聲源角度方位如何測定 聲音測距是如何用

提問 1

卓大大這個方法能測定距離但是聲源的角度方位又該如何測定呢？

回復：
可以使用兩種方式：

使用雙，或者多個麥克風整列，根據(jù)這些麥克風所接收到的聲音延遲來確定聲源方位；

隨著車模運動，根據(jù)車模本身的移動位置以及所測量得到的聲源距離來計算聲源的方向。

聲音信標的底座造型

這種基于測定當個麥克風與聲源之間距離定位的方案。精度與兩個麥克風之間距離有關(guān)嗎？增加麥克風數(shù)量能改善精度嗎？(我覺得按照這種原理增加麥克風數(shù)量不會有太大改善吧？)，卓大大你是怎么認為的？

回復：

是否能夠改善，與主要的誤差來源有關(guān)系；

如果主要的誤差來源是信號處理中的噪聲，則增加兩個麥克風之間的距離和麥克風數(shù)量都可以改善；

如果誤差來自于聲波被反射、繞行等帶來的增加，則只能通過增加麥克風距離來提高聲源方位確定了。

卓大大研究半天還是沒明白，算延遲的那個最大值p1,p2指的是啥？適是用整個采集的2500個點和發(fā)出的2500個點做相關(guān)運算，還是在同一時刻，用一段采集的數(shù)據(jù)和chirp做相關(guān)運算然后找到極大值對應的點和當前時刻的差來計算延遲？那樣豈不是發(fā)出和接收要一直同步才行嘛？

回復：
你的這個問題算是問到點子上了。在推文中實驗的一個重要的條件：發(fā)出的聲音和接受的聲音都是由同一個單片機控制。這相當于發(fā)送和接受是同步的！?。?！這在實際中，車模上的接受單片機怎么能和信標發(fā)送聲音同步呢？ 待會兒我寫個推文解釋一下吧。（實際上請參見下面問題的回復）

聲音信標的底座選型

提問 2

卓老師您好，關(guān)于互相關(guān)運算，我能理解兩個現(xiàn)有的波形運算之后，極大值對應的為兩個波形的時間差。但是具體在聲音測距是如何用的呢？有點不理解。

比如發(fā)射和接收完全獨立的，發(fā)送在持續(xù)的發(fā)送信號， 接收端任意時間開啟，這個時候如何做互相關(guān)運算呢？

對于聲音測距中相關(guān)運算的兩個輸入，一個是我們知道的發(fā)送端的波形，另外一個是接收到的波形。但是接收到的波形應該取那個部分來去做運算呢？

學生感到疑惑希望卓老師有空的時候能解答十分感謝，祝卓大大身體健康。

回復：

在推文中所描述的實驗是對聲音信標的揚聲器、接受單元以及測量精度進行驗證。所以實驗中，聲波產(chǎn)生的信號是由單片機產(chǎn)生并通過音頻放大器放大之后通過電纜驅(qū)動信標揚聲器；在同時單片機又在采集由麥克風接收到的聲音信號。實驗中的相關(guān)信號就是將接收到的信號與發(fā)出的信號進行相關(guān)運算。

由于發(fā)出的信號本身是由存儲在內(nèi)存的Chirp波形數(shù)據(jù)經(jīng)過DA轉(zhuǎn)換之后產(chǎn)生的， 所以它不需要進行采集，直接使用內(nèi)存聲音波形數(shù)據(jù)就可以了。

將來，在實際信標比賽中，聲音是由信標發(fā)出的，而檢測聲音是由智能車上的單片機來采集的。那么，車模上的單片機又是如何能夠得到發(fā)出信號的時刻和信號波形呢？在實際比賽信標系統(tǒng)中，還會同時在現(xiàn)場提供一個無線調(diào)頻（FM）信號，信標燈和車模都是通過FM接受模塊獲得聲音Chirp信號的。由于無線信號傳播速度是光速，所以可以認為是信標和車模通過FM接受模塊所得到的音頻是同時，并且波形是相同的。

具體的FM接受模塊可以根據(jù)1月31日推文“單片挑片接收機”中的內(nèi)容制作。

RDA5807單片調(diào)頻收音機接受模塊

當然，也可以在車模上安裝多個聲音傳感器，根據(jù)它們所接受到的聲音時間差來確定聲源位置，這樣就可以不需要通過FM接受模塊來接受同步聲音信號了。

編輯：hfy