CN106054133A - 远场声源定位系统和方法 - Google Patents

远场声源定位系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106054133A
CN106054133A CN201610308025.7A CN201610308025A CN106054133A CN 106054133 A CN106054133 A CN 106054133A CN 201610308025 A CN201610308025 A CN 201610308025A CN 106054133 A CN106054133 A CN 106054133A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sound source
ultrasound
microphone array
angle
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610308025.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106054133B (zh
Inventor
徐荣强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Horizon Information Technology Co Ltd
Original Assignee
Beijing Horizon Information Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Horizon Information Technology Co Ltd filed Critical Beijing Horizon Information Technology Co Ltd
Priority to CN201610308025.7A priority Critical patent/CN106054133B/zh
Publication of CN106054133A publication Critical patent/CN106054133A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106054133B publication Critical patent/CN106054133B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/18—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using ultrasonic, sonic, or infrasonic waves
    • G01S5/20—Position of source determined by a plurality of spaced direction-finders
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/18—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using ultrasonic, sonic, or infrasonic waves
    • G01S5/22—Position of source determined by co-ordinating a plurality of position lines defined by path-difference measurements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

本发明提供一种远场声源定位系统和方法，所述系统包括：超声单元，用于向声源发射超声波；直线麦克风阵列，包括至少两个位于同一直线上的麦克风，用于采集声源的声音信息，根据第一角度定向接收声源反射超声波所返回的超声波信息；定位单元，用于根据声音信息计算声源相对于直线麦克风阵列的第一角度，根据超声波信息计算声源相对于直线麦克风阵列的距离，根据第一角度和距离定位声源在预定平面中直线麦克风预定一侧的位置。本发明通过采集声源的声音信息计算出声源相对于麦克风阵列的第一角度，向声源发射超声波并定向采集反射的超声波信息，根据超声波信息计算出声源相对于麦克风阵列的距离，最终根据第一角度和距离实现对远场声源的准确定位。

Description

远场声源定位系统和方法
技术领域
本申请涉及远场声源定位技术领域，具体涉及一种远场声源定位系统和方法。
背景技术
当前对于远场的声源的定位中，由于远场声场的模型的特殊性，现有的基于麦克风阵列的声源定位技术只能对远场的声源进行角度定位，而无法进行距离定位，从而造成了只能定位远场声源的方向，而无法准确定位远场声源的位置的缺陷。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种结合超声单元实现对远场声源的方向和距离进行准确定位的远场声源定位系统和方法。
第一方面，本发明提供一种对远场声源进行平面180°定位的远场声源定位系统，所述系统包括：
超声单元，用于向所述声源发射超声波；
直线麦克风阵列，包括至少两个位于同一直线上的麦克风，用于采集所述声源的声音信息，根据第一角度定向接收所述声源反射所述超声波所返回的超声波信息；
定位单元，用于根据所述声音信息计算所述声源相对于所述直线麦克风阵列的第一角度，根据所述超声波信息计算所述声源相对于所述直线麦克风阵列的距离，根据所述第一角度和所述距离定位所述声源在预定平面中所述直线麦克风预定一侧的位置。
第二方面，本发明提供一种对远场声源进行平面180°定位的远场声源定位方法，所述方法包括：
