基于聲傳感器陣列的移動(dòng)目標(biāo)定位技術(shù)研究.pdf

1、目標(biāo)的聲源定位問題一直受到國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注，在軍事領(lǐng)域和民用領(lǐng)域中，對(duì)移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行定位的需求日益強(qiáng)烈。在一些實(shí)際應(yīng)用中，需要對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域中的特定聲源目標(biāo)進(jìn)行跟蹤和定位。
　　本文使用聲傳感器陣列進(jìn)行對(duì)移動(dòng)目標(biāo)的定位研究，首先對(duì)基于聲傳感器陣列的聲源定位技術(shù)進(jìn)行了總體概述，介紹了聲源定位技術(shù)的應(yīng)用背景，以及聲源定位技術(shù)的發(fā)展與意義，主要分析了聲源定位的原理，介紹了三種聲源定位的方法：基于可控波束形成器的聲源定位，基于高分辨率譜估計(jì)的聲

2、源定位，基于時(shí)延估計(jì)的聲源定位，并選擇基于時(shí)延估計(jì)的聲源定位方法為主要研究方向，分析研究了傳統(tǒng)的時(shí)延估計(jì)算法：廣義互相關(guān)函數(shù)法(GCC)和最小均方自適應(yīng)濾波法(LMS)，這兩種方法是計(jì)算聲音信號(hào)的到達(dá)時(shí)間差(TDOA)。根據(jù)獲得的到達(dá)時(shí)間差(TDOA)結(jié)合相應(yīng)的算法就可以計(jì)算出聲源目標(biāo)的位置信息。
　　根據(jù)以上的理論知識(shí)，本文設(shè)計(jì)了一套基于聲傳感器陣列的移動(dòng)目標(biāo)定位系統(tǒng)，主要使用四個(gè)聲音傳感器進(jìn)行聲音信號(hào)的收集，使用了基于ARM-

3、Cortex M3內(nèi)核的STM32系列高速單片機(jī)進(jìn)行聲音信號(hào)的處理，通過聲音傳感器與單片機(jī)系統(tǒng)的配合，計(jì)算到達(dá)時(shí)間差(TDOA)。根據(jù)單片機(jī)系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)的通信，獲得到達(dá)時(shí)間差(TDOA)的數(shù)據(jù)，優(yōu)化定位算法，使用MATLAB軟件根據(jù)到達(dá)時(shí)間差(TDOA)進(jìn)行運(yùn)算定位，計(jì)算出聲源目標(biāo)的位置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行快速定位。
　　最后，對(duì)移動(dòng)聲源目標(biāo)進(jìn)行定位實(shí)驗(yàn)，并通過與獲得到達(dá)時(shí)間差(TDOA)的傳統(tǒng)方法廣義互相關(guān)函數(shù)法進(jìn)行比較，驗(yàn)