基于FPGA的多基陣聲源定位系統(tǒng)研究與實現(xiàn).pdf

1、聲源定位是一種利用傳聲器陣列接收的聲源信號，實現(xiàn)目標(biāo)定位的技術(shù)，在工業(yè)、民用、電子對抗等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用前景，為此開展基于傳聲器陣列的聲源定位技術(shù)研究具有重要的實際意義。
　　本文介紹了基于數(shù)據(jù)融合與多基陣聲傳感的聲源定位原理，針對單基陣定位性能較低尤其是定距誤差大的問題，采用多基陣融合定位的方法，設(shè)計了一套基于FPGA的多基陣聲源定位系統(tǒng)，完成了系統(tǒng)各個模塊的測試和外場實驗，主要工作內(nèi)容如下：
　　1、對大氣中聲波的傳

2、播特性及導(dǎo)致聲音衰減的因素進(jìn)行分析，討論了幾種聲源定位方法，選取了時延估計方法應(yīng)用于本系統(tǒng)。對傳聲器的種類、性能參數(shù)、適用環(huán)境進(jìn)行闡述，研究了數(shù)據(jù)采集技術(shù)，分析了幾種數(shù)據(jù)采集方案的優(yōu)缺點，介紹了傳聲器陣列的幾種不同的陣形結(jié)構(gòu)及其定位性能。
　　2、分析了五元十字陣定位原理，針對單基陣定距誤差較大的問題，研究了采用三個五元十字陣聯(lián)合定位的方法，對三基陣融合定位方程的求解方法做了改進(jìn)，并對影響其定位精度的因素進(jìn)行了分析。
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3、、搭建了三基陣聲源定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)由三個基于五元十字陣的單基陣定位子站和一個上位機(jī)數(shù)據(jù)融合中心構(gòu)成，子站分別對聲源進(jìn)行探測，獲取聲源目標(biāo)位置參數(shù)，數(shù)據(jù)融合中心根據(jù)各基陣間的幾何關(guān)系對定位結(jié)果進(jìn)行融合，計算出最終的定位結(jié)果。
　　4、為了提高單基陣的定位精度與實時性，本文采用 FPGA和 DSP的架構(gòu)，F(xiàn)PGA負(fù)責(zé)對聲源信號的高速同步采樣與預(yù)處理，DSP用于聲源定位算法實現(xiàn)，將 FPGA的高速邏輯與時序處理能力和DSP的高速實時數(shù)據(jù)