基于传声器阵列的机器人声源定位系统

随着计算机技术和信号处理技术的发展,各种具有特殊功能的机器人应用到人们的生产生活中。听觉系统可以弥补机器人视觉系统存在的不足,使机器人在黑暗或有障碍物遮挡的环境中,利用声音信息感知环境中存在的目标,并对其定位,辅助机器人工作,尤其在灾难现场搜救、军事等领域,声源定位系统具有独特的优势。针对机器人声源定位系统进行研究,设计了基于传声器阵列的机器人声源定位系统,采用平面四元传声阵列,利用广义互相关算法,实现对声源的定位,具有较高的实用价值。     

用于阵列流型快速测量的宽带方法

阵列流型是传声器阵列信号处理的重要参数,直接影响阵处理性能。阵列流型与传声器的一致性、阵列结构和使用环境等密切相关,已有方法按照频率和角度逐一完成测量,但耗时是密集频率宽带测量的突出问题。论文提出了一种传声器阵列流型宽带测量方法：通过分析宽带信号在离散傅里叶变换之后各频率数据的相关性,提出根据非相关性原则构造宽带测量源信号,并在数据处理中运用FFT算法,综合实现了阵列流型的快速测量。通过在半消声室内的实测证明了论文方法的高效性。方法具有重要的工程应用价值。     

基于机器人听觉的声源定位策略

针对机器人听觉定位,提出了五个传声器组成的阵列作为机器人的耳朵,其中四个传声器组成的平面阵确定声源空间位置,另外一个传声器辅助完成声源位于机器人前后方的判断,并在改进的时延算法上实现声源的空间定位。系统在室内环境下测试,实验结果证明在混响环境下机器人可以实现空间声源定位,该方法具有实时实现的有效性和应用性。     

平面声场中四传声器阵列理论精度的对比分析

主要探讨了两种四传声器阵列的理论精度,针对相应的传声器布置形式进行数值计算,比较了正四面体和直角四面体传声器探头在不同工况下的幅值误差和方向误差。结果表明,在平面波作用下,1~4 k Hz范围内正四面体传声器的幅值误差小于直角四传声器,且两者均小于1 d B,外接球心位置的幅值精度在高频段优势明显;当频率小于5 k Hz时,方向误差均控制在2°以内,因此可以满足相关的建筑声学测试要求。     

单兵反狙击声频探测与定位技术概述

基于传声器阵列的反狙击声频探测系统在实时确定敌方枪手位置方面明显优于其他探测手段,能够确保快速精确反应和有效威慑敌人,抑制恐慌蔓延.肩配式单兵反狙击声频探测与定位系统已在北约军队列装和普及,在城市反恐、维和行动中战果显著.介绍了国内外相关技术的发展现状及设计思想,并借助实测数据仿真验证了国外现有系统技术指标的理论可行性和常见对抗手段的无效性.     

基于传声器阵列的语音增强技术

介绍了几种传声器阵列语音增强算法,包括固定波束形成、自适应波束形成、传声器阵后维纳滤波,并对各算法的性能和特点进行了分析。同时,对近几年基于传声器阵的语音增强技术的发展趋势进行了简单介绍。     

一种平面传声器阵列在声源定位中的研究

空域中声源定位主要利用传声器阵列到达时间差(TDOA)技术实现,为避免阵列自身精度对测量的影响和复杂的计算,提出一种便捷的平面十字形传声器阵列模型,分析声源定位TDOA技术和模型在三维空间中的应用,给出了定位算法和误差公式,论证了模型在构造、计算方面的优势。系统虽在精度等方面有待进一步提高,但对无源定位的方法和阵列构造有较强的实用价值,在各类阵列技术领域中有广泛的应用前景。     

运用内积相关性结合迭代相减识别两点声源

提出运用内积相关性识别两点声源的新方法,通过在声源面上构造虚拟声源,计算虚拟声源在传声器阵列上的声压,构造虚拟声源的声压向量,将其归一化,与传声器实际测得的声压信号作内积运算,通过优化算法搜索内积模的极值,当内积模达到最大值时,根据内积相关性原理,识别出目标声源的位置。当声源间距离较近时,声源识别精度受到声源间的干扰影响,引入迭代循环算法降低声源相互干扰的影响,以传声器测量面上剩余的声压作为判断循环终止的条件。计算结果表明,利用内积相关性结合迭代循环相减算法能有效识别出两点声源。     

多媒体教室室内非相干噪声衰减研究

对室内声场来讲,传感器在感应到讲话者信号的同时,也会感应到室内的噪声信息,甚至扬声器重放的声音信号。因此,对听众来讲,就会使得演讲者的声音信号无论是清晰度还是可理解度都会受到或多或少的影响。给出一种基于传感器阵列的多媒体教室室内非相干噪声抑制方案,通过仿真,可以看出对噪声抑制的有效性,使室内声场更加稳定。     

阵列可视化噪声源检测中的声-光偏离校准方法研究

针对现有的阵列声成像的声-光偏离校准复杂性的问题,研究了一种传声器阵列声像图和视频图的偏离校准方法,该方法针对声-光偏离(平移、旋转和缩放)基本问题,推导出了校准偏离的公式.设计了一个声-光复合校准器,通过提取视频图像的光源中心坐标和声像图的声源中心坐标,得到一个校验的声-光坐标偏离值.根据不同位置的五次实验,得到五个校验的偏离值,再利用本文建立的校验模型计算出五个修正量,将这些修正量带入传声器阵列的声成像算法中即可实现传声器阵列的声－光偏离校准.实验结果表明该方法的误差度为0.12°,在允许的0.2°范围之内,可以作为传声器阵列声像图和视频图偏离校准的一般方法.