[发明专利]一种设备跟踪方法、系统及装置

权利要求书

1.一种设备跟踪方法，其特征在于，包括：

利用麦克风/麦克风阵列获取设备原始声信号；

根据傅里叶变换或离散余弦变换对所述原始声信号进行频率特征提取并降维，得到音频特征；

获取所述设备环境中噪声频谱内容，根据时间差定位方法、基于所述噪声频谱内容和所述原始声信号对所述设备形成声源定位；

结合所述音频特征和所述声源定位对所述设备进行动态跟踪。

2.根据权利要求1所述的一种设备跟踪方法，其特征在于，所述麦克风阵列的摆放位置不限于一维直线阵列、二维平面型阵列、三维空间型阵列。

3.根据权利要求1所述的一种设备跟踪方法，其特征在于，所述根据傅里叶变换或离散余弦变换对所述原始声信号进行频率特征提取并降维，得到音频特征，包括以下步骤：

步骤S31、对所述原始声信号进行m组延时处理并排序，得到m行n列的声信号矩阵，其中，m、n均为大于1的整数；

步骤S32、对所述声信号矩阵中第一列与其后n-1列进行时序相关计算得到时序相关向量R₁，其中R₁=[ R_1,1…R_1,j…R_1,n-1 ]，并将R₁存入时序相关矩阵R第一行中，j为大于1的整数；

步骤S33、重复步骤S32得到其后n-2列原始声信号延时矩阵的n-1行n-1列的时序相关矩阵R；

步骤S34、对矩阵R第一行进行快速傅里叶变换或离散余弦变换，将检测出变换后峰值的频率分量保存一维数组T₁中；

步骤S35、重复步骤S34得到由矩阵 R 每一行进行快速傅里叶变换或离散余弦变换后峰值所对应的频率分量构成的n-1行的数组 T；

步骤S36、对所述数组T中的各频率分量进行加权统计处理，达到阈值以上的频率分量即为所述原始声信号中所包含的频率特征。

4.根据权利要求1所述的一种设备跟踪方法，其特征在于，所述获取所述设备环境中噪声频谱内容，根据时间差定位方法、基于所述噪声频谱内容和所述原始声信号对所述设备形成声源定位，包括：

获取设备环境中噪声频谱内容，并对所述原始声信号和所述噪声频谱内容进行预收录和预处理；

基于TDOA算法估计所述原始声信号到达所述麦克风阵列各阵元之间的时延估计值；

计算所述时延估计值和声源传播速度的乘积，求出对应的距离差，根据所述距离差计算空间几何的交点，以确定声源位置。

5.一种设备跟踪系统，用于实现权利要求1所述的一种设备跟踪方法，其特征在于，包括：

获取模块：用于利用麦克风/麦克风阵列获取设备原始声信号；

识别模块：用于根据傅里叶变换对所述原始声信号进行频率特征提取并降维，得到音频特征；

定位模块：用于获取所述设备环境中噪声频谱内容，根据时间差定位方法、基于所述噪声频谱内容和所述原始声信号对所述设备形成声源定位；

跟踪模块：用于结合所述识别模块得到的所述音频特征和所述定位模块得到的所述声源定位对所述设备进行动态跟踪。

6.根据权利要求5所述的一种设备跟踪系统，其特征在于，所述定位模块包括：

预处理单元：用于获取设备环境中噪声频谱内容，并对所述原始声信号和所述噪声频谱内容进行预收录和预处理；

估计单元：用于基于TDOA算法估计所述原始声信号到达所述麦克风阵列各阵元之间的时延估计值；

计算单元：用于计算所述时延估计值和声源传播速度的乘积，求出对应的距离差，根据所述距离差计算空间几何的交点，以确定声源位置。