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基于非同步测量的高分辨率声源定位
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作者 韦娟 冯鹏 宁方立 《通信学报》 北大核心 2025年第2期123-135,共13页
针对非同步测量声源定位方法在低信噪比条件下存在主瓣较宽、易受旁瓣干扰等问题,提出一种子空间逼近算法与截断函数波束成形联合的非同步测量声源定位算法。该算法首先对缺省互谱矩阵进行奇异值分解,通过截断阈值保留主要奇异向量构建... 针对非同步测量声源定位方法在低信噪比条件下存在主瓣较宽、易受旁瓣干扰等问题,提出一种子空间逼近算法与截断函数波束成形联合的非同步测量声源定位算法。该算法首先对缺省互谱矩阵进行奇异值分解,通过截断阈值保留主要奇异向量构建低维子空间,继而将缺省互谱矩阵投影到子空间,寻找最优解来补全矩阵。补全后的互谱矩阵通过截断函数波束成形算法实现声源定位。仿真和实验结果表明,与基于核范数最小化及其衍生模型的算法相比,所提算法在低信噪比条件下能够有效减小主瓣宽度、抑制旁瓣数量,矩阵补全误差平均降低了17.6%、声源重构误差平均降低了27%,证明该算法具有良好的鲁棒性和抗噪性。 展开更多
关键词 非同步测量 声源定位 矩阵补全 子空间逼近
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基于二次互相关SRP-PHAT算法声源定位研究
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作者 席旭刚 王晨 +2 位作者 李文国 丁一 马秉宇 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第4期251-259,共9页
可控响应功率相位变换算法(SRP-PHAT)因其在混响环境下的较强鲁棒性被广泛应用于声源定位。然而,传统的SRP-PHAT算法在多传声器阵列声源定位场景下的定位精度不足且计算量较大,不能满足高精度实时声源定位的需求。针对上述问题,提出一... 可控响应功率相位变换算法(SRP-PHAT)因其在混响环境下的较强鲁棒性被广泛应用于声源定位。然而,传统的SRP-PHAT算法在多传声器阵列声源定位场景下的定位精度不足且计算量较大,不能满足高精度实时声源定位的需求。针对上述问题,提出一种基于二次互相关的SRP-PHAT算法,将阵列中两组通道信号间自相关和互相关的结果进行二次互相关运算,基于广义互相关相位变换函数(GCC-PHAT)进一步计算得到改进的SRP-PHAT函数,对其进行峰值搜索实现声源定位,以提高定位精度;在计算方面,通过将传声器阵列划分为参考通道和声源通道,仅在两组通道间进行互相关运算,避免了传统算法在全通道之间逐一计算带来的冗余,极大地减少了运算量。将传统的SRP-PHAT算法与基于二次互相关的SRP-PHAT算法在自研的128阵元多螺旋臂阵列声源定位系统进行移植,并在室内进行4种声源频率下(10~25 kHz)的声源定位实验。实验结果显示改进后的算法对4种不同声源频率下的声源定位时的方位角估计误差平均降低2.5°,俯仰角估计误差平均降低2°,定位的空间分辨率平均提升45.78%。改进后的算法相较于原算法在提高定位精度的同时大幅降低了计算量,为SRP-PHAT算法在多传声器阵列的实时声源定位提供了有效解决方案。 展开更多
关键词 声源定位 麦克风阵列 相位变换 二次互相关
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视觉辅助的运动声源定位方法
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作者 徐倩雯 廖爱华 +3 位作者 胡定玉 李永畅 师蔚 刘袁 《噪声与振动控制》 北大核心 2025年第3期284-289,296,共7页
