枪声定位方法及其定位系统与流程

1.本发明涉及声源定位技术领域，特指一种枪声定位方法及其定位系统。


背景技术：

2.在中国境内有4000多个保护区，目前仍然存在持枪盗猎的现象，因为保护区面积较大，通过人为判断枪声的位置，误差性较大，无法准确的判断出盗猎者的具体位置，造成盗猎追捕的失败。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种枪声定位方法及其定位系统，以解决现有通过人为判断无法准确的判断出盗猎者的具体位置的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供了一种枪声定位方法，包括如下步骤：
5.提供采集设备，将若干个所述采集设备间隔地布设于监测区域内，通过所述采集设备实时采集周围的声音以形成对应的音频数据；
6.识别所采集的音频数据中是否含有枪声；
7.若所采集的音频数据中含有枪声，获取枪声识别时刻；
8.根据识别到枪声的采集设备的位置和枪声识别时刻，利用tdoa定位算法技术计算出枪声的声源位置；
9.发送包括有所述枪声的声源位置的提醒信息。
10.本发明通过在监测区域内设若干个置采集设备以使所有的采集设备的采集范围覆盖整个监测区域，通过采集设备实时地采集周围的声音并形成音频数据，识别所采集的音频数据中是否含有枪声，若识别到枪声则获取枪声识别时刻，根据识别到枪声的采集设备的位置和枪声识别时刻，利用tdoa定位算法技术计算出枪声的声源位置，并发送枪声的声源位置的提醒信息，以迅速、准确地为保护区的工作人员提供枪声的声源位置的提醒信息，从而便于工作人员迅速的采取追捕行动，提高了盗猎追捕的成功率，通过智能地对监测区域内枪声的实时监控，避免了人为监控的费时费力，还容易出错的问题。
11.本发明枪声定位方法的进一步改进在于，
12.所提供的采集设备包括呈阵列分布的四个麦克风；
13.在计算枪声的声源位置时，根据四个所述麦克风的位置和枪声识别时间进行枪声的声源位置的计算。
14.本发明枪声定位方法的进一步改进在于，还包括：
15.判断计算出的各个枪声的声源位置是否位于一设定范围内；
16.从同一设定范围内选取一枪声的声源位置发送提醒信息。
17.本发明枪声定位方法的进一步改进在于，
18.所提供的采集设备包括一个麦克风；
19.在计算枪声的声源位置时，依据识别到枪声的先后顺序对识别到枪声的麦克风进
行排序；
20.选取前三个麦克风的位置和枪声识别时刻进行枪声的声源位置的计算。
21.本发明枪声定位方法的进一步改进在于，还包括：
22.判断所选取的前三个麦克风是否位于一设定区域内；
23.若判断得出有麦克风未在所述设定区域内，则认定未在所述设定区域内的麦克风所识别的枪声为新的枪声，于未在所述设定区域内的麦克风的周边选取枪声识别时刻靠前的麦克风并计算新的枪声的声源位置，于在所述设定区域内的麦克风的周边选取枪声识别时刻靠前的麦克风并计算枪声的声源位置。
24.本发明还提供了一种枪声定位系统，包括：
25.采集设备，用于采集周围的声音以形成对应的音频数据；
26.与所述采集设备连接的枪声识别单元，用于识别所采集的音频数据中是否含有枪声，若所采集的音频数据中含有枪声，获取枪声识别时刻；
27.与所述枪声识别单元连接的枪声处理单元，用于根据识别到枪声的采集设备的位置和枪声识别时刻，利用tdoa定位算法技术计算出枪声的声源位置；
28.与所述枪声处理单元连接的警报通知单元，用于发送包含有所述枪声的声源位置的提醒信息。
