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《哈尔滨工程大学》 2010年
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基于麦克风阵列的移动机器人语音定向技术研究

靳晓强  
【摘要】: 随着计算机技术的迅速发展,语音定向成为一个新兴的课题。在光线比较差或者有障碍物的复杂环境下对感兴趣的声源进行定位,甚至对目标声源进行跟踪,使得语音定向技术得到了广泛的应用。如今对语音定向技术的研究大多还处在理论仿真阶段,定向算法的合理选择、麦克风阵列的拓扑结构以及克服周围环境噪声的影响等,都是语音定向研究中的难点。但是,广泛的应用前景使得语音定向技术成为国内外研究的热点。 针对以上需求,设计了基于麦克风阵列的移动机器人语音定向系统,利用麦克风阵列拾取声源信号,在信号分析的基础上进行滤波、放大、端点检测等预处理。采用基于PC/104的SEM/ADT800多通道数据采集卡对语音信号进行采集和处理。对传统的定向算法进行分析和比较,运用广义互相关时延估计算法计算麦克风阵元间的时间差值,对广义互相关函数进行插值、PHAT加权、去除零点伪峰值以及缩小互相关函数的搜索区间等改进,仿真算法,并对算法的准确度进行分析。采用四元十字阵形的几何定位方法计算声源信号的目标位置和方向,结合实际需求,着重提高算法的性能和定向系统的精确度,提出整个定向算法的流程。 在理论分析的基础上,配置麦克风阵列,设计并实现前置滤波放大器,搭建系统工作环境,编写语音信号预处理程序、语音采集程序和语音定向程序,并对系统的定向效果进行了实验,得出实验结果,进行误差分析,并提出了改进系统定向精度的方案。 经实验证明,基于麦克风阵列的移动机器人语音定向系统实际可用,具有较好的性能,能够把系统定向误差控制在要求的范围内。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP242.63

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【参考文献】
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