發(fā)布時間：2023-04-25 03:37

　　聲源定位技術(shù)是近年來國內(nèi)外研究的一個熱點,它涉及到聲學、信號檢測、數(shù)字信號處理等諸多技術(shù)領(lǐng)域,在軍事、工業(yè)和民用領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價值。聲源定位技術(shù)一般借助于具有一定拓撲結(jié)構(gòu)的傳聲器陣列來實現(xiàn),聲源定位的線索為接收信號間的到達時間差或幅值差。為了獲得足夠的聲場信息,取得較高的定位精度,通常需要傳聲器陣列在保證一定陣元數(shù)目的同時具有比較大的陣元間距,這往往導致定位裝置的整體尺寸比較龐大。而在一些特殊的應(yīng)用領(lǐng)域,如微型運載工具,便攜式電子設(shè)備等,由于受到空間尺寸的限制,通常要求定位裝置在保證高精度的同時兼具微型化的特征。面對這些領(lǐng)域的特殊需求,必須尋找新的技術(shù)來滿足。一種原產(chǎn)于北美的小型寄生蠅——奧米亞棕蠅,為我們提供了可能。該寄生蠅的聽覺器官很小,耳間距僅為0.5mm左右,卻能憑借寄主發(fā)出的叫聲準確地將其定位,定位精度達到2°以內(nèi)。研究表明,這種超強的定位能力得益于其耳間一種特殊的耦合機制。該耦合機制能夠有效放大兩耳接收信號間的時間差和幅值差,其效果等于將耳間距擴大了數(shù)十倍。這種耦合機制將有可能為上述應(yīng)用提供良好的解決方案。本文的研究就是在這種背景下展開的,主要研究工作包括以下幾個部分:...

【文章頁數(shù)】：154 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號說明
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 聲源定位方法研究概況
        1.2.1 傳聲器陣列聲源定位方法
        1.2.2 時延估計方法
    1.3 奧米亞棕蠅聽覺系統(tǒng)研究概況
        1.3.1 解剖學研究
        1.3.2 力學特性研究
    1.4 奧米亞棕蠅聽覺系統(tǒng)的仿生學研究概況
    1.5 目前存在的問題及本文研究內(nèi)容
        1.5.1 目前存在的主要問題
        1.5.2 本文的主要研究內(nèi)容
第二章 仿生耦合力學模型研究
    2.1 引言
    2.2 二維耦合模型研究
        2.2.1 二維耦合模型的建立
        2.2.2 二維耦合模型的時延放大特性分析
        2.2.3 二維耦合模型的參數(shù)設(shè)計
    2.3 高維耦合模型研究
        2.3.1 高維耦合模型的建立
        2.3.2 高維耦合模型的時延放大特性分析
        2.3.3 頻率偏移的影響
        2.3.4 高維耦合模型的參數(shù)設(shè)計
    2.4 耦合模型的仿真分析
        2.4.1 耦合模型的響應(yīng)求解
        2.4.2 二維耦合模型的仿真分析
        2.4.3 高維耦合模型的仿真分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于耦合模型的時延放大系統(tǒng)研究
    3.1 引言
    3.2 時延放大系統(tǒng)構(gòu)成
    3.3 耦合模塊(CM)
        3.3.1 耦合模型的等效信號流程圖
        3.3.2 傳遞函數(shù)的設(shè)計
        3.3.3 時延放大特性分析
        3.3.4 耦合模塊的仿真分析
    3.4 濾波器(Filter)
    3.5 時延估計模塊(TDEM)
    3.6 延時器
        3.6.1 時延放大單元中的延時器(DU)
        3.6.2 系統(tǒng)末端的延時器(TDU)
    3.7 時延放大系統(tǒng)研究
        3.7.1 信號處理流程
        3.7.2 時延放大特性分析
        3.7.3 時延估計性能分析
    3.8 本章小結(jié)
第四章 基于時延放大系統(tǒng)的聲源定位研究
    4.1 引言
    4.2 接收陣列的設(shè)計
        4.2.1 近場與遠場
        4.2.2 陣列的布置
        4.2.3 陣元間距
    4.3 單聲源定位研究
    4.4 多聲源定位研究
        4.4.1 互相關(guān)圖時延估計方法
        4.4.2 時延放大系統(tǒng)聯(lián)合互相關(guān)圖方法
        4.4.3 多聲源定位仿真分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 聲源定位實驗研究
    5.1 引言
    5.2 實驗內(nèi)容
    5.3 實驗方法
    5.4 實驗準備
        5.4.1 實驗平臺設(shè)計與搭建
        5.4.2 傳聲器選擇與布置
        5.4.3 近場與遠場
        5.4.4 方位校準
    5.5 實驗結(jié)果
        5.5.1仿生耦合模型放大規(guī)律驗證實驗
        5.5.2 時延放大系統(tǒng)的時延放大特性驗證實驗
        5.5.3 時延放大系統(tǒng)的時延估計性能驗證實驗
        5.5.4 時延放大系統(tǒng)的聲定位效果驗證實驗
    5.6 結(jié)果討論
    5.7 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 主要創(chuàng)新點
    6.3 研究展望
參考文獻
致謝
攻讀博士學位期間的學術(shù)成果



本文編號：3800625