声源定位跟踪系统

篇一：声源定位系统 开题报告

燕山大学

本科毕业设计（论文）开题报告

课题名称：声源定位系统 学院（系）： 信息科学与工程学院 年级专业： 12级电子信息工程学生姓名：陈坤朋 指导教师： 练秋生教授完成日期： 2016/3/18

一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义

与许多技术一样，声源定位技术也是率先被应用于军事领域。早在第一次世界大战期间，人们就开始利用火炮发射时的响声来测定敌方火炮的方位。随着科学技术的飞速发展，人们对声源定位的需求也在日益提高，声源定位的测量范围与定位精度都有了很大程度的提高，其应用领域也随之扩展。除了在军事领域继续大展身手以外，声源定位技术还被广泛应用于电视电话会议，工业降噪，安防系统，机器人听觉等领域。

二十世纪八十年代以来，声源定位技术逐渐成为一项研究热点，世界各国纷纷投入大量人力、物力从事这方面的研究，科研成果如雨后春笋，层出不穷[1]。

在硬件方面，麦克风阵列在声音采集领域中得到了广泛应用，通过处理采集到的阵列信号，人们可以提取目标声源的空间特征信息。麦克风阵列是由多个麦克风构成的，有一定几何形状的阵列。它可以同时采集空间中不同位置的声音信号具有很强的空间选择性，较强的干扰抑制能力，可以灵活地进行波束控制[

基于MATLAB的声源定位系统 摘要

确定一个声源在空间中的位置是一项有广阔应用前景的有趣研究，将来可以广泛的应用于社会生产、生活的各个方面。

声源定位是通过测量物体发出的声音对物体定位，与使用声纳、雷达、无线通讯的定位方法不同，前者信源是普通的声音，是宽带信号，而后者信源是窄带信号。根据声音信号特点，人们提出了不同的声源定位算法，但由于信号质量、噪声和混响的存在，使得现有声源定位算法的定位精度较低。此外，已有的声源定位方法的运算量较大，难以实时处理。

关键词：传声器阵列；声源定位；Matlab

目录

第一章 绪论 1

第二章

第三章

第四章

第五章

第六章

第七章

声源定位系统的结构…………………………………………………………2 基于到达时间差的声源定位原理 3 串口通信………………………………………………………………………5 实验电路图设计 8 总结 16 参考文献 17

第一章 绪论

1.1基于传声器阵列的定位方法简述

人声源定位的原理与能力评估方法 本文关键词：人声，原理，定位，评估，能力

人声源定位的原理与能力评估方法 本文简介：人声源定位(soundlocalization)是听者对声源空间位置的判定,包括声源的方位角位置、声源与听者的距离以及运动声源的运动速度的判定[1]。声源定位是人与动物对环境感知的一种基本方法,如果声源定位能力降低或丧失则会严重影响患者真实声环境下的言语理解及日常生活,如:不能正确避让交通车辆等[2

人声源定位的原理与能力评估方法 本文内容：

第３６卷第１０期２０１４年１０月

武　汉　工　程　大　学　学　报

Ｊ畅　Ｗｕｈａｎ　Ｉｎｓｔ畅　Ｔｅｃｈ畅Ｖｏｌ畅３６　Ｎｏ畅１０

Ｏｃｔ．　２０１４文章编号：１６７４２８６９（２０１４）０１０００６１０５

时延估计的声源定位算法及ＭＡＴＬＡＢ实现

陈向阳１，刘　松１，刘　培２，徐　莹３，沈　超１

１．武汉工程大学计算机科学与工程学院；

２．邮电与信息工程学院，湖北武汉４３００７４；３．湖北省档案局（馆）科技处，湖北武汉４３００７１

摘　要：概述评价了在机器人、视频会议、大型会议记录中等常用声源定位的时延估计和定位方法，包括广义互相关函数时延估计法、最小方差自适应时延估计法和角度距离定位算法、球形差值定位算法、线性差值法的声源定位方法．利用仿真软件Ｍａｔｌａｂ对各种算法的仿真结果，综合考虑仿真中使用的信号和噪音的互相关性，并结合改进后的相位变换加权函数改进了广义互相关函数时延估计法．结果表明利用改进的广义互相关算法结合球形差值定位技术能够得到更有效、更精确地定位．关键词：声源定位；时延估计；互相关函数；自适应估计；插值法

