[發明專利]一種聲源定位系統及方法

在審

• 申請號: 201611055421.X
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號: CN106772244A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 楊貴強;寶音扎布;龐利祥
• 申請（專利權）人: 北京明泰朗繁精密設備有限公司
• 主分類號: G01S5/18
• 分類號: G01S5/18
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 孟金喆,胡彬

技術領域

本發明實施例涉及聲源定位技術領域，尤其涉及一種聲源定位系統及方法。

背景技術

基于聲音采集的聲源定位系統是集聲學采集、微電子、精密機械以及信號處理等技術為一體的一種全新綜合技術，在機器人領域、安保、軍事和反恐等領域具有廣闊的應用前景。

其中，基于聲音采集的聲源定位系統在軍事方面的應用能提高個人或者載具的防御能力、降低戰場傷亡情況。但是，基于聲音采集的聲源定位系統雖然已經有了初步發展，但是在實際應用中仍然存在很多問題有待改進，例如，功能比較單一，沒有形成完善的體系，反應速度慢，定位精度差以及人機交互性能差等問題。

發明內容

本發明實施例提供了一種聲源定位系統及方法，以實現對系統周圍的聲源進行快速、精準定位，并將定位信息以音頻形式提供給相關操作人員，或者以數字脈沖形式提供給電子執行設備。

第一方面，本發明實施例提供了一種聲源定位系統，該系統包括：

聲音采集模塊，與信息處理模塊相連，用于對系統周圍的聲音信號進行采集，并將采集到的聲音信號發送給所述信息處理模塊；

信息處理模塊，與聲源信息輸出模塊相連，用于對所述聲音采集模塊發送來的聲音信號基于預設算法進行處理，得到所述聲音信號的聲源位置信息，并將所述聲源位置信息發送給所述聲源信息輸出模塊；

聲源信息輸出模塊，與電子執行設備或者音頻接收設備相連，用于將所述信息處理模塊發送來的聲源位置信息轉換為電子執行設備能夠識別的電子脈沖信號，并將所述電子脈沖信號發送給對應的電子執行設備，或者將所述聲源位置信息轉換為音頻信號，并將所述音頻信號發生給音頻接收設備。

進一步地，所述聲音采集模塊包括：

至少四個聲音傳感器和一個聲音處理器，所述聲音傳感器用于采集系統周圍的聲音信號，所述聲音處理器用于采集所述至少四個聲音傳感器感應到聲音信號的感應時間差；

對應地，所述聲音采集模塊具體用于將所述聲音信號和所述感應時間差發送給所述信息處理模塊。

進一步地，所述聲音處理器具體用于：

通過物理中斷計時的方法采集所述至少四個聲音傳感器感應到聲音信號的感應時間差。

進一步地，所述信息處理模塊具體用于：

通過如下公式計算聲源的方位角，仰角和與參考點之間的距離：

d₂₁＝u*T₂₁；d₃₁＝u*T₃₁；d₄₁＝u*T₄₁；d₄₂＝u*T₄₂

其中，θ是聲源的方位角，是聲源的仰角，r是聲源與參考點之間的距離，第一聲音傳感器的坐標值為A1(L,L,0)，第二聲音傳感器的坐標值為A2(-L,L,H)，第三聲音傳感器的坐標值為A3(-L,-L,0)，第四聲音傳感器的坐標值為A4(L,-L,H)，u是聲音的傳播速度，T₂₁是第二聲音傳感器與第一聲音傳感器測得聲音信號的時間差，T₃₁是第三聲音傳感器與第一聲音傳感器測得聲音信號的時間差，T₄₁是第四聲音傳感器與第一聲音傳感器測得聲音信號的時間差；T₄₂是第四聲音傳感器與第二聲音傳感器測得聲音信號的時間差。

進一步地，所述信息處理模塊還用于：

濾掉設定距離之內的聲源位置信息。

進一步地，所述信息處理模塊還用于：

通過與預存聲源類型信息進行比對，識別所述聲音采集模塊采集到的聲音信號對應的聲源類型，并將所述聲源類型發送給所述聲源信息輸出模塊。

第二方面，本發明實施例提供了一種聲源定位方法，利用第一方面提供的聲源定位系統，該方法包括：

通過聲音傳感器測得聲音信號；

通過聲音處理器記錄聲音處理器采集到的各聲音傳感器感應到聲音信號的感應時間差；

通過信息處理模塊根據所述聲音傳感器的安裝位置坐標值以及所述感應時間差計算所述聲音信號對應的聲源位置信息；

通過聲源信息輸出模塊將所述聲源位置信息轉換為電子執行設備能夠識別的電子脈沖信號，并將所述電子脈沖信號發送給對應的電子執行設備，或者將所述聲源位置信息轉換為音頻信號，并將所述音頻信號發生給音頻接收設備。