直线麦克风阵列采集所述声源的声音信息；
根据所述声音信息计算所述声源相对于所述直线麦克风阵列的第一角度；
超声单元向所述声源发射超声波；
直线麦克风阵列根据所述第一角度定向接收所述声源反射所述超声波所返回的超声波信息；
根据所述超声波信息计算所述声源相对于所述直线麦克风阵列的距离；
根据所述第一角度和所述距离定位所述声源在预定平面中所述直线麦克风预定一侧的位置。
其中，所述直线麦克风阵列包括至少两个位于同一直线上的麦克风。
第三方面，本发明提供一种对远场声源进行平面360°定位的远场声源定位系统，所述系统包括：
超声单元，用于向所述声源发射超声波；
平面麦克风阵列，包括至少三个位于同一平面上的麦克风，用于采集所述声源的声音信息，根据第一角度定向接收所述声源反射所述超声波所返回的超声波信息；各所述麦克风不处于同一直线上；
定位单元，用于根据所述声音信息计算所述声源相对于所述平面麦克风阵列的第一角度，根据所述超声波信息计算所述声源相对于所述平面麦克风阵列的距离，根据所述第一角度和所述距离定位所述声源在所述平面麦克风阵列所在平面中的位置。
第四方面，本发明提供一种对远场声源进行平面360°定位的远场声源定位方法，所述方法包括：
平面麦克风阵列采集所述声源的声音信息；
根据所述声音信息计算所述声源相对于所述平面麦克风阵列的第一角度；
超声单元向所述声源发射超声波；
平面麦克风阵列根据所述第一角度定向接收所述声源反射所述超声波所返回的超声波信息；
根据所述超声波信息计算所述声源相对于所述平面麦克风阵列的距离；
根据所述第一角度和所述距离定位所述声源在所述平面麦克风阵列所在平面中的位置；
其中，所述平面麦克风阵列包括至少三个位于同一平面上的麦克风，各所述麦克风不处于同一直线上。
第五方面，本发明提供一种对远场声源进行立体定位的远场声源定位系统，所述系统包括：
超声单元，用于向所述声源发射超声波；
立体麦克风阵列，包括至少四个不位于同一平面上的麦克风，用于采集所述声源的声音信息，根据第一角度定向接收所述声源反射所述超声波所返回的超声波信息；
定位单元，用于根据所述声音信息计算所述声源相对于所述立体麦克风阵列的第一角度，根据所述超声波信息计算所述声源相对于所述立体麦克风阵列的距离，根据所述第一角度和所述距离定位所述声源的位置。
第六方面，本发明提供一种对远场声源进行立体定位的远场声源定位方法，所述方法包括：
立体麦克风阵列采集所述声源的声音信息；
根据所述声音信息计算所述声源相对于所述立体麦克风阵列的第一角度；
超声单元向所述声源发射超声波；
立体麦克风阵列根据所述第一角度定向接收所述声源反射所述超声波所返回的超声波信息；
根据所述超声波信息计算所述声源相对于所述立体麦克风阵列的距离；
根据所述第一角度和所述距离定位所述声源的位置；
其中，所述立体麦克风阵列包括至少四个不位于同一平面上的麦克风。
本发明诸多实施例提供的远场声源定位系统和方法通过采集声源的声音信息计算出声源相对于麦克风阵列的第一角度，向声源发射超声波并定向采集反射的超声波信息，根据超声波信息计算出声源相对于麦克风阵列的距离，最终根据所述第一角度和所述距离实现对远场声源的准确定位；
本发明一些实施例提供的远场声源定位系统和方法进一步通过将超声单元设置在麦克风阵列的中心位置，简化了计算过程，节省了系统的计算资源。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一实施例提供的一种对远场声源进行平面180°定位的远场声源定位系统的结构示意图。
图2为本发明一实施例提供的一种对远场声源进行平面180°定位的远场声源定位方法的流程图。
图3为图1所示定位系统的优选实施方式的结构示意图。
图4为图2所示方法中步骤S13的流程图。
图5为本发明一实施例提供的一种对远场声源进行平面360°定位的远场声源定位系统的结构示意图。
图6为本发明一实施例提供的一种对远场声源进行平面360°定位的远场声源定位方法的流程图。
图7为图5所示定位系统的优选实施方式的结构示意图。
图8为图6所示方法中步骤S23的流程图。
图9为本发明一实施例提供的一种对远场声源进行立体定位的远场声源定位系统的结构示意图。
图10为本发明一实施例提供的一种对远场声源进行立体定位的远场声源定位方法的流程图。
图11为图9所示定位系统的优选实施方式的结构示意图。
图12为图10所示方法中步骤S33的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
图1为本发明一实施例提供的一种对远场声源进行平面180°定位的远场声源定位系统的结构示意图。
如图1所示，在本实施例中，本发明提供的一种远场声源定位系统包括：
超声单元10，用于向声源70发射超声波。
直线麦克风阵列30，包括至少两个位于同一直线上的麦克风，用于采集声源70的声音信息，根据第一角度定向接收声源70反射所述超声波所返回的超声波信息。
定位单元50，用于根据所述声音信息计算声源70相对于直线麦克风阵列30的第一角度，根据所述超声波信息计算声源70相对于直线麦克风阵列30的距离，根据所述第一角度和所述距离定位声源70在预定平面中直线麦克风30预定一侧的位置。
图2为本发明一实施例提供的一种对远场声源进行平面180°定位的远场声源定位方法的流程图。图2所示的定位方法可应用在图1所示的定位系统中。
如图2所示，在本实施例中，本发明提供的一种远场声源定位方法包括：
S11：直线麦克风阵列采集所述声源的声音信息；
S12：根据所述声音信息计算所述声源相对于所述直线麦克风阵列的第一角度；
S13：超声单元向所述声源发射超声波；
S14：直线麦克风阵列根据所述第一角度定向接收所述声源反射所述超声波所返回的超声波信息；
S15：根据所述超声波信息计算所述声源相对于所述直线麦克风阵列的距离；
S16：根据所述第一角度和所述距离定位所述声源在预定平面中所述直线麦克风预定一侧的位置。
其中，所述直线麦克风阵列包括至少两个位于同一直线上的麦克风。
