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基于传声器阵列的被动声音定位技术研究

更新时间：2020-03-28 17:03:26 大小：3M 上传用户：songhuahua查看TA发布的资源 标签：传声器阵列 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

被动声音识别和定位技术是一项涵盖声学、电子学、信号处理等诸多学科的新技术,在军事、助听设备、视频会议系统、安全监控以及机器人定位等领域均有着广泛的应用。但是现实中,由于声音信号的特殊性及声场环境的复杂性,对于声音定位技术的理论算法仿真研究较为活跃,但在工程应用领域存在着成本高、运算量大、精度低、实时性低等问题,应用实例很有限。本论文从提高低采样率下定位精度、降低硬件成本的实际应用角度出发,设计实现了一套基于五元十字传声器阵列的被动声音定位系统,为基于广义互相关时延估计的定位算法在低采样率下实现较高精度定位提供了一定的依据,也为该法在以后发展中运用到嵌入式设备中提供了可能性支撑。

  首先,本文对五元十字阵的声音定位模型和算法进行了数学推导及仿真,并对被动声音定位的关键技术时延估计技术进行深入探讨。针对所采用的基于广义互相关时延估计定位算法存在的定位精度受硬件系统采样率限制的问题,提出了运用增采样方法进行采样率转换从而提高定位精度的方法,并进行 MATLAB仿真验证。

  其次,设计完成了被动声音定位系统的硬件部分,包括传声器的选型、信号调理电路的绘制与 PCB板的制作、单片机控制模块及 ADC模块的选择及初始化、相应电源模块和电平转换模块的设计与制作,并对整个硬件电路进行测试与标定。

  然后,在室内环境进行实验验证,分别在弱噪声、强噪声环境、改变阵列间距条件下进行定位实验,并对定位范围进行实验讨论。受硬件、混响等影响,实验结果与理论结果相较,有一定的误差。最后本文对定位算法进行修正改进,改进后的定位结果表明,本文所设计的声音定位系统简单、成本低、合理,验证了低采样率下基于广义互相关时延估计定位算法工程实现的可行性。

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