【定位問題】基于CC和GCC算法實現(xiàn)近場聲源定位TDOA問題附matlab代碼
【定位問題】基于CC和GCC算法實現(xiàn)近場聲源定位TDOA問題附matlab代碼
TT_Matlab
博主簡介:擅長智能優(yōu)化算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測、信號處理、元胞自動機、圖像處理、路徑規(guī)劃、無人機等多種領(lǐng)域的Matlab仿真,完整matlab代碼或者程序定制加qq1575304183。
1 簡介
聲源定位是許多領(lǐng)域里的一個基本問題.聲源定位技術(shù)的研究一直是個研究熱點,涉及到很多技術(shù)領(lǐng)域,如聲學,信號檢測,數(shù)字信號處理等,有著廣闊的應(yīng)用前景.目前,該技術(shù)在仿人智能機器人上的應(yīng)用還不是很多.而其作為一種重要的人機交互方式,能夠與視覺交互完美結(jié)合,彌補其不足. 通過對各種聲源定位技術(shù)的研究和比較,基于到達時延差(TDOA,Timedelay of arrival)的聲源定位技術(shù)比較適用.該技術(shù)方法的原理不是很復(fù)雜,無需很大的計算量,而且實現(xiàn)這種技術(shù)的困難較小.對這種技術(shù)的研究目前也比較成熟,有著大量的應(yīng)用.因而對于本課題的研究而言,是一種不錯的選擇.使用TDOA技術(shù),需要完成兩個階段的工作:前一階段運用時延估計算法估算出聲源信號到達各個麥克風之間的TDOA值,即時間差;第二階段根據(jù)得到的TDOA值,結(jié)合陣列幾何結(jié)構(gòu)關(guān)系和空間位置關(guān)系,使用空間定位方法來估算聲源的位置.能否得到高精度的TDOA值對整個過程的正確完成相當重要.傳統(tǒng)的GCC算法就是該技術(shù)中的一種比較經(jīng)典的方法.該方法能夠快速有效的對聲源進行定位。
2 部分代碼
clc
clear all
close all
%%
% *各參數(shù)設(shè)置*
%--聲源相關(guān)參數(shù)
fmin=500;
fmax=2000; %Hz: 信源為一頻率漸變的余弦信號,最低頻率fmin,最高頻率fmax
S_last=0.1; %s :聲源持續(xù)時間
%--采樣和信號處理相關(guān)參數(shù)
fs=3e6; %采樣率
ts=1/fs; %采樣間隔
T=0.12; %s: 搜集數(shù)據(jù)T秒,計算一次位置
tMic=0:1/fs:T-1/fs; %接收數(shù)據(jù)時間
nMic=length(tMic); %接收數(shù)據(jù)長度
%--物理參數(shù)設(shè)置
v=34000; %cm/s: 音速
%--聲源和MIC位置 單位CM
d=30; %麥克風間距
Lco_S = [10,10];
Loc_A = [50-d,0];
Loc_B = [50,0];
Loc_C = [50+d,0];
%%
% *模擬聲源信號及各MIC接收到的信號*
%--產(chǎn)生聲源
t = 0:ts:S_last; %假設(shè)聲波持續(xù)時間0.2秒
s = chirp(t,fmin,S_last,fmax,’linear’);%源信號, 頻率線性遞增的余弦信號
nsource=length(s);
%--畫出聲源的波形
figure();
plot(s);
xlabel(’時間/itus’);
ylabel(’振幅’);
title(’聲音信號’);
%--計算信源傳到各MIC之間的延遲點數(shù)
diff_SA = sqrt(sum((Lco_S-Loc_A).^2))/v/ts;
diff_SB = sqrt(sum((Lco_S-Loc_B).^2))/v/ts;
diff_SC = sqrt(sum((Lco_S-Loc_C).^2))/v/ts;
%--計算信源與個MIC之間的距離
dis_SA = sqrt(sum((Lco_S-Loc_A).^2));
dis_SB = sqrt(sum((Lco_S-Loc_B).^2));
dis_SC = sqrt(sum((Lco_S-Loc_C).^2));
%--信源到MIC的時間延遲
dis_AC=dis_SA-dis_SC;
dis_BC=dis_SB-dis_SC;
Lag_SA = dis_SA/v;
Lag_SB = dis_SB/v;
Lag_SC = dis_SC/v;
%--轉(zhuǎn)化成相差點數(shù)
diff_AC =round((Lag_SA-Lag_SC)/ts);
diff_BC =round((Lag_SB-Lag_SC)/ts);
%--MIC接收到的數(shù)據(jù)
sigMicA=zeros(1,nMic);
sigMicB=zeros(1,nMic);
sigMicC=zeros(1,nMic);
sigMicA(1+diff_SA:nsource+diff_SA)=s;
sigMicB(1+diff_SB:nsource+diff_SB)=s;
sigMicC(1+diff_SC:nsource+diff_SC)=s;
%--信號時域圖
figure();subplot(3,1,1);
plot(sigMicA);
subplot(3,1,2);
plot(sigMicB);
subplot(3,1,3);
plot(sigMicC);
%%
% *用GCC(Generalized Cross-Correlation) Phase Transform 算法估計時延差*
if(DelayDifferAC<5000)
distDiffAC=(DelayDifferAC-1)/fs*v;
else
distDiffAC=(DelayDifferAC-nMic-1)/fs*v;
end
A=distDiffBC;
B=distDiffAC;
M=4*A^3-B^3+6*A*B^2-10*A^2*B+4*d^2*A-2*d^2*B;
N=-8*A^2-2*B^2+8*A*B;
r3=M/N;
M1=4*A^3-B^3+4*A*B^2-6*A^2*B+2*d^2*B-4*d^2*A;
N1=8*A^2+2*B^2-8*A*B;
r2=M1/N1;
cos=(r3^2+d^2-r2^2)/(2*d*r3);
sin=sqrt(1-cos^2);
a=(50-d)+r3*cos;
3 仿真結(jié)果
4 參考文獻
博主簡介:擅長智能優(yōu)化算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測、信號處理、元胞自動機、圖像處理、路徑規(guī)劃、無人機等多種領(lǐng)域的Matlab仿真,相關(guān)matlab代碼問題可私信交流。
部分理論引用網(wǎng)絡(luò)文獻,若有侵權(quán)聯(lián)系博主刪除。
-
2023年血糖新標準公布,不是3.9-6.1,快來看看你的血糖正常嗎? 2023-02-07
-
2023年各省最新電價一覽!8省中午執(zhí)行谷段電價! 2023-01-03
-
PPT導(dǎo)出高分辨率圖片的四種方法 2022-09-22
-
2023年最新!國家電網(wǎng)27家省級電力公司負責人大盤點 2023-03-14
-
全國消防救援總隊主官及簡歷(2023.2) 2023-02-10
-
盤點 l 中國石油大慶油田現(xiàn)任領(lǐng)導(dǎo)班子 2023-02-28
-
我們的前輩!歷屆全國工程勘察設(shè)計大師完整名單! 2022-11-18
-
關(guān)于某送變電公司“4·22”人身死亡事故的快報 2022-04-26
