一种声源定位系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种声源定位系统及方法，所述系统包括声音采集模块，用于对系统周围的声音信号进行采集，并将采集到的声音信号发送给信息处理模块；信息处理模块，用于对所述声音信号基于预设算法进行处理，得到所述声音信号的声源位置信息，并将所述声源位置信息发送给所述声源信息输出模块；声源信息输出模块，用于将所述声源位置信息转换为电子执行设备能够识别的电子脉冲信号，并将所述电子脉冲信号发送给对应的电子执行设备，或者将所述声源位置信息转换为音频信号，并将所述音频信号发生给音频接收设备，实现了对系统周围的声源进行快速、精准定位，同时提高了声源定位系统的人机交互性能。

Sound source positioning system and method

The invention discloses a sound source positioning system and method, the system includes voice acquisition module for voice signal acquisition system around, and will send the collected voice signal to the information processing module; information processing module for the sound signal based on the preset algorithm, the position of the sound source get the information of the sound signal and the sound source location information is sent to the sound source information output module; the sound source information output module, the sound source position information into electronic execution electronic pulse signal to identify the device, and the electronic pulse signal is sent to the electronic execution the corresponding equipment, or the position of the sound source information into audio signals, and the audio signal to the audio receiving device, the sound source of the system around the Fast and accurate localization, and also improves the human-computer interaction performance of the acoustic source localization system.

【技术实现步骤摘要】
一种声源定位系统及方法
本专利技术实施例涉及声源定位
，尤其涉及一种声源定位系统及方法。
技术介绍
基于声音采集的声源定位系统是集声学采集、微电子、精密机械以及信号处理等技术为一体的一种全新综合技术，在机器人领域、安保、军事和反恐等领域具有广阔的应用前景。其中，基于声音采集的声源定位系统在军事方面的应用能提高个人或者载具的防御能力、降低战场伤亡情况。但是，基于声音采集的声源定位系统虽然已经有了初步发展，但是在实际应用中仍然存在很多问题有待改进，例如，功能比较单一，没有形成完善的体系，反应速度慢，定位精度差以及人机交互性能差等问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种声源定位系统及方法，以实现对系统周围的声源进行快速、精准定位，并将定位信息以音频形式提供给相关操作人员，或者以数字脉冲形式提供给电子执行设备。第一方面，本专利技术实施例提供了一种声源定位系统，该系统包括：声音采集模块，与信息处理模块相连，用于对系统周围的声音信号进行采集，并将采集到的声音信号发送给所述信息处理模块；信息处理模块，与声源信息输出模块相连，用于对所述声音采集模块发送来的声音信号基于预设算法进行处理，得到所述声音信号的声源位置信息，并将所述声源位置信息发送给所述声源信息输出模块；声源信息输出模块，与电子执行设备或者音频接收设备相连，用于将所述信息处理模块发送来的声源位置信息转换为电子执行设备能够识别的电子脉冲信号，并将所述电子脉冲信号发送给对应的电子执行设备，或者将所述声源位置信息转换为音频信号，并将所述音频信号发生给音频接收设备。进一步地，所述声音采集模块包括：至少四个声音传感器和一个声音处理器，所述声音传感器用于采集系统周围的声音信号，所述声音处理器用于采集所述至少四个声音传感器感应到声音信号的感应时间差；对应地，所述声音采集模块具体用于将所述声音信号和所述感应时间差发送给所述信息处理模块。进一步地，所述声音处理器具体用于：通过物理中断计时的方法采集所述至少四个声音传感器感应到声音信号的感应时间差。进一步地，所述信息处理模块具体用于：通过如下公式计算声源的方位角，仰角和与参考点之间的距离：d21＝u*T21；d31＝u*T31；d41＝u*T41；d42＝u*T42其中，θ是声源的方位角，是声源的仰角，r是声源与参考点之间的距离，第一声音传感器的坐标值为A1(L,L,0)，第二声音传感器的坐标值为A2(-L,L,H)，第三声音传感器的坐标值为A3(-L,-L,0)，第四声音传感器的坐标值为A4(L,-L,H)，u是声音的传播速度，T21是第二声音传感器与第一声音传感器测得声音信号的时间差，T31是第三声音传感器与第一声音传感器测得声音信号的时间差，T41是第四声音传感器与第一声音传感器测得声音信号的时间差；T42是第四声音传感器与第二声音传感器测得声音信号的时间差。进一步地，所述信息处理模块还用于：滤掉设定距离之内的声源位置信息。进一步地，所述信息处理模块还用于：通过与预存声源类型信息进行比对，识别所述声音采集模块采集到的声音信号对应的声源类型，并将所述声源类型发送给所述声源信息输出模块。第二方面，本专利技术实施例提供了一种声源定位方法，利用第一方面提供的声源定位系统，该方法包括：通过声音传感器测得声音信号；通过声音处理器记录声音处理器采集到的各声音传感器感应到声音信号的感应时间差；通过信息处理模块根据所述声音传感器的安装位置坐标值以及所述感应时间差计算所述声音信号对应的声源位置信息；通过声源信息输出模块将所述声源位置信息转换为电子执行设备能够识别的电子脉冲信号，并将所述电子脉冲信号发送给对应的电子执行设备，或者将所述声源位置信息转换为音频信号，并将所述音频信号发生给音频接收设备。进一步地，所述通过信息处理模块根据所述声音传感器的安装位置坐标值以及所述感应时间差计算所述声音信号对应的声源位置信息之后，还包括：通过信息处理模块滤掉设定距离之内的声源位置信息；通过信息处理模块识别所述声音信号对应的声源类型。进一步地，所述通过声音处理器记录声音处理器采集到的各声音传感器感应到声音信号的感应时间差包括：通过物理中断计时的方法采集各声音传感器感应到声音信号的感应时间差。进一步地，所述通过信息处理模块根据所述声音传感器的安装位置坐标值以及所述感应时间差计算所述声音信号对应的声源位置信息包括：通过如下公式计算声源的方位角，仰角和与参考点之间的距离：d21＝u*T21；d31＝u*T31；d41＝u*T41；d42＝u*T42其中，θ是声源的方位角，是声源的仰角，r是声源与参考点之间的距离，第一声音传感器的坐标值为A1(L,L,0)，第二声音传感器的坐标值为A2(-L,L,H)，第三声音传感器的坐标值为A3(-L,-L,0)，第四声音传感器的坐标值为A4(L,-L,H)，u是声音的传播速度，T21是第二声音传感器与第一声音传感器测得声音信号的时间差，T31是第三声音传感器与第一声音传感器测得声音信号的时间差，T41是第四声音传感器与第一声音传感器测得声音信号的时间差；T42是第四声音传感器与第二声音传感器测得声音信号的时间差。本专利技术实施例提供的一种声源定位系统，通过声音采集模块对系统周围的声音信号进行采集，并将采集到的声音信号发送给信息处理模块，进而由信息处理模块对所述声音信号基于预设算法进行处理，得到所述声音信号的声源位置信息，并将所述声源位置信息发送给所述声源信息输出模块，最终由声源信息输出模块将所述声源位置信息转换为电子执行设备能够识别的电子脉冲信号，并将所述电子脉冲信号发送给对应的电子执行设备，或者将所述声源位置信息转换为音频信号，并将所述音频信号发生给音频接收设备，实现了对系统周围的声源进行快速、精准定位，同时提高了声源定位系统的人机交互性能。附图说明图1是本专利技术实施例一提供的一种声源定位系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例一提供的一种头戴式声源定位系统的结构示意图；图3是本专利技术实施例一提供的一种载具式声源定位系统的结构示意图；图4是本专利技术实施例一提供的多个传感器在佩戴模式下的安装示意图；图5是本专利技术实施例一提供的多个传感器在载具模式下的安装示意图；图6是本专利技术实施例二提供的一种空间坐标示意图；图7是本专利技术实施例三提供的一种声源定位方法的流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项步骤的顺序可以被重新安排。当其步骤完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。实施例一图1为本专利技术实施例一提供的一种声源定位系统的结构示意图，该系统典型地可应用于复杂环境中(例如战场中)，用来对特殊声响源头进行采集和位置判断。该系统可通过硬件和软件的方式实现。该系统具体包括如下：声音采集模块110，与信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种声源定位系统，其特征在于，包括：声音采集模块，与信息处理模块相连，用于对系统周围的声音信号进行采集，并将采集到的声音信号发送给所述信息处理模块；信息处理模块，与声源信息输出模块相连，用于对所述声音采集模块发送来的声音信号基于预设算法进行处理，得到所述声音信号的声源位置信息，并将所述声源位置信息发送给所述声源信息输出模块；声源信息输出模块，与电子执行设备或者音频接收设备相连，用于将所述信息处理模块发送来的声源位置信息转换为电子执行设备能够识别的电子脉冲信号，并将所述电子脉冲信号发送给对应的电子执行设备，或者将所述声源位置信息转换为音频信号，并将所述音频信号发生给音频接收设备。

