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广义互相关时延估计声定位算法研究 被引量:26
1
作者 景思源 冯西安 张亚辉 《声学技术》 CSCD 2014年第5期464-468,共5页
针对地面目标声定位因信噪比较低而定位精度差的现象,提出了基于广义互相关法的声定位系统,根据平面四元法目标定位计算式,研究了广义互相关算法在实际中的应用。环境噪声、军事目标声和民用目标声频谱范围大多集中,即出现目标声会与背... 针对地面目标声定位因信噪比较低而定位精度差的现象,提出了基于广义互相关法的声定位系统,根据平面四元法目标定位计算式,研究了广义互相关算法在实际中的应用。环境噪声、军事目标声和民用目标声频谱范围大多集中,即出现目标声会与背景噪声高度重合的情况,发现一般加窗滤波法在降低噪声的同时亦会将目标声强度大大削弱,而广义互相关时延估计法是通过计算两路信号互相关函数的最大值而求得时延差,其精度高、稳定性好。通过计算机仿真得到在信噪比较低的情况下,加窗滤波因大大削弱目标声强度而造成定位精度较低,而利用广义互相关方法可得到较为精确的声定位坐标。 展开更多
关键词 时延估计 平面四元阵 广义互相关
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基于广义互相关的时延估计算法研究 被引量:26
2
作者 朱超 屈晓旭 娄景艺 《通信技术》 2018年第5期1030-1035,共6页
在理论分析互相关时延估计算法的基础上,研究了基于加权函数的广义互相关时延估计算法。通过对不同加权函数的广义互相关时延估计算法进行MATLAB仿真,分析比较了Roth、SCOT、PHAT和HB加权函数的时延估计效果。仿真结果表明:各种加权函... 在理论分析互相关时延估计算法的基础上,研究了基于加权函数的广义互相关时延估计算法。通过对不同加权函数的广义互相关时延估计算法进行MATLAB仿真,分析比较了Roth、SCOT、PHAT和HB加权函数的时延估计效果。仿真结果表明:各种加权函数的时延估计性能均会随信噪比的降低而恶化,信噪比越高,信号长度越长,时延估计就越理想;HB加权函数算法用时较长,但其时延估计的次峰相对较少,抗噪性能表现最好,表现出较好的稳定性。 展开更多
关键词 时延估计 广义互相关 加权函数 峰值
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麦克风阵列声源定位中时延估计的改进 被引量:17
3
作者 张雷岳 张兴敢 刘超 《南京大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期25-30,共6页
时延估计是阵列信号处理中的关键技术,是麦克风阵列声源定位系统中常用的方法.影响麦克风阵列声源定位性能的因素有很多,混响就是其中之一.通常麦克风阵列定位系统多处于室内环境中,除了其他干扰噪声和环境噪声的影响外,声源本身经过环... 时延估计是阵列信号处理中的关键技术,是麦克风阵列声源定位系统中常用的方法.影响麦克风阵列声源定位性能的因素有很多,混响就是其中之一.通常麦克风阵列定位系统多处于室内环境中,除了其他干扰噪声和环境噪声的影响外,声源本身经过环境反射造成的混响也会对其性能造成较大的影响.本文在互相关原理的基础上,综合两种不同的频域加权算法,PATH加权和ML加权进行改进,弥补了原算法不能同时稳健噪声和混响的不足,并得到多种环境下的最优q值,降低了多径效应对估计阵元间的相对时间延迟的影响,提高了时延估计的准确率和声源定位精度.实验结果证实了新方法的时延估计准确率高和最优q值的有效性. 展开更多
关键词 时延估计 混响时间 声源定位 广义互相关
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基于二次相关的时延估计方法研究 被引量:16
4
作者 杜娟 程擂 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2010年第6期221-223,共3页
以空间任意多元传感器阵列为模型,以被动定位算法为基础,针对传统时延估计方法中的互相关算法存在着估计精度不高的问题,提出了一种基于二次相关的时延估计方法。该方法首先对信号作自相关提高信噪比,再将自相关函数和互相关函数作相关... 以空间任意多元传感器阵列为模型,以被动定位算法为基础,针对传统时延估计方法中的互相关算法存在着估计精度不高的问题,提出了一种基于二次相关的时延估计方法。该方法首先对信号作自相关提高信噪比,再将自相关函数和互相关函数作相关处理得到时延值。理论和实验结果都表明:相对于传统的互相关时延估计方法,二次相关法可以明显的抑制噪声对信号时延估计的影响,提高时延估计的精度。 展开更多
