基于室內脈沖響應的房間輪廓構圖的理論研究
發(fā)布時間：2021-05-15 17:51
隨著聲音信號處理技術的日趨進步,利用聲信號探測封閉墻面、天花板、地板等反射面實現室內輪廓的重建成為了研究的熱點。利用聲信號進行房間輪廓建圖在室內聲源定位、虛擬現實、增強現實和SLAM（及時定位與地圖構建）中得到了廣泛的利用,在未來存在非常廣闊的前景和利用價值。采集待測房間的室內脈沖響應信號進行分析、研究和提取是聲信號建圖中最常用的手段之一。本文從室內聲場模型出發(fā),引入了聲線法中最重要的一種方法Image法作為室內房間輪廓建圖的實現模型。Image模型認為聲信號在室內傳播的過程中,遇到尺寸大于聲信號波長的反射體會像光一樣發(fā)生鏡面反射,反射的方向取決于鏡像源的位置。鏡像源與聲源關于障礙物對稱,通過求解聲源位置以及鏡像聲源位置就可以確認房間輪廓的方向以及長度。室內脈沖響應作為室內聲學最重要的特性之一對于聲音的直達、反射、混響三種情況有著非常準確的解釋,通過正確選擇脈沖響應就可以實現對于實際聲源和鏡像聲源進行位置估計。但是,利用脈沖響應存在兩大難點:1.聲音反射信號的脈沖到達次序不一。2.高階脈作為干擾擾亂對于一階反射信號的選擇。針對本文提出的第一個難點,本文首先介紹了一種利用歐式距離陣來分類...
【文章來源】：桂林電子科技大學廣西壯族自治區(qū)
【文章頁數】：57 頁
【學位級別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 課題研究的背景及意義
1.2 國內外研究現狀
1.2.1 國外研究現狀
1.2.2 國內研究現狀
1.3 論文主要研究內容和章節(jié)安排
第二章 室內房間輪廓構圖的基本原理
2.1 室內聲場的介紹
2.1.1 室內聲場的概念及特點
2.1.2 室內聲場的研究方法
2.1.3 室內聲場的Image模型
2.2 室內脈沖響應介紹
2.2.1 室內脈沖響應介紹
2.2.2 基于聲學概念對于室內脈沖響應的分類
2.3 室內房間輪廓構圖的基本思路和難點
2.3.1 室內房間輪廓構圖的基本思路
2.3.2 室內房間輪廓構圖的難點
第三章 關于聲音反射信號分類的研究與分析
3.1 基于歐氏距離法對于反射信號的分類
3.2 基于TOA法對于反射信號的分類
3.3 基于TDOA法對于反射信號的分類
3.3.1 基于TDOA的最小二乘定位
3.3.2 基于TDOA的最小二乘的反射分類
3.4 實驗結果
第四章 接收信號的處理與優(yōu)化
4.1 脈沖響應選峰的優(yōu)化問題
4.2 脈沖響應分類問題的研究
4.2.1 直達信號與一階反射信號的分類研究
4.2.2 一階反射信號與高階反射信號的分類研究
4.2.3 二階反射信號的去除方法
4.3 實驗結果與總結
第五章 實驗結果及其分析
5.1 實驗場景以及儀器軟件工具的介紹
5.1.1 實驗場景的介紹
5.1.2 實驗儀器與軟件工具的介紹
5.2 實驗步驟
5.2.1 麥克風陣列以及聲源的布置與場景模型
5.2.2 實驗信號的選擇與實驗步驟
5.3 實驗結果及其對比分析
第六章 總結與展望
6.1 總結
6.2 展望
參考文獻
致謝
作者在攻讀碩士期間主要研究成果
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于半直接法SLAM的大場景稠密三維重建系統[J]. 徐浩楠,余雷,費樹岷. 模式識別與人工智能. 2018(05)
[2]一種基于三維建圖和虛擬現實的人機交互系統[J]. 張輝,王盼,肖軍浩,盧惠民. 控制與決策. 2018(11)
[3]基于TDOA定位的陣列布放結構研究[J]. 金博楠,徐曉蘇,張濤,李瑤. 導航定位與授時. 2017(06)
[4]非自由聲場中目標聲場還原與重建的等效源方法[J]. 胡定玉,李再幃,方宇. 聲學學報. 2017(04)
[5]最終章 一切為了觀眾[J]. 下牧建春. 數碼影像時代. 2017(04)
[6]基于超聲波傳感器的機器人室內環(huán)境重構[J]. 袁帥,李素芳,毛紅民,張鳳. 科技資訊. 2016(34)
[7]室內聲場的分析方法[J]. 齊娜,孟子厚. 演藝科技. 2012(11)
[8]半自由聲場和混響聲場等效轉換方法研究[J]. 任方,馮秉初,魯勇. 強度與環(huán)境. 2012(02)
[9]無線傳感器網絡TDOA定位系統的設計與實現[J]. 可方玲,黃曉利,段渭軍,王洪斌. 計算機測量與控制. 2008(02)
[10]基于TDOA移動定位中的約束加權最小二乘算法[J]. 蔚娜,謝紅,楊杰. 現代電子技術. 2005(06)
碩士論文
[1]面向自主裝修機器人的室內三維掃描儀的研究[D]. 單鵬飛.哈爾濱工業(yè)大學 2018
