【摘要】 本发明提供的是一种采用平面阵列识别定位声源三维坐标的方法。基于球面波声场模型，采用波束形成方法，以三维空间网格化后的网格交点作为重构点，进行不同距离的平面声场重构，比较沿距离方向(即z方向)上不同重构面的波束形成器的输出值，最大输出值对应的z轴坐标，即确定为声源的距离。最后根据声源距离对应的重构面上波束形成器输出的最大值点，确定声源在x和y轴坐标。本发明的优点在于可用二维的平面阵列，识别声源的三维坐标，可直接应用于现有的仅能识别声源两维坐标的平面阵列声全息设备上，实验已验证了该发明方案的有效性和可靠性。 【专利类型】发明授权 【申请人】浙江工业大学 【申请人类型】学校 【申请人地址】317299 浙江省天台县赤城街道劳动路277号世纪大厦5楼浙江工业大学天台校地联盟中心 【申请人地区】中国 【申请人城市】台州市 【申请人区县】天台县 【申请号】CN201210351749.1 【申请日】2012-09-20 【申请年份】2012 【公开公告号】CN102901950B 【公开公告日】2014-08-20 【公开公告年份】2014 【授权公告号】CN102901950B 【授权公告日】2014-08-20 【授权公告年份】2014.0 【IPC分类号】G01S5/20 【发明人】卢奂采; 李春晓; 金江明; 丁浩; 梅东挺 【主权项内容】1.一种采用平面阵列识别声源三维坐标的方法，其特征在于：按如下步骤进行： (1)设定初始声场重构面距平面阵列的距离z=z0，截至距离zN以及z方向的步长其中N为整数； (2)将x和y坐标确定的声场重构面在感兴趣的矩形区间内进行声场网格化，假设共产生了P×Q个节点； (3)将网格的节点即重构点作为假定声源的空间位置(x, y, z)，确定声波传播到不同传声器时产生的时延； 重构点距参考传声器的距离为|r|，其表达式为： 第m个传声器的坐标为(xm, ym, zm)，重构点距第m个传声器的距离为|rm|，其表达式为： 第m个传声器相对于参考传声器的时延表示为τ(rm)，其表达式如下： 其中c为介质中的声速； (4)波束形成的权向量为 其中ω为声源的角频率，将整个声场重构面内所有节点的波束形成的权向量组成3维矩阵： 其中c(xp, yq, z)为节点空间坐标为(xp, yq, z)所对应的波束形成的权向量； (5)将平面阵列上的传声器接收到的信号，按各个通道进行快速傅立叶变换，选取感兴趣的频点，以公式(4)确定的波束形成的权向量进行加权求和输出，获得声场重构面的波束形成输出，表示为一个P×Q维的矩阵Bz； (6)设定下一个声场重构面距平面阵列的距离z=z+Δz，回到步骤(3)，获得相应的声场重构面上波束形成的输出Bz+Δz； 直到z=zN，循环结束，共获得了N个声场重构面上的P×Q维的波束形成输出响应矩阵； (7)找出N个二维波束形成输出响应矩阵的最大值，并记录相应的三维坐标； (8)再从N个最大值中找出整个三维空间波束形成输出的最大值，对应的坐标(xs, ys, zs)即声源三维坐标。。 【当前权利人】浙江工业大学 【当前专利权人地址】浙江省天台县赤城街道劳动路277号世纪大厦5楼浙江工业大学天台校地联盟中心 【专利权人类型】公立 【统一社会信用代码】1233000047000441XK 【被引证次数】1 【被他引次数】1.0 【家族引证次数】5.0 【家族被引证次数】17

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