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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

与许多技术一样，声源定位技术也是率先被应用于军事领域。早在第一次世界大战期间，人们就开始利用火炮发射时的声响来测定敌方火炮的方位。随着科学技术的飞速发展，定位已经在我们的日常生活中扮演的角色越来越重要，人们对声源定位的需求也在日益提高，且声源定位的测量范围与定位精度都有了很大程度的提高，所以其应用领域也随之扩展。除了在军事领域继续大展身手之外，声源定位技术现在还广泛应用于视频会议、工业降噪、人工智能、多媒体和安防系统等领域。

确定一个声源在空间中的位置是一项具有广阔应用背景的有趣研究，将来可以广泛应用于具有嘈杂背景的语音通信环境中检测说话人的位置。声源定位通过测量物体发出的声音对物体进行定位，与使用声纳、雷达、无线通迅的定位方法不同，前者信源是普通的声音，是宽带信号，而后者信源是窄带信号。对声源位置的确定能给大家有效的利用声音提供帮助。事实证明，声源定位系统是一个很有意义的研究课题。本文提出的基于麦克风传感器阵列的声源定位系统可以估算出声源位置和方向角，并对声源进行实时的定位跟踪，基本能满足对近场语音信号的实时定位要求。

国内外研究现状

二十世纪八十年代以来，声源定位技术逐渐成为一项研究热点，世界各国纷纷投入大量人力、物力从事这方面的研究，科研成果如雨后春笋，层出不穷。经过几十年的发展，其原理虽然没有发生太过于开创性的变化，但由于美、俄、英等国家在声源定位方面研究起步较早，投入精力较多，使得其声源目标探测系统也依然远远领先于国内同行业水平。并且通过实际军事应用中获得经验，结合现代化的技术对系统不断进行改进与升级，大大提高了他们的各项性能与战斗水平。不仅仅在军事，在工业上，声探测系统同样应用广泛。

2. 研究的基本内容

声源定位技术研究涉及声学、信号检测、数字信号处理、电子学、软件设计等诸多技术领域，在诸多军用和民用东西中具有极其重要的意义，对军事系统中，它有助于武器的精确打击，为最终摧毁对方提供有力保证；

就民用系统来说，可以为目标提供可靠的服务，起到安全保障作用。声源定位技术具有被动探测方式、不受通讯条件干扰、可全天候工作的特点，但因为声源定位环境的复杂性，再加之信号采集过程中不可避免的给语音信号掺进了各种噪声干扰，都是的定位问题成为了一个极具挑战性的研究课题。

本次研究的基本内容：设计一个基于单片机的声源定位系统，采用了麦克风阵列定位的方式利用时延估计技术对二维平面内的声源信号进行定位。系统包括：声响模块、接受模块、信号处理模块。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

1、系统硬件实现

要成功实现本设计的要求，系统必具备以下功能：声源发声、接收声音、显示位置等功能。其主要的硬件系统可划分为：电源、信号发声、声音采集、信号处理、显示等基本模块。系统框图如下：

4. 参考文献

[1] 高天赋, 陈耀明. 短垂直阵简正波匹配的声源定位[j]. 声学学报, 1996(4):493-505.

[2] 张揽月, 丁丹丹, 杨德森,等. 阵元随机均匀分布球面阵列联合噪声源定位方法[j]. 物理学报, 2017, 66(1):140-151.

[3] 陆灏铭, 陈玮, 刘寿宝. 基于麦克风阵列的声源定位系统设计[j]. 传感器与微系统, 2012, 31(4):79-81.