正四棱锥麦克风阵列声源定位技术研究

"这篇论文探讨了一种基于正四棱锥结构的机器人声源定位系统，旨在解决现有声源定位技术的精度和实时性问题。研究中，作者采用了时间延迟估计方法，并提出了快速搜索策略来优化时延值的计算。通过推导正四棱锥结构的信号时延与空间位置之间的映射关系，建立了一个几何计算模型，利用冗余时延值对值域进行划分，从而缩小了声源位置的求解范围。通过迭代算法，他们能够精确地计算出声源的位置坐标，并设计了双重筛选机制来排除错误的定位结果。实验表明，这种结构和定位算法能显著提升系统的定位精度和实时性能，满足了机器人应用中的声源定位需求。" 这篇研究论文由陈国良、徐扬和黄晓琴三位作者完成，他们在武汉理工大学机电工程学院工作，专注于机器人技术和听觉技术领域。论文得到了国家自然科学基金和武汉理工大学自主创新研究基金的支持。 研究的核心是构建一个正四棱锥麦克风阵列，以此改进声源定位的效率。传统的声源定位方法可能存在精度低和响应慢的问题，而该研究提出的新结构和算法则有效解决了这些问题。时间延迟估计作为基础方法，用于确定声波从声源到达各个麦克风的时间差。为了加快搜索过程，研究者设计了快速搜索策略，这有助于在短时间内找到准确的时延值。 接下来，研究者推导了正四棱锥结构中信号时延与空间坐标的关系，形成了一种时空映射模型。这个模型考虑了正四棱锥的独特几何特性，利用冗余的时延信息对可能的声源位置范围进行限制。随后，他们应用迭代算法，逐步逼近声源的真实位置，同时通过双重筛选机制，即初步筛选和精细筛选，确保了定位结果的可靠性。 实验结果显示，这种基于正四棱锥结构的声源定位系统在定位精度和实时性方面表现出色，为机器人在复杂环境下的声源感知提供了有力支持。这一成果对于提升服务机器人、安防机器人等对声音敏感的应用场景中的声源识别能力具有重要意义，有助于推动机器人技术的进步。