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声源二维定位估计算法研究

杨超  
【摘要】:声源定位估计算法研究是声源定位技术中的重点内容。而基于声传感器的声源定位技术能够对拾取的带噪声信号进行有效的空域滤波和消噪处理,在一定程度上改善声源定位系统的性能。为此,本论文对基于声传感器的声源二维定位估计算法进行了深入研究,主要做了以下的工作。 首先,对现有的一些声源定位技术进行归纳和比较,分析了它们的优缺点,介绍了常用的几个信号处理方法,特别对基于时延估计的定位算法进行了深入讨论,在测量噪声服从高斯分布条件下对声源信号进行分析并建立了用于声源信号处理的传感器模型。 其次,详细介绍了二维定位算法中使用的数学模型(双曲线和三角形)及传统的时延定位算法,在最大似然估计法和双耳电平差方法的基础上,提出了一种改进的基于双声传感器的二维定位算法,该算法通过同时考虑信号的能量比和时延量信息进行声源定位,把传感器数量精简至2个而使系统成本降低,并对算法进行了相关性能分析。 最后,建立了一个实际的声源二维定位实验系统,设计并使用传感器、AVR单片机和PC组成的硬件系统进行声源信号的定位处理,验证了算法的可行性,并通过相关性分析对系统的关键部分进行计算验证。分析不同混响和信噪比条件下实验获得的数据结果表明,此系统运算速度较快,误差小,可在低混响和一定区域内实现对单个声源的精确定位。


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