声源定位实验报告

声源定位实验报告（精选5篇）

篇1：声源定位实验报告

声源定位C++程序

#include #include using namespace std;#define c 2982 #define pai 3.1415926535 int main(){

cout << “声源坐标为：（”<

if(acos(D/sqrt(pow(A,2)+pow(B,2)))+angle2 < pai/2)else angle1 = angle2x1*(pow(x2,2)+pow(y2,2)-pow(c*dt2,2));B = y2*(pow(x1,2)+pow(y1,2)-pow(c*dt1,2))c*dt2*(pow(x1,2)+pow(y1,2)-pow(c*dt1,2));double x0,x1,x2,y0,y1,y2,t0,t1,t2,t3,A,B,D,angle1,angle2,dt1,dt2,r;x0=0,x1=0,x2=0.45;y0=0,y1=0.3,y2=0;int i = 8;while(i--){

cout <<“请输入第<<8-i<<”组时间数y据Y“<< endl;cin >> t0 >> t1 >> t2>> t3;t0 = t0 / 1000000;t1 = t1 / 1000000;t2 = t2 / 1000000;dt1 = t1t0;} // end main;

程序运行:

2、GPS模拟 C++程序：

#include #include #include using namespace std;#define c 2982 #define min 0.0000000001

void GPS(double x[10] , double y[10] , double t[10] , double x1 , double y1 , int num){

double a1,a2,a3,a4,b1,b2,mult,D=0,E=0;int i;while(1){

a1 = a2 = a3 = a4 = b1 = b2 = 0;for(i = 0;i < 10;i ++){

a1 = a1-(3*pow((x[i]-x1),2)+pow((y[i]/1000-y1),2)-pow(c*t[i]/1000000,2));a2 = a2+2*(x[i]/1000-x1)*(y1-y[i]/1000);a3 = a2;a4 = a4-(3*pow((y[i]-y1),2)+pow((x[i]/1000-x1),2)-pow(c*t[i]/1000000,2));

b1 = b2 = b1+(pow((x[i]/1000-x1),2)+pow((y[i]/1000-y1),2)-pow(c*t[i]/1000000,2))*(x1-x[i]/1000);b2+(pow((x[i]/1000-x1),2)+pow((y[i]/1000-y1),2)-pow(c*t[i]/1000000,2))*(y1-y[i]/1000);} //end for;mult = a3/a1;a4-= a2*mult;b2-= b1*mult;E = b2/a4;D =(b1-a2*E)/a1;x1 += D;y1 += E;if((pow(D,2)+pow(E,2))< min)break;} // end while;x1 = x1*1000;y1 = y1*1000;cout <<”点P“<< num <<”定位于: X = “<< fixed << setprecision(8)<< x1;cout <<”(mm), Y = “<< fixed << setprecision(8)<< y1 <<”(mm)“<

GPS(x,y,t1,0,0,1);GPS(x,y,t2,0,0.3,2);GPS(x,y,t3,0.45,0,3);cin>>yy;return 0;int yy;double t1[10] , t2[10] , t3[10] , x[10] , y[10];

cout << ”请输入时间数据Y(us)与坐标数据Y(mm):“ << endl;int i;for(i = 0;i <= 9;i ++){ cout << ”第“ << i+1 << ”组" << endl;cin >> t1[i] >> t2[i] >> t3[i] >> x[i] >> y[i];} // end for;

} // end main;

运行结果：

篇2：声源定位实验报告

#include #include using namespace std;#define c 2982 #define pai 3.1415926535

int main(){ double x0,x1,x2,y0,y1,y2,t0,t1,t2,t3,A,B,D,angle1,angle2,dt1,dt2,r;x0=0,x1=0,x2=0.3;y0=0,y1=0.45,y2=0.45;int i = 8;while(i--){

cout <<“请输入第”<<8-i<<“组时间数据”<< endl;

cin >> t0 >> t1 >> t2>> t3;

t0 = t0 / 1000000;

t1 = t1 / 1000000;

t2 = t2 / 1000000;

dt1 = t0t2;

