基于蝙蝠的雙耳定位模型的研究.pdf

1、大自然是人類最好的老師,科學家們利用聲波來定位導航只有短短不到一百年的時間,而自然界中的蝙蝠在人類文明之前,就進化產(chǎn)生了一種利用超聲進行定位以及導航的本領(lǐng)。它們利用自己的聲納系統(tǒng)通過對聲波進行分析處理,來達到對自身的導航和對獵物的定位。本文主要通過模仿蝙蝠的雙耳定位機制,并與麥克風陣列算法相結(jié)合,設(shè)計完成了雙耳式被動聲定位系統(tǒng)和單嘴雙耳式主動聲定位系統(tǒng)。
　　首先,本文介紹和分析了GCC時延估計方法、LMS時延估計方法和MUSIC

2、算法,并對各種算法進行了仿真測試,得到了各種算法在噪聲環(huán)境下的估計性能。另外本文還分析了蝙蝠雙耳模型在應(yīng)用子空間類算法時與空間采樣定理的沖突,通過模仿蝙蝠調(diào)節(jié)雙耳的耳廓和使用寬帶調(diào)頻信號輔助定位的方法,引入了調(diào)節(jié)陣元間距和使用寬帶調(diào)頻信號的方法來去除空間采樣定理的影響,并通過數(shù)學推導給出了陣元間距調(diào)節(jié)量和頻率調(diào)節(jié)量的限制條件。
　　其次,本文還結(jié)合STM32核心板和MEMS麥克風設(shè)計了一套雙路高速連續(xù)音頻采樣設(shè)備,為聲源定位系統(tǒng)的

3、驗證搭建了軟硬件環(huán)境。該設(shè)備在采樣精度為12位的情況下,可以滿足400KHz的雙路同步AD采樣的存儲速度要求。在設(shè)計中為了配合高速連續(xù)AD采樣,采用了SDIO接口和乒乓緩沖機制來保存音頻信號。并且移植了當下流行的嵌入式FatFs文件系統(tǒng),簡化了采集信號的流程。該套系統(tǒng)使用到的接口有ADC、TIMER、SDIO、DMA以及FatFs,可以為低成本小型化連續(xù)音頻采集系統(tǒng)提供一定的借鑒意義。
　　最后,本文結(jié)合前文搭建的硬件環(huán)境,做了大