关键词 广义互相关 二次相关 时延估计
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基于传感器阵列的机械故障声源定位系统 被引量:14
5
作者 李铁军 王宁 +1 位作者 赵义鹏 刘今越 《机械设计与制造》 北大核心 2019年第4期166-170,共5页
传统的机械故障诊断系统需要在被监测本体上安装传感器,只能定点定性监测,无法大范围监测,且可移植性差、智能性弱。针对此问题设计了基于四元声学传感器阵列的故障声源定位系统,能实现故障声源的识别及定位。首先,通过声学传感器采集... 传统的机械故障诊断系统需要在被监测本体上安装传感器,只能定点定性监测,无法大范围监测,且可移植性差、智能性弱。针对此问题设计了基于四元声学传感器阵列的故障声源定位系统,能实现故障声源的识别及定位。首先,通过声学传感器采集机械设备运行过程中的声音信号,提取其Mel频率倒谱系数。然后,经BP神经网络对声音信号进行识别判断,若为故障声则采用广义互相关算法计算其时间延迟,进行定位。利用该系统对台式钻床空转、正常、磨损、崩刃四种工况进行识别定位测试,实验结果表明,该系统的工况识别准确率可达到89%,故障声源定位精度误差在6cm以内,具有较好的故障声源识别及定位功能。 展开更多
关键词 故障检测 梅尔频率倒谱系数 BP神经网络 广义互相关 声源定位
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四元十字麦克风阵声源定位算法研究 被引量:13
6
作者 张晓光 吕海峰 +3 位作者 吕传茂 王普浩 韩冬 陈龙虎 《中国测试》 CAS 北大核心 2020年第2期96-102,共7页
为对声源进行精确定位,该文设计一种基于广义互相关法时延估计的四元十字麦克风阵的声源定位算法。推导目标声源的方位角、俯仰角以及距离的计算公式,搭建实验和仿真平台,将该算法运用于平面声源定位中进行验证。采用LabVIEW软件进行算... 为对声源进行精确定位,该文设计一种基于广义互相关法时延估计的四元十字麦克风阵的声源定位算法。推导目标声源的方位角、俯仰角以及距离的计算公式,搭建实验和仿真平台,将该算法运用于平面声源定位中进行验证。采用LabVIEW软件进行算法的三维空间仿真实验,通过对各麦克风采集信号进行相关分析和处理,实现声源的定位,测试该系统在实际应用中的性能。二维平面定位实验结果声源距离的误差范围在0.01~0.02 m之间,距离偏差百分比误差范围在5.5%之内,仿真结果坐标与实际声源坐标的结果误差范围在10%~15%,该系统的坐标偏差误差在7%之内,距离偏差百分比误差范围在4%之内。搭建实验平台进行三维空间定位测试,实验结论表明,距离偏差百分比低于9%,表明该系统对声源定位速度较快,误差在合理范围内,精度理想,能够比较准确地对声源进行定位。 展开更多
关键词 广义互相关 时延估计 四元十字阵 声源定位
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基于小型麦克风阵列的声源定位技术 被引量:11
7
作者 赵圣 崔牧凡 +1 位作者 尤磊 王鸿鹏 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期188-191,共4页
针对传统的时延估计算法不能精确地估计出麦克风之间的时延和易受环境与噪声影响等缺点,利用广义互相关(GCC)算法进行时延估计并对其进行改进,结合自行设计的小型麦克风阵列和提出的空间定位方法,最终实现了声源定位系统,可以计算出声... 针对传统的时延估计算法不能精确地估计出麦克风之间的时延和易受环境与噪声影响等缺点,利用广义互相关(GCC)算法进行时延估计并对其进行改进,结合自行设计的小型麦克风阵列和提出的空间定位方法,最终实现了声源定位系统,可以计算出声源与目标之间的距离和方位角.实验表明:本声源定位系统能达到比较高的定位精度,具有一定的实用价值. 展开更多
关键词 麦克风 声音 定位 广义互相关 四元阵列 数据采集卡
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基于重复广义互相关时延估计的超短基线水声定位算法 被引量:9
8
作者 徐晓苏 孙晓俊 +1 位作者 张涛 童金武 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期66-71,共6页
