專利名稱：一種聲源定位方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及定位技術(shù)，特別涉及一種聲源定位方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
目前，定位技術(shù)已經(jīng)得到了越來越廣泛的應(yīng)用，采用定位技術(shù)可以根據(jù)來自目標(biāo)的信息確定目標(biāo)的位置。聲源定位是定位技術(shù)中的一項(xiàng)重要技術(shù)，聲源發(fā)出的聲音信號(hào)到達(dá)采集裝置的時(shí)間不同，通過估計(jì)采集裝置采集到的聲音信號(hào)之間的時(shí)間差，并根據(jù)估計(jì)出的時(shí)間差以及采集裝置自身的尺寸和結(jié)構(gòu)的幾何關(guān)系，可以計(jì)算出聲源相對(duì)于采集裝置的位置。聲源定位廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，例如在監(jiān)控中，通過聲源定位，可以使攝像頭自動(dòng)轉(zhuǎn)向發(fā)出聲音的方向，在圓桌會(huì)議中，通過聲源定位，可以使攝像頭或麥克風(fēng)等自動(dòng)轉(zhuǎn)向發(fā)言者的方向。
基本采集裝置可以為雙麥克風(fēng)，雙麥克風(fēng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示，麥克風(fēng)1和麥克風(fēng)2之間的距離為L，麥克風(fēng)1和麥克風(fēng)2之間連線的中點(diǎn)為基本采集裝置的中心，聲源與基本采集裝置的夾角為。其中，是聲源與兩個(gè)麥克風(fēng)連線的垂線的夾角，這是因?yàn)?，聲源與麥克風(fēng)之間的距離遠(yuǎn)大于兩個(gè)麥克風(fēng)之間的距離，因此可以認(rèn)為聲音信號(hào)以平面波的形式發(fā)送至雙麥克風(fēng)，那么聲源與基本采集裝置的夾角可以近似認(rèn)為是聲源與兩個(gè)麥克風(fēng)連線的垂線的夾角。稱聲源與基本采集裝置的夾角為聲源的真實(shí)位置。
從圖中幾何關(guān)系可以推導(dǎo)出d＝Lsin()/c公式1 其中，d為聲音信號(hào)到達(dá)兩個(gè)麥克風(fēng)的時(shí)間差，c是聲速。
由公式1可得＝arcsin(cd/L)公式2 也就是說，只要能夠準(zhǔn)確地估計(jì)出聲音信號(hào)到達(dá)兩個(gè)麥克風(fēng)的時(shí)間差，即兩個(gè)麥克風(fēng)采集到的聲音信號(hào)的相位差，就可以利用基本采集裝置的尺寸和結(jié)構(gòu)的幾何關(guān)系推算出聲波的入射方向，即聲源的位置。
但是，基本采集裝置采集聲音信號(hào)時(shí)，通過公式2計(jì)算出聲源與兩個(gè)麥克風(fēng)連線的垂線的夾角有兩個(gè)1和2，其中一個(gè)是聲源的真實(shí)估計(jì)位置，一個(gè)是聲源的鏡像估計(jì)位置，1+2＝180°，即聲源的真實(shí)估計(jì)位置和鏡像估計(jì)位置相對(duì)于雙麥克風(fēng)的連線對(duì)稱，如圖1所示。而單純采用一個(gè)基本采集裝置無法區(qū)分哪個(gè)估計(jì)位置是真實(shí)的，哪個(gè)估計(jì)位置是鏡像的。
在至少兩個(gè)基本采集裝置與聲源在同一個(gè)平面內(nèi)的情況下，例如圓桌會(huì)議中，講話者與多個(gè)麥克風(fēng)均在同一個(gè)平面內(nèi)，可以用至少兩個(gè)基本采集裝置來解決單個(gè)基本采集裝置無法分辨真實(shí)估計(jì)位置和鏡像估計(jì)位置的問題。
每個(gè)基本采集裝置來采集來自聲源的聲音信號(hào)，并根據(jù)采集到的聲音信號(hào)估算出聲源相對(duì)于這個(gè)基本采集裝置的真實(shí)估計(jì)位置和鏡像估計(jì)位置，這樣就能夠獲得聲源分別相對(duì)于這些基本采集裝置的真實(shí)估計(jì)位置和鏡像估計(jì)位置，而聲源的真實(shí)估計(jì)位置必然是收斂于一點(diǎn)的，因此可以根據(jù)所述至少兩個(gè)基本采集裝置之間的幾何關(guān)系計(jì)算出所有收斂于一點(diǎn)的聲源估計(jì)位置，即所有的真實(shí)估計(jì)位置，進(jìn)而根據(jù)所有真實(shí)估計(jì)位置計(jì)算出聲源的真實(shí)位置。