在利用声源定位算法对运动声源进行定位时,经常会因为实际运动物体的速度存在波动导致定位不准确,从而降低算法的性能。针对这一问题,提出一种基于视觉辅助的运动声源定位方法。该方法首先利用尺度不变特征变换算法检测出图像中的关键点... 在利用声源定位算法对运动声源进行定位时,经常会因为实际运动物体的速度存在波动导致定位不准确,从而降低算法的性能。针对这一问题,提出一种基于视觉辅助的运动声源定位方法。该方法首先利用尺度不变特征变换算法检测出图像中的关键点,确定相邻帧之间关键点对的像素位移,再根据相机帧率拟合出视频中运动声源的速度曲线;然后将经过卡尔曼滤波后的速度曲线代入声源定位算法中生成声压云图;最后将其和拍摄图像进行融合,实现运动声源的定位。实验结果表明,该方法能准确地对运动声源的速度进行实时估计,将拟合的速度曲线代入声源定位算法可以有效定位运动声源。 展开更多
关键词 声源定位 波束形成 图像匹配算法 场可视化
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基于优化复数卷积神经网络的声源定位
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作者 刘梦然 王聪 +4 位作者 龚传琦 胡君豪 聂磊 简泽明 黄周 《现代电子技术》 北大核心 2025年第21期137-143,共7页
现有的基于深度学习的声源定位方法大多依赖于实数特征表达,往往忽视了包含时空数据的相位信息,从而导致定位效果不佳。因此,文中提出一种基于优化复数卷积神经网络的声源定位方法,以挖掘更深层次的特征和相位信息。文中选取相对传输函... 现有的基于深度学习的声源定位方法大多依赖于实数特征表达,往往忽视了包含时空数据的相位信息,从而导致定位效果不佳。因此,文中提出一种基于优化复数卷积神经网络的声源定位方法,以挖掘更深层次的特征和相位信息。文中选取相对传输函数(RTF)、广义互相关(GCC)和短时傅里叶变换(STFT)三类典型的声音信号特征,对比其在实数卷积神经网络和复数卷积神经网络中的训练和测试效果。通过一系列仿真和实验验证了复数卷积神经网络的平均定位误差比实数卷积神经网络降低了53.49%,准确率平均提高了2.13%。实验结果表明,复数卷积神经网络在声源定位性能方面展现出显著优势,为声源定位领域的进一步研究与工程应用提供了有力参考。 展开更多
关键词 声源定位 复数卷积神经网络 麦克风阵列 复数特征 深度学习 定位性能
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基于EMBFLN的移动声源定位方法
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作者 蒋芳 王凯 +4 位作者 管灵 董纯柱 陈志菲 许耀华 胡艳军 《安徽大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期65-74,共10页
针对传统声源定位,在噪声和混响较大时声源定位的准确性急剧下降的问题,提出了一种使用二十面体多层分支特征学习网络(eicosahedral multilayer branching feature learning network,简称EMBFLN)结构进行声源定位的方法.首先,在最大可... 针对传统声源定位,在噪声和混响较大时声源定位的准确性急剧下降的问题,提出了一种使用二十面体多层分支特征学习网络(eicosahedral multilayer branching feature learning network,简称EMBFLN)结构进行声源定位的方法.首先,在最大可控响应功率波束形成法(steered response power with phase transform,简称SRP-PHAT)的基础上引入最大化及最小化操作,从而得到最小化噪声与混响影响以及最大化真实传输路径信号后的响应功率谱图,并将其作为网络输入送入EMBLFN结构中;然后,将Mish激活函数应用到声源定位的深度学习神经网络中,以此平滑网络的输出并提高模型的泛化能力;最后,通过仿真实验验证所提方法的有效性.此外,为了验证所提模型应用场景的可扩展性,该文还使用了近距离采集的无人机音频数据制作半合成的移动无人机声学场景对模型进行了测试. 展开更多
关键词 阵列信号处理 声源定位 深度学习 二十面体卷积神经网络
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基于对比学习的声源定位引导视听分割模型