具体地，在本实施例中，所述预定平面为水平面，直线麦克风阵列30包括两个全频麦克风，超声单元50为一个超声扬声器。
步骤S11中，直线麦克风阵列30的两个麦克风分别采集声源70的声音信息。
步骤S12中，定位单元50以直线麦克风阵列30所在直线为X轴，以两个麦克风的中点为原点建立平面直角坐标系，根据两个麦克风分别采集的声音信息计算出声源70与坐标原点的连线与X轴所成的第一角度。在水平面中，与X轴成第一角度的有两个相对X轴对称的方向，根据已知的声源70位于X轴哪一侧(180°定位)确定声源70所在方向。
步骤S13中，超声单元50向声源70发射超声波。
步骤S14中，声源70反射所述超声波，直线麦克风阵列30根据第一角度定向接收通过反射超声波返回的超声波信息。具体地，直线麦克风阵列30利用麦克风阵列的波束形成原理，对声源70所在的第一角度方向的信号进行信号增强，对第一角度方向外的信号进行衰减，从而定向接收声源70反射的超声波信息。
步骤S15中，定位单元50根据所述超声波信息的延时计算声源70相对于直线麦克风阵列30的距离。
步骤S16中，定位单元50根据第一角度和所述距离定位声源70在水平面中直线麦克风30预定一侧的位置，从而实现了平面中180°的远场声源定位。
在上述实施例中，所述预定平面为水平面，直线麦克风阵列30包括两个全频麦克风，超声单元50为一个超声扬声器，定位单元50以两个麦克风的中点为原点建立平面直角坐标系以计算第一角度，在更多的实施例中，可根据实际需求将直线麦克风阵列30设置为数量多于两个的直线麦克风阵列，将超声单元10设置为由多个超声扬声器组成的超声扬声器阵列或其它发射超声波的装置，将定位单元50设置为采用各种不同的方式计算声源相对于直线麦克风阵列的第一角度，均可实现同样的技术效果，未超出本发明所提出的设计思想和保护范围。
上述实施例通过采集声源的声音信息计算出声源相对于直线麦克风阵列的第一角度，向声源发射超声波并定向采集反射的超声波信息，根据超声波信息计算出声源相对于直线麦克风阵列的距离，最终根据所述第一角度和所述距离实现对远场声源的平面180°定位。
图3为图1所示定位系统的优选实施方式的结构示意图。
如图3所示，在一优选实施例中，直线麦克风阵列30包括若干个(多于两个)麦克风。在本实施例中，通过若干个麦克风中的任意两个麦克风采集的声音信息和超声波信息即可通过上述相同的原理实现相同的技术效果。
进一步地，可以通过不同组合的麦克风得到的结果进行验证，提高定位的准确率。例如，分别通过麦克风A、B采集的声音信息计算出角度θ1，通过麦克风C、D采集的声音信息计算出角度θ2，通过麦克风E、F采集的声音信息计算出角度θ3，通过θ1、θ2、θ3之间的验证，提高角度计算的准确率。同理可通过多组超声波信息提高距离计算的准确率。
在一优选实施例中，超声单元10用于全向发射超声波；或，
定位单元50还用于根据超声单元10和直线麦克风阵列30的位置关系计算声源70相对于超声单元10的第二角度；
超声单元10用于向所述第二角度定向发射超声波。
图4为图2所示方法中步骤S13的流程图。图4所示的定位方法可对应用于上述定位系统中。
如图4所示，在一优选实施例中，步骤S13包括：
S131：超声单元全向发射超声波；或，
S133：根据超声单元和所述直线麦克风阵列的位置关系计算所述声源相对于所述超声单元的第二角度；
S135：所述超声单元向所述第二角度定向发射超声波。
在一优选实施例中，超声单元10设置在直线麦克风阵列30的中心位置。
具体地，在本实施例中，超声单元10设置在两个麦克风的中点，即平面直角坐标系的原点处，因此当超声单元10定向发射超声波时，第二角度即第一角度，步骤S133可省略。在更多超声单元10的位置与定位单元50设置的坐标系原点不重合的实施例中，步骤S133不能省略。
图5为本发明一实施例提供的一种对远场声源进行平面360°定位的远场声源定位系统的结构示意图。
如图5所示，在本实施例中，本发明提供的一种远场声源定位系统包括：
超声单元10，用于向声源70发射超声波。
平面麦克风阵列30，包括至少三个位于同一平面上的麦克风，用于采集声源70的声音信息，根据第一角度定向接收声源70反射所述超声波所返回的超声波信息。各所述麦克风不处于同一直线上。
定位单元50，用于根据所述声音信息计算声源70相对于平面麦克风阵列30的第一角度，根据所述超声波信息计算声源70相对于平面麦克风阵列30的距离，根据所述第一角度和所述距离定位声源70在平面麦克风阵列30所在平面中的位置。
图6为本发明一实施例提供的一种对远场声源进行平面360°定位的远场声源定位方法的流程图。图6所示的定位方法可对应应用于图5所示的定位系统中。
如图6所示，在本实施例中，本发明提供的一种远场声源定位方法包括：
S21：平面麦克风阵列采集所述声源的声音信息；
S22：根据所述声音信息计算所述声源相对于所述平面麦克风阵列的第一角度；
S23：超声单元向所述声源发射超声波；
S24：平面麦克风阵列根据所述第一角度定向接收所述声源反射所述超声波所返回的超声波信息；
S25：根据所述超声波信息计算所述声源相对于所述平面麦克风阵列的距离；
S26：根据所述第一角度和所述距离定位所述声源在所述平面麦克风阵列所在平面中的位置。
其中，所述平面麦克风阵列包括至少三个位于同一平面上的麦克风，各所述麦克风不处于同一直线上。
具体地，图5和图6所示的远场声源定位系统和方法与图1和图2所示的定位系统和方法原理类似，区别在于：
步骤S22中，定位单元50根据平面麦克风阵列30的各麦克风所采集的声音信息可直接确定声源70在预定平面中的角度方向，而非轴对称的两个角度方向。
步骤S26中，定位单元50根据所述第一角度和所述距离定位声源70在预定平面中的位置，实现对远场声源的平面360°定位。
