远距离声源被动定位新方法研究

声源被动定位的重要问题在于如何提高定位精度、定位速度和扩大定位范围.本文基于射线声学模型,利用声线最短传播时间在基元之间的时间延迟和多途时间延迟,提出了最短传播时间延迟定位、细分声场二次定位和多途时延定位及其他们之间相互结合的定位方法,使得定位精度得到明显提高,定位距离突破传统的匹配定位范围,实现了较高精度的远距离声源定位.理论研究的结果表明,该方法有效地降低了计算量,定位距离达到60 k m,定位距离误差小于3%.     

声源定位系统动态校准方法研究

基于空间移动的标准点声源设计,建立声源定位系统动态校准装置。提出空气声声源定位系统动态校准方法,获得声源定位系统动态定位实验测量结果,分析影响动态定位结果的主要因素,并进行测量结果不确定度的评定。为车辆通过噪声源定位、飞行器飞行中噪声源定位的实验室动态校准提供了计量技术支撑。     

基于平面传声器阵列的声源定位系统

对阵列的特性进行了研究,并提出了一种优化的64阵元平面螺旋阵列。这种64阵元平面螺旋阵列的阵元分布在以阵列中心为轴心的8条螺旋上,并且具有较窄的主瓣宽度和较低的旁瓣级。基于这种优化的阵型,研制了一种声源定位系统。研究分析了该阵列的探测性能,并通过实验数据对该声源定位系统的性能指标作了验证和评估。利用波束形成算法进行声源定位,通过仿真和实验分析,证明了这种阵型优化的阵列在声源定位应用中的有效性。     

声源定位系统校准研究与不确定度分析

针对波束形成原理声源定位系统,介绍其功能、工作原理及校准研究现状,同时结合国内外各生产厂商对空间分辨力的经验公式及影响因素,提出横向空间分辨力的定义并将其确定为关键校准参数之一。在校准方法研究中,阐述选择非相干纯音差频信号作为测试信号的原因及频差选取的原则,计算出不同差频对横向空间分辨力相对误差的影响;研究确定声源定位成像图形上显示动态范围为3 d B。此外构建计量校准装置,包括标准声源系统(双声源)、信号发生系统、信号采集分析系统、传动及控制系统等。最后提出横向空间分辨力校准方法,并进行实验研究及测量不确定度评定分析。研究结果为国内外声源定位系统横向空间分辨力的校准提供技术和方法基础。     

我国自主研制成功高精度实时定位系统

据科技日报"当特殊病人如老年痴呆症病人走失后,能够准确定位出病人的位置;当矿井下出现突发事故,也能够准确定位井下工作人员位置实施救援,并且定位精度能达到0.89米,达到了国际先进水平……"重庆恩菲斯公司研发部副总经理张长伍说由该公司承担的重庆市科技攻关计划重点电子信息专项"基于线性调频扩频技术的实时点位系统研制"日前通过了重庆市科委组织的专家验收。实时定位系统按照定位实现方法不同可分为基于区域、卫星到达时间差/到达时间等。当前商用的实时定位系统定位精度以1米为分界线,1米之内的实现难度和成本都大大增加。随着新技     

基于鸡群算法的近场声源三维定位MUSIC算法

针对三维多重信号分类（Multiple Signal Classification，MUSIC）算法估计声源位置时计算速度慢，计算量大等缺点，提出了一种基于鸡群优化（Chicken Swarm Optimization，CSO）算法的近场声源三维定位算法。首先建立近场声源信号接收的数学模型，并选取三维MUSIC算法中的空间谱函数为文章算法中的适应度函数。通过不断迭代和局部搜索，以适应度值为指标对鸡群个体进行排序，最终得到最优鸡群个体的位置，即近场待测声源的坐标。仿真和实验结果表明：文中算法具有定位精度高、计算效率高、实时性好等优点，文中算法的平均用时仿真时为三维MUSIC算法平均用时的1.9%，实验时为三维MUSIC算法用时的3.2%。     

基于麦克风阵列的三维声源定位算法及其实现

从系统的角度对真实声场环境下基于到达时间差的的声源定位算法进行了研究,提出了一种改进的互功率谱相位（CSP）时延估计算法,在此基础上,提出了一种用于定位估计的基于球形差值（SI）的随机梯度下降（LMS）算法。为了验证算法的有效性,实际构建了三维空间中的点声源定位系统。实验结果表明所提出的算法具有较高的定位精度。     