29.本发明枪声定位系统的进一步改进在于，所述采集设备包括呈阵列分布的四个麦克风；
30.在计算枪声的声源位置时，所述枪声处理单元还用于根据四个所述麦克风的位置和枪声识别时间进行枪声的声源位置的计算。
31.本发明枪声定位系统的进一步改进在于，
32.所述枪声处理单元还用于判断计算出的各个枪声的声源位置是否位于一设定范围内；从同一设定范围内选取一枪声的声源位置发送给所述警报通知单元。
33.本发明枪声定位系统的进一步改进在于，
34.所述采集设备包括一个麦克风；
35.在计算枪声的声源位置时，所述枪声处理单元还用于依据识别到枪声的先后顺序对识别到枪声的麦克风进行排序；选取前三个麦克风的位置和枪声识别时刻进行枪声的声源位置的计算。
36.本发明枪声定位系统的进一步改进在于，
37.所述枪声处理单元还用于判断所选取的前三个麦克风是否位于一设定区域内；若判断得出有麦克风未在所述设定区域内，则认定未在所述设定区域内的麦克风所识别的枪声为新的枪声，于未在所述设定区域内的麦克风的周边选取枪声识别时刻靠前的麦克风并计算新的枪声的声源位置，于在所述设定区域内的麦克风的周边选取枪声识别时刻靠前的麦克风并计算枪声的声源位置。
附图说明
38.图1为本发明枪声定位方法的流程图。
39.图2为本发明枪声定位系统的逻辑框图。
具体实施方式
40.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.本发明提供了一种枪声定位方法及其定位系统，用于监测枪声并输出枪声的声源位置。本发明包括采集设备、枪声处理单元、位置计算单元以及警报通知单元，通过采集周围的音频数据，监测是否有枪声出现，若有枪声出现，则进一步获取识别到枪声识别时刻，进而计算出枪声的声源位置，从而实现了对监测区域内的枪声全天的实时监控，提高了盗猎追捕的成功率。
42.下面结合附图对本发明枪声定位方法及其定位系统进行说明。
43.参见图2，在本实施例中，一种枪声定位系统，包括：采集设备、与采集设备连接的枪声识别单元、与枪声识别单元连接的枪声处理单元、与枪声处理单元连接的警报通知单元，采集设备用于采集周围的声音以形成对应的音频数据；枪声识别单元用于识别所采集的音频数据中是否含有枪声，若所采集的音频数据中含有枪声，获取枪声识别时刻；枪声处理单元用于根据识别到枪声的采集设备的位置和枪声识别时刻，利用tdoa定位算法技术计算出枪声的声源位置；警报通知单元用于发送包含有枪声的声源位置的提醒信息。
44.在本实施例中枪声定位系统通过在监测区域内间隔地分布设置若干个采集设备以覆盖整个监测区域，在检测到枪声后发送包含枪声位置的警报信息，从而实现全天实时的枪声监控，由于在夜间也能够有效地实现枪声监控，工作人员无需值夜班，节省了大量人力，提高了保护区管理工作的效率，相较于人为判断枪声的声源位置错误率高的问题，本技术利用tdoa定位算法技术计算枪声的声源位置，更加准确和迅速，能够及时地提醒工作人员采取追捕行动，提高了盗猎追捕的成功率。
45.在一种具体实施例中，采集设备包括呈阵列分布的四个麦克风；在计算枪声的声源位置时，枪声处理单元还用于根据四个麦克风的位置和枪声识别时间进行枪声的声源位置的计算。
46.进一步的，枪声处理单元还用于判断计算出的各个枪声的声源位置是否位于一设定范围内；从同一设定范围内选取一枪声的声源位置发送给所述警报通知单元，以使警报通知单元针对同一位置的枪声只发送一条提醒信息。通过在同一设定范围内只选取一个枪声的声源位置发送提醒信息，避免在多个采集设备获得同一枪声而发送多个枪声的声源位置信息的问题，避免了对工作人员判断的干扰。
