Cable External Breakage Source Localization Method Based on Improved Generalized Cross-Correlation Phase Transform with Multi-Sensor Fusion

Xu‐Wen Wang

doi:10.3390/en18102628

2025-05-20

Xu‐Wen Wang *

李江 (Li, Jiang)

DOI：10.3390/en18102628

原文链接

原文求助

摘要

En 中文

为响应电缆外部声源定位的需求，本文提出了一种基于改进广义互相关相位变换（GCC-PHAT）和多传感器融合的协同定位方法。通过构建次级十字形传感器阵列模型，采用相位变换加权函数抑制环境噪声，并结合自适应环境补偿算法消除多径效应，建立了一套空间定位方程。创新性地引入了与启动阈值关联的动态加权因子；随后利用Levenberg-Marquardt优化算法迭代求解非线性方程，在单桩坐标系中实现初步定位。最后，通过DBSCAN空间聚类构建动态加权融合模型，确定最终声源位置。实验结果表明，该方法在90 dB工业噪声环境下将时延估计均方误差降低94.7%，在多障碍场景中将定位误差降低65.4%，最终在100 m范围内将定位精度维持在3 m以内。该性能显著优于传统的TDOA和SRP-PHAT方法，为地下电缆保护提供了高精度定位解决方案。

Keyword:

cable outbreak

cable marking stakes

sound source localization

GCC-PHAT algorithm

dynamic weighting

multi-sensor fusion