声源定位技术是近年来的热门课题,受到国内外很多专家学者的重视。声源定位的原理是从接收到的声源信息中提取相关特征参数(如到达时间差,到达入射角,到达信号强度等),用以解算出声源点的位置坐标。随着麦克风阵列处理技术、微电子技术、计算机技术等相关技术的发展,人们对声源定位技术产生了越来越多的应用需求。声源定位技术的应用早已不仅限于军事领域,更是被广泛应用于交通监测、工业故障检测、安防监控等多种领域。本文的研究重点就是基于到达时间差(Time Difference of Arrival,TDOA)的声源定位算法研究与实现,包括算法研究与硬件系统实现两个部分。算法研究部分主要包含三个内容,一是对TDOA的基本原理以及两个步骤——时延估计与定位解算进行详细介绍。时延估计是从接收信号中得出声源到不同麦克风的时间延迟TDOA的算法,其主流思想是通过广义互相关运算(Generalized Cross-Correlation,GCC)计算时间延迟。定位解算是利用时间延迟与接收器位置解算出声源位置的算法,常用算法是牛顿迭代法;二是提出为了一种计算量小的两步时延估计算法。用较低的采样频率对接收信号的包络进行采样,进行GCC运算,并根据所得第一步时延在时间轴上对信号进行初步校准。得到两个有粗略时延误差的语音信号,然后从中截取一小段信号进行GCC运算,对所得互相关函数进行插值,得到第二步时延。最终,综合两次时延结果,得到信号的真正时延。并且在Matlab环境下对两步GCC的各种参数作用进行了仿真,并分析了该算法与传统GCC的时间复杂度对比、抗噪性能对比;三是按照时延估计与定位解算两个步骤,分别研究在声源定位系统中影响最终定位精度的各种因素,并且针对不同影响因素提出有效的改进措施。影响因素包括时延估计步骤中的噪声、混响、低采样频率以及位置解算步骤中的时延估计误差、麦克风位置误差、麦克风阵列拓扑结构。针对各种影响因素与改进措施进行了相关仿真实验,仿真结果表明,引入的各种改进措施都能有效抑制对应的影响因素,提高定位精度。硬件系统实现主要包括麦克风阵列、STM32单片机、PC端三部分,分别承担声源定位系统的声音信号采集、声音信号存储以及算法计算功能。从而完成声源定位功能的硬件实现。然后对硬件系统进行功能测试,经测试证明,该硬件系统能在室内环境下能实现声源定位,最优定位精度在lm以内。