但是，采用至少兩個(gè)基本采集裝置進(jìn)行聲源定位時(shí)，由于每個(gè)基本采集裝置做相同的工作，大大降低了基本采集裝置的利用率，造成資源的浪費(fèi)。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種聲源定位方法，能夠提高基本采集裝置的利用率。
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種聲源定位系統(tǒng)，能夠提高基本采集裝置的利用率。
以下為本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案 一種聲源定位方法，該方法包括 將基本采集裝置放置在平面內(nèi)的至少兩個(gè)位置，在所述每個(gè)位置基本采集裝置采集一組來自聲源的聲音信號(hào)，所述平面為所述基本采集裝置與所述聲源共同所在的平面； 根據(jù)采集到的每組聲音信號(hào)計(jì)算一組聲源估計(jì)位置，并根據(jù)收斂于同一點(diǎn)的聲源估計(jì)位置計(jì)算出聲源的真實(shí)位置。
一種聲源定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括位置控制裝置、基本采集裝置和處理裝置； 所述位置控制裝置用于將基本采集裝置放置在平面內(nèi)的至少兩個(gè)位置，在所述每個(gè)位置向基本采集裝置發(fā)送采集消息，所述平面為所述基本采集裝置于所述聲源共同所在的平面； 所述基本采集裝置用于接收來自位置控制裝置的采集消息，接收到所述采集消息后，采集一組來自聲源的聲音信號(hào)，將采集到的聲音信號(hào)發(fā)送至處理裝置； 所述處理裝置用于接收基本采集裝置發(fā)送的聲音信號(hào)，根據(jù)采集到的每組聲音信號(hào)計(jì)算出一組聲源估計(jì)位置，并將收斂于同一點(diǎn)的聲源估計(jì)位置作為聲源的真實(shí)位置輸出。
從上述技術(shù)方案中可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的聲源定位方法及系統(tǒng)，通過改變基本采集裝置的位置來采集聲音信號(hào)，根據(jù)采集到的多組聲音信號(hào)來計(jì)算聲源的真實(shí)位置，來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中利用至少兩個(gè)基本采集裝置來完成的聲源定位，提高了基本采集裝置的利用率，也減少了資源的浪費(fèi)。



圖1為雙麥克風(fēng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例一提供的聲源定位方法的流程圖； 圖3為本發(fā)明實(shí)施例二提供的聲源定位方法的流程圖； 圖4為本發(fā)明實(shí)施例二提供的聲源定位方法的幾何關(guān)系示意圖； 圖5為本發(fā)明實(shí)施例三提供的聲源定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施萬式 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)表達(dá)得更加清楚明白，下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明再作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
第一實(shí)施例 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的聲源定位方法的流程圖。如圖2所示 步驟201將基本采集裝置放置在平面內(nèi)的至少兩個(gè)位置，在所述每個(gè)位置基本采集裝置采集一組來自聲源的聲音信號(hào)，所述平面為所述基本采集裝置與所述聲源共同所在的平面。
本步驟中將基本采集裝置放置在平面內(nèi)的至少兩個(gè)位置可以通過以下方式來實(shí)現(xiàn) 將所述基本采集裝置以其中心為圓心在所述平面內(nèi)按照一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，每旋轉(zhuǎn)到一個(gè)預(yù)先設(shè)定的角度，將所述角度作為基本采集裝置采集聲音信號(hào)的一個(gè)位置。
其中，所述按照一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)可以為360度逆時(shí)針勻速旋轉(zhuǎn)。
步驟202根據(jù)采集到的每組聲音信號(hào)計(jì)算聲源估計(jì)位置，并根據(jù)收斂于同一點(diǎn)的聲源估計(jì)位置計(jì)算出聲源的真實(shí)位置。
