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声源定位技术研究

柯昆  
【摘要】: 声源定位技术研究是一项涉及声学、信号检测、数字信号处理、电子学、软件设计等诸多技术领域的新技术课题,可以看到,关于声源定位这个课题的研究,涉及到了广泛而复杂的理论知识和实际情况,需要采用多方面的先进技术才能取得好的研究成果。其在诸多军用和民用系统中具有极其重要的意义,对军事系统中,它有助于武器的精确打击,为最终摧毁敌方提供有力保证;就民用系统来说,可以为目标提供可靠的服务,起到安全保障作用,例如现在的手机移动定位系统等。声源定位技术具有被动探测方式、不受通讯条件干扰、可全天候工作的特点,但因为声源定位环境的复杂性,再加之信号采集过程中不可避免的给语音信号掺进了各种噪声干扰,都使得定位问题成为了一个极具挑战性的研究课题。 在这样的背景下,本文研究了基于五元十字阵列的多通道同步采集与处理系统。首先介绍了声源定位技术,其主要是研究确定被接收信号相对于接收传感器来自什么方向和距离是多少的问题。其次对时延估计算法进行了讨论,该算法是利用传声器或传声器阵列之间由于信号传播距离不同而引起的时延估计,来完成目标的联合测向和测距;若能精确估计声波到达各阵元间存在的时延值,并根据传声器阵列布设的几何关系,就可以计算出目标位置的参数估计量。然后分析并给出了声源定位系统的设计思想及原理框图,利用多通道同步A/D转换器、USB接口通信和PC,实现对目标信号进行多通道同步数据采集与处理,利用该系统还可实现目标的识别和定位。并分析了平面五元十字阵对于声音信号定位的传声器阵列模型,对平面五元十字阵的定位精度进行了计算机仿真分析,分析了基于广义互相关的时延估计算法的基本性能。


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