[发明专利]一种基于检测GIL故障声的麦克风阵列无线校准方法

摘要

本发明公开了一种基于检测GIL故障声的麦克风阵列无线校准方法，通过设计基于物联网技术的麦克风无线校准网络系统，由无线通讯模块、授时模块、信号输出模块、数据采集模块组成。采用多通道点声源空间声场合成算法模拟一个空间位置的点声源，根据麦克风传声器阵列中每一个麦克风传声器的空间坐标计算出麦克风传声器所处空间位置的动态声信号以及信号到达相邻麦克风传声器的时延；通过无线通讯模块发出指令启动授时模块和信号输出模块，连接在麦克风传声器上的耦合腔标准声源将多通道电压信号输入阵列系统；接着通过数据采集模块采集数据进行声源定位计算，比对模拟点声源的位置与麦克风传声器阵列声源定位的位置，实现对阵列定位准确性的校准。

主权项

1.一种基于检测GIL故障声的麦克风阵列无线校准方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)设计基于物联网技术的麦克风无线校准网络系统，使所述麦克风无线校准网络系统包括无线通讯模块、授时模块、信号输出模块、数据采集模块，所述麦克风无线校准网络系统用于实现管廊内信息的实时交互与共享；(2)基于球面波声场传播模型的点声源模拟算法模拟一空间位置的点声源；a)计算麦克风传声器所在空间位置的动态声信号；将长度为L的麦克风阵列放置在坐标系的中心，并将每一个麦克风传声器位置坐标定义为r_m，将声源平面划分成N*N的网格点，运用波束成形算法依次扫描每个网格点，获得坐标r_s处的声源强度；通过点声源模拟系统获得当声源网格点处有设定的频率、幅值、相位点声源时M个麦克风传声器处对应的声音信号；单极子点声源位于声源平面上位置时，P₀为其声源信号，在没有反射的自由声场中的格林函数为：则各麦克风传声器接收的声压信号为：b)计算信号到达相邻麦克风传声器的时延；在平面直角坐标系中，设A1麦克风传声器的坐标为(x₁,y₁),A2麦克风传声器的坐标为(x₂,y₂)，模拟声源点S的坐标为(x,y)；令声速为v，声波信号到达第k个麦克风传声器的时间为t_k，则有如下方程成立：(v(t₁))²＝(rcosθ‑x₁)²+(rsinθ‑y₁)²(3)(v(t₁))²＝(rcosθ‑x₂)²+(rsinθ‑y₂)²(4)设Δ_1，2为声波信号到达两个麦克风传声器的时间差，则有：通过上式计算出空间中存在有单极子点声源时，管廊声场中每个麦克风传声器所在空间位置的动态声信号以及相邻麦克风传声器的时间差；通过所述无线通讯模块发出指令，启动所述授时模块，根据计算的时延控制连接在麦克风传声器上的耦合腔标准声源输出，同时启动所述信号输出模块，将计算得到的声压信号分别输出给声阵列的各个麦克风传声器，使其接收到的声压信号与声场模拟中应该接收到的声压信号相同，完成点声源的模拟；(3)通过所述数据采集模块采集数据，对被校准管廊声阵列进行声源定位计算；最终将空间模拟点声源的位置与被校准声阵列定位的位置进行比对，从而对麦克风阵列做出整体的校准。