CN116184318B - 一种基于瞬态双时间序列触发法的实时声源定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于瞬态双时间序列触发法的实时声源定位方法，涉及声源定位领域，包括：用三个麦克风接收声源信号；通过高速放大电路，将麦克风接收到的声音信号转化成模拟信号并放大；通过高速LVDS比较器电路，对转化而来的模拟信号进行高速采样，获得声音的低压差分信号；通过LVDS转换电路，将声音的低压差分信号转换成TTL信号，利用TTL信号电平变化的瞬间，触发stm32的外部中断，并利用双时间序列法对stm32的外部中断的时刻进行测量，获得麦克风接收到声音信号的瞬态时间，根据瞬态时间以及三个麦克风的相对位置关系计算声源位置。本发明提高了声源定位的准确性和实用性。
Description
技术领域
本发明涉及声源定位领域，更具体地说，涉及一种基于瞬态双时间序列触发法的实时声源定位方法。
背景技术
声源的定位识别是指在同时有许多噪声源或包含许多振动发声部件的振源声场下，声波以球面波形式传播，在振源声场的不同相位曲线处，同一声波到达的时间不同。当声波通过麦克风阵列时，由于振动，产生的压强改变量，会引起麦克风薄膜的电压变化。通过分析空间中不同位置的电压变化，即可得出声源的位置信息。基于振源声场的声源定位技术具有广泛的应用前景。比如，在军事领域，利用传感器阵列检测枪声中的马赫波和枪口波来进行枪声声源定位，从而实时获取狙击手的位置；在机器制造领域，利用声源定位技术寻找定位噪声源或者故障源，从而进行噪声治理以及排查故障；在民用领域，如智能机器人、助听设备等地方都可以看到基于麦克风阵列的声源定位。特别是将麦克风阵列应用在视频会议中，用于确定和实时跟踪说话人的位置，增强视频会议的效果。这些应用都对声源定位系统的实时性和准确性都提出了一定的要求，所以研究振源声场下，如何提高声源定位的实时性具有十分重要的意义。
基于振源声场的声源定位算法目前可分为三类：
（1）基于高分辨谱估计的定位算法。该算法主要是针对窄带信号，通过麦克风阵元所采集到的声音信号得到数据协方差矩阵，然后进行特征值分解。该算法主要包括了自回归(AR)模型法、多信号分类(MUSIC)算法以及旋转不变子空间 (ESPRIT)算法等。该算法具有较强的分辨能力，精度也比较高，但是其对整个定位模型的要求较高，需要较长的观测数据，运算量大，同时，对噪声环境敏感，因而在现代的大型声源定位系统中很少采用。
（2）波束形成法。它是基于最大输出功率的可控波束形成技术(Beamforming)。它的基本思想就是将各阵元采集来的信号进行加权求和形成波束，通过搜索声源的可能位置来引导该波束，修改权值使得传声器阵列的输出信号功率最大，当找到功率最大值点的时候，便是声源的位置。这种方法对于窄带和宽带信号都适用，同时在时域和频域中都能够使用。该算法主要应用于大型麦克风阵列定位探测系统之中。但是从算法过程来看，需要不断对当前结果进行对比迭代，所以计算量相对较大。
（3）基于到达时间差的定位算法，也是目前最主要的一种声源定位算法。该算法分为两个部分，第1步是时延估计，第2步是定位估计。该算法结构简单，计算量小，实时性有一定提高。对于时延估计而言，目前主流方法有广义互相关方法，自适应最小均方方法、自适应特征值分解法、Chan算法等，其中最为常用的是广义互相关方法。虽然广义互相关方法利用加权函数来增强信号的信噪比，提高时延估计精度，克服了基本互相关方法在时延估计中的缺陷，但这种方法的计算量以及外界噪声会对声源定位系统的实时性和准确性造成一定影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于瞬态双时间序列触发法的实时声源定位方法，通过研究球面波传播特性，构建振源声场传播模型，再通过高速放大电路、高速LVDS比较器以及LVDS转换电路搭建高速LVDS触发信号产生模块，将振源声场中的声音信号转换为TTL信号，然后利用4个高精度定时器形成双时间序列，再通过stm32外部中断触发，捕获麦克风瞬态时间，从而获得精确的时延数据，再通过计算将结果发送至显示设备，实现了快速、准确、实时性高的声源的准确定位。
为了达到上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种基于瞬态双时间序列触发法的实时声源定位方法，包括如下步骤：
用三个麦克风接收声源信号；
测量三个麦克风接收到声源信号的瞬态时间，并根据三个瞬态时间以及三个麦克风的相对位置关系计算声源位置；
其中，任一所述瞬态时间的测量方法包括如下步骤：
S1：通过高速放大电路，将麦克风接收到的声音信号转化成模拟信号并放大；
S2：通过高速LVDS比较器电路，对转化而来的模拟信号进行高速采样，获得声音的低压差分信号；
S3：通过LVDS转换电路，将声音的低压差分信号转换成TTL信号，利用TTL信号电平变化的瞬间，触发stm32的外部中断，并利用双时间序列法对stm32的外部中断的时刻进行测量，获得麦克风接收到声音信号的瞬态时间。
优选的，所述双时间序列法包括如下步骤：
在所述stm32上设置四个16位高精度定时器，其中，每两个定时器为一组；同一组的第一个定时器计数值作为低16位，第二个定时器计数值作为高16位，从而每组定时器组成一个32位瞬态时间序列；
任意一组定时器包括第一定时器和第二定时器，任意一组定时器进行测量时，将第一定时器设置为溢出中断，当第一定时器因为寄存器值溢出而进入中断后，第二定时器的计数值加一；
在准备测量阶段，先使用其中一组定时器进行测量，测量时，该组定时器中的第一定时器开始计时并通过寄存器值溢出向第二定时器进位，直到stm32外部中断触发，获得麦克风瞬态时间：
其中，t1为第一第一定时器的计数值，t2为第二定时器的计数值，T为设置的定时器周期，/>为测量到的瞬态时间，单位为秒；
当该组定时器测量到任意一个瞬态时间的数值大于该组定时器可测的最大时间的一半时，清空该组定时器的寄存器，并同时采取另一组定时器进行上述测量过程。
优选的，将三个麦克风按下述方式摆放：
将三个麦克风排列在一条直线上，依次为位于两侧的第一麦克风和第三麦克风，以及位于中间的第二麦克风；并令第二麦克风位于第一麦克与第三麦克风的正中间，并测量第二麦克风与第一麦克风的间距a。
优选的，根据三个瞬态时间以及三个麦克风的相对位置关系计算声源位置的计算步骤如下：
根据如下公式计算延迟时间：
；/>；
其中，分别为第一麦克风、第二麦克风以及第三麦克风所对应的瞬态时间；
根据如下公式计算声源与第二麦克风的间距：
；
根据如下公式计算声源和第三麦克风相对于第二麦克风的张角：
。
优选的，所述方法还包括瞬时有效判定过程，所述瞬时有效判定过程包括如下步骤：
在测量出瞬态时间后，若计算得：
以及/>成立，其中v为声速，a为所述第二麦克风与所述第一麦克风的间距；
则判定瞬态时间有效，并继续进行声源位置的计算；否则判定瞬态时间无效，并重新进行瞬态时间的测量。
优选的，当测量出角度后，将激光笔指向对应角度方向以指示声源的位置。
优选的，所述激光笔固定于可转动的舵机。
本发明相对于现有技术的优点在于：
1、本发明的测量方法可以直接测量出声源对应的方位，从而利用激光笔直接指向方向，对于只需要了解声源方位的具体情况，本发明方法更加简单实用且直观；
