多元传声器阵列结构优化及其定位算法

【摘要】：构建适应性强、精确度高的定位模型及定位算法是声源定位系统要解决的核心问题。然而,目前对机器人听觉感知的研究主要侧重于对语音的辨识和理解上,在定位模型及算法方面由于缺少机理性的研究。在实际应用中只初步实现了对远场声源的定向,缺少对高精度定距以及近场声源定位的处理方法。在声信号处理领域中对这一问题的研究由于受模型复杂度和传声器阵列结构(尺寸和维数)的限制,一直没能从理论上突破这一瓶颈,这大大降低了声源定位系统的适应性和实用性。本文研究了一种多元传声阵列结构优化及其定位算法,重点分析了不确定条件下多元传声器阵列的适应性、适用性和准确性;研究了不确定条件下的传声器阵列的定位模型与定位稳定性,并且提出了可行的定位模型及计算方法;设计了传声器阵列的结构,通过时延估计的定位方法,采用五元阵列交叉定位的方法解决了声源定位系统的适应性和实用性的问题;仿真验证了交叉定位算法的有效性并总结出一些定位规律;借助移动机器人实验平台,实际运用了优化阵列及其定位算法,实验测试表明该方法中距离对声达时间差误差不敏感,论文研究的五元阵列结构及定位算法可实现较高精度的声源目标定位。
【关键词】：机器人听觉 多元传声器阵列 交叉定位算法
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN641