[发明专利]在室内声场环境中对移动声源进行实时跟踪定位的方法

摘要

本发明在室内声场环境中对移动声源进行实时跟踪定位的方法,通过读取手机内置传感器信息，估计移动声源连续步态间的距离与转向值，分析连续步态下真实声源点及其跟随变化的镜像声源点的空间位置，构建连续步态下源点几何关系。然后，通过移动声源步态分析模块将一阶回波识别出来，并在RIR上提取其时延估值，最后基于此时延，计算镜像声源点到接收麦克风之间的声达时间差，基于非线性加权最小二乘分析模型，迭代出移动声源的空间三维坐标信息。该方法仅以室内空间几何为先验的同时，在不增加系统硬件复杂度且不依赖基础设施的情况下，有效利用多传感信息，提高移动声源在室内复杂声场环境下的跟踪定位性能，因此具有较低的复杂度和灵活的可移植性。

主权项

1.在室内声场环境中对移动声源进行实时跟踪定位的方法，其特征在于：包括移动声源步态分析模块、一阶回波识别提取模块和非线性加权最小二乘分析模型，具体步骤如下：(1)采用内置了加速度计、磁力计、陀螺仪多个传感器的智能手机作为声收发装置，移动声源即智能手机扬声器，通过设置在智能手机上的声波测距APP，让手机以单步时间间隔作为发声间隔，并选择chirp声信号作为发射信号，而声接收信号可由手机麦克风直接获得；(2)读取手机内置传感器信息，估计移动声源连续步态间的距离与转向值，建立室内坐标系，并基于声学镜像模型，建立移动声源连续步态下真实源点及其镜像源点之间的几何关系模型；(3)以室内空间几何信息为先验，通过声收发信号的互相关分析，设置一阶回波时延的搜索阈值；通过连续步态下声源点及其各一阶镜像源点在空间上所构成的几何关系，获取每一步态下声源点与其一阶镜像源点的空间距离，换算成时间估值；通过对空间脉冲响应时延点的搜索，在空间脉冲响应信号上，找到各时间估值的最佳匹配样点位置；(4)将声学镜像模型转化为非线性加权最小二乘分析模型，非线性加权最小二乘模型以步骤(3)的时间估值，计算声达时间差的估值，作为己知量；以待定的移动声源位置及其镜像源位置的欧氏距离作为声达时间差的未知量；在距离逼近的优化过程中，设置合理的速度因子与权值，使得非线性加权最小二乘模型迭代出移动声源的空间三维坐标的最优估值，实现移动声源的实时跟踪定位。