基于传声器阵列的声源定位

基于传声器阵列的声源定位研究的开题报告1. 研究背景及意义在实际生产和生活中，声源定位一直是一个重要的问题。

例如，在工业生产中，需要对机器设备进行故障诊断，在战争中，需要对敌方军队进行定位，而在医学领域中，需要对人体内部的声源进行定位。

因此，研究声源定位技术具有重要的现实意义。

在近年来，随着数字信号处理技术的发展，传声器阵列成为了声源定位的一种重要技术手段。

传声器阵列可以采集多个声音信号，并通过信号处理方法得出声源定位的结果，具有精确度高、实时性强、适用范围广等优点，因此受到越来越多的关注。

在本次开题报告中，我们将基于传声器阵列的声源定位技术展开研究，通过实验和理论分析，深入研究传声器阵列的原理和应用，对声源定位技术进行深入探讨，为相关领域的研究提供理论和实践基础。

2. 研究目的和内容基于传声器阵列的声源定位研究的目的是深入探究传声器阵列的工作原理和适用范围，针对声源定位中存在的问题，提出解决方案和改进措施，从而提高声源定位的准确性和可靠性。

具体的研究内容包括：1）分析传声器阵列的工作原理和信号处理方法，探究其优势和不足之处。

2）建立声源定位的数学模型和仿真平台，验证传声器阵列技术在不同场景下的适用性和准确性。

3）对传声器阵列技术在实际应用中的局限性进行深入分析，提出改进方案和优化措施，提高声源定位的可靠性和准确性。

4）基于实验验证，评估传声器阵列技术在实际场景中的应用效果，提出相应的建议。

3. 研究方法本次研究将采用实验研究和数学建模的方法，结合计算机仿真和理论分析，进行各个方面的探究。

具体地，本次研究包括以下步骤：1）调研和文献研究：搜集和整理相关领域的文献资料，掌握传声器阵列的工作原理和信号处理方法。

2）数学建模和仿真：建立声源定位的数学模型和仿真平台，进行不同场景下的模拟实验，验证传声器阵列的准确性和适用性。

3）实验验证和数据分析：设计实验方案，在实际场景中进行测试和数据采集，对传声器阵列技术进行验证和评估。

基于传声器阵列的机器人声源定位系统宫玉琳;大化【期刊名称】《长春理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(039)003【摘要】With the development of computer technology and signal processing technology,all kinds of robots with spe-cial functions are applied to the production and life of people. The auditory system can make up for the deficiency ex-isting in the robot vision system,the robot in the dark or obstructions of environment,using sound information percep-tion environment in the presence of the target,and the positioning,robot assisted work,especially in the field of disas-ter rescue,military and other fields,sound source localization system has a unique advantage. The sound source local-ization robot system for research,design based on microphone array sound source localization robot system by four ele-ment planar microphone array, using the generalized cross correlation algorithm, to achieve the sound source localiza-tion. Experimental results show that the system has high positioning accuracy,with a high practical value.%随着计算机技术和信号处理技术的发展，各种具有特殊功能的机器人应用到人们的生产生活中。

基于传声器阵列的声源定位方法研究的开题报告一、研究背景随着生产和生活的日益发展，我们对于声音的要求也越来越高。

声源的不同位置和方向都会产生不同的声场效果，比如在音响行业，定位到各个演奏者的具体位置能够为观众带来更好的听感体验；在机器人领域，能够通过声源定位技术识别声源位置从而辅助机器人进行导航和控制等。

