分布式阵列声源定位方法的研究

发布时间：2017-05-28 05:03

  本文关键词：分布式阵列声源定位方法的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：分布式麦克风阵列是指由多个麦克风阵列组成的集合,且每个阵列都可以独立处理接收到的声音信号。与传统阵列相比,分布式麦克风阵列不受阵型约束,提高了分布式系统的冗余,使得整体性能不会因为一个或几个阵元的失效而下降。利用分布式阵列进行声源定位,由于多个阵列的参与,可以实现复杂声学环境下移动声源的定位性能的提高。近年来,基于分布式麦克风阵列的声源定位方法己成为研究的热点。论文以分布式麦克风阵列为基础,介绍了分布式麦克风阵列和声源定位的基础理论,针对分布式阵列的特点,给出了阵列节点自定位方法和阵列与阵列之间时间同步方法,介绍了混响模型并分析了混响对声源定位的影响。论文详细阐述了几种传统阵列声源定位的原理,并对其进行了仿真实验研究。在此基础上,论文开展了实际封闭声学环境下的声源定位方法研究。为了解决分布式阵列的组织结构问题,将数据结构中图的概念与分布式阵列相结合,提出了一种基于图的分布式麦克风阵列簇定位方法。考虑到参与声源定位的簇数目过多会增加系统复杂度,论文提出了一种基于克拉美罗界(CRB)动态选簇的移动声源定位方法。该方法构建了分布式麦克风阵列的FISH信息阵,并根据推导出的克拉美罗界选出用于定位的最优簇,采用最大似然估计进行分布式阵列的定位数据融合,进而得到实际移动声源的位置。最后,论文进行了仿真实验和结果分析。实验结果表明,与其他方法相比,论文提出的方法在取得较好声源定位性能的同时,降低了分布式阵列定位的复杂度。
【关键词】：分布式麦克风阵列 声源定位 簇定位 克拉美罗界 数据融合
【学位授予单位】：辽宁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN912.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 课题研究背景及意义9
• 1.2 分布式麦克风阵列9-11
• 1.3 声源定位发展现状11-12
• 1.4 论文主要内容及安排12-14
• 2 分布式麦克风阵列关键技术14-21
• 2.1 节点定位14-16
• 2.1.1 基于能量的节点定位14-15
• 2.1.2 基于到达时间差的节点定位15-16
• 2.2 阵列同步方法研究16-20
• 2.2.1 两两时间同步17-19
• 2.2.2 全网时间同步19-20
• 2.3 本章小结20-21
• 3 声源定位基础21-28
• 3.1 信号接收模型21
• 3.1.1 理想信号模型21
• 3.1.2 实际信号模型21
• 3.2 房间混响模型21-25
• 3.2.1 混响21-22
• 3.2.2 混响对声音的影响22
• 3.2.3 房间冲激响应模型22-25
• 3.3 近远场和空间采样定理25-27
• 3.3.1 声源近远场的划分25-26
• 3.3.2 空间采样定理26-27
• 3.4 本章小结27-28
• 4 麦克风阵列的声源定位方法与实验分析28-41
• 4.1 波束形成28-29
• 4.2 可控响应功率29-30
• 4.3 基于广义互相关的可控响应功率30-31
• 4.4 可控响应功率相位变换31-36
• 4.4.1 可控响应功率相位变换原理31-32
• 4.4.2 可控响应功率相位变换的实现32-33
• 4.4.3 时延估计方法33-36
• 4.5 实验结果与仿真36-40
• 4.5.1 仿真环境36
• 4.5.2 仿真结果分析36-40
• 4.6 本章小结40-41
• 5 基于分簇的分布式阵列移动声源定位算法41-54
• 5.1 分布式阵列的分簇41-44
• 5.1.1 图的概念41-42
• 5.1.2 分簇42-44
• 5.2 基于克拉美罗界的簇选取44-45
• 5.3 数据融合45-46
• 5.4 仿真实验与结果分析46-52
• 5.4.1 信号模型46-47
• 5.4.2 仿真环境47
• 5.4.3 仿真结果与分析47-52
• 5.5 本章小结52-54
• 6 总结与展望54-56
• 参考文献56-59
• 攻读硕士期间发表学术论文情况59-60
• 致谢60

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本文编号：401926