针对在超短基线水声定位中,传统时延估计算法抗噪声性能差的问题,提出了一种基于重复广义互相关时延估计的超短基线水声定位算法。通过对两个源信号的其中一个增加一次自相关后,再对这两个源信号进行合适的加权广义互相关,之后对反傅里... 针对在超短基线水声定位中,传统时延估计算法抗噪声性能差的问题,提出了一种基于重复广义互相关时延估计的超短基线水声定位算法。通过对两个源信号的其中一个增加一次自相关后,再对这两个源信号进行合适的加权广义互相关,之后对反傅里叶变换后得到的广义互相序列进行峰值检测,最终得到时延。通过半物理实验,比较经典的互相关算法和重复广义互相关算法发现,在相同环境中,新提出的算法时延估计误差为0.0112 s,相对于经典算法的0.0209 s,能够提高46.4%。基于重复广义互相关的超短基线定位算法仿真实验,表明X轴定位精度提高97.1%,Y轴定位精度提高96.3%。 展开更多
关键词 二次相关 超短基线定位 广义互相关 水声定位
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基于TDE技术的声源定位算法 被引量:8
9
作者 张传义 米常伟 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期333-336,369,共5页
针对基本互相关法在估计时延时没有明显的峰值及实际环境中的噪声会减损峰值,甚至出现伪峰的问题,提出了一种基于广义互相关的改进时延估计方法,并结合麦克风阵列结构,实现了基于两步定位的声源定位.通过仿真实验验证了该方法在有... 针对基本互相关法在估计时延时没有明显的峰值及实际环境中的噪声会减损峰值,甚至出现伪峰的问题,提出了一种基于广义互相关的改进时延估计方法,并结合麦克风阵列结构,实现了基于两步定位的声源定位.通过仿真实验验证了该方法在有噪声的环境下能准确测量声源的位置,定位的平均距离误差和平均方向角误差都低于5%,且方向角在30°~150°、距离在1.1~2.3m时定位成功率达80%以上. 展开更多
关键词 基本互相关 广义互相关 时延估计 麦克风阵列 声源定位
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电站锅炉声学测温中时延估计试验研究 被引量:9
10
作者 安连锁 张世平 +4 位作者 李庚生 沈国清 冯强 邓喆 许伟龙 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期197-203,共7页
对锅炉炉膛冷态和热态声场进行了分析,从理论上对广义互相关时延估计及其加权函数进行了深入探讨,并在国内某300MW机组上安装声学测点,对不同的加权函数进行了冷态和热态试验研究.结果表明:广义互相关时延估计法可以用于声学测温中声波... 对锅炉炉膛冷态和热态声场进行了分析,从理论上对广义互相关时延估计及其加权函数进行了深入探讨,并在国内某300MW机组上安装声学测点,对不同的加权函数进行了冷态和热态试验研究.结果表明:广义互相关时延估计法可以用于声学测温中声波飞渡时间的测量;PHAT加权具有抗混响能力,能在锅炉冷态混响环境下得到准确的时延估计;ML加权具有很好的抗噪能力,能在锅炉热态时得到准确的声波飞渡时间. 展开更多
关键词 电站锅炉 声学测温 时延估计 广义互相关 冷态 热态
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船载柔性阵基元坐标实时获取技术研究 被引量:9
11
作者 安良 陈励军 +1 位作者 陆佶人 凌斌 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2010年第1期86-92,共7页
为了解决船载柔性阵被动定位系统中基元位置不确定的问题,提出了实时获取柔性阵基元坐标的技术方案。利用辅助声源发射直接扩频的DPSK(Differential phase shift keying)信号,根据广义互相关法估计DPSK信号到达各基元的时延,进而计算各... 为了解决船载柔性阵被动定位系统中基元位置不确定的问题,提出了实时获取柔性阵基元坐标的技术方案。利用辅助声源发射直接扩频的DPSK(Differential phase shift keying)信号,根据广义互相关法估计DPSK信号到达各基元的时延,进而计算各基元的位置坐标。利用水池试验和湖上试验对该方法进行了实验验证,用实时获取的阵元坐标计算得到的目标距离与GPS测量的结果相一致。理论与实验分析的结果表明,本文的方法能够准确地实时获取柔性阵基元的坐标信息。 展开更多
关键词 被动定位 柔性阵 基元坐标 直接扩频信号 广义互相关
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广义互相关在混沌扩频时延估计中的研究与应用 被引量:6
12
