本文關(guān)鍵詞：利用聲源信息的多目標(biāo)定位與跟蹤研究

  更多相關(guān)文章： 聲源信息 定位與跟蹤 廣義互相關(guān) 多檢測概率假設(shè)密度 多徑信息

【摘要】：利用聲源信息的定位與跟蹤技術(shù)已廣泛應(yīng)用于電話與視頻會(huì)議、人機(jī)交互、說話人跟蹤與監(jiān)視、智能機(jī)器人、反阻擊系統(tǒng)等。但由于聲源信息易受環(huán)境及噪聲的影響,如何精確而快速地實(shí)現(xiàn)對(duì)聲源目標(biāo)的定位與跟蹤意義重大。在真實(shí)的應(yīng)用場景中,目標(biāo)往往是多個(gè),而且個(gè)數(shù)會(huì)隨著時(shí)間變化,這就使得聲源定位與跟蹤問題變得更加復(fù)雜。基于隨機(jī)集理論的概率假設(shè)密度(probability hypothesis density,PHD)濾波多目標(biāo)跟蹤算法,突破了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)方法,具有嚴(yán)格的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ),大大降低了計(jì)算量,開拓了多目標(biāo)跟蹤的研究領(lǐng)域。本文在此基礎(chǔ)上研究了一種多檢測概率假設(shè)密度(MD-PHD)濾波多目標(biāo)跟蹤算法。該算法利用傳播過程中的多徑信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的定位與跟蹤。以下是本文的主要研究內(nèi)容:第一,研究了真實(shí)環(huán)境下聲源信號(hào)的特征及傳播模型。在此基礎(chǔ)上建立了聲源信號(hào)的傳播模型,并通過仿真分析了房間內(nèi)聲音信號(hào)的脈沖響應(yīng)。為了提高后續(xù)處理的高效性,通過仿真分析了聲源信號(hào)的預(yù)處理過程。第二,研究了時(shí)延估計(jì)算法中的多種廣義互相關(guān)法。通過仿真實(shí)驗(yàn)比較了各種廣義互相關(guān)法的優(yōu)缺點(diǎn),并重點(diǎn)研究了PHAT-GCC時(shí)延算法。針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的PHAT-GCC性能易受噪聲影響的問題,研究了一種改進(jìn)的PHAT-GCC算法。通過仿真驗(yàn)證了改進(jìn)的PHAT-GCC算法性能更優(yōu)。第三,基于隨機(jī)有限集的理論,建立了遞歸多目標(biāo)跟蹤模型,并研究分析了概率假設(shè)密度(PHD)濾波多目標(biāo)跟蹤算法及其粒子濾波實(shí)現(xiàn)。通過理論分析及實(shí)驗(yàn)仿真表明,粒子濾波概率假設(shè)密度(SMC-PHD)濾波多目標(biāo)跟蹤算法能夠有效實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的定位與跟蹤。第四,針對(duì)室內(nèi)應(yīng)用場景中,接收信號(hào)中除了直達(dá)波信號(hào)還包含多徑信號(hào)的特點(diǎn),本文研究了一種利用這些多徑信息的多檢測概率假設(shè)密度濾波多目標(biāo)跟蹤算法。該算法不僅能有效實(shí)現(xiàn)對(duì)聲源目標(biāo)的定位與跟蹤,還減少了麥克風(fēng)的數(shù)量。通過實(shí)驗(yàn)仿真,驗(yàn)證了該算法在單目標(biāo)場景下和多目標(biāo)場景下的有效性,評(píng)估了其在不同信噪比下的跟蹤性能。
【關(guān)鍵詞】：聲源信息 定位與跟蹤 廣義互相關(guān) 多檢測概率假設(shè)密度 多徑信息
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN911.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 論文的研究背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 麥克風(fēng)陣列聲源定位方法概述13-15
• 1.3.1 最大輸出功率的可控波束形成方法13
• 1.3.2 基于高分辨率譜估計(jì)方法13-14
• 1.3.3 基于時(shí)延估計(jì)方法14-15
• 1.4 論文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)及內(nèi)容安排15-17
• 第二章 聲源信號(hào)分析與預(yù)處理17-24
• 2.1 聲源信號(hào)概述17
• 2.2 聲源信號(hào)的預(yù)處理17-21
• 2.2.1 預(yù)濾波17-18
• 2.2.2 分幀加窗處理18-20
• 2.2.3 端點(diǎn)檢測20-21
• 2.3 麥克風(fēng)陣列信號(hào)模型21-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第三章 時(shí)延估計(jì)算法研究24-34
• 3.1 時(shí)延估計(jì)技術(shù)24-30
• 3.1.1 互相關(guān)時(shí)延估計(jì)法24-25
• 3.1.2 廣義互相關(guān)時(shí)延估計(jì)法25-28
• 3.1.3 改進(jìn)的PHAT-GCC定位算法28-30
• 3.2 仿真30-33
• 3.2.1 仿真環(huán)境30
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析30-33
• 3.3 本章小結(jié)33-34
• 第四章 多目標(biāo)跟蹤濾波算法研究與分析34-45
• 4.1 隨機(jī)集的多目標(biāo)跟蹤理論34-40
• 4.1.1 隨機(jī)集理論基礎(chǔ)35-37
• 4.1.2 隨機(jī)集多目標(biāo)跟蹤模型37-40
• 4.2 PHD的粒子濾波實(shí)現(xiàn)40-41
• 4.3 PHD的粒子濾波仿真41-44
• 4.4 本章小結(jié)44-45
• 第五章 基于聲源信息的多目標(biāo)定位與跟蹤研究與實(shí)現(xiàn)45-64
• 5.1 單聲源目標(biāo)跟蹤模型45-46
• 5.2 多聲源目標(biāo)跟蹤模型46-49
• 5.2.1 多聲源目標(biāo)狀態(tài)空間模型46-47
• 5.2.2 多聲源目標(biāo)跟蹤實(shí)現(xiàn)算法研究47-49
• 5.3 多傳感器PHD濾波算法研究與仿真49-52
• 5.4 多檢測PHD濾波算法研究52-56
• 5.4.1 多檢測目標(biāo)跟蹤背景52-54
• 5.4.2 多檢測PHD（MD-PHD）濾波器54-56
• 5.5 實(shí)驗(yàn)仿真及結(jié)果分析56-62
• 5.5.1 單聲源目標(biāo)定位與跟蹤實(shí)現(xiàn)56-59
• 5.5.2 多聲源目標(biāo)定位與跟蹤實(shí)現(xiàn)59-62
• 5.6 本章小結(jié)62-64
• 第六章 總結(jié)與展望64-66
• 6.1 總結(jié)64-65
• 6.2 工作展望65-66
• 致謝66-67
• 參考文獻(xiàn)67-71

