在国外,声信号探测是价格最低廉、测定最精确、使用最广泛的狙击手探测系统,而国内在这方面的研究还比较少。现以声探测技术在反狙击系统中的应用为目的,对该系统的组成及定位方法进行研究。
1 系统的组成
图2为被动声定位系统的硬件部分。系统将采集到的声信号送入数字信号处理器,通过时延估计和定位算法实现对目标的定位。
(1)传声器是智能雷弹系统的耳朵,它通过其敏感元件把声信号转换成电信号,再经过前置精密放大电路后以电压形式输出。其质量和性能直接影响到系统的精度和能否正确反映被测信号的全部信息。本系统采用的是驻极体式电容传声器。
(2)因为声源的位置不同,到达接收器的信号幅度强弱不同,因此选用数控放大电路。
(3)信号采集电路的分辨率和采样率是影响时延估计精度的重要因素,因此,采集电路的设计必须采用高分辨率,高采样率的数据采集系统。
(4)DSP是信号处理的核心,处理速度影响整个反狙击系统的反应速度,所以在成本允许的情况下,应选用处理能力越强、运算速度越快的DSP。本系统采用TI公司的TMS320C6711浮点型DSP芯片,其指令周期为6.7 ns。
(5)由于DSP直接接口需要DSP插入大量的等待周期,会导致实时显示与高速显示存在难以调和的矛盾,影响了通用方便性。鉴于此,用一片单片机来实现显示功能,DSP只要往外部存储器里写进数据,单片机根据读出的信息看是否显示,这样方便了编制程序以显示DSP的运行状态,克服了上述矛盾。