一种用于测试麦克风阵列性能的方法

1.本发明涉及智能设备测试的技术领域，尤其是指一种用于测试麦克风阵列性能的装置及测试方法。


背景技术：

2.用于现有设备主要通过计算机模拟或静态测试确定工作参数，实际道路测试花费时间多、安装不方便且受外界因素影响大；计算机模拟存在难以模拟路面实际情况、车辆运动情况等问题，导致设备参数估计误差较大；并且静态测试存在难以还原车辆运动对信号时频特征影响的问题。
3.对于基于麦克风阵列的鸣笛抓拍设备，主要性能包括鸣笛识别率和鸣笛定位精度。在鸣笛识别率现阶段有基于支持向量机模型、卷积神经网络模型、概论图模型和循环网络的算法。鸣笛定位主要有时延估计算法、波束形成和稀疏分解等算法。此外，信噪比和麦克风阵列的结构优化也对结果有较大影响。现有设备实际测试必须进行路面安装，且受天气、车流量和不可控等因素影响，导致实际路面测试困难。
4.中国发明专利申请cn109254265a公开了一种基于麦克风阵列的鸣笛车辆定位方法，包括以下步骤：1)设置2个麦克风阵列，在每个阵列中求得鸣笛声相对该阵列的声源方向；2)根据步骤1)求得的声源方向进一步获得鸣笛车辆位置；3)利用n个麦克风进行到达时间差估计；4)利用几何模型进行鸣笛车辆声源方向定位；该技术目的是提高定位精度，降低鸣笛误判率，增强到达时间差(tdoa)估计的鲁棒性；降低定位方法的计算复杂度；但是该技术缺乏动态模拟，且基于离散傅里叶变换形式计算复杂度，通过求解互相关函数的峰值来获得两个之间的到达时间差，不但计算复杂，而且精确性有待提高。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是提供一种麦克风阵列设备测试系统，该系统能够模拟静态、动态、非视距和噪声环境下的行驶鸣笛。
6.本发明目的通过如下技术方案实现：
7.一种用于测试麦克风阵列性能的方法，包括如下步骤：
8.步骤s1：启动上位机和被测麦克风阵列，确定总测试次数n；n为大于1的自然数；上位机安装在移动平台旁边，通过线缆分别与移动平台被测麦克风阵列相连接；移动平台的喇叭安装在连接件上，连接件两端通过滑块与平行设置的两根导轨活动连接；连接件通过同步带与步进电机连接；导轨的尽头处装有限位开关；导轨设置在上底板上，上底板下端设有下底板；
9.步骤s2:上位机向麦克风阵列发送启动信号，上位机收到应答信号后进入就绪状态，被测试麦克风阵列进入实时鸣笛检测状态；
10.步骤s3：上位机按初始化参数通过脉冲控制喇叭的位置和速度，喇叭和噪声源持续播放音频；
11.步骤s4：喇叭的鸣笛模型输出两种类型的概率分别为q1和q2；若鸣笛声音的概率大，进入到鸣笛定位程序，进行喇叭的位置估计，得到喇叭的估计空间坐标l＝(l
x
,ly,lz)和麦克风之间的估计声程差d
kl
,l和k分别表示麦克风的编号；
12.步骤s5：上位机通过步进电机的位置传感器计算出喇叭所处位置的空间直角坐标系坐标s＝(s
x
,sy,sz)，同时保存喇叭播放声音类型的概率p1和p2，若播放的声音为鸣笛，则p1＝0,p2＝1；喇叭播放不是鸣笛声，则p1＝1,p2＝2；
13.步骤s6：麦克风阵列向上位机发送计算结果，传输的数据包括步骤s4的鸣笛识别概率q1和q2、估计的喇叭的空间坐标l和估计声程差d
kl
；
14.步骤s7：重复执行步骤s2-s6，喇叭位置按步骤s1生成的轨迹变化，一共执行n次；上位机内保存步骤s5获得的数据；n次测试结束后，上位机进入麦克风阵列的误差评估和对矫正的状态；
