声音定位系统

1、 音频定位系统的设计与制作音频定位系统的设计与制作 毕业答辩毕业答辩 指导老师：指导老师： 班级：班级：2010级通信级通信 学生：学生： 学号：学号： 内容内容n 系统介绍系统介绍n 设计思路设计思路n 设计成果设计成果n 结果及分析结果及分析系统介绍系统介绍n500mm350mm的坐标纸，在其四角外侧分别固定安装一个的坐标纸，在其四角外侧分别固定安装一个声音接收模块，声音接收模块通过导线将声音信号传输到信声音接收模块，声音接收模块通过导线将声音信号传输到信息处理模块，声音定位系统根据声响模块通过空气传播到各息处理模块，声音定位系统根据声响模块通过空气传播到各声音接收模块的声音信号，判定声响

2、模块所在的位置坐标。声音接收模块的声音信号，判定声响模块所在的位置坐标。信号频率：信号频率：500HZ。具体如图：。具体如图：硬件电路设计硬件电路设计n发声电路。单片机定时中断，带通滤波器，音发声电路。单片机定时中断，带通滤波器，音频功放。频功放。n接收模块。信号的增益很小，先进行前级音频接收模块。信号的增益很小，先进行前级音频功放，电容隔直。为了防止其他信号的干扰，功放，电容隔直。为了防止其他信号的干扰，输出信号被送带通滤波器。但滤波后信号有衰输出信号被送带通滤波器。但滤波后信号有衰减，再进行后级音频功放。为了能让单片机容减，再进行后级音频功放。为了能让单片机容易识别的方波信号，最后再加整形

3、电路。易识别的方波信号，最后再加整形电路。硬件系统框图硬件系统框图发声模块发声模块接收模块接收模块硬件实物硬件实物发声模块发声模块接收模块接收模块整体系统整体系统设声源位置为P,其中A,B,C,D为坐标轴的四个顶点,(AB)=500mm,(AD)=350mm, ?为(AB)与(AP)的夹角.所用矩形性质：矩形所在平面内任一点到其两对角线端点的距所用矩形性质：矩形所在平面内任一点到其两对角线端点的距离的平方和相等离的平方和相等 y D d 350mm P b a A 500mm B x)(22)(sin2222ADasasAD)(22)(cos1212ABasasAB基于时间差的定位算法基于时间

4、差的定位算法故可得结果为： )(22)(sin2222ADasasAD)(22)(cos1212ABasasAB则坐标为：x=acos? ； y=asin?输出波形输出波形接收模块输出接收模块输出两路输出相位差两路输出相位差软件流程软件流程测试结果测试结果n声响模块功率测试声响模块功率测试 P=U*I=2.857V*55.6mA=159mW，符合结果。，符合结果。n声源定位测试声源定位测试 测试方案：测试过程中把声源固定放在坐标纸上某一具体的测试方案：测试过程中把声源固定放在坐标纸上某一具体的坐标上的坐标上的任意一点，通过此声音定位系统显示声源的坐标。任意一点，通过此声音定位系统显示声源的坐标

5、。 误差大概在误差大概在020mm内，符合内，符合30mm内误差的要求。内误差的要求。选中坐标（选中坐标（mm） （30，50）（155，200）（300，90） （400，300）测量坐标（mm）（25，43） （170，180） （305，100） （410，321）误差（mm）（5，7）（15，20）（5，10）（10，21）声源在中心时的测量坐标声源在中心时的测量坐标误差分析误差分析n由于测试环境不同，造成声音的传播速度有所不同；由于测试环境不同，造成声音的传播速度有所不同；n500HZ的信号与人的发声频率很相近，所以外部的的信号与人的发声频率很相近，所以外部的噪声也很容易对本系统造成干扰；噪声也很容易对本系统造成干扰；n当进入捕获中断的时候，计数是在计数器的一个周期当进入捕获中断的时候，计数是在计数器的一个周期（65535us）内，但是可能在第三路脉冲还没到达）内，但是可能在第三路脉冲还没到达计数时计数器已经溢出，造成误差。计数时计数