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作者 黄文湖 赵邢 +2 位作者 谢亮 梁浩然 梁荣华 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第9期1803-1813,共11页
针对视听分割任务中背景噪声阻碍有效信息交互和物体辨别的问题,提出基于对比学习的声源定位引导视听分割模型(SSL2AVS).采用从定位到分割的两阶段策略,通过声源定位引导视觉特征优化,从而减少背景噪声干扰,使模型适用于复杂场景中的视... 针对视听分割任务中背景噪声阻碍有效信息交互和物体辨别的问题,提出基于对比学习的声源定位引导视听分割模型(SSL2AVS).采用从定位到分割的两阶段策略,通过声源定位引导视觉特征优化,从而减少背景噪声干扰,使模型适用于复杂场景中的视听分割.在分割前引入目标定位模块,利用对比学习方法对齐视听模态并生成声源热力图,实现发声物体粗定位;引入特征增强模块,构建多尺度特征金字塔网络,利用定位结果动态地加权融合浅层空间细节特征与深层语义特征,在引导增强目标物体视觉特征的同时抑制背景噪声.2个模块协同作用,增强物体的视觉表示,使模型专注于物体辨识.为了优化定位结果,提出辅助定位损失函数,促使模型关注与音频特征匹配的图像区域.实验结果表明,模型在MS3数据集上的mIoU为62.15,高于基线AVSegFormer模型. 展开更多
关键词 视听分割 跨模态交互 声源定位 对比学习 特征增强
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基于互STFT复数卷积神经网络的声源定位方法
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作者 简泽明 周超 +2 位作者 胡君豪 聂磊 刘梦然 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第8期27-31,共5页
当前声源定位中的深度学习算法多依赖单一实数特征,未能充分挖掘麦克风阵列间的空间信息与频谱特征的多样性。为此,提出一种基于互短时傅里叶变换(STFT)复数卷积神经网络(CCNN)的声源定位方法。该方法以融合幅度与相位信息的互STFT谱作... 当前声源定位中的深度学习算法多依赖单一实数特征,未能充分挖掘麦克风阵列间的空间信息与频谱特征的多样性。为此,提出一种基于互短时傅里叶变换(STFT)复数卷积神经网络(CCNN)的声源定位方法。该方法以融合幅度与相位信息的互STFT谱作为输入特征,并通过CCNN进行特征提取,以提升定位精度与鲁棒性。通过仿真与实验,对比分析了互STFT特征及三种典型特征在实数与复数网络中的定位性能。结果表明,所提方法具有显著优势,定位误差较实数方法降低了51.06%,验证了其在特征表达能力和定位精度方面的有效性,为深度学习在声源定位领域的进一步发展提供了新思路。 展开更多
关键词 声源定位 麦克风阵列 互短时傅里叶变换 复数卷积神经网络
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声源定位系统的广义二次互相关算法改进与测试
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作者 徐彬 马鹏飞 +2 位作者 张恒远 吴善强 王斌锐 《现代电子技术》 北大核心 2025年第13期133-137,共5页
文中针对在复杂噪声和混响的室内环境下,广义互相关时延估计精度不高导致声源定位效果不理想的问题,提出一种基于相位变换(PHAT)加权函数改进的广义二次互相关时延估计算法。在广义二次互相关的基础上,综合考虑不同通道对时延估计的影响... 文中针对在复杂噪声和混响的室内环境下,广义互相关时延估计精度不高导致声源定位效果不理想的问题,提出一种基于相位变换(PHAT)加权函数改进的广义二次互相关时延估计算法。在广义二次互相关的基础上,综合考虑不同通道对时延估计的影响,使用改进的PHAT函数对二次互相关函数进行加权。以LabVIEW为软件环境,结合五元麦克风阵列和数据采集卡设计了声源定位系统,分别使用广义互相关、广义二次互相关算法和改进算法进行声源定位实验和分析。实验结果表明,相比于传统的广义互相关和广义二次互相关算法,文中改进算法的抗噪抗混响能力更强,在复杂噪声环境下时延估计更准确,声源定位精度也更高。 展开更多