15.对麦克风阵列的误差评估分为定位精度和鸣笛准确两部分；将步骤s6保存的n个估计声源空间坐标p和实际的空间坐标l取出；假设第i次测试的数据为li和tmi；上位机按照公式(1)计算每个测量的误差,按照公式(2)和(3)分别计算n次测试定位误差的均值和方差δ；
16.ei＝|l
i-si|,i＝1,2,
…
,n
ꢀꢀꢀ
(1)
[0017][0018][0019]
步骤s8：上位机读取所有保存的q1、q2、p1和p2，假设第i次测试的值为q
i1
、q
i2
、p
i1
和p
i2
；根据公式(4)计算第i次测试的鸣笛识别误差acc；按照公式(5)计算n次测试整体的误差
[0020]
acci＝-p
i1
log2q
i1-p
i2
log2q
i2
,i＝1,2,...,n
ꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0021][0022]
步骤s9：假设麦克风阵列一共有z个麦克风，由工作人员输入麦克风阵列中每个麦克风相对1号麦克风的空间三维坐标mi(x,y,z)，实际每个麦克风位置在空间坐标上存在偏移δi(x,y,z)，实际每个麦克风三维坐标tmi＝mi+δi；选取1号麦克风为参考麦克风，其相对空间坐标恒定为(0,0,0)；z为大于1的自然数；
[0023]
步骤s10：以第k号麦克风为代表，k≠1，且k＝2,3,..z，上位机读取每次测试保存的d
1k
，其表示k号麦克风和1号麦克风之间的声程差；假设第i次k号麦克风和1号麦克风的声程差为d
1ki
，则其满足公式(6)的几何关系；1号麦克风是参考原点，满足|m1+δ
1-si|＝|m1+si|，代入平方后化简得到公式(7)；假设e＝|δk|，代入公式(7)；设需要求解的麦克风偏差δb＝[δ；e2]，利用n组数据矩阵化公式(7)得到公式(8),利用超定线性方程组求解公式求解得到δb，其前三项为要求解的δk；
[0024]
|mk+δ
k-s|-|m1+δ
1-si|＝d
1ki
ꢀꢀꢀꢀ
(6)
[0025]
[0026]
其中
[0027][0028]
步骤s11：在上位机上重复z-1次步骤s10计算出麦克风阵列所有麦克风的位置偏差δ，再保存计算结果。
[0029]
为进一步实现本发明目的，优选地，所述的确定总测试次数n是通过测试目的确定。
[0030]
优选地，所述的移动平台设有个同步带轮，通过高度不同分为两组，采用corexy结构排列。
[0031]
优选地，所述的下底板两端装有两个步进电机，下底板另一端和上底板装上有高低不同的八个同步带轮；连接件下方有四个开口，两根同步带两端与连接件开口固定。
[0032]
优选地，所述的喇叭通过螺丝固定在连接件。
[0033]
优选地，步骤s4喇叭播放一段音频后停止播放。
[0034]
优选地，所述的均值和方差δ的数值越小代表麦克风阵列的定位效果越好，上位机将计算的均值和方差δ保存。
[0035]
优选地，步骤s8中，根据公式(4)计算第i次测试的鸣笛识别误差acc；若模型识别准确，acci的值趋近于0，否则趋近于1。
[0036]
优选地，步骤s8中，按照公式(5)计算n次测试整体的误差数值越接近0，代表麦克风阵列识别鸣笛效果越好，上位机将保存。
[0037]
优选地，上位机通过命令行输出步骤s7-s8和步骤s11保存的δ、和δ。
[0038]
与现有技术相比，本发明的优点在于：
[0039]
1)本发明通过电机带动喇叭运动模拟声源在路面上的运动，使测试场景更加贴近实际工作场景；喇叭能够可更换成想要声源，测试不同种类声源的定位效果，同时喇叭出来的声源是实际宽带声源，麦克风阵列不能只在窄带假设下工作；并且其位置可直接读取，实际静止声源多次改变位置的测试方法会引入测量误差。