2、本发明测量方法可以测出声源的方位和距离，麦克风布置方式简单易操作，计算公式简洁明了，实用性高；
3、在本发明中，为了更精确地获取声源信号的时刻，采用了两组定时器进行计时。每组定时器包括两个16位定时器，一个用于计数低16位，另一个用于计数高16位。这样，每组定时器可以形成一个32位的瞬态时间序列，从而大大提高了定时器的计时范围和精度。
双定时器方案的优势：
避免寄存器溢出：当一组定时器的计数值超过一半时，系统会立即切换到另一组定时器进行计时。这样，即使在连续的声源信号中，也能够避免因寄存器溢出而导致的计时误差。相比于单组定时器方案，双定时器方案有效地解决了寄存器溢出问题，提高了计时的准确性。
提高系统稳定性：在双定时器方案中，两组定时器可以相互备份，当一组定时器出现问题时，另一组定时器仍然可以正常工作。这样，系统的稳定性和可靠性得到了很大程度的提高。
实时性更强：双定时器方案允许在一组定时器测量过程中，另一组定时器已经开始下一次测量。这意味着系统可以在连续的声源信号中实时进行测量，而无需等待当前测量结束。这样，系统的实时性得到了很大程度的提高。
更高的测量效率：由于两组定时器可以并行工作，系统的测量效率得到了显著提高。在高速连续声源信号的情况下，双定时器方案可以确保每个信号的瞬态时间都被准确地捕获，从而使声源定位结果更为准确和可靠。
4、本发明设置了瞬态时间有效判定的过程，利用三角形两边之差小于第三边的特性，检验瞬态时间的测量是否有效，从而减少了瞬态时间测量出错的情况。其优点在于：
提高准确性：通过有效性判断，可以排除因瞬态时间测量错误导致的声源定位不准确的情况。这样，声源定位结果的准确性得到了很大程度的提高。
减少错误：利用三角形两边之差小于第三边的特性进行有效性判断，可以减少因测量错误导致的声源定位失败的可能性。这样，整个声源定位方法的可靠性得到了提高。
提高测量效率：通过对瞬态时间进行有效性判断，可以避免在无效数据上进行无谓的计算。这样，声源定位过程的计算效率得到了提高，从而使整个定位方法更加高效。
5、本发明采用高速比较器，利用比较器将连续的声源信号转化为方波信号。在这个过程中，首先将麦克风接收到的连续声音信号通过高速放大电路进行放大，随后将放大后的模拟信号输入到高速比较器电路。高速比较器电路通过设定一个参考电压，当输入的模拟信号超过或低于这个参考电压时，比较器的输出会发生跳变。这样，连续的声源信号被转化为具有清晰边缘的方波信号。
接着，当方波信号电平发生变化时，它会触发stm32微控制器的外部中断。stm32微控制器利用瞬态双时间序列法对外部中断的时刻进行测量，从而精确地捕获麦克风接收到声音信号的瞬态时间。
在此基础上，通过计算得到声源与各个麦克风之间的时延数据，进一步结合麦克风的相对位置关系，就能够准确地计算出声源的位置。这种基于瞬态双时间序列触发法的实时声源定位方法实现了快速、准确、实时性高的声源定位。
总之，本发明通过利用高速比较器将连续声源信号转化为方波信号，触发stm32微控制器的外部中断，以获取精确的时延数据，从而实现实时声源定位。
在没有比较器的方案中，通常采用直接采样或阈值检测的方法来获取声源信号的时刻。以下是对比没有比较器的方案与采用比较器方案的优点：
信噪比提高：在没有比较器的方案中，直接采样或阈值检测可能会受到噪声的影响，导致信号的捕获不准确。而采用比较器方案时，经过高速比较器处理后，输出的方波信号具有更清晰的边缘，从而使信号的捕获更为精确，提高了信噪比。
更高的响应速度：高速比较器具有快速响应的特点，能够实时跟踪输入信号的变化。这使得基于比较器的方案能够在声源信号变化迅速的情况下，仍然能够准确地捕获信号的时刻。而在没有比较器的方案中，处理速度可能受到系统性能的限制，导致捕获信号时刻的不准确。
触发灵敏度可调：通过设定比较器的参考电压，可以灵活地调整触发灵敏度。这使得基于比较器的方案能够适应不同强度的声源信号，进一步提高了声源定位的准确性。而在没有比较器的方案中，调整触发灵敏度通常需要修改阈值参数，这可能会引入额外的误差。
抗干扰能力强：高速比较器具有很好的抗干扰能力，能够抑制低频、高频干扰信号，从而使系统更稳定。而在没有比较器的方案中，由于信号直接采样或阈值检测，抗干扰能力相对较差，易受外部干扰影响，导致信号捕获的不准确。
综上所述，采用比较器的方案相对于没有比较器的方案具有信噪比高、响应速度快、触发灵敏度可调、抗干扰能力强等优点，从而提高了实时声源定位的准确性和可靠性。
附图说明
图1是本发明方法中声源位置测量的示意图；
图2是本发明声源定位系统示意图；
图3是本发明高速LVDS触发信号产生模块示意图；
图4是本发明捕捉三个麦克风瞬态时间的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作描述。
1、计算模型构建：
如图1所示，本发明设置3个麦克风阵元参与振源声场位置的定位，第i个麦克风阵元的接收信号可以表示为:
（1）
其中，是第i个麦克风阵元接收到的声音信号,单位为dB；/>是声源信号,单位为dB；/>是第i个麦克风阵元的接收信号相对于振源声场信号的延迟时间,单位为s；是第i个麦克风阵元上接收的噪声,单位为dB。
设中间的第二麦克风为基准阵元，则余下的两个麦克风阵元相对于基准麦克风阵元接收信号的延迟时间可以表示为：
(2)
(3)
其中，分别为第一麦克风和第三麦克风与声源的距离，m；/>为空气中声音的传播速度，m/s；/>分别为第一麦克风、第三麦克风相对于基准麦克风阵元接收信号的延迟时间,s。
根据三角余弦定理，可以得到角度与/>之间的关系：
（4）
（5）
其中，为相邻麦克风阵元之间的距离，单位m；角度/>指声源与第三麦克风相对于第二麦克风的张角，单位度。
联立式(2)-式(5)，可以推导出振源声场中声源与第二麦克风之间的距离为的表达式：
（6）
将式(6)代入式(4)，可以推导出角度的表达式：
（7）
这样当获得麦克风阵元的接收信号相对于振源声场信号的延迟时间，就有利用上面推导的式(6)、(7)对振源声场进行定位。
2、时延估计：
基于时间差算法（TDOA）的声音定位算法主要步骤就是时延估计，即在振源声场中，获取各麦克风接收到声音的时间差。本文利用麦克风阵元，获取振源声场的声音信息。通过高速放大电路，将接收到的声音信号转化成模拟信号并放大，再通过高速LVDS比较器电路，对转化而来的模拟信号进行高速采样，获得声音的低压差分信号，最后再通过LVDS转换电路，将低压差分信号转换成TTL信号。当振源声场持续振动发出声波，就可以得到连续的脉冲信号，利用TTL信号电平变化的瞬间，触发stm32的外部中断，获得麦克风阵元接收到声音信号的瞬态时间，定义该时间为麦克风瞬态时间，记作。
利用高精度的定时器，使之在振源声场出现时同步计时。当stm32的外部中断触发时，麦克风瞬态时间即为外部中断触发的瞬态过程中定时器的计数值与所设置的定时器周期的乘积。通过对麦克风瞬态时间进行范围限制，（根据三角形两边之差小于第三边可知，麦克风阵列的间距除以声速，即可作为相邻的两个麦克风瞬态时间之差的有效范围，以此来判断接收到的3个麦克风瞬态时间是否有效）以确保麦克风阵元接收到的都是振源声场中的同一个声波的声音信息。本文通过三个麦克风阵元来接收外界振源声场的声音信息，当外界振源声场出现时，记三个麦克风阵元的瞬态时间分别记作和。/>。取中间的麦克风阵元为基准阵元，则可获得各麦克风阵元的接收信号相对于振源声场信号的延迟时间:
（8）
（9）
式中，和/>分别是三个麦克风阵元的瞬态时间, s;
把式(8)、(9)带入式(6)、(7)可推导出振源声场的距离、角度/>与麦克风的瞬态时间/>和/>的关系为：
（10）/>（11）
这样，当利用瞬态触发法获得麦克风瞬态时间后，就可以求出麦克风阵元的接收信号相对于振源声场信号的延迟时间，从而可以对振源声场进行定位。
4、双时间序列触发法：
为了更好地实现实时性以及确保长久运行，克服定时器的寄存器溢出而带来的麦克风瞬态时间误差的问题，本文采用双时间序列法来获取时延数据。使用4个16位高精度定时器，构建双时间序列。由于定时器的时钟频率最高可以配置为72M，故所获得的时间差数据可以精确到微秒级别。其中，每两个定时器为一组。同一组的第一个定时器计数值作为低16位，第二个定时器计数值作为高16位。这样每两个定时器即组成一个32位瞬态时间序列。
以第一组定时器为例，第一定时器需要设置成溢出中断，第二定时器则不需要进行任何中断设置。当第一定时器因为寄存器值溢出而进入中断后，第二定时器的计数值加1。当TTL上升沿触发stm32外部中断的瞬间，麦克风瞬态时间如下公式所示：
其中，/>为第一定时器的计数值，/>为第二定时器的计数值，T为设置的定时器周期，/>为麦克风瞬态时间，单位为秒。
当振源声场出现时，第一定时器开始同步计时。此时麦克风瞬态时间为第一定时器的计数值加上第二定时器的计数值×65536，并乘以设置的定时器周期。此时是第一麦克风瞬态时间序列。以此类推。
通过对捕获的麦克风瞬态时间进行判断，当存在一个麦克风瞬态时间大于当前组计时器的最大计时值的一半时，采用第二组定时器进行计时，并清空第一组定时器内的两个定时器的数值。
当第二组定时器也测量到一个瞬态时间大于该组计时器的最大计时值的一半时，清空该组定时器并改用第一组定时器进行测量。
如此往复，即实现了对声源的长久定位，并且克服了定时器的寄存器溢出而带来的麦克风瞬态时间误差的问题。
5、系统设计：
如图2所示，声源定位系统设计共分为三大模块：以高速放大电路、高速LVDS比较器以及LVDS转换电路为核心的高速LVDS触发信号产生模块、以stm32单片机为核心的数据计算处理模块、由舵机、激光笔、LCD屏等一系列显示设备组成的显示模块。利用高速放大电路、高速LVDS比较器电路以及LVDS信号转换电路，将麦克风接收到的声音信号进行滤波、降噪，产生TTL信号。通过stm32捕获麦克风瞬态时间，结合振源声场传播模型，运用时间差（TDOA）声源定位算法获取声源的距离和角度信息。同时由单片机操控舵机以及激光笔，指向声源位置，并显示在LCD屏幕上。
声源定位系统使用LTC6226芯片搭建高速放大电路。这款放大器具有高速、低噪声的轨对轨输出以及单位增益稳定等特点，增益带宽乘积为420MHz，非常适合于需要高动态范围和处理非常快信号的应用。同时采用MAX40025C芯片搭建高速LVDS比较器电路，MAX40025C为单电源供电的高速LVDS比较器，具有280ps传输延迟和25ps过驱动失真的特性，输出级为LVDS (低压差分信号)，有助于最大程度降低功耗，互补输出也有助于抑制各路输出线上的共模噪声。为了使stm32触发外部中断，再利用AM26C32芯片搭建转换电路将LVDS差分信号转换成TTL信号，具体电路图如图3所示。
