專利名稱：一種聲源自主搜尋定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自動(dòng)檢測(cè)及機(jī)器人技術(shù)，具體為一種實(shí)際的室內(nèi)環(huán)境下，基
于移動(dòng)機(jī)器人的聲源自主搜尋定位方法，國(guó)際專利分類號(hào)擬為Int.Cl.G01D 21/02 (2006.01)。
背景技術(shù)：
隨著各國(guó)對(duì)國(guó)家安全、社會(huì)治安等公共事業(yè)的高度重視，以防暴、反 恐、消防滅火、排險(xiǎn)救援等為特征的危險(xiǎn)作業(yè)移動(dòng)機(jī)器人的需求日益凸現(xiàn)。 在工業(yè)上，各種危險(xiǎn)化學(xué)反應(yīng)釜、危險(xiǎn)品儲(chǔ)罐及其管道的檢測(cè)與維修機(jī)器人 的需求日益增多，尤其是在石化行業(yè)，隨著我國(guó)石化工業(yè)的發(fā)展，各類化學(xué) 反應(yīng)容器和輸送管道的泄漏檢測(cè)與修補(bǔ)已成為石化工業(yè)避免事故的關(guān)鍵技 術(shù)。但目前存在的突出問題是如何實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人對(duì)可疑物品的準(zhǔn)確判斷。 在特殊環(huán)境中搜尋并跟蹤特定聲源、獲取與所跟蹤聲源的準(zhǔn)確距離、判斷聲 源方向，同時(shí)進(jìn)行聲音的識(shí)別以及為打擊武器進(jìn)行自動(dòng)瞄準(zhǔn)等工作就顯得非 常重要，它對(duì)于保障人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的和諧發(fā)展具有重 大現(xiàn)實(shí)意義。
這方面一個(gè)新興的研究及應(yīng)用方向就是如何將聲源定位、識(shí)別與移動(dòng)機(jī) 器人技術(shù)相結(jié)合，通過移動(dòng)機(jī)器人來(lái)搜尋發(fā)現(xiàn)聲源，確定聲源位置，并識(shí)別 該聲源，即所謂聲源定位和識(shí)別的問題。主動(dòng)搜尋可以有效地彌補(bǔ)傳統(tǒng)方法 (如固定傳感器網(wǎng)絡(luò)法、專業(yè)人員或經(jīng)過訓(xùn)練的動(dòng)物到泄漏源現(xiàn)場(chǎng)查找等方 法)存在的缺點(diǎn)。 一方面，由于移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)性，它相當(dāng)于組成一個(gè)移 動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)，相比固定傳感器可以覆蓋更大的范圍，且運(yùn)動(dòng)靈活；另一方 面，機(jī)器人可被快速開發(fā)、維護(hù)費(fèi)用低、且可長(zhǎng)時(shí)間工作，也不存在人身危 險(xiǎn)、注意力時(shí)間有限、易疲勞等問題。
目前一般只是針對(duì)聲源定位和識(shí)別過程中的部分子問題開展相關(guān)的科學(xué) 研究，并沒有提出一套涉及聲源搜尋定位和識(shí)別的完整技術(shù)解決方案。現(xiàn)有方法/策略存在的主要問題是l.只根據(jù)單一聲音信號(hào)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行定
位的方法，例如Yuki TAMAI等人(Yuki TAMAI等，基于128個(gè)傳聲器組 成陣列的實(shí)時(shí)2維聲源定位，IEEE International Workshop on Robot and Human Interactive Communication會(huì)議論文集，2004年，65-70 ; Yuki TAMAL Satoshi KAGAMI， Hiroshi MIZOGUCH1, Yutaka AMEMIYA， Koichi anathema, Tachyon TAKANO， Real-Time 2 Dimensional Sound Source Localization by 128-Channel Huge Microphone Array ， Proceedings of the 2004 IEEE International Workshop on Robot and Human Interactive Communication, 2004: 65-70)提出一種用128個(gè)傳聲器組成的陣列進(jìn)行聲源定位的方法。2.