枪声定位系统的研究与设计

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1、西安科技大学硕士学位论文枪声定位系统的研究与设计专业名称：控制理论与控制工程作者姓名：卢慧洋指导教师：黄向东学位论文独创性说明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及其取得研究成果。尽我所知，除了文中加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西安科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：日期：论文题目：枪声定位系统的研究与设计专业：控制理论与控制工程硕士生：卢慧洋（签名）指导教师：黄

2、向东（签名）摘要在现代战争，反恐维和、处理社会治安突发事件及禁毒战斗等非对等战斗中，敌方隐蔽的狙击手及持枪恐怖分子的突然袭击已经成为威胁己方战斗人员生命安全甚至国家和平稳定的主要问题。随着声学现代传感器技术、低能耗的模拟和数字电路技术、嵌入式系统技术的成熟，为枪声定位提供了快捷有效的解决途径。本课题研究了枪声定位的基本原理，搭建了枪声定位的硬件平台。设计了一个带有驻极体传声器的正四面体声阵列用于枪声的采集，设计了一个反相放大电路与十二阶的滤波电路用于枪声信号的调理，设计了AD7606模块用于枪声信号的模数转换，设计了核心处理芯片TMS3202812F的最小系统用于枪声算法解算，设计了12

3、864显示模块用于枪声位置和距离信息的显示。本课题研究了枪声定位的算法，对于枪声端点检测算法，通过仿真分析比较信噪比端点检测法与过零率端点检测法的优劣性，提出了基于信噪比与过零率双门限枪声端点检测算法，达到了改善枪声端点检测的目的；对于枪声时延估计算法，通过在不同信噪比下的互相关函数时延估计算法的仿真分析，提出了基于信噪比自适应调节互相关函数的时延估计算法，达到了低信噪比环境下准确时延估计的目的；对于枪声定向算法，通过正三角形、正方形和正四面体三种声阵列的定向方法的仿真分析，提出了基于正三角形与正四面体声阵列融合的枪声几何定向算法，达到了准确确定方位角和俯仰角的目的；对于枪声测距算法，通

4、过对几何测距算法的仿真分析，提出了基于正三角形计算弹道波与膛口波方位差的枪声测距算法，达到了缩小误差的目的，实现了枪源距离的测定。最后，对系统进行了实地枪声测试，验证了枪声定位硬件系统的可靠性与枪声定位算法的可行性，达到了枪声定位的目的。关键词：枪声定位；时延估计；TMS3202812F；弹道波；膛口波研究类型：应用研究Subject:ResearchontheAlgorithmoftheGunfireLocationandDesignoftheSystemSpecialty:ControllingTheoryandControllingEngineeringName:LuHuiyang

5、（Signature）Instructor:HuangXiangdong（Signature）ABSTRACTInthemodernwars,thehiddensnipersandtheterroristattackhavebecomegreatthreatstothesecurityofthealliedcombatants.Theproblemsalsohavebecomemoreandmoreimportantintheterrorismpeacekeeping,anti-drugbattleandthenationalpeaceandstability.Withthedevelo

6、pmentofmodernacousticsensortechnology,analoganddigitalcircuittechnologyoflowenergyandembeddedsystemtechnology,therewillbeaquickandeffectivewaytosolvethelocationofgunfire.Inthissystem,thehardwareplatformisdesignedbasedonthestudyoftheprincipleofgunlocation.Atetrahedralacousticarrayisdesignedtocolle

7、ctthesoundofguns.Areverseamplifiercircuitandatwelve-orderfiltercircuitaredesignedtoconditionthesignal.ThemoduleofAD7606isdesignedtoconverttheanalogsignaltodigitalsignal.TheminimumsystemofTMS320F2812isdesignedtosolvethe