声传感基阵与数据融合的声源定位系统研究

针对实际应用环境中存在的噪声和反射对声源定位精度的影响,探讨一种基于五元平面阵声传感声源定位的三基阵系统的实现方法,利用声信号到达不同位置各传声器的时延差及各基阵几何位置参数关系进行定位.采用几何数学方法分析声源定位的基础,利用FPGA完成声信号的高速采集和预处理.实验证明,在具有一定环境噪声和反射条件下,系统能对声源的距离、方位进行有效定位,实验数据稳定可靠.     

改进的五元十字炸点声定位算法研究

针对四元十字阵声定位算法精度易受探测目标方位角影响的问题,提出采用基于五元十字阵被动声定位算法.根据试验测试特点,研究了五元十字阵探测阵元间的空间关系及TDOA被动声定位算法的特点,建立改进的五元十字阵被动声探测模型.利用微分法从炸点方位角和探测阵元间距两方面分析系统测量误差.经仿真分析和试验验证了炸点方位角只有在与X轴成1.5rad时对目标的定位误差影响较大,以及炸点定位误差随着探测阵元间距的增大而减小,对空中炸点被动声定位的实际工程应用具有重要的理论指导意义.     

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。     

声测定位技术的现状研究

声测定位技术是利用声学与电子装置接收声信号以确定声源位置的一种技术,具有隐蔽性好、保密性强、不易受干扰等特点。近年来受到各国的重视,并在军事领域得到长足的发展。重点介绍声测定位的关键技术,时延估计算法和声测阵列的选择是影响定位精度的主要因素。对几种广泛采用的声测阵列,给出相应的基本原理、定位计算方法并对各自特点进行比较。在声测定位系统中,利用时延估计对声信号进行处理是定位的重要环节,介绍了时延估计的基本理论、研究状况以及精度分析和比较,分析了影响定位精度的其他因素。     

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。     

基于声传感器的目标定位系统设计

声传感器阵列声源定位在车载导航、人机接口、声音检测设备、移动机器人、助听器等许多领域有广泛的应用价值。文章介绍基于时延算法的声传感器阵列定位设计。重点分析了基于时延估计的声源定位方法。     

一种具有听觉功能的智能视频监控系统

基于图像的智能视频监控系统由于视角有限,当目标不在摄像头视场范围时,易出现监控盲区,为了解决该难题,利用声源定位的优点,提出一种具有听觉功能的智能视频监控系统。首先采集传声器线性阵列,采用时延估计技术对声源进行定位,然后根据声源位置驱动摄像头,使其转动到声源位置并采集视频信息,最后采用图像检测程序对目标进行实时定位和跟踪,并通过仿真测试验证该系统的可行性,结果表明,该系统具有较好的定位和跟踪精度。     

声场空频特征非参数融合无人机声学探测

针对复杂多源混叠的目标声源辨识问题,传统定位算法因为目标信号中混有较多干扰噪声,定位结果会出现很多野点,无法准确地对目标进行估计。本文提出利用高分辨率声成像处理算法获得目标区域声场空频信息矩阵,依据先验的目标噪声源频率统计特性,通过非参数估计的Parzen窗函数法计算空间分布概率密度函数,基于目标在特征频段和空间区域的分布特性,建立空频特征联合优化的检测定位模型。无人机声学检测仿真与实际定位结果表明该方法具有良好的空间抗干扰能力,可实现复杂环境下声源目标的检测定位。      

二维小基阵无源声测定向算法研究与仿真

无源声测定向是声学监视技术的重要研究内容。为了实现对低空运动目标的声学监视，提出了一种二维任意阵形小基阵定向方法，并用线性回归分析原理导出了定向算法，对定向误差进行了理论分析和数值仿真。该算法不仅适用于随机布阵的二维小基阵情况，也可推广到三维小基阵对声源的定向。理论分析和仿真实验表明，该定向算法正确可行，有较大的实用价值。     

用于视频监控的特定声实时定位系统

设计了一种用于视频监控的具有较强抗干扰能力的特定声定位实时系统。本系统利用广义互相关算法(GCC)估计声音到达2个传声器的时间差(TDoA),以此计算声源的方向角。本系统具有特定声检测功能,只有特定声出现时才输出定位结果,提高了系统的抗干扰能力。实验证明,该系统能够实时地对枪声进行定位,当枪声在±30°范围的时候,室内测试的定位误差在±3°以内;室外测试定位误差在±5°以内。     

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.     