[0040]
2)本发明被测设备只通过电缆与上位机连接，方便拆卸，测试不同设备只需按要求保存解算位置信息和时间戳即可生成被测设备相关信息。
[0041]
3)实际道路测试无法获得估计位置的真实值，使用该设备测量麦克风阵列定位性能，能得到更加精确的结果。
[0042]
4)本发明能在测量麦克风阵列性能的同时对阵列进行矫正，为设备的优化提供参考价值。
[0043]
5)本发明能够模拟多种场景，让麦克风阵列的实际测试更加的便捷。
附图说明
[0044]
图1为本发明一种用于测试麦克风阵列性能的装置的示意图。
[0045]
图2为图1中移动平台的结构示意图。
[0046]
图3为本发明传动系统结构示意图。
[0047]
图4为本发明模拟声音直接传播示意图。
[0048]
图5为本发明模拟声音nlos条件传播示意图。
[0049]
图6为本发明矫正方法测试对比结果图。
[0050]
图7为本发明测试流程图。
[0051]
附图标记说明如下：
[0052]
上位机1、电缆2、麦克风阵列3、移动平台4、步进电机5、导轨6、同步带轮7、限位开关8、喇叭9、滑块10、上底板11、连接件12、下底板13。
具体实施方式
[0053]
为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本技术作进一步的描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0054]
本发明通过搭建平台实现静态、动态、非视距、噪声环境的模拟，用于测试麦克风阵列性能，主要对阵列识别率和阵列定位精度进行测量；麦克风阵列由多个麦克风组成，麦克风的安装误差也将对定位效果产生明显影响，本发明方法可测量每个麦克风阵元的安装误差。
[0055]
对于定位性能测试，被测试设备输出不同模拟环境下估计坐标，本发明设备输出读数坐标,多次测量后，计算误差，汽车鸣笛识别属于声音识别，每次输出对应标签的概率。鸣笛识别误差通过公式(4)-(5)计算得到，当输出概率越接近真实标签，交叉熵结果越趋近于0，反之靠近1。
[0056]
在麦克风阵列中，每个麦克风有预先规定好的安装位置，但久放、碰撞或者振动造成安装角度和位置发生改变。本发明除测量被测设备的鸣笛识别和鸣笛定位性能外，还给出一种矫正麦克风阵列位置的方法，通过计算空间坐标的偏差补偿已有坐标。具体如步骤s9-s11所示。
[0057]
本发明的喇叭通过螺柱与连接件固连，可以通过更改麦克风种类，如盆型喇叭、蜗牛型喇叭和筒状气喇叭，模拟鸣笛设备对不同种类鸣笛的定位效果。此外，也可更改安装数量模拟单音和多音喇叭。
[0058]
本发明测试设备除声源外，可在四周放置干扰麦克风，对背景噪声进行模拟，一般模拟噪声主要有环境声、发动机声和其他鸣笛声，如电瓶车鸣笛。还可以根据播放声音量能不同模拟不同信噪比环境下麦克风阵列性能。测试系统运动速度可由脉冲信号控制，且实时可变，喇叭运动轨迹可控。
[0059]
本发明测试设备模拟运动行驶时速度上限为30km/h，根据式1-1可得同步带轮角速度，同步带轮节径81.49mm，节距为8mm，查机械设计手册同步带轮传动效率为98％，两级传动情况下，计算得伺服电机最大角速度应大于213rad/s，最大转速应大于2034r/min，考虑电机负载较小，选用电机型号svga-10b21ad，参数如表1。
[0060]
v＝w*r
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1-1)
[0061]
其中，w为角速度，v为线速度，r为同步带轮设计半径。
