發(fā)布時(shí)間：2017-04-12 21:55

  本文關(guān)鍵詞：基于改進(jìn)的高斯牛頓迭代法的聲源定位及建模仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無(wú)線聲音傳感器在噪聲抑制、語(yǔ)音識(shí)別、追蹤目標(biāo)聲源等方面有著廣泛應(yīng)用。在日常生活中,例如槍聲定位、視頻會(huì)議等應(yīng)用均采用了無(wú)線聲音傳感器的聲源定位技術(shù)。本文主要對(duì)聲音傳感器在聲源定位方面的應(yīng)用進(jìn)行研究。為了準(zhǔn)確進(jìn)行聲源定位并研究定位結(jié)果的誤差分布,本文采用了基于三角形陣列無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)的聲源定位方法,該方法使用到達(dá)時(shí)差法(Time Difference Of Arrival)對(duì)三角形陣列內(nèi)部及周邊一定范圍內(nèi)的聲源進(jìn)行定位,本文使用該聲源定位方法對(duì)不同形狀、不同規(guī)模的傳感器陣列組成的聲源定位系統(tǒng)進(jìn)行了仿真建模分析,對(duì)系統(tǒng)中存在節(jié)點(diǎn)的位置誤差和聲音到達(dá)時(shí)刻誤差時(shí)對(duì)定位精度的影響進(jìn)行了分析。同時(shí)在使用高斯牛頓迭代法進(jìn)行聲源定位的計(jì)算過(guò)程中,由于算法進(jìn)行第一次迭代的初始值的選取對(duì)最終計(jì)算結(jié)果的影響較大,若迭代初始值選取不當(dāng),會(huì)導(dǎo)致迭代不收斂或收斂到錯(cuò)誤結(jié)果,影響了聲源定位系統(tǒng)的定位準(zhǔn)確度。針對(duì)這一問(wèn)題,本文提出了一種改進(jìn)的選取高斯牛頓迭代法的初始值的優(yōu)化方法。通過(guò)對(duì)傳感器陣列組成的系統(tǒng)進(jìn)行區(qū)域劃分的方法,在相應(yīng)的區(qū)域中選取出有效的迭代計(jì)算初始值進(jìn)行后續(xù)的迭代計(jì)算。采用該方法可以提高計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確度,減少計(jì)算過(guò)程中的迭代次數(shù),并且減少了計(jì)算誤差。仿真結(jié)果顯示,本文提出的基于三角形無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的聲源定位系統(tǒng)的有效定位范圍具有對(duì)稱性主要位于三角形內(nèi)部,并向三角形外部有一定的擴(kuò)展。隨著聲音傳感器陣列規(guī)模的擴(kuò)大,有效的定位范圍也隨之增大。在相似陣列規(guī)模和外界誤差條件下,陣列排列成正三角形時(shí)該聲源定位系統(tǒng)具有較大的有效定位范圍。仿真結(jié)果還顯示,在系統(tǒng)中存在誤差的情況下,引入的外界誤差越小,定位效果越理想。聲音傳感器節(jié)點(diǎn)的位置誤差對(duì)定位結(jié)果的影響要大于聲音到達(dá)時(shí)刻誤差對(duì)定位結(jié)果的影響。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 聲源定位 高斯牛頓迭代法 仿真建模 誤差分析
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP212.9
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 聲音無(wú)線傳感器陣列概述11-14
• 1.2.1 聲音無(wú)線傳感器陣列特點(diǎn)11-12
• 1.2.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)12-13
• 1.2.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用13-14
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容14-16
• 第2章 聲源定位方法16-27
• 2.1 聲音傳感器陣列16-19
• 2.1.1 噪聲抑制16-17
• 2.1.2 波束形成17-18
• 2.1.3 追蹤目標(biāo)聲源18-19
• 2.2 聲源信號(hào)的相關(guān)性分析19-24
• 2.3 WSN三角陣聲源定位方法24-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第3章 改進(jìn)的高斯牛頓迭代法27-37
• 3.1 基本原理27-28
• 3.2 初始值對(duì)迭代結(jié)果的影響28-30
• 3.3 初始值的選取30-33
• 3.4 初始值的優(yōu)化結(jié)果33-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第4章 仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析37-50
• 4.1 聲源定位仿真步驟38-40
• 4.2 節(jié)點(diǎn)位置誤差對(duì)定位誤差的影響40-41
• 4.3 聲音到達(dá)時(shí)刻誤差對(duì)定位誤差的影響41-43
• 4.4 陣列形狀對(duì)有效定位范圍的影響43-44
• 4.5 不同陣列規(guī)模引入聲音到達(dá)時(shí)刻誤差時(shí)的定位效果44-46
• 4.6 不同陣列規(guī)模引入節(jié)點(diǎn)位置誤差時(shí)的定位效果46-47
• 4.7 陣列尺度對(duì)有效定位范圍的影響47-49
• 4.8 本章小結(jié)49-50
• 第5章 總結(jié)與展望50-51
• 參考文獻(xiàn)51-56
• 作者簡(jiǎn)介及科研成果56-57
• 致謝57

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 施全;郭棟;石曉輝;易鵬;;基于麥克風(fēng)陣列的變速器噪聲源定位研究[J];振動(dòng)與沖擊;2012年13期

2 李偉紅;湯海兵;龔衛(wèi)國(guó);;公共場(chǎng)所異常聲源定位中時(shí)延估計(jì)方法研究[J];儀器儀表學(xué)報(bào);2012年04期

3 姚金杰;韓焱;;基于粒子群和牛頓迭代法的目標(biāo)定位方法研究[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究;2010年05期

4 楊俊剛;史浩山;段愛(ài)媛;;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[J];計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制;2009年11期

5 劉璐;郭立;王妙鋒;;一種基于牛頓迭代法求解LSF的有效算法[J];微電子學(xué)與計(jì)算機(jī);2006年04期

6 嚴(yán)素清,黃冰;傳聲器陣列的聲源定位研究[J];電聲技術(shù);2004年12期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 葉建森;基于聲延時(shí)測(cè)量技術(shù)的彈落點(diǎn)定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];中北大學(xué);2007年

  本文關(guān)鍵詞：基于改進(jìn)的高斯牛頓迭代法的聲源定位及建模仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：302098