[发明专利]基于麦克阵列的声音定位装置和方法

说明书

技术领域

本申请涉及声音定位技术领域，具体涉及一种基于麦克阵列的声音定位装置和方法。

背景技术

目前基于双麦克阵列的声音定位方法已发展较为成熟。图1为现有技术中一种采用双麦克阵列的声音定位装置的采集定位示意图。如图1所示，麦克阵列由两个麦克3组成，对声源1发出的声音信息进行采集，通过采集声源1传到2个麦克3的不同的相位和幅度信息实现0到180度定位声源1的位置。上述声音定位方法具有方法简单、对模型/计算资源的要求的相对较低等优点，但同时也具有只能定位0到180度的范围，无法实现360度定位，以及定位精度较低等缺陷。

针对于上述缺陷，现有技术中通常采用增加麦克数量或采用不同形状的排列来改善定位的范围和提高定位的精度。

图2为现有技术中一种采用四麦克阵列的声音定位装置的采集定位示意图。如图2所示，麦克阵列由四个直线排列的麦克3组成，对声源1发出的声音信息进行采集。

图3为现有技术中一种采用环形麦克阵列的声音定位装置的结构示意图。如图3所示，声音定位装置包括由环形排列的麦克3组成的麦克阵列，和分别与每个麦克3连接的声音识别定位单元5。

图2和图3所示的声音定位装置一定程度上改善了定位范围较窄和精度较低的缺陷，但同时因需要建立复杂的声音识别算法模型，而造成了计算资源要求较高和成本更高的缺陷。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种定位范围较宽、精度较高且算法较简单、计算资源需求较低的基于麦克阵列的声音定位装置和方法。

第一方面，本发明提供一种基于麦克阵列的声音定位装置，所述装置包括麦克阵列、阵列控制单元和声音识别定位单元。

所述麦克阵列包括若干列中心对称且具有同一中心点的直线阵列，所述直线阵列包括若干对中心对称且排列成直线的麦克；所述若干对麦克并联后与所述声音识别定位单元连接，用于成对采集声音信息。

所述阵列控制单元与每对麦克一一对应连接，用于控制每对麦克单独进行成对采集。

所述声音识别定位单元用于分析所述声音信息，比较各声音信息的信号强度，将声音信息与声源的频率进行匹配，从而实现对声源位置进行定位。

第二方面，本发明提供一种基于麦克阵列的声音定位方法，所述方法包括：

依次通过每列直线阵列的一对麦克单独进行成对采集声音信息，并将采集的声音信息发送至所述声音识别定位单元；

比较所采集的各声音信息的信号强度，选取所采集声音信息的信号强度最强的一对麦克所在的直线阵列；

依次通过所选取直线阵列的每对麦克单独进行成对采集同径向的声音信息，并将采集的声音信息发送至声音识别定位单元；

分别将所采集的同径向的各声音信息与声源的频率进行匹配，以定位声源与麦克阵列的距离，从而定位声源的位置。

本发明诸多实施例提供的基于麦克阵列的声音定位装置和方法采用独特设计的麦克阵列，在通过中心点相同、方向不同的若干对麦克确定声源的方向后，进一步通过同径向的若干对麦克匹配声源的频率，从而实现对声源位置的精确定位；

本发明一些实施例提供的基于麦克阵列的声音定位装置和方法通过采用圆形阵列或球形阵列的麦克阵列，进一步扩展定位范围；

本发明一些实施例提供的基于麦克阵列的声音定位装置和方法对于每对麦克所采集的声音信息只需采用简单成熟的双麦克定位算法，相对采用复杂算法定位的方法，所需的计算资源和成本较低。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为现有技术中一种采用双麦克阵列的声音定位装置的采集定位示意图。

图2为现有技术中一种采用四麦克阵列的声音定位装置的采集定位示意图。

图3为现有技术中一种采用环形麦克阵列的声音定位装置的结构示意图。

图4为本发明一实施例提供的基于麦克阵列的声音定位装置中麦克阵列结构示意图。

图5为本发明一实施例提供的基于麦克阵列的声音定位装置中麦克与声音识别定位单元及控制开关的连接关系示意图。

图6为本发明一实施例提供的基于麦克阵列的声音定位装置中球体阵列的示意图。

图7为本发明一实施例提供的基于麦克阵列的声音定位方法的流程图。

图8为图7所示声音定位方法中步骤S30的流程图。

具体实施方式