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 沈常宇;郭寶金;姜守軍;蔣坤軍;;小區(qū)域高精度實(shí)時(shí)三維聲源定位系統(tǒng)[J];聲學(xué)技術(shù);2007年05期

2 鄭珍珍;馮華君;沈常宇;丁馳竹;李奇;;基于坐標(biāo)系變換的三維聲源定位算法[J];浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2008年02期

3 李彥翔;劉慶華;;高斯條件下基于粒子濾波的聲源定位[J];電聲技術(shù);2009年10期

4 楊杰;張明路;;一種改進(jìn)的聲源目標(biāo)成型波定位方法的研究[J];河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2009年05期

5 袁余民;廖海龍;;可移動(dòng)聲源定位系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[J];信息系統(tǒng)工程;2010年01期

6 趙立業(yè);李宏生;;噪聲與共振環(huán)境下的數(shù)字助聽器魯棒聲源定位法(英文)[J];Transactions of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics;2010年02期

7 李彥翔;劉慶華;;基于粒子濾波的聲源定位方法[J];計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用;2010年30期

8 陳益如;王博;鄔楊波;;基于聲音導(dǎo)引的聲源定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];工業(yè)控制計(jì)算機(jī);2010年10期

9 張志勇;高寶成;;一種分布式的聲源定位系統(tǒng)[J];數(shù)據(jù)采集與處理;2010年S1期

10 雷斌;孫舟;;分布式聲源定位算法實(shí)現(xiàn)[J];西安工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2011年02期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 汪增福;劉克輝;王東;韓文善;;基于聲壓幅度比的聲源定位[A];2001年中國智能自動(dòng)化會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];2001年

2 饒丹;謝菠蓀;;聲源指向性對(duì)雙耳可聽化質(zhì)量的影響[A];2005年聲頻工程學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2005年