A = x2*(pow(x1,2)+pow(y1,2)-pow(c*dt1,2))y1*(pow(x2,2)+pow(y2,2)-pow(c*dt2,2));

D = c*dt1*(pow(x2,2)+pow(y2,2)-pow(c*dt2,2))acos(D/sqrt(pow(A,2)+pow(B,2)));

r =(pow(x1,2)+pow(y1,2)-pow(c*dt1,2))/(2*(x1*cos(angle1)+y1*sin(angle1)+c*dt1));

cout << “声源坐标为：（”<

y1 += E;

if((pow(D,2)+pow(E,2))< min)

break;} // end while;x1 = x1*1000;y1 = y1*1000;

cout <<“点P”<< num <<“定位于: X = ”<< fixed << setprecision(8)<< x1;cout <<“(mm), Y = ”<< fixed << setprecision(8)<< y1 <<“(mm)”<

int main(){ int yy;double t1[10] , t2[10] , t3[10] , x[10] , y[10];cout << “请输入时间数据(us)与坐标数据(mm):” << endl;int i;for(i = 0;i <= 9;i ++){

cout << “第” << i+1 << “组:” << endl;

cin >> t1[i] >> t2[i] >> t3[i] >> x[i] >> y[i];} // end for;

篇3：激光监听与声源定位

我们利用激光相干性好、能量集中等优点, 实现激光监听。激光监听是一种新型的监听手段, 同传统监听方式相比, 具有无须靠近目标、操作方便、不易察觉、不易受干扰等优点, 本文对激光监听及声源定位技术的基本原理与实现方法加以讨论。

二、实验原理

如图1, 激光监听基本原理是将一束激光照射在监听目标周围容易受声压作用产生振动的物体上, 例如玻璃, 然后用光电接收器接收物体上反射回来的激光, 将光信号转换为电信号, 并经过信号放大与处理, 将电信号还原成声信号实现监听功能。

同时使用两束激光照射声源所在房间的不同玻璃, 测定两束反射光到达光电接收器的相位差即可计算出声源距两玻璃的距离, 进而得出声源位置坐标, 实现声源定位功能。对于相位差的测量, 主要是利用两个接收器接收到的信号各自触发处理器中断, 由硬件计时装置测出时间差。

三、实验方案

发射装置选用5mw 650nm半导体激光器, 并用三脚架固定。实验中为了便于光路的调节选用可见红光, 实际应用时应选用780nm激光器, 从而使监听更具隐蔽性和实用性。

接收装置主要包括光电探测器, 光电转换以及电信号处理系统。其中光电探测器选用了PIN型光电二极管G0606M-I并使用半带宽为30nm的650nm带通窄带滤光片滤光以减少环境的影响。由于光电探测器输出的信号非常微弱, 只有几个毫伏, 因此需对信号进行放大处理。实验中使用了专门面向光电二极管的低噪声放大器LTC6244, 跨阻放大方式连接。为滤除音频信号以外的噪声, 实验中使用了频带范围是100H z~10kH z的有源带通滤波器, 确保声音质量。滤波后的信号即可通过功率放大器经扬声器输出。

定位模块选取高精度AD芯片将两路滤波后的模拟信号转换成数字信号, 并使用MSP430芯片进行相位差的测定, 进而计算出声源位置并通过LCD屏显示。监听与定位系统工作流程如图2。

四、实验结果及分析

当入射角为45°时, 成功实现了3~15米的监听, 语音清晰, 定位准确。当入射角在0°~90°范围内改变时, 发现随着入射角度的增大, 接收到的信号强度也会随之增大, 同时振动效果越明显。经测试, 本装置的最佳监听角度为72°。

