CN117214822A - 平面麦克风阵列声源定位方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

平面麦克风阵列声源定位方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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CN117214822A
CN117214822A CN202311260174.7A CN202311260174A CN117214822A CN 117214822 A CN117214822 A CN 117214822A CN 202311260174 A CN202311260174 A CN 202311260174A CN 117214822 A CN117214822 A CN 117214822A
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planar
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孙志强
罗志义
霍亚
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Shibang Communication Co ltd
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Abstract

本申请公开了一种平面麦克风阵列声源定位方法、装置、设备及存储介质，属于声学定位技术领域。所述方法包括步骤：以任一平面麦克风阵列为参考阵列，确定直角坐标系；确定声源对于各个平面麦克风阵列的二维定位结果；利用所述坐标系和所述二维定位结果，确定各个平面麦克风阵列之间的目标几何关系；利用所述目标几何关系，确定目标矩阵以得到声源的三维定位结果。通过本申请中的平面麦克风阵列声源定位方法，在确保声源三维定位的精确性的同时大幅提升了声源三维定位的效率。

Description

平面麦克风阵列声源定位方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本申请涉及声学定位技术领域，尤其涉及一种平面麦克风阵列声源定位方法、装置、设备及计算机可读存储介质。
背景技术
声源定位指的就是定位声源的位置，最常见的便是人耳的声源定位，而在实际的应用场景中，还可以利用多个麦克风在测量不同位置点对声源进行测量
对于平面波声源，一般的平面麦克风阵列(以下简称“平面阵列”)由于缺少一个维度的信息，只能对声源方向进行定位，即只能给出方位角和俯仰角信息，无法给出准确的距离信息。如果要给出三维信息，必须利用立体阵列，即要求麦克风在XYZ三个轴向都有分布。
但是，这种三维阵列定位方法如果要进行距离估计，需要预先知道距离的区间范围，这样才能够缩小搜索范围，否则会导致很大的计算量。所以目前的三维阵列定位方法存在计算成本较高的技术缺陷，而如果可以通过平面阵列得到声源的三维信息，则能够较大地较少计算成本。
有鉴于此，急需一种新的技术方案来解决上述技术问题。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种平面麦克风阵列声源定位方法、装置、设备及计算机可读存储介质，旨在解决三维麦克风阵列声源定位效率较低的技术问题。
为实现上述目的，本申请提供一种平面麦克风阵列声源定位方法，所述方法应用于多个平面麦克风阵列；所述方法包括以下步骤：
以任一平面麦克风阵列为参考阵列，确定直角坐标系；
确定声源对于各个平面麦克风阵列的二维定位结果；
利用所述坐标系和所述二维定位结果，确定各个平面麦克风阵列之间的目标几何关系；
利用所述目标几何关系，确定目标矩阵以得到声源的三维定位结果。
可选地，所述以任一平面麦克风阵列为参考阵列，确定直角坐标系的步骤，包括：
以任一平面麦克风阵列为参考阵列，将参考阵列对应的位置坐标确定为原点；参考阵列设定为第0个平面麦克风阵列；
将各个平面麦克风阵列对应的位置坐标确定为(xi,yi,zi)，i＝0,1,...,n-1。
