[发明专利]一种应用于多声源环境的分频定位方法

权利要求书

1.一种应用于多声源环境的分频定位方法，其步骤包括：

1)测量不同声源位置到麦克风阵列的传递函数；然后利用麦克风阵列的传递函数，得到空间中各个方向、不同频段的方向矢量；

2)对麦克风阵列记录时刻n时的空间信号进行分带处理，得到多个扫描频段的信号；对于第i个扫描频段f_i，记其对应的信号为X(n，f_i)；计算频段f_i对应的各个通道的协方差，得到频段f_i的协方差矩阵；

3)对每一扫描频段对应的协方差矩阵进行特征值分解，得到一组相互正交的特征值和与之对应的特征向量；将最大特征值对应的特征向量作为信号空间，其余特征向量对应噪声空间；根据噪声空间对应的特征值的大小，估计噪声方差的大小；

4)根据信号空间对应的特征值和所述噪声方差，估计每一扫描频段的信号能量；其中，第i个频段f_i中的信号能量E(f_i)；然后使用频段f_i对应的噪声空间特征向量E_n(f_i)和频段f_i对应的方向矢量a(θ，f_i)，计算频段f_i的空间谱P(θ，f_i)；其中，θ为信号方向；

5)用各扫描频段的信号能量为对应空间谱的权重，对各扫描频段的空间谱进行加权，得到定位结果。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方向矢量其中，α_M为所述麦克风阵列中通道M的信号强度，代表通道M上方位为θ的相位。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，利用公式计算不同方位θ对应的空间谱P(θ，f_i)，将P(θ，f_i)最大值对应的方位θ作为扫描频段f_i中信号源方向的估值。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，利用公式对各扫描频段的空间谱P(θ，f_i)进行加权，计算不同方位θ对应的定位结果P_FW-MUSIC(θ)；将P_FW-MUSIC(θ)最大值对应的θ作为信号方向。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第i个扫描频段f_i中的信号能量E(f_i)＝λ₁-σ²；σ²为频段f_i对应的所述噪声方差，λ₁为频段f_i的信号空间对应的特征值。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用广义特征值分解法，对协方差矩阵进行特征值分解，得到一组相互正交的特征值和与之对应的特征向量。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，同一时刻n，每个所述扫描频段中至多存在一个声源。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，不同声源的信号之间不存在相关性、各声源的声场为远场；空间中的噪声为无指向性高斯白噪声。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述麦克风阵列中的麦克风均匀摆放在散射体球的圆周上，根据散射体对声波的反射和衍射特性，测量不同声源位置到麦克风阵列的传递函数。