只根據(jù) 視覺信號(hào)進(jìn)行定位的方法，例如Hideo Morita等，基于支持向量機(jī)的室外環(huán) 境l"一白勺豐見覺定{立，International Conference Intelligent Robots and Systems, 2005:2965 _ 2970 (Hideo Morita， Michael Hild， JunMmra， Yoshiaki Shirai， View-Based Localization in Outdoor Environments Based on Support Vector Learning, International Conference Intelligent Robots and Systems, 2005:2965 — 2970)。單一的應(yīng)用視覺定位存在弊端如果聲源在障礙物的后面或機(jī)器人 處于黑暗的工作環(huán)境中時(shí)，單靠視覺是不能夠?qū)β曉催M(jìn)行定位的。3.單一的 對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，如Sidney D'Mdlo等， 一個(gè)人機(jī)通過語(yǔ)音指令交互的 機(jī)構(gòu)，IEEE International Workshop on Robots and Human Interactive Communication, 2005， 184-189 (Sidney D，Mello ， Lee McCauley， James Markham， A Mechanism for Human - Robot Interaction through Informal Voice Commands ， IEEE International Workshop on Robots and Human Interactive Communication, 2005， 184-189)。這些單一的定位技術(shù)都存在著一定的缺 陷，如聲音信號(hào)定位精度不高，視覺定位易受工作環(huán)境影響等。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，設(shè)計(jì)一種聲源自主 搜尋定位方法。該定位方法基于移動(dòng)機(jī)器人，克服了單一聲音信號(hào)易受噪聲 等周圍環(huán)境影響，單一視覺定位易受障礙物和光線的影響的定位缺陷，適用 于實(shí)際狀況的室內(nèi)環(huán)境，采用機(jī)器人聽覺和視覺信息融合的方法，在進(jìn)行傳 聲器陣列聲源初定位后，可與系統(tǒng)的視覺信號(hào)進(jìn)行融合，進(jìn)一步準(zhǔn)確定位目標(biāo)
4聲源；并且，在本發(fā)明定位方法對(duì)目標(biāo)聲源進(jìn)行精確定位的同時(shí)，還可以實(shí) 現(xiàn)對(duì)該聲音的特征識(shí)別。
本發(fā)明解決所述定位方法技術(shù)問題的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種聲源自主搜 尋定位方法，該定位方法基于移動(dòng)機(jī)器人，包括以下步驟首先，利用傳聲 器陣列對(duì)目標(biāo)聲源初步定位在移動(dòng)機(jī)器人的擬人頭部設(shè)置4個(gè)傳聲器組成 的陣列，4個(gè)傳聲器分別布裝在機(jī)器人擬人頭部外廓圓的最大內(nèi)接正方形的 四個(gè)頂點(diǎn)位置上，各傳聲器之間的距離相等，并構(gòu)成移動(dòng)機(jī)器人的左右耳， 用其分別采集目標(biāo)聲源兩路聲音信號(hào)，該兩路聲音信號(hào)經(jīng)基于時(shí)延的數(shù)學(xué)處 理后，即可得到目標(biāo)聲源的初步位置；其次，把聽覺定位與視覺定位相融 合即在得到目標(biāo)聲源的初步位置后，利用方位角度信息水平轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器人的 擬人頭部，利用俯仰角信息上下轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器人擬人頭部，或者或同時(shí)移動(dòng)機(jī)器 人本體，使目標(biāo)聲源處于機(jī)器人的視野范圍內(nèi)；最后，利用視覺信號(hào)對(duì)目標(biāo) 聲源進(jìn)行精確視覺定位。
本發(fā)明所述定位方法的進(jìn)一步特征是在所述的采集到目標(biāo)聲源兩路聲 音信號(hào)后，對(duì)其中的一路傳聲器聲音信號(hào)采用以下步驟處理常規(guī)聲音信號(hào)
預(yù)處理后，提取其MFCC作為特征參數(shù)，采用DTW算法進(jìn)行識(shí)別，并與模板 數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，在完成目標(biāo)聲源定位的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)該聲源聲音 的特征識(shí)別。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
