聯(lián)合音視頻信息的目標(biāo)定位技術(shù)研究.pdf

1、近幾十年來，音頻定位已經(jīng)受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。在免提系統(tǒng)、機(jī)器人導(dǎo)航、人機(jī)交互、軍事等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，此外，隨著數(shù)字?jǐn)z像機(jī)與圖像處理技術(shù)的迅速發(fā)展，利用視頻信息對目標(biāo)進(jìn)行定位逐漸變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。但是，音頻定位的性能易受背景噪聲、房間混響的影響，而視頻定位也會受目標(biāo)遮擋、光照、目標(biāo)與背景顏色相似等因素的制約。因此，融合音視頻信息對目標(biāo)進(jìn)行定位成為眼下研究的熱點(diǎn)。本文的創(chuàng)新點(diǎn)和主要工作概括如下：
　　1、提出一種提高定位精度的圓形嵌

2、套麥克風(fēng)陣列結(jié)構(gòu)。以提高定位精度、消除定位模糊為出發(fā)點(diǎn)、提出了嵌套的均勻圓陣結(jié)構(gòu)，并推導(dǎo)出圓陣半徑的選擇范圍。第一次粗定位采用的陣元半徑不大于語音信號最小半波長，在第一次定位的基礎(chǔ)上，第二次采用半徑較大的陣列對相同的聲源進(jìn)行細(xì)定位。另外，在使用近場聲源高分辨率的三維MUSIC算法時，會帶來較高的計(jì)算復(fù)雜度，故采用了寬帶聚焦算法進(jìn)行了處理，同時，第二次細(xì)定位縮小了搜索范圍，為了使其時延得到較大幅度的降低。仿真結(jié)果表明，該方案取得了較好的定

3、位效果。
　　2、提出一種基于統(tǒng)計(jì)的目標(biāo)定位方法。在分辨率較低的視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)中，定位精度易受加性噪聲與測量誤差的影響。本文針對提高定位精度的問題，并且在沒有先驗(yàn)知識的前提下，提出一種基于統(tǒng)計(jì)的方法。此方法中，每個節(jié)點(diǎn)提取出的目標(biāo)采用多特征點(diǎn)表示，通過基于統(tǒng)計(jì)的方法匹配出最相關(guān)的特征點(diǎn)對組，然后與各個傳感器的位置信息一同傳至信息處理中心做下一步處理。另外，當(dāng)視野中出現(xiàn)多目標(biāo)時，也提出相應(yīng)的方案對其進(jìn)行定位。仿真結(jié)果表明，基于統(tǒng)計(jì)的

4、目標(biāo)定位方法不管是對單目標(biāo)進(jìn)行定位，還是對多目標(biāo)進(jìn)行定位，都有較好的定位性能。
　　3、改進(jìn)了一種基于支持度矩陣的全局融合方法。針對觀測融合算法易受實(shí)際環(huán)境及傳感器自身因素等因素的影響，本文考慮先對量測數(shù)據(jù)進(jìn)行卡爾曼局部濾波估計(jì)，減少觀測信息相關(guān)性和不確定性的影響；然后，使用支持度矩陣計(jì)算出各傳感器的權(quán)重，加權(quán)各傳感器信息；最后，對加權(quán)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行基于IMM的濾波，從而達(dá)到時間上的關(guān)聯(lián)以及平滑濾波的效果。此外，在勻速、勻加速、機(jī)動