基于传声器阵列的输电线噪声源定位*

结合噪声源定位方法和阵列信号处理技术,设计了一种能提取输电线噪声的传声器阵列,利用该阵列采集了复杂声场条件下的输电线噪声数据,并分析了噪声源的频谱特性和空间分布特征,验证了宽带频域近场聚焦波束形成方法对输电线噪声源定位的有效性.通过实验观测发现,西安上苑330 kV高压输电线噪声源主要为高频随机噪声,其频率集中在2～ 10 kHz范围内,信号能量分布较均匀;在频段为2～8 kHz范围内的噪声信号,增大信号处理的带宽可以提高声源定位的精度,但如果信号处理的带宽超过了输电线的主频范围,定位性能会变差.     

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。      

基于空-频域联合滤波的列车轴承轨旁声学诊断

现有的列车轴承轨旁声学诊断方法多集中在多普勒效应去除、空间滤波器优化等方面，忽视了轨旁环境中存在的大量冲击性噪声及循环平稳性噪声的影响。针对此问题，文中提出了一种波束形成和目标频带选择结合的列车轴箱轴承轨旁声学诊断方法。该方法采用传声器阵列采集列车轴承阵列声信号，通过时域插值重采样方法校正信号畸变，使用波束形成空间域滤波器提取目标轴承方向信号，利用ICS2gram选取最优解调频带并提取带通信号，对带通信号进行包络分析实现轴承诊断。实验结果表明，该方法能够在轨旁声场环境下有效避免冲击性噪声和循环平稳性噪声带来的影响，准确提取目标轴承信号并诊断出轴承故障，相较于现有方法表现出了更好的效果。     

相干分析法在机械设备噪声源识别中的应用

阐述了随机信号时频法、相干分析法以及利用相干分析方法鉴别噪声源的主要步骤,以一台噪声严重超标的实际车体为研究对象,首先对车体表面测得的振动与噪声信号进行时频分析,进而利用相干分析技术得出相干分析谱图,结果表明,车体此处噪声信号和振动信号具有很强的相关性,得出检测对象出现强烈噪声是由于此处车体的振动引起的,实现了对车体乘员舱处噪声源的分析识别,诊断出了车体乘员舱处噪声超标的原因,从而为车体减振降噪工作奠定了基础。这对于机械设备故障的监测与诊断有很重要的现实意义。     

基于时频分布图像和主分量分析的脉内调制识别算法研究

本文提出了一种利用模式识别中图像处理的方法来进行雷达脉内调制特征识别的新算法.通过对雷达信号时频分布图像进行二维小波分解,并对其进行主分量分析,获得每类雷达信号中的特征参数,构建相应的分类器,并利用此分类器对信号进行识别.仿真结果表明,利用信号的时频分布图像来进行信号识别是完全可行的,提取的特征参数具有很好的鲁棒性,具有较强的抗噪声能力,同时可以取得较高识别率.     

基于小波分析的汽车噪声源识别

本文提出了一种利用车辆行驶时产生的声音信号进行汽车噪声源识别的新方法。对所采集的车辆行驶时的声音信号,运用小波变换对信号进行处理,找出汽车噪声主要集中的频段,通过与汽车各噪声源位于的频段进行比较就可以较为准确地找出汽车的主要噪声源,并通过实验论证了上述方法的可行性。     

基于空间变换技术的脉冲激光声信号检测

针对目前脉冲激光声信号检测方法极易受到环境噪声的影响,导致检测精确度不理想的问题。提出基于空间变换技术的脉冲激光声信号检测方法。首先,采用小波阈值法去除脉冲激光声信号中的噪声;其次,利用球傅里叶空间变换技术对声信号中的声源展开定位,获取声信号的准确位置;最后,分别提取声信号中的比值特征、比重特征、频率特征三种参数,在此基础上通过SVM算法对其展开分类识别,以此实现脉冲激光声信号的有效检测。实验结果表明,所提方法的声信号检测精度超过96%。     

面向双曲线形态的探地雷达图像识别技术综述

探地雷达作为一种重要的无损探测技术,可以准确快速对浅层地表进行成像,以获取埋设目标的空间与几何信息.该文在分析探地雷达成像模型与目标识别基本思路的基础上,简述和归纳了七类探地雷达图像双曲线特征的检测方法,分别为基于双曲线性质、时域信号分析、数字图像分析、机器学习、数学模型、综合性方法以及深度学习方法,最后展望了深度学习在双曲线形态识别中的应用前景.     

