[发明专利]无人机声源定位方法、装置、无人机及可读存储介质

说明书

本发明涉及一种基于麦克风阵列的无人机声源定位方法，包括步骤：获取待处理的声源声音信号；对所述声源声音信号进行人声检测，提取人声声音信号和非人声声音信号；根据麦克风阵列的拓扑结构，计算所述人声声音信号和非人声声音信号的声音方向来源值；针对每一方位角，将对应的所述人声声音信号的声音方向来源值和所述非人声声音信号的声音方向来源值进行差分处理，确定差分结果中声音方向来源值极大值所对应的方位角为人声声源方位，能够提高对人声声源的定位精确性。

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其是涉及一种基于麦克风阵列的无人机声源定位方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。

背景技术

随着无人机技术的发展，无人机配合负载在军事、警用、交通执法、农业和测绘等各个领域发挥着越来越大的作用。在野外救援中，可利用警用无人机在低空悬停，无人机搭载麦克风进行远距离人声收集并对人声声源进行定位，以实现寻人等搜救任务。

但是，在无人机飞行的过程中存在明显的自噪声，包括稳态的无人机机械噪声，以及非稳态的螺旋桨旋转时产生的桨噪和螺旋桨引起空气流动产生的风噪。无人机的自噪声普遍大于90分贝，远远大于所接收到的人声等有效声音，而且有效声音从地面声源到无人机麦克风的传播距离较长，有效声音在空气中的传播存在衰减，造成无人机麦克风所采集到的声音信号低信噪比极低。因此，难以对人声声源进行定位。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于麦克风阵列的无人机声源定位方法，能够削弱环境噪声的干扰，提高对人声声源的定位精确性。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于麦克风阵列的无人机声源定位方法，包括如下步骤：

获取待处理的声源声音信号；

对所述声源声音信号进行人声检测，提取人声声音信号和非人声声音信号，所述人声声音信号包括多个子人声声音信号，所述非人声声音信号包括多个子非人声声音信号；

根据麦克风阵列的拓扑结构，计算每一路麦克风对应的所述子人声声音信号和所述子非人声声音信号的延迟相位及短时傅里叶变换，并针对每一方位角，分别根据所述子人声声音信号的延迟相位和短时傅里叶变换、所述非子人声声音信号的的延迟相位和短时傅里叶变换，计算所述人声声音信号和非人声声音信号的声音方向来源值；

针对每一方位角，将对应的所述人声声音信号的声音方向来源值和所述非人声声音信号的声音方向来源值进行差分处理，确定差分结果中声音方向来源值极大值所对应的方位角为人声声源方位。

相对于现有技术，本发明提供的一种基于麦克风线性阵列的无人机声源定位方法通过声音方向来源值表示各个方位角上的声音信息，基于非人声声音信号的各个方位角上的声音信息修正人声声音信号，能够对实现降噪，提高人声声源的信噪比，从而能够准确获取人声声源方位。

进一步地，所述麦克风阵列为线性阵列，所述声音方向来源值的表达式为：

其中，m为麦克风阵列中的麦克风数量；n为麦克风阵列中第n路声音信号线路；X(k,l)为第n路子人声声音信号或子非人声声音信号的第l帧的短时傅里叶变换，c是声音在空气中传播的速度；H(k,l)为第n路子人声声音信号或子非人声声音信号的第l帧的延迟相位f_k是子人声声音信号频率或非子人声声音信号频率，d为麦克风阵列的麦克风间距，θ为方位角。

进一步地，对所述声源声音信号进行人声检测，提取人声声音信号和非人声声音信号前，还包括步骤：对所述声源声音信号进行带通滤波。

进一步地，对所述声源声音信号进行人声检测，提取人声声音信号和非人声声音信号前，还包括步骤：对所述声源声音信号进行分帧加窗处理。

基于同一发明构思，本申请还提供一种基于麦克风阵列的无人机声源定位装置，包括：