利用分频段综合的方法抑制由阵型引起的声干涉.经研究表明,该算法能够给出水下目标声源的二维声图并对近场目标进行高精度定位.     

基于传声器阵列的机器人声源定位系统

随着计算机技术和信号处理技术的发展,各种具有特殊功能的机器人应用到人们的生产生活中。听觉系统可以弥补机器人视觉系统存在的不足,使机器人在黑暗或有障碍物遮挡的环境中,利用声音信息感知环境中存在的目标,并对其定位,辅助机器人工作,尤其在灾难现场搜救、军事等领域,声源定位系统具有独特的优势。针对机器人声源定位系统进行研究,设计了基于传声器阵列的机器人声源定位系统,采用平面四元传声阵列,利用广义互相关算法,实现对声源的定位,具有较高的实用价值。     

基于扰动声场的水下入侵目标检测方法

提出了一种利用水下入侵目标所引起的扰动声场来检测水下入侵目标的方法.针对浅海发起恐怖活动的主体一般为水下蛙人、机器人等小目标,建立了基于有限长弹性圆柱体的目标散射声场模型,并结合基于射线理论的浅海虚源声场模型,建立了入侵目标引起的扰动声场模型.利用滑动平均周期图法估计信号的功率谱,提出了基于频域加窗功率谱极大值数的目标检测算法.湖上试验结果表明,在当时的水声环境中,提出的方法能以75%左右(若改变检测门限,检测概率可达85%左右)的检测概率探测到水下入侵目标.     

机器人听觉定位跟踪声源的研究与进展

从基于麦克风阵列和基于人耳听觉机理两个方面综述了当前机器人听觉定位跟踪声源目标的研究动态和发展方向。首先回顾了机器人听觉定位声源的研究历史;其次讨论了两种系统的优缺点;最后指出了未来机器人听觉定位跟踪声源的发展趋势。基于麦克风阵列的声源定位系统,盲波束形成技术是未来进一步研究内容。而基于人耳听觉机理的声源定位系统,运用计算听觉场景分析建立声源定位模型将是未来热点研究内容。     

Visible light localization algorithm based on multi-measurements constraints

In the indoor visible light transmission environment with complex noise, traditional received signal strength indication(RSSI)localization algorithm and imaging localization algorithm are unable to accurately determine the reason of the inaccurate localization model and inadequate constraints of position coordinates. In order to solve the problems, a visible light localization algorithm based on multi-measurements constraints is presented in the paper. The algorithm first constructs a joint localization state space model based on RSSI localization and the imaging localization algorithm. Then, states, measurements and their equations are constructed based on the space model. Finally, the equations are resolved using the unscented Kalman filter(UKF). Compared with RSSI localization and imaging localization, simulation results show that the RMSE of the proposed algorithm could be closer to the Cramer Rao bound. Besides, the localization probability of the proposed algorithm is higher than that of RSSI localization and imaging localization algorithm.     

基于Zigbee的无线电子听诊器设计

心音听诊是进行疾病诊断的一种重要手段,在这篇文章中我们讨论了一种应用无线传输技术设计的电子听诊器,该电子听诊器是基于嵌入式处理器的。数据可以通过Zigbee无线传输模块进行传输,采用麦克风接收心跳的声音,我们可以在其声学听诊器的头部插入一电容式麦克风使其变成数字听诊器,为了能够将其声音通过耳机播放。心音信号将被处理并且放大。系统实现了对心音信号的采样、处理及无线发送,以便多个医生可以对其进行会诊。     

分布式声源定位算法实现

为了提高声源目标在三维定位中的精度,建立声源定位三维仿真模型,通过测量声源到各传感器之间的到达时间差,计算出声源到达各传感器的距离差.以泰勒级数展开算法为核心,估计出声源的三维坐标,通过Matlab对均方根误差、声源坐标的估计进行仿真,通过VC＋＋与Matlab进行混合编程实现声源定位仿真系统,实现传感器坐标的串口的实时采集.仿真结果表明所提出的算法具有较高的定位精度,估计位置与声源实际位置偏差不超过3 m.     

基于稀疏编码的民航管制语音压缩方法

针对国内交通管制语音通信容量急剧增加的问题,为了寻求一种占用带宽更小、语音质量更好的压缩方法,提出了基于稀疏编码的语音压缩方法.给出了具体的推导过程,并将其与传统的语音压缩方法进行分析对比.通过对编码前后语音质量的评价与仿真可以看出,经稀疏编码法编解码前后的语音相似度较高,且具有语音质量高、传输比特率低、延时短和复杂度低等优势,符合民航卫星窄带传输的要求,保障了空中交通安全.     

基于Android的心音身份识别系统研究

心音信号蕴含了丰富的个体特征,心音信号的唯一性、不易伪造、易采集性决定了心音信号可以用于生物特征识别领域。该文基于安卓系统开发了一种利用心音进行身份识别的新型身份识别系统。识别算法基于MEL频率倒谱系数和矢量量化算法。该系统利用心音信号实现了用户注册,身份辨识等功能,可以准确高效地实现用户的身份识别。     

利用chirp调解器的短波信道话音传输特性估计

介绍了关于短波信道话音传输特性AVQ估值的方法,提出了一种适用于新型短波chirpALE系统的AVQ估值算法,对算法的参数进行了优化设计,并和军标的测量方案性能进行了对比,证实了该算法的性能符合军标规定。