基于麥克風(fēng)陣列的聲學(xué)成像技術(shù)廣泛應(yīng)用于噪聲控制、氣動(dòng)聲學(xué)、監(jiān)控和追蹤等領(lǐng)域,聲學(xué)成像技術(shù)通過(guò)波束形成算法和圖像融合將空間聲源的分布信息圖像化,在直觀的圖像上可以快速識(shí)別和定位噪聲源。定位精度和空間分辨率是評(píng)判聲學(xué)成像性能優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn),其中陣列陣型和波束形成算法是影響性能的關(guān)鍵因素。本文重點(diǎn)研究了螺旋型麥克風(fēng)陣列、反卷積波束形成的具體原理和優(yōu)缺點(diǎn),最后還研究了聲學(xué)成像技術(shù)在汽車(chē)違法鳴笛抓拍上的應(yīng)用。本文的主要內(nèi)容分為四部分:第一部分研究了聲學(xué)成像的基礎(chǔ)理論,其中陣列矢量和互譜矩陣是兩個(gè)關(guān)鍵物理量,陣列矢量反映了麥克風(fēng)陣列的響應(yīng)性能,互譜矩陣包含著聲源的空間信息和功率強(qiáng)弱信息。波束形成算法通過(guò)陣列矢量和互譜矩陣復(fù)原真實(shí)聲源分布。第二部分從波束的動(dòng)態(tài)范圍和3dB帶寬出發(fā),詳細(xì)研究了麥克風(fēng)陣列的優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過(guò)仿真對(duì)比規(guī)則型陣列和螺旋型陣列的性能,發(fā)現(xiàn)螺旋型陣列能有效的抑制波束旁瓣。螺旋型陣列的優(yōu)化思想是:靠近陣列中心的麥克風(fēng)濃度高則獲得較寬的動(dòng)態(tài)范圍,靠近孔徑邊緣的麥克風(fēng)濃度高則會(huì)獲得高分辨率,通過(guò)平衡兩者取得最優(yōu)的陣列性能。第三部分深入研究了各類(lèi)波束形成算法。DAMAS、DAMS-C算法假設(shè)波... 

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【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究的背景和意義
    1.2 聲學(xué)成像技術(shù)的研究?jī)?nèi)容
        1.2.1 聲學(xué)成像研究的聲源類(lèi)型
        1.2.2 麥克風(fēng)陣列的優(yōu)化設(shè)計(jì)
        1.2.3 聲學(xué)成像波束形成算法概述
            1.2.3.1 常規(guī)波束形成
            1.2.3.2 反卷積波束形成算法
            1.2.3.3 稀疏性反卷積波束形成算法
            1.2.3.4 其它類(lèi)型波束形成優(yōu)化算法
    1.3 本論文研究?jī)?nèi)容和結(jié)構(gòu)
第二章 聲學(xué)成像的基礎(chǔ)理論
    2.1 陣列接收信號(hào)模型
    2.2 陣列矢量
    2.3 常規(guī)波束形成
    2.4 點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)PSF
    2.5 本章小結(jié)
第三章 麥克風(fēng)陣列優(yōu)化
    3.1 陣型對(duì)動(dòng)態(tài)范圍的影響
        3.1.1 規(guī)則型麥克風(fēng)陣列
        3.1.2 單螺旋型麥克風(fēng)陣列
        3.1.3 各類(lèi)型陣列的性能比較
    3.2 多臂螺旋型麥克風(fēng)陣列
    3.3 本章小結(jié)
第四章 聲學(xué)成像算法
    4.1 反卷積波束形成
        4.1.1 DAMAS波束形成算法
        4.1.2 DAMAS-C波束形成算法
        4.1.3 數(shù)值仿真
    4.2 CLEAN波束形成算法
        4.2.1 CLEAN-PSF波束形成算法
        4.2.2 CLEAN-SC波束形成算法
        4.2.3 數(shù)值仿真
    4.3 Functional波束形成
        4.3.1 Functional波束形成原理
        4.3.2 數(shù)值仿真
    4.4 本章小結(jié)
第五章 稀疏性反卷積波束形成算法
    5.1 CMF波束形成算法
    5.2 MACS波束形成算法
    5.3 OMP波束形成算法
        5.3.1 OMP-DAMAS波束形成算法
        5.3.2 OMP算法的優(yōu)化
    5.4 數(shù)值仿真
    5.5 本章小結(jié)
第六章 聲學(xué)成像技術(shù)應(yīng)用于汽車(chē)?guó)Q笛抓拍
    6.1 汽車(chē)違法鳴笛抓拍
    6.2 MEMS數(shù)字麥克風(fēng)
    6.3 麥克風(fēng)陣列
    6.4 汽車(chē)?yán)纫纛l特性
    6.5 鳴笛抓拍的定位算法
    6.6 鳴笛抓拍的性能測(cè)試和結(jié)果分析
        6.6.1 DAMAS-FAST波束形成算法性能測(cè)試
        6.6.2 DAMAS和 CMF反卷波束形成算法性能測(cè)試
        6.6.3 DAMAS-FAST波束形成算法的不足
    6.7 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)和展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]CLEAN-SC算法在風(fēng)洞聲源定位與識(shí)別中的應(yīng)用研究[J]. 李征初,李勇,陳正武,黃奔,王勛年.  實(shí)驗(yàn)流體力學(xué). 2016(03)
[2]基于相控麥克風(fēng)陣列的民機(jī)主起落架氣動(dòng)噪聲源識(shí)別技術(shù)研究[J]. 徐康樂(lè),陳迎春,江淵,周家檢,孫剛.  空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 2015(04)
[3]汽車(chē)?yán)嚷曁匦栽囼?yàn)分析[J]. 張志飛,袁瓊,徐中明,賀巖松.  汽車(chē)工程學(xué)報(bào). 2013(06)
[4]基于聲陣列技術(shù)的汽車(chē)噪聲源識(shí)別試驗(yàn)研究[J]. 司春棣,陳恩利,楊紹普,王翠艷.  振動(dòng)與沖擊. 2009(06)



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