一种声源定位方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种声源定位方法及系统，通过预先设置声强传感器组，将特定声源依次放置在以声强传感器组为中心的各个测试方向上且距离固定，采集多个测试方向上的特定声源对应的方向特征数据；采集多个不同距离处的特定声源对应的声强特征数据构建声音强度与传输距离的衰减特性；采集被测声源对应的声强数据，将所述声强数据与各个测试方向对应的方向特征数据分别进行相关性分析，确定相关性结果为最大值时对应的测试方向为被测声源的方向；根据声强数据和衰减特性，确定被测声源与声强传感器组的距离；采用声源方向的特征匹配和声源距离的衰减特性方法来进行声源定位，降低了声源定位的实施难度，同时也提高了定位精度和稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通讯
，尤其涉及的是一种声源定位方法及系统。
技术介绍
声音是信息交互的一种方式，由于声音可以在介质中自由地传播且速度快，所以 声音在信息交互领域得到广泛的应用。近年来，随着科学技术的发展，智能化设备也渐渐地 步入我们的生活。智能化设备与人的信息交互大部分还是借助手机平台，通过网络与智能 设备进行信息的交互。然而，这种方式已渐渐地凸显其弊端。一方面，手机和智能设备必须 配置到网络，另一方面，在使用过程中还需要借助手机平台去动手操控。这些弊端都大大降 低了用户体验。渐渐地，人们希望智能设备也可以和人一样，通过声音来进行信息交互。这 样一来，对智能设备的操控只需一句话就可以完成。人与智能设备进行信息交互的时候，有 些情况下，智能设备需要知道人的位置来进行相应的处理。例如，根据人说话的声源，自动 移动到人说话的位置等等。对于声源的定位，安防或是一些工业领域等也有许多的应用。目前，声源的定位方法主要分为两种。一种是在空间的特定位置放置传感器，然后 对空间内声源的传播特性和参数进行采集，最后才能对声源进行定位。该定位方法需要对 空间进行传感器布置和特征采样，实施起来比较困难，专业性强，成本高，难以在智能家庭 中进行推广应用。另一种是通过传感器阵列的相对位置和各个传感器接收到声源的时间差 进行处理计算，得出与声源的相对位置。该定位方法由于传感器阵列间的相对位置较小，导 致各个传感器接收到声音的时间差就特别小，由于整个声源定位系统不可避免地存在干扰 和误差，所以导致该方法的定位精度不高，定位的稳定性也不高。 因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种声源定位方法及系统，旨在解决现有技 术中声源定位精度不高，定位的稳定性也不高，实施成本高的问题。 本专利技术解决技术问题所采用的技术方案如下：-种声源定位方法，其中，包括：A、预先设置声强传感器组，将特定声源依次放置在以声强传感器组为中心的各个 测试方向上且特定声源与声强传感器组的距离固定，通过声强传感器组依次采集多个测试 方向上的特定声源对应的方向特征数据；B、调节特定声源与声强传感器组的距离，通过声强传感器组采集多个不同距离处 的特定声源对应的声强特征数据；根据不同距离处的特定声源对应的声强特征数据构建声 音强度与传输距离的衰减特性； C、通过声强传感器组采集被测声源对应的声强数据，将所述声强数据与各个测试 方向对应的方向特征数据分别进行相关性分析，确定相关性结果为最大值时对应的方向特 征数据的测试方向为被测声源的方向； D、根据被测声源的声强数据，通过所述声音强度与传输距离的衰减特性，确定被 测声源与声强传感器组的距离。 所述的声源定位方法，其中，所述步骤A具体包括：A1、声强传感器组包含多个声强传感器，多个声强传感器以声强传感器组的中心 为圆心，均匀分布在以特定的第一距离为半径的圆上；将特定声源依次放置在以声强传 感器组的中心为圆心的各个测试方向上且特定声源与声强传感器组的距离固定为第二距 离；A2、采集声强传感器组对各个测试方向上的特定声源对应的声强数据，构成各个 测试方向对应的方向特征数据，所述方向特征数据为：? 其中，声强传感器的数量为N，测试方向的数量为M，M、N均为正整数；1^表示所述 特定声源在第M个测试方向上所有声强传感器所采集到的方向特征数据，表示所述 特定声源在第M个测试方向上其中第N个声强传感器所采集到的声源强度。 所述的声源定位方法，其中，所述步骤B具体包括：B1、采集声强传感器组对某个测试方向上、不同距离处的特定声源对应的声强数 据^.对应构建声音强度与传输距离的衰减特性模型为Idls=I# ad; 其中，4^表示在距离声强传感器组中心为_%的位置所采集到的声源强度；I。