中图分类号：ＴＮ６４３　　　文献标识码：Ａ　　　ｄｏｉ：１０畅３９６９／ｊ畅ｉｓｓｎ畅１６７４‐２８６９畅２０１４畅０１０畅０

2012届毕业设计说明书

毕业设计说明书

基于麦克风阵列的声源定位技术

学生姓名： 学号： 学 院： 专 业： 指导教师：

2012年 6 月

2012届毕业设计说明书

基于麦克风阵列的声源定位技术

摘 要

声源定位技术是利用麦克风拾取语音信号，并用数字信号处理技术对其进行分析和处理，继而确定和跟踪声源的空间位置。声源定位技术在视频会议、语音识别和说话人识别、目标定位和助听装置等领域有着重要的应用。 传统的单个麦克风的拾音范围很有限，拾取信号的质量不高，继而提出了用麦克风阵列进行语音处理的方法，它可以以电子瞄准的方式对准声源而不需要人为的移动麦克风，弥补单个麦克风在噪声处理和声源定位等方面的不足，麦克风阵列还具有去噪、声源定位和跟踪等功能，从而大大提高语音信号处理质量。

本文主要对基于多麦克风阵列的声源定位技术领域中的基于时延的定位理论进行了研究，在此基础上研究了四元阵列、五元阵列以及多元阵列的定位算法，并且分

一、产品名称

产品名称:GPS防水定位器

产品型号:PA110-i062

二、产品外观

三、产品技术指标

工作电压： 8V-36VDC

电源反接特性 <1000V

工作电流： <40mA@12VDC平均值

省电工作电流： <30mA@12VDC平均值

终端尺寸： 69X 58 X 26mm

工作温度： －25℃ ～ ＋70℃

工作湿度： 0～95%

GPS灵敏度： Tracking:-160dBm

GPS定位精度： 5.0m SEP，2.5m CEP GPS通道数： 50通道

GPS冷启动时间： 34秒@Open Sky,average

GPS温启动时间： 32秒@Open Sky,average

GPS热启动时间： 1.5秒@Open Sky,average

GSM频率： 900/1800MHz自适应

【注：实际工作电流会因工作环境的差异而发生变化。】

四、产品功能

1. 宽压供电

本产品采用宽压供电输入设计，具备过压，过流保护，防反接保护，抗浪涌功能，完全兼容12V、24V车辆需求。优良的电源设计保证了GP

山东建筑大学硕士学位论文题目

基于视觉的中医按摩机器人穴位定位与跟踪系统

国家“８６３竹资助项目（Ｎｏ．２０１０ＡＡ０４０２０１）

计：学位论文６６页

表格７个

插图３９幅

Ⅺ，

评阅人：

指导教师：釜室堡

学院院长：毯挂壹

学位论文完成日期：２Ｑ１２生垒且

原创性声明

的学位论文是拳人在导师的指导下，独立进行研究取得的成

内容外，论文中不舍其他人已经发表或撰写过的研究成果，

学或其他教育机构的学位证书而使用过的材料．对本文的研

体，均已在文中以明确方式标明．泰人承担本声明的法律责

学位论文作者签名：动岛姬勃址日期２色２ｚ：占：廛

学位论文使用授权声明

本学位论文作者完全了解山东建筑大学有关保留、使用学位论文的规定，即：山东保密论文在解密后遵守此声明。

学位论文作者签名：数巫妇．２日期）应ｌ上：‘：丘

导师签建筑大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅．本人授权山东建筑大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印．缩印或其它手段保存、汇编学位论文．

