[发明专利]一种基于声音的物体落点定位方法

摘要

本发明公开了一种基于声音的物体落点定位方法，在由一个汇聚节点及八个信标节点构成的空间内，对有效事件的发生地点进行定位；本发明利用nRF24L01实现高精度时钟同步，各信标节点通过跟随汇聚节点的指令实现时钟同步；通过各节点的布设构建相对坐标系，各节点可随机布设；各节点在本地对所采集到的声音进行事件识别、到达时刻估计；各节点通过nRF24L01组建无线网络，并将数据通过该无线网络发送至服务器；服务器接收信标节点的到达时刻数据，并利用基于最小二乘的TDOA定位算法对有效事件进行定位及显示。

主权项

1.一种基于声音的物体落点定位方法，其特征在于，包括以下步骤；(1)布设各信标节点，并建立相对位置坐标系，测量并记录各信标节点的坐标值；各节点通过nRF24L01搭建无线网络；所述各节点主要由麦克风、A/D芯片、nRF24L01无线模块、微处理器组成，其中汇聚节点作为同步节点；(2)服务器记录步骤(1)中的节点坐标值以建立相对位置坐标系，并通过串行通信接口通过汇聚节点对各信标节点设置采样速率fs及信号处理段数N_s；服务器通过串行通信接口向汇聚节点发送系统运行指令；(3)汇聚节点接到步骤(2)中服务器的系统运行指令后，通过步骤(1)中所搭建的无线网络，向无线网络广播同步命令；各信标节点在接收到同步命令后，响应此同步要求，将本地时钟计数器归零；汇聚节点每隔10分钟向无线网络广播一次同步指令；(4)各信标节点在经过步骤(2)的时钟同步后，打开本地麦克风进行声音采集，并开启信号处理算法流程，对有所采集到的声音事件进行识别、到达时间(TOA)估计，并将节点ID、到达时间及时间戳进行封装成数据帧；(5)各信标节点通过步骤(1)所搭建的无线网络，将步骤(3)中得到的节点ID、到达时间及时间戳信息发送至汇聚节点；汇聚节点通过串口通信接口将各节点的到达时间及时间戳转发给服务器；(6)服务器接收步骤(5)中的各信标节点中有效事件的到达时间及时间戳信息，基于TDOA的定位算法，估计出事件在相对位置坐标系中的位置坐标，并将得到的估计位置信息显示在服务器端的上位机界面中。