图3中，共有三路声音数据接收电路，每一路由高速放大电路、高速LVDS比较器电路和信号转换电路构成。其中，电源VCC指3.3V供电。以第一路高速LVDS触发信号产生电路为例，声音放大电路在麦克风两端接上拉电阻R1和地GND，使用一个电容C1过滤掉直流信号，并将声音信号导出。高速放大电路的核心部件为高速运算放大器LTC6226，其正输入+IN接声音信号，负输入-IN与输出OUT接电位器RP1，构成了可以调节放大倍数的功率放大器。经过放大之后的信号，接入高速LVDS比较器。
对于高速LVDS比较器电路，选择负输入端-IN作为参考，当正输入端+IN电压大于负输入端-IN电压时，输出端OUT+与OUT-的差分信号为高电平，反之为低电平。负输入端-IN接有电位器RP2，可以通过调节电位器调节参考电压，用以设置有效声音信号的阈值，以适应不同的外界环境，滤除干扰噪声。
经过高速LVDS比较器电路后，输出的差分声音信号通过并联电阻，分别接入由AM26C32芯片搭建的LVDS转换电路。该电路芯片需要用5V直流电进行供电。同样以第一路高速LVDS触发信号产生电路为例，高速LVDS比较器的输出端OUT+与OUT-通过并联一个电阻R10，分别接入转换电路的1A和1B输入端，从而将LVDS差分信号转换成TTL信号。同时输出端1Y串接稳压二极管，使电压输出更加稳定。经过电阻分压后的声音信号，由stm32外部中断捕获，从而完成声音数据的接收。
数据计算处理模块采用STM32F103ZET6单片机。STM32系列单片机属于一个微控制器，自带了各种常用通信接口，比如USART、I2C、SPI等，可连接非常多的传感器，控制很多的设备。其性能高，而价格较低廉。振源声场声音信号经由高速LVDS触发信号产生模块转换为TTL信号，其上升沿触发stm32外部中断的瞬间，通过双时间序列获取麦克风瞬态时间，如图4所示。利用高速LVDS触发信号产生模块捕获到三个麦克风瞬态时间，以中间麦克风阵元的瞬态时间为基准时间，另外两个麦克风瞬态时间与基准时间作差即可获得时间差数据，再结合建立的振源声场传播模型，计算出声源的距离和角度。
声源定位系统使用HG14-M舵机与激光笔实现追踪功能，它采用的是传统的PWM协议。采用8位AT89C52CPU，其数据分辨率为256，可将其划分为250份。运动时可以外接较大的转动负载，舵机输出扭矩较大，而且抗抖动性很好，电位器的线性度较高，可以位置自锁、位置跟踪。由数据处理模块计算出的角度，将以PWM信号的形式控制舵机转至目标角度。同时，舵机搭载激光笔，激光笔通过串接电阻然后与stm32的GPIO口相连接，当舵机转至计算出的角度后，通过控制GPIO口的电平，开启激光笔照射声源，从而完成声源的追踪与指示。
声源定位系统使用的3.5寸320×480分辨率的LCD屏。在stm32单片机中可直接调用函数在LCD屏上绘图、显示。由数据处理模块计算出的距离、角度，将显示在LCD屏上，并绘制出平面图，即声源在空间平面中的位置。
为了测试系统的声源定位效果，实验中模拟普通教室的声学环境，房间大小为5m×8m×3.5m，周围墙壁未作任何处理。基于振源声场瞬态触发法的声源定位系统架设在离地面大约1m处，振源声场置于麦克风阵列前方法线方向左右各60°共120°范围的扇形区域内，且距离作品不超过2m的任意位置。麦克风阵列间距设置为0.5m。设置振源声场采用频率为500Hz的声源。
实验结果显示，本文提出的瞬态触发方法，距离测量的最大平均相对误差为1.25%，角度测量的最大平均相对误差为1.12%。与其他算法相比，在距离测量上，最大平均相对误差比基于MUSIC算法的对数螺旋阵列的距离测量法小4.10%，比基于广义二次互相关算法的四元麦克风阵列的距离测量法小1.69%；在角度测量上，最大平均相对误差比基于广义互相关算法的六元麦克风阵列的角度测量法小18.68%，比基于广义互相关算法和波束形成算法的角度测量法小4.10%。因此本算法在振源声场中的声源定位误差小，精度高，能够满足声源定位的要求。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于瞬态双时间序列触发法的实时声源定位方法，其特征在于，包括如下步骤：
