基于嵌入式的麦克风阵列声源定位系统算法研究
| 摘要 | 第3-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第9-15页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第9页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第9-11页 |
| 1.3 麦克风阵列声源定位算法的研究现状 | 第11-13页 |
| 1.3.1 基于可控波束形成的声源定位算法 | 第11-12页 |
| 1.3.2 基于高分辨率频谱估计的声源定位算法 | 第12页 |
| 1.3.3 基于到达时间差的声源定位算法 | 第12-13页 |
| 1.4 定位关键技术 | 第13页 |
| 1.5 本文的主要内容及组织结构 | 第13-15页 |
| 2 麦克风阵列结构及信号模型 | 第15-26页 |
| 2.1 声源及其特性 | 第15-19页 |
| 2.1.1 声波的物理特性 | 第15-16页 |
| 2.1.2 声波的传播特性 | 第16-17页 |
| 2.1.3 目标声源的特性 | 第17-19页 |
| 2.2 麦克风阵列信号模型 | 第19-20页 |
| 2.2.1 近场模型 | 第19页 |
| 2.2.2 远场模型 | 第19-20页 |
| 2.2.3 信号模型的差异和应用场景 | 第20页 |
| 2.3 麦克风阵列设计 | 第20-23页 |
| 2.3.1 麦克风阵列的几何结构 | 第21-22页 |
| 2.3.2 麦克风类型 | 第22页 |
| 2.3.3 麦克风阵元个数 | 第22-23页 |
| 2.3.4 麦克风阵元间距 | 第23页 |
| 2.4 多径与多普勒效应 | 第23-25页 |
| 2.4.1 多径效应 | 第23-24页 |
| 2.4.2 多普勒效应 | 第24-25页 |
| 2.6 本章小结 | 第25-26页 |
| 3 基于时延估计的声源定位算法 | 第26-38页 |
| 3.1 时延估计定位算法的含义 | 第26-27页 |
| 3.2 常用的时延估计算法 | 第27-33页 |
| 3.2.1 基本互相关时延估计算法 | 第27-29页 |
| 3.2.2 广义互相关时延估计算法 | 第29-32页 |
| 3.2.3 互功率谱相位时延估计算法 | 第32页 |
| 3.2.4 特征分解时延估计算法 | 第32-33页 |
| 3.3 基于时延估计的几何定位方法 | 第33-37页 |
| 3.3.1 五元线阵几何定位法 | 第33-35页 |
| 3.3.2 五元金字塔阵几何定位法 | 第35-37页 |
| 3.4 本章小结 | 第37-38页 |
| 4 基于高分辨率谱估计的声源定位算法 | 第38-51页 |
| 4.1 空间谱估计概述 | 第38-39页 |
| 4.2 经典MUSIC算法 | 第39-42页 |
| 4.3 基于MUSIC算法的声源定位 | 第42-43页 |
| 4.4 改进的MUSIC算法 | 第43-45页 |
| 4.5 MUSIC算法的验证与分析 | 第45-50页 |
| 4.6 本章小结 | 第50-51页 |
| 5 整体系统设计与实现 | 第51-60页 |
| 5.1 硬件平台 | 第51-54页 |
| 5.1.1 嵌入式处理器 | 第51-52页 |
| 5.1.2 麦克风阵列与USB声卡 | 第52-53页 |
| 5.1.3 设备连接 | 第53-54页 |
| 5.2 软件设计 | 第54-59页 |
| 5.2.1 音频信号的处理 | 第54-57页 |
| 5.2.2 MATLAB程序设计 | 第57-59页 |
| 5.3 本章小结 | 第59-60页 |
| 6 实验验证与分析 | 第60-70页 |
| 6.1 炸点定位实验 | 第60-64页 |
| 6.2 移动声源定位实验 | 第64-69页 |
| 6.2.1 移动声源的模型建立 | 第65-66页 |
| 6.2.2 基于改进MUSIC算法的移动声源定位 | 第66-69页 |
| 6.3 本章小结 | 第69-70页 |
| 7 总结与展望 | 第70-73页 |
| 7.1 本文总结 | 第70页 |
| 7.2 研究展望 | 第70-73页 |
| 参考文献 | 第73-76页 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 | 第76-77页 |
| 致谢 | 第77-80页 |