可选地，所述确定声源对于各个平面麦克风阵列的二维定位结果的步骤，包括：
获取声源对于各个平面麦克风阵列的方位角φ和俯仰角θ；
基于方位角φ和俯仰角θ，确定二维定位结果为(θi,φi)，i＝0,1,...,n-1。
可选地，所述利用所述坐标系和所述二维定位结果，确定各个平面麦克风阵列之间的目标几何关系的步骤，包括：
确定声源坐标为(xs,ys,zs)，并利用所述坐标系和所述二维定位结果，确定各个平面麦克风阵列之间的目标几何关系为：
其中/>
可选地，所述利用所述目标几何关系，确定目标矩阵以得到声源的三维定位结果的步骤，包括：
在各个平面麦克风阵列之间高度差小于预设差值的情况下，将所述目标几何关系转换为目标矩阵：
利用A计算得到B，并对B中的开平方以得到声源的三维定位结果。
可选地，所述利用所述目标几何关系，确定目标矩阵以得到声源的三维定位结果的步骤，包括：
在各个平面麦克风阵列之间高度差大于或等于预设差值的情况下，将所述目标几何关系转换为目标矩阵：
利用所述目标矩阵，求解极值以得到声源的三维定位结果。
可选地，所述利用所述目标矩阵，求解极值以得到声源的三维定位结果的步骤，包括：
确定所述目标矩阵的多元函数：
F(xs，ys，zs)＝||AB-R||2，其中，符号表示范数运算；
极小化所述多元函数以得到声源的三维定位结果。
此外，为实现上述目的，本申请还提供一种平面麦克风阵列声源定位装置，所述平面麦克风阵列声源定位装置包括：
坐标生成模块，用于以任一平面麦克风阵列为参考阵列，确定直角坐标系；
二维定位模块，用于确定各个平面麦克风阵列对于声源的二维定位结果，并确定各个平面麦克风阵列之间的目标几何关系；
三维定位模块，用于利用所述二维定位结果和所述目标几何关系，确定目标矩阵以得到声源的三维定位结果。
本申请还提供一种平面麦克风阵列声源定位设备，包括处理器、存储器、以及存储在所述存储器上的可被所述处理器执行的平面麦克风阵列声源定位程序，其中，所述平面麦克风阵列声源定位程序被所述处理器执行时，实现如上所述的平面麦克风阵列声源定位方法的步骤。
本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有平面麦克风阵列声源定位程序，其中，所述平面麦克风阵列声源定位程序被处理器执行时，实现如上所述的平面麦克风阵列声源定位方法的步骤。
本申请技术方案中的平面麦克风阵列声源定位方法，通过以任一平面麦克风阵列为参考阵列，确定直角坐标系；确定声源对于各个平面麦克风阵列的二维定位结果；利用所述坐标系和所述二维定位结果，确定各个平面麦克风阵列之间的目标几何关系；利用所述目标几何关系，确定目标矩阵以得到声源的三维定位结果。实现了基于多个分布式平面麦克风阵列获取到声源的包括方位角、俯仰角以及距离在内的三维定位信息，运算量相较于立体麦克风阵列得到了大幅降低，提升了声源三维定位的效率。并且取得的三维定位结果经测试检验十分接近真值，确保了声源三维定位的精确性。
附图说明
图1为本申请实施例方案涉及的平面麦克风阵列声源定位设备的硬件运行环境的结构示意图；
图2为本申请平面麦克风阵列声源定位方法第一实施例的流程示意图；
图3为本申请平面麦克风阵列声源定位方法涉及的平面阵列示意图；
图4为本申请平面麦克风阵列声源定位方法涉及的声源二维位置示意图；
图5为本申请平面麦克风阵列声源定位方法一实施例涉及的阵列几何关系示意图；
图6为本申请平面麦克风阵列声源定位方法另一实施例涉及的阵列几何关系示意图；
图7为本申请平面麦克风阵列声源定位装置的框架结构示意图。
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请实施例提出一种平面麦克风阵列声源定位设备，该平面麦克风阵列声源定位设备可以为麦克风设备。
如图1所示，图1是本申请实施例方案涉及的平面麦克风阵列声源定位设备的硬件运行环境的结构示意图。
