一种相控阵列式多喇叭定向控制方法技术

本发明专利技术公开了一种相控阵列式多喇叭定向控制方法

【技术实现步骤摘要】
一种相控阵列式多喇叭定向控制方法、装置和存储介质


[0001]本专利技术涉及喇叭定向控制
，特别是一种相控阵列式多喇叭定向控制方法
、
装置和存储介质
。

技术介绍

[0002]噪声是指发声体做无规则振动时发出的声音
。
当噪声对人及周围环境造成不良影响时，就形成噪声污染
。
近年来，噪声污染已日趋严重，全国生态环境
、
公安
、
住房和城乡建设等部门合计受理的环境噪声投诉举报时间多不胜数，其中社会生活噪声投诉举报最多，社会生活噪音尤以广场舞噪音扰民
、
学校操场扰民最为严重
。
[0003]学校操场紧邻小区住宅楼，当操场进行教学活动时，不仅影响教学楼的正常教学秩序，还会影响到小区住户的日常生活
。
邻近几所学校的教学活动时间不同，导致广播串音，影响各校学生接收指定信息
。
体育课和室外大中型活动时，由于室外音箱的特定安装位置导致室外音箱在教学区域的音量过大，影响教学区室内课堂教学氛围，学生容易分心
。
现有技术中，无论是广场或者校园操作都存在混响引发的声音语言清晰度不高，以及操场噪音干扰等问题
。

