基于傳聲器陣列的被動聲音定位技術(shù)研究.pdf

1、被動聲音識別和定位技術(shù)是一項涵蓋聲學(xué)、電子學(xué)、信號處理等諸多學(xué)科的新技術(shù),在軍事、助聽設(shè)備、視頻會議系統(tǒng)、安全監(jiān)控以及機器人定位等領(lǐng)域均有著廣泛的應(yīng)用。但是現(xiàn)實中,由于聲音信號的特殊性及聲場環(huán)境的復(fù)雜性,對于聲音定位技術(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、運算量大、精度低、實時性低等問題,應(yīng)用實例很有限。本論文從提高低采樣率下定位精度、降低硬件成本的實際應(yīng)用角度出發(fā),設(shè)計實現(xiàn)了一套基于五元十字傳聲器陣列的被動聲音定

2、位系統(tǒng),為基于廣義互相關(guān)時延估計的定位算法在低采樣率下實現(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)展中運用到嵌入式設(shè)備中提供了可能性支撐。
　　首先,本文對五元十字陣的聲音定位模型和算法進行了數(shù)學(xué)推導(dǎo)及仿真,并對被動聲音定位的關(guān)鍵技術(shù)時延估計技術(shù)進行深入探討。針對所采用的基于廣義互相關(guān)時延估計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,提出了運用增采樣方法進行采樣率轉(zhuǎn)換從而提高定位精度的方法,并進行 MATLAB仿真驗

3、證。
　　其次,設(shè)計完成了被動聲音定位系統(tǒng)的硬件部分,包括傳聲器的選型、信號調(diào)理電路的繪制與 PCB板的制作、單片機控制模塊及 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)計與制作,并對整個硬件電路進行測試與標定。
　　然后,在室內(nèi)環(huán)境進行實驗驗證,分別在弱噪聲、強噪聲環(huán)境、改變陣列間距條件下進行定位實驗,并對定位范圍進行實驗討論。受硬件、混響等影響,實驗結(jié)果與理論結(jié)果相較,有一定的誤差。最后本文對定位算法進行修