基于傳聲器陣列的被動(dòng)聲音定位技術(shù)研究.pdf

1、被動(dòng)聲音識(shí)別和定位技術(shù)是一項(xiàng)涵蓋聲學(xué)、電子學(xué)、信號(hào)處理等諸多學(xué)科的新技術(shù),在軍事、助聽設(shè)備、視頻會(huì)議系統(tǒng)、安全監(jiān)控以及機(jī)器人定位等領(lǐng)域均有著廣泛的應(yīng)用。但是現(xiàn)實(shí)中,由于聲音信號(hào)的特殊性及聲場環(huán)境的復(fù)雜性,對(duì)于聲音定位技術(shù)的理論算法仿真研究較為活躍,但在工程應(yīng)用領(lǐng)域存在著成本高、運(yùn)算量大、精度低、實(shí)時(shí)性低等問題,應(yīng)用實(shí)例很有限。本論文從提高低采樣率下定位精度、降低硬件成本的實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā),設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一套基于五元十字傳聲器陣列的被動(dòng)聲音定

2、位系統(tǒng),為基于廣義互相關(guān)時(shí)延估計(jì)的定位算法在低采樣率下實(shí)現(xiàn)較高精度定位提供了一定的依據(jù),也為該法在以后發(fā)展中運(yùn)用到嵌入式設(shè)備中提供了可能性支撐。
　　首先,本文對(duì)五元十字陣的聲音定位模型和算法進(jìn)行了數(shù)學(xué)推導(dǎo)及仿真,并對(duì)被動(dòng)聲音定位的關(guān)鍵技術(shù)時(shí)延估計(jì)技術(shù)進(jìn)行深入探討。針對(duì)所采用的基于廣義互相關(guān)時(shí)延估計(jì)定位算法存在的定位精度受硬件系統(tǒng)采樣率限制的問題,提出了運(yùn)用增采樣方法進(jìn)行采樣率轉(zhuǎn)換從而提高定位精度的方法,并進(jìn)行 MATLAB仿真驗(yàn)

3、證。
　　其次,設(shè)計(jì)完成了被動(dòng)聲音定位系統(tǒng)的硬件部分,包括傳聲器的選型、信號(hào)調(diào)理電路的繪制與 PCB板的制作、單片機(jī)控制模塊及 ADC模塊的選擇及初始化、相應(yīng)電源模塊和電平轉(zhuǎn)換模塊的設(shè)計(jì)與制作,并對(duì)整個(gè)硬件電路進(jìn)行測試與標(biāo)定。
　　然后,在室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,分別在弱噪聲、強(qiáng)噪聲環(huán)境、改變陣列間距條件下進(jìn)行定位實(shí)驗(yàn),并對(duì)定位范圍進(jìn)行實(shí)驗(yàn)討論。受硬件、混響等影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論結(jié)果相較,有一定的誤差。最后本文對(duì)定位算法進(jìn)行修