基于改进的高斯牛顿迭代法的声源定位及建模仿真研究

《基于改进的高斯牛顿迭代法的声源定位及建模仿真研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：ＴＰ３９１单位代码：１０１拍２０１３５３２０１７巧级研究生学号：；公开馨古林大祟硕女学位论文學术学位（）基于改进的窝斯牛顿迭代法的汚源定位及建横仿真硏究ＴｈｅＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＭｏｄｅｌｉｎｇｏｆＳｏｕｒｃｅＬｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎＩｍｐｒｏｖｅｄＧａｕｓｓＮｅｗｔｏｎＩｔｅｒａｔｉｖｅＭｅｔｈｏｄ作者姓名：田靖专业：计算机系统结构研究方向：传感器网络与环境智能巧导教师：胡成全教授培养单位：计算化科学与巧术学院２０１６年４月

2、未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得巧本论文的全部或部分内容进行任何形式、改编等有碍作者著作权的商业性使用的复制、修改、发行、出租（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学樽±（或硕±）学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包營任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作。品成果对本文的研巧做出重要贡献的个人和集体，均己在文中从明确方式标

3、明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担学。位论文作者签名：日期：年養月巧日基于改进的高斯牛顿迭代法的声源定位及建模仿真研究TheResearchandModelingofSourceLocalizationbasedonImprovedGaussNewtonIterativeMethod作者姓名：田婧专业名称：计算机系统结构指导教师：胡成全教授学位类别：工学硕士答辩日期：2016年ϱ月Ϯϰ日摘要摘要基于改进的高斯牛顿迭代法的声源定位及建模仿真研究无线声音传感器在噪声抑制、语音识别、追踪目标声源等方面有着广泛应用。在日常

4、生活中，例如枪声定位、视频会议等应用均采用了无线声音传感器的声源定位技术。本文主要对声音传感器在声源定位方面的应用进行研究。为了准确进行声源定位并研究定位结果的误差分布，本文采用了基于三角形阵列无线传感器网络（WSN）的声源定位方法，该方法使用到达时差法（TimeDifferenceOfArrival）对三角形阵列内部及周边一定范围内的声源进行定位，本文使用该声源定位方法对不同形状、不同规模的传感器阵列组成的声源定位系统进行了仿真建模分析，对系统中存在节点的位置误差和声音到达时刻误差时对定位精度的影响进行了分析。同时在使用高斯牛顿迭代法进行

5、声源定位的计算过程中，由于算法进行第一次迭代的初始值的选取对最终计算结果的影响较大，若迭代初始值选取不当，会导致迭代不收敛或收敛到错误结果，影响了声源定位系统的定位准确度。针对这一问题，本文提出了一种改进的选取高斯牛顿迭代法的初始值的优化方法。通过对传感器阵列组成的系统进行区域划分的方法，在相应的区域中选取出有效的迭代计算初始值进行后续的迭代计算。采用该方法可以提高计算结果的准确度，减少计算过程中的迭代次数，并且减少了计算误差。仿真结果显示，本文提出的基于三角形无线传感器网络的声源定位系统的有效定位范围具有对称性主要位于三角形内部，并向三角

6、形外部有一定的扩展。随着声音传感器阵列规模的扩大，有效的定位范围也随之增大。在相似阵列规模和外界误差条件下，阵列排列成正三角形时该声源定位系统具有较大的有效定位范围。仿真结果还显示，在系统中存在误差的情况下，引入的外界误差越小，定位效果越理想。声音传感器节点的位置误差对定位结果的影响要大于声音到达时刻误差对定位结果的影响。I摘要关键词：无线传感器网络，声源定位，高斯牛顿迭代法，仿真建模，误差分析IIAbstractAbstractTheResearchandModelingofSourceLocalizationbasedonImprove

7、dGaussNewtonIterativeMethodWirelesssoundsensorhasbeenwidelyusedinnoisesuppression,speechrecognition,trackingtargetsoundsourceandsoon.Inthedailylife,thewirelesssoundsensornetworkhasbeenwidelyusedinthesoundsourcelocalization,forexample,gunfirepositioning,videoconferencingand

8、soon.Inordertoaccuratelylocatethesoundsourceandstudytheerroroftheresults,inthispaperweado