基于到达时间差的声源定位算法与实现.pdf

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1、第31卷第2期天津理工大学学报Vo1．31No．22015年4月JOURNALoFTIANJINUNIVERSITYoFTECHNoLoGYApr．2015文章编号：1673—095X(2015)02—0050—05基于到达时间差的声源定位算法与实现叶诚，杨淑莹(天津理工大学计算机与通信工程学院，天津300384)摘要：基于到达时间差的声源定位方法由时延估计和定位估计两部分构成，第一步的误差会带入到第二步从而造成累积误差，影响最终定位精度．针对这一问题，本文提出了一种改进的声源定位方法，采用累积互功率谱相位时延估计

2、，并在此基础上结合球形插值算法进行定位．为了验证该算法在实际声场环境下的可行性和有效性，构建了三维麦克风阵列声源定位系统．实验结果表明，本文所提出的方法可以有效减少误差，提高最终定位精度．关键词：声源定位；时延估计；互功率谱相位；球型插值中图分类号：TP391文献标识码：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声源定位是一种利用麦克风阵列接收声音信种方法．该方法主要有两个步骤，分别是时延估计和号，并使用信号处理等手段对其进行分析处理，最终定位估计，首先使用多组麦克风对信号进行接收，接确定声源所在位置的技术．该技术在生产生活等领着使用相关方法分别计算从而得到多组时延，然后域得到了广泛的应用，在科研方面也同样具有宝贵由麦克风阵列位置结合上一步求得的时延进行定的价值．位，从而得到最终声源的位置．这种方法的优势在于由于定位方式原理有所不同，一

7、般可将声源定原理简单，计算量较小，且不需要知道噪声的先验知位技术分为3类『31：第一种是高分辨率谱估计定位技识l7_8】．术，这种方法在远场条件下的定位效果不错，但计算在时延估计算法中，传统的互相关方法在理想量较大，且在处理宽带信号上有所欠缺；第二种方条件下有一定的抗噪声和混响能力，但是在信噪比法是基于可控波束形成法，但为了使波束功率达到较低和混响较强等真实条件下，此算法的性能下降最大值，需要对整个空间进行扫描搜索，计算量大，比较明显．针对这一问题，本文通过对传统到达时间还需要了解背景噪声等先验知识；第三种定位算差

8、声源定位算法进行了研究，并对其进行了改进，实法是基于到达时间差技术，这也是现在最常用的一现了更加准确的声源定位．收稿日期：2014—09—30．作者简介：叶诚(1989一J，男，硕士研究生，E-mail：lsyecheng@163．tom．通讯作者：杨淑莹(1964一)，女，博士，教授，硕士生导师，E—mail：ysyingl26@126．COB．叶诚，等：