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《基于麥克風(fēng)陣列的聲源定位方法的研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、摘 要摘要本文目的是以尋求一種新的故障檢測(cè)方法用來(lái)有效的檢測(cè)列車走行部運(yùn)行狀態(tài)及狀態(tài)發(fā)生異常時(shí)故障源所處的位置。在對(duì)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了深入分析的基礎(chǔ)上，欲將基于麥克風(fēng)陣列的聲源定位方法引入到故障檢測(cè)這一領(lǐng)域。本文主要對(duì)這種方法的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了深入研究，以供為今后進(jìn)一步的研究作基礎(chǔ)。首先深入研究了現(xiàn)有的三種基于麥克風(fēng)陣列的聲源定位方法，即基于最大輸出功率的可控波束形成、基于高分辨率譜估計(jì)和基于聲波到達(dá)時(shí)間差定位方法。在分析了它們的缺點(diǎn)基礎(chǔ)上，本文采用基于聲波到達(dá)時(shí)間差定位方法。該方法定位精度相對(duì)較
2、高，計(jì)算量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于前兩種方法且可以在實(shí)際中實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)。其次詳細(xì)討論了幾種常用的時(shí)延估計(jì)方法；給出了麥克風(fēng)陣列接收信號(hào)的遠(yuǎn)場(chǎng)模型、近場(chǎng)模型和麥克風(fēng)陣列的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；分析了三種基于時(shí)間延遲定位方法的優(yōu)缺點(diǎn)，并對(duì)其中一種定位誤差較大的方法提出將接收信號(hào)聲壓比作為修正系數(shù)的改進(jìn)方法。仿真結(jié)果表明，改進(jìn)后的方法較改進(jìn)前更接近理論上的角度。以EasyRAM2119實(shí)驗(yàn)板為平臺(tái)，完成了一種可實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)的聲源定位實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用聲波到達(dá)時(shí)間差定位方法，時(shí)延估計(jì)部分采用互功率譜相位法，聲源方向角定位部分采用改進(jìn)后的
3、角度距離定位法，這樣不僅能夠較好的抑制混響和噪聲的影響，而且運(yùn)算量比較低。最后探討了聲源定位在機(jī)械故障檢測(cè)中的應(yīng)用，提出一種可以檢測(cè)脈沖故障源位置的聲源定位方法。關(guān)鍵詞麥克風(fēng)陣列；聲源定位；時(shí)延估計(jì)；EasyRAM2119；故障檢測(cè)1AbstractAbstractThepurposeofthispaperistoseekanewfaultdetectionmethodfordetectingeffectivelythestateoftherunninggearoftrains,andthesou
4、rceoffaultlocationwhenitisinanabnormalstate.Soundsourcelocalizationbasedonmicrophonearraywillbeinducedintothefieldoffaultdetectbasedontheanalysisoftheresearchstatusquoathomeandabroad.Thispapermainlyhasadetailedstudyonthevariousaspectsofsoundsourceloca
5、lizationbasedonmicrophonearray,andprovidesthebasisforthefuturefurtherresearch.Thepaperfirstlymakesaprimarystudyofthreekindsofexistingsoundsourcelocalizationmethodsbasedonmicrophonearray,whichismaximumoutputpowercontrollablebeamforminglocationmethod,hi
6、gh-resolutionspectralestimationlocationmethodandsoundwavearrivaltimedifference(TDOA)locationmethod.Basedontheanalysisoftheirdisadvantage,themethodofsoundwavearrivaltimedifferenceisadoptedinthispaper.Thismethodhasahigherpositioningaccuracy,theamountofc
7、omputationisfarlessthanthefirsttwomethodsanditcanbeimplementedreal-timeinpractice.Secondly,Idiscussdetailedseveraltimedelaymethodsincommonuse.Thefar-fieldandnear-fieldmodelsofmicrophonearraysignalsreceptionandthemicrophonearraytopologyisgiveninthepape
8、r.ThenIalsoinducethreekindsoflocalizationmethodsandanalysedtheiradvantagesanddisadvantage.Imakeacomputersimulationusingonelocalizationmethodindifferentdistancesandangles.Inordertoreducelocalizationerror,akindofamendmentmethodisproposed,thatisu
