基于麦克阵列的点声源定位及声源类型分析

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1、省分类号：ＴＮ９８单位代码；１０２２０密级：ＩＮｏｒｔｈｅａｓｔＰｅｔｒｏｍＵｎｉｖｅｒｓｉｔｌｅｕｙ工程硕ｉ专业学位论文ｉｆ■＾于麦克剛ｗ；自、）源定位及声源类型分析ｄｆｃ￣￣￣——ｉｉ程领域：仪器仪表了程类别：■全日制□非全日制—文类型：应用研究壬生：王睡东＿＿＿Ｉ内导师：孙祥楼教授外导师：刘文福高级工獅Ａ学时间；２０１３年９月论支完成时间；２０１６年５月学位论文独创性声明工作及取得的研究成本人所呈交的学位论文是我在指导教师的指导下进行的研巧引用的内容外，本论义不包含其他个人已经发表或撰

2、写果，除文中已经注明。据我所知过的个人和集体，均己在文中作了明确说明并的研究成果。对本文的研究做出重要贡献表示谢意。０期：作者签名；＾瓜朵学位论文使用授权声明位论文的规定。学校有极保留学位论本人完全了解东北石油大学有关保留、使用学文并向国家主管部口或其指定机构送交晚文的电子版和纸质版，允许论义被查閒和借、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，可Ｗ公布论文的全部阔，可臥采用影印入《中國优秀硕±学位论文全文数或部分内容。东北石油大学有权将本人的学位论文加《中国知识资源总库》。保密的学位论据库》、《中国博±学位论文全文数据库》和编入。文在解密后适用本规定

3、学位论文作者签名：又般务论文指导教师签名：指导小组成员签名：ThesisfortheGraduateCandidateTestPointsoundsourcelocalizationandtypeanalysisbasedonmicarrayCandidate:WangXiaodongTutor:LiuXianglouField:InstrumentandMeterEngineeringTrainingcategory：Full-timeType：ApplicationResearchDateoforalexamination:23thMay.2016University:Nor

4、theastPetroleumUniversity东北石油大学硕士研究生学位论文基于麦克阵列的点声源定位及声源类型分析摘要基于麦克阵列的点声源定位是近年来声源定位的研究热点，在军事领域和语音增强领域应用广泛，但在环境噪声监测方面的应用相对较少。目前主要的麦克风阵列模型有平面式麦克阵列和立体式麦克阵列两种。平面式阵列按空间摆放位置形式可分为：一字型、T型、圆型等。立体式阵列可多方考虑声源的方位，在判断角度上可以更加精确，然而三维的快速傅里叶变换及相关算法，增加了运算上的复杂程度和花费的时间。平面式阵列一定程度上减少了计算量，但在检测高度方面受到了相应的限制。本文在研究前人声源定位方法基础上，提出

5、了一种基于半球型麦克风阵列的声源定位系统。首先归纳总结了现有声源定位算法的优缺点，结合三维复合声场的分布规律，针对目前麦克风阵列定位算法计算量大和不便于移植的特点，提出并设计了半球型声源定位方案，给出了设计的理论依据和定位算法推演；其次，采用STM32嵌入式处理器对麦克风阵列数据进行采集和处理，包括声音信号的归一化处理和通过FFT变换得到声音信号的频率信息，并将频率引入噪声声源分析，通过无线传输模块将处理后的数据上传至上位机做进一步定位处理，并设计了数据通讯编码，实现数据的高效传输；最后，对设计完成的系统进行了定位实验，分别对不同位置下的声源进行了定位测试，给出了测试数据，采用LabVIEW虚

6、拟仪器完成了声源的定位，对半球型声源定位系统的误差进行了分析，得到了良好的定位效果。本文给出的声源定位系统噪声测量分辨率为0.1dB，系统定位误差为5%，频率测量范围为100Hz~10kHz。系统良好的实现了点声源的三维定位，并对声源的类型区分做出了初步研究，为声源定位的后续研究提供了新的解决思路。关键词：声源定位；麦克风阵列；STM32单片机；声源类型II东北石油大学硕士研究生学位论文PointsoundsourcelocalizationandtypeanalysisbasedonmicarrayAbstractPointsourcelocalizationbasedonmikearray

7、isthesoundsourcelocalizationresearchhotspotinrecentyears,iswidelyusedinmilitaryfieldandfieldofspeechenhancement,butrelativelyfewapplicationsinenvironmentalnoisemonitoring.Themainmicrophonearraymodelof