定向矢量传声器由声压敏感单元、多个共点正交的质点振速敏感单元及相应后端电路组成。
以二维矢量传声器为例,在远场入射情况下,矢量传声器接收信号模型为根据仿真结果,该方法可以有效定位不同位置处的声源。随着目标距离增加,该方法定位性能有所降低。但该方法在矢量传声器环绕范围内的目标定位性能明显优于其他位置处,可以为实际应用场景设计提供参考。
随着矢量传声器方位估计误差增加,融合定位误差变大,提高单矢量传声器的方位估计精度可以降低融合定位误差。为进一步验证定位方法的实用性,采用自研的二维矢量传声器在半消声室内进行定位实验。
可以看出,在半消声室环境下,基于矢量传声器方位估计的多基融合定位方法能够准确估计出声源位置,且具有较高的精度。目标x方向的定位精度普遍优于y方向。不同位置处的定位实验结果验证了误差仿真分析的正确性,同时表明矢量传声器的位置分布会影响定位精度,合理的传声器布设可以得到较好的定位结果。
多矢量传声器融合定位的方法与模型,其核心思想是利用单矢量传声器分别对目标声源进行测向,得到一系列目标声源方位角估计值,在此基础上利用圆概率偏差剔除奇异方位角,利用剩余有效方位角进行融合定位,通过求解定位模型的总体最小二乘解得到目标声源的位置估计。
该方法充分利用矢量传声器的优势特性,无须进行常规时延、声速估计过程,同时考虑了个别矢量传声器方位角奇异估计对定位结果的影响。仿真与实验结果均表明了文章所提出方法的有效性和实用性,进一步推动了矢量传声器在目标定位领域的发展。
杭州爱华声学仪器专业研发生产各类声级计、声校准器,欢迎咨询。