一种用于声源定位的旋转麦克风阵列装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于声源定位的旋转麦克风阵列装置，包括静止设置的麦克风和旋转设置的麦克风，每个麦克风采集的声音信号传输到数据采集器；所述旋转设置的麦克风包括一个旋转阵列架，旋转阵列架上固定设置有若干个麦克风，旋转阵列架与电机的动力输出轴固定连接，由电机带动旋转阵列架做圆周运动；所述旋转阵列架的两侧分别设置有信号触发装置，旋转阵列架在两个信号触发装置之间进行旋转；本装置可在保证一定声源定位精度的情况下，采用一个静止麦克风和一个旋转麦克风，实现对包含多个频率、多个声源、变频率等复杂声场进行实时准确定位，本装置相对于以往声源定位装置，麦克风需求数目大大减少，可以大大降低声源定位装置成本。

【技术实现步骤摘要】
一种用于声源定位的旋转麦克风阵列装置
本专利技术涉及声学领域，尤其是涉及一种用于声源定位的旋转麦克风阵列装置。
技术介绍
从20世纪70年代开始，麦克风阵列开始应用于声源定位，并从最初的线性阵列、环形阵列发展到复杂二维及三维阵列。一般情况下，麦克风数目越多，声源定位精度越高。在工程应用上，对于麦克风性能要求较高，采用大量高性能麦克风组成的静止麦克风阵列虽然能够较好的定位声源，但是相应的成本也大大提高，不利于在实际场景中推广。对于普通消费领域，随着近年来人工智能技术的快速发展，声源定位技术在基于语音信号人机交互的智能设备中愈加重要，麦克风数目直接影响到智能设备的成本。较多的麦克风数目不利于产品成本的降低。专利技术专利（2014102675228）公开了一种基于自适应旋转对准的室内语音采集方法与装置，专利技术专利（2016103040955）公开了通过双麦克风阵列和扬声器配合的方案的声源定位系统和方法，专利技术专利（2016110469537）公开了利用麦克风获取语音信号的声源定位方法、装置及系统，专利技术专利（201620716980X）公开了利用分布式麦克风阵列进行声源定位系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种声源定位装置，可保证在较高的声源定位精准度的同时，大大减少麦克风需求数目，旨在解决现有大量麦克风高精度声源定位中由于麦克风数目需求较多导致的成本较高的问题。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种用于声源定位的旋转麦克风阵列装置，包括静止设置的麦克风和旋转设置的麦克风，每个麦克风采集的声音信号传输到数据采集器；所述旋转设置的麦克风包括一个旋转阵列架，旋转阵列架上固定设置有若干个麦克风，旋转阵列架与电机的动力输出轴固定连接，由电机带动旋转阵列架做圆周运动；所述旋转阵列架的两侧分别设置有信号触发装置，旋转阵列架在两个信号触发装置之间进行旋转。在上述技术方案中，所述麦克风与数据采集器之间的信号传输可以为有线传输，也可以为无线传输。在上述技术方案中，当采用有线传输时，在电机输出的转轴上设置有滑环引电器，旋转阵列架上的麦克风通过信号传输线连接到滑环引电器上。在上述技术方案中，所述滑环引电器包括与电机输出转轴固定连接的内环和与支撑装置连接的外环，所述内环与转轴同步转动。在上述技术方案中，当采用无线传输时，在旋转阵列架上设置有无线通信模块，旋转阵列架上的每个麦克风的信号通过无线通信模块输出。在上述技术方案中，所述旋转阵列架上沿着旋转径向设置有滑槽，所述麦克风通过连接件连接在滑槽内。在上述技术方案中，所述麦克风可以在滑槽内滑动，通过连接件可以将麦克风固定在滑槽内的不同位置，改变麦克风的旋转半径。在上述技术方案中，所述信号触发装置包括一个激光信号发射器和一个激光信号接收器，激光信号发射器和激光信号接收器相对立的设置在旋转阵列架两侧，数据采集器与激光信号采集进行信号连接。在上述技术方案中，激光信号发射器连续的发射激光由激光信号接收器接收，当旋转阵列架旋转到激光信号发射器与激光信号发射器之间，阻断激光信号接收器接收信号，激光信号接收器触发数据采集器采集旋转阵列架上当前麦克风的声音数据。在上述技术方案中，旋转阵列架在电机的带动下不间断的旋转，数据采集器根据旋转阵列架的旋转频率自动采集数据。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：与现有的声源定位装置中所采用的麦克风多数为静止麦克风阵列，在固定的空间位置布置麦克风获取声场信息；部分装置采用麦克风阵列进行声场测量时，麦克风每采集一组数据后，移动改变其位置后再进行数据采集，该装置不能够做到麦克风对数据的实时移动测量。本装置在声场数据采集过程中，麦克风阵列不间断旋转，获得旋转麦克风测量数据，本装置提供了一种全新的声源定位装置。本专利技术可在保证一定声源定位精度的情况下，采用一个静止麦克风和一个旋转麦克风，实现对包含多个频率、多个声源、变频率等复杂声场进行实时准确定位。本专利技术可以根据高分辨率、高动态范围的声源定位精度要求下，添加少量旋转麦克风，实现对复杂声源的实时高精度定位。本专利技术与现有声源定位技术相比，提供了一种全新的声源定位装置。