基于微型生物聽覺系統(tǒng)的仿生聲定位方法的設計和實驗研究.pdf

1、聲源定位技術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瑐髀暺麝嚵邢嗤?，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構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構模仿。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，提出了模擬奧米亞棕蠅聽覺結構的電學模型，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，通過結合