在上述实施例中，所述预定平面为水平面，平面麦克风阵列30包括三个全频麦克风，超声单元50为一个超声扬声器，定位单元50以三个麦克风的中心位置为原点建立平面直角坐标系以计算第一角度，在更多的实施例中，可根据实际需求将平面麦克风阵列30设置为数量多于三个的平面麦克风阵列，将超声单元10设置为由多个超声扬声器组成的超声扬声器阵列或其它发射超声波的装置，将定位单元50设置为采用各种不同的方式计算声源相对于平面麦克风阵列的第一角度，均可实现同样的技术效果，未超出本发明所提出的设计思想和保护范围。
上述实施例通过采集声源的声音信息计算出声源相对于平面麦克风阵列的第一角度，向声源发射超声波并定向采集反射的超声波信息，根据超声波信息计算出声源相对于平面麦克风阵列的距离，最终根据所述第一角度和所述距离实现对远场声源的平面360°定位。
图7为图5所示定位系统的优选实施方式的结构示意图。
如图7所示，在一优选实施例中，平面麦克风阵列30包括若干个(多于三个)麦克风。在本实施例中，通过若干个麦克风中的任意三个不处于同一直线上的麦克风采集的声音信息和超声波信息即可通过上述相同的原理实现相同的技术效果。
与图3所示的定位系统类似地，图7所示定位系统同样可以进一步通过不同组合的麦克风得到的结果进行验证，从而提高定位的准确率。
在一优选实施例中，超声单元10用于全向发射超声波；或，
定位单元50还用于根据超声单元10和平面麦克风阵列30的位置关系计算声源70相对于超声单元10的第二角度；
超声单元10用于向所述第二角度定向发射超声波。
图8为图6所示方法中步骤S23的流程图。图8所示的定位方法可对应用于上述定位系统中。
如图8所示，在一优选实施例中，步骤S23包括：
S231：超声单元全向发射超声波；或，
S233：根据超声单元和所述平面麦克风阵列的位置关系计算所述声源相对于所述超声单元的第二角度；
S235：所述超声单元向所述第二角度定向发射超声波。
在一优选实施例中，超声单元10设置在平面麦克风阵列30的中心位置。具体地，定位单元50将坐标系原点设置在平面麦克风阵列30的中心位置有利于各麦克风采集声源70反射的超声波信息；而当超声单元10的位置与定位单元50设置的平面直角坐标系原点重合时，步骤S233可省略。
图9为本发明一实施例提供的一种对远场声源进行立体定位的远场声源定位系统的结构示意图。
如图9所示，在本实施例中，本发明提供的一种远场声源定位系统包括：
超声单元10，用于向声源70发射超声波。
立体麦克风阵列30，包括至少四个不位于同一平面上的麦克风，用于采集声源70的声音信息，根据第一角度定向接收声源70反射所述超声波所返回的超声波信息。
定位单元50，用于根据所述声音信息计算声源70相对于立体麦克风阵列30的第一角度，根据所述超声波信息计算声源70相对于立体麦克风阵列30的距离，根据所述第一角度和所述距离定位声源70的位置。
图10为本发明一实施例提供的一种对远场声源进行立体定位的远场声源定位方法的流程图。图10所示的定位方法可对应应用于图9所示的定位系统中。
如图10所示，在本实施例中，本发明提供的一种远场声源定位方法包括：
S31：立体麦克风阵列采集所述声源的声音信息；
S32：根据所述声音信息计算所述声源相对于所述立体麦克风阵列的第一角度；
S33：超声单元向所述声源发射超声波；
S34：立体麦克风阵列根据所述第一角度定向接收所述声源反射所述超声波所返回的超声波信息；
S35：根据所述超声波信息计算所述声源相对于所述立体麦克风阵列的距离；
S36：根据所述第一角度和所述距离定位所述声源的位置。
其中，所述立体麦克风阵列包括至少四个不位于同一平面上的麦克风。
具体地，图9和图10所示的远场声源定位系统和方法与图1和图2、图5和图6分别所示的定位系统和方法原理类似，区别在于：
步骤S32中，定位单元50根据立体麦克风阵列30的各麦克风所采集的声音信息可直接确定声源70在三维空间中的角度方向，而非预定平面中的一个或两个角度方向。
步骤S36中，定位单元50根据所述第一角度和所述距离定位声源70在三维空间中的位置，实现对远场声源的立体定位。
在上述实施例中，立体麦克风阵列30包括四个全频麦克风，超声单元50为一个超声扬声器，定位单元50以四个麦克风的中心位置为原点建立三维直角坐标系以计算第一角度，在更多的实施例中，可根据实际需求将立体麦克风阵列30设置为数量多于四个的立体麦克风阵列，将超声单元10设置为由多个超声扬声器组成的超声扬声器阵列或其它发射超声波的装置，将定位单元50设置为采用各种不同的方式计算声源相对于立体麦克风阵列的第一角度，均可实现同样的技术效果，未超出本发明所提出的设计思想和保护范围。
上述实施例通过采集声源的声音信息计算出声源相对于立体麦克风阵列的第一角度，向声源发射超声波并定向采集反射的超声波信息，根据超声波信息计算出声源相对于立体麦克风阵列的距离，最终根据所述第一角度和所述距离实现对远场声源的立体定位。
图11为图9所示定位系统的优选实施方式的结构示意图。
如图11所示，在一优选实施例中，立体麦克风阵列30包括若干个(多于四个)麦克风。在本实施例中，通过若干个麦克风中的任意四个不处于同一平面上的麦克风采集的声音信息和超声波信息即可通过上述相同的原理实现相同的技术效果。
与图3和图7所示的定位系统类似地，图11所示定位系统同样可以进一步通过不同组合的麦克风得到的结果进行验证，从而提高定位的准确率。
在一优选实施例中，超声单元10用于全向发射超声波；或，
定位单元50还用于根据超声单元10和立体麦克风阵列30的位置关系计算声源70相对于超声单元10的第二角度；
超声单元10用于向所述第二角度定向发射超声波。
图12为图10所示方法中步骤S33的流程图。图12所示的定位方法可对应用于上述定位系统中。
如图12所示，在一优选实施例中，步骤S33包括：
S331：超声单元全向发射超声波；或，
S333：根据超声单元和所述立体麦克风阵列的位置关系计算所述声源相对于所述超声单元的第二角度；
S335：所述超声单元向所述第二角度定向发射超声波。