关键词 声源定位 时延估计 麦克风阵列 LABVIEW 广义二次互相关 加权函数
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基于内积运算的声源定位试验研究
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作者 葛路阳 孙黎明 +1 位作者 王志鹏 寇海亮 《拖拉机与农用运输车》 2025年第6期34-38,共5页
通过在半消声室进行的声源定位试验,对基于内积运算的声源识别方法进行验证。试验结果表明,在消声室可测量的尺度范围内,单点声源的定位精度几乎不受测量距离的影响,但识别分辨率与测量距离密切相关,距离越近识别分辨率越高。当两点声... 通过在半消声室进行的声源定位试验,对基于内积运算的声源识别方法进行验证。试验结果表明,在消声室可测量的尺度范围内,单点声源的定位精度几乎不受测量距离的影响,但识别分辨率与测量距离密切相关,距离越近识别分辨率越高。当两点声源距离较远时,通过内积迭代相减可准确识别出两点声源的位置。当两点声源距离较近时,相关系数呈单峰值特征,声源间的相互干扰严重影响识别精度,声源定位误差高达15.7%。通过构建虚拟声源标准正交基的改进算法,显著提高了近距离两点声源的识别精度,最大定位误差仅为3.3%。 展开更多
关键词 声源定位 柯西-施瓦茨不等式 施密特正交化
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基于卷积神经网络的移动机器人声源定位方法综述 被引量:8
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作者 高春艳 赖光金 +2 位作者 吕晓玲 白祎扬 张明路 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第7期2617-2624,共8页
听觉系统是机器人感知周围环境信息的重要途径之一,精准有效地进行声源定位,可极大提高移动机器人的感知与决策能力。将声源定位应用于危险环境救援与巡检具有重要工程意义。随着深度学习的广泛应用,引入卷积神经网络(convolutional neu... 听觉系统是机器人感知周围环境信息的重要途径之一,精准有效地进行声源定位,可极大提高移动机器人的感知与决策能力。将声源定位应用于危险环境救援与巡检具有重要工程意义。随着深度学习的广泛应用,引入卷积神经网络(convolutional neural networks, CNNs)的声源定位效果显著改善。将移动机器人声源定位研究从网络架构与改进、声音特征类型、数据仿真与增强,以及多模态信息融合四个角度进行综合对比及分析,并对技术的应用提出思考与展望。 展开更多
关键词 移动机器人 声源定位 卷积神经网络 麦克风阵列 到达方向估计
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健听成年人全方向水平声源定位能力初步研究 被引量:1
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作者 户红艳 李思阳 +3 位作者 王倩 叶放蕾 李楠 冀飞 《中华耳科学杂志》 CSCD 北大核心 2024年第5期709-714,共6页
