[发明专利]一种基于到达角度和声音强度匹配的声源定位方法及系统

权利要求书

1.一种基于到达角度和声音强度匹配的声源定位方法，其特征在于：其方法包括如下步骤：

S1：声音传感器通过内置麦克风阵列对周边声源信号进行采集，输出在二维空间各个方向角度上的声音信号强度向量（简称声强向量）序列；

S2：声音传感器通过内置无线网络发送单元将麦克风阵列采集到的声强向量序列实时发送到计算平台；

S3：计算平台对接收到的声源信号信息进行存储，根据已知的声音传感器的位置坐标，结合接收到的声音传感器设备ID、声强向量序列、接收时刻时间戳信息，执行声源定位算法，对声源进行识别并计算出声源的位置坐标，计算结果可实时输出到显示界面展示，或者通过数据通信接口对外输出。

2.根据权利要求1所述的一种基于到达角度和声音强度匹配的声源定位方法，其特征在于：所述步骤S2中，声音传感器分别将探测到的声强向量，连同自身设备ID组成数据包发往计算平台。

3.根据权利要求1所述的一种基于到达角度和声音强度匹配的声源定位方法，其特征在于：所述步骤S2中，对于收自声音传感器的数据包，计算平台分别对其进行解析，提取出声强向量、声音传感器标识和时间戳。

4.根据权利要求1所述的一种基于到达角度和声音强度匹配的声源定位方法，其特征在于：所述步骤S2中，计算平台程序持续扫描各个声音传感器的消息缓存队列，执行声源定位算法，输出定位结果。

5.根据权利要求1所述的一种基于到达角度和声音强度匹配的声源定位方法，其特征在于：所述步骤S3中，定位算法扫描所有消息缓存队列中的每条声强向量记录，提取每条声强向量中声强数字的最大值进行比较，获得声强数字最大的声强向量记录，将该条记录从消息队列中取出，作为本次声源定位的基准向量记录，该缓存队列对应的声音传感器称为本次定位过程的基准传感器。

6.根据权利要求1所述的一种基于到达角度和声音强度匹配的声源定位方法，其特征在于：所述步骤S3中，定位算法逐条扫描其它声音传感器消息缓存队列，从中取出声强向量，获得该声强向量相对于基准传感器方向的夹角。

7.根据权利要求1所述的一种基于到达角度和声音强度匹配的声源定位方法，其特征在于：所述步骤S3中，对有效声源进行匹配识别，利用声音在空气中传播的衰减特征模型，对得到的定位坐标进行进一步的检验。

8.根据权利要求1所述的一种基于到达角度和声音强度匹配的声源定位方法，其特征在于：所述步骤S3中，定位算法完成对所有声音传感器消息队列的扫描和处理后，删除对应的声源记录，开始对位置估算队列进行处理，以确定声源的最终位置坐标。

9.一种基于到达角度和声音强度匹配的声源定位系统，其特征在于：所述声源定位系统包括声音传感器和计算平台，所述声音传感器由麦克风阵列及无线通信单元组成，所述声音传感器负责收集麦克风阵列在各个方向上采集到的声音信号强度数据，并将收集到的数据通过无线通信单元实时上报给计算平台，所述计算平台接收来自多个声音传感器上报的声音信号强度数据，执行声源定位算法，得出声源位置信息。

10.根据权利要求9所述的一种基于到达角度和声音强度匹配的声源定位系统，其特征在于：所述麦克风阵列是由6个麦克风组成的直径为9厘米的圆盘型小型阵列，6个麦克风均匀分布在圆盘周围，对不同方向的声源信号进行采集。