[发明专利]一种声源定位方法及系统

权利要求书

1.一种声源定位方法，其特征在于，所述声源定位方法包括：

获取麦克风阵列各麦克风的输入声音信号；

根据各所述麦克风的输入声音信号计算声源信号到达所述麦克风的时间差；

根据所述声源信号到达所述麦克风的时间差计算声源在粗定位空间中的粗定位位置；

根据各所述麦克风的输入声音信号以及所述粗定位位置计算声源在细定位空间中的细定位位置；所述粗定位空间以及所述细定位空间均为以所述麦克风阵列为球心，由多个离散点组成的球形空间，所述离散点为所述球形空间的顶点，所述粗定位空间中离散点的数量小于所述细定位空间中离散点的数量；

所述粗定位位置的计算过程包括：

根据所述球形空间的环境参数对声速进行修正，得到修正后的声速；

根据所述修正后的声速以及所述时间差计算所述粗定位位置；

所述细定位位置的计算过程包括：

获取所述细定位空间中到所述粗定位位置的距离在预设范围内的多个离散点；

根据各所述麦克风的输入声音信号计算所述细定位空间中到所述粗定位位置的距离在预设范围内的各离散点的可控波束响应；

获取可控波束响应最大值对应的离散点，得到细定位位置。

2.根据权利要求1所述的声源定位方法，其特征在于，所述麦克风阵列为四个心型指向性麦克风组成的环形麦克风阵列。

3.根据权利要求1所述的声源定位方法，其特征在于，所述时间差的计算过程包括：

将每两个所述麦克风的输入声音信号表示为互相关函数；

使用广义互相关的方法将所述互相关函数表示为广义互相关函数；

使用SCOT与PHAT联合加权的方法对所述广义互相关函数中的加权函数进行修正，得到修正后的广义互相关函数；

根据所述修正后的广义互相关函数计算所述时间差。

4.根据权利要求1所述的声源定位方法，其特征在于，所述根据所述修正后的声速以及所述时间差计算所述粗定位位置具体包括：

根据所述修正后的声速以及所述时间差计算声源初始位置；

获取所述粗定位空间中距离所述声源初始位置最近的离散点，得到所述粗定位位置。

5.根据权利要求1所述的声源定位方法，其特征在于，所述可控波束响应计算公式为：

其中，为可控波束响应，为麦克风的数量，为第个麦克风，为第个麦克风，为可控波束响应中的加权函数，，为第个麦克风的输入声音信号和第个麦克风的输入声音信号的互功率谱，为第个麦克风的输入声音信号的自功率谱，为第个麦克风的输入声音信号的自功率谱，为第个麦克风的输入声音信号的傅里叶变换，为第个麦克风的输入声音信号的共轭，为复数，为频率，为第个麦克风与第个麦克风的水平方位角或垂直俯仰角为时声源信号到达第个麦克风与第个麦克风的时间差，采用修正后的声速计算得到，为积分符号。

6.根据权利要求1所述的声源定位方法，其特征在于，所述粗定位空间以及所述细定位空间均由三角形网络构成，所述离散点为所述三角形网络的顶点；所述粗定位空间中离散点的数量为：

所述细定位空间中离散点的数量为：

其中，为粗定位空间中离散点的数量，为细定位空间中离散点的数量，和均为自然数，。

7.一种声源定位系统，其特征在于，所述声源定位系统包括：

获取模块，用于获取麦克风阵列各麦克风的输入声音信号；

第一计算模块，用于根据各所述麦克风的输入声音信号计算声源信号到达所述麦克风的时间差；

第二计算模块，用于根据所述声源信号到达所述麦克风的时间差计算声源在粗定位空间中的粗定位位置；

第三计算模块，用于根据各所述麦克风的输入声音信号以及所述粗定位位置计算声源在细定位空间中的细定位位置；所述粗定位空间以及所述细定位空间均为以所述麦克风阵列为球心，由多个离散点组成的球形空间，所述离散点为所述球形空间的顶点，所述粗定位空间中离散点的数量小于所述细定位空间中离散点的数量；

所述粗定位位置的计算过程包括：

根据所述球形空间的环境参数对声速进行修正，得到修正后的声速；

根据所述修正后的声速以及所述时间差计算所述粗定位位置；

所述细定位位置的计算过程包括：

获取所述细定位空间中到所述粗定位位置的距离在预设范围内的多个离散点；

根据各所述麦克风的输入声音信号计算所述细定位空间中到所述粗定位位置的距离在预设范围内的各离散点的可控波束响应；

获取可控波束响应最大值对应的离散点，得到细定位位置。