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1、第31卷第2期天津理工大學(xué)學(xué)報(bào)Vo1．31No．22015年4月JOURNALoFTIANJINUNIVERSITYoFTECHNoLoGYApr．2015文章編號(hào)：1673—095X(2015)02—0050—05基于到達(dá)時(shí)間差的聲源定位算法與實(shí)現(xiàn)葉誠(chéng)，楊淑瑩(天津理工大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院，天津300384)摘要：基于到達(dá)時(shí)間差的聲源定位方法由時(shí)延估計(jì)和定位估計(jì)兩部分構(gòu)成，第一步的誤差會(huì)帶入到第二步從而造成累積誤差，影響最終定位精度．針對(duì)這一問(wèn)題，本文提出了一種改進(jìn)的聲源定位方法，采用累積互功率譜相位時(shí)延估計(jì)
2、，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合球形插值算法進(jìn)行定位．為了驗(yàn)證該算法在實(shí)際聲場(chǎng)環(huán)境下的可行性和有效性，構(gòu)建了三維麥克風(fēng)陣列聲源定位系統(tǒng)．實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文所提出的方法可以有效減少誤差，提高最終定位精度．關(guān)鍵詞：聲源定位；時(shí)延估計(jì)；互功率譜相位；球型插值中圖分類(lèi)號(hào)：TP391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10．39690．issn．1673—095X．2015．02．012SoundsourcelocalizationalgorithmanditsimplementationbasedontimediferenceofarrivalYEC
3、heng，YANGShu—ying(SchoolofComputerandCommunicationEngineering，TianjinUniversityofTechnology，Tianjin300384，China)Abstract：Soundsourcelocalizationbasedonthetimedifferenceofarrival(TDOA)consistsoftwopans—timedelayestimationandlocationestimation．Thesetwopar【swillc
4、ausecumulativeerrorsandaffectthefinalaccuracyoflocalization．Aimingatthisproblem，thispaperproposesanimprovedaccumulatedmulti—framecrosspowerspectrumphase(CSP)timedelayestimationalgorithm，andonthisbasis，itimprovesthesphericalinterpolation(SI)algorithmtoderivethe
5、sourcelocation．Inordertoverifytheeffectivenessofthealgorithm，athree-dimensionalsoundsourcelocalizationsystemisestablishedunderthepracticalconditions．Thisresultofexperimentsshowsthattheproposedmethodcaneffectivelyreducetheerrorsandimprovethepositioningaccuracy．
6、Keywords：soundsourcelocalization；TDOA；CSP；SI聲源定位是一種利用麥克風(fēng)陣列接收聲音信種方法．該方法主要有兩個(gè)步驟，分別是時(shí)延估計(jì)和號(hào)，并使用信號(hào)處理等手段對(duì)其進(jìn)行分析處理，最終定位估計(jì)，首先使用多組麥克風(fēng)對(duì)信號(hào)進(jìn)行接收，接確定聲源所在位置的技術(shù)．該技術(shù)在生產(chǎn)生活等領(lǐng)著使用相關(guān)方法分別計(jì)算從而得到多組時(shí)延，然后域得到了廣泛的應(yīng)用，在科研方面也同樣具有寶貴由麥克風(fēng)陣列位置結(jié)合上一步求得的時(shí)延進(jìn)行定的價(jià)值．位，從而得到最終聲源的位置．這種方法的優(yōu)勢(shì)在于由于定位方式原理有所不同，一
7、般可將聲源定原理簡(jiǎn)單，計(jì)算量較小，且不需要知道噪聲的先驗(yàn)知位技術(shù)分為3類(lèi)『31：第一種是高分辨率譜估計(jì)定位技識(shí)l7_8】．術(shù)，這種方法在遠(yuǎn)場(chǎng)條件下的定位效果不錯(cuò)，但計(jì)算在時(shí)延估計(jì)算法中，傳統(tǒng)的互相關(guān)方法在理想量較大，且在處理寬帶信號(hào)上有所欠缺；第二種方條件下有一定的抗噪聲和混響能力，但是在信噪比法是基于可控波束形成法，但為了使波束功率達(dá)到較低和混響較強(qiáng)等真實(shí)條件下，此算法的性能下降最大值，需要對(duì)整個(gè)空間進(jìn)行掃描搜索，計(jì)算量大，比較明顯．針對(duì)這一問(wèn)題，本文通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)到達(dá)時(shí)間還需要了解背景噪聲等先驗(yàn)知識(shí)；第三種定位算差
8、聲源定位算法進(jìn)行了研究，并對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)，實(shí)法是基于到達(dá)時(shí)間差技術(shù)，這也是現(xiàn)在最常用的一現(xiàn)了更加準(zhǔn)確的聲源定位．收稿日期：2014—09—30．作者簡(jiǎn)介：葉誠(chéng)(1989一J，男，碩士研究生，E-mail：lsyecheng@163．tom．通訊作者：楊淑瑩(1964一)，女，博士，教授，碩士生導(dǎo)師，E—mail：ysyingl26@126．COB．葉誠(chéng)，等：