47.通过选取最早识别到枪声的采集设备的位置和枪声识别时间进行枪声的声源位置的计算，以大大减小计算处理的工作量，起到节能省电的作用。
48.在另一种较佳实施例中，采集设备包括一个麦克风；在计算枪声的声源位置时，枪声处理单元还用于依据识别到枪声的先后顺序对识别到枪声的麦克风进行排序；选取前三个麦克风的位置和枪声识别时刻进行枪声的声源位置的计算。通过选取前三个麦克风的位置和枪声识别时刻进行枪声的声源位置的计算，以大大减小计算处理的工作量，起到节能省电的作用。
49.进一步的，枪声处理单元还用于判断所选取的前三个麦克风是否位于一设定区域
内；若判断得出有麦克风未在设定区域内，则认定未在设定区域内的麦克风所识别的枪声为新的枪声，于未在设定区域内的麦克风的周边选取枪声识别时刻靠前的麦克风并计算新的枪声的声源位置，于在设定区域内的麦克风的周边选取枪声识别时刻靠前的麦克风并计算枪声的声源位置。
50.更进一步的，若有两个麦克风未在设定区域内且该两个麦克风也不在同一设定区域内，则枪声处理单元还用于在每个未在设定区域内的麦克风的周边依据识别到枪声的先后顺序对识别到枪声的麦克风进行排序，选靠前的两个麦克风的位置和枪声识别时刻并计算对应的新的枪声的声源位置。
51.若有一个麦克风未在设定区域内，则枪声处理单元还用于在该未在设定区域内的麦克风的周边依据识别到枪声的先后顺序对识别到枪声的麦克风进行排序，选靠前的两个麦克风的位置和枪声识别时刻并计算新的枪声的声源位置。
52.具体的，判断所选取的前三个麦克风是否位于一设定区域内：以前三个麦克风中一麦克风为中心，并以设定距离值为半径划出设定区域，再判断前三个麦克风是否位于该划出的设定区域内。于在设定区域内的麦克风的周边选取枪声识别时刻靠前的麦克风：在该划出的设定区域内依据识别到枪声的先后顺序对识别到枪声的麦克风进行排序，再选取靠前的麦克风。
53.具体的，于未在设定区域内的麦克风的周边选取枪声识别时刻靠前的麦克风：以该未在设定区域内的麦克风为中心，并以设定距离值为半径划出另一设定区域，在该划出的另一设定区域内依据识别到枪声的先后顺序对识别到枪声的麦克风进行排序，再选取靠前的麦克风。
54.若是两个或者三个不同位置的枪声同时发出或在极端的时间内先后发出，通过人为很难准确地辨别出每个枪声的位置，造成追捕的困难。本技术判断所选取的前三个麦克风是否位于一设定区域内以对其获取的枪声进行判断；若前三个麦克风在同一设定区域内，则这三个麦克风识别的是同一枪声，根据前三个麦克风的位置和对应的枪声识别时刻即可计算出枪声的声源位置；若有两个麦克风未在设定区域内且该两个麦克风也不在同一设定区域内，则三个麦克风采集到是发声时间相近的三个不同位置的枪声，通过在每个采集到该枪声的麦克风周边的设定区域内再另外获取较早的另两个枪声识别时刻以及对应的麦克风的位置，从而针对该三个不同的枪声分别获取三组枪声识别时刻及对应的麦克风的位置，并分别根据每组数据计算出对应的枪声的声源位置，从而获得三个不同枪声的声源位置；若有一个麦克风未在设定区域内，则位于同一设定区域内的两个麦克风采集到的是同一枪声，而未在该设定区域内的麦克风采集到的是时间相近且位置不同的另一枪声，于在设定区域内的麦克风的周边依据识别到枪声的先后顺序对识别到枪声的麦克风进行排序，选靠前的两个麦克风的位置和枪声识别时刻并计算枪声的声源位置。再于未在设定区域内的麦克风的周边依据识别到枪声的先后顺序对识别到枪声的麦克风进行排序，选靠前的两个麦克风的位置和枪声识别时刻并计算新的枪声的声源位置。