一种用于分布式阵列的球谐波域声源定位方法

本文提出一种适用于任意阵型和阵元指向性的球谐波域声源定位方法,能够在较宽的频域范围内,尤其是低频,提供较高的空间分辨率。水下噪声源的高分辨识别具有重大意义。传统阵列信号处理方法对低频噪声源的精确定位要求阵列具有较大孔径和较多的阵元数,导致系统过于庞大且成本较高。我们基于声场的球谐波表达和变换,采用分布在一定空间区域内的多个阵列估计该区域的球谐波系数矢量,对系数矢量进行信号处理实现声源定位。理论证明了该方法具有理想的空间选择特性。在一种特定的阵元分布下,仿真研究了该算法的方位谱估计性能以及阵元不一致性和位置误差对声源定位性能的影响。仿真结果显示,该算法在低频具有较高的空间分辨率且误差对算法定位性能的影响有限。      

一种低空环境下的空气声场反演方法

在低空区域环境,电磁波、光电类手段受地面干扰或通视影响,对目标检测的能力较为有限。开发低空环境下的空气声反演方法,可以增强地面声传感设备对低空声目标的空间分辨能力。通常,分布式组网声感知手段比固定感知形式的声阵列更具灵活性和推广性。针对低空环境下的声场反演问题,研究基于分布式传感的声场反演方法,提出通过分布式位置的声信号进行低空环境下声场中目标的反演处理,并进行了可行性验证。     

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.     

Down with noise [active noise control]

Annoying noise in the passenger cabins of propeller aircraft, the rumble in air-conditioning systems, and the sounds disrupting headset communication are being reduced these days by active noise control, thanks to advances in digital signal processing. The technique relies on the principle of destructive interference between two sound fields, one field is generated by the original or primary sound source, the other by a secondary sound source setup to interfere with, and cancel, that unwanted primary sound. The primary source may be an engine and the secondary source, a loudspeaker with an electronically controlled output. Destructive interference is at its most efficient when the two sound fields can be accurately aligned in space over an acoustic wavelength. It works best on low frequency sounds, whose acoustic wavelengths are large compared to the zone in which the noise is cancelled     

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。     

三轴四元非典型声强向量阵对低频声源全空间定向的理论与实验研究

该文提出了应用3轴4元非典型声强向量阵在小尺度平台上对低频声源全空间定向的方法。该方法用四只传感器测量声强向量的3个正交分量,根据3个分量的几何关系来解出目标的方位。文中基于声信号的空间互谱分析,给出了声强向量阵的定向原理,并系统分析了其定向误差,包括有限差分误差、通道失配误差和环境噪声引起的误差。半消声室实验结果表明,在校正系统误差后,尺度为0.1m的非典型声强向量阵在各向同性噪声中的定向误差在1o左右,证实了该方法是可行的。     

The active control of sound

Active control of sound results from destructive interference between the sound field of an original acoustic source and that from a controllable array of `secondary' acoustic sources. For this destructive interference to occur over an appreciable region of space the sound field of the secondary sources must match that from the primary source in both time and space. The spatial matching requirement leads to an upper frequency of applicability of active control. Active control complements conventional passive methods of sound control, which do not work well at low frequencies. Practical feedforward controllers, using a multichannel generalisation of the well known LMS adaptive algorithm, have been developed, using as many as 16 loudspeakers and 32 microphones, and applied with considerable success in the control of low-frequency propeller noise inside aircraft and low-frequency engine noise inside cars. The authors describe such systems     

基于MIMO雷达的高分辨成像方法

以实现对空中目标的高分辨成像为目的,文章提出了基于MIMO雷达的技术解决方案.首先分析了MIMO雷达的工作原理和实现形式,而后建立了MIMO雷达成像模型,并推导出MIMO雷达多通道回波与目标空间频谱的对应关系.通过分析目标空间频谱的支撑区分布,论证了MIMO雷达阵列方位向的高分辨成像能力.最后进行了成像仿真实验.结果表明:在同等接收阵列条件下,MIMO阵列与实孔径阵列相比方位分辨率能够得到数倍的提高.     

确定信号情况下矢量水听器检测及估计性能研究

在某些场合,例如水下定位、编码通信,信号具有确知脉冲信号特性,声源相对于接收器的方位,可以采用矢量水听器处理来获得。对于确知脉冲信号,本文证明了在各向同性噪声场下,参考声压和振速的相关处理器的方向是声源方位的最大似然方位估计,以及方位估计的克拉美-罗界CRB(Cramer-Rao Bound)。给出了计算机的仿真结果。     

基于角谱法分析圆形活塞声源近场声特性

圆形活塞的声辐射应用较广,大多数超声检测应用中所用的声源,都可视为活塞式辐射器。利用角谱法分析了传播波和倏逝波在声场轴线上的分布与空间位置、声源半径及辐射频率间的关系,通过比较两种波的声压幅值确定了倏逝波的有效传播距离。利用近场声全息(NAH)理论计算了倏逝波在换能器近场空间的声压分布,并对结果进行误差分析。仿真结果表明,基于空间傅里叶变换的角谱法和NAH法均可准确反映圆形活塞辐射近场声压呈现数衰减的分布规律。     

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.