在一优选实施例中，超声单元10设置在立体麦克风阵列30的中心位置。具体地，定位单元50将坐标系原点设置在立体麦克风阵列30的中心位置有利于各麦克风采集声源70反射的超声波信息；而当超声单元10的位置与定位单元50设置的三维直角坐标系原点重合时，步骤S333可省略。
上述实施例进一步通过将超声单元设置在麦克风阵列的中心位置，简化了计算过程，节省了系统的计算资源。
附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，所述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这根据所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以通过执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以通过专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本申请实施例中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中，例如，定位单元50可以是设置在计算机或移动智能设备中的软件程序，通过有线或无线的方式与超声单元10和麦克风阵列30连接；也可以是与超声单元10和麦克风阵列30一体集成、单独进行定位的硬件芯片。其中，这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定，例如，定位单元50还可以被描述为“用于计算声源位置的计算模块”。
作为另一方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中所述装置中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入设备中的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，所述程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本申请的公式输入方法。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (18)

1.一种远场声源定位系统，其特征在于，所述系统包括：
超声单元，用于向所述声源发射超声波；
直线麦克风阵列，包括至少两个位于同一直线上的麦克风，用于采集所述声源的声音信息，根据第一角度定向接收所述声源反射所述超声波所返回的超声波信息；
定位单元，用于根据所述声音信息计算所述声源相对于所述直线麦克风阵列的第一角度，根据所述超声波信息计算所述声源相对于所述直线麦克风阵列的距离，根据所述第一角度和所述距离定位所述声源在预定平面中所述直线麦克风预定一侧的位置。
2.根据权利要求1所述的远场声源定位系统，其特征在于，所述超声单元用于全向发射超声波；或，
所述定位单元还用于根据所述超声单元和所述直线麦克风阵列的位置关系计算所述声源相对于所述超声单元的第二角度；
所述超声单元用于向所述第二角度定向发射超声波。
3.根据权利要求1或2所述的远场声源定位系统，其特征在于，所述超声单元设置在所述直线麦克风阵列的中心位置。
4.一种远场声源定位方法，其特征在于，所述方法包括：
直线麦克风阵列采集所述声源的声音信息；
根据所述声音信息计算所述声源相对于所述直线麦克风阵列的第一角度；
超声单元向所述声源发射超声波；
直线麦克风阵列根据所述第一角度定向接收所述声源反射所述超声波所返回的超声波信息；
根据所述超声波信息计算所述声源相对于所述直线麦克风阵列的距离；
根据所述第一角度和所述距离定位所述声源在预定平面中所述直线麦克风预定一侧的位置；
其中，所述直线麦克风阵列包括至少两个位于同一直线上的麦克风。
5.根据权利要求4所述的远场声源定位方法，其特征在于，所述超声单元向所述声源发射超声波包括：
超声单元全向发射超声波；或，
根据超声单元和所述直线麦克风阵列的位置关系计算所述声源相对于所述超声单元的第二角度；
所述超声单元向所述第二角度定向发射超声波。
6.根据权利要求4或5所述的远场声源定位方法，其特征在于，所述超声单元设置在所述直线麦克风阵列的中心位置。
7.一种远场声源定位系统，其特征在于，所述系统包括：
超声单元，用于向所述声源发射超声波；
平面麦克风阵列，包括至少三个位于同一平面上的麦克风，用于采集所述声源的声音信息，根据第一角度定向接收所述声源反射所述超声波所返回的超声波信息；各所述麦克风不处于同一直线上；
定位单元，用于根据所述声音信息计算所述声源相对于所述平面麦克风阵列的第一角度，根据所述超声波信息计算所述声源相对于所述平面麦克风阵列的距离，根据所述第一角度和所述距离定位所述声源在所述平面麦克风阵列所在平面中的位置。
8.根据权利要求7所述的远场声源定位系统，其特征在于，所述超声单元用于全向发射超声波；或，
所述定位单元还用于根据所述超声单元和所述平面麦克风阵列的位置关系计算所述声源相对于所述超声单元的第二角度；
所述超声单元用于向所述第二角度定向发射超声波。
9.根据权利要求7或8所述的远场声源定位系统，其特征在于，所述超声单元设置在所述平面麦克风阵列的中心位置。
10.一种远场声源定位方法，其特征在于，所述方法包括：
平面麦克风阵列采集所述声源的声音信息；
根据所述声音信息计算所述声源相对于所述平面麦克风阵列的第一角度；
超声单元向所述声源发射超声波；
平面麦克风阵列根据所述第一角度定向接收所述声源反射所述超声波所返回的超声波信息；
根据所述超声波信息计算所述声源相对于所述平面麦克风阵列的距离；
根据所述第一角度和所述距离定位所述声源在所述平面麦克风阵列所在平面中的位置；
其中，所述平面麦克风阵列包括至少三个位于同一平面上的麦克风，各所述麦克风不处于同一直线上。
11.根据权利要求10所述的远场声源定位方法，其特征在于，所述超声单元向所述声源发射超声波包括：
超声单元全向发射超声波；或，
