基于微型生物聽覺系統(tǒng)的仿生聲定位方法的設(shè)計和實驗研究.pdf

1、聲源定位技術(shù)無論在軍事方面還是民用方面都有重要的用途。聲源定位的基本原理是：多個傳聲器按照一定幾何性質(zhì)分布于聲場空間中，當(dāng)聲波波面分別到達各個傳聲器時，會產(chǎn)生與聲源位置正比例相關(guān)的時延。對該時延進行參數(shù)估計即可得到聲源的位置信息。傳統(tǒng)用于聲源定位的傳聲器陣列定位精度嚴重局限于聲源波長，即聲源頻率越低，所需要的陣列越大。這極大地限制了傳聲器陣列的應(yīng)用范圍。
　　聲源定位作為生物聽覺的重要功能之一，已經(jīng)進化出多種多樣的聲源定位手段。動

2、物的聲源位置判斷能力主要依靠處理雙耳所獲得的幅度差和相位差。相位差是由于雙耳間距引起的，間距越大，相位差越大，定位效果越好。雙耳幅度差是由于動物頭部引起聲衍射或遮蔽引起的，所以頭部體積越大，幅度差效果越明顯?？傊?，同傳聲器陣列相同，要想獲得良好的定位能力，雙耳必須有足夠的間距。然而，有研究表明，奧米亞棕蠅的特殊耦合聽覺結(jié)構(gòu)使得其能夠準確判斷波長遠大于自身尺寸的聲源方位，這對傳聲器陣列的微型化提供了重要靈感。
　　本文深入研究了奧米

3、亞棕蠅的聽覺機制，并在電-力-聲三個聽覺模型進行了討論。前期對其進行了直接的機械結(jié)構(gòu)模仿。實驗中使用振膜來模仿棕蠅的雙耳，使用金屬薄片作為彈性介質(zhì)連接兩個振膜使它們耦合起來。實驗測試中使用激光測振儀來測量振膜的振動狀態(tài)。機械模仿實驗比較初步的模仿了奧米亞棕蠅的聲定位能力，實驗數(shù)據(jù)顯示了系統(tǒng)振動規(guī)律與棕蠅的雙耳基本相符。以此為基礎(chǔ)，提出了模擬奧米亞棕蠅聽覺結(jié)構(gòu)的電學(xué)模型，從而以電路的方式實現(xiàn)了與奧米亞棕蠅相同的聽覺定位特性。并且，通過結(jié)合