随着时代的发展与科学技术的不断进步，定位技术已经在我们的日常生活变得越来越普遍并且不可替代，确定声源在空间中的位置是一项前景良好且十分有必要的研究。

声源定位技术研究涉及声学、信号检测、数字信号处理、电子学、软件设计等诸多技术领域，在诸多军用和民用系统中具有极其重要的意义，对军事系统中，它有助于武器的精确打击，为最终摧毁对方提供有力保证；就民用系统来说，可以为目标提供可靠的服务，起到安全保障作用。声源定位技术具有被动探测方式、不受通讯条件干扰、可全天候工作的特点，但因为声源定位环境的复杂性，再加之信号采集过程中不可避免的给语音信号掺进了各种噪声干扰，都使得声音定位问题成为了一个极具挑战性的研究题。

在历史上来看，声音定位技术与许多技术一样，声源定位技术也是率先被应用于军事领域。早在第一次世界大战期间，人们就开始利用火炮发射时的响声来测定敌方火炮的方位。随着科学技术的飞速发展，人们对声源定位的需求也在日益提高，声源定位的测量范围与定位精度都有了很大程度的提高，其应用领域也随之扩展。除了在军事领域继续大展身手以外，声源定位技术还被广泛应用于电视电话会议，工业降噪，安防系统，机器人听觉等领域。

二十世纪八十年代以来，声源定位技术逐渐成为一项研究热点，世界各国纷纷投入大量人力、物力从事这方面的研究，科研成果如雨后春笋，层出不穷在硬件方面，麦克风阵列在声音采集领域中得到了广泛应用，通过处理采集到的阵列信号，人们可以提取目标声源的空间特征信息。麦克风阵列是由多个麦克风构成的，有一定几何形状的阵列。它可以同时采集空间中不同位置的声音信号具有很强的空间选择性，较强的干扰抑制能力，可以灵活地进行波束控制。

到目前，安装并正在使用声探测系统的国家有美国、以色列、日本和瑞典等等。广泛应用的声探测系统有AEWS声探测预警系统生产于以色列拉斐而公司，Helisearch直升机声探测系统生产于瑞典，PALS定位系统生产于美国的ISC公司。声探测技术的原理是通过微小基阵传声阵列被动的检测具有明显特征的声音信号的方位和距离。而且，受基阵阵元间距严重的限制了小基阵探测的精度，为了能够自由改变阵元间距，采用了小型基阵，其精度高达1米数量级。该技术的实现，使得单兵头盔式声测定位系统和车载声探测小基阵等在国外的军事领域中备受青睐。

国内对这方面的研究起步较晚，理论研究与实际应用都还比较落后。目前，电子科技大学等高校对基于麦克风阵列的近场三维定位算法进行了理论研究，并准备在硬件上实现。泛华测控推出了基于8*8麦克风阵列的噪声定位分析系统。不过总的来说，国内的研究大都处于实验室阶段，与工程应用阶段还有一定的距离。因此，在市场上，面向民用的声源定位的产品并不多见。

2. 研究的基本内容与方案

设计一套声音定位系统。在一块不大于1m2的平板上贴一张500mm×350mm的坐标纸，在其四角外侧分别固定安装一个声音接收模块，声音接收模块通过导线将声音信号传输到信息处理模块，声音定位系统根据声响模块通过空气传播到各声音接收模块的声音信号，判定声响模块所在的位置坐标。具体要求如下：

(1) 设计制作一个声响模块，含信号产生电路、放大电路和微型扬声器等，每按键一次发声一次，声音信号的基波频率为500Hz左右，声音持续时间约为1s。

(2) 设计制作四路声音接收模块，由麦克风、放大电路等组成，并分别与信息处理模块相连接，以便将频率为500Hz左右的信号传送至信息处理模块。

(3) 设计制作一个信息处理模块，要求该模块能根据从声音接收模块传来的信号判断声响模块所在位置的x、y坐标，并以数字形式显示x、y坐标值，位置坐标值误差的绝对值不大于30mm。