根据超声单元和所述平面麦克风阵列的位置关系计算所述声源相对于所述超声单元的第二角度；
所述超声单元向所述第二角度定向发射超声波。
12.根据权利要求10或11所述的远场声源定位方法，其特征在于，所述超声单元设置在所述平面麦克风阵列的中心位置。
13.一种远场声源定位系统，其特征在于，所述系统包括：
超声单元，用于向所述声源发射超声波；
立体麦克风阵列，包括至少四个不位于同一平面上的麦克风，用于采集所述声源的声音信息，根据第一角度定向接收所述声源反射所述超声波所返回的超声波信息；
定位单元，用于根据所述声音信息计算所述声源相对于所述立体麦克风阵列的第一角度，根据所述超声波信息计算所述声源相对于所述立体麦克风阵列的距离，根据所述第一角度和所述距离定位所述声源的位置。
14.根据权利要求13所述的远场声源定位系统，其特征在于，所述超声单元用于全向发射超声波；或，
所述定位单元还用于根据所述超声单元和所述立体麦克风阵列的位置关系计算所述声源相对于所述超声单元的第二角度；
所述超声单元用于向所述第二角度定向发射超声波。
15.根据权利要求13或14所述的远场声源定位系统，其特征在于，所述超声单元设置在所述立体麦克风阵列的中心位置。
16.一种远场声源定位方法，其特征在于，所述方法包括：
立体麦克风阵列采集所述声源的声音信息；
根据所述声音信息计算所述声源相对于所述立体麦克风阵列的第一角度；
超声单元向所述声源发射超声波；
立体麦克风阵列根据所述第一角度定向接收所述声源反射所述超声波所返回的超声波信息；
根据所述超声波信息计算所述声源相对于所述立体麦克风阵列的距离；
根据所述第一角度和所述距离定位所述声源的位置；
其中，所述立体麦克风阵列包括至少四个不位于同一平面上的麦克风。
17.根据权利要求16所述的远场声源定位方法，其特征在于，所述超声单元向所述声源发射超声波包括：
超声单元全向发射超声波；或，
根据超声单元和所述立体麦克风阵列的位置关系计算所述声源相对于所述超声单元的第二角度；
所述超声单元向所述第二角度定向发射超声波。
18.根据权利要求16或17所述的远场声源定位方法，其特征在于，所述超声单元设置在所述立体麦克风阵列的中心位置。
CN201610308025.7A 2016-05-11 2016-05-11 远场声源定位系统和方法 Active CN106054133B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610308025.7A CN106054133B (zh) 2016-05-11 2016-05-11 远场声源定位系统和方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610308025.7A CN106054133B (zh) 2016-05-11 2016-05-11 远场声源定位系统和方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106054133A true CN106054133A (zh) 2016-10-26
CN106054133B CN106054133B (zh) 2019-04-02

Family

ID=57176248

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610308025.7A Active CN106054133B (zh) 2016-05-11 2016-05-11 远场声源定位系统和方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106054133B (zh)

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106679651A (zh) * 2017-02-08 2017-05-17 北京地平线信息技术有限公司 声源定位方法、装置和电子设备
CN106954136A (zh) * 2017-05-16 2017-07-14 成都泰声科技有限公司 一种集成麦克风接收阵列的超声定向发射参量阵
CN107613428A (zh) * 2017-09-15 2018-01-19 北京地平线信息技术有限公司 声音处理方法、装置和电子设备
CN108062159A (zh) * 2016-11-07 2018-05-22 宏达国际电子股份有限公司 虚拟实境或扩增实境的方法、装置以及非暂态计算机可读取媒体
CN109025636A (zh) * 2018-07-26 2018-12-18 广东工业大学 一种语音车窗控制方法及系统
CN109471145A (zh) * 2018-10-17 2019-03-15 中北大学 一种基于四元声阵列平台的双声定位定姿法
CN109839640A (zh) * 2019-03-08 2019-06-04 深圳市沃特沃德股份有限公司 声源定位方法、系统、计算机设备及储存介质
CN109850519A (zh) * 2018-11-30 2019-06-07 太原理工大学 一种基于声音定位的煤矿输送机异常检测装置及方法
CN112083374A (zh) * 2020-09-11 2020-12-15 贵阳清文云科技有限公司 一种超声波定向声音测试系统及方法
CN112198498A (zh) * 2020-09-11 2021-01-08 海创半导体科技(深圳)有限公司 一种利用智能语音模组测距的方法
CN112752191A (zh) * 2019-10-31 2021-05-04 北京小米移动软件有限公司 音频采集方法、装置及存储介质
CN113030848A (zh) * 2021-03-19 2021-06-25 星阅科技(深圳)有限公司 一种辨别声音是否为定向声源的装置