[0062]
表1.电机参数
[0063][0064]
在测试设备上位机确定模拟模式，和模拟次数，初始化整个系统。
[0065]
将初始化次数发送给被测设备，并发送一次开始指定，被测设备接收到开始指令后向测试设备发送ack应答指令。
[0066]
测试设备移动到指定的(x,y,z)坐标，产生鸣笛和噪音。被测设备发送ack信号后进入等待，判断是否鸣笛产生，判断鸣笛发生后进行定位，从机内并设置超时，超时表示未检测到鸣笛；检测到鸣笛时还需计算不同麦克风到声源的声程差和估计声源的空间三维坐标。麦克风阵列定周期向上位机发送计算结果。
[0067]
测试装置在鸣笛一定时间后，停止播放鸣笛，等待接收被测设备的计算结果，接收到数据后将数据保存。
[0068]
整个测试结束后，上位机读取前面保存的数据计算被测设备的鸣笛定位误差、鸣笛识别误差和麦克风阵列的矫正系数。同时可以修改信噪比、传播条件多次测试，得到被测设备综合性能。将结果保存并且通过命令行打印显示出来。
[0069]
如图1所示，一种测试系统的示意图，包括上位机1，安装在移动平台4旁边，通过线缆2分别与移动平台4和被测麦克风阵列3相连接；上位机1通过线缆控制步进电机正反转，由步距角和脉冲数得到电机转角，获得喇叭9在x轴、y轴方向上位置；上位机1实时获得麦克风阵列3的方位解算结果，并将读取到结果按格式保存。
[0070]
如图2所示，移动平台4包括步进电机5、导轨6、同步带轮7、限位开关8、喇叭9、滑块10、上底板11、连接件12和下底板13；喇叭9安装在连接件12上，连接件12两端通过滑块10与平行设置的两根导轨6活动连接；连接件12通过同步带与步进电机5连接；导轨6的尽头处装有限位开关8；导轨6设置在上底板11上，上底板11下端设有下底板13；优选下底板13两端装有两个步进电机5，下底板13另一端和上底板11装上有高低不同的八个同步带轮7；连接件12下方有四个开口，两根同步带两端与连接件12开口固定；步进电机5转动，对连接件12产生拉力，滑块10安装在导轨6上，不提供x轴、y轴方向的约束，连接件12和喇叭9被步进电机拉动，在x轴、y轴方向上产生位移，运动时连接件12或者上底板11触碰到限位开关后将停止前进。
[0071]
喇叭9优选通过螺丝固定在连接件12上，测试过程喇叭9可拆卸更换为其他类型的声源。
[0072]
如图3所示，移动平台4设有8个同步带轮5，通过高度不同分为两组，采用corexy结构排列，用于改变同步带拉力方向；两个步进电机5旋转方向相反，上底板11、连接件12和喇叭9等沿y轴方向运动；两个步进电机5旋转方向相同，连接件12和喇叭9沿x轴运动。
[0073]
如图4所示，模拟声音直接传播，此时修改可控噪声源，能模拟不同路面噪音，包括普通的背景噪声，或者是突然出现的碰撞等声音，再计算得到阵列性能。声源s通过被伺服电机带动改变(x，y)坐标,能够模拟车辆行驶鸣笛情况，并且速度可控可观察，能很好的测试阵列信号受多普勒效应影响下的性能。
[0074]
如图7所示，一种用于测试麦克风阵列性能的方法，包括如下步骤：
[0075]
步骤s1：启动上位机1和被测麦克风阵列3，上位机1通过测试目的和人工操作确定声源运动轨迹，得到总测试次数n；n为大于1的自然数；
[0076]
步骤s2:上位机1向麦克风阵列3发送启动信号，等待来自阵列3的应答信号，上位机收到应答信号后进入就绪状态，此时被测试麦克风阵列3也进入就绪状态，麦克风阵列3进入实时鸣笛检测状态；
[0077]
步骤s3：上位机1进入就绪状态后，按初始化参数通过脉冲控制喇叭9位置和速度，让其在移动平台4静止或移动，喇叭9和噪声源开始播放音频，持续一段时间。