【技术特征摘要】
1.一种声源定位系统，其特征在于，包括：声音采集模块，与信息处理模块相连，用于对系统周围的声音信号进行采集，并将采集到的声音信号发送给所述信息处理模块；信息处理模块，与声源信息输出模块相连，用于对所述声音采集模块发送来的声音信号基于预设算法进行处理，得到所述声音信号的声源位置信息，并将所述声源位置信息发送给所述声源信息输出模块；声源信息输出模块，与电子执行设备或者音频接收设备相连，用于将所述信息处理模块发送来的声源位置信息转换为电子执行设备能够识别的电子脉冲信号，并将所述电子脉冲信号发送给对应的电子执行设备，或者将所述声源位置信息转换为音频信号，并将所述音频信号发生给音频接收设备。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述声音采集模块包括：至少四个声音传感器和一个声音处理器，所述声音传感器用于采集系统周围的声音信号，所述声音处理器用于采集所述至少四个声音传感器感应到声音信号的感应时间差；对应地，所述声音采集模块具体用于将所述声音信号和所述感应时间差发送给所述信息处理模块。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述声音处理器具体用于：通过物理中断计时的方法采集所述至少四个声音传感器感应到声音信号的感应时间差。4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述信息处理模块具体用于：通过如下公式计算声源的方位角，仰角和与参考点之间的距离：d21＝u*T21；d31＝u*T31；d41＝u*T41；d42＝u*T42其中，θ是声源的方位角，是声源的仰角，r是声源与参考点之间的距离，第一声音传感器的坐标值为A1(L,L,0)，第二声音传感器的坐标值为A2(-L,L,H)，第三声音传感器的坐标值为A3(-L,-L,0)，第四声音传感器的坐标值为A4(L,-L,H)，u是声音的传播速度，T21是第二声音传感器与第一声音传感器测得声音信号的时间差，T31是第三声音传感器与第一声音传感器测得声音信号的时间差，T41是第四声音传感器与第一声音传感器测得声音信号的时间差；T42是第四声音传感器与第二声音传感器测得声音信号的时间差。5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述信息处理模块还用于：滤掉设定距离之内的声源位置信息。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：所述信...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨贵强，宝音扎布，庞利祥，
申请(专利权)人：北京明泰朗繁精密设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11