[发明专利]一种无人机声音识别定位装置及方法

摘要

本发明公开了一种无人机声音识别定位装置及方法，装置包括无线声音传感器网络和总控制器；无线声音传感器网络包括多个无线声音传感器节点，每个无线声音传感器节点均主要由七个声音传感器、信号滤波放大模块、ADC模块、MCU和无线发送模块组成；总控制器包括解码模块、声音识别模块和三维七元声音传感器阵列声源定位模块。本发明的环境声音的监控及传输采用无线传感器网络的方式，方便快捷、适应性强，在进行声音识别时除了采用MFCC作特征提取外，还输入至CNN模型中，然后用SVM判别是否包含无人机声音，使得识别率更加准确。最后采用三维七元声音传感器阵列声源定位算法对无人机进行三维定位，定位更加准确。

主权项

1.一种无人机声音识别定位装置，其特征在于，包括无线声音传感器网络和总控制器；所述无线声音传感器网络包括多个无线声音传感器节点，每个无线声音传感器节点均主要由七个声音传感器、信号滤波放大模块、ADC模块、MCU和无线发送模块组成；所述七个声音传感器用于在所处位置录制环境声音并将环境声音信号传输至信号滤波放大模块；所述信号滤波放大模块用于对环境声音信号进行滤波放大并传输至ADC模块；ADC模块用于将经过滤波放大后的环境声音信号进行采样并传输至MCU；所述MCU用于对ADC模块采用的环境声音信号进行音频编码并通过无线发送模块发送至下一个无线声音传感器节点或总控制器；所述无线发送模块用于接收上一个无线声音传感器节点的声音信号并传输至下一个无线声音传感器节点或总控制器，以及将所属无线声音传感器节点的环境声音信号传输至下一个无线声音传感器节点或总控制器；所述总控制器包括解码模块、声音识别模块和三维七元声音传感器阵列声源定位模块；所述解码模块用于将接收每个无线声音传感器节点传输来的环境声音信号并进行解码；所述声音识别模块用于对解码后的环境声音信号进行识别，判断其中是否含有无人机的声音；所述三维七元声音传感器阵列声源定位模块用于当声音识别模块识别出有无线声音传感器节点录制的环境声音中含有无人机的声音时，按照如下方法对无人机的位置进行定位计算：设定录制的环境声音中含有无人机的声音的无线声音传感器节点的七个声音传感器的位置坐标分别为M₀(0,0,0)、M₁(L，0，0)、M₂(0,L,0)、M₃(‑L,0,0)、M₄(0,‑L,0)、M₅(0,0,‑L)、M₆(0,0，L)，无人机的坐标为(x,y,z)、方位角为俯仰角为θ(0°≤θ≤90°)，声音的传播速度为c＝340m/s，r_i表示无人机的声音到达第0个声音传感器的位置M₀与无人机的声音到达第i个声音传感器的位置M_i的距离差值，t_i表示无人机的声音到达第i个声音传感器与无人机的声音到达第0个声音传感器的时间差；由声音传感器与无人机的声音的几何位置关系得：由式(1)，可得：根据式(2)、(3)、(4)即可求解到无人机的位置坐标。