如图1所示，该平面麦克风阵列声源定位设备可以包括：处理器1001，例如CPU，通信总线1002，用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示器(Display)、输入单元比如控制面板，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WIFI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括平面麦克风阵列声源定位程序。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的硬件结构并不构成对设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
继续参照图1，图1中作为一种计算机可读存储介质的存储器1005可以包括操作装置、用户接口模块、网络通信模块以及平面麦克风阵列声源定位程序。
在图1中，网络通信模块主要用于连接服务器，与服务器进行数据通信；而处理器1001可以调用存储器1005中存储的平面麦克风阵列声源定位程序，并执行以下操作：
以任一平面麦克风阵列为参考阵列，确定直角坐标系；
确定声源对于各个平面麦克风阵列的二维定位结果；
利用所述坐标系和所述二维定位结果，确定各个平面麦克风阵列之间的目标几何关系；
利用所述目标几何关系，确定目标矩阵以得到声源的三维定位结果。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的平面麦克风阵列声源定位程序，还执行以下操作：
以任一平面麦克风阵列为参考阵列，将参考阵列对应的位置坐标确定为原点；参考阵列设定为第0个平面麦克风阵列；
将各个平面麦克风阵列对应的位置坐标确定为(xi,yi,zi)，i＝0,1,...,n-1。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的平面麦克风阵列声源定位程序，还执行以下操作：
获取声源对于各个平面麦克风阵列的方位角φ和俯仰角θ；
基于方位角φ和俯仰角θ，确定二维定位结果为(θi,φi)，i＝0,1,...,n-1。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的平面麦克风阵列声源定位程序，还执行以下操作：
确定声源坐标为(xs,ys,zs)，并利用所述坐标系和所述二维定位结果，确定各个平面麦克风阵列之间的目标几何关系为：
其中/>
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的平面麦克风阵列声源定位程序，还执行以下操作：
在各个平面麦克风阵列之间高度差小于预设差值的情况下，将所述目标几何关系转换为目标矩阵：
利用A计算得到B，并对B中的开平方以得到声源的三维定位结果。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的平面麦克风阵列声源定位程序，还执行以下操作：
在各个平面麦克风阵列之间高度差大于或等于预设差值的情况下，将所述目标几何关系转换为目标矩阵：
利用所述目标矩阵，求解极值以得到声源的三维定位结果。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的平面麦克风阵列声源定位程序，还执行以下操作：
确定所述目标矩阵的多元函数：
F(xs，ys，zs)＝||AB-R||2，其中，符号表示范数运算；
极小化所述多元函数以得到声源的三维定位结果。
基于上述平面麦克风阵列声源定位设备的硬件结构，提出本申请平面麦克风阵列声源定位方法的各个实施例。
本申请实施例提供一种平面麦克风阵列声源定位方法。
请参照图2，图2为本申请平面麦克风阵列声源定位方法第一实施例的流程示意图；在本申请第一实施例中，所述方法应用于多个平面麦克风阵列；所述平面麦克风阵列声源定位方法包括以下步骤：
步骤S10，以任一平面麦克风阵列为参考阵列，确定直角坐标系；
对于平面麦克风阵列，可以表现为如图3所示的各种形式，每个圆形表示单独的麦克风。其还可以表现为除此之外的其他平面形式，在此不作限制。
可以看到单个平面麦克风阵列只在两个维度(可以定义为X、Y)上有麦克风，只能获取到声源的方向信息，即方位角φ和俯仰角θ，如图4所示。
以共有n个平面麦克风阵列为例，其法线方向都与Z轴方向平行，即麦克风均分布在XOY平面上。为了便于描述，将各平面麦克风阵列编号为i,i＝0,1,...,n-1。
