基于TFDA的有限空间多目标声定位方法.pdf

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1、第26卷第11期传感技术学报V01．26NO．112013年11月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSNOV．2013AcousticPositioningMethodforMultipleTargetsBasedonTFDAinFiniteSpaceZHANGJinsheng，Yibo，WANGWeikui，WANGYuan(StateKeyLaboratoryofPrecisionMeasuringTechnologyandInstruments，TianjinUniversity，Tianfin3000

2、72，China)Abstract：Theperformanceofacousticpositioningmethodformultipletargetsisseverelyaffectedbymuhipathinterferenceinfinitespace．Onthebasicanalysisofactiveandpassivestructuresformultipletargetspositioninginfinitespace，singlefrequencysignalintensityextractionbasedonshort-t

3、imeFouriertransform(SrFT)combinedwithdual—correlationwasappliedtomeasuretimefrequencydifferencearrival(TFDA)ofacousticsignals，andomnidirectionalcondensermicrophoneswereusedformuhipletargetspositioningexperiment．Firstly，pre—amplifierwasusedforsignalpretreatmentofacousticsign

4、alsreceivedbymicrophones．Secondly，timefrequencydifferencearrivalwascalculatedbyusingtiming-cycledacousticsignalsemittedbyanchornodespeakers．Finally，hybridsolutionmethodwasusedforthecalculationofself-positioning．Theexperimentalresultsshowthatthemethodcaneffectivelyachievethe

5、coordinateofmultipletargetsinfinitespace，andthepositioningroot—mean-squareerrorreaches5cm，relativeaccuracyreaches3％．Keywords：finitespace；multipletargets；acousticlocalization；hybridsolution；timefrequencydifferencearrival(TFDA)EEACC：7230doi：10．3969／j．issn．1004-1699．2013．11．00

6、8基于TFDA的有限空间多目标声定位方法冰张晋升，李一博，王伟魁，王远(天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津300072)摘要：针对有限空间中多途干扰导致多目标声定位方法性能下降的问题，在分析了主动定位和被动定位模型适用性的基础上，提出将基于短时傅里叶变换(STFT)的单频信号强度提取与二次相关结合的方法应用于声发射信号声达时频差(TFDA)的测定，并采用多个全指向电容式麦克风进行声定位实验。首先，对麦克风接收到的声信号进行放大预处理；其次，利用接收到的锚节点扬声器定时循环发射的声信号计算声达时频差；最后，各目标利用混合求解的方法进

7、行自主定位。实验表明该方法能够有效实现有限空间多目标定位，定位均方根误差达到5cin，相对精度达到3％。关键词：有限空间；多目标；声定位；混合求解；声达时频差中图分类号：TN911．72文献标识码：A文章编号：1004—1699(2013)11—1508—05目标定位是导航、检测、勘探、跟踪等应用的前提。术J，这些研究主要侧重于目标定位的同时进行尤其在GPS定位受影响的室内或者电磁波信号传播受未知环境的地图创建。2005年，Caiti研究了带有阻的液态环境中⋯，声定位技术是备受关注的非常重GPS通信功能的水上声学浮标定位系统J。2007要的应

8、用之一。单目标声学定位常采用时延估计TDE年，DraganaCarevic提出一种优化最大似然估计算(TimeDelayEstimation)方法实现。常用的时延估