当监听角度为72°时, 对监听声源进行定位, 监听距离小于10米是, 声源定位误差在±10cm以内。移动声源位置, 系统同样能准确快速的显示位置状态的即时信息。

五、结束语

本文设计完成了一款便携式激光监听与声源定位装置并对其进行了测试。实验表明该装置具有电路简单, 易于实现;体积小, 便于携带;工作距离远, 隐蔽性强等特点。但是该装置在光路瞄准方面要求较高, 直接将激光耦合进接收机难度较大, 而且对准后只要发生微小扰动, 接收方就会受到影响, 必须重新瞄准。因此要达到实际应用, 还需进一步的改进。

摘要：本文提出了一种激光监听模型, 并简要地介绍了其基本原理和实现方法。玻璃因受室内声音变化的影响而发生轻微的振动, 从玻璃上反射回来的激光包含了室内声波振动信息, 用接受装置将声音复原, 实现远距离安全监听。另外, 同时使用两束激光照射玻璃, 通过检测两束反射光的相位差实现声源定位功能。

篇4：声源定位技术的研究意义与现状

关键词 声源定位 声纳系统 麦克风阵列 时间差 信号

中图分类号：TB51 文献标识码：A

1声源定位技术的发展与应用

被动声探测定位技术是一种接收声场信息，利用电子装置确定目标声源位置的高新技术，该技术属于无辐射源目标定位技术，主要用于被动声探测，没有主动检测功能。其特点是系统本身仅依赖于目标声源的声音信号的接收，并实现使用接收到的声音信号来实现位置检测和定位目标声源。目前，声源定位技术主要是利用麦克风阵列接收声场信息，依靠声源信号到达各个阵元的时间差估计以及时间延迟估计来实现被动声源信号的测向和测距。因此，在已知几何关系的麦克风阵列情况下，由源信号准确到达每个麦克风阵元时间差的估算，我们可以准确地计算出的位置参数信息源。

声源定位技术有着悠久的发展历史。其最先在声纳系统中使用， 采用电磁波来发现水下目标的位置，在水下电磁波是非常大的，所以受到了距离限制。在这种情况下，水下目标声信号追踪法应运而生。1940意大利达芬奇首先发现了声管，水声被动定位技术由此诞生，现在有超过500年的发展历史。但真正意义上的发展，是在第二次世界大战结束后，在水下使用声纳来寻找目标的时候，这种方法也将很容易暴露自己，带来潜在的危险。因此人们开始了水下被动声定位的研究。在第一次世界大战中应用在地面上的被动声探测技术，主要是用来探测敌人的炮兵阵地，并取得了良好的应用效果。在第二次世界大战的时候，声探测技术是特别重要的，大部分炮兵侦察任务是依赖于声源定位技术实现的。在朝鲜战争中，声波检測技术也显示出独特的优越性。

但在一段时间内，随着红外，激光的兴起，雷达侦察技术在一定程度上影响了被动声探测源技术的发展，导致其曾经被忽视。但近年来，使用雷达搜索目标面临的电子干扰，低海拔的突变，隐身技术，反辐射导弹这四大挑战，使其越来越容易受到攻击。在这种情况下，人们开始重新审视被动声探测定位技术的应用价值，这是研究被动声探测技术的又一个重要的原因。目前，随着计算机技术，微电子技术的发展，现代数字信号处理技术，人工神经网络，自适应阵列处理技术，信号处理技术和其他相关技术，被动声定位技术再次发展迅速，并取得了进一步的实际应用。

在国防现代化方面，声源定位技术可以用来测量在地面作战的炮兵阵地；可以用来找到隐藏在某地的狙击手位置，还可用于测量弹药试验火炮的着落点和空中炸点。在航空航天领域，可以使用声源定位技术来测量位置。此外，在现代军事战争中，坦克具有防护力强，机动性能好，火力强劲等特点，所以在地面战斗上能压制敌人；武装直升机以其灵活的运作方式和独特的超低飞行能力也深受战争的信赖。但随着现在隐身技术的迅速发展，应用在坦克和直升机上的传统检测技术已经丧失作用，在这种情况下，被动声源探测技术将发挥巨大的优势。

