本发明专利技术提供了一种基于阵列信号处理的声源定位方法、装置、系统、计算机设备和存储介质，其中，其方法包括：获取目标区域的声源信号以及所述目标区域的声源采集设备信息；根据所述阵列信息以及预设的平面间距信息和阵面距离信息，确定聚焦网格声源平面；基于所述聚焦网格声源平面，对所述声源信号做信号处理，确定所述声源信号的波束矩阵信息；通过预设的声源模型对所述波束互谱矩阵进行升幂计算，以确定所述声源信号的第一波束输出结果；对所述第一波束输出结果进行反卷积计算，以确定所述声源信号的定位信息。通过本发明专利技术，解决了声源定位不准确的问题，进而达到了提高声源定位精确度的效果。度的效果。度的效果。
【技术实现步骤摘要】
基于阵列信号处理的声源定位方法、装置及系统
[0001]本专利技术实施例涉及声源定位领域，具体而言，涉及一种基于阵列信号处理的声源定位方法、装置、系统、存储介质及电子装置。
技术介绍
[0002]在电力、天然气等行业中，确保设备的正常工作极其重要。
[0003]一些设备在发生故障时会伴有噪声的产生，不同的设备发生故障时会产生不同频率范围的噪声源，因此可以通过监听噪声源来对设备状态进行监测和以及进行故障诊断。
[0004]例如：输气管道上的阀门产生微小泄漏时会产生超声信号，频率在20kHz到60kHz之间；高压线上电晕放电产生的噪声源频率在11kHz到14kHz之间。
[0005]然而现有的噪声源定位方法通常存在图分辨率或空间分辨率较低的问题，影响了声源定位的定位精度。
技术实现思路
[0006]本专利技术实施例提供了一种基于阵列信号处理的声源定位方法、系统、存储介质及电子装置，以至少解决相关技术中声源定位不准确的问题。
[0007]根据本专利技术的一个实施例，提供了一种基于阵列信号处理的声源定位方法，包括：获取目标区域的声源信号以及所述目标区域的声源采集设备信息，其中，所述声源采集设备信息包括声源信号采集设备的阵列信息，所述声源信号是通过声源信号采集设备采集得到的；根据所述阵列信息以及预设的平面间距信息和阵面距离信息，确定聚焦网格声源平面；基于所述聚焦网格声源平面，对所述声源信号做信号处理，确定所述声源信号的波束矩阵信息，其中，所述波束矩阵信息包括所述声源信号的波束互谱矩阵；通过预设的声源模型对所述波束互谱矩阵进行升幂计算，以确定所述声源信号的第一波束输出结果；对第一波束输出结果进行反卷积计算，以确定所述声源信号的定位信息。
[0008]在一个示例性实施例中，所述通过预设的声源模型对所述波束互谱矩阵进行升幂计算，以确定所述声源信号的第一波束输出结果包括：对所述波束互谱矩阵进行特征分解处理，以得到所述波束互谱矩阵的第一矩阵，其中，所述第一矩阵均包含所述波束互谱矩阵的特征值；基于第一波束形成模型，对所述第一矩阵进行第一升幂计算，以得到第一升幂结果，其中，所述声源模型包括所述第一波束形成模型；基于所述第一波束形成模型，对所述第一升幂结果进行第二升幂计算，以得到第一声源分布；基于所述第一声源分布以及第二波束形成模型，对所述第二波束形成模型中的点
扩散函数进行第三升幂计算以得到第一波束输出结果，其中，所述声源模型包括所述第二波束形成模型。
[0009]在一个示例性实施例中，在所述基于第一波束形成模型，对所述第一矩阵进行第一升幂计算之前，所述方法还包括：基于所述平面间距信息和阵面距离信息，获取所述聚焦网格声源平面的历史迭代信息；基于历史迭代信息，确定幂指数，其中，所述第一升幂计算是基于所述幂指数执行的。
[0010]根据本专利技术的一个实施例，提供了一种基于阵列信号处理的声源定位装置，包括：信息采集模块，用于获取目标区域的声源信号以及所述目标区域的声源采集设备信息，其中，所述声源采集设备信息包括声源信号采集设备的阵列信息，所述声源信号是通过声源信号采集设备采集得到的；平面确定模块，用于根据所述阵列信息以及预设的平面间距信息和阵面距离信息，确定聚焦网格声源平面；矩阵确定模块，用于基于所述聚焦网格声源平面，对所述声源信号做信号处理，确定所述声源信号的波束矩阵信息，其中，所述波束矩阵信息包括所述声源信号的波束互谱矩阵；迭代计算模块，用于通过预设的声源模型对所述波束互谱矩阵进行升幂计算，以确定所述声源信号的第一波束输出结果；定位模块，用于以确定所述声源信号的定位信息。
[0011]在一个示例性实施例中，所述迭代计算模块包括：特征分解单元，用于对所述波束互谱矩阵进行特征分解处理，以得到所述波束互谱矩阵的第一矩阵，其中，所述第一矩阵均包含所述波束互谱矩阵的特征值；第一升幂单元，用于基于第一波束形成模型，对所述第一矩阵进行第一升幂计算，以得到第一升幂结果，其中，所述声源模型包括所述第一波束形成模型；第二升幂单元，用于基于所述第一波束形成模型，对所述第一升幂结果进行第二升幂计算，以得到第一声源分布；第三升幂单元，用于基于所述第一声源分布以及第二波束形成模型，对所述第二波束形成模型中的点扩散函数进行第三升幂计算以得到第一波束输出结果，其中，所述声源模型包括所述第二波束形成模型。
[0012]在一个示例性实施例中，所述装置还包括：历史信息采集模块，用于在所述基于第一波束形成模型，对所述第一矩阵进行第一升幂计算之前，基于所述平面间距信息和阵面距离信息，获取所述聚焦网格声源平面的历史迭代信息；幂指数确定模块，用于基于历史迭代信息，确定幂指数，其中，所述第一升幂计算是基于所述幂指数执行的。