技术实现思路

[0004]针对上述混响引发的声音语言清晰度不高以及操场噪音干扰等问题，本专利技术提供一种相控阵列式多喇叭定向控制方法
、
装置和存储介质，采用相控阵列式的多喇叭阵列部署，声源集中定向传播，降低对覆盖区域外的干扰
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术选用如下技术方案：一种相控阵列式多喇叭定向控制方法，包括如下步骤：
[0006]配置多喇叭相控阵列；
[0007]根据多个喇叭的位置以及预设的声音覆盖区域进行配置声阵参数以及构建各喇叭的功放调控通道；
[0008]获取音频信号，根据所述声阵参数进行调控处理并通过功放调控通道向多个喇叭传输调控处理信号和音频信号；
[0009]根据调控处理信号以及音频信号进行还原扩声以使音频通过频谱搬移到超声频段及调节波束方向和角度形成线性声源，在声音覆盖区域构建均匀的声场
。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，所述配置多喇叭相控阵列包括：
[0011]设置至少一个功放模组，且分别与
FPGA
模组独立连接以构建独立的功放调控通道；
[0012]对应所述功放模组通过电感连接两个或四个喇叭，多个喇叭以相同的朝向进行排列形成多喇叭相控阵列
。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，所述根据多个喇叭的位置以及预设的声音覆盖区域进行配置阵列参数以及构建各喇叭的功放调控通道包括；
[0014]以所述多喇叭相控阵列获得各个喇叭的位置参数，其中包括各个喇叭的具体排列位置以及对应所述排列位置的声阵参数；
[0015]根据预设的声音覆盖区域进行分配各个喇叭的声束覆盖子区域；
[0016]构建各喇叭的功放调控通道以通过独立的功放调控通道传输信号控制各喇叭的声束覆盖子区域在指定方向上集中
。
[0017]作为本专利技术的进一步改进，所述各喇叭的声束覆盖子区域在指定方向上集中包括：
[0018]确定声音覆盖区域，并根据所述声音覆盖区域以及各喇叭的位置参数对应分配各个喇叭的声束覆盖子区域；
[0019]根据所述声束覆盖子区域对应地对音频信号的进行调控处理，其中调控处理包括控制喇叭发生声束的数量
、
控制喇叭发生声束的方向以及指向角度；
[0020]各喇叭根据调控处理后的音频信号发出声音以使声束覆盖子区域在指定方向上集中
。
[0021]作为本专利技术的进一步改进，所述获取音频信号包括：
[0022]接收多路音频信号输入，其中包括由话筒信号模组控制的话筒信号输入
、
模拟信号模组控制的模拟信号输入
、
定压信号模组控制的定压信号输入
、IP
广播接收模组控制的
IP
信号输入；
[0023]所述模拟信号模组和定压信号模组均分别通过压敏电阻
、
变压器
、
运算放大电路
、ADC
转换电路向中央处理模组输入
I2S
信号，所述
IP
广播接收模组则接收
IP
信号后通过运算放大电路
、ADC
转换电路向中央处理模组输入
I2S
信号
。
[0024]作为本专利技术的进一步改进，根据所述声阵参数进行调控处理包括：
[0025]所述中央处理模组接收
I2S
信号并对该信号根据各个喇叭的具体排列位置以及对应所述排列位置的声阵参数进行运算处理以获取音频音效处理信号；
[0026]将音频音效处理信号经过
FPGA
模组进行调控处理，根据各喇叭的声阵参数对控制喇叭的输入信号相位进行调控，并通过独立的功放调控通道向功放模组以及各喇叭传输调控处理信号和音频信号
。
[0027]作为本专利技术的进一步改进，所述根据调控处理信号以及音频信号进行还原扩声包括：
[0028]所述
FPGA
模组分别向各个功放模组独立传输调控处理信号和音频信号，所述功放模组根据调控处理信号对音频信号进行运算
、
放大
、
滤波后向向各喇叭驱动发音，所述喇叭根据调控处理信号的相位将音频信号通过频谱搬移到超声频段发出，且根据调控处理信号对音频发出的波束方向和波束宽度进行调整，使得各喇叭的声源能够定向控制形成线性声源并集中各喇叭的声源覆盖子区域形成整体的声音覆盖区域，构建均匀的声场
。
[0029]作为本专利技术的进一步改进，所述多喇叭相控阵列进行还原扩声所发出的声波在正前方控制在
60
°
角度范围内形成主瓣方向波束，位于
60
°
角度范围外的旁瓣方向上波束声源与主瓣方向内的声压级差达到
20dB。
[0030]另一方面，本专利技术选用如下技术方案：一种相控阵列式多喇叭定向控制装置，包括存储器和处理器，所述处理器通过调用所述存储器中存储的控制程序，以执行如上述的一种相控阵列式多喇叭定向控制方法
。
[0031]另一方面，本专利技术选用如下技术方案：一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序当被处理器执行时使所述处理器执行如上述的一种相控阵列式多喇叭定向控制方法
。
[0032]相较于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：
[0033]本专利技术采用相控阵列式的多喇叭阵列部署，声源集中定向传播，降低对覆盖区域外的干扰，有效解决混响引发的声音语言清晰度不高以及操场噪音干扰等问题
。
[0034]本专利技术通过控制喇本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种相控阵列式多喇叭定向控制方法，其特征在于，包括如下步骤：配置多喇叭相控阵列；根据多个喇叭的位置以及预设的声音覆盖区域进行配置声阵参数以及构建各喇叭的功放调控通道；获取音频信号，根据所述声阵参数进行调控处理并通过功放调控通道向多个喇叭传输调控处理信号和音频信号；根据调控处理信号以及音频信号进行还原扩声以使音频通过频谱搬移到超声频段及调节波束方向和角度形成线性声源，在声音覆盖区域构建均匀的声场
。2.
根据权利要求1所述的一种相控阵列式多喇叭定向控制方法，其特征在于，所述配置多喇叭相控阵列包括：设置至少一个功放模组，且分别与
FPGA
模组独立连接以构建独立的功放调控通道；对应所述功放模组通过电感连接两个或四个喇叭，多个喇叭以相同的朝向进行排列形成多喇叭相控阵列
。3.
根据权利要求1所述的一种相控阵列式多喇叭定向控制方法，其特征在于，所述根据多个喇叭的位置以及预设的声音覆盖区域进行配置阵列参数以及构建各喇叭的功放调控通道包括；以所述多喇叭相控阵列获得各个喇叭的位置参数，其中包括各个喇叭的具体排列位置以及对应所述排列位置的声阵参数；根据预设的声音覆盖区域进行分配各个喇叭的声束覆盖子区域；构建各喇叭的功放调控通道以通过独立的功放调控通道传输信号控制各喇叭的声束覆盖子区域在指定方向上集中
。4.
根据权利要求3所述的一种相控阵列式多喇叭定向控制方法，其特征在，所述各喇叭的声束覆盖子区域在指定方向上集中包括：确定声音覆盖区域，并根据所述声音覆盖区域以及各喇叭的位置参数对应分配各个喇叭的声束覆盖子区域；根据所述声束覆盖子区域对应地对音频信号的进行调控处理，其中调控处理包括控制喇叭发生声束的数量
、
控制喇叭发生声束的方向以及指向角度；各喇叭根据调控处理后的音频信号发出声音以使声束覆盖子区域在指定方向上集中
。5.
根据权利要求1所述的一种相控阵列式多喇叭定向控制方法，其特征在于，所述获取音频信号包括：接收多路音频信号输入，其中包括由话筒信号模组控制的话筒信号输入
、
模拟信号模组控制的模拟信号输入
、
定压信号模组控制的定压信号输入
、IP
广播接收模组控制的
IP
信号输入；所述模拟信号模组和定压信号模组均分别通过压敏电阻
、
变压器
、
运算放大电路
、ADC

【专利技术属性】
技术研发人员：舒敏，刘镇宇，钟建军，
申请(专利权)人：广东天谱电器有限公司，
类型：发明
国别省市：