二维声源定位系统、方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本申请公开了一种二维声源定位系统、方法、装置及存储介质，属于声源定位技术领域。二维声源定位系统中的声源设备用于产生声音信号；测量设备包括分光计、两个收音头和示波器，两个收音头呈直线阵列对称分布在分光计的横梁上，示波器分别与两个收音头中的声音传感器相连，每个声音传感器用于将采集到的声音信号转化为电信号后输出给示波器，示波器用于以图形形式显示两个声音传感器的电信号以及两个电信号的差值信号，以数值形式显示峰峰值；当调整分光计以使差值信号的波形为一条直线且峰峰值为0时，利用三角测量原理对两个分光计的角度和距离进行计算，得到声源设备的位置。本申请可以简化声源设备的定位算法，精度优良，成本低，容易实现。容易实现。容易实现。

【技术实现步骤摘要】
二维声源定位系统、方法、装置及存储介质


[0001]本申请涉及声源定位
，特别涉及一种二维声源定位系统、方法、装置及存储介质。

技术介绍

[0002]声源定位技术在日常生活和生产当中起到非常重要的作用。比如，安防机器人听到某个方向的声音比较大时，需要将摄像头对准该方向进行录像；服务机器人需要确定说话人的方位，以便面对服务对象进行对话；远程会议系统需要确定参会发言者的位置，以便控制摄像头对发言者进行特写，将其近景视频传输至远程端，达到更好的直播效果。
[0003]相关技术中，可以结合VAD算法和改进SRPPHAT算法，并且采取azimuth角和elevation角分步定位的方法来计算定位二维声源。然而，上述二维声源定位方法的计算较为复杂，不容易实现。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种二维声源定位系统、方法、装置及存储介质，用于解决现有的二维声源定位方法的计算较为复杂，不容易实现的问题。所述技术方案如下：
[0005]一方面，提供了一种二维声源定位系统，所述二维声源定位系统包括声源设备和两个测量设备；
[0006]所述声源设备用于产生声音信号；
[0007]所述测量设备包括分光计、两个收音头和示波器，两个收音头呈直线阵列对称分布在所述分光计的横梁上，所述示波器分别与两个收音头中的声音传感器相连，每个声音传感器用于将采集到的声音信号转化为电信号后输出给所述示波器，所述示波器用于以图形形式显示两个声音传感器的电信号以及两个电信号的差值信号，以数值形式显示峰峰值；
[0008]当调整所述分光计以使所述差值信号的波形为一条直线且所述峰峰值为0时，利用三角测量原理对两个分光计的角度和距离进行计算，得到所述声源设备的位置。
[0009]在一种可能的实现方式中，所述声源设备包括DDS函数发生器和扩音器，所述扩音器用于输出所述DDS函数发生器产生的声音信号。
[0010]在一种可能的实现方式中，所述测量设备还包括直流稳压电源，所述直流稳压电源分别与两个收音头中的声音传感器相连，且所述直流稳压电源用于为两个声音传感器提供直流电源。
[0011]在一种可能的实现方式中，所述收音头还包括悬架、O型圈、滑车和接线端子。
[0012]在一种可能的实现方式中，所述分光计是基于双耳强度差定向原理改装的。
[0013]一方面，提供了一种二维声源定位方法，所述方法包括：
[0014]当二维声源定位系统中的示波器以图形形式显示两个声音传感器的电信号以及两个电信号的差值信号，以数值形式显示峰峰值时，对分光计的角度进行调整；所述二维声
源定位系统是上述二维声源定位系统，所述电信号是所述声音传感器对所述声源设备产生的声音信号进行转换后得到的；
[0015]当调整到所述差值信号的波形为一条直线且所述峰峰值为0时，获取两个分光计的角度；
[0016]获取两个分光计的距离；
[0017]利用三角测量原理对两个分光计的角度和所述距离进行计算，得到所述声源设备的位置。
[0018]在一种可能的实现方式中，所述利用三角测量原理对两个分光计的角度和所述距离进行计算，得到所述声源设备的位置，包括：
[0019]生成由所述声源设备和两个分光计组成的三角形，其中，所述声源设备与第一分光计形成第一边，所述声源设备与第二分光计形成第二边，所述第一分光计与所述第二分光计形成第三边，所述第一边与所述第三边形成所述第一分光计的第一角度，所述第二边与所述第三边形成所述第二分光计的第二角度，所述第一边与所述第二边形成第三角度；
[0020]根据三角形内角和定理、所述第一角度和所述第二角度计算所述第三角度；
[0021]根据正弦定理对所述第一角度、所述第二角度、所述第三角度和所述第三边的边长进行计算，得到所述声源设备的位置。
[0022]在一种可能的实现方式中，所述根据正弦定理对所述第一角度、所述第二角度、所述第三角度和所述第三边的边长进行计算，得到所述声源设备的位置，包括：
