没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
基于麦克风阵列的二维声音定位系统.docx
1.该资源内容由用户上传,如若侵权请联系客服进行举报
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
版权申诉
0 下载量 17 浏览量
2023-09-12
14:39:21
上传
评论
收藏 2.53MB DOCX 举报
温馨提示
试读
32页
基于麦克风阵列的二维声音定位系统.docx
资源推荐
资源详情
资源评论
摘要
本课题设计并构建了一个二维声脉冲标记系统,能够检测其附近
任何地方的尖锐声音,并使用基于伺服的指针精确标记其源向量。本
系统具有完整的 360 度范围,非常有效地将尖锐声音源标记在 0.03 度
精度范围内。并能够使用 3 麦克风阵列和 51 单片机微控制器实现这一
目标,该微控制器可检测麦克风之间的声学延迟并计算声音的源向量。
麦克风信号通过声音采集系统,以便将它们转换为二进制信号,指示
它们中的每一个是否被声音触发。分析这 3 个二进制信号的时间延迟,
微控制器选择最好的 2 个麦克风来计算声音产生的确切角度。然后控
制伺服电机,使其完全沿该方向转动指针。根据时间延迟探测麦克风
之间的时间差。空中声音的速度大约为 340m/s,这足以测量使用 51
单片机微控制器的偏移麦克风之间的时间延迟。测量了 3 个麦克风的
时间延迟,并使用基本的三角学来计算声音产生的角度。为了在视觉
上标记声音源,系统控制一个中央安装的伺服电机,该电机旋转指向
声源的指针。
关键词:麦克风阵列;步进电机;51 单片机
Abstract
A two-dimensional acoustic pulse marking system is designed and
constructed, which can detect sharp sounds anywhere near it, and
accurately mark its source vector using a servo-based pointer. Our
system has a full 360-degree range and is very effective at marking sharp
sound sources to within 0.03 degree accuracy. We were able to achieve
this using a 3-microphone array and a 51 microcontroller microcontroller
which detects the acoustic delay between the microphones and calculates
the source vector of the sound. The microphone signals pass through an
8-level analog system to convert them into binary signals, indicating
whether each of them is triggered by sound. Analyzing the time delay of
these 3 binary signals, the microcontroller selects the best 2 microphones
to calculate the exact angle of the sound produced. Then control the
servo motor to turn the pointer completely in that direction. The time
difference between the microphones is detected based on the time delay.
The speed of airborne sound is approximately 340m / s, which is
sufficient to measure the time delay between the offset microphones
using a 51 microcontroller microcontroller. These time delays were
measured for 3 microphones, and basic trigonometry was used to
calculate the angle of sound production. To visually mark the sound
source, the system controls a centrally mounted servo motor that rotates
a pointer to the sound source.
Keywords:microphone array; stepper motor; 51 single-chip
microcomputer
目录
第一章 绪论.......................................................................................................1
1.1 研究背景..................................................................................................1
1.2 国内外研究进展 .....................................................................................1
1.3 选题方向和研究内容 .............................................................................1
1.4 论文的结构安排 .....................................................................................2
第二章 捕捉角度的计算 ..................................................................................3
2.1 数学背景..................................................................................................3
2.2 俩个麦克风的角度模型 .........................................................................3
2.3 逻辑结构..................................................................................................4
2.4 本章小结..................................................................................................4
第三章 单片机最小系统 ..................................................................................5
3.1 单片机编程..............................................................................................5
3.2 单片机应用系统 .....................................................................................6
3.3 本章小结..................................................................................................6
第四章 外部电路的设计 ..................................................................................7
4.1 声音采集模块..........................................................................................7
4.1.1 放大器 LM386 ...........................................................................................7
4.1.2 施密特触发器............................................................................................7
