买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

龙图腾网获悉南京理工大学申请的专利面向多麦克风阵列声源定位的阵列姿态角补偿方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114624651B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-05发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210249813.9，技术领域涉及：G01S5/18；该发明授权面向多麦克风阵列声源定位的阵列姿态角补偿方法是由赵兆;张腾设计研发完成，并于2022-03-14向国家知识产权局提交的专利申请。

本面向多麦克风阵列声源定位的阵列姿态角补偿方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种面向多麦克风阵列声源定位的阵列姿态角补偿方法，包括：首先利用基于时延估计的单麦克风阵列声源测向方法实现对声源方位角和高低角的估计，得到待测声源相对于各个麦克风阵列的声源方向矢量；之后利用姿态角测量设备测得该阵列的阵列姿态角，然后利用由阵列姿态角组成的方向余弦矩阵对阵列姿态角进行修正，从而将各个麦克风阵列估计得到的声源方向矢量转换到同一公共水平坐标系中；最后利用总体最小二乘算法实现对待测声源的定位。本发明有效地解决了基于多麦克风阵列进行声源定位时，架设各个麦克风阵列无法做到完全水平导致声源定位误差增大的问题，降低了阵列姿态角对声源定位的不利影响，提高了多麦克风阵列声源定位的精度。

本发明授权面向多麦克风阵列声源定位的阵列姿态角补偿方法在权利要求书中公布了：1.一种面向多麦克风声源定位的阵列姿态角补偿方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤1、单麦克风阵列声源测向，采用时延估计类方法估计得到待测声源的方位角和高低角，从而得到待测声源相对于各个麦克风阵列的声源方位矢量； 基于单麦克风阵列实现对待测声源的方位矢量的估计，包括以下步骤： 步骤1-1、对单麦克风阵列各通道录取的声音信号进行检测，提取出有目标声信号的数据部分； 步骤1-2、利用广义互相关的方式求得目标声源到达阵列各个阵元通道之间的到达时间差，具体步骤如下； 步骤1-2-1、阵列两路阵元接收的信号分别为x1t和x2t，其对应的互功率谱密度函数为 ； 其中“*”号表示复共轭； 步骤1-2-2、设广义互相关采用的加权函数为Hf，则经过加权处理后的互功率谱密度函数为 ； 步骤1-2-3、根据维纳-辛钦定理可知，信号的互相关函数与其互功率谱密度互为傅里叶变换对，则x1t和x2t的广义互相关函数 ； 步骤1-2-4、由互相关原理可得，的峰值对应的τ值就是信号时间x1t和x2t之间的延迟τ12的估计值； 步骤1-2-5、重复步骤1-2-1至步骤1-2-4，得到麦克风阵列各个通道之间的时间延迟估计； 步骤1-2-6、对于5元麦克风阵列，根据步骤1-2-5的结果，得到声源的TDOA矢量； 步骤1-3、求解麦克风阵列的结构系数矩阵，具体步骤如下； 步骤1-3-1、对于5元麦克风阵列，各个阵元的位置坐标分别用ri表示，i=1,2,3,4,5； 步骤1-3-2、得到阵列对应的结构系数矩阵； 步骤1-4、利用基于时延估计的声源测向方法，得到声源方位角、高低角的估值；其具体步骤如下； 步骤1-4-1、设目标声源S相对于麦克风阵列的单位矢量表示为 ； 其中θ为声源方位角，φ为声源高低角； 步骤1-4-2、根据基于时延估计的测向算法，得到线性方程组； ； 其中W由步骤1-3求得，τ由步骤1-2求得； 步骤1-4-3、由于为超定线性方程组，则存在唯一的线性最小二乘解，则由下式求得，其中W+为阵列系数矩阵W的Moore-Penrose逆矩阵； ； 步骤1-4-4、令W+=[u1,u2,u3]T，其中u1、u2、u3均为10×1列向量，从而得到声源方位角和高低角的估值分别为 ； ； 步骤1-5、利用1-4的求解结果，得到声源的方位矢量的估计值； 步骤2、阵列姿态角修正，利用阵列姿态角测量设备测得阵列的姿态角，包括偏航角、俯仰角和横滚角，然后利用方向余弦矩阵实现阵列姿态角的修正，将步骤1中各麦克风阵列估计得到的声源方位矢量转换到同一公共水平坐标系中； 对步骤1得到的声源相对于各麦克风阵列的声源方位矢量进行阵列姿态角修正，具体包括以下步骤： 步骤2-1、利用姿态角传感器测得阵列姿态角，分别记为偏航角α、俯仰角β和横滚角ψ； 步骤2-2、求得阵列姿态角对应的方向余弦矩阵，具体求解步骤如下； 步骤2-2-1、根据欧拉旋转定理，偏航角α、俯仰角β和横滚角ψ对应的方向余弦矩阵可分别表示为 ，，； 步骤2-2-2、则由阵列完全水平旋转到阵列非水平状态对应的方向矩阵可表示为 ； 步骤2-2-3、因为旋转过程中阵列始终处于直角坐标系中，所以三个方向余弦矩阵均为单位正交矩阵，所以方向矩阵也为单位正交矩阵，即满足关系 ； 步骤2-2-4、由载体坐标系b系到全局水平坐标系n系的方向余弦矩阵可表示为 ； 步骤2-3、利用求得的方向余弦矩阵对步骤1得到的声源相对于各麦克风阵列的声源方位矢量进行阵列姿态角的修正，具体包括以下步骤； 步骤2-3-1、设阵列完全水平状态下对应的目标声源的方位矢量为； 步骤2-3-2、则与步骤1中估计得到的满足关系 ； 利用上式，可将系统各个节点估计得到的声源方位矢量转换到全局公共水平坐标系中； 步骤3、多麦克风阵列声源定位：首先测得各麦克风阵列在全局坐标系中的位置坐标，结合步骤2中的各声源方位矢量，利用总体最小二乘法实现对待测声源的定位；具体实现步骤如下： 步骤3-1、利用测量设备求得各阵列的中心坐标分别记为xj,yj,zj，j=1,2…n，n为所使用的麦克风阵列的数目，其估计得到的声源方位角和高低角分别记为θj和φj，j=1,2…n； 步骤3-2、设目标声源S的坐标为x,y,z，则可建立如下关系式 ； 简记为Ms=q； 步骤3-3、利用总体最小二乘方法，可以得到的s一个估计值 ； 其中λ为矩阵CTC的最小特征值，C为增广矩阵[Mq]； 步骤3-4、最终求得声源S的三维坐标的估计值 。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术，可联系本专利的申请人或专利权人南京理工大学，其通讯地址为：210094 江苏省南京市孝陵卫200号；或者联系龙图腾网官方客服，联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

以上内容由龙图腾AI智能生成。