[0078]
步骤s4：麦克风阵列3一直读取数据进行鸣笛检测，因为是二分类问题，鸣笛模型输出两种类型的概率q1和q2；若鸣笛声音的概率大，进入到鸣笛定位程序，进行喇叭9的位置估计，得到喇叭9的估计空间坐标l＝(l
x
,ly,lz)和麦克风之间的估计声程差d
kl
,l和k分别表示麦克风的编号；喇叭9播放一段音频后停止播放。
[0079]
步骤s5：上位机1通过步进电机的位置传感器计算出喇叭所处位置的空间直角坐标系坐标s＝(s
x
,sy,sz)，同时根据喇叭9播放声音类型保存p1和p2，若播放的声音为鸣笛，则p1＝0,p2＝1；喇叭9播放不是鸣笛声，则p1＝1,p2＝2；
[0080]
步骤s6：上位机1等待接收来自阵列的结果；麦克风阵列3向上位机1发送计算结果，传输的数据包含以下部分：步骤s4的鸣笛识别结果q1和q2、估计的喇叭9的空间坐标l和估计声程差d
kl
；上位机1保存接收的数据；
[0081]
步骤s7：重复执行步骤s2-s6，声源位置按s1生成的轨迹变化，一共执行n次；上位机1内保存步骤s5获得的数据；n次测试结束后，上位机1进入麦克风阵列3的误差评估和对矫正的状态；
[0082]
对麦克风阵列3的误差评估分为定位精度和鸣笛准确两部分；将步骤s6保存的n个估计声源空间坐标p和实际的空间坐标tm取出；假设第i次测试的数据为li和tmi；上位机1按照公式(1)计算每个测量的误差,继续按照公式(2)和(3)分别计算n次测试定位误差的均值和方差δ，均值和方差δ的数值越小代表麦克风阵列3的定位效果越好，最后将计算的均值和方差δ保存。
[0083]ei
＝|l
i-si|,i＝1,2,
…
,n
ꢀꢀ
(1)
[0084][0085][0086]
步骤s8：上位机读取所有保存的q1、q2、p1和p2，假设第i次测试的值为q
i1
、q
i2
、p
i1
和p
i2
；根据公式(4)计算第i次测试的鸣笛识别误差acc；若模型识别准确，acci的值趋近于0，否则趋近于1；然后按照公式(5)计算n次测试整体的误差数值越接近0代表阵列3识别鸣笛效果越好，上位机1将保存。
[0087]
acci＝-p
i1
log2q
i1-p
i2
log2q
i2
,i＝1,2,...,n
ꢀꢀ
(4)
[0088][0089]
步骤s9：假设麦克风阵列3一共有z个麦克风，由工作人员输入阵列3中每个麦克风
相对1号麦克风的空间三维坐标mi(x,y,z)，由于多种因素影响，实际每个麦克风位置在空间坐标上都存在偏移δi(x,y,z)，故实际每个麦克风三维坐标tmi＝mi+δi；选取1号麦克风为参考麦克风，其相对空间坐标恒定为(0,0,0)。z为大于1的自然数。
[0090]
步骤s10：以第k号麦克风为例，k≠1，且k＝2,3,..z，上位机1读取每次测试保存的d
1k
，其表示k号麦克风和1号麦克风之间的声程差；假设第i次k号麦克风和1号麦克风的声程差为d
1ki
，则其满足公式(6)的几何关系。因为1号麦克风是参考原点，所以|m1+δ
1-si|＝|m1+si|，代入平方后化简得到公式(7)；由于公式(7)无法直接求解，假设e＝|δk|，代入公式(7)；设需要求解的麦克风偏差δb＝[δ；e2]，利用n组数据矩阵化公式(7)得到公式(8),利用超定线性方程组求解公式求解得到δb，其前三项就是要求解的δk。
[0091]
|mk+δ
k-s|-|m1+δ
1-si|＝d
1ki
ꢀꢀꢀꢀ
(6)
[0092][0093]
其中
[0094][0095]
