一种基于MEMS加速度计的目标声源探测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于MEMS加速度计的目标声源探测系统，包括：MEMS加速度计拾音阵列、主处理器以及显示模块；所述MEMS加速度计拾音阵列用于收集语音信号，并经过预处理后将所述语音信号传递给主处理器进行声源定位算法处理；所述显示模块用于接收所述主处理器处理后声源信号，并进行显示，通过结构设计，能够实现复杂环境下声波信号低失真还原、声波特征识别、目标声波信号增强的目的。目标声波信号增强的目的。目标声波信号增强的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种基于MEMS加速度计的目标声源探测系统


[0001]本专利技术涉及声源定位
，更进一步的，涉及一种基于MEMS加速度计的目标声源探测系统。

技术介绍

[0002]在现代的社会环境中，很多场景的声源探测已经是人耳无法满足了，例如，在车辆密集行驶的道路上无法区分是哪一辆车按喇叭、人耳也无法判断100米高的风力发电机组那一个叶片的风噪声更大些、人耳还无法分辨出远方的枪声是手枪发出的还是步枪发出的。
[0003]常用的声源探测或声源定位大部分采用的是麦克风阵列和声强探头，这两种声音探测的方法都是人耳声音探测机理的扩展，属于仿生技术。麦克风阵列模仿人类的两个耳朵，麦克风阵列使用几个到几千个麦克风作为拾音器，相当于人长了多个耳朵，因此达到远远高于人耳的探测精度。声强探头则可以简单认为是在模仿单个耳朵靠近声源听，用手包住耳廓使得耳朵少受其他声音的干扰，头部在被听物体附件移动以确定声源位置。
[0004]有鉴于此，特提出本申请。