[0013]根据本专利技术的一个实施例，提供了一种基于阵列信号处理的声源定位系统，包括：声源采集设备，用于采集目标区域的声源信号，所述声源采集设备呈多臂螺旋分布，所述声源采集设备之间的距离小于等于0.02m；
声信号处理模块，用于通过预设的声源模型对波束互谱矩阵进行升幂计算，以确定所述声源信号的第一波束输出结果，并对第一波束输出结果进行反卷积计算，以确定所声源信号的定位信息；成像模块，用于对所述定位信息进行成像处理。
[0014]根据本专利技术的又一个实施例，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行上述方法实施例中的步骤。
[0015]根据本专利技术的又一个实施例，还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述方法实施例中的步骤。
[0016]通过本专利技术，由于通过声源模型对波束互谱矩阵进行升幂迭代，并根据迭代计算的第一波束输出结果进行反卷积计算，既减少了声源信号中旁瓣对于定位过程的干扰，又增加了波束输出的动态范围，从而提高了定位精度，因此，可以解决定位精度低的问题，达到提高定位精度的效果。
附图说明
[0017]图1是本专利技术实施例的一种基于阵列信号处理的声源定位方法的流程图；图2是本专利技术实施例的一种基于阵列信号处理的声源定位装置的结构框图；图3是本专利技术具体实施例的延时求和波束形成示意图；图4是本专利技术具体实施例的仿真效果图一；图5是本专利技术具体实施例的仿真效果图二；图6是本专利技术具体实施例的仿真效果图三；图7是本申请实施例提供的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
[0018]下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术的实施例，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0019]实施例1请参阅图1，为本申请实施例提供的一种基于阵列信号处理的声源定位方法的一个流程示意图，所述一种基于阵列信号处理的声源定位方法，包括：步骤S101，获取目标区域的声源信号以及所述目标区域的声源采集本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于阵列信号处理的声源定位方法，其特征在于，包括：获取目标区域的声源信号以及所述目标区域的声源采集设备信息，其中，所述声源采集设备信息包括声源信号采集设备的阵列信息，所述声源信号是通过声源信号采集设备采集得到的；根据所述阵列信息以及预设的平面间距信息和阵面距离信息，确定聚焦网格声源平面；基于所述聚焦网格声源平面，对所述声源信号做信号处理，确定所述声源信号的波束矩阵信息，其中，所述波束矩阵信息包括所述声源信号的波束互谱矩阵；通过预设的声源模型对所述波束互谱矩阵进行升幂计算，以确定所述声源信号的第一波束输出结果；对所述第一波束输出结果进行反卷积计算，以确定所述声源信号的定位信息。2.根据权利要求1所述基于阵列信号处理的声源定位方法，其特征在于，所述通过预设的声源模型对所述波束互谱矩阵进行升幂计算，以确定所述声源信号的第一波束输出结果包括：对所述波束互谱矩阵进行特征分解处理，以得到所述波束互谱矩阵的第一矩阵，其中，所述第一矩阵均包含所述波束互谱矩阵的特征值；基于第一波束形成模型，对所述第一矩阵进行第一升幂计算，以得到第一升幂结果，其中，所述声源模型包括所述第一波束形成模型；基于所述第一波束形成模型，对所述第一升幂结果进行第二升幂计算，以得到第一声源分布；基于所述第一声源分布以及第二波束形成模型，对所述第二波束形成模型中的点扩散函数进行第三升幂计算以得到第一波束输出结果，其中，所述声源模型包括所述第二波束形成模型。3.根据权利要求2所述基于阵列信号处理的声源定位方法，其特征在于，在所述基于第一波束形成模型，对所述第一矩阵进行第一升幂计算之前，所述方法还包括：基于所述平面间距信息和阵面距离信息，获取所述聚焦网格声源平面的历史迭代信息；基于历史迭代信息，确定幂指数，其中，所述第一升幂计算是基于所述幂指数执行的。4.一种基于阵列信号处理的声源定位装置，其特征在于，包括：信息采集模块，用于获取目标区域的声源信号以及所述目标区域的声源采集设备信息，其中，所述声源采集设备信息包括声源信号采集设备的阵列信息，所述声源信号是通过声源信号采集设备采集得到的；平面确定模块，用于根据所述阵列信息以及预设的平面间距信息和阵面距离信息，确定聚焦网格声源平面；矩阵确定模块，用于基于所述聚焦网格声源平面，对所述声源信号做信号处理，确定所述声源信号的波束矩阵信息，其中，所述波束矩阵信...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵慎，李伟，诸浩冉，覃业梅，廖一霏，刘姿琪，李吉祥，
申请(专利权)人：湖南工商大学，
类型：发明
国别省市：
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