具体地，所述步骤S10，包括：
以任一平面麦克风阵列为参考阵列，将参考阵列对应的位置坐标确定为原点；参考阵列设定为第0个平面麦克风阵列；
将各个平面麦克风阵列对应的位置坐标确定为(xi,yi,zi)，i＝0,1,...,n-1。
请参照图5和图6进行说明：不失一般性的可以将任一平面麦克风阵列作为0号平面麦克风阵列，也即参考阵列，各个平面麦克风阵列对应的位置坐标可以确定表示为(xi,yi,zi)，参考阵列对应的原点坐标为(0,0,0)，由此建立起多个平面麦克风阵列之间的直角坐标系。
以及还可以定义声源坐标为(xs,ys,zs)，显然zs就是声源相对于所有平面麦克风阵列的高度(距离)。
步骤S20，确定声源对于各个平面麦克风阵列的二维定位结果；
这里的二维定位结果指的是方位角和俯仰角，这两项参数可以通过时差法得到，由于不是本申请的重点，在此不作过多说明。
具体地，所述步骤S20，包括：
获取声源对于各个平面麦克风阵列的方位角φ和俯仰角θ；
基于方位角φ和俯仰角θ，确定二维定位结果为(θi,φi)，i＝0,1,...,n-1。
当有声源出现时，各平面麦克风阵列的二维定位结果为(θi,φi)。
步骤S30，利用所述坐标系和所述二维定位结果，确定各个平面麦克风阵列之间的目标几何关系；
以图5为例，在各平面麦克风阵列在地面上的安装高度是一致的情况下(小于预设差值)，各平面麦克风阵列之间的几何关系可以表示为：
整理可得
其中/>
对于图6，对于各平面麦克风阵列在地面上的安装高度不一致(大于或等于预设差值)，参照上述情况，各平面麦克风阵列之间的几何关系可以表示为：
其中/> 该几何关系通用于上述高度一致和不一致两种情况。
也即具体地，所述步骤S30，包括：
确定声源坐标为(xs,ys,zs)，并利用所述坐标系和所述二维定位结果，确定各个平面麦克风阵列之间的目标几何关系为：
其中/>
步骤S40，利用所述目标几何关系，确定目标矩阵以得到声源的三维定位结果。
将目标几何关系转换为对应的目标矩阵形式，进而对目标矩阵求解从而得到声源的三维定位结果。
在一具体实施例中，所述步骤S40，包括：
在各个平面麦克风阵列之间高度差小于预设差值的情况下，将所述目标几何关系转换为目标矩阵：
利用A计算得到B，并对B中的开平方以得到声源的三维定位结果。
这里AB＝R。请参照图5，在该实施例中，可以认为是各平面麦克风阵列距离地面的安装高度基本是一致的，平面阵列i,i＝1,2,...,n-1的原点在定位系统(相对于参考平面阵列)中的坐标为(xi,yi,0)。
当n＝4时，也即当矩阵A是满秩矩阵时(通过各平面阵列的布局，很容易满足这个条件)，即可直接求解得到B＝A-1R；
当n>4时，利用最小二乘法可得B＝(ATA)-1ATR。这样得到的结果是对第三个元素/>开平方，根据实际情况，即可得到最终的三维定位结果。
需要指出的是，这里的预设差值可以基于实际需要进行设定，比如5mm～10mm，在此不做限制。
在另一具体实施例中，所述步骤S40，包括：
在各个平面麦克风阵列之间高度差大于或等于预设差值的情况下，将所述目标几何关系转换为目标矩阵：
利用所述目标矩阵，求解极值以得到声源的三维定位结果。
由于地面不平等原因，各平面麦克风阵列高度可能不一致，但法线方向保持与参考坐标系Z轴平行(这个条件很容易满足，可以通过陀螺仪等方式实现)。仍然以0号平面阵列坐标系作为参考坐标系，则各阵列的布局示意如图6所示。
这里AB＝R。可以利用目标矩阵定义多元函数，进而求解多元函数极值的方式得到声源的三维定位结果。
具体地，所述利用所述目标矩阵，求解极值以得到声源的三维定位结果的步骤，包括：
确定所述目标矩阵的多元函数：
F(xs，ys，zs)＝||AB-R||2，其中，符号表示范数运算；
极小化所述多元函数以得到声源的三维定位结果。
通过极小化多元函数，即可求得声源的三维位置。有很多种多元函数求极值的方法，如梯度下降法、牛顿法等，这些都属于基础的规则，在此不做过多说明。关键环节在于初始值的选择，可假设所有的平面麦克风阵列都位于同一平面，也即同一高度。首先利用第一种高度一致的情况估计出声源初步位置，以此作为梯度下降法的初始值，然后开始逐步迭代计算即可。
