专利名称：多声测阵列定位跟踪系统坐标角度值标定方法
技术领域：
本发明涉及声测阵列定位跟踪系统领域，更具体地说，涉及ー种多声测阵列定位跟踪系统坐标角度值标定方法。
背景技术：
声测阵列定位跟踪系统是指通过由多个声音传感器组成的阵列采集声音信号，通过对不同声音传感器所接收的声音信号进行分析，以定位声音信号源的坐标。目前，声测阵列定位跟踪系统中，包括采用麦克风阵列的方式，麦克风阵列是指 由若干麦克风作为声音传感器在空间不同位置上组成的阵列，然后，通过基于TDOA(timedifference of arrival,声达时间差)的定位计算方法,计算声音信号源的坐标。在声测定位跟踪系统中，需要阵列严格的坐标与角度的标定，才能保证输出的结果准确。在现有技术中，目前在阵列标定的应用领域中，通常采用水准仪等设备进行角度、距离的标定，这种方式下，由于需要手动测量，所以对硬件成本和操作技术都有较高的要求。由此，目前需要一种自动的多声测阵列定位跟踪系统坐标角度值标定方法，以降低在标定多声测阵列定位跟踪系统坐标角度值时的硬件成本和操作难度。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种多声测阵列定位跟踪系统坐标角度值标定方法，以降低在标定多声测阵列定位跟踪系统坐标角度值时的硬件成本和操作难度。本发明实施例是这样实现的一种多声测阵列定位跟踪系统坐标角度值标定方法，包括预设不少于两个已知坐标的声源；获取每个声源与需要标定的声测阵列之间的阵列角度的数学模型；通过每个声测阵列与已知坐标的声源的数学模型，计算获取每个声测阵列的坐标；获取每个声测阵列与所述坐标的X轴正方向的夹角。优选的，在本发明实施例中，所述获取每个已知坐标的声源与需要标定的声测阵列之间的阵列角度的数学模型，具体包括设有η个已知坐标的声源以及N个声测阵列；每个声测阵列包括M个窄带信号入射，设已知坐标的声源的坐标为(Aj, Bj) (j = 1,2,..., Μ);声测阵列的中心坐标为(Xi, Yi)(i = 1,2, . . . , N);声测阵列与所述坐标的X轴正方向的夹角为Θ i (i = I. . . N)；所述数学模型为
B -γ=arctan^- + ^- +nt, i = 1,2, · · · , N ;
-Aj公式中，α ^为第η个已知坐标的声源在各个声测阵列的角度定位结果；Iii为角度定位结果的统计信息中的高斯噪声。
优选的，在本发明实施例中，所述通过每个声测阵列与已知坐标的声源的数学模型，计算获取每个声测阵列的坐标；获取每个声测阵列与所述坐标的X轴正方向的夹角，具体包括通过最大似然函数，得到在已知阵列声源角度情况下的需标定的向量的后验概率密度函数及其乘积作为代价函数，所述代价函数最优解为使得该代价函数取得最大值的ー组解。优选的，在本发明实施例中，所述最大似然估计函数为
权利要求
1.一种多声测阵列定位跟踪系统坐标角度值标定方法，其特征在于，包括 预设不少于两个已知坐标的声源； 获取每个声源与需要标定的声测阵列之间的阵列角度的数学模型； 通过每个声测阵列与已知坐标的声源的数学模型，计算获取每个声测阵列的坐标；获取每个声测阵列与所述坐标的X轴正方向的夹角。
2.根据权利要求I所述标定方法，其特征在于，所述获取每个已知坐标的声源与需要标定的声测阵列之间的阵列角度的数学模型，具体包括 设有η个已知坐标的声源以及N个声测阵列；每个声测阵列包括M个窄带信号入射，设已知坐标的声源的坐标为(Aj, Bj) (j = 1,2, , Μ);声测阵列的中心坐标为(Xi, Yi) (i = 1,2,... ,N);声测阵列与所述坐标的X轴正方向的夹角为QiQ = LuN)； 所述数学模型为
3.根据权利要求2所述标定方法，其特征在于，所述通过每个声测阵列与已知坐标的声源的数学模型，计算获取每个声测阵列的坐标；获取每个声测阵列与所述坐标的X轴正方向的夹角，具体包括 通过最大似然函数，得到在已知阵列声源角度情况下的需标定的向量的后验概率密度函数及其乘积作为代价函数，所述代价函数最优解为使得该代价函数取得最大值的ー组解。
4.根据权利要求3所述标定方法，其特征在于，所述最大似然估计函数为
5.根据权利要求4所述标定方法，其特征在于，所述代价函数最优解的获取具体为 采用粒子群优化算法。
6.根据权利要求4所述标定方法，其特征在于，所述代价函数最优解的获取具体为采用退火算法。
7.根据权利要求4所述标定方法，其特征在于，所述代价函数最优解的获取具体为采用遗传算法。
全文摘要
本实施例公开了一种多声测阵列定位跟踪系统坐标角度值标定方法，包括预设不少于两个已知坐标的声源；获取每个声源与需要标定的声测阵列之间的阵列角度的数学模型；通过每个声测阵列与已知坐标的声源的数学模型，计算获取每个声测阵列的坐标；获取每个声测阵列与所述坐标的X轴正方向的夹角。本实施例通过每个声源与需要标定的声测阵列之间的阵列角度的数学模型，从而可以确定每个声源与需要标定的声测阵列之间的阵列角度，经计算可以获取每个声测阵列的坐标及每个声测阵列与所述坐标的X轴正方向的夹角。由于本实施例避免了相关的测量工具和人工操作，进而降低了在标定多声测阵列定位跟踪系统坐标角度值时的硬件成本和操作难度。
文档编号G01S5/18GK102854493SQ20111017590
公开日2013年1月2日 申请日期2011年6月27日 优先权日2011年6月27日
发明者余志军, 杨宇卓, 马润泽, 吕政 , 何风行 申请人:无锡物联网产业研究院