[发明专利]基于相位法的声源定位方法及装置

权利要求书

1.一种基于相位法的声源定位方法，其特征在于，所述方法包括：

在声源环境下具有至少两个麦克风阵列的情况下，通过控制系统控制所述麦克风阵列搜索所述声源，直至所述麦克风阵列接收到所述声源发射的信号的相位差为0，且振幅最大；

通过控制系统获取所述麦克风阵列的数据信息，并将所述数据信息代入预设的坐标计算模型中，获取所述声源的坐标位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过控制系统控制所述麦克风阵列搜索所述声源，具体包括：

基于所述麦克风阵列接收到所述声源发射的声波信号，通过所述控制系统控制所述麦克风阵列转动；

直至所述麦克风阵列接收到所述声波信号的相位差为0且振幅最大，则表明所述声源位于所述麦克风阵列的中垂线上，其中，所述麦克风阵列包括两个麦克风。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据信息至少包括所述麦克风阵列转动角度、所述麦克风阵列之间的距离以及所述麦克风阵列的高度，所述预设坐标计算模型包括二维计算模型，所述二维计算模型应用于具有两个麦克风阵列的二维声源环境下，包括第一麦克风阵列和第二麦克风阵列，所述二维计算模型为：

其中，(x，y)为所述声源的坐标位置，α为所述第一麦克风阵列测量的角度，β为所述第二麦克风阵列测量的角度，d为所述第一麦克风阵列与所述第二麦克风阵列之间的距离。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设坐标计算模型包括三维计算模型，所述三维计算模型应用于具有三个麦克风阵列的三维声源环境下，包括第一麦克风阵列、第二麦克风阵列和第三麦克风阵列，

其中，(x，y，z)为所述声源的坐标位置，α为所述第一麦克风阵列测量的角度，β为所述第二麦克风阵列测量的角度，γ为所述第三麦克风阵列测量的角度，d为所述第一麦克风阵列与所述第二麦克风阵列之间的距离，h为所述第三麦克风阵列的高度。

5.一种用于如权利要求1-4任一项所述的基于相位法的声源定位方法的装置，其特征在于，所述装置包括声源发射装置和至少两个设置在传感器模块支架上的传感器模块，所述传感器模块用于确定所述声源发射装置的空间位置，所述传感器模块包括相互连接的舵机和麦克风阵列，所述舵机与一单片机连接，所述麦克风阵列与一示波器连接。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述舵机的型号为SG90，所述单片机的型号为STC32G12K128，每个所述麦克风阵列包括两个麦克风，所述麦克风为超声波传感器。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述声源发射装置包括相互连接的信号发生器、功率放大器和超声发射头，所述超声发射头的频率为40KHZ。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述单片机还连接有一显示屏。

9.根据权利要求5-8任一项所述的装置，其特征在于，所述装置通过如下步骤进行声源定位：

S1、将至少两个所述传感器模块设置于所述传感器模块支架上，通过所述传感模块检测所述声源发射装置的位置；

S2、通过所述单片机控制所述舵机带动所述麦克风阵列转动从而搜索所述声源发射装置；

S3、直至所述麦克风阵列转动至其接收到的所述声源发射装置发射的信号的相位差为0，且与所述麦克风阵列连接的所述示波器上显示的图形最大时，通过所述单片机获取所述舵机输出的转动角度；

S4、将所述舵机输出的角度代入所述预设坐标计算模型中计算所述声源发射装置的位置，并将所述声源发射装置的位置输出在所述单片机连接的显示屏上。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，在步骤S1中，所述传感器模块支架上设置两个所述传感器模块可用于获取所述声源发射装置的二维空间位置；所述传感器模块支架上设置有三个所述传感器模块可用于获取所述声源发射装置的三维空间位置。