步骤s11：在上位机1上重复z-1次步骤s10计算出麦克风阵列3所有麦克风的位置偏差δ，再保存计算结果。麦克风阵列3利用保存的δ减少求解误差。
[0096]
步骤s12：上位机1通过命令行输出步骤7-8和步骤s11保存的δ、和δ。
[0097]
如图5所示，路面情况偶尔会出现nlos情况，此时定位算法误差往往增大，通过在声源和麦克风之间增加障碍物能够模拟该路面情况，计算阵列性能。
[0098]
按照一种用于测试麦克风阵列性能的方法的步骤进行模拟，本次模拟设计一共九个声源点位置(喇叭位置)，每个位置测试56次鸣笛定位。如图6所示，从图中可以看出，麦克风阵列13矫正前定位误差基本在0.2m以上；通过上述步骤s7-s11的麦克风阵列13矫正后，其他条件不变的情况下定位误差明显减少，都在0.2m以下，误差基本在0.1m及以下范围。
[0099]
以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种用于测试麦克风阵列性能的方法，其特征在于包括如下步骤：步骤s1：启动上位机和被测麦克风阵列，确定总测试次数n；n为大于1的自然数；上位机安装在移动平台旁边，通过线缆分别与移动平台被测麦克风阵列相连接；移动平台的喇叭安装在连接件上，连接件两端通过滑块与平行设置的两根导轨活动连接；连接件通过同步带与步进电机连接；导轨的尽头处装有限位开关；导轨设置在上底板上，上底板下端设有下底板；步骤s2:上位机向麦克风阵列发送启动信号，上位机收到应答信号后进入就绪状态，被测试麦克风阵列进入实时鸣笛检测状态；步骤s3：上位机按初始化参数通过脉冲控制喇叭的位置和速度，喇叭和噪声源持续播放音频；步骤s4：喇叭的鸣笛模型输出两种类型的概率分别为q1和q2；若鸣笛声音的概率大，进入到鸣笛定位程序，进行喇叭的位置估计，得到喇叭的估计空间坐标l＝(l
x
,l
y
,l
z
)和麦克风之间的估计声程差d
kl
,l和k分别表示麦克风的编号；步骤s5：上位机通过步进电机的位置传感器计算出喇叭所处位置的空间直角坐标系坐标s＝(s
x
,s
y
,s
z
)，同时保存喇叭播放声音类型的概率p1和p2，若播放的声音为鸣笛，则p1＝0,p2＝1；喇叭播放不是鸣笛声，则p1＝1,p2＝2；步骤s6：麦克风阵列向上位机发送计算结果，传输的数据包括步骤s4的鸣笛识别概率q1和q2、估计的喇叭的空间坐标l和估计声程差d
kl
；步骤s7：重复执行步骤s2-s6，喇叭位置按步骤s1生成的轨迹变化，一共执行n次；上位机内保存步骤s5获得的数据；n次测试结束后，上位机进入麦克风阵列的误差评估和对矫正的状态；对麦克风阵列的误差评估分为定位精度和鸣笛准确两部分；将步骤s6保存的n个估计声源空间坐标p和实际的空间坐标l取出；假设第i次测试的数据为l
i
和tm
i
；上位机按照公式(1)计算每个测量的误差,按照公式(2)和(3)分别计算n次测试定位误差的均值和方差δ；e
i
＝|l
i-s
i
|，i＝1，2，
…
，n
ꢀꢀꢀꢀ
(1)(1)步骤s8：上位机读取所有保存的q1、q2、p1和p2，假设第i次测试的值为q
i1
、q
i2
、p
i1
和p
i2
；根据公式(4)计算第i次测试的鸣笛识别误差acc；按照公式(5)计算n次测试整体的误差acc
i
＝-p
i1
log2q
il-p
i2
l0g2q
i2
，i＝1，2，...，n
ꢀꢀꢀꢀ
(4)步骤s9：假设麦克风阵列一共有z个麦克风，由工作人员输入麦克风阵列中每个麦克风相对1号麦克风的空间三维坐标m
i
(x,y,z)，实际每个麦克风位置在空间坐标上存在偏移δ
i
