当前位置:主页 > 科技论文 > 自动化论文 >

基于声传感网的多声源定位方法研究

发布时间:2018-08-05 11:34
【摘要】:本文依托国家自然科学基金(61401203)和江苏省自然科学基金(BK20130776),开展了基于声传感网的多声源定位方法研究。声传感网是综合了传感器技术、嵌入式计算和分布式信息处理等技术的一种全新信息获取和处理技术,它是由大量的具有接收声信号和计算能力的微型传感器节点构成的网络系统。声源定位是声传感网的重要应用之一,目前已在包括狙击手定位系统、野外鸟类监测系统以及视频会议等诸多军事、生态和商业领域得到了应用,因此基于声传感网的声源定位方法研究具有较高的实际应用价值,同时也是近年来信号处理领域的研究热点之一。本课题针对基于声传感网的多声源定位方法,介绍了声传感网络的概念后归纳总结并比较了三种基于声传感网的多声源定位策略,重点针对基于波达方向的交叉定位策略开展研究。首先介绍了传统的节点级声源测向方法,针对宽间距阵列形式节点在混响环境下的多声源波达方向(DOA)估计问题,基于扩散噪声模型研究了一种能够有效抑制空间混叠的迭代信噪比加权聚合角度谱方法。该方法利用声源信号的时频稀疏和短时正交性,在每个时频点针对空间混叠周期的频变特点迭代消除各真实声源在时频局域角度谱中的伪峰,从而在最终的聚合角度谱中有效抑制了空间混叠的影响。针对由多个麦克风阵列节点组成的声传感网多声源DOA交叉定位时存在的配对模糊问题,研究了一种无模糊DOA关联算法。,采用最小方差无失真响应(MVDR)波束形成方法,在每个阵列节点处重构出含有相应声源能量分布特征的时频谱,再利用尺度不变特征转换(SIFT)对不同节点中得到的频谱进行配对,从而完成多声源DOA关联。通过数据仿真和外场试验进行了性能评估,实验结果验证了所提出方法的有效性和可行性。
[Abstract]:Based on the National Natural Science Foundation of China (61401203) and the Natural Science Foundation of Jiangsu Province (BK20130776), the research of multi-source localization method based on acoustic sensor network is carried out in this paper. Acoustic sensor network is a new information acquisition and processing technology which integrates sensor technology, embedded computing and distributed information processing technology. It is a network system composed of a large number of micro sensor nodes with the ability to receive acoustic signals and compute. Sound source location is one of the important applications of acoustic sensor network. It has been used in many military, ecological and commercial fields, including sniper location system, field bird monitoring system and video conference. Therefore, the research of acoustic source location based on acoustic sensor network has high practical application value, and it is also one of the research hotspots in the field of signal processing in recent years. Aiming at the multi-source localization method based on acoustic sensor network, this paper introduces the concept of acoustic sensor network and summarizes and compares three kinds of multi-sound source localization strategy based on acoustic sensor network. This paper focuses on the research of cross location strategy based on DOA. Firstly, the traditional node-level sound source direction finding method is introduced, aiming at the problem of (DOA) estimation of the direction of arrival (DOA) of multi-source nodes in reverberation environment with wide spacing array. Based on the diffusion noise model, an iterative signal-to-noise ratio weighted aggregation method for angle spectrum is proposed, which can effectively suppress spatial aliasing. Based on the time-frequency sparsity and short-time orthogonality of sound source signals, this method iteratively eliminates the pseudo-peaks of each real sound source in the time-frequency local angle spectrum at each time frequency point in view of the frequency variation characteristics of spatial aliasing period. Thus, the effect of spatial aliasing is effectively suppressed in the final polymerization angle spectrum. In order to solve the problem of pairing ambiguity in multi-source DOA cross-location of acoustic sensor network composed of multiple microphone array nodes, a non-fuzzy DOA correlation algorithm is studied. The minimum variance distortion-free response (MVDR) beamforming method is adopted. The time-frequency spectrum with the corresponding energy distribution characteristics of sound sources is reconstructed at each array node, and the spectrum obtained from different nodes is matched by scaling invariant feature conversion (SIFT) to complete the multi-source DOA correlation. The effectiveness and feasibility of the proposed method are verified by data simulation and field test.
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP212.9;TN929.5

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 沈常宇;郭宝金;姜守军;蒋坤军;;小区域高精度实时三维声源定位系统[J];声学技术;2007年05期