CN113997946A (zh) * 2020-07-28 2022-02-01 博泰车联网科技(上海)股份有限公司 辅助驾驶智能控制方法、车载终端以及存储介质
CN115015838A (zh) * 2022-08-04 2022-09-06 荣耀终端有限公司 一种定位方法和声源定位系统
CN116165607A (zh) * 2023-02-15 2023-05-26 深圳市拔超科技股份有限公司 采用多个麦克风阵列实现声源精确定位系统及定位方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1952684A (zh) * 2005-10-20 2007-04-25 松下电器产业株式会社 利用麦克风定位声源的方法和装置
CN101427154A (zh) * 2005-09-21 2009-05-06 皇家飞利浦电子股份有限公司 使用远程位置麦克风进行语音激活控制的超声成像系统
JP2011017646A (ja) * 2009-07-09 2011-01-27 Nec Computertechno Ltd アクティブソナー装置、及びアクティブソナー装置を搭載したａｔｍ端末装置
US20120275270A1 (en) * 2011-04-27 2012-11-01 Empire Technology Development Llc Measurement of 3d coordinates of transmitter
CN102866385A (zh) * 2012-09-10 2013-01-09 上海大学 一种基于球麦克风阵列的多声源定位方法
CN103443649A (zh) * 2011-03-03 2013-12-11 高通股份有限公司 用于使用可听声音和超声进行源定位的系统、方法、设备和计算机可读媒体
CN103630872A (zh) * 2013-12-03 2014-03-12 大连大学 基于麦克风阵列的声源定位方法
CN104035065A (zh) * 2014-06-23 2014-09-10 河北工业大学 基于主动旋转的声源定向装置及其应用方法
CN104515992A (zh) * 2014-12-18 2015-04-15 深圳市宇恒互动科技开发有限公司 一种利用超声波进行空间扫描定位的方法及装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101427154A (zh) * 2005-09-21 2009-05-06 皇家飞利浦电子股份有限公司 使用远程位置麦克风进行语音激活控制的超声成像系统
CN1952684A (zh) * 2005-10-20 2007-04-25 松下电器产业株式会社 利用麦克风定位声源的方法和装置
JP2011017646A (ja) * 2009-07-09 2011-01-27 Nec Computertechno Ltd アクティブソナー装置、及びアクティブソナー装置を搭載したａｔｍ端末装置
CN103443649A (zh) * 2011-03-03 2013-12-11 高通股份有限公司 用于使用可听声音和超声进行源定位的系统、方法、设备和计算机可读媒体
US20120275270A1 (en) * 2011-04-27 2012-11-01 Empire Technology Development Llc Measurement of 3d coordinates of transmitter
CN102866385A (zh) * 2012-09-10 2013-01-09 上海大学 一种基于球麦克风阵列的多声源定位方法
CN103630872A (zh) * 2013-12-03 2014-03-12 大连大学 基于麦克风阵列的声源定位方法
CN104035065A (zh) * 2014-06-23 2014-09-10 河北工业大学 基于主动旋转的声源定向装置及其应用方法
CN104515992A (zh) * 2014-12-18 2015-04-15 深圳市宇恒互动科技开发有限公司 一种利用超声波进行空间扫描定位的方法及装置

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108062159A (zh) * 2016-11-07 2018-05-22 宏达国际电子股份有限公司 虚拟实境或扩增实境的方法、装置以及非暂态计算机可读取媒体
CN106679651A (zh) * 2017-02-08 2017-05-17 北京地平线信息技术有限公司 声源定位方法、装置和电子设备
CN106679651B (zh) * 2017-02-08 2019-10-25 北京地平线信息技术有限公司 声源定位方法、装置和电子设备
CN106954136A (zh) * 2017-05-16 2017-07-14 成都泰声科技有限公司 一种集成麦克风接收阵列的超声定向发射参量阵
CN107613428A (zh) * 2017-09-15 2018-01-19 北京地平线信息技术有限公司 声音处理方法、装置和电子设备
CN109025636A (zh) * 2018-07-26 2018-12-18 广东工业大学 一种语音车窗控制方法及系统
CN109471145A (zh) * 2018-10-17 2019-03-15 中北大学 一种基于四元声阵列平台的双声定位定姿法
CN109471145B (zh) * 2018-10-17 2022-12-06 中北大学 一种基于四元声阵列平台的双声定位定姿法
CN109850519A (zh) * 2018-11-30 2019-06-07 太原理工大学 一种基于声音定位的煤矿输送机异常检测装置及方法
CN109839640A (zh) * 2019-03-08 2019-06-04 深圳市沃特沃德股份有限公司 声源定位方法、系统、计算机设备及储存介质
