平面阵列识别声源三维坐标的方法技术

本发明专利技术提供的是一种采用平面阵列识别定位声源三维坐标的方法。基于球面波声场模型，采用波束形成方法，以三维空间网格化后的网格交点作为重构点，进行不同距离的平面声场重构，比较沿距离方向（即z方向）上不同重构面的波束形成器的输出值，最大输出值对应的z轴坐标，即确定为声源的距离。最后根据声源距离对应的重构面上波束形成器输出的最大值点，确定声源在x和y轴坐标。本发明专利技术的优点在于可用二维的平面阵列，识别声源的三维坐标，可直接应用于现有的仅能识别声源两维坐标的平面阵列声全息设备上，实验已验证了该发明专利技术方案的有效性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于结构声学、气动声学、水声学、信号处理、图像处理、噪声一振动控制等交叉领域，具体的说是一种采用平面阵列识别声源三维坐标的波束形成方法。
技术介绍
准确识别定位飞机、高铁、船舶及汽车等复杂系统的噪声源是实现对其有效降噪的前提，近年来，利用传感器阵列对噪声源精确地识别定位是一个重要的技术。目前常用的声源识别定位方法有近场声全息方法和波束形成的方法，近场声全息方法对于中低频率的声源，特别是结构噪声源具有较高的空间分辨率。然而，当声源为高频，且不能在声源近距离进行全息测量时，波束形成方法将成为一种有效的声源识别定位方法。本专利技术应用于声源的识别定位，现有波束形成方法和技术的局限性有(1)需要人工提供传感器阵列与声场搜索面之间的距离，才能确定声源在X和y方向的位置，由于提供的距离是人为估计的结果，无法准确定位事先未知声源在三维空间中的真实位置；(2)无法自动给出复杂对象及复杂结构表面的声源的分布状况。
技术实现思路
本专利技术的目的就是在现有的2维波束形成的基础上，智能地确定声源在第三维z·方向上的位置。本专利技术提出的识别声源三维坐标的波束形成方法，可应用于任何传声器分布的、任何外轮廓形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用平面阵列识别声源三维坐标的方法，其特征在于：按如下步骤进行：（1）设定初始声场重构面距平面阵列的距离z=z0，截至距离zN以及z方向的搜索步长其中N为整数；（2）将x和y坐标确定的声场重构面在感兴趣的矩形区间内进行声场网格化，假设共产生了P×Q个节点；（3）将网格的节点即重构点作为假定声源的空间位置(x,y,z)，确定声波传播到不同传声器时产生的时延。重构点距参考传声器的距离为|r|，其表达式为：|r|=(x-x0)2+(y-y0)2+(z-z0)2第m个传感器的坐标为(xm,ym,zm)，重构点距第m个传声器的距离为|rm|，其表达式为：|rm|=(x-xm)2+(y-ym)2+(z...

【技术特征摘要】
1.一种采用平面阵列识别声源三维坐标的方法，其特征在于按如下步骤进行 (O...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢奂采，李春晓，金江明，丁浩，梅东挺，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：