本步驟中，所述根據(jù)采集到的每組聲音信號(hào)計(jì)算聲源估計(jì)位置可以包括根據(jù)采集到的每組聲音信號(hào)計(jì)算聲源與基本采集裝置采集該組聲音信號(hào)時(shí)所在位置的夾角；根據(jù)所述夾角計(jì)算聲源與預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)位置的夾角，將所述聲源與基準(zhǔn)位置的夾角作為聲源估計(jì)位置。
所述根據(jù)收斂于同一點(diǎn)的聲源估計(jì)位置計(jì)算出聲源的真實(shí)位置可以包括將每兩個(gè)聲源估計(jì)位置之間的差值與預(yù)先設(shè)定的閾值相比較，將差值低于所述閾值的每兩個(gè)聲源估計(jì)位置作為收斂于同一點(diǎn)的聲源估計(jì)位置，其余聲源估計(jì)位置作為不收斂于同一點(diǎn)的聲源估計(jì)位置；計(jì)算所有收斂于同一點(diǎn)的聲源估計(jì)位置的平均值，將所述平均值作為聲源的真實(shí)位置。
以上所述基本采集裝置可以為雙麥克風(fēng)。
下面在所述按照一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)可以為360度逆時(shí)針勻速旋轉(zhuǎn)，所述基本采集裝置為雙麥克風(fēng)的情況下，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的聲源定位方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
第二實(shí)施例 本實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)雙麥克風(fēng)的周期為T，即旋轉(zhuǎn)360度所用的時(shí)間為T，麥克風(fēng)采集信號(hào)的采樣率為8kHz，一幀聲音信號(hào)的長度為M，即每一幀采樣點(diǎn)的個(gè)數(shù)為M。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的聲源定位方法的流程圖。如圖3所示 步驟301將雙麥克風(fēng)以其中心為圓心在所述平面內(nèi)進(jìn)行360度逆時(shí)針勻速旋轉(zhuǎn)，雙麥克風(fēng)每旋轉(zhuǎn)到一個(gè)預(yù)先設(shè)定的角度采集一組來自聲源的聲音信號(hào)。
本發(fā)明實(shí)施例提供的聲源定位方法的幾何示意圖如圖4所示 本實(shí)施例中，雙麥克風(fēng)陣列以預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)位置為起點(diǎn)進(jìn)行逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，所述基準(zhǔn)位置為開始旋轉(zhuǎn)時(shí)兩個(gè)麥克風(fēng)的連線所在的位置，因此，在起始點(diǎn)時(shí)雙麥克風(fēng)與基準(zhǔn)位置的夾角為0，即兩個(gè)麥克風(fēng)之間的連線與基準(zhǔn)位置的夾角α為0度。
在旋轉(zhuǎn)一周的過程中，α逐漸從0增加到360度完成一周的旋轉(zhuǎn)。
步驟302根據(jù)采集到的每組聲音信號(hào)計(jì)算聲源與基本采集裝置采集該組聲音信號(hào)時(shí)所在位置的夾角。
本實(shí)施例中，周期為T，采樣率為8kHz，一幀聲音信號(hào)的長度為M，通過公式3可以計(jì)算雙麥克風(fēng)每旋轉(zhuǎn)一周采樣的點(diǎn)數(shù)N，即雙麥克風(fēng)每旋轉(zhuǎn)一周，可以采集N組聲音信號(hào)。
N＝8000T/M 公式3 由于雙麥克風(fēng)在每采集一組聲音信號(hào)之后都會(huì)對(duì)到達(dá)兩個(gè)麥克風(fēng)的這組聲音信號(hào)進(jìn)行一次時(shí)間差的估計(jì)，因此在一個(gè)周期T內(nèi)可以獲得N個(gè)時(shí)間差的估計(jì)值d0，d1，...，dN-1。
其中，在雙麥克風(fēng)采集到一組聲音信號(hào)之后，可以根據(jù)雙麥克風(fēng)中兩個(gè)麥克風(fēng)采集到的兩路聲音信號(hào)的互相關(guān)函數(shù)來估計(jì)聲音信號(hào)到達(dá)兩個(gè)麥克風(fēng)的時(shí)間差。
