一种用于平面阵列的远场波达角估计方法及系统

摘要

本发明涉及一种用于平面阵列的远场波达角估计方法及系统，所述的方法包含：步骤101）将平面阵列作为麦克风对组成的线性子阵列的几何组合，且每一个线性子阵列决定一个子波达角；步骤102）在假定波达方向x已知的情况下：采用全局波达角来计算各子阵列的期望子波达角θ_i；通过各子阵列的时间差计算子阵列的估计子波达角步骤103）基于估计子波达角和期望子波达角构造代价函数为：步骤104）将代价函数收敛时的波达角作为最终确定的波达角的值，完成声源定位。所述τ_i采用如下策略获得：提取麦克风阵列的输出数字信号，对每一帧的数字化声音信号做加窗预处理，傅立叶变换并且在频域白化信号；计算预处理后信号的交叉相关，求取所有麦克风对之间的时间延迟τ_i。

主权项

1.一种用于平面阵列的远场波达角估计方法，所述的方法包含：步骤101）将平面阵列作为麦克风对组成的线性子阵列的几何组合，且每一个线性子阵列决定一个子波达角；步骤102）在假定波达方向x已知的情况下：首先，采用全局波达角来计算各子阵列的期望子波达角θ_i；然后采用通过各子阵列的时间差计算子阵列的估计子波达角步骤103）基于针对各子阵列估计波达角和期望波达角构造代价函数为：$ϵ\left(x\right)=\frac{1}{M}\underset{i=1}{\overset{M}{\Sigma }}{w}_i{[{\cos \theta }_i-\cos {\hat{\theta }}_i]}^2$$=\frac{1}{M}\underset{i=1}{\overset{M}{\Sigma }}{w}_i{[x^T{g}_i-{\mathrm{c\tau }}_i/d_i]}^2$其中，M为总的麦克风对的数目，g_i为第i对麦克风连线的方向，τ_i为第i对麦克风估计的时间延迟，d_i为第i对麦克风的间距，x为波达方向，w_i为给予第i对麦克风的权重，c为声波在空气中传递的速度；步骤104）将上述代价函数收敛时的波达角的取值作为最终确定的波达角的值，完成声源定位。