什么是声源定位 (SSL) 技术？声源定位技术是指使用多个 麦克风 在环境中的不同点采集声源，并测量声信号。声音在不同的时间到达麦克风。通过算法对接收到的声信号进行处理，从而获得声源点的相对方向（包括方位角和俯仰角）、距离等信息。

人耳定位

说到声源定位，我们很容易联想到人耳的工作原理。人耳具有单耳和双耳定位能力。单耳定位时，接收到的声波经耳廓各部位反射后进入耳道。由于直达声波到达耳廓时相位发生变化，它们在耳廓发生干涉，产生一种特殊的听觉效应，称为耳廓效应。结合头部的旋转，即可感知声源的位置。

在双耳定位中，左耳和右耳接收到的信号会存在耳间时间差 (ITD) 和耳间电平差 (ILD)。定位基于 ITD 和 ILD 进行特定声音的定位。水平方位角的确定可以用数学形式表示为二维声学方向估计问题，如图 1 所示。

ITD信息在中低频方位估计效果较好，ILD信息在高频方位估计效果较好。结合耳廓效应、头部旋转、优先级效应，可以对角度、距离等声音信息有更深入、更准确的认知。

超声波定位法

超声波定位主要采用反射测距法，通过多边定位等方法确定物体的位置。系统由主机和多个接收器组成。主机放置在待测目标上，接收器放置在室内固定位置。为了确定位置，主机向接收器发射相同频率的信号。信号被接收器接收后，反射回主机。根据回波与发射波之间的时间差计算距离，从而确定位置。

声源定位可用于船舶和车辆检测、定位机器（如发动机、汽车和飞机）中的主要噪声源、目标选择、通信设备中的干扰抑制或语音识别以及监测机械系统的状态

此外，由于能够估计声源强度和声场信息，声源定位方法在音频设备和影院系统的声学设计、振动的非接触式测量以及虚拟现实音频系统中得到了广泛的应用。随着元宇宙、机器学习、云计算和片上电子技术的发展，声源定位技术的应用前景越来越广阔。

超声波定位优势

• 精度高，可达厘米以内
• 结构相对简单，具有一定的穿透性
• 抗干扰能力强

超声波定位的缺点

• 衰减较大，不适合大规模场合
• 反射范围受多径效应和视线限制的影响很大
• 大力投入硬件设施

超声波定位应用

• 广泛集成到数码笔中
• 近海采矿和军事用途
• 室内定位：无人监督车间的物体定位

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