为特定声 源的声音强度，Idls为经过传播距离d后的声强，a为声音传播衰减系数。 所述的声源定位方法，其中，所述步骤C具体包括： C1、通过声强传感器组采集被测声源的声强数据实中， ，. IAT表示所有声强传感器所采集到的被测声源的声强数据，表示第N个声强传感器所 采集到的被测声源的声源强度；t表示被测声源； C2、将所述声强数据与各个测试方向对应的方向特征数据分别进行相关性分析， 计算相关性分析结果rm，其中7其中n=l，2,3*"N; N为传感器数量，m= 1，2,3…M，M为测试方向数量； C3、找出最大的相关性分析结果值&，将最大相关性分析结果所对应的方向特征 数据对应的测试方向确定为被测声源与声强传感器组的相对方向。 所述的声源定位方法，其中，所述步骤D具体包括：D1、根据声强传感器组所采集到的被测声源的声音强度Idls，通过声音强度与传输 .In /., - In / / 距离的衰减特性模型idls=i#ad，求出声音传播距离〃作为声强传感器组 a ， 与被测声源之间的相对距离。 -种声源定位系统，其中，包括： 方向特征数据获取模块，用于预先设置声强传感器组，将特定声源依次放置在以 声强传感器组为中心的各个测试方向上且特定声源与声强传感器组的距离固定，通过声强 传感器组依次采集多个测试方向上的特定声源对应的方向特征数据； 衰减特性构建模块，用于调节特定声源与声强传感器组的距离，通过声强传感器 组采集多个不同距离处的特定声源对应的声强特征数据；根据不同距离处的特定声源对应 的声强特征数据构建声音强度与传输距离的衰减特性； 声源方向定位模块，用于通过声强传感器组采集被测声源对应的声强数据，将所 述声强数据与各个测试方向对应的方向特征数据分别进行相关性分析，确定相关性结果为 最大值时对应的方向特征数据的测试方向为被测声源的方向； 声源距离定位模块，用于根据被测声源的声强数据，通过所述声音强度与传输距 离的衰减特性，确定被测声源与声强传感器组的距离。 所述的声源定位系统，其中，所述方向特征数据获取模块包括： 设置单元，用于设置声强传感器组包含多个声强传感器，多个声强传感器以声强 传感器组的中心为圆心，均匀分布在以特定的第一距离为半径的圆上；将特定声源依次放 置在以声强传感器组的中心为圆心的各个测试方向上且特定声源与声强传感器组的距离 固定为第二距离； 方向特征数据采集单元，用于采集声强传感器组对各个测试方向上的特定声 源对应的声强数据，构成各个测试方向对应的方向特征数据，所述方向特征数据为： 其中，声强传感器的数量为N，测试方向的数量为M，M、N均为正整数；1^表示所述 特定声源在第M个测试方向上所有声强传感器所采集到的方向特征数据，&y表示所述 特定声源在第M个测试方向上其中第N个声强传感器所采集到的声源强度。 所述的声源定位系统，其中，所述衰减特性构建模块包括： 衰减特性构建单元，用于采集声强传感器组对某个测试方向上、不同距离处的特 定声源对应的声强数据^，…，.对应构建声音强度与传输距离的衰减特性 ， 模型为Idis=I#ad;其中，I、表示在距离声强传感器组中心为disN的位置所采集到的声 源强度；I。为特定声源的声音强度，Idls为经过传播距离d后的声强，a为声音传播衰减系 数。 所述的声源定位系统，其中，所述声源方向定位模块包括： 声强采集单元，用于通当前本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种声源定位方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：A、预先设置声强传感器组，将特定声源依次放置在以声强传感器组为中心的各个测试方向上且特定声源与声强传感器组的距离固定，通过声强传感器组依次采集多个测试方向上的特定声源对应的方向特征数据；B、调节特定声源与声强传感器组的距离，通过声强传感器组采集多个不同距离处的特定声源对应的声强特征数据；根据不同距离处的特定声源对应的声强特征数据构建声音强度与传输距离的衰减特性；C、通过声强传感器组采集被测声源对应的声强数据，将所述声强数据与各个测试方向对应的方向特征数据分别进行相关性分析，确定相关性结果为最大值时对应的方向特征数据的测试方向为被测声源的方向；D、根据被测声源的声强数据，通过所述声音强度与传输距离的衰减特性，确定被测声源与声强传感器组的距离。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张耿旭，
申请(专利权)人：TCL集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44