用三个麦克风接收声源信号；
测量三个麦克风接收到声源信号的瞬态时间，并根据三个瞬态时间以及三个麦克风的相对位置关系计算声源位置；
其中，任一所述瞬态时间的测量方法利用高速LVDS触发信号产生模块实现，所述高速LVDS触发信号产生模块包括高速放大电路、高速LVDS比较器电路以及LVDS转换电路，所述测量方法包括如下步骤：
S1：通过高速放大电路，将麦克风接收到的声音信号转化成模拟信号并放大；
S2：通过高速LVDS比较器电路，对转化而来的模拟信号进行高速采样，获得声音的低压差分信号；
S3：通过LVDS转换电路，将声音的低压差分信号转换成TTL信号，利用TTL信号电平变化的瞬间，触发stm32的外部中断，并利用双时间序列法对stm32的外部中断的时刻进行测量，获得麦克风接收到声音信号的瞬态时间；
其中，所述双时间序列法包括如下步骤：
在所述stm32上设置四个16位高精度定时器，其中，每两个定时器为一组；同一组的第一个定时器计数值作为低16位，第二个定时器计数值作为高16位，从而每组定时器组成一个32位瞬态时间序列；
任意一组定时器包括第一定时器和第二定时器，任意一组定时器进行测量时，将第一定时器设置为溢出中断，当第一定时器因为寄存器值溢出而进入中断后，第二定时器的计数值加一；
在准备测量阶段，先使用其中一组定时器进行测量，测量时，该组定时器中的第一定时器开始计时并通过寄存器值溢出向第二定时器进位，直到stm32外部中断触发时，获得麦克风瞬态时间：
其中，t1为第一第一定时器的计数值，t2为第二定时器的计数值，T为设置的定时器周期，/>为测量到的瞬态时间，单位为秒；
当该组定时器测量到任意一个瞬态时间的数值大于该组定时器可测的最大时间的一半时，清空该组定时器的寄存器，并同时采取另一组定时器进行上述测量过程。
2.根据权利要求1所述基于瞬态双时间序列触发法的实时声源定位方法，其特征在于，将三个麦克风按下述方式摆放：
将三个麦克风排列在一条直线上，依次为位于两侧的第一麦克风和第三麦克风，以及位于中间的第二麦克风；并令第二麦克风位于第一麦克与第三麦克风的正中间，并测量第二麦克风与第一麦克风的间距a。
3.根据权利要求2所述基于瞬态双时间序列触发法的实时声源定位方法，其特征在于，根据三个瞬态时间以及三个麦克风的相对位置关系计算声源位置的计算步骤如下：
根据如下公式计算延迟时间：
；
其中，分别为第一麦克风、第二麦克风以及第三麦克风所对应的瞬态时间；
根据如下公式计算声源与第二麦克风的间距：
；
根据如下公式计算声源和第三麦克风相对于第二麦克风的张角：
。
4.根据权利要求3所述基于瞬态双时间序列触发法的实时声源定位方法，其特征在于，所述方法还包括瞬时有效判定过程，所述瞬时有效判定过程包括如下步骤：
在测量出瞬态时间后，若计算得：
以及/>成立，其中v为声速，a为所述第二麦克风与所述第一麦克风的间距；
则判定瞬态时间有效，并继续进行声源位置的计算；否则判定瞬态时间无效，并重新进行瞬态时间的测量。
5.根据权利要求3所述基于瞬态双时间序列触发法的实时声源定位方法，其特征在于，当测量出角度后，将激光笔指向对应角度方向以指示声源的位置。
6.根据权利要求5所述基于瞬态双时间序列触发法的实时声源定位方法，其特征在于，所述激光笔固定于可转动的舵机。
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