识别运动声源随机阵列生成法研究

针对随机阵列结构设计方面欠缺高效的生成方法这一问题,在保证阵列对声源识别精度的前提下,提出一种在极坐标下用于识别运动声源的随机阵列生成方法。根据声阵列识别运动声源的原理,推导了非等间距基本同轴圆环的半径,再通过降列分区、极坐标下条件筛选和模拟评价三个步骤,生成适用于识别运动声源的目标随机阵列,最后进行数值模拟和运动汽车噪声源识别实验进行验证。研究结果表明,用该方法能够高效地生成目标随机阵列,与常用规则阵列相比具有更良好的声源识别特性,并且具有准确的运动声源识别性能。     

运动声源识别的动态波叠加方法研究

为更好地识别运动声源并解决声源识别中的虚假声源问题,基于运动声源短时信号的Doppler频移特性, 建立运动声场的短时波叠加关系, 利用波束形成方法对声源点进行预估, 基于预估建立起多运动声源的动态叠加方程, 进一步通过波叠加方程的求解进行声源的计算, 从而创建一种可以用于运动声源识别的动态波叠加方法. 该方法可以有效识别运动声源, 将波叠加方法扩展到了运动声源测量领域, 并在不增加传声器数量以及改变阵列形式的条件下有效抑制运动声源重建中的旁瓣效应, 解决运动声源识别中的虚假声源问题. 仿真及实际运动声源的测量试验结果证明了该方法的有效性.     

线谱声源随机运动和随机海洋信道引起的非相干散射

本文采用广义相干函数和广义散射函数的概念探讨线谱声源随机运动和随机海洋声信道引起的非相干散射,指出接收点的散射函数是线谱辐射过程时空过滤函数和随机海洋声信道散射函数的卷积。文中分别给出了声源随机运动和海洋信道随机时延引起的空间频率谱扩展。     

选择声强法用于强背景噪声下声源识别

选择声强法是一种新的测试方法,它集中了传统声强法和偏相干方法的优点,可以在声源间存在相干和高背景噪声的情况下,进行声源辐射声强的识别.本文首先论述了选择声强法的理论,并在多输入、双输出的频域模型基础上,讨论了如何利用选择声强法将声强矢量分解为与各噪声源有关的分量,然后结合在强背景噪声下扬声器辐射声强的区分实验,给出了此方法在实际应用中可能遇到的一些问题以及相应的解决办法.     

运动声源快速定位的声达时差法

针对声达时差法只能用于非运动声源定位的问题,本文提出一种运动声源快速定位方法。该方法以声达时差为基本定位原理,基于声源计算位置对多普勒效应进行解耦并进行声信号多普勒效应修正,根据三角定位方法构建声传播空间矩阵,以声源位置偏差度为目标基于单纯形优化搜索算法进行声源位置快速逼近,实现了对匀速直线运动的单声源的定位追踪,提高定位实时性。该方法将声达时差法拓展到运动声源的定位,同时解决了消除多普勒效应带来的计算过程复杂、运算量大的问题,仅用4个传声器就可实现运动声源的快速定位,突破了传统运动声源识别中对大传声器阵列的依赖。仿真实验和实车运动声源识别实验结果证明了该方法的有效性,本研究为短时发声运动声源的识别提供了一种简便、高效的方法。     

炉内管阵列中声源辐射特性数值研究

炉内换热器结构类似于声子晶体,基于声子晶体理论,采用数值计算与软件模拟得到管阵列中声源不同方向的声传播特性,并将两种方法所得结果进行对比分析,研究声源在管阵列中不同位置处的辐射特性.结果表明：声指向性特性与声源通过管排数量,声源频率是否处在声波禁带有关.     

运动声源的声全息识别方法

利用声全息方法分析运动声源的噪声辐射。从声音的多普勒效应出发,利用接收到的含有多普勒效应的声音信号构造出全息数据来完成全息重建。并根据该原理设计一套测量装置,实验表明利用该装置能够快速、准确地识别运动车辆表面的噪声。     

大功率调制气流声源阵列的相干合成实验研究

完成了调制气流声源阵列的相干合成实验. 提出了利用主动相位控制方法实现调制气流声源阵列相干合成的思路, 介绍了基于随机并行梯度下降算法的声源阵列相干合成的原理. 对利用该算法实现声源阵列的相干合成进行了数值模拟, 完成了双调制气流声源阵列在远场的相干合成实验, 并给出算法参数的合理设置方案. 实验结果显示, 基频成分的相干合成效果明显, 算法收敛时测点处的声压级相比单源发射增加了4 dB, 接近于各单源功率谱中基频成分相干合成、其他频率成分非相干合成的结果; 结果表明实验中算法能够有效控制各调制气流声源辐射声波的相位, 取得了明显的相干合成效果. 关键词： 调制气流声源 相干合成 随机并行梯度下降 高阶谐波     