55.在本实施例中，枪声处理单元还用于利用语音识别技术识别所采集的音频数据中是否含有枪声。
56.进一步的，枪声处理单元还用于获取所有类型的枪声声纹模型，将每个枪声声纹模型与所采集的音频数据的声纹特征进行匹配，若枪声声纹模型与所采集的音频数据的声
纹特征匹配成功，则所采集的音频数据中含有枪声。
57.更进一步的，若枪声声纹模型与所采集的音频数据的声纹特征匹配成功，提取出所采集的音频数据中与枪声声纹模型相匹配的枪声数据。
58.较佳地，枪声处理单元还用于若枪声声纹模型与所采集的音频数据的声纹特征匹配成功，枪声处理单元识别匹配成功的枪声声纹模型的枪声类型。
59.在另一种具体实施例中，枪声处理单元内设置有声波频率的设定阈值范围，枪声处理单元还用于将所采集的音频数据的声波频率与声波频率的设定阈值范围进行匹配，若所采集的音频数据的声波频率与声波频率的设定阈值范围的匹配成功，则所采集的音频数据中含有枪声。
60.更进一步的，警报通知单元用于通过发送文本消息和/或语音消息的方式发送枪声的声源位置的提醒信息。较佳地，提醒信息包括枪声的位置信息和枪声类型。具体的，通过向保护区的工作人员的手机发送短信消息、发送微信消息、电话语音通知、监控台的语音警报提示等方式发送提醒信息。
61.由于保护区的工作人员通常夜晚不一定会值班监控捕猎，而本技术可以实现全天的实时监控，若是夜晚监测到枪声，可以通过电话语音的方式通知工作人员进行追踪，从而更好的起到对保护区盗猎情况的监控作用。
62.较佳地，定位系统还包括与采集设备、枪声识别单元连接的太阳能电池板，通过太阳能电池板对采集设备、枪声识别单元供电，更加环保节能。
63.进一步的，每个采集设备和对应的枪声识别单元安装连接且间隔地设置在监测区域内。
64.在一种具体实施例中，枪声处理单元与对应的枪声识别单元安装连接且间隔地设置在监测区域内，每个声音采集点能够实现声音采集、枪声识别、枪声的声源位置的计算，警报通知单元为信号发射装置，通过信号发射装置将该包含有枪声的声源位置发送给保护区的管理平台或工作人员。
65.在另一种较佳实施例中，枪声处理单元和警报通知单元设置在云平台或者保护区的工作室，枪声识别单元安装连接有信号发射装置，通过信号发射装置将识别到的枪声的音频数据发送给枪声处理单元，枪声处理单元执行依据识别到枪声的先后顺序对识别到枪声的采集设备进行排序或依据识别到枪声的先后顺序对识别到枪声的麦克风进行排序等步骤，最终将计算出的声源位置发送给警报通知单元。
66.下面对本发明的枪声定位方法的工作流程进行说明。
67.通过采集设备采集周围的声音并形成音频数据，通过枪声处理单元实时的监测音频数据中是否有枪声出现，若有枪声出现，则获取识别到枪声的时间，利用tdoa定位算法技术计算出枪声的声源位置，警报通知单元通过发送文本消息和/或语音消息的方式发送枪声的声源位置的提醒信息。
68.参加图1，本发明还提供了一种枪声定位方法，包括如下步骤：
69.s101：提供采集设备，将若干个采集设备间隔地布设于监测区域内，通过采集设备实时采集周围的声音以形成对应的音频数据。
70.s102：识别所采集的音频数据中是否含有枪声。
71.s103：若所采集的音频数据中含有枪声，获取枪声识别时刻。
72.s104：根据识别到枪声的采集设备的位置和枪声识别时刻，利用tdoa定位算法技术计算出枪声的声源位置。
