Einsatz von orthogonalen Codes zur Mehrquellen-Richtungsschätzung mit dünn besetzten Mikrofonanordnungen

Abstract

Zusammenfassung Akustische Lokalisierung bietet die Möglichkeit, in Innenräumen relativ hohe Lokalisierungsgenauigkeiten von etwa 10 cm zu erreichen. Dies ist besonders vorteilhaft in Bereichen wie Krankenhäusern, wo funk-sensible Umgebungen den Einsatz herkömmlicher Technologien einschränken können. Der Einsatz von Mikrofonanordnungen (Arrays) zur Richtungsschätzung ermöglicht zudem die Reduzierung der Anzahl benötigter Ankerknoten. Dies führt zu einer erheblichen Senkung der Installations- und Betriebskosten. In dieser Arbeit wird ein solches System entworfen, das auf einem rechteckigen Array mit 64 Mikrofonen basiert. Für die beabsichtigte Schmalband-Richtungsschätzung mit mehreren Benutzern sind orthogonale Signale erforderlich. Deshalb werden in dieser Arbeit verschiedene Kandidaten orthogonaler Codes für diesen Einsatz untersucht. Zadoff-Chu-Sequenzen erweisen sich dabei als geeignete Wellenform. In einem Experiment wird die Machbarkeit des Konzepts anhand von drei Quellen demonstriert. Das 95% Konfidenzintervall um den Median der Richtungsabweichung beträgt 0,008 ∘. Die Ergebnisse dieser Arbeit bieten eine Grundlage und ermöglichen die Weiterentwicklung von speziell dünn besetzten Arrays, die die gleichzeitige Schätzung von mehr Quellen als Sensoren erlauben.