基于激光多普勒的远距离非可视室内声源定位方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于激光多普勒的远距离非可视室内声源定位方法和系统，其中方法为：步骤1，将M个激光侦听设备分别设置于室外M个侦听监测点，使用M个侦听监测点上的激光侦听设备同步时间获取位于室内M个振动介质的振动信号；步骤2，将振动介质的振动信号转换为语音数字信号；步骤3，采用改进型PHAT加权广义互相关时延估计算法，计算参考振动介质接收声源信号与其他每个振动介质接收声源信号的时间差值，进而转换为参考振动介质至声源点与其他每个振动介质至声源点的距离差值；步骤4，根据各振动介质至声源的距离差值，计算声源点的坐标位置。本发明专利技术对远距离非可视的室内声源定位精度更高，应用范围广。应用范围广。应用范围广。

【技术实现步骤摘要】
基于激光多普勒的远距离非可视室内声源定位方法和系统


[0001]本专利技术涉及激光通信
，特别是涉及一种基于激光多普勒的远距离非可视室内声源定位方法和系统。

技术介绍

[0002]激光音频解析技术的理论研究已经有了有效成果，且在激光语音侦听领域已经形成了相应的产品，实现了远距离非可视目标语音侦听功能。目前，国内在这项技术的研究方法包括光杠杆法(反射式光斑移动法)、半导体激光自混频干涉法和激光多普勒频移干涉法。其中，激光多普勒频移干涉法相比其它两种方法具有探测精度更高，探测距离更远，抗干扰性更强等优点，因此成为一种更加主流的方法。但是目前所应用的激光多普勒频移干涉技术依然存在缺陷。第一，侦听受迫振动介质种类单一，主要为窗户玻璃。第二，无法实现目标声源信号的精确定位功能。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种基于激光多普勒的远距离非可视室内声源定位方法和系统，定位精度更高，应用范围广。
[0004]为实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种基于激光多普勒的远距离非可视室内声源定位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于激光多普勒的远距离非可视室内声源定位方法，其特征在于，包括：步骤1，将M个激光侦听设备分别设置于室外M个侦听监测点，使用M个侦听监测点上的激光侦听设备同步时间获取位于室内M个振动介质的振动信号；M≥4；步骤2，将振动介质的振动信号转换为语音数字信号；步骤3，采用改进型PHAT加权广义互相关时延估计算法，计算参考振动介质接收声源信号与其他每个振动介质接收声源信号的时间差值，进而转换为参考振动介质至声源点与其他每个振动介质至声源点的距离差值；步骤4，根据各振动介质至声源点的距离差值，计算声源点的坐标位置。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光侦听设备包括激光发射器、激光分束器、激光扩束器、激光反射镜、激光偏振分光棱镜、激光合束器、激光聚焦镜、2个激光探测器、激光解调光电转换器、数字信号采集卡、声光调制器、λ/2波片、发射接收器；所述激光侦听设备获取振动介质的振动信号的过程为：所述激光发射器输出激光，经激光分束器一分为二，其中一路光路经声光调制器AOM调制形成参考光，另一路光路经激光偏振分光棱镜和发射接收器获取由振动介质反射形成的信号光；信号光和参考光经激光合束器合束混频后，由激光探测器接收，并经过激光解调光电转换器将光信号转换为电信号，最终通过数字信号采集卡采样获得振动信号。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述激光侦听设备获取到的振动信号表示为：式中，L为振动介质受到声源声波的激励而产生的受迫振动位移，λ为激光波长，I1和I2分别为：激光侦听设备内的2个激光探测器接收到的信号光信号和参考光信号经激光解调光电转换器转换得到的电信号。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3的具体计算过程为：步骤3.1，对每路语音数字信号I
i
(n)，进行离散傅里叶变换得到I
i
(k)：I
i
(k)＝DFT{I
i
(n)}其中，i＝1，2，3，4分别对应于4个振动介质A、B、C、D；步骤3.2，将参考振动介质A对应的离散傅里叶信号I1(k)与其他振动介质B、C、D对应的离散傅里叶信号I
j
(k)的共轭复数两两相乘，得到复乘积I
1j
(k)：其中，j＝2，3，4；步骤3.3，将复乘积I
1j
(k)除以其模值，得到中间参数(k)除以其模值，得到中间参数步骤3.4，保留语音兴趣域频段ROI∈[f
roi_min
，f
roi_max
]，将其它频段值置零：其中，f
roi_min
，f
roi_max
分别为语音兴趣域频段ROI的下限与上限，hz(k)为频率点k对应的实际频率，hz(k)＝k*(fs/N)，fs为语音数字信号的采样率，N为语音数字信号的长度，即采
样点个数；步骤3.5，对进行离散傅里叶逆变换，得到中间参数进行离散傅里叶逆变换，得到中间参数步骤3.6，计算参考振动介质A至声源点S与振动介质B、C、D至声源点S的距离差值：步骤3.6，计算参考振动介质A至声源点S与振动介质B、C、D至声源点S的距离差值：步骤3.6，计算参考振动介质A至声源点S与振动介质B、C、D至声源点S的距离差值：式中，R

【专利技术属性】
技术研发人员：周博茂，郭璠，耿俊凯，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：