下面以圖4所示的雙麥克風(fēng)為例說明估計(jì)聲音信號(hào)到達(dá)兩個(gè)麥克風(fēng)的時(shí)間差的方法。假設(shè)在某次采樣中，雙麥克風(fēng)采集到了一組聲音信號(hào)s1和s2。其中，s1為麥克風(fēng)1接收到的聲音信號(hào)，s2為麥克風(fēng)2接收到的聲音信號(hào)。一幀聲音信號(hào)的長度為M。
首先通過公式5計(jì)算s1和s2的互相關(guān)函數(shù)Rs1s2(τ)。
Rs1s2(τ)的計(jì)算方法為 公式4 其中M為一幀聲音信號(hào)的長度，τ為兩路信號(hào)s1和s2的相位差。
為了簡化計(jì)算，可以對(duì)公式4通過傅立葉變換及逆變換，將公式4變換為頻域計(jì)算，如公式5所示 公式5 然后改變?chǔ)又担?jì)算出至少兩個(gè)Rs1s2(τ)。其中τ的最小取值為0，最大值由兩個(gè)麥克風(fēng)之間的距離和聲速?zèng)Q定，這是由于s1和s2的相位差的最小值出現(xiàn)在聲音信號(hào)方向垂直于雙麥克風(fēng)連線的情況，而s1和s2的相位差的最大值出現(xiàn)在聲音信號(hào)方向平行于雙麥克風(fēng)連線的情況，這里不再贅述。
最后通過公式6計(jì)算兩路信號(hào)s1和s2的最大互相關(guān)位置，所述最大互相關(guān)位置為Rs1s2(τ)的值達(dá)到最大時(shí)τ的取值。進(jìn)而可以通過公式6根據(jù)所述最大互相關(guān)位置來估計(jì)s1和s2到達(dá)雙麥克風(fēng)的時(shí)間差d。
公式6 通過N個(gè)時(shí)間差的估計(jì)d0，d1，...，dN-1可以由公式2計(jì)算出每次采樣時(shí)，聲源與雙麥克風(fēng)的夾角，如公式7所示 i＝arcsin(cdi/L)，i＝0～N-1 公式7 di為根據(jù)第i次采集到的聲音信號(hào)估計(jì)出的時(shí)間差，i為雙麥克風(fēng)第i次采集聲音信號(hào)時(shí)，所述雙麥克風(fēng)連線的垂線與聲源的夾角。i有兩個(gè)值，i1和i2，其中一個(gè)是聲源的真實(shí)估計(jì)位置，一個(gè)是聲源的鏡像估計(jì)位置，i1+i2＝180°。
步驟303根據(jù)所述夾角計(jì)算聲源與預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)位置的夾角，將所述聲源與基準(zhǔn)位置的夾角作為聲源估計(jì)位置。
本步驟可以通過以下步驟來實(shí)現(xiàn) 步驟3031計(jì)算雙麥克風(fēng)與基準(zhǔn)位置的夾角αi。
每次采用后，雙麥克風(fēng)與基準(zhǔn)位置的夾角可以由公式8計(jì)算。


公式8 步驟3032計(jì)算聲源相對(duì)于基準(zhǔn)位置的夾角βi。
通過步驟302計(jì)算出的聲源與雙麥克風(fēng)的夾角以及雙麥克風(fēng)與基準(zhǔn)位置的夾角，可以計(jì)算出聲源相對(duì)于基準(zhǔn)位置的夾角。
由于步驟302中得到的i有兩個(gè)值，因此，一個(gè)周期內(nèi)計(jì)算出的聲源與雙麥克風(fēng)連線的垂線的夾角有2N個(gè)，而計(jì)算出的聲源與基準(zhǔn)位置的夾角也就有2N個(gè)，即聲源估計(jì)位置有2N個(gè)。
聲源相對(duì)于基準(zhǔn)位置的夾角βi、雙麥克風(fēng)與基準(zhǔn)位置的夾角αi以及聲源與雙麥克風(fēng)的夾角i之間的關(guān)系如圖4所示，可以通過公式9來計(jì)算聲源相對(duì)于基準(zhǔn)位置的夾角βi，即計(jì)算聲源估計(jì)位置βi βi1＝αi+90°-i1，i＝0～N-1公式9 βi2＝αi-90°+i2 βi1和βi2中，一個(gè)是真實(shí)的估計(jì)位置，一個(gè)是是鏡像的估計(jì)位置。
步驟304將每兩個(gè)聲源估計(jì)位置之間的差值與預(yù)先設(shè)定的閾值相比較，將差值低于所述閾值的每兩個(gè)聲源估計(jì)位置作為收斂于同一點(diǎn)的聲源估計(jì)位置，其余聲源估計(jì)位置作為不收斂于同一點(diǎn)的聲源估計(jì)位置。
本步驟中，計(jì)算所有βi之間的差值，如果兩個(gè)βi的差值大于預(yù)先設(shè)定的閾值，那么這兩個(gè)βi不收斂于同一點(diǎn)，即不是聲源的真實(shí)估計(jì)位置，如果兩個(gè)βi的差值小于預(yù)先設(shè)定的閾值，那么這兩個(gè)βi收斂于同一點(diǎn)，說明這兩個(gè)βi同時(shí)是聲源的真實(shí)估計(jì)位置。這樣，就得到了所有收斂于同一點(diǎn)的βi。
步驟305計(jì)算所有收斂于同一點(diǎn)的聲源估計(jì)位置的平均值，將所述平均值作為聲源的真實(shí)位置。
