什么是声源定位技术？

噪声和异常声音在日常生活和工业生产中很常见，例如：汽车行驶过程中的异常啸叫声、工业生产中皮带机的异常摩擦声。要解决这些噪声问题，首先需要识别噪声并确定噪声是从哪里发出来的，是由什么设备或部件造成的，这就是声源定位的问题。声源定位技术是确定一个声音在空间来源方向的技术，声源定位技术可以用于噪声声源定位，也可以用于其它声音定位。

在日常生活中，我们的耳朵会听到各种声音并进行识别定位，即所谓的“听声辨位”。有人发出声音的时候，人耳可以轻易知道喊的人在什么方位；人耳也可轻易判断出一辆从身边驶过的汽车的来车方向，甚至能大致知道汽车有多远；经过专业训练，人耳还可以挑战一些难度比较高的声源定位要求，例如盲人也可以踢足球。

然而，人耳的原始声音定位功能毕竟只是为了解决生活和生存的问题，识别精度和时间有一定的局限性。现代工业化社会的生产生活中，很多场景的声源定位问题，人耳已经无法满足要求。例如，道路上有车辆密集排队时，人耳无法区分是哪一辆汽车按喇叭；燃气管道泄露时，人耳无法确定泄露位置；人耳更无办法区分100米高的风力发电机组哪一个叶片的风噪更大些。

总之，噪声识别与声源定位技术是传感器、数据采集、信号处理等技术进步的综合应用，模拟人耳对声音的定位机理，实现比人耳更高的定位精度，更宽的频率范围，更大的声音强度大小范围。

声源定位的发展

声源定位技术有着悠久的发展历史，其最先在声纳系统中使用，采用电磁波来发现水下目标的位置，在水下电磁波是非常大的，所以受到了距离限制。在这种情况下，水下目标声信号追踪法应运而生。1940意大利达芬奇首先发现了声管，水声被动定位技术由此诞生，现在有超过500年的发展历史。但真正意义上的发展，是在第二次世界大战结束后，在水下使用声纳来寻找目标的时候，这种方法也将很容易暴露自己，带来潜在的危险。因此人们开始了水下被动声定位的研究。在第一次世界大战中应用在地面上的被动声探测技术，主要是用来探测敌人的炮兵阵地，并取得了良好的应用效果。在第二次世界大战的时候，声探测技术是特别重要的，大部分炮兵侦察任务是依赖于声源定位技术实现的。在朝鲜战争中，声波检测技术也显示出独特的优越性。

但在一段时间内，随着红外，激光的兴起，雷达侦察技术在一定程度上影响了被动声探测源技术的发展，导致其曾经被忽视。但近年来，使用雷达搜索目标面临的电子干扰，低海拔的突变，隐身技术，反辐射导弹这四大挑战，使其越来越容易受到攻击。在这种情况下，人们开始重新审视被动声探测定位技术的应用价值，这是研究被动声探测技术的又一个重要的原因。目前，随着计算机技术，微电子技术的发展，现代数字信号处理技术，人工神经网络，自适应阵列处理技术，信号处理技术和其他相关技术，被动声定位技术再次发展迅速，并取得了进一步的实际应用。

声源定位技术的应用

声音，尤其是噪声和异响，通常意味着产品不合格、有故障、环境突发或出乎意料。要解决这些质量、故障、事故等问题，首先需要进行噪声检测，通过噪声源定位技术，确定产生这些问题的位置方向。声源定位在很多行业都有应用需求，例如军事、工业、航空航天、智能制造等。

例如：在现下工业制造中我们发现，绝大多数的机械设备在正常工作状态下，会发出平稳而有规律的噪声，而当设备老化或者发生其他故障时，则会产生明显异于平常的工作噪声，这就为“以设备运行声音判断设备健康状态”提供了先天有利的条件。声音信号包含丰富的信息量，在很多视觉、触觉、嗅觉不适用的场景下，具有独特优势。同时，声音信号具备非接触性，可有效避免振动信号数据采集的困难。

在国防现代化方面，声源定位技术可以用来测量在地面作战的炮兵阵地；可以用来找到隐藏在某地的狙击手位置，还可用于测量弹药试验火炮的着落点和空中炸点。随着现在隐身技术的迅速发展，原本应用在军事坦克和直升机上的传统检测技术已经丧失作用，在这种情况下，被动声源探测技术将发挥巨大的优势。