基于麥克風(fēng)陣列的遠(yuǎn)場(chǎng)聲源目標(biāo)定位技術(shù)研究.pdf

1、隨著信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展，基于麥克風(fēng)陣列的聲源定位越來(lái)越成為這個(gè)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。在軍事、交通、智能機(jī)器人等方面都有著較為廣泛的應(yīng)用前景和重要的應(yīng)用價(jià)值。
　　本文設(shè)計(jì)了一套基于麥克風(fēng)陣列的信號(hào)采集實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，該硬件平臺(tái)由麥克風(fēng)陣列、NI-9234數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī)三部分組成，聲源目標(biāo)所發(fā)出的聲音信號(hào)由麥克風(fēng)轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)，數(shù)據(jù)采集卡將采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成為數(shù)字信號(hào)并通過(guò)網(wǎng)口傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，以便對(duì)其進(jìn)行研究處理。
　　在搭建了信號(hào)

2、采集平臺(tái)的基礎(chǔ)上，深入研究了基于麥克風(fēng)陣列的聲源定位技術(shù)，首先對(duì)傳統(tǒng)的利用麥克風(fēng)陣列確定聲源位置的方法進(jìn)行了比較分析，確定了基于時(shí)延估計(jì)的聲源定位方法。其次對(duì)采集到的聲音信號(hào)進(jìn)行濾波降噪、加窗、端點(diǎn)檢測(cè)等預(yù)處理，使其能夠達(dá)到使用時(shí)延估計(jì)算法的要求。然后對(duì)時(shí)延估計(jì)的方法進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，通過(guò)分析比較了幾種時(shí)延估計(jì)算法和加權(quán)函數(shù)，發(fā)現(xiàn)了相位變換（PHAT）加權(quán)廣義互相關(guān)時(shí)延估計(jì)算法的峰值比其他普通算法更加明顯，抗噪能力更強(qiáng)，并對(duì) PHAT加

3、權(quán)函數(shù)進(jìn)行改進(jìn)使其更加適用于本課題所研究的外部環(huán)境以及單一聲源。最后研究了時(shí)差定位算法，分析研究了在二維平面以及三維空間上的時(shí)差定位情況并進(jìn)行仿真分析，確定該方法的可行性。
　　在理論研究的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了一套聲源目標(biāo)定位的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證軟件系統(tǒng)，并進(jìn)行了模擬仿真以及實(shí)際測(cè)試，對(duì)比了仿真與實(shí)測(cè)結(jié)果，結(jié)果表明本文所采用的方法能夠?qū)h(yuǎn)場(chǎng)聲源目標(biāo)進(jìn)行定位，定位精度達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，且算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，運(yùn)算量小。定位中發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)拋物線擬合、插值法升