本實(shí)施例中，如果步驟304最終判斷出n個(gè)聲源估計(jì)位置收斂于同一點(diǎn)，其中n＞1，即有n個(gè)βi之間的差值小于預(yù)先設(shè)定的閾值，則將這n個(gè)βi的置取平均，將得到的平均值作為聲源的真實(shí)位置。
基于以上方法，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種聲源定位系統(tǒng)，下面以具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的聲源定位系統(tǒng)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
第三實(shí)施例 圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的聲源定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。如圖5所示 本發(fā)明實(shí)施例提供的聲源定位系統(tǒng)包括位置控制裝置501、基本采集裝置502和處理裝置503。
位置控制裝置501用于將基本采集裝置502放置在平面內(nèi)的至少兩個(gè)位置，并在所述每個(gè)位置向基本采集裝置502發(fā)送采集消息，所述平面為所述基本采集裝置502于所述聲源共同所在的平面。
位置控制裝置501包括旋轉(zhuǎn)模塊5011和觸發(fā)模塊5012。
旋轉(zhuǎn)模塊5011用于以基本采集裝置502的中心為圓心，控制所述基本采集裝置502在所述平面內(nèi)按照一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，在基本采集裝置502每旋轉(zhuǎn)到一個(gè)預(yù)先設(shè)定的角度時(shí)，向觸發(fā)模塊發(fā)5012送觸發(fā)消息。
在實(shí)際應(yīng)用中，所述按照一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)可以為360度逆時(shí)針勻速旋轉(zhuǎn)。
本實(shí)施例中，基本采集裝置502為雙麥克風(fēng)，因此，基本采集裝置502的中心為兩個(gè)麥克風(fēng)連線的中點(diǎn)。
觸發(fā)模塊5012用于接收來自旋轉(zhuǎn)模塊5011的觸發(fā)消息，接收到所述觸發(fā)消息后，向基本采集裝置502發(fā)送采集消息。
基本采集裝置502用于接收來自位置控制裝置501的采集消息，接收到所述采集消息后，采集一組來自聲源的聲音信號(hào)，將采集到的聲音信號(hào)發(fā)送至處理裝置503。
處理裝置503用于接收基本采集裝置502發(fā)送的聲音信號(hào)，根據(jù)采集到的每組聲音信號(hào)計(jì)算出一組聲源估計(jì)位置，并將收斂于同一點(diǎn)的聲源估計(jì)位置作為聲源的真實(shí)位置輸出。
處理裝置503包括預(yù)處理模塊5031和定位模塊5032。
預(yù)處理模塊5031用于接收基本采集裝置502發(fā)送的聲音信號(hào)，根據(jù)采集到的每組聲音信號(hào)計(jì)算出一組聲源估計(jì)位置，將所述聲源估計(jì)位置發(fā)送至定位模塊5032。
定位模塊5032用于接收來自預(yù)處理模塊5031的聲源估計(jì)位置，根據(jù)收斂于同一點(diǎn)的聲源估計(jì)位置計(jì)算出聲源的真實(shí)位置，輸出所述聲源的真實(shí)位置。
在實(shí)際應(yīng)用中，預(yù)處理模塊5031可以包括相對(duì)角度計(jì)算模塊01和絕對(duì)角度計(jì)算模塊02。
相對(duì)角度計(jì)算模塊01用于接收來自基本采集裝置502的聲音信號(hào)，根據(jù)采集到的每組聲音信號(hào)計(jì)算出聲源與基本采集裝置502采集該組聲音信號(hào)時(shí)所在位置的夾角，將計(jì)算出的夾角發(fā)送至絕對(duì)角度計(jì)算模塊02。
絕對(duì)角度計(jì)算模塊02用于接收來自相對(duì)角度計(jì)算模塊01的夾角，根據(jù)所述夾角計(jì)算出聲源與預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)位置的夾角，將所述聲源與基準(zhǔn)位置的夾角作為聲源估計(jì)位置發(fā)送至定位模塊5032。
定位模塊5032可以包括判斷模塊11和平均模塊12。
