一种基于分布式融合策略的声定位方法

随着城市环境中对各类目标声检测的需求的发展,开发分布式组网声探测手段越来越有必要。然而对于分布式组网声探测技术,当前的声定位方法对全链路的数据传输依赖程度较高,通信传输会带来巨大的带宽压力和很高的通信成本。因此,本文从能耗的角度研究分布式融合声定位的方法,提出通过分布式位置的声事件能量幅度进行目标的融合定位处理,并通过试验测试进行了可行性验证。验证结果表明,无线声感知网络可以在只接收幅度信息且激发少数节点的情况下实现对目标的定位,定位精度的均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)不大于6 m。     

封闭空间声场重构的多层等效源法

对于封闭空间内的多途反射声,传统的等效声源法将其等效为距离边界一定距离的单层等效声源体进行声场重构,然而等效源与边界的距离选取依据不确定。因此,为获得等效声源配置的最优距离,在等效声源法(ESM)的基础上构建多层等效声源,提出一种适用于封闭环境声场重构的多层等效声源法(MESM),并依据等效声源的空间分布的稀疏性来获得等效声源强度信息。首先给出多层等效源法的理论依据,其次通过数值计算以及实验测试两种方式对比验证了所提方法。数值结果表明:MESM相比于ESM可在600 Hz以上频段获得低5~10 dB左右的重构误差,但是200 Hz以下的低频重构误差会增加5 dB左右。实验结果表明:MESM可比ESM获得更低的重构误差。文章最后基于数值计算研究了所提方法的主要影响因素。研究表明:虽然MESM会比ESM耗费2倍的计算时间,但在整体频率范围内,MESM可在ESM基础上提升600 Hz以上的重构性能。另外,等效声源的层数和层内数目的改变不会影响声场重构性能,而当传声器数目较多、阵列位置随机、空间边界的吸声系数不是很大时,MESM可获得比ESM更低重构误差,特别是600 Hz以上的中频段区间。      

一种低空环境下的空气声场反演方法

在低空区域环境,电磁波、光电类手段受地面干扰或通视影响,对目标检测的能力较为有限。开发低空环境下的空气声反演方法,可以增强地面声传感设备对低空声目标的空间分辨能力。通常,分布式组网声感知手段比固定感知形式的声阵列更具灵活性和推广性。针对低空环境下的声场反演问题,研究基于分布式传感的声场反演方法,提出通过分布式位置的声信号进行低空环境下声场中目标的反演处理,并进行了可行性验证。     

室内粗糙表面声散射体掠入射角度散射估计

针对经典边界元方法对掠入射角度下的散射估计精度较低的问题,发展了一种边界无网格模型.此模型将散射体视为具有无限延伸的形式,避免了经典边界元法中薄板形式所导致的声压差问题,而且更加符合实际房间中散射体的存在形式;模型利用无网格算法实现数值仿真,可对任意表面形状特别是曲面散射体具有更高的仿真精度。利用边界无网格模型计算了不同形状散射体的散射系数及散射声场,并将结果与解析方法、测量实验进行了对比.对比结果表明,边界无网格模型可以准确预测散射体的散射性质,特别是对掠入射角度的估计要优于经典边界元法.研究结论可应用于室内声学散射体特征预测及优化设计,对提高声场扩散及室内音质水平具有重要意义.