[发明专利]一种声源定位方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及定位技术，特别涉及一种声源定位方法及系统。

背景技术

目前，定位技术已经得到了越来越广泛的应用，采用定位技术可以根据来自目标的信息确定目标的位置。声源定位是定位技术中的一项重要技术，声源发出的声音信号到达采集装置的时间不同，通过估计采集装置采集到的声音信号之间的时间差，并根据估计出的时间差以及采集装置自身的尺寸和结构的几何关系，可以计算出声源相对于采集装置的位置。声源定位广泛应用于各个领域，例如在监控中，通过声源定位，可以使摄像头自动转向发出声音的方向，在圆桌会议中，通过声源定位，可以使摄像头或麦克风等自动转向发言者的方向。

基本采集装置可以为双麦克风，双麦克风的结构如图1所示，麦克风1和麦克风2之间的距离为L，麦克风1和麦克风2之间连线的中点为基本采集装置的中心，声源与基本采集装置的夹角为。其中，是声源与两个麦克风连线的垂线的夹角，这是因为，声源与麦克风之间的距离远大于两个麦克风之间的距离，因此可以认为声音信号以平面波的形式发送至双麦克风，那么声源与基本采集装置的夹角可以近似认为是声源与两个麦克风连线的垂线的夹角。称声源与基本采集装置的夹角为声源的真实位置。

从图中几何关系可以推导出：d＝Lsin()/c    公式1

其中，d为声音信号到达两个麦克风的时间差，c是声速。

由公式1可得：＝arcsin(cd/L)    公式2

也就是说，只要能够准确地估计出声音信号到达两个麦克风的时间差，即两个麦克风采集到的声音信号的相位差，就可以利用基本采集装置的尺寸和结构的几何关系推算出声波的入射方向，即声源的位置。

但是，基本采集装置采集声音信号时，通过公式2计算出声源与两个麦克风连线的垂线的夹角有两个：₁和₂，其中一个是声源的真实估计位置，一个是声源的镜像估计位置，₁+₂＝180°，即声源的真实估计位置和镜像估计位置相对于双麦克风的连线对称，如图1所示。而单纯采用一个基本采集装置无法区分哪个估计位置是真实的，哪个估计位置是镜像的。

在至少两个基本采集装置与声源在同一个平面内的情况下，例如圆桌会议中，讲话者与多个麦克风均在同一个平面内，可以用至少两个基本采集装置来解决单个基本采集装置无法分辨真实估计位置和镜像估计位置的问题。

每个基本采集装置来采集来自声源的声音信号，并根据采集到的声音信号估算出声源相对于这个基本采集装置的真实估计位置和镜像估计位置，这样就能够获得声源分别相对于这些基本采集装置的真实估计位置和镜像估计位置，而声源的真实估计位置必然是收敛于一点的，因此可以根据所述至少两个基本采集装置之间的几何关系计算出所有收敛于一点的声源估计位置，即所有的真实估计位置，进而根据所有真实估计位置计算出声源的真实位置。

但是，采用至少两个基本采集装置进行声源定位时，由于每个基本采集装置做相同的工作，大大降低了基本采集装置的利用率，造成资源的浪费。

发明内容

本发明实施例提供了一种声源定位方法，能够提高基本采集装置的利用率。

本发明实施例提供了一种声源定位系统，能够提高基本采集装置的利用率。

以下为本发明实施例提供的技术方案：

一种声源定位方法，该方法包括：

将基本采集装置放置在平面内的至少两个位置，在所述每个位置基本采集装置采集一组来自声源的声音信号，所述平面为所述基本采集装置与所述声源共同所在的平面；

根据采集到的每组声音信号计算一组声源估计位置，并根据收敛于同一点的声源估计位置计算出声源的真实位置。

一种声源定位系统，该系统包括：位置控制装置、基本采集装置和处理装置；

所述位置控制装置用于将基本采集装置放置在平面内的至少两个位置，在所述每个位置向基本采集装置发送采集消息，所述平面为所述基本采集装置于所述声源共同所在的平面；

所述基本采集装置用于接收来自位置控制装置的采集消息，接收到所述采集消息后，采集一组来自声源的声音信号，将采集到的声音信号发送至处理装置；

所述处理装置用于接收基本采集装置发送的声音信号，根据采集到的每组声音信号计算出一组声源估计位置，并将收敛于同一点的声源估计位置作为声源的真实位置输出。