判斷模塊11用于接收來自預(yù)處理模塊5031的聲源估計(jì)位置，判斷每兩個(gè)聲源估計(jì)位置之間的差值是否超過預(yù)先設(shè)定的閾值，如果是，則判定所述兩個(gè)聲源估計(jì)位置不收斂于一點(diǎn)，否則判定所述兩個(gè)聲源估計(jì)位置收斂于一點(diǎn)，將所述收斂于一點(diǎn)的聲源估計(jì)位置發(fā)送至平均模塊12。
平均模塊12用于接收來自判斷模塊11的聲源估計(jì)位置，計(jì)算所有接收到的聲源估計(jì)位置的平均值，將所述平均值作為聲源的真實(shí)位置輸出。
從上述技術(shù)方案中可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的聲源定位方法及系統(tǒng)，通過改變基本采集裝置來采集聲音信號(hào)，根據(jù)采集到的多組聲音信號(hào)來計(jì)算聲源的真實(shí)位置，來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中利用至少兩個(gè)基本采集裝置來完成的聲源定位，提高了基本采集裝置的利用率，也減少了資源的浪費(fèi)。
綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種聲源定位方法，其特征在于，該方法包括
將基本采集裝置放置在平面內(nèi)的至少兩個(gè)位置，在所述每個(gè)位置基本采集裝置采集一組來自聲源的聲音信號(hào)，所述平面為所述基本采集裝置與所述聲源共同所在的平面；
根據(jù)采集到的每組聲音信號(hào)計(jì)算一組聲源估計(jì)位置，并根據(jù)收斂于同一點(diǎn)的聲源估計(jì)位置計(jì)算出聲源的真實(shí)位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將基本采集裝置放置在平面內(nèi)的至少兩個(gè)位置包括
將所述基本采集裝置以其中心為圓心在所述平面內(nèi)按照一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，每旋轉(zhuǎn)到一個(gè)預(yù)先設(shè)定的角度，將所述角度作為基本采集裝制采集聲源信號(hào)的一個(gè)位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述按照一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)為360度逆時(shí)針勻速旋轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)采集到的每組聲音信號(hào)計(jì)算聲源估計(jì)位置包括
根據(jù)采集到的每組聲音信號(hào)計(jì)算聲源與基本采集裝置采集該組聲音信號(hào)時(shí)所在位置的夾角；
根據(jù)所述夾角計(jì)算聲源與預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)位置的夾角，將所述聲源與基準(zhǔn)位置的夾角作為聲源估計(jì)位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)收斂于同一點(diǎn)的聲源估計(jì)位置計(jì)算出聲源的真實(shí)位置包括
將每兩個(gè)聲源估計(jì)位置之間的差值與預(yù)先設(shè)定的閾值相比較，將差值低于所述閾值的每兩個(gè)聲源估計(jì)位置作為收斂于同一點(diǎn)的聲源估計(jì)位置，其余聲源估計(jì)位置作為不收斂于同一點(diǎn)的聲源估計(jì)位置；
計(jì)算所有收斂于同一點(diǎn)的聲源估計(jì)位置的平均值，將所述平均值作為聲源的真實(shí)位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述基本采集裝置為雙麥克風(fēng)。
7.一種聲源定位系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括位置控制裝置、基本采集裝置和處理裝置；
所述位置控制裝置用于將基本采集裝置放置在平面內(nèi)的至少兩個(gè)位置并在所述每個(gè)位置向基本采集裝置發(fā)送采集消息，所述平面為所述基本采集裝置于所述聲源共同所在的平面；
所述基本采集裝置用于接收來自位置控制裝置的采集消息，接收到所述采集消息后，采集一組來自聲源的聲音信號(hào)，將采集到的聲音信號(hào)發(fā)送至處理裝置；
