[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，包括：

在同一坐标系下，将多个已知坐标的麦克风两两组成一组，并对已知坐标的基准声源的声音信号进行采集，完成初始化操作；

选择第i组麦克风采集到的基准声源的声音信号，进行时间序列匹配，得到两个麦克风采集到的信号相差的样本点数，除以采样率，得到第i组两个麦克风间的实际基准时延；

利用所述第i组麦克风采集目标声源的声音信号，并进行时间序列匹配，得到两个麦克风采集到的信号相差的样本点数，除以采样率，得到第i组两个麦克风间的实际目标时延；

根据所述基准声源到第i组两个麦克风间的距离差与声速的比值，得到第i组两个麦克风间的理论基准时延；

根据所述实际基准时延与理论基准时延的差值求得系统时延，根据所述实际目标时延与所述系统时延的差值，得到理论目标时延；

将所述理论目标时延与声速的乘积，作为所述目标声源到第i组两个麦克风间的距离差；

通过上述步骤对多组麦克风求解得到多个距离差，并建立多个关于目标声源坐标、麦克风坐标和距离差的方程；

利用牛顿迭代法对方程组进行求解，得到多个目标声源坐标；

利用聚类算法对所述多个目标声源坐标进行筛选，得到最终的目标声源定位。

2.根据权利要求1所述的声源定位方法，其特征在于，所述第i组两个麦克风间的实际基准时延和实际目标时延的获取步骤包括：

对基准声源的声音信号进行分段采集并计算每段子信号的基准时延，将得到的多个子信号的基准时延取平均值，作为第i组两个麦克风间的的实际基准时延；

对目标声源的声音信号进行分段采集并计算每段子信号的目标时延，将得到的多个子信号的目标时延取平均值，作为第i组两个麦克风间的的实际目标时延。

3.根据权利要求1所述的声源定位方法，其特征在于，采用非阻塞式录音采集基准声源或目标声源的声音信号，即每个麦克风录制声音时，均开设一个新的线程来执行。

4.根据权利要求3所述的声源定位方法，其特征在于，所述系统时延包括由开设线程带来的程序时延。

5.根据权利要求1所述的声源定位方法，其特征在于，在进行时间序列匹配前还包括对采集到的基准声源或目标声源的声音信号通过Berouti谱减法进行滤波处理。

6.根据权利要求1所述的声源定位方法，其特征在于，所述时间序列匹配的方法为基于相关法的广义互相关函数法。

7.根据权利要求1所述的声源定位方法，其特征在于，所述关于目标声源坐标、麦克风坐标和距离差的方程为：

其中，(x,y)为所述目标声源坐标，(x_o,y_o)为第i组麦克风中其中一个麦克风的坐标，(x_p,y_p)为第i组麦克风中另一个麦克风的坐标，Δd_i为所述目标声源到第i组两个麦克风间的距离差。

8.根据权利要求1所述的声源定位方法，其特征在于，所述利用聚类算法对所述多个目标声源坐标进行筛选，得到最终的目标声源定位包括：

以每个坐标为圆心绘制预设半径的圆，遍历所有的圆，当圆内所包含的坐标点个数不小于第一预设阈值时，则将圆内所有的坐标点置入数组中；

当任意圆内的坐标点个数均小于所述预设阈值或遍历结束后数组内的坐标总数小于第二预设阈值，则加大预设半径，重复上述步骤；

根据坐标点在最终得到的数组中出现的次数为其赋予权重，并对数组中所记录的坐标点求加权平均数，得到最终的声源定位坐标。