一种声源定位系统及方法与流程

技术特征：

1.一种声源定位系统，其特征在于，包括：

声音采集模块，与信息处理模块相连，用于对系统周围的声音信号进行采集，并将采集到的声音信号发送给所述信息处理模块；

信息处理模块，与声源信息输出模块相连，用于对所述声音采集模块发送来的声音信号基于预设算法进行处理，得到所述声音信号的声源位置信息，并将所述声源位置信息发送给所述声源信息输出模块；

声源信息输出模块，与电子执行设备或者音频接收设备相连，用于将所述信息处理模块发送来的声源位置信息转换为电子执行设备能够识别的电子脉冲信号，并将所述电子脉冲信号发送给对应的电子执行设备，或者将所述声源位置信息转换为音频信号，并将所述音频信号发生给音频接收设备。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述声音采集模块包括：

至少四个声音传感器和一个声音处理器，所述声音传感器用于采集系统周围的声音信号，所述声音处理器用于采集所述至少四个声音传感器感应到声音信号的感应时间差；

对应地，所述声音采集模块具体用于将所述声音信号和所述感应时间差发送给所述信息处理模块。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述声音处理器具体用于：

通过物理中断计时的方法采集所述至少四个声音传感器感应到声音信号的感应时间差。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述信息处理模块具体用于：

通过如下公式计算声源的方位角，仰角和与参考点之间的距离：

$tan\mathrm{\θ}=\frac{d_{31}+d_{42}}{d_{31}-d_{42}}$

$r=\frac{2H^2+d_{41}^2+d_{21}^2-d_{31}^2}{2(d_{31}-d_{41}-d_{21})}$

d₂₁＝u*T₂₁；d₃₁＝u*T₃₁；d₄₁＝u*T₄₁；d₄₂＝u*T₄₂

其中，θ是声源的方位角，是声源的仰角，r是声源与参考点之间的距离，第一声音传感器的坐标值为A1(L,L,0)，第二声音传感器的坐标值为A2(-L,L,H)，第三声音传感器的坐标值为A3(-L,-L,0)，第四声音传感器的坐标值为A4(L,-L,H)，u是声音的传播速度，T₂₁是第二声音传感器与第一声音传感器测得声音信号的时间差，T₃₁是第三声音传感器与第一声音传感器测得声音信号的时间差，T₄₁是第四声音传感器与第一声音传感器测得声音信号的时间差；T₄₂是第四声音传感器与第二声音传感器测得声音信号的时间差。

5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述信息处理模块还用于：

滤掉设定距离之内的声源位置信息。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：所述信息处理模块还用于：

通过与预存声源类型信息进行比对，识别所述声音采集模块采集到的声音信号对应的声源类型，并将所述声源类型发送给所述声源信息输出模块。

7.一种声源定位方法，其特征在于，应用权利要求1-6任一所述的定位系统，所述方法包括：

通过声音传感器测得声音信号；

通过声音处理器记录声音处理器采集到的各声音传感器感应到声音信号的感应时间差；

通过信息处理模块根据所述声音传感器的安装位置坐标值以及所述感应时间差计算所述声音信号对应的声源位置信息；

通过声源信息输出模块将所述声源位置信息转换为电子执行设备能够识别的电子脉冲信号，并将所述电子脉冲信号发送给对应的电子执行设备，或者将所述声源位置信息转换为音频信号，并将所述音频信号发生给音频接收设备。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述通过信息处理模块根据所述声音传感器的安装位置坐标值以及所述感应时间差计算所述声音信号对应的声源位置信息之后，还包括：

通过信息处理模块滤掉设定距离之内的声源位置信息；

通过信息处理模块识别所述声音信号对应的声源类型。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述通过声音处理器记录声音处理器采集到的各声音传感器感应到声音信号的感应时间差包括：

通过物理中断计时的方法采集各声音传感器感应到声音信号的感应时间差。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述通过信息处理模块根据所述声音传感器的安装位置坐标值以及所述感应时间差计算所述声音信号对应的声源位置信息包括：

通过如下公式计算声源的方位角，仰角和与参考点之间的距离：

$tan\mathrm{\θ}=\frac{d_{31}+d_{42}}{d_{31}-d_{42}}$

$r=\frac{2H^2+d_{41}^2+d_{21}^2-d_{31}^2}{2(d_{31}-d_{41}-d_{21})}$

d₂₁＝u*T2₁；d₃₁＝u*T₃₁；d₄₁＝u*T₄₁；d₄₂＝u*T₄₂

其中，θ是声源的方位角，是声源的仰角，r是声源与参考点之间的距离，第一声音传感器的坐标值为A1(L,L,0)，第二声音传感器的坐标值为A2(-L,L,H)，第三声音传感器的坐标值为A3(-L,-L,0)，第四声音传感器的坐标值为A4(L,-L,H)，u是声音的传播速度，T₂₁是第二声音传感器与第一声音传感器测得声音信号的时间差，T₃₁是第三声音传感器与第一声音传感器测得声音信号的时间差，T₄₁是第四声音传感器与第一声音传感器测得声音信号的时间差；T₄₂是第四声音传感器与第二声音传感器测得声音信号的时间差。