73.s105：发送包括有枪声的声源位置的提醒信息。
74.本发明通过在监测区域内设若干个置采集设备以使所有的采集设备的采集范围覆盖整个监测区域，通过采集设备实时地采集周围的声音并形成音频数据，识别所采集的音频数据中是否含有枪声，若识别到枪声则获取枪声识别时刻，根据识别到枪声的采集设备的位置和枪声识别时刻，利用tdoa定位算法技术计算出枪声的声源位置，并发送枪声的声源位置的提醒信息，以迅速、准确地为保护区的工作人员提供枪声的声源位置的提醒信息，从而便于工作人员迅速的采取追捕行动，提高了盗猎追捕的成功率，通过智能地对监测区域内枪声的实时监控，避免了人为监控的费时费力，还容易出错的问题。
75.在一种具体实施例中，所提供的采集设备包括呈阵列分布的四个麦克风；
76.在计算枪声的声源位置时，根据四个麦克风的位置和枪声识别时间进行枪声的声源位置的计算。
77.进一步的，判断计算出的各个枪声的声源位置是否位于一设定范围内；从同一设定范围内选取一枪声的声源位置发送提醒信息，以使警报通知单元针对同一位置的枪声只发送一条提醒信息。通过在同一设定范围内只选取一个枪声的声源位置发送提醒信息，避免在多个采集设备获得同一枪声而发送多个枪声的声源位置信息的问题，避免了对工作人员判断的干扰。
78.在另一种较佳实施例中，所提供的采集设备包括一个麦克风；
79.在计算枪声的声源位置时，依据识别到枪声的先后顺序对识别到枪声的麦克风进行排序；
80.选取前三个麦克风的位置和枪声识别时刻进行枪声的声源位置的计算。
81.进一步的，定位方法还包括：
82.判断所选取的前三个麦克风是否位于一设定区域内；
83.若判断得出有麦克风未在设定区域内，则认定未在设定区域内的麦克风所识别的枪声为新的枪声，于未在设定区域内的麦克风的周边选取枪声识别时刻靠前的麦克风并计算新的枪声的声源位置，于在设定区域内的麦克风的周边选取枪声识别时刻靠前的麦克风并计算枪声的声源位置。
84.更进一步的，枪声处理单元内设置有距离阈值；
85.若有两个麦克风未在设定区域内且该两个麦克风也不在同一设定区域内，则在每个未在设定区域内的麦克风的周边依据识别到枪声的先后顺序对识别到枪声的麦克风进行排序，选靠前的两个麦克风的位置和枪声识别时刻并计算对应的新的枪声的声源位置。
86.若有一个麦克风未在设定区域内，则在该未在设定区域内的麦克风的周边依据识别到枪声的先后顺序对识别到枪声的麦克风进行排序，选靠前的两个麦克风的位置和枪声识别时刻并计算新的枪声的声源位置。
87.在本实施例中，利用语音识别技术识别所采集的音频数据中是否含有枪声。
88.进一步的，获取所有类型的枪声声纹模型，将每个枪声声纹模型与所采集的音频数据的声纹特征进行匹配，若枪声声纹模型与所采集的音频数据的声纹特征匹配成功，则所采集的音频数据中含有枪声。
89.更进一步的，若枪声声纹模型与所采集的音频数据的声纹特征匹配成功，枪声处理单元提取出所采集的音频数据中与枪声声纹模型相匹配的枪声数据。
90.较佳地，若枪声声纹模型与所采集的音频数据的声纹特征匹配成功，枪声处理单元识别匹配成功的枪声声纹模型的枪声类型。
91.在另一种具体实施例中，通过设置声波频率的设定阈值范围，将所采集的音频数据的声波频率与声波频率的设定阈值范围进行匹配，若所采集的音频数据的声波频率与声波频率的设定阈值范围的匹配成功，则所采集的音频数据中含有枪声。
92.在本实施例中，通过发送文本消息和/或语音消息的方式发送枪声的声源位置的提醒信息。