运动声源的边界元声全息识别方法研究

提出了一种可实现任意形状的运动结构噪声源识别的声全息方法。通过结合移动框架技术与边界元声全息技术两种算法的特点,提出利用移动框架技术将存在多普勒效应的时域数据转换成边界元声全息所需的双平面全息数据,然后由边界元法声全息公式重构任意结构表面的声学信息,实现运动结构噪声源定位。该方法既具有移动框架技术处理运动问题的快速简便,又具有边界元方法可处理任意形状问题的特点。最后在半消声水池中,对运动速度为9.96 cm/s的带帽圆柱壳体进行了试验验证,结果表明:在低速条件下,该方法能够准确反演得到该结构的表面有功声强以及声压等声场信息,从而实现噪声源定位。由于条件有限,高速验证需进一步验证。     

用于声源识别的声全息重建方法的研究

研究了用于声源识别定位的声全息方法中声场重建公式。从场论及声学的基本衍射出发提出了新的声全息重建公式．利用该公式进行了模拟计算和分析,将结果与以往的一些重建公式进行了比较。利用该公式对复杂的汽车声源进行了识别,结果表明该重建公式是一种有效的复杂声源识别定位方法。     

A study on the random array generation method for moving sound source identification

Based on the problem that the generating method of random array structure is inefficient,a method is proposed to generate the random target arrays by using coaxial circular array in the polar coordinates in the premise that the array angular resolution of source identification is guaranteed.According to the principle of moving sound source identification,this work deduces the basic non-equidistance coaxial circular rings'radius,and generates target random arrays which were suitable for moving sound source identification through array partitioning,condition filtering in the polar coordinates and simulation evaluation.Finally,numerical simulation and moving car sound source identification test have been done.The analytical results show that using this method to generate random array is effective.Compared with the traditional regular arrays,the target random array has more accurate moving sound source identification performance.     

基于近场声全息理论的运动声源动态识别方法

运动声源的准确识别是对其进行有效控制的重要前提,本文在近场声全息理论基础上,利用时域多普勒效应消除原理、球面波传播原理,建立了用于运动噪声源识别的动态识别方法。模拟计算和实车试验证明该识别方法能对高速运动噪声源进行准确识别。     

水下运动声源的方位方差检测方法

为了提高对水下运动目标的检测能力,利用水下目标辐射信号与海洋环境噪声在空间分布特性上的差异,提出了一种方位方差检测方法。该方法采用时延估计法估计目标方位,对方位求方差以获得检验统计量。采用奈曼-皮尔逊准则,推导了该方法的检测概率关系式,得出了检测性能与信噪比关系曲线,并与宽带能量检测方法进行了比较,表明该方法的性能远优于宽带能量检测方法。理论分析和海上试验结果都验证了该方法的有效性。     

运动声源多普勒畸变信号自适应校正方法EI北大核心CSCD

提出了一种自适应多普勒畸变校正方法,以声源移动速度v、初始时刻麦克风与声源横向距离x两个运动学参数为优化变量,以最大化重采样信号的频域统计指标为优化目标,通过参数寻优进行v和x的估计,通过幅值还原和时域插值拟合进行畸变校正。仿真分析结果表明,频谱峭度、频谱偏度、频谱脉冲因子和频谱峰值因子4种统计指标均能准确识别运动学参数,且频谱峭度的抗噪能力最好,临界信噪比达到-3.1 dB。实验分析结果表明,列车故障轴承多普勒畸变声音信号校正后,包络谱故障频率成分及其倍频成分清晰准确,说明多普勒畸变得到有效校正。该方法可基于信号本身实现多普勒畸变信号时频结构的全面校正。     

Accelerated steered response power method for sound source localization using orthogonal linear array

In microphone arrays application, it is a difficult task to accurately and fast localize sound source in a noisy, reverberant environment. In order to solve this problem, many approaches have been presented. Among them, the steered response power-phase transform weighted (SRP–PHAT) source localization algorithm has been proved robust. However, SRP–PHAT requires high computation cost for searching a large location space. To overcome this shortcoming, an improved SRP–PHAT will be presented that reduces a two-dimension searching space into a couple of one-dimension ones by using an orthogonal linear array. In this method, the parameters of direction of arrival (DOA) are separated. The main computation can be carried out independently in two one-dimension spaces, thus the computational load will be greatly cut down. Simulations show that there is no loss in accuracy in the proposed method.     

分布式浮标阵水下高速运动声源三维被动定位

给出一种用于垂直爬升弹道三维坐标精确测量的分布式浮标网络超长基线宽带被动定位技术。考虑四个呈正方形布局的浮标节点,利用水平方位角交汇的定位方法测量上浮弹道的水平x、y坐标,水平方位角估计由灵巧的声矢量传感器替代常规阵得到,并给出定向误差小于0.4°的湖试结果;利用直达声和海面反射声之间的时延差提取弹道的垂直坐标z,并给出了高速运动目标垂直爬升弹道的海试测量结果,弹道测量误差小于10 m。     

基于时域多普勒修正的运动声全息识别方法

由于运动声源测量信号中多普勒效应的存在,一般声全息方法无法直接使用,而阵列信号波束成形处理方法无法进行定量分析.本方法建立了基于测量面、辐射面和全息面的运动学几何关系,提出了声源与测量信号之间的非线性时间映射方法,基于运动声源的声源特征函数,构造了消除多普勒效应的全息面时域声压分布.全息重建得到运动声源表面有效声压分布,实现了对主要声源处声压幅值的定量估计.实际运动声源的测量实验结果证明了该方法的有效性.