2声源定位技术的研究状况

声源定位技术经过几十年的发展后，检测技术已经有了一定程度的发展，也有一定程度的提高。原来的普通声波检测技术是碳粒子或冷凝器来接收声信号，无线或光纤技术传输信号，通过点蚀纸袋或墨水磁带录音来记录信号信息，随后将录音机连接到计算机上，用计算机处理采集到的信号来分析出结果。现代的声源定位现代技术中，开发出了功率集成电路，简化了测量过程。

国外的声波检测技术不仅应用在坦克和武装直升机上，而且还应用在智能地雷上。智能地雷能够找到目标的位置，在正确的时间和地点引爆，从而可以达到最有效的攻击。智能地雷的原理是依靠声源定位技术产生声源位置信息，并将其反馈到爆炸的位置控制系统中，控制起爆时间。研究这种武器能够有效打击地面坦克和低空直升飞机。

国外早在二十世纪80年代开始，就已经开始研究基于语音增强技术会议的声源定位技术。近年来，语音处理的声源定位技术已成为新的研究热点，具有广阔的应用前景和实际意义，许多国际著名公司和研究机构如IBM，贝尔，已经在开发新的用于大型会议语音增强和滤波技术的产品，部分产品已进入实际应用阶段，包括视频电话，视频会议系统，电话会议系统。还有在强噪声环境下语音采集的声源定位技术，语音识别和说话人识别软件处理，大型网站的会议记录和助听器等。这些产品应用于各种实际的社会生活场合，已经显示出巨大的优势和市场潜力。

先前已被应用于实际的声源定位算法波束形成法。基于麦克风阵列波束形成法中，阵列输出是各个阵元输出的加权总和，然后通过调整加权系数来形成理想的波束，导致在其他方向产生响应。通过观察空间波束扫描可确定声源信号的方向信息。然而，阵列的分辨率通常受到瑞利判据的限制，这是一个无法解决的棘手难题。

为了解决常规波束形成的信号处理问题，许多研究人员已经做了大量的研究，希望能够改变这种不利的因素，因此出现了各种高分辨率算法。如最小方差法，结构法，信号子空间法和最大熵谱法。与传统的波束形成方法相比，这些高分辨率算法虽然提高了阵列的分辨率，但不能解决相干源问题。

参考文献

[1] 崔玮玮，曹志刚，魏建强.声源定位中的时延估计技术[J].数据采集与处理，2007（01）.

[2] 靳莹，杨润泽.声测定位技术的现状研究[J]. 电声技术，2007（02）.

篇5：声源定位实验报告

【目的要求】

了解X线头颅侧位片的描图方法。熟悉常用标志点的定位，测量平面及其意义。

【实验内容】

l．示教x线头测量常用标志点定位，头影图描绘，常用平面。

2．学生练习描记一张x线头颅侧位片，完成头影图描绘、标志点、平面的确定。

【实验器材】

头颅侧位片、X观片灯、描图纸、3H硬质铅笔、橡皮、三角尺、量角器等。

【方法和步骤】

使用X线投影测量技术进行面部软硬组织结构进行研究。这种方法不但显示了面部的形态特征，还能揭示覆盖软组织与其深部牙，骨骼的相互关系。

一、手绘法描图头颅侧位片：

（一）描图示教

1.头颅侧位片的描图：在暗视野环境中，于观片灯上，用尖细的（笔尖细度小于0.5mm）

较硬质铅笔（3 H）在透明描图纸上绘制，侧位片的描绘应包括软硬组织侧貌、上、下颌轮廓、颅底轮廓（蝶鞍）、眼下缘、翼上颌裂、鼻底、腭顶、上下颌第一恒磨牙、中切牙等。

