[发明专利]基于相位法的声源定位方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于相位法的声源定位方法及装置，基于相位法的声源定位方法包括：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，直至麦克风阵列的相位差为0，且振幅最大；通过控制系统获取麦克风阵列的数据信息，并将数据信息代入预设的坐标计算模型中，获取声源的坐标位置。通过本发明提供的通过相位法检测声源的方法，即通过检测麦克风阵列接收到的信号的相位差及接收到的信号的振幅图形就可获取声源的位置信息，相位法可以实现传统的声音定位，还可以取得比大多数实验更加精确的数据；且通过相位法制作的声源定位装置更加简单，装置性价比极高，操作过程更加简单便捷。

技术领域

本发明涉及音频技术领域，尤其涉及一种基于相位法的声源定位方法及装置。

背景技术

声音定位是指利用环境中的声音确定声源方向和距离。通过声音定位，可以确定产生问题的位置方位。

目前常用的声源定位方法主要有三种，一是基于最大化可定向波束形成器输出功率的声源定位法、二是基于到达时间差的声源定位法、三是基于高分辨率谱估计的声源定位法。

但是这三种方法都有缺点，分别为：TDOA算法会产生误差累积效应，得到次最优解，并且对于多声源定位问题或者在强混响的场景、强噪声干扰的情况下无法准确测定出目标声源所处的空间位置；基于最大化可定向波束形成的声源定位技术定位需要较长的时间，对CPU的运算性能要求较高，难以在实际中推广，并且对声源信号的频谱有所依赖，而在实际的应用中由于源信号、噪声信号、混响信号等系统的先验条件难以把控和测量；基于高分辨率谱估计的声源定位法对采集到的信号有一定的限制，算法的复杂性会随误差的减小大幅度提升，且极容易被其他声音干扰。

这三类方法都对声源定位技术有着指导意义，三种方法各有优劣与适用性，但普遍存在着算法复杂，计算量大的问题。

发明内容

为此，本发明目的在于至少一定程度上解决现有技术中的不足，从而提出一种基于相位法的声源定位方法及装置。

第一方面，本发明提供了一种基于相位法的声源定位方法，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。

进一步地，所述通过控制系统获取所述麦克风阵列的数据信息，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；

通过所述控制系统获取所述麦克风阵列的所述数据信息，

进一步地，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。

进一步地，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，