一種穹頂式傳聲器陣列聲源定位系統(tǒng)研究.pdf

1、傳聲器陣列聲源定位技術(shù)是利用傳聲器陣列測量空間內(nèi)的聲場，使用聲源定位算法計(jì)算出聲源分布情況的技術(shù)，其能夠?qū)β曒椛浞植歼M(jìn)行聲成像，從而找到聲源的位置。本文針對基于傳聲器陣列的聲源定位問題展開研究，設(shè)計(jì)出一套完整的穹頂式傳聲器陣列聲源定位系統(tǒng)，主要工作如下：
　　（1）聲源模型研究，包括建立近場聲源和遠(yuǎn)場聲源的數(shù)學(xué)模型，并對基于到達(dá)時(shí)延估計(jì)的聲源定位方法進(jìn)行研究，包括對時(shí)延估計(jì)和定位方法兩方面的分析。對可控波束形成聲源定位方法進(jìn)行研究

2、，包括常規(guī)延時(shí)求和波束形成、基于MVDR算法和基于MUSIC算法的波束形成。
　?。?）傳聲器陣列的參數(shù)研究，包括波束方向圖、主瓣寬度等。對比不同的波束形成算法聲源定位效果，建立不同算法（常規(guī)延時(shí)求和波束形成、基于MVDR算法和基于MUSIC算法波束形成）下的仿真模型，同時(shí)對不同陣型的傳聲器陣列模型進(jìn)行定位仿真試驗(yàn)，選擇最優(yōu)化的傳聲器陣列陣型。最后，分析不同算法對計(jì)算速度和相干聲源的影響，找到合適的最佳算法，提高定位精確度。

3、>　　（3）研制出一種新型的穹頂式傳聲器陣列系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)一種分立式陣列連接方式。采用多塊采集卡組合，實(shí)現(xiàn)64通道數(shù)據(jù)采集電路，使每通道采樣率可以達(dá)到30kS/s，并解決了多塊采集卡同步采集時(shí)的干擾問題；設(shè)計(jì)并制作可以控制多個(gè)攝像頭的電源和信號切換控制電路；研制一種體積小的采集盒，方便以后的調(diào)試和攜帶；研發(fā)出比較穩(wěn)定的供電模塊，為采集卡、前置放大前路、攝像頭進(jìn)行供電。并獨(dú)立完成軟件設(shè)計(jì)：基于LabVIEW開發(fā)編譯環(huán)境，在原有平面?zhèn)髀暺麝嚵新?/p>

4、源定位軟件系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行重新編寫，提高了軟件系統(tǒng)效率和穩(wěn)定性；同時(shí)，針對穹頂式傳聲器陣列進(jìn)行優(yōu)化，包括添加穹頂式傳聲器陣列坐標(biāo)、切換攝像頭程序、坐標(biāo)校準(zhǔn)變換程序等，使得軟硬件性能匹配，實(shí)現(xiàn)聲源定位效果最優(yōu)。
　?。?）完成了對穹頂式傳聲器陣列軟硬件系統(tǒng)的測試，將得到的一系列測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和綜合，檢驗(yàn)傳聲器陣列的主要性能。采用信號相關(guān)法檢測傳聲器陣元坐標(biāo)，并通過白噪聲聲源和脈沖聲源兩種方法對傳聲器陣列陣元坐標(biāo)進(jìn)行測量。接下來，對穹