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专利号: 2018110603554
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种三平面五元传声器阵列的声源定位方法,其特征在于包括如下步骤:S1:建立包含X0Y、X0Z、Y0Z三个平面的五元立体传声器阵列模型;

S2:分别计算声源S通过X0Y、X0Z和Y0Z三个平面内的传声器阵列得到的球坐标S0、S1和S2;

S3:基于S0、S1和S2,利用融合算法计算得到声源S的球坐标。

2.根据权利要求1所述的一种三平面五元传声器阵列的声源定位方法,其特征在于所述步骤S1中的三平面五元传声器阵列模型包括7个传声器,分别是M0、M1、M2、M3、M4、M5、M6,其中,M0位于原点(0,0,0)处,以M0为基准传声器,其余6个传声器坐标分别为:M1(a,0,0)、M2(0,a,0)、M3(-a,0,0)、M4(0,-a,0)、M5(0,0,a)、M6(0,0,-a),a为上述六个传声器与坐标原点之间的距离;

X0Y平面内的4个传声器M1、M2、M3、M4与M0为第一个单面五元传声器阵列;

X0Z平面内的4个传声器M1、M3、M5、M6与M0为第二个单面五元传声器阵列;

Y0Z平面内的4个传声器M2、M4、M5、M6与M0为第三个单面五元传声器阵列。

3.根据权利要求2所述的一种三平面五元传声器阵列的声源定位方法,其特征在于所述步骤S2中计算S0的球坐标包括如下步骤:S31:利用X0Y平面内M1、M2、M3、M4与M0构成的第一个单面五元传声器阵列,设声源直角坐标参数为S0(x0,y0,r0),球坐标为 利用S与M0、M1、M2、M3、M4距离公式,推导出S0(x0,y0,r0):

其中,τ10、τ20、τ30、τ40为声源S传播到M1、M2、M3、M4与M0的时延值,c为声源S产生的声波的传播速度,m0=τ10+τ20+τ30+τ40,n0=τ102+τ202+τ302+τ402;

S32:根据转换公式得出

4.根据权利要求2所述的一种三平面五元传声器阵列的声源定位方法,其特征在于所述步骤S2中计算S1的球坐标包括如下步骤:S41:利用X0Z平面内M1、M3、M5、M6与M0构成的第二个单面五元传声器阵列,设声源直角坐标参数为S1(x1,z1,r1),球坐标为S1(r1,θ1,φ1),利用声源S与M0、M1、M3、M5、M6距离公式,推导出S1(x1,z1,r1):其中,τ10、τ30、τ50、τ60为声源S传播到M1、M3、M5、M6与M0的时延值,c为声源S产生的声波的传播速度,m1=τ10+τ30+τ50+τ60,n1=τ102+τ302+τ502+τ602;

S42:根据转换公式得出

5.据权利要求2所述的一种三平面五元传声器阵列的声源定位方法,其特征在于所述步骤S2中计算S2的球坐标包括以下步骤:S51:利用Y0Z平面内M2、M4、M5、M6与M0构成的第三个单面五元传声器阵列,设声源直角坐标参数为:S2(y2,z2,r2),球坐标为 利用声源S与M0、M2、M4、M5、M6距离公式,推导出S2(y2,z2,r2):其中,τ20、τ40、τ50、τ60为声源S传播到M2、M4、M5、M6与M0的时延值,c为声源S产生的声波的传播速度,m2=τ20+τ40+τ50+τ60,n2=τ202+τ402+τ502+τ602;

S52:根据转换公式得出

6.根据权利要求1所述的一种三平面五元传声器阵列的声源定位方法,其特征在于所述步骤S3中的声源坐标 为:其中,k1,k2,k3,k4为复合加权系数,k2=sinθ0,k1=1-k2,k4=cosθ2,k3=1-k4,θ0和 分别是S0的球坐标参数中的俯仰角和水平角,θ1和 分别是S1的球坐标参数中的俯仰角和水平角,θ2和 分别是S2的球坐标参数中的俯仰角和水平角。