2 郑珍珍;冯华君;沈常宇;丁驰竹;李奇;;基于坐标系变换的三维声源定位算法[J];浙江大学学报(工学版);2008年02期

3 李彦翔;刘庆华;;高斯条件下基于粒子滤波的声源定位[J];电声技术;2009年10期

4 杨杰;张明路;;一种改进的声源目标成型波定位方法的研究[J];河北工业大学学报;2009年05期

5 袁余民;廖海龙;;可移动声源定位系统的研究与实现[J];信息系统工程;2010年01期

6 赵立业;李宏生;;噪声与共振环境下的数字助听器鲁棒声源定位法(英文)[J];Transactions of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics;2010年02期

7 李彦翔;刘庆华;;基于粒子滤波的声源定位方法[J];计算机工程与应用;2010年30期

8 陈益如;王博;邬杨波;;基于声音导引的声源定位系统设计[J];工业控制计算机;2010年10期

9 张志勇;高宝成;;一种分布式的声源定位系统[J];数据采集与处理;2010年S1期

10 雷斌;孙舟;;分布式声源定位算法实现[J];西安工业大学学报;2011年02期

相关会议论文 前10条

1 汪增福;刘克辉;王东;韩文善;;基于声压幅度比的声源定位[A];2001年中国智能自动化会议论文集(下册)[C];2001年

2 饶丹;谢菠荪;;声源指向性对双耳可听化质量的影响[A];2005年声频工程学术交流会论文集[C];2005年

3 饶丹;谢菠荪;;声源指向性对双耳可听化质量的影响[A];中国声学学会2007年青年学术会议论文集(上)[C];2007年

4 沈常宇;郭宝金;姜守军;蒋坤军;;小区域高精度实时三维声源定位系统[A];中国声学学会2007年青年学术会议论文集(上)[C];2007年

5 原晶晶;;3-7岁正常儿童声源定位能力的研究[A];2010全国耳鼻咽喉头颈外科中青年学术会议论文汇编[C];2010年

6 全海英;张旭;邓军民;于红玉;徐瑾;孙涌;何宝新;水玉海;王宁宇;;声源定位测听系统的设计[A];中国生物医学工程进展——2007中国生物医学工程联合学术年会论文集(上册)[C];2007年

7 刘哲;陈日林;罗伦楷;滕鹏晓;杨亦春;;探测距离对声源定位精度的影响[A];泛在信息社会中的声学——中国声学学会2010年全国会员代表大会暨学术会议论文集[C];2010年

8 黄益旺;杨士莪;吕钱浩;;基于时延的匹配场声源定位[A];中国声学学会2002年全国声学学术会议论文集[C];2002年

9 刘红云;刘桂礼;罗倩;;基于改进时延估计的声源定位方法实现[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年

10 朱胜佳;任海鹏;;基于混沌共轭梯度法的二维声源定位方法研究[A];2010振动与噪声测试峰会论文集[C];2010年

相关重要报纸文章 前1条

1 李函;人是如何定位声源的?[N];科技日报;2008年

相关博士学位论文 前10条

1 王子腾;高速车辆的声源定量识别方法[D];清华大学;2014年

2 丁浩;可识别声源深度的三维声聚焦波束形成方法研究[D];浙江工业大学;2013年

3 周悦;信息理论准则下的匹配场声源定位[D];浙江大学;2015年

4 杨志国;马尔可夫状态—空间模型下的声源定位与跟踪[D];浙江大学;2013年

5 周成;人耳声源定位与编码技术研究[D];武汉大学;2011年

6 刘松;基于相位共轭方法进行声源识别和定位[D];大连理工大学;2011年

7 黄益旺;浅海远距离匹配场声源定位研究[D];哈尔滨工程大学;2005年

8 张承云;虚拟听觉环境实时绘制系统平台研究[D];华南理工大学;2012年

9 陈韶华;海洋声源信息获取与传输技术研究[D];西北工业大学;2006年

10 徐勤奇;基于正四面体传声器阵列的机器人声源定位方法研究[D];河北工业大学;2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 李贺;基于波束形成算法的声源定位研究及DSP实现[D];南京信息工程大学;2015年

2 刘慧珠;基于麦克风阵列的声源方位估计算法研究[D];西南交通大学;2015年

3 薛伟诚;锯齿尾缘翼型降噪实验研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2015年

4 肖骏;基于麦克风阵列的实时声源定位技术研究[D];电子科技大学;2015年

5 刘茜茜;基于人耳听觉系统的盲声源分离方法研究[D];电子科技大学;2015年

6 李扬;基于小型麦克风阵列的声源定位系统设计与实现[D];哈尔滨工业大学;2014年

7 李哲;声源定位系统的设计与实现[D];河北科技大学;2015年

8 仲维灿;不确定性条件下机器人声源定位模型研究[D];河北工业大学;2015年

9 杨博元;传感器声源目标定位算法研究[D];西安工业大学;2013年

10 徐亦达;时变海洋声速剖面移动声源反演方法研究[D];浙江大学;2015年



本文编号:2165672

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/2165672.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户8b22e***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com