[发明专利]一种声阵列构型及声源定位方法、系统

权利要求书

1.一种声阵列构型，其特征在于，包括：分布在xoy平面上的多个阵元；其中，分布在X轴、和Y轴上的阵元均为一维稀疏嵌套阵列；对X轴上的每个阵元做关于Y轴平行线，对Y轴上的每个阵元做关于X轴平行线，其余阵元分布在平行线的交点处；

所述一维稀疏嵌套阵列包括3个以上均匀线阵，并且满足以下条件：

孔径至少为差分相关阵列为均匀线阵、差分相关阵列的阵元间距小于或等于声源波长一半；其中N表示一维稀疏嵌套阵列中阵元的数目，/表示向下取整；所述差分相关阵列表示阵元间位置差的集合。

2.根据权利要求1所述的一种声阵列构型，其特征在于，一维稀疏嵌套阵列为超级嵌套阵列、增强嵌套阵列、扩展嵌套阵列或最大间距约束阵列。

3.根据权利要求1所述的一种声阵列构型，其特征在于，孔径大于

4.一种基于权利要求1-3任一项所述声阵列构型的声源定位方法，其特征在于，包括：

S1.确定声源数；

S2.将虚拟矩形阵列前W-1行作为第一子阵Z₁，后W-1行作为第二子阵Z₂，计算第一子阵和第二子阵的自相关矩阵和互相关矩阵/虚拟矩形阵列是与声阵列构型具有相同孔径的均匀矩形阵列；W为虚拟矩形阵列的宽；自相关矩阵/为：

为协方差矩阵中的元素，集合M(m₁,m₂)为包含所有位置差为(m₁,m₂)的阵列对((x₁,y₁),(x₂,y₂))，(x,y)表示麦克风位置，S为阵列中每个阵元的坐标集合，S_diff为阵列的差分相关阵列的集合；

互相关矩阵为：

/

S3.对自相关矩阵进行特征分解，对特征值中(W-1)L-K个较小的特征值取平均得到噪声功率；K为声源数，L为虚拟矩形阵列的长；

S4.根据噪声功率去除自相关矩阵和互相关矩阵/中的噪声项，利用得到的矩阵构建特征矩阵，对特征矩阵进行特征分解得到每个声源的方位角。

5.根据权利要求4所述的一种声源定位方法，其特征在于，特征矩阵为：

为互相关矩阵/去除噪声项后得到的矩阵，μ_i、v_i分别为/进行特征分解得到的特征值和特征向量，i＝1、2…(W-1)L。

6.一种声源定位系统，其特征在于，包括：权利要求1-3任一项所述声阵列构型、计算机可读存储介质和处理器；

所述计算机可读存储介质用于存储可执行指令；

所述处理器用于读取所述计算机可读存储介质中存储的可执行指令，执行权利要求4或5所述的声源定位方法。