所述處理裝置用于接收基本采集裝置發(fā)送的聲音信號(hào)，根據(jù)采集到的每組聲音信號(hào)計(jì)算出一組聲源估計(jì)位置，并將收斂于同一點(diǎn)的聲源估計(jì)位置作為聲源的真實(shí)位置輸出。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述位置控制裝置包括旋轉(zhuǎn)模塊和觸發(fā)模塊；
所述旋轉(zhuǎn)模塊用于以基本采集裝置的中心為圓心，將所述基本采集裝置在所述平面內(nèi)按照一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，每旋轉(zhuǎn)到一個(gè)預(yù)先設(shè)定的角度，向觸發(fā)模塊發(fā)送觸發(fā)消息；
所述觸發(fā)模塊用于接收來自旋轉(zhuǎn)模塊的觸發(fā)消息，接收到所述觸發(fā)消息后，向基本采集裝置發(fā)送采集消息。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述處理裝置包括預(yù)處理模塊和定位模塊；
所述預(yù)處理模塊用于接收基本采集裝置發(fā)送的聲音信號(hào)，根據(jù)采集到的每組聲音信號(hào)計(jì)算出一組聲源估計(jì)位置，將所述聲源估計(jì)位置發(fā)送至定位模塊；
所述定位模塊用于接收來自預(yù)處理模塊的聲源估計(jì)位置，根據(jù)收斂于同一點(diǎn)的聲源估計(jì)位置計(jì)算出聲源的真實(shí)位置，輸出所述聲源的真實(shí)位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)處理模塊包括相對(duì)角度計(jì)算模塊和絕對(duì)角度計(jì)算模塊；
所述相對(duì)角度計(jì)算模塊用于接收來自基本采集裝置的聲音信號(hào)，根據(jù)采集到的每組聲音信號(hào)計(jì)算出聲源與基本采集裝置采集該組聲音信號(hào)時(shí)所在位置的夾角，將計(jì)算出的夾角發(fā)送至絕對(duì)角度計(jì)算模塊；
所述絕對(duì)角度計(jì)算模塊用于接收來自相對(duì)角度計(jì)算模塊的夾角，根據(jù)所述夾角計(jì)算出聲源與預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)位置的夾角，將所述聲源與基準(zhǔn)位置的夾角作為聲源估計(jì)位置發(fā)送至定位模塊。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述定位模塊包括判斷模塊和平均模塊；
所述判斷模塊用于接收來自預(yù)處理模塊的聲源估計(jì)位置，判斷每兩個(gè)聲源估計(jì)位置之間的差值是否超過預(yù)先設(shè)定的閾值，如果是，則判定所述兩個(gè)聲源估計(jì)位置不收斂于一點(diǎn)，否則判定所述兩個(gè)聲源估計(jì)位置收斂于一點(diǎn)，將所述收斂于一點(diǎn)的聲源估計(jì)位置發(fā)送至平均模塊；
所述平均模塊用于接收來自判斷模塊的聲源估計(jì)位置，計(jì)算所有接收到的聲源估計(jì)位置的平均值，將所述平均值作為聲源的真實(shí)位置輸出。
12.根據(jù)權(quán)利要求7～10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述基本采集裝置為雙麥克風(fēng)。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種聲源定位方法及系統(tǒng)，將基本采集裝置放置在平面內(nèi)的至少兩個(gè)位置，在所述每個(gè)位置基本采集裝置采集一組來自聲源的聲音信號(hào)，所述平面為所述基本采集裝置與所述聲源共同所在的平面；根據(jù)采集到的每組聲音信號(hào)計(jì)算一組聲源估計(jì)位置，并根據(jù)收斂于同一點(diǎn)的聲源估計(jì)位置計(jì)算出聲源的真實(shí)位置。通過改變基本采集裝置的位置來采集聲音信號(hào)，根據(jù)采集到的多組聲音信號(hào)來計(jì)算聲源的真實(shí)位置，來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中利用至少兩個(gè)基本采集裝置來完成的聲源定位，提高了基本采集裝置的利用率。
文檔編號(hào)G01S5/20GK101201399SQ20071017981
公開日2008年6月18日 申請(qǐng)日期2007年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月18日
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