因此，声源定位也成为了科技领域中的重要研究方向之一。

目前，声源定位的研究方法有基于单个传声器的方法和基于传声器阵列的方法。

其中，基于传声器阵列的方法尤其适用于对于复杂声场的分析和定位。

因为它可以通过多个传声器在不同位置上采集到的声音信号来确定声源的位置和方向。

二、研究目的和意义本研究的主要目的是基于传声器阵列的声源定位方法，通过采集声音信号的时间差和幅度差等数据，利用定位算法计算出声源的位置和方向。

这将有效提高声源定位的准确性和可靠性，并可以应用于音响、机器人导航等领域中，促进技术的发展和进步。

三、研究内容和方法本研究的主要内容包括以下几个方面：1. 声源定位的基本原理和方法的研究。

2. 传声器阵列的选取和设计。

3. 声源定位实验平台的搭建。

4. 声源定位数据的采集和分析。

5. 基于定位算法的声源定位结果的实现和验证。

本研究将采用实验研究的方法。

首先，我们将根据声源定位的基本理论和方法，设计和选择合适的传声器阵列。

然后，我们将搭建实验平台，并进行声源定位实验。

最后，我们将结合实验结果，比较不同算法的效果，并验证实现结果的正确性。

四、研究预期结果和影响本研究预计能够提高声源定位的准确性和可靠性，产生出更好的声场效果。

同时，以此为基础，我们能够进一步推进声源定位技术的发展，对音响、机器人等领域的发展产生重要的推动作用。

五、研究进度计划本研究计划分为以下几个阶段：1. 文献调研和理论研究（2周）。

2. 传声器阵列的选择和设计（4周）。

3. 声源定位实验平台的搭建（4周）。

4. 实验数据的采集和分析（4周）。

基于声传感器阵列的声源定位系统设计【摘要】目前国际上经过多年的研究，声源定位己经有一些初步的实际可用的定位系统。

本文针对声源定位系统对数据采集的特殊要求，采用传声器阵列采集信号，使用广义互相关算法来解决时延估计的问题，开发软件系统。

实验结果证明所设计的低频声源定位系统可以较为准确的实现低频声源的定位，且定位误差较小，在误差允许范围内。

【关键词】传声器阵列;声源定位;广义互相关;时延估计引言随着电子技术发展，声源定位的基本原理和设计变化不大，主要是采用各种现代化技术实现自动化、集成电路化，提高了性能。

现有的声源定位系统一般用热线，碳粒或电容传声器接受声音信号，用无线电技术或光纤技术传输信号，用点蚀纸带或墨水纸袋记录测量结果，并把记录仪与计算机相连，用计算机处理测量结果。

声测基线采用直线，弧线，正方形等多种形式。

目前，定位侦察距离可达30km，精度达到1%。

本文将若干个传声器按照一定的几何结构排列，组成传声器阵列，通过阵列信号处理的方法对该阵列接收到的声源信号进行处理，设计开发了一套声源定位系统，并在本实验系统的基础上进行了声源定位实验，根据实验结果分析了系统性能，提出了改进方案，确定出声源的几何位置。

1.定位系统设计声源定位结果可作为改善环境跟踪录音效果的依据，也可作为军事侦察的手段。

声源定位系统硬件结构框：由驻极体电容传声器采集到声音信号后，经过模数转换电路板去噪，数据采集卡得到的数据传回到PC机，计算出每个传声器接收到声音到达时间差值，最后通过声源定位程序得到声源估计位置。

2.定位系统设计2.1 数据采集图1为声信号采集电路板实物图。

图1 声信号采集电路板2.2 时延估计算法实验采用改进的广义互相关时延估计算法，步骤如下：（1）将接收信号分别通过频率响应的预滤波器，对其进行预滤波处理;（2）对预滤波处理后得到的互功率谱密度函数进行加权，得到互功率谱密度函数[3];（3）对互功率谱密度函数进行反傅里叶变换，得到广义相关函数;（4）把一路互相关函数做希尔伯特变换，得到其希尔伯特变换，取绝对值，并将其和互相关函数做差值运算，得到：（5）检测相关函数的峰值所对应的位置，即可得到估计的时延值。

