近年來,隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升,安防行業(yè)蓬勃發(fā)展。為滿足大眾對(duì)于家庭安防日益增長的需求,各類產(chǎn)品已涌入普通消費(fèi)者市場。目前看來,典型的安防產(chǎn)品如視頻監(jiān)控,功能相對(duì)單一,缺少對(duì)周圍環(huán)境主動(dòng)感知的能力。智能家居已成為安防領(lǐng)域的重要風(fēng)口,其理念核心是對(duì)居住環(huán)境的自主感知和智慧決策。基于此,本文設(shè)計(jì)了一套應(yīng)用于家用網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)(IP Camera,IPC)的聽聲辨位模塊,實(shí)時(shí)檢測(cè)環(huán)境中的聲響擾動(dòng),并將聲源方位信息傳遞給攝像機(jī)主模塊,以實(shí)現(xiàn)有限視角鏡頭的智能轉(zhuǎn)向跟蹤。具備聽聲辨位功能的IPC可以在不使用全景技術(shù)的條件下對(duì)監(jiān)控區(qū)域360全覆蓋,其實(shí)用價(jià)值較高。聽聲辨位系統(tǒng)以麥克風(fēng)陣列采集的聲音信號(hào)為數(shù)據(jù)來源,利用被動(dòng)聲源定位方法獲得目標(biāo)的方位信息。論文深入研究了各類主流陣列定位算法的實(shí)現(xiàn)原理,綜合比較其優(yōu)劣。并結(jié)合硬件條件、適用場景等提出了一種改進(jìn)的TDoA聲源定位算法,對(duì)該算法的可行性和性能作了較為嚴(yán)格的理論分析與評(píng)估。論文對(duì)算法移植MCU平臺(tái)的優(yōu)化工作進(jìn)行了系統(tǒng)論述,實(shí)現(xiàn)了輕便、高效、健壯的聲源定位軟件模塊,為低成本可靠定位方案的設(shè)計(jì)提供了參考。

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景與意義
    1.2 聲源定位技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.3 論文研究內(nèi)容及章節(jié)安排
        1.3.1 論文研究內(nèi)容及整體軟硬件方案
        1.3.2 論文章節(jié)安排
2 多麥克風(fēng)的空間聲源到達(dá)時(shí)延估計(jì)算法
    2.1 聲音信號(hào)傳播模型
        2.1.1 聲波的產(chǎn)生
        2.1.2 帶噪聲音信號(hào)
    2.2 基于廣義互相關(guān)的到達(dá)時(shí)延估計(jì)理論
        2.2.1 最小均方自適應(yīng)濾波時(shí)延估計(jì)
        2.2.2 基本廣義互相關(guān)函數(shù)時(shí)延估計(jì)
        2.2.3 改進(jìn)的互功率譜相位法
        2.2.4 前置倒譜預(yù)濾波
    2.3 基于余弦相似度的序列移位配對(duì)算法
        2.3.1 建立信號(hào)與語音活動(dòng)端檢測(cè)
        2.3.2 短序列時(shí)域移位計(jì)算
3 基于TDoA的方位估計(jì)
    3.1 普適性位置估計(jì)理論
        3.1.1 遠(yuǎn)場與近場聲源
        3.1.2 定位問題的一般數(shù)學(xué)模型
        3.1.3 最小二乘參數(shù)估計(jì)方法
    3.2 結(jié)合模塊具體結(jié)構(gòu)的空間坐標(biāo)變換法
        3.2.1 平面十字陣列定位原理
        3.2.2 方位估計(jì)角分辨率分析
    3.3 基于雙耳電平差的聲源區(qū)間預(yù)估
4 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)及功能測(cè)試
    4.1 硬件選材與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.1.1 聽聲辨位模塊整體構(gòu)造
        4.1.2 元器件及芯片的選擇
    4.2 關(guān)鍵軟件模塊功能解析
        4.2.1 軟件總體方案設(shè)計(jì)
        4.2.2 外設(shè)及邏輯控制模塊
        4.2.3 核心定位算法模塊
        4.2.4 通信協(xié)議解析模塊
    4.3 樣機(jī)性能測(cè)試及結(jié)果分析
5 總結(jié)與展望
    5.1 本論文主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)
    5.2 算法改進(jìn)設(shè)想
參考文獻(xiàn)
作者簡歷



本文編號(hào)：3840137