目的利用360°全方向24和36声源测试设备,初步探讨健听中青年和健听老年前期-老年人水平声源定位特点。方法选取2021年4月至2021年9月中国人民解放军总医院耳鼻喉科收治的43例健听成年受试者为研究对象,其中男性22例,女性21例;根据... 目的利用360°全方向24和36声源测试设备,初步探讨健听中青年和健听老年前期-老年人水平声源定位特点。方法选取2021年4月至2021年9月中国人民解放军总医院耳鼻喉科收治的43例健听成年受试者为研究对象,其中男性22例,女性21例;根据年龄分为中青年组(21~49岁)20例和老年前期-老年组(50~72岁)23例。两组分别给予纯音听阈测试、全方向24声源(间隔15°)和36声源(间隔10°)水平声源定位(sound localization,SL)能力评估。给声强度60 dB HL,给声刺激为1 kHz啭音,通过计算均方根误差(root mean square,RMS)、平均绝对误差(mean absolutely error,MAE)等评估受试者的声源定位能力。结果24声源老年前期-老年组MAE、RMS均值高于中青年组的MAE、RMS均值,差异有统计学意义(P<0.05);36声源老年前期-老年组MAE、RMS高于中青年组的MAE、RMS,差异无统计学意义(P>0.05)。24声源和36声源前场MAE和RMS均高于后场的MAE和RMS,前后场的MAE和RMS比较,差异有统计学意义(P<0.01);左右场的MAE、RMS比较,差异无统计学意义(P>0.05)。24声源前后混淆比例为7.73%,36声源前后混淆比例为15.42%;24声源和36声源均为正前方的声源定位准确度最差;老年前期-老年组前后混淆的比例高于中青年组,差异无统计学意义(P>0.05)。结论健听老年前期-老年人全方向24声源和36声源水平定位能力,相比健听中青年组有所下降。左右场的定位准确度高,前后场的定位准确度低,正前方定位准确度最低。全方向水平声源定位能力的测试结果与扬声器数量有关,且反应趋势具有一致性。 展开更多
关键词 声源定位 360°全方向 均方根误差 平均绝对误差 前后混淆
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基于最优四基阵的被动式声源定位估计
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作者 单泽彪 郭靖豪 +2 位作者 刘小松 孙煜旗 白昱 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期56-63,共8页
针对现有被动式声源定位算法测量精度低、适用范围小等问题,提出了一种基于最优四基阵的被动式声源定位估计方法。该方法通过构建最优四基阵阵列结构以实现多阵元点共用,旨在使用较少的阵元总量实现对目标声源的融合定位估计,从而提高... 针对现有被动式声源定位算法测量精度低、适用范围小等问题,提出了一种基于最优四基阵的被动式声源定位估计方法。该方法通过构建最优四基阵阵列结构以实现多阵元点共用,旨在使用较少的阵元总量实现对目标声源的融合定位估计,从而提高定位精度。并就该阵列模型确定空间目标定位方程组,将求解位置坐标问题转换为求解阵元点之间时延差值问题。进而采用二次分数低阶协方差算法求解脉冲噪声环境下的相应阵元间时延差值,即求得阵元信号的自分数低阶协方差和两阵元间信号的互分数低阶协方差之后,再次计算二者的互分数低阶协方差,以期更大程度上抑制脉冲噪声的影响,提高时延差值估计精度;最终将求得的时延估计信息带回定位方程组已实现对空间声源的定位估计。通过数值仿真和实测实验验证了所提方法的可行性及阵列结构的优越性。在实测实验中对声源定位估计误差仅为0.085 1 m,表明所提方法能较高精度的实现脉冲噪声环境下的声源定位,拓展了被动式声源定位算法的应用场景,具有一定的实际应用价值。 展开更多
关键词 被动式声源定位 脉冲噪 最优四基阵 到达时差估计
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基于二次分数低阶协方差的被动式声源定位方法
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作者 刘小松 郭靖豪 +2 位作者 柳鹏 任玮 单泽彪 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第24期259-266,311,共9页
