[發明專利]一種基于雙麥克風的聲音定位方法及其裝置

在審

• 申請號: 202111012007.1
• 申請日: 2021-08-31
• 公開（公告）號: CN113702910A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 洪鴻榕;鄭德澤;寧工程;何恒毅
• 申請（專利權）人: 冠捷顯示科技（廈門）有限公司
• 主分類號: G01S5/22
• 分類號: G01S5/22
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司 35211
• 代理人: 彭東

1.一種基于雙麥克風的聲音定位方法，其特征在于：其包括以下步驟：

步驟1，將用于采集聲音的二個麥克風放置于一側的墻邊，麥克風排列與墻面呈現平行狀態且麥克風采集方向背向墻體，以使得聲源位置只能來自麥克風前方區域；

步驟2，獲取無人發聲時兩個麥克風的聲音數據，所捕捉到的聲音數據為噪聲或背景聲；

步驟3，計算出噪聲或背景聲的音量大小并記錄為最小音量值；

步驟4，設置一大于最小音量值的閾值作為有聲音的判斷依據；

步驟5，分別記錄二個麥克風檢測到大于閾值聲音的起始時間和/或結束時間；

步驟6，通過二個麥克風的起始時間和/或結束時間，計算聲音到達二個麥克風的到達時間差，

步驟7，通過時間差計算聲源到二個麥克風之間的距離差并基于距離差構建聲源位置雙曲線函數，根據二個麥克風接收聲音起始時間和/或結束時間的先后順序確定聲源所在曲線象限后，基于聲源位置雙曲線計算聲源所在方位。

2.根據權利要求1所述的一種基于雙麥克風的聲音定位方法，其特征在于：步驟5中麥克風判斷是否接收到聲音的具體方法為：連續接收在設定固定時間長度內麥克風采集到的聲音數據，并計算出此時間段內的聲音數據絕對值的累加值，此累加值視為此時間范圍內的音量值；設定一個大于無聲音狀態下音量值的閾值，作為最小音量值閾值；當音量值大于預設的最小音量值閾值，即判定為有聲音狀態；當音量值小于最小音量值閾值，即判定為無聲音狀態。。

3.根據權利要求1所述的一種基于雙麥克風的聲音定位方法，其特征在于：步驟5中分別將二個麥克風獲取的聲音波形數據累加值(即音量值)與最小音量值閾值進行比較并作二值化處理得到對應聲音二值波形，基于該聲音二值波形快速確定聲音的起始時間和結束時間。

4.根據權利要求1所述的一種基于雙麥克風的聲音定位方法，其特征在于：步驟6的二個麥克風發現該聲音的起始時間之間的時間差值或者結束時間之間的時間差值作為該聲音到達時間差。

5.根據權利要求1所述的一種基于雙麥克風的聲音定位方法，其特征在于：步驟6中二個麥克風聲音傳播時間差Tdiff＝T1–T2＝(D1-D2)/V，其中，T1為聲源到達一個麥克風的傳播時間，T2為聲源到達另一個麥克風的傳播時間,V為空氣中聲音傳播速度，設定為340米/秒。

6.根據權利要求1所述的一種基于雙麥克風的聲音定位方法，其特征在于：步驟7中確定聲源方位的具體步驟如下：

步驟7-1，基于到達時間差計算聲源與二個麥克風之間的距離差Ddiff；

Ddiff＝(T1–T2)*340＝Tdiff*340

其中，T1為聲源到達一個麥克風的傳播時間，T2為聲源到達另一個麥克風的傳播時間，Tdiff為二個麥克風的到達時間差；

步驟7-2，根據二個麥克風位置，設定二個麥克風的坐標數據；

步驟7-3，計算獲取聲源離麥克風1的距離D1，其滿足如下公式：

D1²＝(X0-X1)²+(Y0-Y1)² (1)

其中，(X0,Y0)為聲源坐標，(X1,Y1)麥克風1的坐標，

步驟7-4，計算獲取聲源離麥克風2的距離D2，其滿足如下公式：

D2²＝(X0-X2)²+(Y0-Y2)² (2)

其中，(X0,Y0)為聲源坐標，(X2,Y2)麥克風2的坐標，

步驟7-5，基于以下聲源與二個麥克風之間的距離差Ddiff的計算公式構建聲源位置雙曲線函數：

Ddiff＝D1–D2 (3)；

步驟7-6，求解雙曲線函數并根據二個麥克風接收聲音開始時間先后順序所確定的象限曲線得到聲源的點位坐標。