作者 邢毓华 郑琦 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2021年第23期35-41,共7页
在混沌扩频时延估计中,使用基本互相关的运算结果中会出现主峰值旁瓣比不理想、误判点峰值过高等问题。基于广义互相关(GCC)可以对信号进行前置滤波、适当消除接收信号中的噪声及干扰的影响,对广义互相关的三种常用加权函数进行分析,发... 在混沌扩频时延估计中,使用基本互相关的运算结果中会出现主峰值旁瓣比不理想、误判点峰值过高等问题。基于广义互相关(GCC)可以对信号进行前置滤波、适当消除接收信号中的噪声及干扰的影响,对广义互相关的三种常用加权函数进行分析,发现SCOT加权函数可以同时抑制发射信号与接收信号中的噪声。将三种常用加权函数应用于混沌时延估计的Simulink仿真模型中,仿真结果表明使用SCOT加权函数的广义互相关运算的结果优于基本互相关以及其他两种常用加权函数,其主峰值旁瓣比绝对值增加了0.9 dB以上,误判点峰值与故障点峰值比减少了0.2以上。 展开更多
关键词 光通信 混沌 时延估计 广义互相关 互相关
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基于脉冲编码激励超声扩频测距的变压器绕组变形检测技术 被引量:7
13
作者 冯翼 杜好阳 +3 位作者 李一木 王磊 王昕 郑益慧 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期3960-3969,共10页
针对超声波检测变压器绕组时效率低的问题,将超声波编码扩频测距技术引入到现有的超声检测技术中,同时对超声波在油–变压器外壳介质中的传播路径和波型转换进行分析。针对不同位置检测时的回波波型,提出不同类型超声波探头联合检测方法... 针对超声波检测变压器绕组时效率低的问题,将超声波编码扩频测距技术引入到现有的超声检测技术中,同时对超声波在油–变压器外壳介质中的传播路径和波型转换进行分析。针对不同位置检测时的回波波型,提出不同类型超声波探头联合检测方法,并设计了超声波扩频测距系统。该系统能够同时发射多路携带不同信号的超声波,对变压器内部绕组的表面结构进行检测,然后利用广义互相关对回波进行分析,使得超声检测的理论精度达到±0.064mm。利用该系统对实体变压器模型进行检测,最终实验结果表明,该系统能够在不影响变压器正常运行的情况下检测变压器绕组内部结构,是一种高效的在线变压器绕组检测方法。 展开更多
关键词 超声波 波型转换 超声扩频 防串扰 广义互相关
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基于激光传感的水下声学目标高分辨跟踪方法 被引量:7
14
作者 蔡旺 王栋梁 +5 位作者 冯伟 董繁鹏 魏亚明 贾乐成 田文杰 薛彬 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第18期149-159,共11页
高分辨感知声波相位是实现水下声学目标跟踪与定位的核心问题之一。传统方法基于压电效应完成目标信号的相位感知,在传感机理上存在相位分辨率相对较低、障板干扰、声波振动起讫点不明等问题。本团队提出了基于声光效应的新型激光阵列... 高分辨感知声波相位是实现水下声学目标跟踪与定位的核心问题之一。传统方法基于压电效应完成目标信号的相位感知,在传感机理上存在相位分辨率相对较低、障板干扰、声波振动起讫点不明等问题。本团队提出了基于声光效应的新型激光阵列水声相位高分辨传感方法,并设计了由5束平行激光组成的阵列传感装置(装置孔径为340 mm),并于消声水池条件下验证了该装置的有效性。实验结果显示,本方法的水声相位感知分辨率优于1°,水下目标跟踪的角度分辨率优于0.05°。该方法为新型水下目标高分辨跟踪定位技术的发展提供了研究储备。 展开更多
关键词 传感器 声光效应 光学传感 Raman-Nath衍射 广义互相关 声学跟踪
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借助广义Radon变换进行方位角校正 被引量:6
15
作者 刘法启 张关泉 《石油物探》 EI CSCD 北大核心 1996年第4期43-51,共9页
在三维勘探中,除界面倾斜角外,方位角是另一个必须在预处理中加以考虑的因素。本文借助于广义Radon变换,构造了一种有效的三维数据中的方位角修正方法,它将消除三维共面元道集中叠加速度对方位角的依赖关系,从而使在一个三维共面... 在三维勘探中,除界面倾斜角外,方位角是另一个必须在预处理中加以考虑的因素。本文借助于广义Radon变换,构造了一种有效的三维数据中的方位角修正方法,它将消除三维共面元道集中叠加速度对方位角的依赖关系,从而使在一个三维共面元道集中,来自不同方向的反射同相轴可以用同一个速度进行叠加。本文利用数值模拟数据和从物理模型中测量的数据分别验证了所提出的算法。 展开更多