3 饒丹;謝菠蓀;;聲源指向性對(duì)雙耳可聽化質(zhì)量的影響[A];中國聲學(xué)學(xué)會(huì)2007年青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（上）[C];2007年

4 沈常宇;郭寶金;姜守軍;蔣坤軍;;小區(qū)域高精度實(shí)時(shí)三維聲源定位系統(tǒng)[A];中國聲學(xué)學(xué)會(huì)2007年青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（上）[C];2007年

5 原晶晶;;3-7歲正常兒童聲源定位能力的研究[A];2010全國耳鼻咽喉頭頸外科中青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2010年

6 全海英;張旭;鄧軍民;于紅玉;徐瑾;孫涌;何寶新;水玉海;王寧宇;;聲源定位測聽系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[A];中國生物醫(yī)學(xué)工程進(jìn)展——2007中國生物醫(yī)學(xué)工程聯(lián)合學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2007年

7 劉哲;陳日林;羅倫楷;滕鵬曉;楊亦春;;探測距離對(duì)聲源定位精度的影響[A];泛在信息社會(huì)中的聲學(xué)——中國聲學(xué)學(xué)會(huì)2010年全國會(huì)員代表大會(huì)暨學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

8 黃益旺;楊士莪;呂錢浩;;基于時(shí)延的匹配場聲源定位[A];中國聲學(xué)學(xué)會(huì)2002年全國聲學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2002年

9 劉紅云;劉桂禮;羅倩;;基于改進(jìn)時(shí)延估計(jì)的聲源定位方法實(shí)現(xiàn)[A];2011年通信與信息技術(shù)新進(jìn)展——第八屆中國通信學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

10 朱勝佳;任海鵬;;基于混沌共軛梯度法的二維聲源定位方法研究[A];2010振動(dòng)與噪聲測試峰會(huì)論文集[C];2010年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李函;人是如何定位聲源的？[N];科技日?qǐng)?bào);2008年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王子騰;高速車輛的聲源定量識(shí)別方法[D];清華大學(xué);2014年

2 丁浩;可識(shí)別聲源深度的三維聲聚焦波束形成方法研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2013年

3 楊志國;馬爾可夫狀態(tài)—空間模型下的聲源定位與跟蹤[D];浙江大學(xué);2013年

4 周成;人耳聲源定位與編碼技術(shù)研究[D];武漢大學(xué);2011年

5 劉松;基于相位共軛方法進(jìn)行聲源識(shí)別和定位[D];大連理工大學(xué);2011年

6 黃益旺;淺海遠(yuǎn)距離匹配場聲源定位研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2005年

7 張承云;虛擬聽覺環(huán)境實(shí)時(shí)繪制系統(tǒng)平臺(tái)研究[D];華南理工大學(xué);2012年

8 陳韶華;海洋聲源信息獲取與傳輸技術(shù)研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2006年

9 徐勤奇;基于正四面體傳聲器陣列的機(jī)器人聲源定位方法研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2014年

10 饒丹;雙耳可聽化質(zhì)量及其影響因素的研究[D];華南理工大學(xué);2009年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李賀;基于波束形成算法的聲源定位研究及DSP實(shí)現(xiàn)[D];南京信息工程大學(xué);2015年

2 劉慧珠;基于麥克風(fēng)陣列的聲源方位估計(jì)算法研究[D];西南交通大學(xué);2015年

3 薛偉誠;鋸齒尾緣翼型降噪實(shí)驗(yàn)研究[D];中國科學(xué)院研究生院(工程熱物理研究所);2015年

4 肖駿;基于麥克風(fēng)陣列的實(shí)時(shí)聲源定位技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2015年

5 劉茜茜;基于人耳聽覺系統(tǒng)的盲聲源分離方法研究[D];電子科技大學(xué);2015年

6 李揚(yáng);基于小型麥克風(fēng)陣列的聲源定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

7 李哲;聲源定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];河北科技大學(xué);2015年

8 仲維燦;不確定性條件下機(jī)器人聲源定位模型研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2015年

9 楊博元;傳感器聲源目標(biāo)定位算法研究[D];西安工業(yè)大學(xué);2013年

10 徐亦達(dá);時(shí)變海洋聲速剖面移動(dòng)聲源反演方法研究[D];浙江大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：527208