近场声源三维定位MUSIC算法研究

信号到达方向(DOA)估计是阵列信号处理的最主要目的之一,基于语音阵列的DOA估计与传统的窄带远场信号的DOA估计在信号模型和处理方法上有很大区别.本文把经典的MUSIC算法推广到语音阵列处理中,实现了声源三维定位.该算法的基本思想是:把宽带语音信号通过短时傅立叶变换转换为独立离散频率点,利用MUSIC算法求出每个/部分频率点的空间谱矩阵,然后加权平均这些空间谱矩阵.通过搜索该平均空间谱矩阵,找到信号源的位置.最后,在16元均匀圆环阵的情况下,选用双语音信号源进行了仿真.仿真结果表明,该算法定位性能优良.     

基于麦克风阵列的声源识别研究

基于波束形成的麦克风阵列声源识别技术存在识别低频声源分辨率低、识别高频声源易产生空间混叠的问题,影响了声源识别的准确性.采用改变麦克风阵列中心位置和调整测量距离来提高低频声源识别分辨率,并采用旋转麦克风阵列进行多次测量的方法来抑制高频声源识别中的空间混叠,达到使用较少麦克风提高声源识别性能的目的.     

球形麦克风阵列时频故障信号定位算法研究

针对广义互相关算法在强噪声环境下,设备故障时频声音信号定位困难的问题,提出一种结合图像分析与短时傅里叶变换(STFT)的时频信号子空间延时(TFSD)估计算法。利用STFT域中的噪声与信号特征,结合STFT域中不同麦克风测量数据的相关信息,使用滤波、谱减等方法进行信号、噪声区域分离,构建信号主成分区域,通过反演构造信号子空间,从而进行端点识别,延时值估计,实现声源定位。仿真结果表明,即使在加性噪声幅度远大于故障信号的2倍,也能实现准确的延时估计,延时估计误差和5 m×5 m范围的定位误差小于10%,实测也证实了该结果的正确性。     

基于SPS-JADE算法的阵列天线近场方向图综合

针对目标位于阵列天线近场情况下的方向图综合问题,提出了一种基于成功父代选择框架下改进差分进化(SPS-JADE)算法的近场方向图综合方法.在对近场方向图时延参数表达式以及方向图模型进行推导分析的基础上,以一维直线非均匀阵列天线的阵元位置参数作为优化变量,以波束聚焦和降低旁瓣电平作为优化目标,将近场方向图综合问题转化为了...     

麦克风数量与阵型对声源定位性能的影响

声源定位系统中,麦克风阵列中阵型与阵列中麦克风数量对声源定位性能有很大影响,为此,综合对比了部分经典的用于声源定位算法的麦克风阵列距离、方向角、俯仰角定位性能,验证七元空间交叉阵模型在俯仰角和方向角定位上表现出良好的性能,但测距性能有待提高。进而提出一种全新的七元立体阵列模型,实验结果表明,该模型在不增加阵列体积和阵列中麦克风数量的基础上,表现出与七元空间交叉阵模型相同的俯仰角与方向角定位性能,且测距性能更好。其实验结果表明,麦克风数量的增加与定位性能的提升并不是线性关系,而是逐渐减慢的,因此单纯地增加麦克风数量并不会使定位性能大幅度提升。     

基于互相关算法的声源定位小车设计

基于互相关算法的声源定位小车以 TC264DA 为核心微处理器,通过 MAX9814麦克风传感器、多激光传感器获取距离,结合三麦克风阵列,经二阶低通滤波器获取声源信号后,采用软件 FFT 和硬件 FFT 级联进行广义互相关运算,得出声源距离差,最终通过 TDOA 定位法计算出声源角度,并控制小车运动.     

基于信号子空间转换与快速子空间测向算法的局部放电超声阵列信号测向方法

提出一种基于信号子空间转换法（signal subspace transform,SST）与快速子空间测向算法（fast subspace estimation of DOA ,FDOA）的局放超声阵列信号高精度测向新方法。首先利用SST算法对局放超声阵列信号进行聚焦处理,使得原始信号的宽频空域信息被最大限度地保留,从...     

基于L型阵列的故障声源位置估计

传统的故障诊断方法主要是基于接触式的振动信号分析,在某些特殊环境下该方法具有很大的局限性,而基于设备运转过程中的声音信号就可以解决该问题。提出了基于L型声阵列的位置估计方法来进行故障诊断,采取了雷达中常用的基于二维MUSIC的DOA估计,并研究了算法的估计性能情况。分别研究了在不同的阵元个数、信噪比和快拍数下的2D-DOA估计的计算机仿真结果,并和基于矩形阵列的DOA估计进行了比较。研究结果表明,在不同的参数下该算法的估计结果也会有很大的不同。所以在选择合适的参数条件下,该算法可以应用于齿轮箱的故障诊断中。     

一种基于粒子滤波的鲁棒声源跟踪算法

为了提高噪声和混响环境中声源跟踪的精度,提出一种基于粒子滤波的鲁棒声源跟踪算法。在基于麦克风阵列的粒子滤波声源跟踪算法框架下,该方法分别采用常规可控波束形成和相位变换加权的可控响应功率两种声源定位函数来构造似然函数,并且分别用这两种似然函数评价粒子权重,再将各自的粒子权重归一化并对两种粒子权重做加权平均得到新的粒子权重。仿真结果表明,在高信噪比或弱混响条件下,该方法的跟踪性能与传统方法接近;在信噪比低于10dB,混响时间大于300ms条件下,该算法的跟踪误差比传统算法减小15%~20%。文中提出的声源跟踪算法结合了两种定位函数的优点,在低信噪比,较强混响环境下有好的鲁棒性。     

基于传声器阵列电动汽车用电机系统噪声源识别研究

为了满足电动汽车电机驱动系统工作噪声源定位的研究需要,在基于波束成型理论分析的基础上,利用十字形阵列进行了噪声源识别试验研究,确定了该电机系统工作过程中的的主要噪声源依次为风扇、变速箱和电机本体的部分区域。为了验证试验结果,与基于声强测试理论的分布测点法试验结果进行了对比研究。结果表明,在试验条件下,基于声阵列的电动汽车用电机系统噪声源识别方法比基于声强测试理论的分布测点法更为快捷,而识别效果相同。进一步说明声阵列方法在工作环境中有效实现机械或电气设备噪声源定位的可行性。     

基于线-面模型的边界元法计算特高压交流变电站设备附近工频电场

针对特高压变电站设备附近工频电场的复杂性,提出了模拟导线、均压环等线状结构的计算模型,推导了形成系数矩阵时线单元奇异积分公式.将线计算模型引入边界元法,与传统的面模型相结合共同模拟变电站各种复杂设备,并采用线、面单元对模型进行剖分,提高了计算效率.计算了荆门1000kV特高压变电站高压并联电抗器附近的工频电场分布,通过...