2.在头侧位片描图上定出常用的标志点

（1）颅部标志点：

鼻根点(N)：正中矢状平面上鼻额缝的最前点。

蝶鞍点(S)：蝶鞍影像的中心。

耳点(P)：外耳道之最上点。

颅底点(Ba)：正中矢状面上枕骨大孔前缘之中点。

Bolton点：枕骨髁突后切迹的最凹点。

（2）上颌标志点：

眶点(Or)：眶下缘最低点，通常取两侧眶点影像之中点。

前鼻棘点(ANS)：前鼻棘之尖。

后鼻棘点(PNS)：硬腭后部骨棘之尖。

翼上颌裂点(Ptm)：翼上颌裂轮廓之最下点。在x片上象一倒挂的泪珠。

上齿槽座点(A)：前鼻棘与上齿槽缘点间上齿槽突前部外形最凹点。

上齿槽缘点(SPr)：上中切牙间齿槽突的最前下点。

上中切牙点(UI)：上中切牙切端最前点。

（3）下颌标志点：

髁顶点(Co)：髁突的最上点。

关节点(Ar)：为下颌升支后缘与颅底外缘X线影像之交点。

下颌角点(Go)：位于下颌下缘与升支后缘交界处。常通过下颌平面和下颌支平面交角的角平分线与下颌角的交点来确定。

下齿槽座点(B)：下颌骨联合前面下齿槽座的最凹点。

下齿槽缘点(Id)：下齿槽突之最前上点。

下切牙点(L i)：下中切牙切端最前点。

颏前点(Po)：颏部的最前点。

颏下点(Me)：颏部之最下点。

颏顶点(Gn)：颏前点与颏下点之中点。

（4）软组织侧貌标志点：

额点（G）：额部最突点。

N′点：前颅底平面S-N与软组织侧貌轮廓的交点。

软组织鼻根点（Ns）鼻额缝表面所覆盖之软组织的最凹点。

鼻顶点（Prn）：鼻部软组织之最突点。

上唇突点（UL）：上唇之最突点。

下唇突点(LL)：下唇之最突点。

下唇凹点（B′）：颏唇沟之最凹点。代表下唇之基底部。

软组织颏前点（Pos）：颏部软组织的最前点。代表软组织颏部的位置。

软组织颏顶点（Gs）：蝶鞍点与颏顶点间连线（S-Gn）延长线与颏部组织外形轮廓之交点。

软组织颏下点（Mess）：软组织颏部最低点。

3.在头侧位片描图上定出常用的平面：

(1)基准平面：基准平面是在头影测量中作为相对稳定的平面。由此平面与各测量标志

点与其他测量平面构成角度、线距及线距比测量项目。目前最常用的基准平面为前颅底平面、眼耳平面和Bolton平面。

1）前颅底平面（SN）：即蝶鞍点与鼻根点N间之连线。位于头颅的正中矢状平面上，代表前颅底的前后范围。由于这一平面在生长发育过程中，无论是生长方向还是生长速度均具有相对的稳定性，因而常作为其他各结构对颅底关系的定位平面。

