基于矢量传声器阵列的低频噪声源高精度定位方法技术

本发明专利技术提供一种基于矢量传声器阵列的低频噪声源高精度定位方法，声场分布和噪声源位置测量精确，特别适用于近场条件下变电站低频噪声源的定位。基于矢量传声器阵列的低频噪声源高精度定位方法，利用矢量传声器阵列在变电站的噪声环境空间中不同位置采集宽带噪声信号，同时固定一个参考矢量传声器在选定的位置处连续采样噪声场，通过将阵列采集的信号与参考矢量传声器采集的信号在频域进行相位校准，将数据等效为一个较大的阵列在对应时刻所采集到的信号，从而合成较大的阵列孔径，实现对低频噪声源的高精度定位。

High precision location method of low frequency noise source based on vector microphone array

The invention provides a high-precision positioning method for low-frequency noise sources based on vector microphone array. The method has accurate measurement of sound field distribution and noise source position, and is especially suitable for positioning low-frequency noise sources in substations under near-field conditions. A high-precision localization method of low-frequency noise sources based on vector microphone array is proposed. The wide-band noise signals are collected by vector microphone array at different locations in the noise environment space of substation, and a reference vector microphone is fixed to continuously sample the noise field at the selected locations. The signal collected by microphone is calibrated in frequency domain, and the data is equivalent to the signal collected by a larger array at the corresponding time. The larger array aperture is synthesized to realize the high-precision localization of low-frequency noise sources.

【技术实现步骤摘要】
基于矢量传声器阵列的低频噪声源高精度定位方法
本专利技术属于噪声测量和阵列信号处理领域，涉及近场条件下矢量麦克风阵列的低频噪声源的高精度定位，具体为基于矢量传声器阵列的低频噪声源高精度定位方法。
技术介绍
输变电工程的噪声污染治理已经成为当今电力工业环保的新热点。噪声治理的方式可以分为以下三类：控制噪声源、控制传播途径和保护接收者。这三者中，控制噪声源是最为有效的方法。控制噪声源首先要通过测量的方式来确定噪声源的位置。噪声的测量方法主要有传统测量方法与基于阵列信号处理的方法。传统的测量方法主要有隔声法、部分运转法和表面振速法等。(1)隔声法是在整套设备正常运行的状态下通过隔离部分发声设备来测量某部位的噪声。这种方法无法得到精确的噪声分布，此外，低频噪声的完全隔离是很难实现的。(2)部分运转法则是只运行部分设备，然后测量该部分的噪声，从而确定主要噪声源。这种方法无法得知整套设备运行时的噪声分布情况。(3)表面振速法是通过测量振动物体表面的振动速度来确定声源的位置。这种方法的测量精度比较低。基于阵列信号处理的方法主要有常规波束形成方法、高分辨波束形成方法和合成孔径方法等。(1)常规波束形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于矢量传声器阵列的低频噪声源高精度定位方法，其特征在于，利用矢量传声器阵列在变电站的噪声环境空间中不同位置采集宽带噪声信号，同时固定一个参考矢量传声器在选定的位置处连续采样噪声场，通过将阵列采集的信号与参考矢量传声器采集的信号在频域进行相位校准，将数据等效为一个较大的阵列在对应时刻所采集到的信号，从而合成较大的阵列孔径，实现对低频噪声源的高精度定位。

【技术特征摘要】
1.基于矢量传声器阵列的低频噪声源高精度定位方法，其特征在于，利用矢量传声器阵列在变电站的噪声环境空间中不同位置采集宽带噪声信号，同时固定一个参考矢量传声器在选定的位置处连续采样噪声场，通过将阵列采集的信号与参考矢量传声器采集的信号在频域进行相位校准，将数据等效为一个较大的阵列在对应时刻所采集到的信号，从而合成较大的阵列孔径，实现对低频噪声源的高精度定位。2.根据权利要求1所述的基于矢量传声器阵列的低频噪声源高精度定位方法，其特征在于，具体的包括如下步骤：步骤1，选定并记录若干空间位置作为矢量传声器阵列的测量点，并指定一处固定位置作为参考矢量传声器的测量点；步骤2，将矢量传声器阵列在选定的位置处依次对噪声采样，同时参考矢量传声器在固定位置对噪声进行不间断采样；步骤3，记在第i个测量点采集到的第j个通道的数据为x(i,j)，参考矢量传声器上的同一时刻同类通道的数据记为xref，对两者分别作FFT处理，得到X(i,j)和Xref；则经过相位校准后的数据为，式中下标“calibrated”表示已经校准，L表示测量点的个数；步骤4，将L个测量点的所有测量数据按照步骤3中的方式处理之后，构造合成孔径阵列的数据协方差矩阵R，数据协方差矩阵R的第p行第q列元素Rp,q可按照下式求得其中，p＝i1N+j1，q＝...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴健，耿明昕，杨坤德，吕平海，路达，申晨，赵明宇，樊创，韩文，赵亚林，王绿，
申请(专利权)人：国网陕西省电力公司电力科学研究院，西北工业大学，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61