现有的声源定位装置采用静止麦克风阵列，声源定位精度差，麦克风需求数目量大。本专利技术采用旋转麦克风阵列声源定位装置可以在大大减少麦克风使用数目的同时，准确定位声源位置。降低了声源定位装置的成本且提高了声源定位的精确度。附图说明本专利技术将通过例子并参照附图的方式说明，其中：图1是本专利技术的结构示意图；图2是信号传输连接示意图；图3是信号触发流程示意图；其中：1是电机，2是滑环引电器，3是电机转轴，4是无线模块，5是旋转阵列架，6是麦克风，7是数据采集器。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。实施例一如图1所示，旋转麦克风阵列装置包括一个电机、旋转阵列支架和滑环引电器；电机为可调速的电机，用于驱动旋转阵列架进行转动，旋转阵列架固定在电机的输出转轴上，电机可在一定转速范围内连续调速，调速后，转速在较短时间内达到设定转速，且电机转速稳定。旋转阵列架呈中心对称分布，阵列架中心连接电机转轴。阵列架上设置有滑槽，麦克风与对应夹头固定，夹头连接在滑槽内，通过麦克风夹头在滑槽内移动调节麦克风旋转半径。滑环引电器作为信号传输装置，用于连接旋转麦克风线缆与数据采集器线缆。滑环引电器内环固定于可调速电机转轴之上，滑环引电器内环与电机转轴同步旋转。滑环引电器线缆通道数满足需要，足以保证多个旋转麦克风信号传输需要。旋转麦克风信号通过信号传输线缆连接至滑环引电器内环信号接口端，由于阵列架与滑环引电器同步旋转，信号传输线缆不会发生缠绕。内环信号接口端通过滑环装置与外环信号接口端实现信号传输。外环信号接口端通过信号传输线缆连接至数据采集器。麦克风分别为多个旋转麦克风及单个静止麦克风，用于进行数据采集，旋转麦克风呈中心对称安装于旋转阵列架，麦克风距离旋转中心的距离具有一定的数学关系，麦克风经信号线缆连接至滑环引电器内环线缆，滑环引电器内环线缆通过滑环结构与滑环引电器外环线缆相连接，外环线缆连接至数据采集器，从而获得旋转麦克风测量信号。静止麦克风固定于静止装置，麦克风信号线缆直接与信号采集器连接。激光触发器用于触发信号采集，并实时标定阵列方位，激光信号发出端及接收端分别位于阵列架旋转平面两侧，阵列架在旋转过程中到达特定位置时，阵列架会阻挡激光通过，从而实现对麦克风信号采集的触发及阵列到达特定角度的时间记录。数据采集器用于采集信号，并通过激光触发装置触发采集信号，在阵列架旋转到特定角度时触发激光信号，实现对麦克风信号的触发采集。并通过激光装置实时记录阵列架再次旋转到达该角度时刻，将对应时间信息传输至信号采集器。实施例二在实施例一的基础上，去掉滑环引电器，将旋转麦克风的信号传输采用无线传输的模式，在旋转阵列架上设置一个无线传输模块，将旋转阵列架上的每一个麦克风通过信号传输线连接到无线传输模块通过无线方式将信号传输到数据采集器上。无论是上述的哪一种信号传输方式，通过本装置进行声源定位的时候都需要进行数据采集触发。因为本方案采取的是电机不间断的输出动力带动麦克风不停的进行旋转，因此，对于在旋转过程中的麦克风本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于声源定位的旋转麦克风阵列装置，其特征在于包括一个静止设置的麦克风和若干个旋转设置的麦克风，每个麦克风采集的声音信号传输到数据采集器；所述旋转设置的麦克风包括一个旋转阵列架，旋转阵列架上固定设置有若干个麦克风，旋转阵列架与电机的动力输出轴固定连接，由电机带动旋转阵列架做圆周运动；所述旋转阵列架的两侧分别设置有信号触发装置，旋转阵列架在两个信号触发装置之间进行旋转。

【技术特征摘要】
1.一种用于声源定位的旋转麦克风阵列装置，其特征在于包括一个静止设置的麦克风和若干个旋转设置的麦克风，每个麦克风采集的声音信号传输到数据采集器；所述旋转设置的麦克风包括一个旋转阵列架，旋转阵列架上固定设置有若干个麦克风，旋转阵列架与电机的动力输出轴固定连接，由电机带动旋转阵列架做圆周运动；所述旋转阵列架的两侧分别设置有信号触发装置，旋转阵列架在两个信号触发装置之间进行旋转。2.根据权利要求1所述的一种用于声源定位的旋转麦克风阵列装置，其特征在于所述麦克风与数据采集器之间的信号传输可以为有线传输，也可以为无线传输。3.根据权利要求2所述的一种用于声源定位的旋转麦克风阵列装置，其特征在于当采用有线传输时，在电机输出的转轴上设置有滑环引电器，旋转阵列架上的麦克风通过信号传输线连接到滑环引电器上。4.根据权利要求3所述的一种用于声源定位的旋转麦克风阵列装置，其特征在于所述滑环引电器包括与电机输出转轴固定连接的内环和与支撑装置连接的外环，所述内环与转轴同步转动。5.根据权利要求2所述的一种用于声源定位的旋转麦克风阵列装置，其特征在于当采用无线传输时，在旋转阵列架上设置有无线通信模块，旋转阵列架上的每个...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑谢，王勋年，陈正武，卢翔宇，黄奔，王勇，田浩，王俊伟，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51