基于麥克風(fēng)陣列的室內(nèi)無線定位系統(tǒng)的研究開題報告-閱讀頁
2025-04-07 06:38本頁面
【正文】 摩爾；R為氣體常數(shù)，可表示為R=(開爾文在常溫下，空氣中的聲速大約為：340m/s。當(dāng)這種擾動表現(xiàn)為彈性變形時，就視其為以彈性波的形式傳播信息。這 種周期性的變化在各向同性的介質(zhì)中，是借助介質(zhì)的彈性向四面八方傳播。在聲波探測技術(shù)中,習(xí)慣上將聲波和超聲波統(tǒng)稱為聲波。當(dāng)其在空氣中傳播時，只能發(fā)生壓縮和膨脹，即空氣質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方向與波的傳播方向一致，因此在空氣中的傳播的聲波屬于縱波。具體體現(xiàn)在：聲壓、聲強(qiáng)、聲功率以及聲能密度等。在空氣中，由于聲波擾動的影響,使空氣壓強(qiáng)發(fā)生起伏變化，而出現(xiàn)壓強(qiáng)增量，該壓強(qiáng)增量就稱為聲壓，單位為帕 (Pa)。通常釆用的聲壓有瞬時聲壓、峰值聲壓和有效聲壓。 通常所說的聲壓都是指有效聲壓。(2) 聲強(qiáng)和聲功率聲強(qiáng)是指在垂直于聲波傳播方向上，單位時間內(nèi)通過單位面積的聲能；其單位為：；而且聲強(qiáng)越大，說明聲音越強(qiáng)。其中：和的乘積也被稱做是媒質(zhì)的特性阻抗；對空氣來說，20℃時的特性阻抗為：407瑞利（Pa?s/m）。在平面波聲場中，聲能密度可表示為: ()式中 ——有效聲壓； ——空氣度； ——空氣中聲波傳播速度，即聲速；(4) 聲學(xué)量的級在聲學(xué)中，直接使用聲壓、聲強(qiáng)和聲功率是極不方便的，為此，引入了 “級” 的概念，來表示聲音的強(qiáng)弱。基準(zhǔn)值是用來規(guī)定聲學(xué)量級中的零分貝值。通常所使用的級的單位是分貝，符號表示為dB。波陣面為平面的波稱為平面波，并且此波陣面具有與聲傳播方向的垂直平面相平行的特征；在不考慮介質(zhì)吸收波能量的情況下，即在理想媒質(zhì)中，聲壓不隨著聲源距離的變化而變化，即此時的聲壓為恒量。聲波在媒質(zhì)中傳播時，其振幅隨傳播距離的增大而減小的現(xiàn)象，就稱為聲波的衰減。除這些原因外，聲波在傳播媒質(zhì)中的懸浮粒子上發(fā)生的散射，也是形成衰減的重要原因。被動聲目標(biāo)定位就是指傳聲器工作在被動狀態(tài)方式下，利用目標(biāo)發(fā)射出的噪聲信號對目標(biāo)位置進(jìn)行估測。對線型陣列來說，它只能對以陣列所在直線為界的半個平面進(jìn)行目標(biāo)定位，確定目標(biāo)的二維參量，否則無唯一解；并且當(dāng)目標(biāo)位于線型陣列的端射方向時，線型陣列將失去測距的能力；平面陣列不僅可以對整個平面進(jìn)行目標(biāo)定位，同時也可以對陣列所在平面為界的半個空間進(jìn)行定位，確定目標(biāo)的三維參量；立體陣列則可以對整個空間進(jìn)行定位，但其定位算 法比較復(fù)雜。若按照傳聲器陣列的排布方式，有直線定位法、平面三角定位法、平面圓形定位法、平面正方形定位法和球面三角形定位法等。在設(shè)計(jì)研究中，主要就兩種十字陣(四元十字陣和五元十字陣)的聲源定位的時延估計(jì)和定位算法進(jìn)行了較為深入的研究，推導(dǎo)了兩種十字陣的目標(biāo)定位方程，并系統(tǒng)地分析了定位誤差產(chǎn)生的因素以及定位誤差公式的推導(dǎo)，同時對其進(jìn)行了詳細(xì)的定位精度分析。從本設(shè)計(jì)的研究工作中可以得出如下結(jié)論:（1）時延估計(jì)算法及最小二乘法是分析麥克風(fēng)聲源定位的關(guān)鍵。結(jié)果顯示五元基陣相對來說比四元基陣能更精確的定位。本文采用利用Matlab函數(shù)仿真軟件，對影響定位精度的主要因素進(jìn)行了研究，這方法可廣泛應(yīng)用到其他陣形研究上。在實(shí)際的聲陣列定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)根據(jù)目標(biāo)聲源的位置特征設(shè)計(jì)傳感器的陣列模型，使聲源位于傳感器陣列的內(nèi)部或遠(yuǎn)離傳感器來實(shí)現(xiàn)聲源位置高精度定位。指導(dǎo)教師意見簽字：年 月 日系（專業(yè)）領(lǐng)導(dǎo)小組意見組長簽字： 年 月 日備注
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