介紹了一種用于傳聲器陣列聲源定位精度校準的空間點聲源聲場模擬方法,并基于該方法設(shè)計了一套空間點聲源模擬系統(tǒng),完成了一個傳聲器陣列的定位位置精度校準。文章采用多通道點聲源空間聲場合成算法模擬了一個位于自由場空間的點聲源,根據(jù)傳聲器陣列中每一個傳聲器的空間位置坐標,計算出傳感器所處位置聲場的動態(tài)聲信號。通過耦合腔標準聲源將對應(yīng)的多通道電壓信號輸入被校準陣列系統(tǒng),完成點聲源的模擬。然后,該陣列運用波束形成算法進行聲源定位,得出點聲源的位置,并與模擬點聲源的位置進行比對,實現(xiàn)對陣列定位準確性的校準。 

【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個耦合腔標準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流程與裝置具體校準流程分以下幾步：首先利用上面的算法計算出各個傳聲器的動態(tài)聲信號；接著利用耦合腔標準聲源將對應(yīng)的多通道聲壓信號輸入到被校準的聲陣列系統(tǒng)中，完成點聲源的模擬。然后使用被校準聲陣列進行聲源定位計算。最后將模擬點聲源的位置與陣列定位的位置進行比對。傳聲器陣列聲源定位精度校準具體流程圖如圖7所示。圖7傳聲器陣列定位精度校準裝置校準流程圖Fig.7Calibrationflowchartofmicrophonearraypositioningaccuracy傳聲器校準裝置如圖8所示。信號發(fā)射裝備將計算好的動態(tài)聲信號傳至對應(yīng)的耦合腔部件，耦合腔內(nèi)標準聲源發(fā)出對應(yīng)的聲音。各個傳聲器接收聲

?雌矯姹換?殖蒒×N的網(wǎng)格點，運用波束成形算法依次掃描每個網(wǎng)格點，獲得坐標sr處的聲源強度。運用此模擬系統(tǒng)可獲得當(dāng)聲源網(wǎng)格點處有固定頻率、幅值、相位的點聲源時，傳聲器處對應(yīng)的聲音信號。圖1陣列系統(tǒng)示意圖Fig.1Schematicdiagramofthearraysystem在實際測量中，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)。球面波聲場中傳感器接收信號示意圖如圖2所示。圖2球面波聲場中傳感器接收信號示意圖Fig.2Schematicrepresentationofsensorreceivingsignalinthesphericalsoundfield虛擬的單極子點聲源位于聲源計算平面上r位置，P0為其聲源信號，沒有反射的自由聲場中格林函數(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為00()()()mmmPw≡Pvr=Pvrr(2)其中：P0為虛擬點聲源的聲信號；mr代表傳聲器所在位置。由于點聲源的半徑r0比聲波波長小很多，是一個滿足0kr1條件的脈動球源，點聲源聲場輻射聲壓為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為點源強度；au為點聲源表面振速幅值。通過式(2)、(3)可計算出空間中存在單極點聲源時，聲場中每個傳聲器所在空

【參考文獻】：
期刊論文
[1]傳聲器陣列陣元坐標標定精度影響因素研究[J]. 賀謙,孫志強,馮建民,韓凱.  工程與試驗. 2018(03)
[2]基于麥克風(fēng)陣列的聲源定向時延估計的研究[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：3337699