[发明专利]基于波束形成和传递路径分析的室内噪声源定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种室内噪声源定位方法，尤其是涉及一种基于波束形成和传递路径分析的室内噪声源定位方法。

背景技术

室内噪声危害工作人员的健康，有效控制噪声的前提是确定主噪声源，其工作通常包括声源定位和声源对目标控制位置的噪声贡献量评价。

一般室内环境存在若干噪声源相对集中的区域，这些噪声源的位置和声谱稳定，且在室内产生混响。在消声室或空旷环境下，声源定位可以采用基于麦克风阵列的波束形成方法(Beamforming，BF)。但该方法应用于一般室内的声源定位时，容易受到混响的影响而产生镜像声源或者淹没强度相对较小的声源，造成声源定位失准和遗漏的问题。

声源贡献量的评价可以采用传递路径分析(Transfer Path Analysis，TPA)方法，在获得声源位置的条件下识别各噪声源对目标位置的贡献度，并且不受室内混响的干扰。但是该方法需要对每个声源单独进行实验求其贡献量，并且随着声源数量的增加工作量越大。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于波束形成和传递路径分析的室内噪声源定位方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于波束形成和传递路径分析的室内噪声源定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在正常工况条件下对目标位置进行声压信号采集；

2)通过频谱分析找到声压级最大频段；

3)对空间中的可能声源进行区域划分；

4)利用时域BF方法找到空间中各声源区域的最大噪声源位置；

5)判断所有区域是否识别完成，若为是，执行步骤6)，若为否，返回步骤4)；

6)通过TPA方法测量各最大噪声源到目标位置的路径信息和贡献度；

7)将经TPA方法测量的各最大噪声源到目标位置的路径信息与实际测到的噪声到目标位置的路径信息进行分析，得到误差，并判断该误差是否超过设定的阈值，若为是，执行步骤8)，若为否，执行步骤9)；

8)利用频域BF方法找到被忽略的噪声源，并通过TPA方法计算该噪声源到目标位置的贡献度；

9)比较各最大噪声源到目标位置的贡献度，找到贡献度最大的噪声源。

所述的步骤4)利用时域BF方法找到空间中各声源区域的最大噪声源位置的计算公式为：

b(t,θ′)=1NΣn=1Nwnpn(t+τ′n),]]>

其中p_n为各麦克风所接收到的信号，θ′为声源聚焦方向，w_n为各麦克风接收信号的权重向量，n＝1，2......N，N为麦克风个数；τ′_n＝x_n sinθ′/c₀为补偿时延，c₀为声波在空气中的传播速度。

所述的步骤6)通过TPA方法测量各最大噪声源到目标位置的路径信息和贡献度计算公式如下：