关键词 方位角 广义Radon变换 地震勘探 三维勘探
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皮带输送机托辊故障声源定位方法 被引量:1
16
作者 张中盘 张明 +3 位作者 时瑛 李宁钢 董帆 万书亭 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2024年第1期142-147,共6页
为实现对皮带输送机托辊故障实时监测,提出一种基于广义互相关时延估计的托辊故障声源定位方法,并开发相关系统。首先通过安装在与皮带输送机旁间隔一定距离处的传声器采集声音信号,采用VMD与包络谱峭度方法有效提取托辊声音信号的故障... 为实现对皮带输送机托辊故障实时监测,提出一种基于广义互相关时延估计的托辊故障声源定位方法,并开发相关系统。首先通过安装在与皮带输送机旁间隔一定距离处的传声器采集声音信号,采用VMD与包络谱峭度方法有效提取托辊声音信号的故障频率信息。随后采用广义互相关时延估计算法对声音信号中选定的IMF分量进行广义互相关时延估计,根据时延域中互相关系数最大值所对应的时间差确定时延,结合声音在空气介质中的传播速度,以及故障声源位置与传声器之间的空间几何关系,确定故障声源位置。最后开发出托辊故障声源定位系统并投入现场运行,实验和现场应用结果表明,采用所提方法及相关系统能够实现托辊故障声源的准确定位。 展开更多
关键词 故障诊断 皮带输送机 托辊轴承 声源定位 时延估计 广义互相关
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基于TDOA的双微型麦克风阵列位置校准算法 被引量:1
17
作者 吴朝晖 蔡振宇 +1 位作者 朱嘉俊 温治晓 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期41-46,共6页
双微型麦克风阵列在无线耳机、助听器等嵌入式设备上有着广泛应用,其子阵列位置不固定的问题影响着后续语音信号处理的性能.基于到达时间差(TDOA)方法提出一种改进的阵列位置校准算法,在广义互相关算法中加入局部的三次样条插值,提高了... 双微型麦克风阵列在无线耳机、助听器等嵌入式设备上有着广泛应用,其子阵列位置不固定的问题影响着后续语音信号处理的性能.基于到达时间差(TDOA)方法提出一种改进的阵列位置校准算法,在广义互相关算法中加入局部的三次样条插值,提高了低采样率下的TDOA精度;根据双微型麦克风阵列的结构特点采用改进的几何解算方法,利用子阵列内部已知距离参数的同时避开其误差较大的时延估计值,提高了阵列位置校准的精度.实验结果表明:在10 dB信噪比、48 kHz采样率的条件下,提出的改进算法可以在计算量相近的情况下将时延估计误差降低85%,位置校准误差降低51%. 展开更多
关键词 双微型麦克风阵列 到达时间差(TDOA) 阵列校准 广义互相关 采样率 三次样条插值
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降采样固定时延估算法在声回波对消系统中的应用 被引量:4
18
作者 王心一 杜光 《山东大学学报(工学版)》 CAS 北大核心 2011年第3期42-45,共4页
提出一种基于降采样的固定时延估计算法,该算法在进行时延估计之前先对语音信号进行白噪声化和降采样,有效抑制互相关函数中的局部极大值旁瓣,克服了传统归一化互相关函数时延估计算法应用于声学回波对消系统中时估计误差大、鲁棒性差... 提出一种基于降采样的固定时延估计算法,该算法在进行时延估计之前先对语音信号进行白噪声化和降采样,有效抑制互相关函数中的局部极大值旁瓣,克服了传统归一化互相关函数时延估计算法应用于声学回波对消系统中时估计误差大、鲁棒性差的问题;并以基于降采样的固定时延估算法为基础,设计实现声学回波抵消系统。计算机仿真结果证明:该算法运算量低、收敛速度快、性能稳定。 展开更多
关键词 语音信号处理 回波对消 固定时延估计 降采样滤波器 归一化互相关
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基于可视化近超声的狭长管道人员定位系统
19
作者 孙志明 尹康涌 +3 位作者 贾乃征 梁伟 黄浩声 王智 《计算机工程与设计》 北大核心 2024年第1期55-62,共8页
