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声源定位技术是近二十几年国内外科学研究的重要课题,早期主要应用在军事上,如飞行器、直升机等所设计的声探测武器。随着科学技术的飞速发展,声源定位技术也有了质的飞跃,从原先的军事应用逐渐走入了人们的日常生活当中。如在地震波以及矿山灾害检测当中,通过加速传感器阵列采集声音信号,并对信号进行处理研究,从而判断出地震以及矿山灾害的地理位置,对即将产生的灾害进行预报;在各类材料(如混凝土、复合材料等)以及常用的机械设备损伤检测当中,通过声定位技术能对一些损伤进行预告,使人们能及时的修复损伤,避免因为损伤引起的各类灾害。声源定位技术不仅有效的预防了上述几种灾害的发生,而且还能对岩体、材料以及设备的稳定性进行实时监测,充分的保障了人们的生命财产安全。 本文在实验室环境下对脉冲声源定位算法展开了研究。建立平面四元阵来采集脉冲声信号,将传声器采集到的四路信号通过USB-2537数据采集卡传到PC机上。之后对数据进行处理研究,从而得到时间延迟,再利用声源定位算法得到脉冲声源的位置,主要进行了以下工作: (1)脉冲声信号预处理。对传声器采集的脉冲声信号进行预处理,包括预滤波、小波包去噪,为得到精确的时延估计数值做准备。 (2)有界空间脉冲声信号的时延估计算法研究。在分析了振幅比法、能量比法、广义互相关法等传统的时延估计方法的基础上,采用了基于能量比的广义互相关时延估计算法,在实验室环境下做了大量的实验,并与传统的时延估计算法进行了数据仿真与对比。 (3)脉冲声源定位算法研究。在分析了四元十字平面阵定位算法、线性定位算法、Geiger定位算法的基础上,采用了基于能量比-广义互相关时延估计的联合定位算法,并与传统的定位算法进行了数据仿真与对比。 (4)基于能量比-广义互相关时延估计的联合定位算法的脉冲声源定位系统的实验测试与结果分析。分别介绍说明了构成该声源定位系统的各个部分,在实验室内搭建实验平台进行测试,对采集到的数据进行MATLAB仿真与分析。