针对现有的被动式声源定位算法在强脉冲噪声环境下抗干扰能力弱、定位误差大等问题,提出了一种基于二次分数低阶协方差的被动式声源定位估计方法。首先,构建了一个多点共用的最优四基阵阵列结构,利用有界非线性Sigmoid函数对含有脉冲噪... 针对现有的被动式声源定位算法在强脉冲噪声环境下抗干扰能力弱、定位误差大等问题,提出了一种基于二次分数低阶协方差的被动式声源定位估计方法。首先,构建了一个多点共用的最优四基阵阵列结构,利用有界非线性Sigmoid函数对含有脉冲噪声的接收信号进行处理;然后,对处理后的阵元间信号进行二次分数低阶协方差运算,即求得阵元信号的自分数低阶协方差和两阵元间信号的互分数低阶协方差之后,再次计算二者的互分数低阶协方差,以期更大程度上抑制脉冲噪声的影响;最后,根据求得的时延信息对声源进行定位计算。通过定位试验对所提方法进行了有效性验证。 展开更多
关键词 被动式声源定位 脉冲噪 最优四基阵 二次分数低阶协方差
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皮带输送机托辊故障声源定位方法 被引量:8
14
作者 张中盘 张明 +3 位作者 时瑛 李宁钢 董帆 万书亭 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2024年第1期142-147,共6页
为实现对皮带输送机托辊故障实时监测,提出一种基于广义互相关时延估计的托辊故障声源定位方法,并开发相关系统。首先通过安装在与皮带输送机旁间隔一定距离处的传声器采集声音信号,采用VMD与包络谱峭度方法有效提取托辊声音信号的故障... 为实现对皮带输送机托辊故障实时监测,提出一种基于广义互相关时延估计的托辊故障声源定位方法,并开发相关系统。首先通过安装在与皮带输送机旁间隔一定距离处的传声器采集声音信号,采用VMD与包络谱峭度方法有效提取托辊声音信号的故障频率信息。随后采用广义互相关时延估计算法对声音信号中选定的IMF分量进行广义互相关时延估计,根据时延域中互相关系数最大值所对应的时间差确定时延,结合声音在空气介质中的传播速度,以及故障声源位置与传声器之间的空间几何关系,确定故障声源位置。最后开发出托辊故障声源定位系统并投入现场运行,实验和现场应用结果表明,采用所提方法及相关系统能够实现托辊故障声源的准确定位。 展开更多
关键词 故障诊断 皮带输送机 托辊轴承 声源定位 时延估计 广义互相关
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多麦克风阵列数据融合声源定位方法研究 被引量:7
15
作者 刘扬 张传营 +1 位作者 赵景玉 卜凡亮 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第7期97-108,共12页
针对TDOA估计精度受采样频率限制的问题以及单一麦克风阵列声源定位误差较大的问题,提出了两种改进方法并进行了仿真验证。首先,为了解决采样频率低导致的TDOA估计误差较大的问题,提出了一种基于三次样条插值的改进二次互相关算法进行T... 针对TDOA估计精度受采样频率限制的问题以及单一麦克风阵列声源定位误差较大的问题,提出了两种改进方法并进行了仿真验证。首先,为了解决采样频率低导致的TDOA估计误差较大的问题,提出了一种基于三次样条插值的改进二次互相关算法进行TDOA估计的方法,在第1次互相关后进行三次样条插值提高采样频率,之后进行第2次互相关求得TDOA。在10倍插值的条件下仿真表明该方法将TDOA误差从7.6%降低到0.6%,有效的提升了估计精度。其次,为了解决单个麦克风阵列声源定位误差较大的问题提出了一种多麦克风阵列数据融合的声源定位方法,以四元十字麦克风阵列为单元,首先在每个单元阵列上进行单独的声源定位,之后将多个单元阵列的定位结果进行融合得到最终的声源位置,选取空间中的10个点利用双麦克风阵列以及四麦克风阵列对比单麦克风阵列进行远场定位仿真,结果表明,单麦克风阵列在声源距离较远时的定位误差达1 m以上,而利用所提方法设计的双麦克风阵列的定位距离误差在0.3 m以下,四麦克风阵列的定位距离误差在0.2 m以下,大大提高了声源定位的精度。 展开更多
关键词 到达时间差 麦克风阵列 声源定位 三次样条插值 互相关
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水下航行体首部边界层转捩噪声源定位研究 被引量:1
