[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

本發明提供了一種基于陣列信號處理的聲源定位方法、裝置、系統、計算機設備和存儲介質，其中，其方法包括：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；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；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。通過本發明，解決了聲源定位不準確的問題，進而達到了提高聲源定位精確度的效果。

技術領域

本發明實施例涉及聲源定位領域，具體而言，涉及一種基于陣列信號處理的聲源定位方法、裝置、系統、存儲介質及電子裝置。

背景技術

在電力、天然氣等行業中，確保設備的正常工作極其重要。

一些設備在發生故障時會伴有噪聲的產生，不同的設備發生故障時會產生不同頻率范圍的噪聲源，因此可以通過監聽噪聲源來對設備狀態進行監測和以及進行故障診斷。

例如：輸氣管道上的閥門產生微小泄漏時會產生超聲信號，頻率在20kHz到60kHz之間；高壓線上電暈放電產生的噪聲源頻率在11kHz到14kHz之間。

然而現有的噪聲源定位方法通常存在圖分辨率或空間分辨率較低的問題，影響了聲源定位的定位精度。

發明內容

本發明實施例提供了一種基于陣列信號處理的聲源定位方法、系統、存儲介質及電子裝置，以至少解決相關技術中聲源定位不準確的問題。

根據本發明的一個實施例，提供了一種基于陣列信號處理的聲源定位方法，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。

在一個示例性實施例中，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。

在一個示例性實施例中，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。

根據本發明的一個實施例，提供了一種基于陣列信號處理的聲源定位裝置，包括：