【精编】声源定位.docx

声源定位篇一：声源定位系统开题报告燕山大学本科毕业（）开题课题名称：声源定位系统学院（系）：信息科学与工程学院年级专业：12级电子信息工程学生姓名：陈坤朋指导老师：练秋生教授完成日期：2016/3/18一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依照和意义与许多技术一样，声源定位技术也是领先被应用于军事领域。早在第一次世界大战期间，人们就开场利用火炮发射时的响声来测定敌方火炮的方位。随着科学技术的飞速开展，人们对声源定位的需求也在日益提高，声源定位的测量范围与定位精度都有了特别大程度的提高，其应用领域也随之扩展。除了在军事领域接着大展身手以外，声源定位技术还被广泛应用于电视会议，工业降噪，安防系统，机器人听觉等领域。二十世纪八十年代以来，声源定位技术逐步成为一项研究热点，世界各国纷纷投入大量人力、物力从事这方面的研究，科研成果如雨后春笋，层出不穷[1]。在硬件方面，麦克风阵列在声音采集领域中得到了广泛应用，通过处理采集到的阵列信号，人们能够提取目的声源的空间特征信息。麦克风阵列是由多个麦克风构成的，有一定几何形状的阵列。它能够同时采集空间中不同位置的声音信号具有特别强的空间选择性，较强的干扰抑制才能，能够灵敏地进展波束操纵[2]。在声源定位技术方面，国外的起步要早于国内，当时被广泛应用的领域是军事领域。到目前，安装并正在使用声探测系统的国家有美国、以色列、日本和瑞典等等。广泛应用的声探测系统有AEWS声探测预警系统消费于以色列拉斐而公司，Helisearch直升机声探测系统消费于瑞典，PALS定位系统消费于美国的ISC公司。声探测技术的原理是通过微小基阵传声阵列被动的检测具有明显特征的声音信号的方位和间隔。而且，受基阵阵元间距严峻的限制了小基阵探测的精度，为了能够自由改变阵元间距，采纳了小型基阵，其精度高达1米数量级。该技术的实现，使得单兵头盔式声测定位系统和车载声探测小基阵等在国外的军事领域中备受青睐[3]。国内对这方面的研究起步较晚，理论研究与实际应用都还比拟落后。目前，电子科技大学等高校正基于麦克风阵列的近场三维定位算法进展了理论研究，并预备在硬件上实现[4]。泛华测控推出了基于8*8麦克风阵列的噪声定位分析系统。不过总的来说，国内的研究大都处于实验室阶段，与工程应用阶段还有一定的间隔。因而，在市场上，面向民用的声源定位的产品并不多见。二、研究的根本内容，拟处理的主要咨询题声源定位技术研究涉及声学、信号检测、数字信号处理、电子学、软件设计等诸多技术领域，在诸多军用和民用西东中具有极其重要的意义，对军事系统中，它有助于武器的准确打击，为最终摧毁对方提供有力保证；就民用系统来说，能够为目的提供可靠的效劳，起到平安保障作用。声源定位技术具有被动探测方式、不受通讯条件干扰、可全天候工作的特点，但由于声源定位环境的复杂性，再加之信号采集过程中不可防止的给语音信号掺进了各种噪声干扰，都是的定位咨询题成为了一个极具挑战性的研究课题。本次研究得根本内容：设计一个基于单片机的声源定位系统，采纳了麦克风阵列定位的方式利用时延可能技术对二维平面内的声源信号进展定位。系统包括：声响模块、接受模块、信号处理模块。本次设计主要处理的咨询题是利用单片机定位生源的位置。声源发出声音，麦克风阵列接收后发送给信号处理模块，信号处理模块依照广义互相关算法计算声源位置，显示在显示屏上。三、研究步骤、方法及措施，理解硬件的工作流程如图3-1所示图3-1硬件系统流程图声源定位系统的实现程序的根本流程图如图3-2所示:图3-2程序流程图从程序流程图中可知，系统的软件主要包括:初始化子程序，数据读取子程序，时域滤波子程序，时延可能子程序以及坐标的计算与输出子程序。四、设计比照方案1：基于51系列单片机51系列单片机具有完好的按位操作系统；具有乘法及除法指令，方便编程；具有二进制—十进制的调整指令，方便十进制的计量；I/O脚的设置及使用方法简单。方案2：基于MSP430系列单片机MSP430系列单片机具有强大的数据处理才能，飞速的运转速度、功能耗量特别低、具有特别多片内资源、高效便利的开发环境。方案比照：篇二：在声源定位的算法中,系统提供了四种算法,它们是：在声源定位的算法中，系统提供了四种算法，它们是：1.2.3.4.[1]，平面正方形[1]，[1]，[2]。【1】归一正方形算法如图，传感器阵列采纳正方形，传感器的位置坐标为（L，L），（-L，L），（-L，-L），（L，-L）。那么声源位置（x，y）可由下式算出（式中2L为正方阵的边长，Δt1，Δt2，Δt3分别为传感器2，3，4相关于1的时差，c是传播速度）：【2】平面正方形算法如图，正方形陈列由x和y轴的传