Estimador de direção de chegada em tempo real com arranjo de microfones

Abstract

O presente trabalho trata do estudo de métodos para a estimação da direção de chegada – DOA (Direction of Arrival) – de uma frente de ondas continuamente. São apresentadas diferentes técnicas para a estimação DOA como: DS, CAPON, MUSIC e SRP-PHAT. Para avaliar o desempenho dos métodos de estimação, são realizadas simulações em diferentes cenários. A fim de validar os resultados através de medições, foi construído um hardware específico composto por um arranjo de microfones para captação de ondas sonoras. Desta forma, além de se avaliar as técnicas em termos de acuracidade, também obtém-se uma estimativa preliminar do tempo de processamento. Como principais contribuições pode-se citar a extensão do SRP-PHAT para o acompanhamento em tempo real de fonte sonora em movimento (DOA tracking). Para validar o algoritmo proposto, utiliza-se o hardware construído neste trabalho. São realizados testes com o hardware e software projetados e apresentados os resultados. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT

The present work deals with the study of DOA (Direction of Arrival) continuous estimation methods for a sound wavefront. Different techniques for DOA estimation like DS, CAPON, MUSIC, ESPRIT and SRP-PHAT are presented. In order to evaluate the performance of DOA techniques in a real environment, simulations are performed to study the different methods. For validating results trough real measures, a hardware prototype was developed to capture sound waves through a uniform linear array (ULA) of microphones. In a preliminary way, processing time is also taken in account for real-time implementation. As contributions are the implementation of SRP-PHAT algorithm for real-time DOA tracking in a real environment and the development of hardware and software for it. Different scenarios are tested with the hardware/software developed and results are shown.