基于麥克風陣列的聲學成像技術廣泛應用于噪聲控制、氣動聲學、監(jiān)控和追蹤等領域,聲學成像技術通過波束形成算法和圖像融合將空間聲源的分布信息圖像化,在直觀的圖像上可以快速識別和定位噪聲源。定位精度和空間分辨率是評判聲學成像性能優(yōu)劣的標準,其中陣列陣型和波束形成算法是影響性能的關鍵因素。本文重點研究了螺旋型麥克風陣列、反卷積波束形成的具體原理和優(yōu)缺點,最后還研究了聲學成像技術在汽車違法鳴笛抓拍上的應用。本文的主要內容分為四部分:第一部分研究了聲學成像的基礎理論,其中陣列矢量和互譜矩陣是兩個關鍵物理量,陣列矢量反映了麥克風陣列的響應性能,互譜矩陣包含著聲源的空間信息和功率強弱信息。波束形成算法通過陣列矢量和互譜矩陣復原真實聲源分布。第二部分從波束的動態(tài)范圍和3dB帶寬出發(fā),詳細研究了麥克風陣列的優(yōu)化設計。通過仿真對比規(guī)則型陣列和螺旋型陣列的性能,發(fā)現(xiàn)螺旋型陣列能有效的抑制波束旁瓣。螺旋型陣列的優(yōu)化思想是:靠近陣列中心的麥克風濃度高則獲得較寬的動態(tài)范圍,靠近孔徑邊緣的麥克風濃度高則會獲得高分辨率,通過平衡兩者取得最優(yōu)的陣列性能。第三部分深入研究了各類波束形成算法。DAMAS、DAMS-C算法假設波... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究的背景和意義
    1.2 聲學成像技術的研究內容
        1.2.1 聲學成像研究的聲源類型
        1.2.2 麥克風陣列的優(yōu)化設計
        1.2.3 聲學成像波束形成算法概述
            1.2.3.1 常規(guī)波束形成
            1.2.3.2 反卷積波束形成算法
            1.2.3.3 稀疏性反卷積波束形成算法
            1.2.3.4 其它類型波束形成優(yōu)化算法
    1.3 本論文研究內容和結構
第二章 聲學成像的基礎理論
    2.1 陣列接收信號模型
    2.2 陣列矢量
    2.3 常規(guī)波束形成
    2.4 點擴散函數(shù)PSF
    2.5 本章小結
第三章 麥克風陣列優(yōu)化
    3.1 陣型對動態(tài)范圍的影響
        3.1.1 規(guī)則型麥克風陣列
        3.1.2 單螺旋型麥克風陣列
        3.1.3 各類型陣列的性能比較
    3.2 多臂螺旋型麥克風陣列
    3.3 本章小結
第四章 聲學成像算法
    4.1 反卷積波束形成
        4.1.1 DAMAS波束形成算法
        4.1.2 DAMAS-C波束形成算法
        4.1.3 數(shù)值仿真
    4.2 CLEAN波束形成算法
        4.2.1 CLEAN-PSF波束形成算法
        4.2.2 CLEAN-SC波束形成算法
        4.2.3 數(shù)值仿真
    4.3 Functional波束形成
        4.3.1 Functional波束形成原理
        4.3.2 數(shù)值仿真
    4.4 本章小結
第五章 稀疏性反卷積波束形成算法
    5.1 CMF波束形成算法
    5.2 MACS波束形成算法
    5.3 OMP波束形成算法
        5.3.1 OMP-DAMAS波束形成算法
        5.3.2 OMP算法的優(yōu)化
    5.4 數(shù)值仿真
    5.5 本章小結
第六章 聲學成像技術應用于汽車鳴笛抓拍
    6.1 汽車違法鳴笛抓拍
    6.2 MEMS數(shù)字麥克風
    6.3 麥克風陣列
    6.4 汽車喇叭音頻特性
    6.5 鳴笛抓拍的定位算法
    6.6 鳴笛抓拍的性能測試和結果分析
        6.6.1 DAMAS-FAST波束形成算法性能測試
        6.6.2 DAMAS和 CMF反卷波束形成算法性能測試
        6.6.3 DAMAS-FAST波束形成算法的不足
    6.7 本章小結
第七章 總結和展望
    7.1 總結
    7.2 展望
致謝
參考文獻


【參考文獻】：
期刊論文
[1]CLEAN-SC算法在風洞聲源定位與識別中的應用研究[J]. 李征初,李勇,陳正武,黃奔,王勛年.  實驗流體力學. 2016(03)
[2]基于相控麥克風陣列的民機主起落架氣動噪聲源識別技術研究[J]. 徐康樂,陳迎春,江淵,周家檢,孫剛.  空氣動力學學報. 2015(04)
[3]汽車喇叭聲特性試驗分析[J]. 張志飛,袁瓊,徐中明,賀巖松.  汽車工程學報. 2013(06)
[4]基于聲陣列技術的汽車噪聲源識別試驗研究[J]. 司春棣,陳恩利,楊紹普,王翠艷.  振動與沖擊. 2009(06)



本文編號：3467628