基于麥克風(fēng)陣列的聲源定位產(chǎn)品設(shè)計(jì)

郭志文 孫燕斌 余方能 張梅林 楊鯨會(huì) 黃裕滿(mǎn)

摘? 要：基于麥克風(fēng)陣列的聲源定位產(chǎn)品以STC89C52為核心處理器，通過(guò)麥克風(fēng)陣列模塊獲取聲源信號(hào)，通過(guò)放大、濾波和整形導(dǎo)入處理模塊，最終通過(guò)TDOA定位法計(jì)算出聲源空間位置，控制攝像頭拍攝并通過(guò)1602LCD顯示聲源位置。

關(guān)鍵字：麥克風(fēng)陣列;TDOA定位算法

引言：隨著科技的發(fā)展，智能化設(shè)備已經(jīng)廣泛的用于災(zāi)區(qū)搜救、違章鳴笛抓拍和考場(chǎng)監(jiān)考之中。但是目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有任何一款產(chǎn)品可以同時(shí)一次性解決這三類(lèi)問(wèn)題，而我們團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的智能聲源定位產(chǎn)品就可以輕易的達(dá)到這個(gè)目的。本文以自主研發(fā)的聲源定位產(chǎn)品為對(duì)象，基于TDOA定位算法算出聲源空間位置，實(shí)現(xiàn)該產(chǎn)品實(shí)時(shí)拍攝與實(shí)時(shí)定位的功能。

一、系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案

系統(tǒng)使用MAX9814高性能麥克風(fēng)組成的麥克風(fēng)矩陣獲取聲源信號(hào)，這些聲源信號(hào)通過(guò)放大、濾波、整形等步驟處理后傳給單片機(jī)STC89C52。單片機(jī)經(jīng)過(guò)相關(guān)計(jì)算與TDOA定位算法，得出聲源的空間位置，隨后根據(jù)該位置控制攝像頭轉(zhuǎn)動(dòng)并通過(guò)1602LCD顯示聲源的位置坐標(biāo)。

二、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

1.電源模塊

電源由穩(wěn)壓部分、濾波部分、變壓部分構(gòu)成。提供給整個(gè)系統(tǒng)±12V或者±5V的電壓，保證電路的工作正常。由于電路較為簡(jiǎn)單，采用三端穩(wěn)壓管即可實(shí)現(xiàn)，故不做過(guò)多概述。

2.攝像頭模塊

攝像頭模塊選用RISYM攝像頭。根據(jù)本產(chǎn)品的需求，我們使用的攝像頭模塊須具備以下兩點(diǎn)功能：其一是具有能夠靈活運(yùn)動(dòng)的舵機(jī)，來(lái)應(yīng)對(duì)各種工作環(huán)境下的工作視角;其二是具備可添加識(shí)別等模塊的功能，因?yàn)楸卷?xiàng)目的設(shè)計(jì)初衷需要攝像模塊具備識(shí)別、跟蹤、定位等多項(xiàng)功能?！?br>