如果各平面麦克风阵列的高度差相差不大，那么初始值会非常接近于真实值，迭代求解过程会非常快，很容易收敛到真实值。如果各平面麦克风阵列的高度基本一致，那么初始值就认为是真实值，求解过程更加高效。相比较三维麦克风阵列定位声源的方式，本申请获取声源时的运算量正如上述所示，整个运算过程十分简单，可以做到更高效地运算以获取到准确的声源位置信息。并且本申请还提供了一种基于平面麦克风阵列获得声源三维定位的新手段和新方案。
为了检验本申请的实际效果，做了一些试验，以其中的一次试验为例：
共有5个平面麦克风阵列，0号阵列为参考阵列，各平面麦克风阵列原点的坐标如下表1所示：
表1
声源位置为(3,4,5)，利用第一种情况下的公式估计初值，得到初值为(4.54,3.55.3.08)，与真实值已经比较接近。以此为初值，利用梯度下降法，经过5次迭代，即得到最优解(3.01,3.92,4.91)，与真实值非常接近，声源的三维定位结果已经属于非常精确的程度。
本申请技术方案中的平面麦克风阵列声源定位方法，通过以任一平面麦克风阵列为参考阵列，确定直角坐标系；确定声源对于各个平面麦克风阵列的二维定位结果；利用所述坐标系和所述二维定位结果，确定各个平面麦克风阵列之间的目标几何关系；利用所述目标几何关系，确定目标矩阵以得到声源的三维定位结果。实现了基于多个分布式平面麦克风阵列获取到声源的包括方位角、俯仰角以及距离在内的三维定位信息，运算量相较于立体麦克风阵列得到了大幅降低，提升了声源三维定位的效率。并且取得的三维定位结果经测试检验十分接近真值，确保了声源三维定位的精确性。
此外，参照图7，图7为本申请平面麦克风阵列声源定位装置的框架结构示意图。本申请还提出一种平面麦克风阵列声源定位装置，所述平面麦克风阵列声源定位装置包括：
坐标生成模块A10，用于以任一平面麦克风阵列为参考阵列，确定直角坐标系；
二维定位模块A20，用于确定声源对于各个平面麦克风阵列的二维定位结果；利用所述坐标系和所述二维定位结果，确定各个平面麦克风阵列之间的目标几何关系；
三维定位模块A30，用于利用所述目标几何关系，确定目标矩阵以得到声源的三维定位结果。
可选地，所述坐标生成模块A10，还用于：
以任一平面麦克风阵列为参考阵列，将参考阵列对应的位置坐标确定为原点；参考阵列设定为第0个平面麦克风阵列；
将各个平面麦克风阵列对应的位置坐标确定为(xi,yi,zi)，i＝0,1,...,n-1。
可选地，所述二维定位模块A20，还用于：
获取声源对于各个平面麦克风阵列的方位角φ和俯仰角θ；
基于方位角φ和俯仰角θ，确定二维定位结果为(θi,φi)，i＝0,1,...,n-1。
可选地，所述二维定位模块A20，还用于：
确定声源坐标为(xs,ys,zs)，并利用所述坐标系和所述二维定位结果，确定各个平面麦克风阵列之间的目标几何关系为：
其中/>
可选地，所述三维定位模块A30，还用于：
在各个平面麦克风阵列之间高度差小于预设差值的情况下，将所述目标几何关系转换为目标矩阵：
利用A计算得到B，并对B中的开平方以得到声源的三维定位结果。
可选地，所述三维定位模块A30，还用于：
在各个平面麦克风阵列之间高度差大于或等于预设差值的情况下，将所述目标几何关系转换为目标矩阵：
利用所述目标矩阵，求解极值以得到声源的三维定位结果。
可选地，所述三维定位模块A30，还用于：
确定所述目标矩阵的多元函数：
F(xs，ys，zs)＝||AB-R||2，其中，符号表示范数运算；
极小化所述多元函数以得到声源的三维定位结果。
本申请的平面麦克风阵列声源定位装置具体实施方式与上述平面麦克风阵列声源定位方法各实施例基本相同，在此不再赘述。
此外，本申请还提供一种计算机可读存储介质。本申请计算机可读存储介质上存储有平面麦克风阵列声源定位程序，其中，平面麦克风阵列声源定位程序被处理器执行时，实现如上述的平面麦克风阵列声源定位方法的步骤。
其中，平面麦克风阵列声源定位程序被执行时所实现的方法可参照本申请平面麦克风阵列声源定位方法的各个实施例，此处不再赘述。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(装置)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本申请可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