技术实现思路

[0005]为此，本申请提供了一种基于MEMS加速度计的目标声源探测系统，通过结构设计，能够实现复杂环境下声波信号低失真还原、声波特征识别、目标声波信号增强的目的。
[0006]本专利技术通过如下技术方案实现：
[0007]本专利技术实施例提供了一种基于MEMS加速度计的目标声源探测系统，包括：MEMS加速度计拾音阵列、主处理器以及显示模块；所述MEMS加速度计拾音阵列用于收集语音信号，并经过预处理后将所述语音信号传递给主处理器进行声源定位算法处理；所述显示模块用于接收所述主处理器处理后声源信号，并进行显示。
[0008]在本实施例中，所述声源探测系统采用MEMS加速度计拾音阵列作为声波采集装置，并将采集到的声波信息传输至所述主处理器中进行声源定位算法处理，并显示能够有效的实现声源的快速定位，与现有技术相比，本系统采用MEMS加速度计拾音阵列作为声波采集装置，相交与现有采用麦克风阵列或者声强探头进行声源采集的方式，其智能化程度高，对特定声波的识别能力强，可以满足特殊领域对特定声波的探测需求；且针对于MEMS麦克风阵列的声波采集装置而言，采用MEMS加速度计拾音阵列可有效的解决MEMS麦克风阵列结构布局复杂、空间维数多、失真度高、空间分辨力差、多维阵列相位控制难等问题，实现复杂环境下声波信号低失真还原、声波特征识别、目标声波信号增强的目的。
[0009]进一步的，所述MEMS加速度计拾音阵列为3轴MEMS加速度计拾音阵列，且数量为两个，采用3轴MEMS加速度计拾音阵列,对3个轴向采集的声波信号进行拟合，解决了MEMS麦克风阵列结构布局复杂、空间维数多、失真度高、空间分辨力差、多维阵列相位控制难等问题，且采用2个3轴MEMS加速度计拾音阵列，模拟人耳，能够进一步的保证采集的效果。
[0010]进一步的，还包括预处理模块，所述预处理模块用于消除干扰信号。
[0011]进一步的，所述预处理模块包括抗干扰电路，所述MEMS加速度计拾音阵列以及所述主处理器均与所述抗干扰电路信号连接，所述抗干扰电路用于处理所述MEMS加速度计拾音阵列安装方式带来的干扰信号，通过所述抗干扰电路的设计，在有效的处理不同的MEMS加速度计拾音阵列的安装方式带来的信号干扰的同时，能够有效的降低信号基底噪声，提高目标声源的声波特征。
[0012]进一步的，所述预处理模块包括滤波电路，所述滤波电路与所述主处理器信号连接，通过所述主处理器预置目标声波参数，进行自适应调节滤波范围。
[0013]进一步的，还包括用于实现声波模拟信号向数字信号转换的AD转换电路，所述滤波电路以及所述主处理器均与所述AD转换电路信号连接。
[0014]进一步的，还包括卫星定位电路，所述卫星定位电路与所述主处理器信号连接，用于提供位置基准信息。
[0015]进一步的，还包括运动传感器模块，所述运动传感器模块用于采集所述MEMS加速度计拾音阵列的方位、姿态和运动信息，并反馈所述主处理器。
[0016]进一步的，所述主处理器内置神经网络算法。
[0017]进一步的，还包括外围辅助功能电路，用于实现所述声源探测系统的功能拓展。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0019]本申请提供了一种基于MEMS加速度计的目标声源探测系统，采用MEMS加速度计拾音阵列作为声波采集装置，相较于常规的麦克风整理以及声强探头而言，采用MEMS加速度计作为声波采集的敏感器件，MEMS加速度计可以实现千分之一g到数千g加速度的感应，根据声波对其轴向产生振动进行拾音，能够完全覆盖人耳对声波的探测范围(约20Hz～20KHz)，能够实现复杂环境下声波信号低失真还原、声波特征识别、目标声波信号增强的目的。
附图说明
[0020]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。
[0021]图1为本专利技术实施例提供的声源探测系统的示意图。
具体实施方式
[0022]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]实施例1
[0024]在现有技术中，常用的声源探测或声源定位大部分采用的是麦克风阵列和声强探头，这两种声音探测的方法都是人耳声音探测机理的扩展，属于仿生技术。麦克风阵列模仿人类的两个耳朵，麦克风阵列使用几个到几千个麦克风作为拾音器，相当于人长了多个耳朵，因此达到远远高于人耳的探测精度。声强探头则可以简单认为是在模仿单个耳朵靠近
声源听，用手包住耳廓使得耳朵少受其他声音的干扰，头部在被听物体附件移动以确定声源位置。
[0025]现有麦克风阵列已由传统的麦克风阵列转向MEMS麦克风阵列。MEMS麦克风小巧、集成度高、相位一致性好，能够满足日常生活中普通场景下应用的需求。然而面对复杂环境应用场景MEMS麦克风阵列存在结构布局复杂、空间维数多、失真度高、空间分辨力差、多维阵列相位控制难等问题，例如城市道路交通、军工应用、环境监测。
[0026]针对于声强探头国内外种类多，其声音探测还原度较高，但是探测距离与体积成正比、与信号强度成反比，对于远距离、微弱信号的声源探测所采用的声强探头存在体积庞大、成本高、使用维护复杂等难点。
[0027]综上所述，声源探测无论是采用麦克风阵列还是声强探头方式，其智能化程度都不高，对特定声波的识别能力较弱，难以满足特殊领域对特定声波的探测需求。
[0028]如图1所示，本专利技术实施例提供了一种基于MEMS加速度计的目标声源探测系统，包括：MEMS加速度计拾音阵列、主处理器以及显示模块；所述MEMS加速度计拾音阵列用于收集语音信号，并经过预处理后将所述语音信号传递给本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于MEMS加速度计的目标声源探测系统，其特征在于，包括：MEMS加速度计拾音阵列、主处理器以及显示模块；所述MEMS加速度计拾音阵列用于收集语音信号，并将经过预处理后所述语音信号传递给主处理器进行声源定位算法处理；所述显示模块用于接收所述主处理器处理后声源信号，并进行显示。2.根据权利要求1所述的一种基于MEMS加速度计的目标声源探测系统，其特征在于，所述MEMS加速度计拾音阵列为3轴MEMS加速度计拾音阵列，且数量为两个。3.根据权利要求1或2所述的一种基于MEMS加速度计的目标声源探测系统，其特征在于，还包括预处理模块，所述预处理模块用于消除干扰信号。4.根据权利要求3所述的一种基于MEMS加速度计的目标声源探测系统，其特征在于，所述预处理模块包括抗干扰电路，所述MEMS加速度计拾音阵列以及所述主处理器均与所述抗干扰电路信号连接，所述抗干扰电路用于处理所述MEMS加速度计拾音阵列安装方式带来的干扰信号。5.根据权利要求3所述的一种基于MEMS加速度计的目标声源探测系统，其特征在于，所述预处理模块包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾勤波，吴永存，赖春强，骆云志，祝本明，
申请(专利权)人：中国兵器装备集团自动化研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：