[2]基于麥克風陣列的遠場聲源目標定位技術研究[D]. 班琦.沈陽理工大學 2017
[3]基于智能手機的聲信號室內定位系統研究[D]. 文祥計.浙江大學 2016
[4]基于低頻聲場特征的數值模擬與分析[D]. 楊莎莎.南京理工大學 2015
[5]煤氣加壓機聲波清灰技術的研究[D]. 孫圣雄.東北大學 2014
[6]無線網絡室內定位算法研究[D]. 冷爽.黑龍江大學 2013
[7]基于多圖形處理器的高效波動聲學模擬器及其應用[D]. 陳韜.浙江大學 2012
本文編號：3188080
【文章來源】：桂林電子科技大學廣西壯族自治區(qū)
【文章頁數】：57 頁
【學位級別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 課題研究的背景及意義
1.2 國內外研究現狀
1.2.1 國外研究現狀
1.2.2 國內研究現狀
1.3 論文主要研究內容和章節(jié)安排
第二章 室內房間輪廓構圖的基本原理
2.1 室內聲場的介紹
2.1.1 室內聲場的概念及特點
2.1.2 室內聲場的研究方法
2.1.3 室內聲場的Image模型
2.2 室內脈沖響應介紹
2.2.1 室內脈沖響應介紹
2.2.2 基于聲學概念對于室內脈沖響應的分類
2.3 室內房間輪廓構圖的基本思路和難點
2.3.1 室內房間輪廓構圖的基本思路
2.3.2 室內房間輪廓構圖的難點
第三章 關于聲音反射信號分類的研究與分析
3.1 基于歐氏距離法對于反射信號的分類
3.2 基于TOA法對于反射信號的分類
3.3 基于TDOA法對于反射信號的分類
3.3.1 基于TDOA的最小二乘定位
3.3.2 基于TDOA的最小二乘的反射分類
3.4 實驗結果
第四章 接收信號的處理與優(yōu)化
4.1 脈沖響應選峰的優(yōu)化問題
4.2 脈沖響應分類問題的研究
4.2.1 直達信號與一階反射信號的分類研究
4.2.2 一階反射信號與高階反射信號的分類研究
4.2.3 二階反射信號的去除方法
4.3 實驗結果與總結
第五章 實驗結果及其分析
5.1 實驗場景以及儀器軟件工具的介紹
5.1.1 實驗場景的介紹
5.1.2 實驗儀器與軟件工具的介紹
5.2 實驗步驟
5.2.1 麥克風陣列以及聲源的布置與場景模型
5.2.2 實驗信號的選擇與實驗步驟
5.3 實驗結果及其對比分析
第六章 總結與展望
6.1 總結
6.2 展望
參考文獻
致謝
作者在攻讀碩士期間主要研究成果
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于半直接法SLAM的大場景稠密三維重建系統[J]. 徐浩楠,余雷,費樹岷. 模式識別與人工智能. 2018(05)
[2]一種基于三維建圖和虛擬現實的人機交互系統[J]. 張輝,王盼,肖軍浩,盧惠民. 控制與決策. 2018(11)
[3]基于TDOA定位的陣列布放結構研究[J]. 金博楠,徐曉蘇,張濤,李瑤. 導航定位與授時. 2017(06)
[4]非自由聲場中目標聲場還原與重建的等效源方法[J]. 胡定玉,李再幃,方宇. 聲學學報. 2017(04)
[5]最終章 一切為了觀眾[J]. 下牧建春. 數碼影像時代. 2017(04)
[6]基于超聲波傳感器的機器人室內環(huán)境重構[J]. 袁帥,李素芳,毛紅民,張鳳. 科技資訊. 2016(34)
[7]室內聲場的分析方法[J]. 齊娜,孟子厚. 演藝科技. 2012(11)
[8]半自由聲場和混響聲場等效轉換方法研究[J]. 任方,馮秉初,魯勇. 強度與環(huán)境. 2012(02)
[9]無線傳感器網絡TDOA定位系統的設計與實現[J]. 可方玲,黃曉利,段渭軍,王洪斌. 計算機測量與控制. 2008(02)
[10]基于TDOA移動定位中的約束加權最小二乘算法[J]. 蔚娜,謝紅,楊杰. 現代電子技術. 2005(06)
碩士論文
[1]面向自主裝修機器人的室內三維掃描儀的研究[D]. 單鵬飛.哈爾濱工業(yè)大學 2018
[2]基于麥克風陣列的遠場聲源目標定位技術研究[D]. 班琦.沈陽理工大學 2017
[3]基于智能手機的聲信號室內定位系統研究[D]. 文祥計.浙江大學 2016
[4]基于低頻聲場特征的數值模擬與分析[D]. 楊莎莎.南京理工大學 2015
[5]煤氣加壓機聲波清灰技術的研究[D]. 孫圣雄.東北大學 2014
[6]無線網絡室內定位算法研究[D]. 冷爽.黑龍江大學 2013
[7]基于多圖形處理器的高效波動聲學模擬器及其應用[D]. 陳韜.浙江大學 2012
本文編號：3188080
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