基于正交匹配追踪的二维离网压缩波束形成声源识别方法

摘要

基于平面传声器阵列的传统二维在网压缩波束形成获得准确的声源识别结果需满足两个前提:一是声源波达方向与离散化网格点一致（基匹配）;二是相关的先验参数需被准确估计。然而,在实际应用中上述两个前提难以满足,此时传统二维在网压缩波束形成声源识别性能将受基不匹配和先验参数估计不准确的综合影响而显著下降。针对该问题,提出了基于正交匹配追踪的二维离网压缩波束形成声源识别方法。该方法以网格点处传递向量的一阶泰勒展开近似真实离网声源传递向量,构造以声源在网坐标、离网偏差及声源强度为未知变量的方程组,并基于正交匹配追踪和最小二乘法求解获得声源离网坐标及强度估计。仿真和试验均表明:提出方法能够有效缓解基不匹配问题,获得相比传统在网压缩波束形成方法更高的波达方向估计及源强量化精度,实现更好的声源识别性能,且享有高的计算效率;提出方法无需信噪比或正则化参数等先验参数估计,且对稀疏度估计和网格间距不敏感,声源识别性能稳健。