【正文】 的威脅。 和平與發(fā)展是當(dāng)今世界的兩大主題，但世界并不太平，一些局部戰(zhàn)爭不斷發(fā)生。因此，智能雷彈系統(tǒng)在構(gòu)成雷場時所需的彈藥數(shù)量最少，可以最大限度地減輕戰(zhàn)時與和平時期的后勤保障負(fù)擔(dān)，具有顯著的作戰(zhàn)效益和經(jīng)濟(jì)效益。采用聲復(fù)合引信的反直升機(jī)、反坦克智能雷彈系統(tǒng)具有獨立自主的作戰(zhàn)能力。聲探測技術(shù)就是利用直升機(jī)飛行及坦克行進(jìn)時的噪聲和振動信號，實現(xiàn)2022 屆 畢業(yè)設(shè)計說明書 第 2 頁 共 38 頁 對目標(biāo)的自動探測、跟蹤和識別。這種聲源定位技術(shù)主要可以分成 3 類 :第一類是基于最大輸出功率的可控波束形成技術(shù)，當(dāng)傳聲器陣列探測到信號時，對各路信號進(jìn)行加權(quán)求和形成波束，直到得到具 有最大輸出功率的波束為止；第二類是高分辨率譜估計技術(shù)，這類技術(shù)需要利用傳聲器陣列所獲取的信號計算空間譜的相關(guān)矩陣，運算量大，定位不準(zhǔn)確，在實際操作過程中很少采用；第三類是基于聲達(dá)時間差 (time difference of arrival , TDOA) 的定位技術(shù)，利用到達(dá)陣列上各傳聲器的聲音信號間的時間差未定位聲源，這類技術(shù)計算量小，比較適用于實時處理，在實際應(yīng)用中占有很大的比重 [2]。早在 20 世紀(jì)七八十年代，聲源定位系統(tǒng)就開始被廣泛地研究。然而，當(dāng)車中坐有多個說話人時，語音識別系統(tǒng)就無法辨別實際命令的來源，此時就需要一種定位系統(tǒng)來提取駕駛員方位的語音，進(jìn)而對其命令作出響應(yīng)；助聽器的出現(xiàn)為有聽覺障礙的殘疾人提供了幫助，基于陣列的語音增強(qiáng)技術(shù)利用聲源的位置信息進(jìn)行空間濾波，可以進(jìn)一步抑制除說話人以外的其他方向的噪聲，使得助聽器話音更加清晰。 關(guān)鍵詞 ： 麥克風(fēng) 陣列，聲源定位，時延 ，定位精度 ，均方根誤差 2022 屆 畢業(yè)設(shè)計說明書 Based on Microphone Array for Sound Source Localization Research Abstract Sound source positioning technology is to use the microphone to pick up voice signals, and digital signal processing technology used for their analysis and processing , Then identify and track the spatial location of sound source. Acoustic source localization techniques have a variety of important uses in videoconferencing, speech recognition and speaker identification, targets’ direction finding, and biomedical devices for the hearing impaired. The pick up range of traditional single microphone is limited, the signal quality picked up is not high, then a voice processing methods with the microphone array has been proposed . It may be electronically aimed to provide a highquality signal from desired source localization and does not require physical movement to alter these microphones’ direction of reception. Microphone array has the functions of denoising, sound source localization and tracking functions, which greatly improved the quality of voice signal processing. The article discusses some issues of sound source localization based on microphone array, On the basis ， it studies a four element array,five element array and an multiple array positioning algorithm, then the positioning precision is analyzed. Derived some factors of the azimuth and elevation angle targets the target range of the estimation precision affected and positioning equation. And through MATLAB simulation software for its positioning accuracy of simulation. finally ， based on four yuan, five yuan of array, using the least square method ,the multiple array localization were calculated. Through the contrast of the target value and set value, multiple array positioning accuracy is analyzed, and the of diverse array target positioning. Keywords: Microphone Array, Sound Source Localization, Time Delay, Positioning precision , root mean square error 2022 屆 畢業(yè)設(shè)計說明書 第 I 頁 共 Ⅱ 頁 目 錄 1 引言 .................................................................. 1 研究背景和意義 ....................................................... 1 聲源定位技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展 ........................................ 1 研究歷史和現(xiàn)狀 .................................................... 1 發(fā)展趨勢 .......................................................... 2 麥克風(fēng)聲源定位技術(shù) ................................................... 3 本文所要研究的內(nèi)容 ................................................... 4 2 聲學(xué)理論基礎(chǔ)知識 ...................................................... 5 空氣的物理特性 ....................................................... 5 聲波的物理特性 ....................................................... 5 聲波在空氣中的傳播特性 ............................................... 8 聲源定位原理 ......................................................... 9 本章小結(jié) ............................................................ 10 3 基于時延估計的聲源定位算法及其精度分析 ............................... 11 時延估計算法概述 .................................................... 11 基于時延估計的聲源定位的研究分析 .................................... 11 四元陣列定位算法 ................................................. 12 五元陣列定位算法 ................................................. 15 四元陣列的定位精度分析及其仿真 ...................................... 15 方位角精度分析及仿真 ............................................. 17 俯仰角精度分析及仿真 ............................................. 19 距離估計精度分析及仿真 ........................................... 21 五元陣列的定位精度分析及其仿真 ...................................... 23 方位角精度分析及仿真 ............................................. 23 俯仰角精度分析及仿真 ............................................. 25 距離估計精度分析及仿真 ........................................... 26 本章小結(jié) ............................................................ 28 4 多元麥克風(fēng) 陣列聲源定位分析 ........................................... 29 2022 屆 畢業(yè)設(shè)計說明書 第 II 頁 共 Ⅱ 頁 多元麥克風(fēng)陣列定位方程 .............................................. 29 最小二乘法求聲源位置 ................................................ 30 定位精度分析 ........................................................ 31 結(jié)果及計算分析 ...................................................... 32 本章小結(jié) ........................................................... 33 5 總結(jié)與展望 ........................................................... 34 全文總結(jié) ............................................................ 34 本文的不足之處及后 續(xù)工作展望 ........................................ 34 參考文獻(xiàn) ................................................................ 36 致 謝 .................................................................. 38 2022 屆 畢業(yè)設(shè)計說明書 第 1 頁 共 38 頁 1 引言 研究背景和意義 在各種電子設(shè)備高度智能化的今天，語音增強(qiáng)與聲源定位 技術(shù)成為語音通信領(lǐng)域中兩種不可缺少的技術(shù)。 傳統(tǒng)的單個 麥克風(fēng) 的拾音范圍很有限，拾取信號的質(zhì)量不高，繼而提出了用 麥克風(fēng) 陣列進(jìn)行語音處理的方法 ， 它可以以電子瞄準(zhǔn)的方式對準(zhǔn)聲源而不需要人為的移動 麥克風(fēng) ，彌補(bǔ)單個 麥克風(fēng) 在噪聲處理和聲源定位等方面的不足， 麥克風(fēng) 陣列 還 具有去噪、聲源定位和跟蹤等功能，從而大大提高語音信號處理質(zhì)量。2022 屆 畢業(yè)設(shè)計說明書 畢業(yè)設(shè)計說明書 基于麥克風(fēng)陣列的聲源定位技術(shù) 學(xué)生姓名： 學(xué)號： 學(xué) 院：