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。     

TDOA声源定位中阵列阵型对误差的影响

在麦克风阵列声源定位中,不同阵列阵型及声源频率高低均对定位结果产生影响,探讨上述不同变量对定位结果产生误差的定量分析。使用到达时间差测量(TDOA)算法,运用16个麦克风分别组成十字型、同心圆、方型、L型、Y型阵列,探讨不同形状的麦克风阵列在不同频率声源下所产生的定位误差,并在Matlab上进行仿真分析,尝试得到较为准确的声源定位结果,提出一种误差最小的用于麦克风阵列声源定位的同心圆阵列阵型。     

基于LabVIEW的多通道语音信号采集系统

基于麦克风阵列的时延估计声源定位方法是基于声音的相位信息的,所以保证声音的相位信息不失真,才能得到正确的声源定位结果。为了实时、准确、以较高的精度同步采集声源信号,进行后续声源定位研究。在此对LabVIEW驱动普通数据采集卡进行了研究,针对北京双诺公司生产的MP420数据采集卡,成功地实现了可供LabVIEW直接调用的动态库的编制与调用,并结合LY-901LS拾音器开发出了一套性价比较高的数据采集系统。实验表明,该系统操作简单,使用户更精确、方便地完成对语音数据的采集。     

Multiple Emitters Localization by UAV with Nested Linear Array: System Scheme and 2D-DOA Estimation Algorithm

Unmanned Aerial Vehicle(UAV)equipped with uniform linear array has been applied to multiple emitters localization.Meanwhile,nested linear array enables to enhance localization resolution and achieve under-determined Direction of Arrival(DOA)estimation.In this paper,we propose a new system structure for emitters localization that combines the UAV with nested linear array,which is capable of significantly increasing the positioning accuracy of interested targets.Specifically,a localization scheme is designed to obtain the paired two-dimensional DOA(2D-DOA,i.e.azimuth and elevation angles)estimates of emitters by nested linear array with UAV.Furthermore,we propose an improved DOA estimation algorithm for emitters localization that utilizes Discrete Fourier Transform(DFT)method to obtain coarse DOA estimates,subsequently,achieve the fine DOA estimates by sparse representation.The proposed algorithm has lower computational complexity because the coarse DOA estimates enable to shrink the range of over-complete dictionary of sparse representation.In addition,compared to traditional uniform linear array,improved 2D-DOA estimation performance of emitters can be obtained with a nested linear array.Extensive simulation results testify the effectiveness of the proposed method.     

基于传声器阵列的声源定位系统设计

传声器声源定位是利用传声器阵列拾取声音信号,并用数字信号处理技术对其进行分析和处理的声源定位技术。设计了一种基于MUSIC算法的声源定位系统,该系统以数字信号处理器(DSP)为控制核心,通过TMS320C6747高速数字信号处理器,提高了系统处理速度,简化了设计,能更好的满足声源定位的要求。经测试,该系统具有实时、高速、精度高及可靠性好的优点。     

基于传声器阵列的声定位成像系统研究与设计

为了实现对室内声源定位的目的,文中对其中的两个关键技术：时延估计、定位算法做了深入的研究.通过使用高保真监听拾音器、多功能信号采集器MPS010602,以及结合简单的数据采集图形化编程软件LabVIEW,搭建了软硬件设计系统,讨论了五元十字阵列在不同条件下的定位精度.实验应用表明：该系统可以创新性的对多个声源判决定位,并且提高了声阵列定位成像系统在细节上的分辨能力.     

基于传声器阵列的声源定位

概括了利用传声器阵列进行语音声源定位几种方法,同时分析了几种声达时间延迟的相关算法,并给出了几种搜索算法,给出了基于互功率谱相位加权延迟估计的声源定位实验结果。     

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。