基于五元十字陣的被動聲傳感器目標定位.pdf

1、基于傳聲器陣的聲源定位技術涉及到陣列信號處理、數(shù)字信號處理、語音處理、以及模式識別等許多技術領域,一直是聲信號處理中難度較大的熱點研究領域。針對常規(guī)雷達無法準確探測雷達盲區(qū)活動的低空飛行目標,以及如何進一步提高對這類目標的定位精度和目標辨識度等問題,本論文結合CEC某單位合作項目《聲陣列無源定位系統(tǒng)》,主要從單聲源和多聲源兩個方面展開相關研究,主要內容可概括如下:
　　1.根據(jù)低頻信號具有傳播距離遠、衰減慢的特點,本文針對遠場目標

2、的探測,提出一種基于五元十字陣的時延定位方法。該方法首先對接收信號進行低頻處理,然后利用廣義互相關時延估計算法估計出源信號到達各傳感器間的時間差,最后根據(jù)五元十字陣定位原理實現(xiàn)目標定位。并根據(jù)這一方法,設計出一套單聲源應用示范系統(tǒng)。試驗結果表明,設計的聲測系統(tǒng)具有探測較遠目標的能力,同時在定位精度方面也有很好的性能表現(xiàn)。
　　2.互相關類時延估計方法需要事先了解信號、噪聲等信息的先驗知識,而在實際當中很難提前預知這類信息。針對這一

3、問題,提出一種新的變步長LMS時延估計方法,該方法利用誤差期望只與輸入信號有關的特性來調節(jié)步長因子,通過擾動因子來調整收斂速度,使得該方法具有更好的抗干擾能力,仿真結果表明該方法具有較快的收斂速度和較低的穩(wěn)態(tài)誤差。
　　3.針對非平穩(wěn)信號,大都采用短時傅里葉變換處理,受Heisenberg不確定準則的限制,會導致窗函數(shù)在時間分辨率和頻率分辨率上不能同時達到最優(yōu)。針對這一問題,提出一種基于S變換譜重排的寬帶MUSIC聲源定位方法。該

4、方法利用時頻分析在處理時變非平穩(wěn)信號中的優(yōu)勢,通過譜優(yōu)化降低了噪聲的影響。仿真實驗結果表明,在低信噪比情況下該方法具有很好的DOA估計性能和魯棒性。
　　4.針對多寬帶信號波達方向估計,提出一種基于空間任意陣的寬帶信號DOA估計方法。該方法利用多個頻點處的短時功率譜矩陣的聯(lián)合對角化特性,通過優(yōu)化處理實現(xiàn)寬帶信號的波達方向估計。仿真結果表明該方法進一步提高了DOA估計的分辨率和穩(wěn)健性。相比常規(guī)高分辨率譜估計方法,該方法在計算空間頻譜