杨 鹏,徐 静,王硕朋

(1.河北工业大学控制与工程学院,天津 300130;2.教育部智能康复装置与检测技术工程研究中心,天津 300130)

移动设备和无线通信技术的发展使得基于位置的服务[1]近年来得到广泛应用,例如共享单车、百度地图、库存和仓储。全球定位系统在室外定位表现出色,然而GPS信号穿透能力弱,难以在非视距传播信道和多障碍物的室内环境获得足够的定位精度[2-3]。因此,国内外投入了大量精力来寻找适合室内环境定位的短距离信号,如:视觉信息和听觉信息。其中,声音是物体振动产生的声波,相对于视觉信息具有传播全向性和不受能见度束缚的优势。利用听觉信息估计目标位置的过程称为声源定位,声源定位技术[4]利用机器人处理麦克风阵列接收的声音信号来对单个或多个声源位置进行估计,是一种自然且有效的定位方式,为室内定位技术的发展提供了新的研究方向。

目前,使用声音信号进行室内定位的方法分为几何定位法和指纹定位法两大类。几何定位法是通过至少两个位置标定的参考节点和未知节点的几何关系获取未知节点的位置。该类定位方法需要增加额外的硬件设施,且在非线性结构化的室内环境中存在模型依赖度高和系统稳定性差等缺点。基于位置指纹的听觉定位方法是一种常用的场景分析法,通过对定位环境内声场信息的感知和逻辑推理对目标定位节点的位置进行估计,可以有效克服几何定位法的缺点,具有定位精度高、模型依赖度低等优势,是室内定位的主流技术。……