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嗎？增加麥克風數量能改善精度嗎？(我覺得按照這種原理增加麥克風數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個點和發出的2500個點做相關運算，還是在同一時刻，用一段采集的數據和chirp做相關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，關于互相關運算，我能理解兩個現有的波形運算之后，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。

比如發射和接收完全獨立的，發送在持續的發送信號， 接收端任意時間開啟，這個時候如何做互相關運算呢？

對于聲音測距中相關運算的兩個輸入，一個是我們知道的發送端的波形，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，聲波產生的信號是由單片機產生并通過音頻放大器放大之后通過電纜驅動信標揚聲器；在同時單片機又在采集由麥克風接收到的聲音信號。實驗中的相關信號就是將接收到的信號與發出的信號進行相關運算。

由于發出的信號本身是由存儲在內存的Chirp波形數據經過DA轉換之后產生的， 所以它不需要進行采集，直接使用內存聲音波形數據就可以了。

將來，在實際信標比賽中，聲音是由信標發出的，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出信號的時刻和信號波形呢？在實際比賽信標系統中，還會同時在現場提供一個無線調頻（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1月31日推文“單片挑片接收機”中的內容制作。

RDA5807單片調頻收音機接受模塊

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