[發明專利]一種基于矢量傳感器的聲源定位方法在審
| 申請號： | 202111454759.3 | 申請日： | 2021-12-01 |
| 公開（公告）號： | CN114488009A | 公開（公告）日： | 2022-05-13 |
| 發明（設計）人： | 梁增濤;段飛;張奇 | 申請（專利權）人： | 南京惠斯通智能科技有限責任公司 |
| 主分類號： | G01S5/20 | 分類號： | G01S5/20 |
| 代理公司： | 鎮江信眾合一專利代理事務所(普通合伙) 32407 | 代理人： | 黃青 |
| 地址： | 211299 江蘇省南*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 矢量 傳感器 聲源 定位 方法 | ||
1.一種基于矢量傳感器的聲源定位方法，其特征在于：
首先，通過多維矢量傳感器采集聲源音頻信號，將三個軸向的質點振速信號與聲壓信號結合，進行互譜運算，得到聲強信號；
其次，通過空間運算法則，獲得多維空間中目標相對于矢量傳感器的方位角；
再次，利用兩個或兩個以上的矢量傳感器進行幾何矩陣運算，獲得矢量傳感器與聲源之間的距離；結合方位角與距離，得到目標相對于矢量傳感器在多維空間的定位。
2.根據權利要求1所述的基于矢量傳感器的聲源定位方法，其特征在于，獲取目標相對于原點O的方向的過程，包括：
三個正交的質點振速傳感器分別測量x軸、y軸、z軸三個方向的聲質點振速值vx，vy，vz，聲壓傳感器測量的聲壓值為p；對p、vx、vy、vz分別作FFT變換，得到相應的譜為直角坐標系三個軸向的聲強：
其中，·表示由滑動時間平均計算得到的瞬時聲強，符號*表示共軛運算；
聲源相對于原點O的方位角α為：
聲源相對于原點O的俯仰角θ為：
3.根據權利要求1所述的基于矢量傳感器的聲源定位方法，其特征在于，獲取目標到原點O的距離s的過程，包括：
兩個多通道微型三維聲矢量傳感器A和B，距離為L；空間直角坐標系以聲矢量傳感器A為坐標原點，聲矢量傳感器B位于直角坐標系的x軸上，三維聲矢量傳感器A和B測量目標聲強分別為：
聲矢量傳感器A到聲源的方向單位向量為：
聲矢量傳感器B到聲源的方向單位向量為：
聲矢量傳感器B的位置向量為：
聲矢量傳感器A到聲源的向量為：
聲矢量傳感器B到聲源的向量為：
向量和向量不相交，兩個向量之間的最短距離為CD，C點在向量上，D點在向量上，直線段CD的長度為：
單位向量為：
根據上式有如下等式成立：
根據矩陣式可以求λ1和λ2：
求得λ1和λ2的值分別為：
假設聲源的位置在CD的中點，可以得出聲源與聲矢量傳感器A的相對距離為：
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