本文關(guān)鍵詞：基于改進的高斯牛頓迭代法的聲源定位及建模仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無線聲音傳感器在噪聲抑制、語音識別、追蹤目標聲源等方面有著廣泛應(yīng)用。在日常生活中,例如槍聲定位、視頻會議等應(yīng)用均采用了無線聲音傳感器的聲源定位技術(shù)。本文主要對聲音傳感器在聲源定位方面的應(yīng)用進行研究。為了準確進行聲源定位并研究定位結(jié)果的誤差分布,本文采用了基于三角形陣列無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)的聲源定位方法,該方法使用到達時差法(Time Difference Of Arrival)對三角形陣列內(nèi)部及周邊一定范圍內(nèi)的聲源進行定位,本文使用該聲源定位方法對不同形狀、不同規(guī)模的傳感器陣列組成的聲源定位系統(tǒng)進行了仿真建模分析,對系統(tǒng)中存在節(jié)點的位置誤差和聲音到達時刻誤差時對定位精度的影響進行了分析。同時在使用高斯牛頓迭代法進行聲源定位的計算過程中,由于算法進行第一次迭代的初始值的選取對最終計算結(jié)果的影響較大,若迭代初始值選取不當,會導致迭代不收斂或收斂到錯誤結(jié)果,影響了聲源定位系統(tǒng)的定位準確度。針對這一問題,本文提出了一種改進的選取高斯牛頓迭代法的初始值的優(yōu)化方法。通過對傳感器陣列組成的系統(tǒng)進行區(qū)域劃分的方法,在相應(yīng)的區(qū)域中選取出有效的迭代計算初始值進行后續(xù)的迭代計算。采用該方法可以提高計算結(jié)果的準確度,減少計算過程中的迭代次數(shù),并且減少了計算誤差。仿真結(jié)果顯示,本文提出的基于三角形無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的聲源定位系統(tǒng)的有效定位范圍具有對稱性主要位于三角形內(nèi)部,并向三角形外部有一定的擴展。隨著聲音傳感器陣列規(guī)模的擴大,有效的定位范圍也隨之增大。在相似陣列規(guī)模和外界誤差條件下,陣列排列成正三角形時該聲源定位系統(tǒng)具有較大的有效定位范圍。仿真結(jié)果還顯示,在系統(tǒng)中存在誤差的情況下,引入的外界誤差越小,定位效果越理想。聲音傳感器節(jié)點的位置誤差對定位結(jié)果的影響要大于聲音到達時刻誤差對定位結(jié)果的影響。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 聲源定位 高斯牛頓迭代法 仿真建模 誤差分析
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP212.9
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 聲音無線傳感器陣列概述11-14
• 1.2.1 聲音無線傳感器陣列特點11-12
• 1.2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點12-13
• 1.2.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用13-14
• 1.3 本文研究內(nèi)容14-16
• 第2章 聲源定位方法16-27
• 2.1 聲音傳感器陣列16-19
• 2.1.1 噪聲抑制16-17
• 2.1.2 波束形成17-18
• 2.1.3 追蹤目標聲源18-19
• 2.2 聲源信號的相關(guān)性分析19-24
• 2.3 WSN三角陣聲源定位方法24-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第3章 改進的高斯牛頓迭代法27-37
• 3.1 基本原理27-28
• 3.2 初始值對迭代結(jié)果的影響28-30
• 3.3 初始值的選取30-33
• 3.4 初始值的優(yōu)化結(jié)果33-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第4章 仿真實驗及結(jié)果分析37-50
• 4.1 聲源定位仿真步驟38-40
• 4.2 節(jié)點位置誤差對定位誤差的影響40-41
• 4.3 聲音到達時刻誤差對定位誤差的影響41-43
• 4.4 陣列形狀對有效定位范圍的影響43-44
• 4.5 不同陣列規(guī)模引入聲音到達時刻誤差時的定位效果44-46
• 4.6 不同陣列規(guī)模引入節(jié)點位置誤差時的定位效果46-47
• 4.7 陣列尺度對有效定位范圍的影響47-49
• 4.8 本章小結(jié)49-50
• 第5章 總結(jié)與展望50-51
• 參考文獻51-56
• 作者簡介及科研成果56-57
• 致謝57

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：基于改進的高斯牛頓迭代法的聲源定位及建模仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：302098