以上所述仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是在本申请的发明构思下，利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种平面麦克风阵列声源定位方法，其特征在于，所述方法应用于多个平面麦克风阵列；所述方法包括以下步骤：
以任一平面麦克风阵列为参考阵列，确定直角坐标系；
确定声源对于各个平面麦克风阵列的二维定位结果；
利用所述坐标系和所述二维定位结果，确定各个平面麦克风阵列之间的目标几何关系；
利用所述目标几何关系，确定目标矩阵以得到声源的三维定位结果。
2.根据权利要求1所述的平面麦克风阵列声源定位方法，其特征在于，所述以任一平面麦克风阵列为参考阵列，确定直角坐标系的步骤，包括：
以任一平面麦克风阵列为参考阵列，将参考阵列对应的位置坐标确定为原点；参考阵列设定为第0个平面麦克风阵列；
将各个平面麦克风阵列对应的位置坐标确定为(xi,yi,zi)，i＝0,1,...,n-1。
3.根据权利要求2所述的平面麦克风阵列声源定位方法，其特征在于，所述确定声源对于各个平面麦克风阵列的二维定位结果的步骤，包括：
获取声源对于各个平面麦克风阵列的方位角φ和俯仰角θ；
基于方位角φ和俯仰角θ，确定二维定位结果为(θi,φi)，i＝0,1,...,n-1。
4.根据权利要求3所述的平面麦克风阵列声源定位方法，其特征在于，所述利用所述坐标系和所述二维定位结果，确定各个平面麦克风阵列之间的目标几何关系的步骤，包括：
确定声源坐标为(xs,ys,zs)，并利用所述坐标系和所述二维定位结果，确定各个平面麦克风阵列之间的目标几何关系为：
其中/>
5.根据权利要求4所述的平面麦克风阵列声源定位方法，其特征在于，所述利用所述目标几何关系，确定目标矩阵以得到声源的三维定位结果的步骤，包括：
在各个平面麦克风阵列之间高度差小于预设差值的情况下，将所述目标几何关系转换为目标矩阵：
利用A计算得到B，并对B中的开平方以得到声源的三维定位结果。
6.根据权利要求4所述的平面麦克风阵列声源定位方法，其特征在于，所述利用所述目标几何关系，确定目标矩阵以得到声源的三维定位结果的步骤，包括：
在各个平面麦克风阵列之间高度差大于或等于预设差值的情况下，将所述目标几何关系转换为目标矩阵：
利用所述目标矩阵，求解极值以得到声源的三维定位结果。
7.根据权利要求6所述的平面麦克风阵列声源定位方法，其特征在于，所述利用所述目标矩阵，求解极值以得到声源的三维定位结果的步骤，包括：
确定所述目标矩阵的多元函数：
F(xs，ys，zs)＝||AB-R||2，其中，符号表示范数运算；
极小化所述多元函数以得到声源的三维定位结果。
8.一种平面麦克风阵列声源定位装置，其特征在于，所述平面麦克风阵列声源定位装置包括：
坐标生成模块，用于以任一平面麦克风阵列为参考阵列，确定直角坐标系；
二维定位模块，用于确定声源对于各个平面麦克风阵列的二维定位结果；利用所述坐标系和所述二维定位结果，确定各个平面麦克风阵列之间的目标几何关系；
三维定位模块，用于利用所述目标几何关系，确定目标矩阵以得到声源的三维定位结果。
9.一种平面麦克风阵列声源定位设备，其特征在于，所述平面麦克风阵列声源定位设备包括处理器、存储器、以及存储在所述存储器上的可被所述处理器执行的平面麦克风阵列声源定位程序，其中，所述平面麦克风阵列声源定位程序被所述处理器执行时，实现根据权利要求1至7中任一项所述的平面麦克风阵列声源定位方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有平面麦克风阵列声源定位程序，其中，所述平面麦克风阵列声源定位程序被处理器执行时，实现根据权利要求1至7中任一项所述的平面麦克风阵列声源定位方法的步骤。
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