聲源定位技術(shù)是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究的一個(gè)熱點(diǎn),它涉及到聲學(xué)、信號(hào)檢測(cè)、數(shù)字信號(hào)處理等諸多技術(shù)領(lǐng)域,在軍事、工業(yè)和民用領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價(jià)值。聲源定位技術(shù)一般借助于具有一定拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的傳聲器陣列來(lái)實(shí)現(xiàn),聲源定位的線索為接收信號(hào)間的到達(dá)時(shí)間差或幅值差。為了獲得足夠的聲場(chǎng)信息,取得較高的定位精度,通常需要傳聲器陣列在保證一定陣元數(shù)目的同時(shí)具有比較大的陣元間距,這往往導(dǎo)致定位裝置的整體尺寸比較龐大。而在一些特殊的應(yīng)用領(lǐng)域,如微型運(yùn)載工具,便攜式電子設(shè)備等,由于受到空間尺寸的限制,通常要求定位裝置在保證高精度的同時(shí)兼具微型化的特征。面對(duì)這些領(lǐng)域的特殊需求,必須尋找新的技術(shù)來(lái)滿足。一種原產(chǎn)于北美的小型寄生蠅——奧米亞棕蠅,為我們提供了可能。該寄生蠅的聽覺器官很小,耳間距僅為0.5mm左右,卻能憑借寄主發(fā)出的叫聲準(zhǔn)確地將其定位,定位精度達(dá)到2°以內(nèi)。研究表明,這種超強(qiáng)的定位能力得益于其耳間一種特殊的耦合機(jī)制。該耦合機(jī)制能夠有效放大兩耳接收信號(hào)間的時(shí)間差和幅值差,其效果等于將耳間距擴(kuò)大了數(shù)十倍。這種耦合機(jī)制將有可能為上述應(yīng)用提供良好的解決方案。本文的研究就是在這種背景下展開的,主要研究工作包括以下幾個(gè)部分:...

【文章頁(yè)數(shù)】：154 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號(hào)說明
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 聲源定位方法研究概況
        1.2.1 傳聲器陣列聲源定位方法
        1.2.2 時(shí)延估計(jì)方法
    1.3 奧米亞棕蠅聽覺系統(tǒng)研究概況
        1.3.1 解剖學(xué)研究
        1.3.2 力學(xué)特性研究
    1.4 奧米亞棕蠅聽覺系統(tǒng)的仿生學(xué)研究概況
    1.5 目前存在的問題及本文研究?jī)?nèi)容
        1.5.1 目前存在的主要問題
        1.5.2 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第二章 仿生耦合力學(xué)模型研究
    2.1 引言
    2.2 二維耦合模型研究
        2.2.1 二維耦合模型的建立
        2.2.2 二維耦合模型的時(shí)延放大特性分析
        2.2.3 二維耦合模型的參數(shù)設(shè)計(jì)
    2.3 高維耦合模型研究
        2.3.1 高維耦合模型的建立
        2.3.2 高維耦合模型的時(shí)延放大特性分析
        2.3.3 頻率偏移的影響
        2.3.4 高維耦合模型的參數(shù)設(shè)計(jì)
    2.4 耦合模型的仿真分析
        2.4.1 耦合模型的響應(yīng)求解
        2.4.2 二維耦合模型的仿真分析
        2.4.3 高維耦合模型的仿真分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于耦合模型的時(shí)延放大系統(tǒng)研究
    3.1 引言
    3.2 時(shí)延放大系統(tǒng)構(gòu)成
    3.3 耦合模塊(CM)
        3.3.1 耦合模型的等效信號(hào)流程圖
        3.3.2 傳遞函數(shù)的設(shè)計(jì)
        3.3.3 時(shí)延放大特性分析
        3.3.4 耦合模塊的仿真分析
    3.4 濾波器(Filter)
    3.5 時(shí)延估計(jì)模塊(TDEM)
    3.6 延時(shí)器
        3.6.1 時(shí)延放大單元中的延時(shí)器(DU)
        3.6.2 系統(tǒng)末端的延時(shí)器(TDU)
    3.7 時(shí)延放大系統(tǒng)研究
        3.7.1 信號(hào)處理流程
        3.7.2 時(shí)延放大特性分析
        3.7.3 時(shí)延估計(jì)性能分析
    3.8 本章小結(jié)
第四章 基于時(shí)延放大系統(tǒng)的聲源定位研究
    4.1 引言
    4.2 接收陣列的設(shè)計(jì)
        4.2.1 近場(chǎng)與遠(yuǎn)場(chǎng)
        4.2.2 陣列的布置
        4.2.3 陣元間距
    4.3 單聲源定位研究
    4.4 多聲源定位研究
        4.4.1 互相關(guān)圖時(shí)延估計(jì)方法
        4.4.2 時(shí)延放大系統(tǒng)聯(lián)合互相關(guān)圖方法
        4.4.3 多聲源定位仿真分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 聲源定位實(shí)驗(yàn)研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
    5.3 實(shí)驗(yàn)方法
    5.4 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
        5.4.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)與搭建
        5.4.2 傳聲器選擇與布置
        5.4.3 近場(chǎng)與遠(yuǎn)場(chǎng)
        5.4.4 方位校準(zhǔn)
    5.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        5.5.1仿生耦合模型放大規(guī)律驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
        5.5.2 時(shí)延放大系統(tǒng)的時(shí)延放大特性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
        5.5.3 時(shí)延放大系統(tǒng)的時(shí)延估計(jì)性能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
        5.5.4 時(shí)延放大系統(tǒng)的聲定位效果驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
    5.6 結(jié)果討論
    5.7 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    6.3 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀博士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果



本文編號(hào)：3800625