Pantheon Institutional repository
Collect, preserve and disseminate digital academic production in all areas of knowledge.
Comprise the assets of the repository, in addition to theses and dissertations at UFRJ, scientific articles, electronic books, book chapters and papers presented at events for teachers, researchers, administrative staff and students of master's and doctoral degrees.
Please use this identifier to cite or link to this item:
http://hdl.handle.net/11422/25642
| Type: | Dissertação |
| Title: | Direction of arrival estimation of vehicle sound sources in a Two-Microphone Array |
| Author(s)/Inventor(s): | Rocha, Gabriela Dantas |
| Advisor: | Petraglia, Mariane Rembold |
| Co-advisor: | Torres, Julio Cesar Boscher |
| Abstract: | Métodos convencionais de estimação da direção de chegada de fontes sonoras são capazes de gerar estimativas precisas em aplicações com apenas uma fonte. No contexto de ruído de trânsito, cada veículo possui pelo menos duas importantes fontes sonoras, associadas aos pneus dos eixos dianteiro e traseiro. Uma extensão de métodos de estimação da direção de chegada de fontes sonoras a partir de um conjunto de dois microfones é proposta neste trabalho, de modo a lidar com múltiplas fontes. O método proposto é divido em duas etapas: na primeira, um dos algoritmos de estimação da direção de chegada convencionais é usado para gerar uma matriz de atrasos; na segunda, a matriz de atrasos é tratada, utilizando-se técnicas de processamento de imagens, e em seguida usada como entrada para um algoritmo de ajuste de curvas. Quatro métodos são testados para a geração da matriz de atrasos: Generalized Cross-Correlation (GCC), Interaural Time Difference (ITD), Least Mean Square (LMS) e Eigenvalue Decomposition (EVD). Duas curvas são obtidas como resultado da segunda etapa, representando as diferenças de tempo de chegada estimadas dos sons emitidos pelos pneus do carro nos dois microfones ao longo do tempo. Além das direções de chegada das duas fontes sonoras principais, estimativas da velocidade e da distância entre os eixos dos carros podem ser obtidas a partir das duas curvas. Medições do som emitido durante a passagem individual de carros de quatro modelos em diferentes velocidades são utilizadas para testar o desempenho do sistema. Os resultados experimentais indicam que, com as modificações introduzidas na segunda etapa, o sistema foi capaz de estimar a distância entre os eixos dos carros com erro médio de 26 cm usando o algoritmo GCC, e de estimar a velocidade com erro médio de 10.01 km/h usando o algoritmo LMS. |
| Abstract: | Conventional methods for the direction of arrival estimation of sound sources are capable of generating accurate estimates in applications with only one source. In the context of traffic noise, each vehicle has at least two important sound sources, associated with the tires on the front and rear axles. An extension of methods for the direction of arrival estimation of sound sources from a set of two microphones is proposed in this work, in order to deal with multiple sources. The proposed method is divided into two stages: in the first, one of the traditional arrival direction estimation algorithms is used to generate the delay matrix; in the second, the delay matrix is treated, using image processing techniques, and then used as an input to a curve fitting algorithm. Four methods are tested for generating the delay matrix: Generalized Cross-Correlation (GCC), Interaural Time Difference (ITD), Least Mean Square (LMS) and Eigenvalue Decomposition (EVD). Two curves are obtained as a result of the second stage, representing the time difference of arrival estimated of the sounds emitted by the car tires on the two microphones over time. In addition to the directions of arrival of the two main sound sources, estimates of the speed and distance between the axles of the cars can be obtained from the two curves. Measurements of the sound emitted during the individual passage of cars of four models at different speeds are used to test the performance of the system. The experimental results indicate that, with the modifications introduced in the second stage, the system was able to estimate the distance between the axles of the cars with an average error of 26 cm using the GCC algorithm, and to estimate the speed with an average error of 10.01 km/h using the LMS algorithm. |
| Keywords: | Direção de chegada Ruído do trânsito Estimativa de distância entre eixos |
| Subject CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA |
| Program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica |
| Production unit: | Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia |
| Publisher: | Universidade Federal do Rio de Janeiro |
| Issue Date: | Jun-2020 |
| Publisher country: | Brasil |
| Language: | eng |
| Right access: | Acesso Aberto |
| Appears in Collections: | Engenharia Elétrica |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| 953294.pdf | 1.72 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.