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作者 徐琛 李晓东 +2 位作者 柏宝红 黄红波 刘建华 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期52-58,共7页
为研究水下航行体首部边界层转捩区的噪声特性及声源位置,本文采用缩比SUBOFF模型在高速水洞中开展了试验研究。水洞试验段来流速度为3~7 m/s,基于模型长度的雷诺数为10^(7)量级,首部表面布置14支脉动压力传感器,测量了首部层流边界层... 为研究水下航行体首部边界层转捩区的噪声特性及声源位置,本文采用缩比SUBOFF模型在高速水洞中开展了试验研究。水洞试验段来流速度为3~7 m/s,基于模型长度的雷诺数为10^(7)量级,首部表面布置14支脉动压力传感器,测量了首部层流边界层、转捩和湍流边界层的脉动压力场。为定位声源位置,采用传声器阵列进行了水下航行体首部主要噪声源的三维声源定位,定位方法为基于小波变换的函数波束形成方法。试验结果表明:随着来流速度增大,首部边界层转捩起始位置不断向前移动,同时脉动压力频谱中的中频分量显著增加。声源定位结果表明:水下航行体首部主要噪声源呈三维环形分布,且声源所在流向位置与边界层转捩区位置基本重合,表明边界层转捩区是水下航行体首部的主要噪声源。 展开更多
关键词 水下航行体 边界层转捩 水动力噪 导流罩 自噪 三维声源定位
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基于时延估计的远场被动声源定位算法 被引量:2
17
作者 牛永建 杨飞 李海龙 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第11期4560-4566,共7页
现有的基于时延估计的声源定位算法大多假定声源是近场源,而在手机等手持式声源定位设备这种小尺度传声器阵列的应用场景中,声源主要为远场源。传统的基于时延估计的声源定位算法在处理远场源时,效果不佳。为了实现在该类情景中快速而... 现有的基于时延估计的声源定位算法大多假定声源是近场源,而在手机等手持式声源定位设备这种小尺度传声器阵列的应用场景中,声源主要为远场源。传统的基于时延估计的声源定位算法在处理远场源时,效果不佳。为了实现在该类情景中快速而准确地定位,提出一种适用于远场源的定位算法;同时提出一种用于计算广义互相关-相位变换(generalized cross correlation phase transformation,GCC-PHAT)时延估计结果置信度的算法,置信度用于估算时差(time difference of arrival,TDOA)协方差矩阵和选用传声器对。将传声器视为节点,用置信度表示节点间的距离。将传声器对的选用问题转化为图论中的路径规划问题,即寻找经过所有节点的最长路径。MATLAB仿真实验结果表明:当声源归为远场源时,与传统Chan算法相比,本文提出的远场定位算法在准确度和精度方面都有很大优势。采用基于路径规划的传声器对筛选算法后,远场定位算法将具有优异的抗干扰能力,在低信噪比或者高混响时间等恶劣声学环境下,也具有令人满意的定位效果。 展开更多
关键词 时延估计 估计结果置信度 远场 声源定位 GCC-PHAT 器对的选择
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基于双基地阵元级数据融合的声源定位算法 被引量:1
18
作者 李秀坤 王集 于歌 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2007-2013,共7页
针对双基地声呐系统中,利用几何关系构建定位方程求解定位方式在多目标时存在定位模糊的现象,本文利用阵元级数据融合提出了一种目标定位算法。利用双基地系统中目标时延和方位的耦合关系,将接收数据近似地表示成广义方位估计的模型,实... 针对双基地声呐系统中,利用几何关系构建定位方程求解定位方式在多目标时存在定位模糊的现象,本文利用阵元级数据融合提出了一种目标定位算法。利用双基地系统中目标时延和方位的耦合关系,将接收数据近似地表示成广义方位估计的模型,实现对时延和方位的同时补偿,将定位问题转换为空间谱估计问题。通过添加虚拟源的方式改进了经典的最小方差无偏估计算法权值的计算方法,得到了旁瓣更低的增强型最小方差无偏估计算法,使得该算法在多目标情况下也不存在定位模糊现象,从而可以省去后续的数据关联等步骤。数值仿真结果表明:相比于基于方位估计的双基地定位算法,本文利用双基地阵元级数据融合提出的算法在单目标和双目标情况下获得了更高的定位精度,在一定信噪比条件下定位误差较经典方法低5 dB。数值仿真和分析展示了本文所提方法在双基地声呐中的应用潜力。 展开更多
