發(fā)布時(shí)間：2017-12-01 17:00

  本文關(guān)鍵詞：基于波束形成算法的聲源定位研究及DSP實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 麥克風(fēng)陣列 聲源定位 TMS320DM642 MVDR

【摘要】：聲源定位在工業(yè)噪聲定位、軍事等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用,基于麥克風(fēng)陣列的波束形成算法是聲源定位的主要方法�；诓ㄊ纬伤惴ǖ穆曉炊ㄎ皇抢脗髀暺麝嚵羞M(jìn)行聲音信號(hào)的提取,然后利用波束形成算法對(duì)采集到的聲音數(shù)據(jù)進(jìn)行處理進(jìn)而得到聲音信號(hào)的位置。目前,基于麥克風(fēng)陣列的聲源定位系統(tǒng)大多使用數(shù)據(jù)采集卡,存在系統(tǒng)體積大、成本高和使用不便的問(wèn)題。與傳統(tǒng)的波束形成算法相比,MVDR算法自適應(yīng)性強(qiáng),能夠在機(jī)械故障檢測(cè)等信噪比低的環(huán)境下工作。但MVDR算法運(yùn)算量大,難以在一般的嵌入式系統(tǒng)中滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)。針對(duì)波束形成算法的數(shù)據(jù)量大,運(yùn)算復(fù)雜的問(wèn)題,本文選取了TI公司推出的TMS320DM642 DSP芯片,實(shí)現(xiàn)了由8個(gè)麥克風(fēng)組成的均勻圓陣基于MVDR算法在TMS320DM642上的應(yīng)用,系統(tǒng)具有體積小、成本低、實(shí)時(shí)性高的特點(diǎn)研究小型實(shí)時(shí)性高的聲源定位系統(tǒng)對(duì)工業(yè)噪聲定位以及軍事等領(lǐng)域都具有非常深遠(yuǎn)的意義。本文介紹了噪聲的概念,對(duì)基于麥克風(fēng)陣列的聲源定位技術(shù)進(jìn)行了理論研究,分別闡述了三種常見(jiàn)聲源定位算法的優(yōu)缺點(diǎn)。選取波束形成算法作為聲源定位系統(tǒng)的核心算法,對(duì)常規(guī)波束形成算法和MVD R算法進(jìn)行仿真比較并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,MVDR算法具有更高的精度。針對(duì)MVDR算法只能有效定位出180。范圍內(nèi)方位角的問(wèn)題,利用數(shù)字相關(guān)法判斷目標(biāo)聲源的上下界,然后對(duì)應(yīng)改變陣列順序,再運(yùn)用MVDR算法進(jìn)行聲源定位,這樣可以定位出360。范圍內(nèi)的方位角。相比于進(jìn)行二次計(jì)算,可減少三分之一的運(yùn)算量,提高系統(tǒng)實(shí)時(shí)性。在基于波束形成算法聲源定位研究的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了8個(gè)麥克風(fēng)陣元的均勻圓形麥克風(fēng)陣列進(jìn)行聲音信號(hào)的拾取,選取TMS320DM642和AD7606設(shè)計(jì)聲源定位系統(tǒng)。可以對(duì)8通道聲音信號(hào)進(jìn)行同步采集和處理,具有16bits的采樣精度和25KSPS的采樣率,TMS320DM642核心處理器具有高達(dá)720MHz主頻,完全滿(mǎn)足聲音信號(hào)采集和處理的要求。為了提高程序的執(zhí)行效率,采用C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言混合編程,調(diào)用DSPLIB庫(kù)函數(shù)來(lái)計(jì)算FFT,采用改進(jìn)的MVDR算法。為了更直觀清楚地觀察到聲源定位的結(jié)果,開(kāi)發(fā)了上位機(jī)軟件顯示界面。對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行反復(fù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試,實(shí)驗(yàn)表明,聲源定位系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行聲源定位,誤差能夠控制在較小的范圍內(nèi),并具有小型化和實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)。
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TN912.2

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 國(guó)蓉;何鎮(zhèn)安;王偉;;被動(dòng)聲探測(cè)技術(shù)與彈著點(diǎn)定位方法綜述[J];電聲技術(shù);2010年11期

2 趙玉潔;聲測(cè)定位技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J];聲學(xué)與電子工程;1993年04期

3 方漢方;黃勇;蔡藝劇;尹遴;;基于FFT超聲波傳輸時(shí)間測(cè)量的誤差分析[J];西華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年06期

4 胡郢;刁帥;;基于T型麥克風(fēng)陣列的近場(chǎng)三維聲源定位[J];武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2009年06期

5 彭巧樂(lè);司錫才;李利;;一種無(wú)特征分解的快速子空間DOA算法[J];系統(tǒng)工程與電子技術(shù);2010年04期

6 邵學(xué)輝;付永慶;鄭莉;;近場(chǎng)麥克風(fēng)陣列幅相誤差校正技術(shù)[J];應(yīng)用科技;2007年10期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 徐燕子;面向麥克風(fēng)陣列應(yīng)用的聲源定位算法研究[D];華中科技大學(xué);2009年

2 周智耀;基于DSP的多源超分辨DOA估計(jì)算法的研究及實(shí)現(xiàn)[D];華中科技大學(xué);2012年

，

本文編號(hào)：1241780