基于MVDR近場聚焦波束形成的管道缺陷聲源定位

賈笑云，王秀清，胡 燁

(天津科技大學電子信息與自動化學院，天津 300222)

波束形成(beamforming，BF)方法[1]是一種基于傳聲器陣列測量的噪聲源識別技術．它是由多個傳感器按照空間位置進行固定，形成陣列采集和處理聲源信號，進而獲取聲場分布情況[2]，被廣泛應用于各個領域[3]，受到研究人員的關注[4]．聚焦波束形成方法，可以滿足近場聲源的需求，其中常規近場聚焦波束形成可以有效解決大尺寸、復雜系統的噪聲源定位問題，具有良好的寬容性和易操作性．最小方差無畸變響應[5](minimum variance distortionless response，MVDR)聚焦波束形成方法是一種能超越瑞利限的高分辨近場定位算法，與常規的聚焦波束相比較，其參數設置更加廣，也同樣適用于大尺寸、中高頻的噪聲源近場定位．

對于波束形成方法，Kook等[6]將最大似然估計法運用在運動目標定位上，利用近場聚焦波束形成，得到汽車表面噪聲源分布圖．王建新[7]將傳感器陣列與波束形成相結合識別噪聲源位置．畢楊等[8]通過聚焦方法對波束形成算法進行優化，進而獲得了更好的波束形成效果．張書仙等[9]將數字波束形成技術應用于單站測控系統中，實現了對多目標的測控效果．韓闖等[10]建立水平柱面測量模型，實現柱面聲源分辨定位．陳歡等[11]提出了MVDR近場聚焦波束形成識別算法，估計水下噪聲源的相對強度．目前，該方法大多數情況都被用于對噪聲源進行定位分析，在管道缺陷識別領域應用較少．

管道缺陷定位的方法包括聲波方法和……