[發明專利]基于陣列信號處理的聲源定位方法、裝置及系統

有效

• 申請號: 202310431443.5
• 申請日: 2023-04-21
• 公開（公告）號: CN116148770B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 趙慎;李偉;諸浩冉;覃業梅;廖一霏;劉姿琪;李吉祥
• 申請（專利權）人: 湖南工商大學
• 主分類號: G01S5/20
• 分類號: G01S5/20
• 代理公司: 長沙知行亦創知識產權代理事務所(普通合伙) 43240
• 代理人: 李杰

1.一種基于陣列信號處理的聲源定位方法，其特征在于，包括：

獲取目標區域的聲源信號以及所述目標區域的聲源采集設備信息，其中，所述聲源采集設備信息包括聲源信號采集設備的陣列信息，所述聲源信號是通過聲源信號采集設備采集得到的；

根據所述陣列信息以及預設的平面間距信息和陣面距離信息，確定聚焦網格聲源平面；

基于所述聚焦網格聲源平面，對所述聲源信號做信號處理，確定所述聲源信號的波束矩陣信息，其中，所述波束矩陣信息包括所述聲源信號的波束互譜矩陣；

通過預設的聲源模型對所述波束互譜矩陣進行升冪計算，以確定所述聲源信號的第一波束輸出結果；

對所述第一波束輸出結果進行反卷積計算，以確定所述聲源信號的定位信息；

其中，所述通過預設的聲源模型對所述波束互譜矩陣進行升冪計算，以確定所述聲源信號的第一波束輸出結果包括：

對所述波束互譜矩陣進行特征分解處理，以得到所述波束互譜矩陣的第一矩陣，其中，所述第一矩陣均包含所述波束互譜矩陣的特征值；

基于第一波束形成模型，對所述第一矩陣進行第一升冪計算，以得到第一升冪結果，其中，所述聲源模型包括所述第一波束形成模型；

基于所述第一波束形成模型，對所述第一升冪結果進行第二升冪計算，以得到第一聲源分布；

基于所述第一聲源分布以及第二波束形成模型，對所述第二波束形成模型中的點擴散函數進行第三升冪計算?以得到第一波束輸出結果，其中，所述聲源模型包括所述第二波束形成模型。

2.根據權利要求1所述基于陣列信號處理的聲源定位方法，其特征在于，在所述基于第一波束形成模型，對所述第一矩陣進行第一升冪計算之前，所述方法還包括：

基于所述平面間距信息和陣面距離信息，獲取所述聚焦網格聲源平面的歷史迭代信息；

基于歷史迭代信息，確定冪指數，其中，所述第一升冪計算是基于所述冪指數執行的。

3.一種基于陣列信號處理的聲源定位裝置，其特征在于，包括：

信息采集模塊，用于獲取目標區域的聲源信號以及所述目標區域的聲源采集設備信息，其中，所述聲源采集設備信息包括聲源信號采集設備的陣列信息，所述聲源信號是通過聲源信號采集設備采集得到的；

平面確定模塊，用于根據所述陣列信息以及預設的平面間距信息和陣面距離信息，確定聚焦網格聲源平面；

矩陣確定模塊，用于基于所述聚焦網格聲源平面，對所述聲源信號做信號處理，確定所述聲源信號的波束矩陣信息，其中，所述波束矩陣信息包括所述聲源信號的波束互譜矩陣；

迭代計算模塊，用于通過預設的聲源模型對所述波束互譜矩陣進行升冪計算，以確定所述聲源信號的第一波束輸出結果；

定位模塊，用于對所述第一波束輸出結果進行反卷積計算，以確定所述聲源信號的定位信息；

其中，所述迭代計算模塊包括：

特征分解單元，用于對所述波束互譜矩陣進行特征分解處理，以得到所述波束互譜矩陣的第一矩陣，其中，所述第一矩陣均包含所述波束互譜矩陣的特征值；

第一升冪單元，用于基于第一波束形成模型，對所述第一矩陣進行第一升冪計算，以得到第一升冪結果，其中，所述聲源模型包括所述第一波束形成模型；

第二升冪單元，用于基于所述第一波束形成模型，對所述第一升冪結果進行第二升冪計算，以得到第一聲源分布；

第三升冪單元，用于基于所述第一聲源分布以及第二波束形成模型，對所述第二波束形成模型中的點擴散函數進行第三升冪計算?以得到第一波束輸出結果，其中，所述聲源模型包括所述第二波束形成模型。

4.根據權利要求3所述基于陣列信號處理的聲源定位裝置，其特征在于，所述裝置還包括：

歷史信息采集模塊，用于在所述基于第一波束形成模型，對所述第一矩陣進行第一升冪計算之前，基于所述平面間距信息和陣面距離信息，獲取所述聚焦網格聲源平面的歷史迭代信息；

冪指數確定模塊，用于基于歷史迭代信息，確定冪指數，其中，所述第一升冪計算是基于所述冪指數執行的。