4.1.3 声音的采集电路 .......................................................................................9
4.2 外部中断(
𝑰𝑵𝑻
2,
𝑰𝑵𝑻
3,
𝑰𝑵𝑻
4) .................................................10
4.2.1 中断结构图 ..............................................................................................10
4.2.2 中断嵌套...................................................................................................11
4.2.3 外部中断函数主要功能程序截图.....................................................12
4.3 定时器 0 中断 .......................................................................................13
4.3.1 定时器 0 触发结构 ................................................................................13
4.3.2 程序图 .......................................................................................................13
4.4 LED 灯电路图以及作用 ........................................................................14
4.5 本章小结................................................................................................14
第五章 程序设计以及软件控制 ...................................................................15
5.1 舵机的工作原理 ...................................................................................15
5.2 如何让舵机转到指定位置...................................................................16
5.3 高脉冲输出模式 ...................................................................................16
5.4 本章小结................................................................................................17
第六章 串口助手----串口通讯 ...................................................................18
6.1 通讯串行口 2 的工作模式 ..................................................................18
6.2 串口助手----通讯内容(接收数据,显示在窗口) .....................18
6.3 本章小结................................................................................................20
第七章 机械和算法 ........................................................................................21
7.1 机械设计................................................................................................21
7.2 机械舵机系统 .......................................................................................21
7.3 麦克风中断 ...........................................................................................22
7.4 角度矢量计算 .......................................................................................22
7.5 本章小结................................................................................................24
结论 ...................................................................................................................25
参考文献...........................................................................................................26
致谢 ...................................................................................................................27
附录 ...................................................................................................................28
广东东软学院本科毕业设计(论文)
1
第一章 绪论
1.1 研究背景
噪声源识别是指在同时有许多噪声源或包含许多振动发生部件的复杂声源情况
下,为了确定各个声源或振动部件的声辐射的性能,区分噪声源,并根据他们对于
生产的作用加以分等而进行的测量与分析。人们的听觉器官就是非常好的识别噪声
源的分析器,配合头部扭动运动就相当于一个搭配了运动机构的双麦克风阵列,具
有方向性辨别、频率分析等能力。
声音定位原理分类从大类原理上分,噪声源定位系统可分为基于声强声功率测
试的定位系统,以及基于麦克风阵列的定位系
[1]
。
1.2 国内外研究进展
该领域有许多专利。大多数专利设计和算法远比该设计的系统先进,并且有两
个特别值得注意的专利:(US4581758 A)1983 年贝尔实验室的 Cecil H. Coker 和
David R. Fischell 首先发明了一个非常类似于该系统。工作项目。是第一个通过使
用一对麦克风来识别尖锐声源方向的过程,并对其脉冲到达时间进行计时的专利。
其次,(US5778082 A)1996 年 turetel 公司的 Peter L.Chu 和 Hong Wang 申请了一
项方法和设备,该项目比较来自不同麦克风的样本序列以确定两者之间的时序偏差。
然后,这个定时延迟用于计算源方向,就像在项目中所做的那样。由于他们的系统
使用信号匹配,因此专门用于语音检测,其应用被称为视频会议。
由于这些已建立的专利,目前本设计专利机会很少。但是,仍然希望寻求出版
机会,以便分享本设计的工作内容。相信它作为未来系统的一个组成部分仍然非常
有用,因为它与行业标准相比,在设计和建造时只需很少的资金和开发时间
[2]
。
1.3 选题方向和研究内容
本课题设计并构建了一个二维声脉冲标记系统,能够检测其附近任何地方的尖
锐声音,并使用基于伺服的指针精确标记其源向量。该系统具有完整的 360 度范围,
非常有效地将尖锐声音源标记在 0.03 度精度范围内。并且能够使用 3 麦克风阵列和
单片机微控制器实现这一目标,该微控制器可检测麦克风之间的声学延迟并计算声
音的源向量。麦克风信号通过 8 级模拟系统,以便将它们转换为二进制信号,指示
它们中的每一个是否被声音触发。分析这 3 个二进制信号的时间延迟,微控制器选
择最好的 2 个麦克风来计算声音产生的确切角度。然后控制伺服电机,使其完全沿
该方向转动指针。
剩余31页未读,继续阅读
资源评论
南抖北快东卫
- 粉丝: 73
- 资源: 5584
下载权益
C知道特权
VIP文章
课程特权
开通VIP
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功