發(fā)布時(shí)間：2021-08-12 05:39

　　介紹了一種用于傳聲器陣列聲源定位精度校準(zhǔn)的空間點(diǎn)聲源聲場(chǎng)模擬方法,并基于該方法設(shè)計(jì)了一套空間點(diǎn)聲源模擬系統(tǒng),完成了一個(gè)傳聲器陣列的定位位置精度校準(zhǔn)。文章采用多通道點(diǎn)聲源空間聲場(chǎng)合成算法模擬了一個(gè)位于自由場(chǎng)空間的點(diǎn)聲源,根據(jù)傳聲器陣列中每一個(gè)傳聲器的空間位置坐標(biāo),計(jì)算出傳感器所處位置聲場(chǎng)的動(dòng)態(tài)聲信號(hào)。通過耦合腔標(biāo)準(zhǔn)聲源將對(duì)應(yīng)的多通道電壓信號(hào)輸入被校準(zhǔn)陣列系統(tǒng),完成點(diǎn)聲源的模擬。然后,該陣列運(yùn)用波束形成算法進(jìn)行聲源定位,得出點(diǎn)聲源的位置,并與模擬點(diǎn)聲源的位置進(jìn)行比對(duì),實(shí)現(xiàn)對(duì)陣列定位準(zhǔn)確性的校準(zhǔn)。 

【文章來源】：聲學(xué)技術(shù). 2020,39(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

陣列系統(tǒng)示意圖

)相位差一致性曲線圖632個(gè)耦合腔標(biāo)準(zhǔn)聲源幅值與相位一致性Fig.6Theconsistencyofamplitudeandphaseof32couplingcavitystandardsoundsources2.2傳聲器陣列聲源定位精度校準(zhǔn)流程與裝置具體校準(zhǔn)流程分以下幾步：首先利用上面的算法計(jì)算出各個(gè)傳聲器的動(dòng)態(tài)聲信號(hào)；接著利用耦合腔標(biāo)準(zhǔn)聲源將對(duì)應(yīng)的多通道聲壓信號(hào)輸入到被校準(zhǔn)的聲陣列系統(tǒng)中，完成點(diǎn)聲源的模擬。然后使用被校準(zhǔn)聲陣列進(jìn)行聲源定位計(jì)算。最后將模擬點(diǎn)聲源的位置與陣列定位的位置進(jìn)行比對(duì)。傳聲器陣列聲源定位精度校準(zhǔn)具體流程圖如圖7所示。圖7傳聲器陣列定位精度校準(zhǔn)裝置校準(zhǔn)流程圖Fig.7Calibrationflowchartofmicrophonearraypositioningaccuracy傳聲器校準(zhǔn)裝置如圖8所示。信號(hào)發(fā)射裝備將計(jì)算好的動(dòng)態(tài)聲信號(hào)傳至對(duì)應(yīng)的耦合腔部件，耦合腔內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)聲源發(fā)出對(duì)應(yīng)的聲音。各個(gè)傳聲器接收聲

?雌矯姹換?殖蒒×N的網(wǎng)格點(diǎn)，運(yùn)用波束成形算法依次掃描每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)，獲得坐標(biāo)sr處的聲源強(qiáng)度。運(yùn)用此模擬系統(tǒng)可獲得當(dāng)聲源網(wǎng)格點(diǎn)處有固定頻率、幅值、相位的點(diǎn)聲源時(shí)，傳聲器處對(duì)應(yīng)的聲音信號(hào)。圖1陣列系統(tǒng)示意圖Fig.1Schematicdiagramofthearraysystem在實(shí)際測(cè)量中，由于傳聲器陣列與聲源間的距離是一定的，聲源平面上各聲源輻射聲波更接近球面波[5]。陣列各傳聲器接收的聲壓信號(hào)不僅存在相位差異，而且存在幅值差異，這些差異與傳聲器和聲源的空間位置密切相關(guān)。球面波聲場(chǎng)中傳感器接收信號(hào)示意圖如圖2所示。圖2球面波聲場(chǎng)中傳感器接收信號(hào)示意圖Fig.2Schematicrepresentationofsensorreceivingsignalinthesphericalsoundfield虛擬的單極子點(diǎn)聲源位于聲源計(jì)算平面上r位置，P0為其聲源信號(hào)，沒有反射的自由聲場(chǎng)中格林函數(shù)為j||()e/||kv=rrr(1)其中，k=ω/c為聲波波數(shù)，ω為角頻率，c為介質(zhì)中的聲速；r代表聲源的位置。則各傳聲器接收的聲壓信號(hào)為00()()()mmmPw≡Pvr=Pvrr(2)其中：P0為虛擬點(diǎn)聲源的聲信號(hào)；mr代表傳聲器所在位置。由于點(diǎn)聲源的半徑r0比聲波波長(zhǎng)小很多，是一個(gè)滿足0kr1條件的脈動(dòng)球源，點(diǎn)聲源聲場(chǎng)輻射聲壓為00j[(,,)(,,)]0jed4(,,)ωtkhxyzxyzSkcpQhxyzαρ=π∫∫(3)其中：0ρ為介質(zhì)靜態(tài)密度；0c為介質(zhì)中的聲速；h(x,y,z)為點(diǎn)聲源面元到傳聲器所在位置的距離；α(x,y,z)為面元的初相位；204aQ=πru為點(diǎn)源強(qiáng)度；au為點(diǎn)聲源表面振速幅值。通過式(2)、(3)可計(jì)算出空間中存在單極點(diǎn)聲源時(shí)，聲場(chǎng)中每個(gè)傳聲器所在空

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]傳聲器陣列陣元坐標(biāo)標(biāo)定精度影響因素研究[J]. 賀謙,孫志強(qiáng),馮建民,韓凱.  工程與試驗(yàn). 2018(03)
[2]基于麥克風(fēng)陣列的聲源定向時(shí)延估計(jì)的研究[J]. 王書海,石俊峰.  科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2018(23)
[3]傳聲器陣列校準(zhǔn)技術(shù)研究[J]. 李元首,陳寶,張雪,姜濤.  現(xiàn)代電子技術(shù). 2014(24)



本文編號(hào)：3337699