2）眼耳平面（FH）：这是人类学上的一个定位平面。由耳点P与眶点Or连线构成。

大部分个体在正常头位时，该平面与地面平行。

3）Bolton平面：由Bolton点与鼻根点N连线构成。多用作重叠影图的基准平面。

(2)测量平面

1)腭平面（ANS-PNS）：前后鼻棘点的连线。

2)颅底平面（Ba-N）：颅底点与鼻根之连线。该平面将头颅划分成颅部与颌面部两部

分。

3)牙合平面（OP）：牙合平面一般有两种确定方法。一种是第一恒磨牙的咬牙合中点与上下

中切牙切缘点间连线的中点的连线； 另一种能够使自然的或称功能的牙合平面，由均分后牙牙合接触点的连线构成，通常使用切牙的任何标志点。

4)下颌平面（MP）：下颌平面的确定方法有三种：

① 通过颏下缘下点与下颌角下缘相切的线条。

② 下颌下缘最低部的切线。

③ 下颌角点与颏顶点间的连线。（Go-Gn）。

5)下颌升支平面（RP）：下颌升支及髁突后缘的切线。若X片上髁突影像不清楚，也

可以关节点与下颌角后缘的切线代之。

6)面平面（NP）：由鼻根点N与颏前点，Po间连线构成。

7)NA平面：鼻根点N至上齿槽座点A连线。

8)上下齿槽座平面（AB）：上、下齿槽座间连线。

9)AP平面；上齿槽座点A与颏前点Po连线。

10)Y轴（Y axis）：蝶鞍点S与颏前点Gn之连线。

（3）软组织测量平面

1）审美平面（E plane）：鼻顶点Pm至软组织。

2）H平面：上唇突点UL至软组织颏前点Pos的连线。

【注意事项】

1．解剖标志定位要准确。

2．描绘图的点线必须细小精确。

【实验报告与评定】

评定学生头影测量描图的标志点、常用测量平面的正确性。

实验二X线头影测量项目

【目的要求】

了解X线头颅侧位片的描图方法。熟悉常用测量项目的组成及其意义。

【实验内容】

l．示教x线头测量常用测量项目。

2．学生练习描记一张x线头颅侧位片，完成头影图描绘、常用角度和线距的测量。

【实验器材】

头颅侧位片、X观片灯、描图纸、3H硬质铅笔、橡皮、三角尺、量角器等。

【方法和步骤】

使用X线投影测量技术进行面部软硬组织结构进行研究。这种方法不但显示了面部的形态特征，还能揭示覆盖软组织与其深部牙，骨骼的相互关系。

常用的测量项目：

1）上齿槽座角（SNA）

前颅底平面与鼻根点和上齿槽座点连线所形成的后下交角。

2）下齿槽座角（SNB）

前颅底平面与鼻根点和下齿槽座点连线所形成的后下交角。

3）上、下齿槽座角(ANB)

为SNA和SNB角之差。

4）面角（Facia1 ang1e）

面平面与FH平面相交的后下交角。(FH－NPog)

5）下颌平面角(MP—FH)

下颌平面与FH平面的交角。

6）上中切牙一前颅底平面角(UI—SN)

上中切牙长轴与前颅底平面的后下交角。

7）下中切牙一下颌平面角(LI—MP)

下中切牙长轴与下颌平面的后上交角。

8）上、下中切牙角(UI—LI)

上、下中切牙长轴的交角。

9）上面高(N—ANS)

以FH为参照，N点和ANS点两点间的垂直距离。0）下面高：

以FH为参照，ANS点和Me点两点间的垂直距离。

【注意事项】

1．解剖标志定位要准确。

2．描绘图的点线必须细小精确。

【实验报告与评定】

评定学生头影测量描图的常用项目的正确性。

实验三常用X线头影测量分析法

【目的要求】

了解X线头颅侧位片的描图方法。熟悉常用测量项目的组成及其意义。

【实验内容】

l．示教x线头测量常用测量分析法。

2．学生练习描记一张x线头颅侧位片，完成头影图描绘、常用分析法分析。

【实验器材】

头颅侧位片、X观片灯、描图纸、3H硬质铅笔、橡皮、三角尺、量角器等。

【方法和步骤】

使用X线投影测量技术进行面部软硬组织结构进行研究。这种方法不但显示了面部的形态特征，还能揭示覆盖软组织与其深部牙，骨骼的相互关系。

1.Downs分析法

2.Tweed分析法

3.Wits分析法

4.北京大学口腔正畸科临床综合分析法

【注意事项】

1．解剖标志定位要准确。

2．各分析法对定点的特殊要求。

【实验报告与评定】