机电工程
機電工程
궤전공정
MECHANICAL & ELECTRICAL ENGINEERING MAGAZINE
2013年
8期
1015-1019
,共5页
王益平%王皓%吴衡%邬杨波
王益平%王皓%吳衡%鄔楊波
왕익평%왕호%오형%오양파
声音定位%低功耗%到达时差%单片机%现场可编程门阵列
聲音定位%低功耗%到達時差%單片機%現場可編程門陣列
성음정위%저공모%도체시차%단편궤%현장가편정문진렬
sound signals localization%considerable power saving%time differece of arrival(TDOA)%single chip microcomputer(SCM)%field programmable gate array(FPGA)
针对弱噪声环境中声音定位系统能耗大、精度低的问题,将低功耗模式下的基于到达时差(TDOA)的技术应用到声音定位中.开展了在具体模拟应用中对基于到达时差的声音定位技术的数学建模与理论方法的分析,建立了声源信号在传送、接收和检测3个方面的关系,提出了“由C8051F330单片机产生一路占空比为10％的窄脉宽信号,经拾音器接收、滤波、放大和整形处理,触发后级FPGA做脉宽计数,周期性地向C8051F020单片机传递数据”的方法;为进一步提高系统的定位精度,采用了滑动平均滤波器的思想和丢弃算法,有选择性地采集数据,降低了外界无效信号的干扰.在理论分析和试验的基础上,主要对移动声源功耗、系统定位精度及声源路径跟踪功能3个方面作出了评价,进行了持续l s式或不间断式声音定位模式下的试验.研究结果表明,移动声源发声功率为50.1 mW,声音定位最大误差2.6 cm,具有低功耗、稳定性好、精度高的特点,并可实时显示移动声源的行径轨迹.
針對弱譟聲環境中聲音定位繫統能耗大、精度低的問題,將低功耗模式下的基于到達時差(TDOA)的技術應用到聲音定位中.開展瞭在具體模擬應用中對基于到達時差的聲音定位技術的數學建模與理論方法的分析,建立瞭聲源信號在傳送、接收和檢測3箇方麵的關繫,提齣瞭“由C8051F330單片機產生一路佔空比為10％的窄脈寬信號,經拾音器接收、濾波、放大和整形處理,觸髮後級FPGA做脈寬計數,週期性地嚮C8051F020單片機傳遞數據”的方法;為進一步提高繫統的定位精度,採用瞭滑動平均濾波器的思想和丟棄算法,有選擇性地採集數據,降低瞭外界無效信號的榦擾.在理論分析和試驗的基礎上,主要對移動聲源功耗、繫統定位精度及聲源路徑跟蹤功能3箇方麵作齣瞭評價,進行瞭持續l s式或不間斷式聲音定位模式下的試驗.研究結果錶明,移動聲源髮聲功率為50.1 mW,聲音定位最大誤差2.6 cm,具有低功耗、穩定性好、精度高的特點,併可實時顯示移動聲源的行徑軌跡.
침대약조성배경중성음정위계통능모대、정도저적문제,장저공모모식하적기우도체시차(TDOA)적기술응용도성음정위중.개전료재구체모의응용중대기우도체시차적성음정위기술적수학건모여이론방법적분석,건립료성원신호재전송、접수화검측3개방면적관계,제출료“유C8051F330단편궤산생일로점공비위10％적착맥관신호,경습음기접수、려파、방대화정형처리,촉발후급FPGA주맥관계수,주기성지향C8051F020단편궤전체수거”적방법;위진일보제고계통적정위정도,채용료활동평균려파기적사상화주기산법,유선택성지채집수거,강저료외계무효신호적간우.재이론분석화시험적기출상,주요대이동성원공모、계통정위정도급성원로경근종공능3개방면작출료평개,진행료지속l s식혹불간단식성음정위모식하적시험.연구결과표명,이동성원발성공솔위50.1 mW,성음정위최대오차2.6 cm,구유저공모、은정성호、정도고적특점,병가실시현시이동성원적행경궤적.
