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炮弹落点定位系统

某单位希望通过爆炸声来定位炮弹落地点的位置,以此来判断打击的命中率和有效性。其高科技基于TDOA(Time Difference of Arrival 到达时间差)定位算法,开发了炮弹落点定位系统,并使用爆竹爆炸模拟炮弹的爆炸,对该程序的定位效果进行验证。

应用背景

爆炸物在爆炸时会产生强烈的声音信号,这些信号随着在空气中传播距离的增加而逐渐衰减,在不同距离检测这些信号的变化,反应在信号上是时域幅值和频率组成的不同,因此可以通过麦克风传感器阵列对炮弹落地点定位。

 

 

定位系统

系统基于16通道的麦克风阵列以及NI PXI动态信号采集设备。

 

 

 

定位软件

炮弹落点定位软件的整个界面大致可分为五个区域:控制区、信号视图、已存数据、定位视图和状态栏。在主界面中,可以设置信号采集的时间,指定需要采集的通道,保存数据,并选择某一时间区域内的信号进行定位,然后可以通过数据回放,对已经保存的信号进行观察和定位。

 

 

 

结论

对距离阵列150m,100m以及50m外的声源进行定位,测试结果如下表所示。从表中的测试结果可知,系统对百米外声源的定位误差在5米以内,具有很高的定位精度。