无指向性声源指向性指数自动校准方法

通过引入激光定位的方法,提升了无指向性声源的指向性指数的校准准确度,同时设计了一套全自动无指向性声源校准方案,实现了在消声室中无指向性声源的快速校准。     

两种不同的声源定位算法研究

讨论了两种基于声信号的声源定位算法。将声传感器获取的时延差作为观测量,结合已知的声探测器阵列的空间位置和声速确定具体的声源位置。采用两种定位算法对仿真数据以及试验数据进行解算,并对其结果进行分析;验证了两种算法的准确性及各自的优缺点。结果表明,合理地使用两种算法,能够快速、精确地解算出声源的位置信息。     

一种可作为声源定位与声场空间特性分析的测量系统

提出了一种由重复发射的声源配合缓慢转动的传声器组成的、等效于圆形传声器阵列的室内声学测量系统。阐述了这种测量系统的特点及其理论基础,介绍了它在室内声场中若干涉及声源定位及声场空间特性测量等方面的应用,并结合实例作了讨论。系统具有较强的适应性及实用性,在室内声学测量中具有广泛的应用前景。     

Chan算法在海上声源定位测量中的应用

针对到达时间差（Time Difference of Arrival,TDOA）体制下海上声源定位测量问题,研究了Chan算法在定位测量中的应用。建立了基于TDOA体制的海上声源被动定位模型,推导了Chan算法求解TDOA定位方程的步骤,采用了蒙特卡洛数值方法对Chan算法与初始值选择真值的泰勒（Taylor）级数展开法在不同阵元数条件下的定位精度进行了比较,得出了Chan算法在海上声源定位测量中应用条件及基阵布设原则。仿真结果表明,在一定条件下,Chan算法可应用于海上声源定位测量且定位精度较高,研究结果可为海上声源测量系统定位算法设计及基站布设提供参考依据。     

混响环境中突发声源定向方法及性能

针对突发性声源在混响条件下的定向技术进行了研究。基于传统广义互相关时延估计的定向方法,通过对互相关函数计算结果进行判别与约束、对数据帧采用滑动方式、对时延估计结果进行能量加权选举等措施,有效提高了声源定向结果的稳定性。实验结果表明,改进的算法在混响条件下能有效地对突发性声源进行可靠定向,可用于对枪声、爆炸声等突发性信号进行精确定向和定位。     

汽车鸣笛声定位系统仿真

提出了一种汽车鸣笛声定位系统用以协助执法部门锁定违章鸣笛车辆。该系统采用分布在立体空间的五元麦克风阵列,整个定位系统由三个模块组成。首先根据鸣笛声的频域特性检测出信号,然后基于广义互相关理论计算到达各麦克风信号的时延差,并通过对多次估计求均值提高时延估计的准确性。最后利用闭式球形插值算法得到声源位置信息。仿真结果表明该系统可以有效地定位汽车鸣笛声,为实际的系统实现提供了一次初步探讨。     

波束形成三维传声器阵列声源识别的改进方法

采用具有倾角的轮型阵列能消除平面阵列对其后方背景声源无抑制能力的缺点,降低对测试环境的要求。通过仿真计算获得了三维轮型传声器阵列波束形成指向图及典型最大旁瓣水平随阵列倾角的变化曲线,分析了阵列倾角对其声源识别性能的影响。在此基础上,提出了阵列多倾角测量声级平均的声源识别改进方法,三种类型声场声源识别的模拟计算结果表明：该方法在准确计算目标声源位置和幅值的同时,相比于一定倾角阵列的单次测量结果可以更有效地同时衰减阵列前方声波和背后背景噪声在聚焦方向上产生的旁瓣干扰,显著地提高了声源识别精度。     

利用声压有效值信息进行白噪声声源识别

研究提出利用声信号有效值进行内积运算识别白噪声声源的方法,用传声器阵列测得声压信号有效值组成声压有效值向量,与虚拟点声源声压有效值向量做内积,搜索内积模的最大值,根据柯西施瓦兹不等式确定声源位置.建立相应的识别步骤,对白噪声声源进行仿真识别,分析测量误差与测量距离对识别效果的影响,通过增大传声器布置间距改善测量距离较远...