[发明专利]一种基于局部SRP的多通道声采集阵列的迭代测向方法

说明书

本发明公开了一种基于局部SRP的多通道声采集阵列的迭代测向方法，其包括：多通道声传感器阵列对环境中的信号进行同步多通道采样，得到N路信号；其中，N为所述多通道声传感器阵列的通道数量；从所述多通道声传感器阵列中随机选择K个通道，构建SRP分布的参考值；对所选择的K个SRP分布的参考值进行累加，得到观测空间上的SRP分布；根据SRP分布，进行SRP分布质量评估，确定是否继续迭代，引入新通道信息；达到质量要求后输出测向估计。本发明可在不同场景下实现较好的测向性能。

技术领域

本发明涉及测向技术领域，特别是一种基于局部SRP的多通道声采集阵列的迭代测向方法。

背景技术

阵列传感器信号处理在现代声采集应用中具有重要价值。通过多个传感器通道同步采集，实现信号增强采集的目的。在声学探测领域中，阵列采集最多的应用场景就是信源测向。通过对两个或多个同步传感器通道的信号进行处理，求取信号通道之间的时延、信号方向等属性。以波束成型(BEAMFORMING)、CAPON、MUSIC、ESPRIT等经典算法为代表的多通道信号处理方法目前应用到了各个场景中，取得了良好的应用效果。

上述传统信号处理方法在求解中应用到了对多通道数据同时处理计算，涉及矩阵计算、特征值分解等处理。当通道数多、采样帧时长较大时，这样处理的算力要求迅速提升。且对于多通道的传感器来说，各个通道之间是存在冗余信息的。传统方法难以比较灵活地选择通道数进行动态的调整，通常需要重新计算，降低了效率。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种基于局部SRP的多通道声采集阵列的迭代测向方法，将传统方法中耦合的多通道处理通过时延计算和导向响应功率方法解耦成更加灵活的可叠加处理单元，利用局部的阵列通道数据与渐近式地增量迭代处理进行估计，实现复杂与大数据量问题的简化增效，为其可操作性提供支持。

本发明公开了一种基于局部SRP的多通道声采集阵列的迭代测向方法，其包括以下步骤：

步骤1：多通道声传感器阵列对环境中的信号进行同步多通道采样，得到N路信号；其中，N为所述多通道声传感器阵列的通道数量；

步骤2：从所述多通道声传感器阵列中随机选择K个通道，构建SRP分布的参考值；

步骤3：对所述SRP分布的参考值进行累加，得到观测空间上的SRP分布；

步骤4：根据SRP分布，进行SRP分布质量评估，输出测向估计。

进一步地，所述步骤2包括：

从所述多通道声传感器阵列中随机选择K个通道，计算SRP分布的参考值R(1,k,θ)，k∈2,…,N，参考值R(1,k,θ)即为基于通道1和通道k的信号计算得到的导向响应功率函数在搜索空间的分布，τ为通道的时延。

进一步地，所述SRP分布的参考值采用广义互相关类函数R_1,((θ))或概率密度分布P(t(θ),_1,,)，其中，t(θ)为信号从θ方向入射时对应在当前传感器通道下产生时延。

进一步地，当采用广义互相关类函数R_1,((θ))作为SRP分布的参考值时，R(1,k,θ)＝_1,((θ))，其中，R_1,(τ)为广义互相关函数：

R_1,(τ)＝∫ψ(f)G_1,(f)e^j2πfτdf

其中，ψ(f)为广义互相关函数的加权函数，G_1,(f)为通道1和通道k的信号的互功率谱函数，f为频率；

对广义互相关函数进行加权平滑类优化后使用以提高性能：

R′_1,k(τ)＝∫R_1,k(t)w(τ-t)dt