基于微型生物聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)的仿生聲定位方法的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、聲源定位技術(shù)無(wú)論在軍事方面還是民用方面都有重要的用途。聲源定位的基本原理是：多個(gè)傳聲器按照一定幾何性質(zhì)分布于聲場(chǎng)空間中，當(dāng)聲波波面分別到達(dá)各個(gè)傳聲器時(shí)，會(huì)產(chǎn)生與聲源位置正比例相關(guān)的時(shí)延。對(duì)該時(shí)延進(jìn)行參數(shù)估計(jì)即可得到聲源的位置信息。傳統(tǒng)用于聲源定位的傳聲器陣列定位精度嚴(yán)重局限于聲源波長(zhǎng)，即聲源頻率越低，所需要的陣列越大。這極大地限制了傳聲器陣列的應(yīng)用范圍。
　　聲源定位作為生物聽(tīng)覺(jué)的重要功能之一，已經(jīng)進(jìn)化出多種多樣的聲源定位手段。動(dòng)

2、物的聲源位置判斷能力主要依靠處理雙耳所獲得的幅度差和相位差。相位差是由于雙耳間距引起的，間距越大，相位差越大，定位效果越好。雙耳幅度差是由于動(dòng)物頭部引起聲衍射或遮蔽引起的，所以頭部體積越大，幅度差效果越明顯?？傊瑐髀暺麝嚵邢嗤?，要想獲得良好的定位能力，雙耳必須有足夠的間距。然而，有研究表明，奧米亞棕蠅的特殊耦合聽(tīng)覺(jué)結(jié)構(gòu)使得其能夠準(zhǔn)確判斷波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于自身尺寸的聲源方位，這對(duì)傳聲器陣列的微型化提供了重要靈感。
　　本文深入研究了奧米

3、亞棕蠅的聽(tīng)覺(jué)機(jī)制，并在電-力-聲三個(gè)聽(tīng)覺(jué)模型進(jìn)行了討論。前期對(duì)其進(jìn)行了直接的機(jī)械結(jié)構(gòu)模仿。實(shí)驗(yàn)中使用振膜來(lái)模仿棕蠅的雙耳，使用金屬薄片作為彈性介質(zhì)連接兩個(gè)振膜使它們耦合起來(lái)。實(shí)驗(yàn)測(cè)試中使用激光測(cè)振儀來(lái)測(cè)量振膜的振動(dòng)狀態(tài)。機(jī)械模仿實(shí)驗(yàn)比較初步的模仿了奧米亞棕蠅的聲定位能力，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示了系統(tǒng)振動(dòng)規(guī)律與棕蠅的雙耳基本相符。以此為基礎(chǔ)，提出了模擬奧米亞棕蠅聽(tīng)覺(jué)結(jié)構(gòu)的電學(xué)模型，從而以電路的方式實(shí)現(xiàn)了與奧米亞棕蠅相同的聽(tīng)覺(jué)定位特性。并且，通過(guò)結(jié)合