近年来,多旋翼无人机越来越受各个领域的青睐,除了军事用途,无人机在农用、警用、救援、基建、商业和个人等领域拥有广泛的应用场景。而这些应用场景的实现,主要依赖于无人机平台搭载的传感器技术的进步。因此,提升无人机平台搭载传感器的种类和性能,是一个很有前景的研究方向。麦克风阵列技术是近年来解决远距离声音采集的一个很好方法,凭借其对声场空间特性敏感的优势,麦克风阵列广泛应用于远场、高噪声、高混响环境下的声音采集工作,成为了智能设备、语音识别等领域的硬件标配。所以将麦克风阵列应用于无人机进行声音信号采集,是一个新的麦克风阵列场景应用。通过对麦克风阵列的算法进行研究和分析发现,虽然很多麦克风阵列算法在室内低信噪比环境下进行语音信号采集时取得了不错的效果,然而在无人机平台上,由于非常高的无人机自噪声,导致很多麦克风阵列算法无法发挥效果,这也使得在无人机平台使用麦克风阵列进行声音采集具备很大的困难。所以首先,本文对多旋翼无人机运行时产生的自噪声进行了分析,分析了麦克风阵列最适合安装的位置,同时构建一台搭载麦克风阵列的无人机原型机。本文针对无人机上语音信号增强的问题进行了深入分析,在实验平台上提出并实验了两个方案,具体研究工作包括以下两个方面:首先本文提出了一种改进的幅度归一化可控波束响应算法P-SRP-PHAT,该算法的核心是在传统的SRP算法加入PHAT相位变换,提高了低信噪比环境下算法的鲁棒性。同时该算法将语音信号增强作为了研究重点,通过后置滤波器提高了语音信号的质量,最终得到了准确的声源定位性能与高品质的语音信号质量。其次本文提出了一种时频分析的空间滤波器算法SP。该算法利用时频分析技术,利用无人机自噪声的特性构造了一个针对无人机自噪声的空间似然函数,并由此进行了空间滤波,该算法较其他麦克风阵列算法比较,得到的较好的效果。