基于麥克風陣列的仿人智能機器人聲源定位技術的研究.pdf

1、聲源定位是許多領域里的一個基本問題。聲源定位技術的研究一直是個研究熱點，涉及到很多技術領域，如聲學、信號檢測、數(shù)字信號處理等，有著廣闊的應用前景。目前，該技術在仿人智能機器人上的應用還不是很多。而其作為一種重要的人機交互方式，能夠與視覺交互完美結合，彌補其不足。
　　通過對各種聲源定位技術的研究和比較，基于到達時延差（TDOA，Time delay of arrival）的聲源定位技術比較適用。該技術方法的原理不是很復雜，無需很大

2、的計算量，而且實現(xiàn)這種技術的困難較小。對這種技術的研究目前也比較成熟，有著大量的應用。因而對于本課題的研究而言，是一種不錯的選擇。使用TDOA技術，需要完成兩個階段的工作：前一階段運用時延估計算法估算出聲源信號到達各個麥克風之間的TDOA值，即時間差；第二階段根據(jù)得到的TDOA值，結合陣列幾何結構關系和空間位置關系，使用空間定位方法來估算聲源的位置。能否得到高精度的TDOA值對整個過程的正確完成相當重要。傳統(tǒng)的GCC算法就是該技術中的一

3、種比較經(jīng)典的方法。該方法能夠快速有效的對聲源進行定位，但是定位精度和準確度不是很高，且易受環(huán)境和噪聲的影響。針對傳統(tǒng)GCC時延估計算法的不足之處，本文對其做出一些改進，提高了時延估計的精度，對GCC時延估計算法的改進是本文的關鍵和核心。
　　在本課題中，麥克風陣列采用了二維平面結構。結合相應的時延估計算法和空間定位方法，最后設計和實現(xiàn)了聲源定位系統(tǒng)。用四個麥克風模塊組成麥克風陣列，配以數(shù)據(jù)采集卡和PC，完成系統(tǒng)的構建，之后在PC上