一种基于矢量传声器阵列的低频噪声源定位装置及方法说实话一种基于矢量传声器阵列的低频噪声源定位装置及方法这事，我一开始也是瞎摸索。

我最开始就想，咱得先把这矢量传声器阵列给整明白啊。

这就好比搭积木，每个传声器就像是一块小积木，但是这些小积木它的摆放位置啥的那可太重要了。

我试过好几种阵列的排列方式，什么直线型的、圆形的。

一开始就傻愣愣地摆成直线型的，心想这多整齐啊。

结果呢，根本不行。

因为低频噪声它传播的时候是很乱的，这种排列采集到的数据乱七八糟，就像你拿个网去捞鱼，但这个网眼太大了，小鱼都跑了，就是很多信息都没采集到。

后来我又改成圆形排列试试，就像一群人围个圈儿一样把噪声源给围起来。

这时候采集到的数据开始有点样子了，但是问题又来了。

到底怎么根据这些数据来确定噪声源的位置呢？我当时就想啊，假如这噪声源是个小偷，传声器采集到的数据就是小偷留下的脚印。

那这些脚印到底指向哪里呢？我就开始研究算法。

我试过那种简单的时间差算法，想着根据不同传声器接收到信号的时间差来确定声源位置。

但是低频噪声它不像高频的一跑起来那么干脆，它拖拖拉拉的，这个时间差很难精确确定。

就好比一群乌龟在爬，你很难精确说出哪只乌龟比另外一只先到某个地方多少时间。

后来我知道了一种波束形成算法好像比较靠谱。

我就像一个小学生做数学题一样，一步一步按照算法往里套数据。

把从每个传声器采集到的数据，当成这个算法中的元素开始计算。

这个过程可不容易，我经常算错，有时候是符号弄反了，有时候是计算过程中某个数值代错了。

就好比你做菜的时候，盐放多了或者少了，整个味道就不对了。

但是经过长时间的折腾，我还是发现了一些小窍门。

比如说在做数据预处理的时候，要把那些明显异常的数据给剔除掉。

这就像你在挑水果，把烂的扔掉，留下好的才能做成果汁。

还有啊，在使用波束形成算法的时候，一定要确定好阵列的参数，就像给一个机器调好各个零件才能让它好好工作一样。

我不太确定这些对于所有人都适用不适用，但这都是我自己实践得到的宝贵经验，希望能给有同样想法的朋友一些帮助。

基于矢量传声器阵列的低频声源定位吴健;赵明宇;耿明昕;路达;白晓春;杨坤德;申晨;李朋涛【摘要】矢量传声器由传统的声压传感器和三维振速传感器组成,提供了更加完备的声场信息,理论上具有不随频率变化的空间指向性,为小孔径阵列定位低频声源提供了可能.为了实现小孔径阵列低频声源的精确定位,提出了矢量传声器频域校准合成孔径和稀疏表示定位相结合的方法.该方法采用固定点声压传声器来校准阵列不同位置时声源初始相位信息的方式实现阵列孔径虚拟扩大,该方法易于工程实现,在频域进行校准可以减小不同频率之间的交叉项干扰,将频域校准合成孔径与稀疏表示定位方法相结合可以进一步提高低频分辨率和降低定位误差,仿真验证了该方法的有效性.【期刊名称】《电声技术》【年(卷),期】2018(042)002【总页数】8页(P6-12,23)【关键词】矢量传声器阵列;低频声源定位;合成孔径;稀疏表示【作者】吴健;赵明宇;耿明昕;路达;白晓春;杨坤德;申晨;李朋涛【作者单位】陕西省电力公司电力科学研究院,陕西西安 710054;西北工业大学航海学院,陕西西安 710072;陕西省电力公司电力科学研究院,陕西西安 710054;西北工业大学航海学院,陕西西安 710072;陕西省电力公司电力科学研究院,陕西西安 710054;西北工业大学航海学院,陕西西安 710072;陕西省电力公司电力科学研究院,陕西西安 710054;西北工业大学航海学院,陕西西安 710072【正文语种】中文【中图分类】TP212.91 引言麦克风定位和声像合成方面，国内外学者进行了广泛深入的研究[1-6]。

1987年，NASA的Brooks等人第一次用平面传声器阵列研究流动噪声源分布[1]。

张海滨等人采用36阵元阵列重建列车外侧面的波束输出能量分布图，并利用参考传声器将波束输出能量修正为声压级，获得定量的声压级分布结果[2]。

针对变电站高空噪声源，我们设计了63阵元螺旋平面阵[5]，为了具有更好的后向抑制能力，采用引力搜索粒子群算法设计了63阵元伞形体积阵[6]。