一种基于旋转十字阵列的无人机声源定向装置及方法制造方法及图纸

本公开提供一种无人机声源定向装置及定向方法。装置包括：十字阵列、四个麦克风、处理装置和双自由度转向装置。四个麦克风分别位于十字阵列的四个端点，采集无人机的时域声压信号，处理装置计算出十字阵列的水平偏转角和俯仰偏转角，双自由度转向装置控制十字阵列进行相应旋转，以对准无人机。方法包括：利用麦克风获取无人机的时域声压信号，利用处理装置计算出十字阵列的水平偏转角和俯仰偏转角，利用双自由度转向装置控制十字阵列进行旋转。本公开的无人机声源定向装置及定向方法只用四个麦克风，成本较低；通过旋转可以实现360°无死角定向，任何方向都能达到最佳的分辨率，并且整体算法计算量较小，响应较快。

【技术实现步骤摘要】
一种基于旋转十字阵列的无人机声源定向装置及方法
本公开属于声源定向
，涉及一种无人机声源定向装置及定向方法。
技术介绍
近年来，无人机技术飞速发展，在其广泛应用于各行各业的同时也带来了很大的负面影响。例如无人机侵占航线，干扰飞行；无人机入侵政府企业机关等重要区域，侵犯隐私等。传统的安防监管主要依托于地面视频监控网络，低空安防能力相对滞后，难以应对以无人机为载体的非法活动。为了对无人机进行侦查和拦截，国内目前已有基于雷达、图像识别、无线信号等技术来探测无人机的方法，但是这些方法都具有不同程度的局限性。声源定向技术属于被动控制技术，相比于其他技术具有适用性强，结构简单，成本低的优点。现有的声源定向技术为了提高分辨率，会使用较多数量的麦克风或者在定向时可能会有部分盲区，当无人机从这些区域接近时，会出现定向不准甚至定向错误。因此，有必要提出一种使用较少麦克风且具有高分辨率的针对无人机的声源定向装置及测量方法。
技术实现思路
为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种无人机声源定向装置及定向方法。本公开采本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机声源定向装置，其特征在于：其包括：/n十字阵列；/n两组麦克风，每组的两个麦克风分别位于所述十字阵列的相对向的两个端点，每个麦克风距离所述十字阵列中心点的位置相等，用于分别同时采集无人机的时域声压信号；/n处理装置，对所述两组麦克风获取的时域声压信号进行处理，以计算出所述十字阵列的水平偏转角和俯仰偏转角；/n双自由度转向装置，控制所述十字阵列根据所述水平偏转角和所述俯仰偏转角进行旋转，使所述十字阵列的中心点与所述无人机的连线垂直于所述十字阵列所在的平面。/n

【技术特征摘要】
1.一种无人机声源定向装置，其特征在于：其包括：
十字阵列；
两组麦克风，每组的两个麦克风分别位于所述十字阵列的相对向的两个端点，每个麦克风距离所述十字阵列中心点的位置相等，用于分别同时采集无人机的时域声压信号；
处理装置，对所述两组麦克风获取的时域声压信号进行处理，以计算出所述十字阵列的水平偏转角和俯仰偏转角；
双自由度转向装置，控制所述十字阵列根据所述水平偏转角和所述俯仰偏转角进行旋转，使所述十字阵列的中心点与所述无人机的连线垂直于所述十字阵列所在的平面。


2.根据权利要求1所述的无人机声源定向装置，其特征在于：
每个麦克风的采样频率均相同，大于或等于10000Hz，采样时长小于或等于1秒。


3.根据权利要求1所述的无人机声源定向装置，其特征在于：
所述处理装置包括：
增采样模块，对所述两组麦克风获取的时域声压信号进行增采样；
滤波模块，对增采样后的两组时域声压信号进行滤波，保留预定频率范围内的声压信号分量；
计算模块，基于互相关算法计算出无人机的声音到达每组两个麦克风的时间延迟，根据所述时间延迟计算出声音到达每组两个麦克风的距离差，根据两组距离差采用双曲线近似模型计算出所述水平偏转角和所述俯仰偏转角。


4.根据权利要求3所述的无人机声源定向装置，其特征在于：
所述增采样模块采用插值法进行增采样，所述插值法选自傅里叶插值法、样条插值法或正弦函数插值法中的任意一种，所述插值法的插值因子为2倍插值、3倍插值或4倍插值。


5.一种无人机声源定向方法，其特征在于：其包括如下步...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜林，张吉，孙晓峰，景晓东，王晓宇，孙大坤，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11