[发明专利]基于空间音效的定位系统、方法及介质

说明书

本发明提供了一种基于空间音效的定位系统、方法及介质，包括：模块M1：通过采集麦克风接收到的信号，得到麦克风对之间的时延差；模块M2：利用时延算出声源达到各麦克风的距离差；模块M3：利用距离差通过几何算法确定声源位置，实现对目标声源的跟踪。本发明通过采用麦克风阵列定位方案，提高了定位精准度，能够确认声源的准确位置。

技术领域

本发明涉及定位技术领域，具体地，涉及一种基于空间音效的定位系统、方法及介质。

背景技术

现有的声源定位装置大都只能够在没有背景噪声的理想环境下对声源目标进行定位，而且其在结构上冗余复杂。由于声波非常敏感，被测量的声场很容易受到测量装置本身的干扰，从而影响测量的精度。若麦克风阵列中传感器的数量较多、结构较复杂，不仅需要较高的制作成本，而且会直接影响到声波的自由扩散，严重时会导致测量结果的错误。另外，在三维空间中由于受到俯仰角和距离等因素的影响，对声源目标的定位精度会产生较大误差。

专利文献CN101957442A(申请号：201010191634.1)公开了一种声源定位装置,涉及应用声波通过确定多个方向的配合来定位的装置,是三维空间声源目标定位装置,由听觉传感器、声源信号微处理器和上位机系统三部分构成。所述听觉传感器是四元正四面体结构的麦克风阵列,四个麦克风分别位于该正四面体结构的四个顶点；所述声源信号微处理器由声音信号放大模块、分析锁存模块和通信传输模块构成；所述上位机系统由定位计算方法和外围设备构成。各个部分和各个模块之间的硬件部分均用导线相互连接。该专利定位距离的精度不够高。

专利文献CN201166703Y(申请号：200720191645.3)公开了一种可用于检测和定位公路上撞车、急刹车等突发事件的声源定位系统,包括传声器阵列,其特征在于:所述传声器阵列为五元五面体阵,由平面四元十字阵和位于十字阵中心上方的一个阵元组成,该阵列克服了平面四元十字阵在实用中的一大缺陷,更利于系统对目标的捕获和定位,系统还包括声源微处理器,云台和摄像机,通过传声器阵列拾取声音信号,声源微处理器将其作进一步处理,经过处理后的信号转换成命令传送给云台,云台带动摄像机转向声源位置,从而快速定位声源,第一时间得到突发事件现场的图像,全程自动操作,定位方便快捷,具有很强的实用性,此外,为了避免设备遭雷击而被破坏,系统设置了避雷针,安全性能得以提高。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于空间音效的定位系统、方法及介质。

根据本发明提供的一种基于空间音效的定位系统，包括：

模块M1：通过采集多个麦克风接收到的信号，得到麦克风之间的时延差；

模块M2：利用时延差算出声源达到各麦克风的距离差；

模块M3：利用距离差通过几何算法确定声源位置，实现对目标声源的跟踪。

优选地，所述模块M1包括：

模块M1.1：采集多个麦克风接收到的信号；

模块M1.2：对接收到的信号进行降噪处理；

模块M1.3：对降噪处理后的信号进行互相关；

模块M1.4：搜索互相关信号的最大值，得到信号之间的时延。

优选地，模块M2包括：利用信号之间的时延，通过声音传播公式计算得到声源到各麦克风的距离差。

优选地，模块M3包括：基于计算得到的声源到各麦克风的距离差，在球形插值SI算法的基础上，引入最小均方LMS算法，以球形差值SI算法的解析值为声源的初始估计值，利用最大似然的误差准则，通过迭代过程更新定位，从而确定声源位置。

优选地，还包括：

异常声音检测模块：设定声响条件集合，检测得到符合所述声响条件集合的外部声响，记为异常声响；