针对工业系统室内管道空间所具有的狭长和弯折等复杂特征,以及现有室内定位技术精度不够、实用性不强的问题,提出一种基于可视化近超声的狭长管道人员定位系统。采用逐帧归一化互相关方法和联合小波导数寻峰的方法确定到达时间。将改进... 针对工业系统室内管道空间所具有的狭长和弯折等复杂特征,以及现有室内定位技术精度不够、实用性不强的问题,提出一种基于可视化近超声的狭长管道人员定位系统。采用逐帧归一化互相关方法和联合小波导数寻峰的方法确定到达时间。将改进变异率和选择策略的差分进化算法(EA)与极大似然的TDOA算法结合进一步增强定位准确度,将MDS分解与基站定位融合实现基站自标定功能。仿真和实验结果表明,该方法可以很好克服狭长弯折空间以及环境噪声干扰带来的影响,满足狭长管道空间人员定位系统的高精度定位需要。 展开更多
关键词 广义互相关 声学定位 到达时间差 多维尺度变换 差分进化算法 自标定算法 多径效应 狭长空间定位
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Feed-Forward Active Noise Control System Using Microphone Array 被引量:4
20
作者 Yang Li Lichuan Liu Sen M.Kuo 《IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica》 SCIE EI CSCD 2018年第5期946-952,共7页
Feedforward active noise control(ANC)system are widely used to reduce the wide-band noise in different application.In feedforward ANC systems,when the noise source is unknown,the misplacement of the reference micropho... Feedforward active noise control(ANC)system are widely used to reduce the wide-band noise in different application.In feedforward ANC systems,when the noise source is unknown,the misplacement of the reference microphone may violate the causality constraint.We present a performance analysis of the feedforward ANC system under a noncausal condition.The ANC system performance degrades when the degree of noncausality increases.This research applies the microphone array technique to feedforward ANC systems to solve the unknown noise source problem.The generalized cross-correlation(GCC)and steering response power(SRP)methods based on microphone array are used to estimate the noise source location.Then,the ANC system selects the proper reference microphone for a noise control algorithm.The simulation and experiment results show that the SRP method can estimate the noise source direction with 84%accuracy.The proposed microphone array integrated ANC system can dramatically improve the system performance. 展开更多
关键词 Active noise control CAUSALITY direction estimation generalized cross-correlation(GCC) microphone-array noise pollution noise source steering response power(SRP)
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