[0023]利用正弦定理对所述第一角度、所述第三角度和所述第三边的边长进行计算，得到所述第二边的边长；
[0024]利用正弦定理对所述第二角度、所述第三角度和所述第三边的边长进行计算，得到所述第一边的边长；
[0025]根据所述第一边的边长和所述第二边的边长确定所述声源设备的位置。
[0026]一方面，提供了一种二维声源定位装置，所述装置包括：
[0027]调整模块，用于在二维声源定位系统中的示波器以图形形式显示两个声音传感器的电信号以及两个电信号的差值信号，以数值形式显示峰峰值时，对分光计的角度进行调整；所述二维声源定位系统是上述二维声源定位系统，所述电信号是所述声音传感器对所述声源设备产生的声音信号进行转换后得到的；
[0028]获取模块，用于在调整到所述差值信号的波形为一条直线且所述峰峰值为0时，获取两个分光计的角度；
[0029]所述获取模块，还用于获取两个分光计的距离；
[0030]计算模块，用于利用三角测量原理对两个分光计的角度和所述距离进行计算，得到所述声源设备的位置。
[0031]一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现如上所述的二维声源定位方法。
[0032]本申请提供的技术方案的有益效果至少包括：
[0033]基于双耳强度差定向原理对分光计进行改装，将两个收音头呈直线阵列对称分布在改装后的分光计的横梁上，这样，示波器可以以图形形式显示两个收音头的电信号以及两个电信号的差值信号，以数值形式显示峰峰值，然后，可以调整分光计的角度以使差值信
号的波形为一条直线且所述峰峰值为0，读取两个分光计的角度和距离，利用三角测量原理对两个分光计的角度和距离进行计算，得到声源设备的位置，可以利用硬件可靠的硬件技术简化声源设备的定位算法，精度优良，成本低，容易实现。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]图1是本申请示出的一种不同角度的双耳声强差的示意图；
[0036]图2是本申请示出的一种三角测量原理的示意图；
[0037]图3是本申请一个实施例提供的二维声源定位系统的示意图；
[0038]图4是本申请一个实施例提供的二维声源定位系统的示意图；
[0039]图5是本申请另一实施例提供的二维声源定位方法的方法流程图；
[0040]图6是本申请另一实施例提供的二维声源定位方法的流程示意图；
[0041]图7是本申请另一实施例提供的三角测量原理的示意图；
[0042]图8是本申请另一实施例提供的声源设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二维声源定位系统，其特征在于，所述二维声源定位系统包括声源设备和两个测量设备；所述声源设备用于产生声音信号；所述测量设备包括分光计、两个收音头和示波器，两个收音头呈直线阵列对称分布在所述分光计的横梁上，所述示波器分别与两个收音头中的声音传感器相连，每个声音传感器用于将采集到的声音信号转化为电信号后输出给所述示波器，所述示波器用于以图形形式显示两个声音传感器的电信号以及两个电信号的差值信号，以数值形式显示峰峰值；当调整所述分光计以使所述差值信号的波形为一条直线且所述峰峰值为0时，利用三角测量原理对两个分光计的角度和距离进行计算，得到所述声源设备的位置。2.根据权利要求1所述的二维声源定位系统，其特征在于，所述声源设备包括DDS函数发生器和扩音器，所述扩音器用于输出所述DDS函数发生器产生的声音信号。3.根据权利要求1所述的二维声源定位系统，其特征在于，所述测量设备还包括直流稳压电源，所述直流稳压电源分别与两个收音头中的声音传感器相连，且所述直流稳压电源用于为两个声音传感器提供直流电源。4.根据权利要求1所述的二维声源定位系统，其特征在于，所述收音头还包括悬架、O型圈、滑车和接线端子。5.根据权利要求1至4任一所述的二维声源定位系统，其特征在于，所述分光计是基于双耳强度差定向原理改装的。6.一种二维声源定位方法，其特征在于，所述方法包括：当二维声源定位系统中的示波器以图形形式显示两个声音传感器的电信号以及两个电信号的差值信号，以数值形式显示峰峰值时，对分光计的角度进行调整；所述二维声源定位系统是权利要求1
‑
5中任一所述的二维声源定位系统，所述电信号是所述声音传感器对所述声源设备产生的声音信号进行转换后得到的；当调整到所述差值信号的波形为一条直线且所述峰峰值为0时，获取两个分光计的角度；获取两个分光计的距离；利用三角测量原理对两个分光计的角度和所述距离进行计算，得到所述声源设备的位置。7.根据权利要求6所述的二维声源定位方法，其特征在于，所述利用三角测量原理对两个分光计...

【专利技术属性】
技术研发人员：薄春卫，黄河鸿，崔晧晔，纪子磊，冯赛，林怡雯，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：