关键词 双基地 声源定位算法 空间谱估计 数据融合 最小方差无偏估计算法 定位方程 旁瓣抑制 自适应加权
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基于交叉谱方法的三维波束形成声源定位性能研究 被引量:2
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作者 黄信圣 丁浩 +1 位作者 黄琦 高增梁 《高技术通讯》 北大核心 2024年第12期1286-1296,共11页
近年来声学麦克风阵列及相关的信号处理技术被广泛用于声源定位。其中,基于波束形成的声学成像方法(BBAI)在二维平面阵列上实现了对噪声源的三维成像,并可识别噪声源深度。然而,基于平面麦克风阵列,客观地发现了在阵列深度方向上出现了... 近年来声学麦克风阵列及相关的信号处理技术被广泛用于声源定位。其中,基于波束形成的声学成像方法(BBAI)在二维平面阵列上实现了对噪声源的三维成像,并可识别噪声源深度。然而,基于平面麦克风阵列,客观地发现了在阵列深度方向上出现了完全相似的伪声源。此外,基于传统波束形成算法的三维声源成像图中有明显的主瓣宽度大、空间分辨率较低(特别是深度方向上)的问题。本文在基于波束形成的声学成像方法上,分别在BBAI基础上提出了2种结合交叉谱方法(CSM)的波束形成声学成像算法——CSM-B和CSM-EF,并通过三维锥型阵列(CSA)和二维轮辐阵列(SWA)比较了CSMB和CSM-EF在主瓣宽度和总运行时间上的性能。通过对单极子声源的测试,对3种算法进行了理论评估,并在全消音室中进行了实验评估。结果表明,从阵列角度上看,相较于二维轮辐阵列,三维锥型阵列能有效地减小主瓣宽度,尤其是在特定的声源深度范围内,效果较为明显。此外,从3种算法的角度上看,CSM-EF以牺牲较大的计算时间为代价,有效解决了主瓣宽度大、旁瓣数量多的声源定位问题,提供了最好的三维声源成像图,效果最佳。 展开更多
关键词 阵列信号处理 声源定位 麦克风阵列 CSM-B CSM-EF
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多任务学习残差卷积网络的声源定位和深度估计方法 被引量:1
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作者 耿林 张鸽 +3 位作者 王书海 夏晨骏 谢峰 斯嘉禾 《声学技术》 CSCD 北大核心 2024年第6期887-895,共9页
针对基于平面麦克风阵列的声源定位方法难以估计声源深度的问题,文章提出了多任务学习残差卷积网络的声源定位和深度估计方法。提出的网络模型具有两个输出分支,分别用于实现声源定位和深度估计。该网络使用函数波束形成的成像结果作为... 针对基于平面麦克风阵列的声源定位方法难以估计声源深度的问题,文章提出了多任务学习残差卷积网络的声源定位和深度估计方法。提出的网络模型具有两个输出分支,分别用于实现声源定位和深度估计。该网络使用函数波束形成的成像结果作为输入特征。通过设计一种高分辨率并且无旁瓣的目标图作为网络的标签来提高函数波束形成声源识别性能,同时将声源面与测量阵列之间的距离均匀离散成不同的深度类别,根据网络输出的深度类别的概率来估计声源深度。仿真结果表明,所提方法在五种频率的测试集中定位准确率都不低于96.95%,平均距离误差小于0.003 4 m,分类准确率大于99.05%,能够准确定位声源并估计声源深度。此外,该方法在低信噪比情况下也能有效识别声源,具有良好的泛化性。 展开更多
关键词 声源定位 深度估计 多任务学习 残差卷积网络 函数波束形成
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