基于交叉谱方法的三维波束形成声源定位性能研究OA北大核心CSTPCD

近年来声学麦克风阵列及相关的信号处理技术被广泛用于声源定位。其中,基于波束形成的声学成像方法(BBAI)在二维平面阵列上实现了对噪声源的三维成像,并可识别噪声源深度。然而,基于平面麦克风阵列,客观地发现了在阵列深度方向上出现了完全相似的伪声源。此外,基于传统波束形成算法的三维声源成像图中有明显的主瓣宽度大、空间分辨率较低(特别是深度方向上)的问题。本文在基于波束形成的声学成像方法上,分别在BBAI基础上提出了2种结合交叉谱方法(CSM)的波束形成声学成像算法——CSM-B和CSM-EF,并通过三维锥型阵列(CSA)和二维轮辐阵列(SWA)比较了CSMB和CSM-EF在主瓣宽度和总运行时间上的性能。通过对单极子声源的测试,对3种算法进行了理论评估,并在全消音室中进行了实验评估。结果表明,从阵列角度上看,相较于二维轮辐阵列,三维锥型阵列能有效地减小主瓣宽度,尤其是在特定的声源深度范围内,效果较为明显。此外,从3种算法的角度上看,CSM-EF以牺牲较大的计算时间为代价,有效解决了主瓣宽度大、旁瓣数量多的声源定位问题,提供了最好的三维声源成像图,效果最佳。