CN109839640B (zh) * 2019-03-08 2020-10-09 深圳市沃特沃德股份有限公司 声源定位方法、系统、计算机设备及储存介质
CN112752191A (zh) * 2019-10-31 2021-05-04 北京小米移动软件有限公司 音频采集方法、装置及存储介质
CN113997946B (zh) * 2020-07-28 2024-03-01 博泰车联网科技(上海)股份有限公司 辅助驾驶智能控制方法、车载终端以及存储介质
CN113997946A (zh) * 2020-07-28 2022-02-01 博泰车联网科技(上海)股份有限公司 辅助驾驶智能控制方法、车载终端以及存储介质
CN112083374A (zh) * 2020-09-11 2020-12-15 贵阳清文云科技有限公司 一种超声波定向声音测试系统及方法
CN112198498A (zh) * 2020-09-11 2021-01-08 海创半导体科技(深圳)有限公司 一种利用智能语音模组测距的方法
CN113030848A (zh) * 2021-03-19 2021-06-25 星阅科技(深圳)有限公司 一种辨别声音是否为定向声源的装置
CN115015838A (zh) * 2022-08-04 2022-09-06 荣耀终端有限公司 一种定位方法和声源定位系统
CN115015838B (zh) * 2022-08-04 2022-12-09 荣耀终端有限公司 一种定位方法和声源定位系统
CN116165607A (zh) * 2023-02-15 2023-05-26 深圳市拔超科技股份有限公司 采用多个麦克风阵列实现声源精确定位系统及定位方法
CN116165607B (zh) * 2023-02-15 2023-12-19 深圳市拔超科技股份有限公司 采用多个麦克风阵列实现声源精确定位系统及定位方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106054133B (zh) 2019-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106054133A (zh) 远场声源定位系统和方法
Tiete et al. SoundCompass: a distributed MEMS microphone array-based sensor for sound source localization
Lin et al. Rebooting ultrasonic positioning systems for ultrasound-incapable smart devices
CN106054131B (zh) 声源定位系统和方法
CN106019232B (zh) 声源定位系统和方法
US20090143680A1 (en) Method and apparatus for scan conversion and interpolation of ultrasonic linear array steering imaging
CN104254819A (zh) 音频用户交互辨识和上下文精炼
CN103959088A (zh) 位置检测系统
Yang et al. Acoustic beamforming of a parametric speaker comprising ultrasonic transducers
CN104093094A (zh) 基于自适应旋转对准的室内语音采集方法与装置
CN101441266B (zh) 水下多应答器组合导航方法
Ash et al. Acoustic time delay estimation and sensor network self-localization: Experimental results
CN104323794B (zh) 一种用于三维超声成像的拆分式行列寻址方法
CN103829974B (zh) 能量多普勒血流复合成像方法及系统
CN105527608A (zh) 基于固体传播的声波室内定位方法
CN111830493A (zh) 水中目标收发分置中高频声目标强度预报系统及方法
Chung et al. Sound localization based on acoustic source using multiple microphone array in an indoor environment
CN107796403A (zh) 机器人的移动方法、装置和机器人
US10416305B2 (en) Positioning device and positioning method
CN105607042A (zh) 用麦克风阵列时延估计定位声源的方法
Erbes et al. Database of single-channel and binaural room impulse responses of a 64-channel loudspeaker array
Liaquat et al. Sound localization for ad-hoc microphone arrays
WO2020132666A9 (en) System and method for facilitating limited area gps
US8830791B2 (en) Measurement of 3D coordinates of transmitter
US20170307436A1 (en) Method and apparatus for obtaining vibration information and user equipment

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant