[發明專利]實心球陣列三維聲源識別的函數型延遲求和方法

在審

• 申請號: 201610278142.3
• 申請日: 2016-04-29
• 公開（公告）號: CN105785320A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 褚志剛;楊洋;陳濤
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01S5/22
• 分類號: G01S5/22
• 代理公司: 重慶大學專利中心 50201
• 代理人: 王翔

1.實心球陣列三維聲源識別的函數型延遲求和方法，其特征在于:

1)構建測量系統：

一個處于三維空間內的實心球陣列；所述實心球陣列包括一個半徑為a的實心球，以及 分布在所述實心球表面的Q個傳聲器；這些傳聲器的編號為q，q＝1,2,…,Q；所述實心球的 球心作為原點，實心球陣列所處的三維空間內任意一點的位置坐標用(r,Ω)描述，r表示所 描述位置與原點間的距離，表示所描述位置的方向，θ、分別為其仰角、方位角； (a,Ω_q)為q號傳聲器的位置坐標；

2)獲取聲壓

各個傳聲器接收聲壓信號p(ka,Ω_q)；其中，波數k＝2πf/c，聲波頻率為f，聲速為c，(a, Ω_q)為q號傳聲器的位置坐標；

3)通過各個傳聲器接收聲壓信號，得到互譜矩陣C：

C=ppH‾,]]>

其中：B表示所有聲源位置坐標組成的集合，(r₀,Ω₀)和(r₀',Ω₀')均表示聲源的位置坐 標，

p=Σ(r0,Ω0)∈Bs(kr0,Ω0)t(kr0,Ω0),]]>

s(kr₀,Ω₀)表示聲源的強度，

t(kr₀,Ω₀)＝[t₁(kr₀,Ω₀),t₂(kr₀,Ω₀),…,t_Q(kr₀,Ω₀)]^T，t_q(kr₀,Ω₀)表示聲源到q號 傳聲器的聲場傳遞函數，

tq(kr0,Ω0)≡Σn=0∞Σm=-nnRn(kr0,ka)Ynm*(Ω0)Ynm(Ωq),]]>

分別為Ω₀、Ω_q方向的球諧函數，n、m為球諧函數的階次，

上標“-”、“H”分別表示平均運算和轉置共軛運算；

4)確定各個頻率對應的球諧函數階次截斷長度：

表示將數值向正無窮方向圓整到最近的整數；

5)將互譜矩陣C和球諧函數階次截斷長度N代入：

WF(krf,Ωf)=PAC(kr0,Ω0)(vH(krf,Ωf)t(kr0,Ω0)tH(kr0,Ω0)v(krf,Ωf)||v(krf,Ωf)||22||t(kr0,Ω0)||22)ξ---(I)]]>

其中：P_AC(kr₀,Ω₀)為互譜矩陣C的跡，(r_f,Ω_f)為聚焦點的位置坐標，v(kr_f,Ω_f)＝[v₁(kr_f,Ω_f),v₂(kr_f,Ω_f),…,v_Q(kr_f,Ω_f)]^T，v_q(kr_f,Ω_f)表示q號傳聲器的聚焦分量， ξ為指數參數，上標“T”表示轉置運算；

6)根據W_F(kr_f,Ω_f)即能定位聲源位置并且能繪制聲源成像圖實現三維聲場可視化。