王洪波，邹 煜，徐文刚

(中南民族大学 计算机科学学院，湖北 武汉 430073)

麦克风四元阵全向声源定位系统设计与实现

王洪波，邹 煜，徐文刚

(中南民族大学 计算机科学学院，湖北 武汉 430073)

设计并实现了一种基于Cortex-M3内核的小型化、低功耗声源定位系统。系统采用4个麦克风传感器构成声源定位矩阵。基于意法半导体公司的STM32F103FZET6硬件平台，利用其内部的高速中断以及微秒级的定时器辅以相关外设电路，快速捕捉声源位置并进行计算定位。实验结果表明，系统定位精度良好，适合应用在军事、工业控制、机器人声源定位等领域。

声源定位；Cortex-M3; 麦克风矩阵

0 引言

声源定位技术一直备受关注，在军事上可用于寻找战斗中隐藏的狙击手、水中的潜水艇；工业上作为模块嵌入使用，可以定位大型设备的故障点，也可以用于机器人听音定位场景。国外已有利用声源定位原理设计的麦克风阵列系统。国内基于麦克风阵列的声源定位研究起步较晚，虽然也有部分成果，但相关算法以及成型系统不够完善。

随着科技的发展，嵌入式系统处理能力飞速发展，研究机构纷纷展开此类系统的小型化、精细化研究，并基于大量理论模型成功进行了实用化[1-2]。国内在此项目上进展相对缓慢。因此，本定位系统研究具有很重要的理论和实践意义。

1 声源定位模型

1.1 声源定位系统基本原理

声音是以波的方式传播的，在物理学上满足波动学理论。当声源距离声波传感器较远时，可以把声音的传播理解为近似平行波的传播方式[3]，由此得出相应的声波角。……