——一———’’。■●■■■一

．１９

山东建筑大学硕士学位论文

摘要

中医推拿是我国医学的重要组成部分，它是以我国医学理论为指导，以经络腧穴学说为基础，以按摩为主要施治，是用来

山东建筑大学硕士学位论文题目

基于视觉的中医按摩机器人穴位定位与跟踪系统

国家“８６３竹资助项目（Ｎｏ．２０１０ＡＡ０４０２０１）

计：学位论文６６页

表格７个

插图３９幅

Ⅺ，

评阅人：

指导教师：釜室堡

学院院长：毯挂壹

学位论文完成日期：２Ｑ１２生垒且

原创性声明

的学位论文是拳人在导师的指导下，独立进行研究取得的成

内容外，论文中不舍其他人已经发表或撰写过的研究成果，

学或其他教育机构的学位证书而使用过的材料．对本文的研

体，均已在文中以明确方式标明．泰人承担本声明的法律责

学位论文作者签名：动岛姬勃址日期２色２ｚ：占：廛

学位论文使用授权声明

本学位论文作者完全了解山东建筑大学有关保留、使用学位论文的规定，即：山东保密论文在解密后遵守此声明。

学位论文作者签名：数巫妇．２日期）应ｌ上：‘：丘

导师签建筑大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅．本人授权山东建筑大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印．缩印或其它手段保存、汇编学位论文．

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．１９

山东建筑大学硕士学位论文

摘要

中医推拿是我国医学的重要组成部分，它是以我国医学理论为指导，以经络腧穴学说为基础，以按摩为主要施治，是用来

一、行业背景

随着我国经济体制改革不断深入，现代化进程不断加快，国家对煤矿安全日益重视，监管力度不断加强，大中型煤矿和众多乡镇小煤矿均已大量装备了煤矿安全监控系统，有效遏制了重大瓦斯爆炸事故的发生。但是，缺乏对井下人员位置信息的监控，目前还普遍存在入井人员管理困难，井上人员难以及时准确掌握井下人员的分布和作业情况，一旦发生事故，抢险救灾、安全救护的效率低，特别是事故发生后对矿井人员的抢救缺乏可靠的位置信息，严重地制约了抢险救灾的效率，失去最宝贵地抢救时机。安全生产的核心是人的安全。因此，煤矿对利用相应的矿井人员跟踪定位设备，全天候对煤矿入井人员进行实时自动跟踪和考勤，随时掌握每个员工在井下的位置及活动轨迹、全矿井下人员的位置分布情况等需求迫切。

井下人员位置监测与管理系统是集井下人员考勤、跟踪定位、灾后急救、日常管理等于一体的综合性应用系统。这一科技成果的实现，将为煤炭企业的安全生产和日常管理上台阶，为事故急救带来可靠指挥依据。

二、现有人员定位系统存在的问题

目前井下人员的跟踪，基本上采用的是RFID。这种方法是在在矿井井口处，或其它井下一些关键通道口，使用射频卡（RFID）读取的方法对下井人员进行记录跟踪的方法。这种方

2014年重庆理工大学电子设计竞赛

声音定位系统（C题）

1

摘要：本系统使用STM32产生频率为500Hz的正弦波信号，该信号用LM386进行功率放大及驱动后输入到蜂鸣器作为声源。接收部分使用拾音器进行接收，首先对接收的信号经过同相放大，使变化的电流信号转换为变化的电压信号。然后经过由OP07组成的有源带通滤波器，该滤波器的中心频率为500Hz，带宽为100Hz，增益为1倍，去除周围环境的声波，滤波后的信号正好是蜂鸣器发出的声音信号。再对滤波后的两路信号经过相移检测电路，可以把滤波后的正弦波转换为方波，以便单片机STM32对相位差信号进行捕获。声源定位是通过对四个拾音器接收到相位差信号进行处理，经过一套比较完善的算法可得声源的坐标，即可进行声源定位。

关键词：500Hz 声音定位 STM32

一、系统方案

2

1.声音信号产生的选择

方案一：采用NE555产生频率为500Hz的方波用来作为声音信号。它的作用是用内部的定时器来构成时基电路。外部通过简单的电路可获得所得的信号。该电路搭建比较简单，原理易于理解，电路中元器件参数也比较好计算。

方案二：