針對陣列中傳感器陣元對聲源定位性能的貢獻(xiàn)率不同,開展了基于Hanbury Brown and Twiss干涉定位的陣列優(yōu)化研究。首先,根據(jù)聲場HBT干涉定位原理,建立了八元直線傳感陣列的聲學(xué)定位理論模型。其次,以陣列定位誤差在1%以內(nèi)為目標(biāo),對八元直線傳感陣列進(jìn)行拓?fù)浞抡鎯?yōu)化,得到5種四元直線傳感陣列。最后,通過實(shí)驗驗證,仿真優(yōu)化得到的5種四元直線傳感陣列中有2種陣列的定位誤差在1%以內(nèi)。通過對傳感陣列拓?fù)鋬?yōu)化的研究,能夠降低傳感器的個數(shù),且保證對聲源的定位性能不變,從而減少了陣列信號處理的復(fù)雜性。 

【文章來源】：科學(xué)技術(shù)與工程. 2020,20(13)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

可見光波段HBT實(shí)驗原理圖

假設(shè)空間內(nèi)以一個聲源S作為坐標(biāo)原點(diǎn),同平面坐標(biāo)系內(nèi)存在聲學(xué)傳感器A和B,分別位于距離聲源S半徑為r1和r2處,傳感器A和B接收聲源發(fā)出的聲波,接收信號分別為Q1(r1,t1)以及Q2(r2,t2),如圖2所示。根據(jù)光場中可見光波段實(shí)驗的相干光計算,將光學(xué)二階相關(guān)函數(shù)的計算方法引入到聲學(xué)定位,可以得到任意兩個傳感器之間的相關(guān)函數(shù)G:

建立直角坐標(biāo)系,8個傳感器分別等距離放置在X軸上,組成直線陣列,如圖3所示。假設(shè)聲源位置放置(5 m,20 m),運(yùn)用MATLAB軟件,通過直線陣列進(jìn)行聲源定位仿真模擬,通過掃描得到該掃描區(qū)域內(nèi)所有相關(guān)函數(shù),其中相關(guān)函數(shù)值最大的點(diǎn)即為聲源坐標(biāo),如圖4所示的八元陣列聲源定位效果圖,定位結(jié)果為(5 m,20 m),與所設(shè)置聲源坐標(biāo)一致。圖4 八元陣列仿真定位結(jié)果圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于聲場HBT干涉的空間定位方法研究[J]. 聶磊,鄒靜,劉夢然,馮勝.  壓電與聲光. 2019(03)
[2]基于遺傳算法的超聲換能器陣列優(yōu)化設(shè)計[J]. 李夕海,康志謙,楊婷婷,李祥雨.  壓電與聲光. 2018(04)
[3]一種改進(jìn)粒子群算法的立體陣列優(yōu)化方法[J]. 樊征兵,李陽,宋亞輝,張武林.  聲學(xué)技術(shù). 2018(02)

碩士論文
[1]聲發(fā)射打靶定位系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D]. 馮笑飛.電子科技大學(xué) 2018



本文編號：3524508