【摘要】：方位判定系統(tǒng)是利用聲音信號(hào)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行定位,通過(guò)相關(guān)計(jì)算確定目標(biāo)的位置�，F(xiàn)有的聲音定位技術(shù)存在實(shí)時(shí)性差,定位精度不高,易受混響影響等不足,為解決這些問(wèn)題,本文設(shè)計(jì)了基于ARM的方位判定系統(tǒng),重點(diǎn)進(jìn)行了硬件電路設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì),論文的研究?jī)?nèi)容和研究成果主要包括以下幾個(gè)方面:1.通過(guò)對(duì)方位判定方法的分析和學(xué)習(xí),提出方位判定系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。根據(jù)系統(tǒng)對(duì)聲音信號(hào)質(zhì)量和運(yùn)算量的要求,選擇駐極體傳聲器及平面?zhèn)髀暺麝嚵薪Y(jié)構(gòu)。對(duì)現(xiàn)有的方位判定方法進(jìn)行對(duì)比分析,選擇合適的方位判定算法,本系統(tǒng)選用廣義互相關(guān)時(shí)延估計(jì)算法。并對(duì)系統(tǒng)采用的平面四元傳聲器陣列進(jìn)行算法模型描述和目標(biāo)位置計(jì)算公式推導(dǎo),并對(duì)方位判定算法進(jìn)行改進(jìn)。根據(jù)系統(tǒng)對(duì)定位時(shí)效、定位精度和處理器運(yùn)算速度的要求,利用STM32F103RBT6微處理器完成數(shù)據(jù)處理和計(jì)算,并采用LCD1602作為液晶顯示器件。2.硬件電路設(shè)計(jì)方面,本文采用低功耗設(shè)計(jì)。主要包括處理器外圍模塊設(shè)計(jì)、信號(hào)處理模塊設(shè)計(jì)、液晶顯示模塊設(shè)計(jì)、電源模塊設(shè)計(jì)。3.軟件設(shè)計(jì)方面,本文采用Real View MDK開(kāi)發(fā)工具,并使用STM32標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)函數(shù)。主要完成系統(tǒng)初始化、主程序設(shè)計(jì)、液晶顯示程序設(shè)計(jì)和方位判定算法的實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)完成后,進(jìn)行硬件電路板的焊接以及軟硬件的調(diào)試。在實(shí)驗(yàn)條件相對(duì)穩(wěn)定的室內(nèi)環(huán)境中對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行誤差分析。系統(tǒng)多次實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,基于ARM的方位判定系統(tǒng)可以正常運(yùn)行、定位誤差維持在4%~7%范圍內(nèi),并且可以滿足對(duì)不同頻率聲音信號(hào)進(jìn)行方位判定的要求,實(shí)時(shí)性好,具有較高的使用價(jià)值。
[Abstract]:The azimuth determination system uses sound signal to locate the target and determines the position of the target by correlation calculation. The existing sound positioning technology has some shortcomings such as poor real-time, low positioning precision and easy to be affected by reverberation. In order to solve these problems, a azimuth determination system based on ARM is designed in this paper, with emphasis on hardware circuit design and software design. The research contents and research results mainly include the following aspects: 1. Based on the analysis and study of azimuth determination method, the overall design scheme of azimuth determination system is put forward. According to the requirement of sound signal quality and operation quantity, electret microphone and planar microphone array are selected. The existing azimuth determination methods are compared and analyzed, and the appropriate azimuth determination algorithm is selected. In this system, the generalized cross-correlation time delay estimation algorithm is chosen. The plane quaternion microphone array used in the system is described by the algorithm model and the calculation formula of the target position is deduced, and the azimuth determination algorithm is improved. According to the requirements of the system, the STM32F103RBT6 microprocessor is used to complete the data processing and calculation, and LCD1602 is used as the liquid crystal display device. In the aspect of hardware circuit design, this paper adopts low power design. Mainly includes processor peripheral module design, signal processing module design, LCD module design, power module design. 3. Software design, this paper uses Real View MDK development tools, and the use of STM32 standard peripheral library function. System initialization, main program design, LCD program design and azimuth determination algorithm are implemented. After the hardware and software design of the system is completed, the welding of the hardware circuit board and the debugging of the hardware and software are carried out. The system is tested in a relatively stable indoor environment, and the error of the measurement results is analyzed. The results of many experiments show that the azimuth determination system based on ARM can run normally, the positioning error is within 4%, and it can meet the requirements of azimuth determination for different frequency sound signals, and the real-time performance is good. It has high use value.
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN641;TP311.52

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前9條

1 王春艷;樊官民;孟杰;;基于廣義互相關(guān)函數(shù)的聲波陣列時(shí)延估計(jì)算法[J];電聲技術(shù);2010年08期

2 王亞斌;賈晶晶;劉明杰;;Research on Acoustic Localization Algorithm Based on Dual Four-Element Arrays[J];Journal of Beijing Institute of Technology;2009年01期

3 崔瑋瑋;曹志剛;魏建強(qiáng);;聲源定位中的時(shí)延估計(jì)技術(shù)[J];數(shù)據(jù)采集與處理;2007年01期

4 李承智,曲天書(shū),吳璽宏;一種改進(jìn)的AEDA聲源定位及跟蹤算法[J];北京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年05期

5 李守軍,包更生,吳水根;水聲定位技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J];海洋技術(shù);2005年01期

6 嚴(yán)素清,黃冰;傳聲器陣列的聲源定位研究[J];電聲技術(shù);2004年12期

7 陳華偉,趙俊渭,郭業(yè)才;五元十字陣被動(dòng)聲定位算法及其性能研究[J];探測(cè)與控制學(xué)報(bào);2003年04期

8 朱廣信,陳彪,金蓉;基于傳聲器陣列的聲源定位[J];電聲技術(shù);2003年01期

9 徐占朝,張盛林,趙國(guó)志;傳聲器的選擇和使用[J];中國(guó)醫(yī)學(xué)教育技術(shù);2002年02期

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1 居太亮;基于麥克風(fēng)陣列的聲源定位算法研究[D];電子科技大學(xué);2006年

2 張正明;輻射源無(wú)源定位研究[D];西安電子科技大學(xué);2000年

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1 黃海軍;基于傳聲器陣列的聲源定位系統(tǒng)的初步研究[D];東華大學(xué);2013年

2 王春霞;聲源定位系統(tǒng)時(shí)延估計(jì)算法優(yōu)化研究[D];河北工程大學(xué);2012年

3 張青;基于時(shí)延估計(jì)的聲源定位算法的研究[D];北方工業(yè)大學(xué);2012年

4 閆行;微弱電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D];中北大學(xué);2011年

5 朱錚宇;基于傳聲器陣列的聲源定位技術(shù)研究[D];陜西師范大學(xué);2011年

6 蘇立娟;基于麥克風(fēng)陣列的聲源定位技術(shù)研究與ARM實(shí)現(xiàn)[D];燕山大學(xué);2011年

7 劉杰;基于DSP的聲源定位算法研究與實(shí)現(xiàn)[D];燕山大學(xué);2010年

8 柯昆;聲源定位技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2010年

9 魯佳;基于傳聲器陣列的聲源定位研究[D];天津大學(xué);2008年

10 唐娟;不同環(huán)境下的時(shí)延估計(jì)算法及其仿真研究[D];南京信息工程大學(xué);2007年

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本文編號(hào)：2305855