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(gè)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(fù)：
可以使用兩種方式：

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

隨著車模運(yùn)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(jì)算聲源的方向。

聲音信標(biāo)的底座造型

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

回復(fù)：

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(gè)麥克風(fēng)之間的距離和麥克風(fēng)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(fēng)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(gè)最大值p1,p2指的是啥？適是用整個(gè)采集的2500個(gè)點(diǎn)和發(fā)出的2500個(gè)點(diǎn)做相關(guān)運(yùn)算，還是在同一時(shí)刻，用一段采集的數(shù)據(jù)和chirp做相關(guān)運(yùn)算然后找到極大值對應(yīng)的點(diǎn)和當(dāng)前時(shí)刻的差來計(jì)算延遲？那樣豈不是發(fā)出和接收要一直同步才行嘛？

回復(fù)：
你的這個(gè)問題算是問到點(diǎn)子上了。在推文中實(shí)驗(yàn)的一個(gè)重要的條件：發(fā)出的聲音和接受的聲音都是由同一個(gè)單片機(jī)控制。這相當(dāng)于發(fā)送和接受是同步的?。。。∵@在實(shí)際中，車模上的接受單片機(jī)怎么能和信標(biāo)發(fā)送聲音同步呢？ 待會兒我寫個(gè)推文解釋一下吧。（實(shí)際上請參見下面問題的回復(fù)）

聲音信標(biāo)的底座選型

提問 2

卓老師您好，關(guān)于互相關(guān)運(yùn)算，我能理解兩個(gè)現(xiàn)有的波形運(yùn)算之后，極大值對應(yīng)的為兩個(gè)波形的時(shí)間差。但是具體在聲音測距是如何用的呢？有點(diǎn)不理解。

比如發(fā)射和接收完全獨(dú)立的，發(fā)送在持續(xù)的發(fā)送信號， 接收端任意時(shí)間開啟，這個(gè)時(shí)候如何做互相關(guān)運(yùn)算呢？

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

學(xué)生感到疑惑希望卓老師有空的時(shí)候能解答十分感謝，祝卓大大身體健康。

回復(fù)：

在推文中所描述的實(shí)驗(yàn)是對聲音信標(biāo)的揚(yáng)聲器、接受單元以及測量精度進(jìn)行驗(yàn)證。所以實(shí)驗(yàn)中，聲波產(chǎn)生的信號是由單片機(jī)產(chǎn)生并通過音頻放大器放大之后通過電纜驅(qū)動信標(biāo)揚(yáng)聲器；在同時(shí)單片機(jī)又在采集由麥克風(fēng)接收到的聲音信號。實(shí)驗(yàn)中的相關(guān)信號就是將接收到的信號與發(fā)出的信號進(jìn)行相關(guān)運(yùn)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(jìn)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(shí)際信標(biāo)比賽中，聲音是由信標(biāo)發(fā)出的，而檢測聲音是由智能車上的單片機(jī)來采集的。那么，車模上的單片機(jī)又是如何能夠得到發(fā)出信號的時(shí)刻和信號波形呢？在實(shí)際比賽信標(biāo)系統(tǒng)中，還會同時(shí)在現(xiàn)場提供一個(gè)無線調(diào)頻（FM）信號，信標(biāo)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(rèn)為是信標(biāo)和車模通過FM接受模塊所得到的音頻是同時(shí)，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(jī)”中的內(nèi)容制作。

RDA5807單片調(diào)頻收音機(jī)接受模塊

當(dāng)然，也可以在車模上安裝多個(gè)聲音傳感器，根據(jù)它們所接受到的聲音時(shí)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