(x,y,z)，实际每个麦克风三维坐标tm
i
＝m
i
+δ
i
；选取1号麦克风为参考麦克风，其相对空间坐标恒定为(0,0,0)；z为大于1的自然数；步骤s10：以第k号麦克风为代表，k≠1，且k＝2,3,..z，上位机读取每次测试保存的d
1k
，其表示k号麦克风和1号麦克风之间的声程差；假设第i次k号麦克风和1号麦克风的声程差为d
1ki
，则其满足公式(6)的几何关系；1号麦克风是参考原点，满足|m1+δ
1-s
i
|＝|m1+s
i
|，代入平方后化简得到公式(7)；假设e＝|δ
k
|，代入公式(7)；设需要求解的麦克风偏差δb＝[δ；e2]，利用n组数据矩阵化公式(7)得到公式(8),利用超定线性方程组求解公式求解得到δb，其前三项为要求解的δ
k
；|m
k
+δ
k-s|-|m
l
+δ
1-s
i
|＝d
lki
ꢀꢀꢀꢀ
(6)其中其中步骤s11：在上位机上重复z-1次步骤s10计算出麦克风阵列所有麦克风的位置偏差δ，再保存计算结果。2.根据权利要求1所述的用于测试麦克风阵列性能的方法，其特征在于，所述的确定总测试次数n是通过测试目的确定。3.根据权利要求1所述的用于测试麦克风阵列性能的方法，其特征在于，所述的移动平台设有个同步带轮，通过高度不同分为两组，采用corexy结构排列。4.根据权利要求3所述的用于测试麦克风阵列性能的方法，其特征在于，所述的下底板两端装有两个步进电机，下底板另一端和上底板装上有高低不同的八个同步带轮；连接件下方有四个开口，两根同步带两端与连接件开口固定。5.根据权利要求1所述的用于测试麦克风阵列性能的方法，其特征在于，所述的喇叭通过螺丝固定在连接件。6.根据权利要求1所述的用于测试麦克风阵列性能的方法，其特征在于，步骤s4喇叭播放一段音频后停止播放。7.根据权利要求1所述的用于测试麦克风阵列性能的方法，其特征在于，所述的均值和方差δ的数值越小代表麦克风阵列的定位效果越好，上位机将计算的均值和方差δ保存。8.根据权利要求1所述的用于测试麦克风阵列性能的方法，其特征在于，步骤s8中，根据公式(4)计算第i次测试的鸣笛识别误差acc；若模型识别准确，acc
i
的值趋近于0，否则趋近于1。9.根据权利要求1所述的用于测试麦克风阵列性能的方法，其特征在于，步骤s8中，按照公式(5)计算n次测试整体的误差照公式(5)计算n次测试整体的误差数值越接近0，代表麦克风阵列识别鸣笛效果越好，上位机将保存。10.根据权利要求1所述的用于测试麦克风阵列性能的方法，其特征在于，上位机通过
命令行输出步骤s7-s8和步骤s11保存的δ、和δ。

技术总结
本发明公开了一种用于测试麦克风阵列性能的方法，该方法启动上位机和被测麦克风阵列，确定总测试次数N；上位机向麦克风阵列发送启动信号，上位机按初始化参数通过脉冲控制喇叭的位置和速度，喇叭和噪声源持续播放音频；喇叭的鸣笛模型输出两种类型的概率分别为q1和q2；若鸣笛声音的概率大，进入到鸣笛定位程序，进行喇叭的位置估计；上位机通过步进电机的位置传感器计算出喇叭所处位置的空间直角坐标系坐标，麦克风阵列向上位机发送计算结果；进行误差处理。本发明测试方法通过比较实际喇叭位置和计算喇叭位置得到麦克风阵列误差，由通信中断获得工作周期，改变测试条件模拟不同环境最终得到麦克风阵列相关信息。拟不同环境最终得到麦克风阵列相关信息。拟不同环境最终得到麦克风阵列相关信息。


技术研发人员：陈东 谭维民 武楠 陈懋
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：2023.04.17
技术公布日：2023/7/20