基于MATLAB的二维近场声源定位系统——TDOA与MUSIC算法实现

资 源 简 介

本项目利用MATLAB实现了基于均匀直线麦克风阵列的二维近场声源定位。通过TDOA技术估计声源相对位置，结合MUSIC算法进行空间谱分析，精准识别二维空间中的声源坐标，适用于声学探测与信号处理研究。

详 情 说 明

2D近场声源定位系统——基于TDOA的均匀直线麦克风阵列MUSIC算法实现

项目介绍

本项目实现了一个基于均匀直线麦克风阵列的二维近场声源定位系统。系统通过采集多通道音频信号，利用声波到达时间差(TDOA)估计技术获取声源相对位置信息，结合MUSIC(多重信号分类)算法在二维空间内实现高分辨率声源方位估计。特别针对近场声源模型，修正传统远场假设下的波束形成算法，实现精准的二维坐标定位。

功能特性

• 近场声源定位：针对1-10米范围内的近场声源，修正传统远场假设算法
• 高分辨率定位：基于MUSIC算法实现超分辨率声源方位估计
• 多源检测能力：能够同时检测并定位多个声源目标
• 精度评估：提供均方根误差、置信椭圆等定位精度指标
• 灵活参数配置：支持自定义阵列几何参数、声源参数和环境参数

使用方法

1. 准备多通道音频数据（采样率16-48kHz）
2. 配置系统参数：麦克风间距、阵元数量、声速等
3. 运行主程序进行声源定位分析
4. 查看输出结果：二维坐标估计、空间谱分布图、定位精度指标

系统要求

• MATLAB R2018a或更高版本
• 信号处理工具箱
• 至少4GB内存（推荐8GB以上）
• 支持多通道音频数据输入

文件说明

主程序文件实现了系统的核心处理流程，包括多通道音频信号的读取与预处理、声源数量的自动估计、TDOA参数的精确计算、近场MUSIC算法的执行与优化、二维空间谱的生成与分析，以及最终定位结果的可视化输出与精度评估。该文件整合了从原始数据输入到最终定位结果输出的完整算法链，为用户提供一站式的声源定位解决方案。