技術特征：

1.一種高壓水射流靶物識別傳聲器陣列優(yōu)化設計方法，弧型傳聲器陣列中傳聲器均勻在分布在一個圓弧上，由三個傳聲器均勻分布在圓弧O、A、B三點上，中間的傳聲器作為直角坐標系的原點，兩邊均勻分布等數(shù)量的傳聲器。

其中P為聲源的位置，∠BOx為α，為兩個相鄰傳聲器連線與x軸正半軸的夾角，α取不同的值表示不同直徑的圓弧。∠POx為θ，即聲源、中間傳聲器連線與x軸正半軸的夾角。m為兩個相鄰傳聲器的距離，m和α為傳聲器陣列的參數(shù)。R為聲源與中間傳感器的距離，求出R和θ的值可得出聲源在坐標系中的位置。根據(jù)幾何關系可得出下列關系式：

$cos(\mathrm{\θ}-\mathrm{\α})=\frac{R^2+m^2-{(R-c\·{\mathrm{\τ}}_1)}^2}{2\×R\×m}$

其中，m------兩側傳聲器距中間傳聲器的距離；

τ₁-------右邊傳聲器與中間傳聲器的時間差；

τ_-1-------左邊傳聲器與中間傳聲器的時間差。

由上述兩種傳聲器陣列定位原理可知，計算出聲源到每個傳聲器的時間延遲，可以根據(jù)時延估計法可得出聲源的位置，因此準確計算出每個傳聲器之間的時間差對于精確估計生源位置非常重要。

廣義互相關時延估計法(GCC)是一種經(jīng)典的時延估計方法。它是通過建立兩個傳聲器接收到的信號間的互相關函數(shù)，取其峰值位置來獲得時延估計。兩個傳聲器接收到的信號間的互相關函數(shù)R_0i(τ)可表示如下：

R_0i(τ)＝E[x₀(t)x_i(t-τ)]

式中E(·)表示數(shù)學期望，x₀(t)和x_i(t-τ)分別表示標號為0和i的傳感器在t時刻采集到的靶物反射聲信號，τ為兩信號間的時延。

由于不同靶物對應的高壓水射流反射聲不同，因此可以對每個傳聲器采集的信號進行處理，提取反映靶物的信號進行互相關函數(shù)運算，進而計算出公式中的τ，即可得到某種靶物反射聲傳遞至兩個傳聲器之間的時間差，進而判斷出聲源(靶物)的位置。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種高壓水射流靶物識別傳聲器陣列優(yōu)化設計方法采用YG-201型傳聲器陣列，結合NI公司的LabVIEW軟件和USB6229采集卡，搭建高壓水射流靶物反射聲數(shù)據(jù)采集與靶物定位仿真實驗系統(tǒng)，由傳聲器陣列、數(shù)據(jù)采集卡、信號調(diào)理器和計算機組成。數(shù)據(jù)采集與處理軟件采用LabVIEW和Matlab語言進行編程，進行聲源的定位仿真實驗。由于高壓水射流噴嘴陣列在進一步改進完善中，本文采用擺放能夠敲擊發(fā)出聲音的物體模擬高壓水射流所探測的靶物，利用敲擊物體產(chǎn)生的聲音模擬靶物反射聲，擺放在傳聲器陣列對面不同位置進行靶物模擬仿真定位實驗。實驗時，改變圓弧形傳聲器陣列的相應參數(shù)，組建不同尺寸的傳聲器陣列進行實驗。根據(jù)高壓水射流靶物反射聲的頻率范圍，本實驗裝置數(shù)據(jù)采樣頻率為50KHz。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種高壓水射流靶物識別傳聲器陣列優(yōu)化設計方法，傳聲器陣列采集的信號處理和靶物定位程序利用LabVIEW進行編制，其中兩傳聲器之間的時間差利用提取出計算得到的互相關函數(shù)信號最大值處的索引得到，進而可以根據(jù)公式(1)-(4)，分別計算得到靶物(聲源)在兩種傳聲器陣列和探測坐標系中的位置。

利用圓弧型傳聲器陣列進行實驗時，也適利用三個傳聲器組成傳聲器陣列。相鄰傳聲器的間距分別取150mm、200mm、250mm、300mm，對應的圓周角分別取30°、45°、60°，組成12組不同的圓弧型傳聲器陣列進行實驗，利用數(shù)據(jù)處理軟件處理的實驗結果。