一种三平面五元传声器阵列的声源定位方法技术

本发明专利技术公开了一种三平面五元传声器阵列的声源定位方法，具体步骤包括建立三平面五元传声器阵列模型；根据声源几何定位原理，推导单一五元传声器阵列声源方位计算公式；分别将平面阵列定位得出的两个俯仰角正弦、余弦值作为复合加权系数；引入三平面五元传声器阵列的声源定位方法计算出最终声源球坐标。本发明专利技术将融合算法运用到声源定位中，建立三平面五元传声器阵列进行研究，能够解决单面阵列容易出现的测量方位模糊问题，可以有效降低空间声源处于极端角度时对声源定位精度和稳定性的影响，大大提高声源定位的精确度和稳定性。

A Sound Source Location Method for Three-Plane Five-Element Microphone Array

The invention discloses a sound source location method of a three-plane five-element microphone array, which includes the following steps: establishing a three-plane five-element microphone array model; deducing a formula for calculating the azimuth of a single five-element microphone array based on the principle of sound source geometry location; taking two sinusoidal and cosine values of pitch angle obtained by the plane array location as composite weighting coefficients respectively; and introducing a three-plane five-element microphone array model. Source localization method of microphone array is used to calculate the final spherical coordinates of sound source. The method applies the fusion algorithm to the sound source location and establishes a three-plane five-element microphone array for research, which can solve the problem of ambiguity of measurement orientation easily occurring in a single-sided array, effectively reduce the influence of the spatial sound source at extreme angle on the accuracy and stability of the sound source location, and greatly improve the accuracy and stability of the sound source location.

【技术实现步骤摘要】
一种三平面五元传声器阵列的声源定位方法
本专利技术属于声源定位
，具体涉及一种三平面五元传声器阵列的声源定位方法。
技术介绍
信号是表示消息的物理量，人类可以通过信号收集环境中的重要信息，尤其是声源信号，它是由物体振动而发生的声波，也是声波通过任何物质传播形成的运动。声音作为一种波，频率在20Hz到20kHz之间的声音是可以被人耳识别的。因此，可通过接收声源信号并引入算法对目标声源进行定位。传声器阵列具有消除噪声和目标跟踪等功能，也可以用于被动接收声信号，使得采集声源信号进行研究变得富有实际意义。传声器阵列系统就是将一定数量的传声器按照一定的拓扑结构摆放而组成的系统，对接收到来自不同方向的空间声信号进行实时处理。近些年，随着传声器、物理学、数学和信号处理等学科领域技术的迅猛发展，传声器阵列的声源定位技术已得到国内外科研人员的广泛关注，开展了对传声器阵列设计和声源定位算法编写的声探测技术研究工作。国内方面，居太亮等人结合远场窄带信号的子阵算法和麦克风阵列信号处理的特点，提出麦克风阵列的声源三维定位子阵算法,把阵列分成两个位置不同的子阵并调节其位置,利用两个子阵的互相关矩阵,实现了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三平面五元传声器阵列的声源定位方法，其特征在于包括如下步骤：S1：建立包含X0Y、X0Z、Y0Z三个平面的五元立体传声器阵列模型；S2：分别计算声源S通过X0Y、X0Z和Y0Z三个平面内的传声器阵列得到的球坐标S0、S1和S2；S3：基于S0、S1和S2，利用融合算法计算得到声源S的球坐标。

【技术特征摘要】
1.一种三平面五元传声器阵列的声源定位方法，其特征在于包括如下步骤：S1：建立包含X0Y、X0Z、Y0Z三个平面的五元立体传声器阵列模型；S2：分别计算声源S通过X0Y、X0Z和Y0Z三个平面内的传声器阵列得到的球坐标S0、S1和S2；S3：基于S0、S1和S2，利用融合算法计算得到声源S的球坐标。2.根据权利要求1所述的一种三平面五元传声器阵列的声源定位方法，其特征在于所述步骤S1中的三平面五元传声器阵列模型包括7个传声器，分别是M0、M1、M2、M3、M4、M5、M6，其中，M0位于原点(0,0,0)处，以M0为基准传声器，其余6个传声器坐标分别为:M1(a，0，0)、M2(0，a，0)、M3(-a，0，0)、M4(0，-a，0)、M5(0，0，a)、M6(0，0，-a)，a为上述六个传声器与坐标原点之间的距离；X0Y平面内的4个传声器M1、M2、M3、M4与M0为第一个单面五元传声器阵列；X0Z平面内的4个传声器M1、M3、M5、M6与M0为第二个单面五元传声器阵列；Y0Z平面内的4个传声器M2、M4、M5、M6与M0为第三个单面五元传声器阵列。3.根据权利要求2所述的一种三平面五元传声器阵列的声源定位方法，其特征在于所述步骤S2中计算S0的球坐标包括如下步骤：S31：利用X0Y平面内M1、M2、M3、M4与M0构成的第一个单面五元传声器阵列，设声源直角坐标参数为S0(x0，y0，r0),球坐标为利用S与M0、M1、M2、M3、M4距离公式，推导出S0(x0，y0，r0):其中，τ10、τ20、τ30、τ40为声源S传播到M1、M2、M3、M4与M0的时延值，c为声源S产生的声波的传播速度，m0＝τ10+τ20+τ30+τ40,n0＝τ102+τ202+τ302+τ402；S32：根据转换公...

【专利技术属性】
技术研发人员：行鸿彦，杨旭，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32