(1) 精度高。本發(fā)明綜合運(yùn)用了基于移動(dòng)機(jī)器人的聽覺和視覺聲源定 位的方法，在利用聽覺實(shí)現(xiàn)聲源的初步定位后，再與本系統(tǒng)的視覺部分相結(jié)
合，可實(shí)現(xiàn)更進(jìn)一歩的精確定位；
(2) 適用性強(qiáng)。本發(fā)明從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，綜合考慮了工作環(huán)境對(duì)機(jī)器 人聽覺和視覺各部分的限制問題，不僅有效組合了聽覺和視覺的定位方法， 融合了傳聲器陣列的多路感知信息，而且在精確定位的同時(shí)，還能夠識(shí)別出 聲源的基本特性。


圖1為本發(fā)明聲源自主搜尋定位方法基于移動(dòng)機(jī)器人融合聲覺定位和視 覺定位進(jìn)行目標(biāo)聲源精確定位的原理示意圖。
圖2為本發(fā)明聲源自主搜尋定位方法設(shè)計(jì)的傳聲器陣列布裝在移動(dòng)機(jī)器人頭部一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明聲源自主搜尋定位方法采用的聽覺模塊進(jìn)行目標(biāo)聲源初定 位的原理示意圖。
圖4為本發(fā)明聲源自主搜尋定位方法在聲源初定位后與視覺定位進(jìn)行融 合定位的原理示意圖。
圖5為本發(fā)明聲源自主搜尋定位方法采用的視覺模塊定位進(jìn)行目標(biāo)聲源
精確定位的原理示意圖。
圖6為本發(fā)明聲源自主搜尋定位方法一種實(shí)施例采用的計(jì)算機(jī)主控程序 原理框圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明。實(shí)施例是以本發(fā)明技術(shù)方案 為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和過程。但本發(fā)明權(quán)利要求的保 護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
下面根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案給出本發(fā)明的具體實(shí)施例
本發(fā)明設(shè)計(jì)的聲源自主搜尋定位方法(簡(jiǎn)稱定位方法，參見圖l一6) 基于移動(dòng)機(jī)器人(簡(jiǎn)稱機(jī)器人)，機(jī)器人的擬人頭部上安裝有傳感器陣列和
雙目攝像機(jī)。所述雙目攝像機(jī)布裝在機(jī)器人擬人頭部的雙眼位置上；機(jī)器人 擬人頭部可作180度的左右轉(zhuǎn)動(dòng)(即360度轉(zhuǎn)動(dòng))。針對(duì)不同的實(shí)際應(yīng)用環(huán)
境的地面狀況，移動(dòng)機(jī)器人可采用輪式移動(dòng)機(jī)器人、履帶式移動(dòng)機(jī)器人或輪 履復(fù)合式移動(dòng)機(jī)器人。
本發(fā)明所述定位方法采用以下步驟
首先，利用傳聲器陣列對(duì)目標(biāo)聲源初歩定位。所述傳聲陣列實(shí)施例由4 個(gè)傳聲器(即M,-M4)組成。4個(gè)傳聲器M,-M4分別布裝在機(jī)器人擬人頭部外 廓圓(垂直面)的最大內(nèi)接正方形的四個(gè)頂點(diǎn)位置上，各傳聲器之間的距離 相等，構(gòu)成移動(dòng)機(jī)器人的左右耳朵(參見圖2)。由于聲源到任意兩個(gè)傳聲 器的距離不一樣，因此到達(dá)時(shí)間也不一樣，到達(dá)該兩個(gè)傳聲器的時(shí)間就會(huì)有 一個(gè)時(shí)間延遲。本發(fā)明的聽覺模塊定位(參見圖3)就是基于這樣的原理來(lái) 設(shè)計(jì)的。聽覺模塊是指本發(fā)明對(duì)聲音信號(hào)處理的部分。具體說(shuō)，利用傳聲器 陣列和聲源的位置關(guān)系坐標(biāo)系，求得目標(biāo)聲源相對(duì)傳聲器陣列的位置信息， 包括方位角、俯仰角以及距離值的表達(dá)式，計(jì)算4個(gè)傳聲器中每?jī)蓚€(gè)傳聲器接收到的聲音信號(hào)的時(shí)間延遲，利用延遲數(shù)，和方位角、俯仰角以及距離值 的表達(dá)式得到聲源的初步(位置)定位。本發(fā)明的移動(dòng)機(jī)器人在其工作環(huán)境 中，傳聲器陣列耳朵處于監(jiān)聽狀態(tài)，如果沒有檢測(cè)到聲音信號(hào)，就把環(huán)境噪
聲信號(hào)記錄下來(lái)，并求得兩路噪聲信號(hào)的互功率譜；當(dāng)檢測(cè)到聲音信號(hào)時(shí)， 經(jīng)常規(guī)數(shù)學(xué)處理后，即可得到目標(biāo)聲源的初步位置。所述基于時(shí)延的數(shù)學(xué)處 理包括聲音信號(hào)先經(jīng)過一系列的預(yù)處理，包括采樣、濾波、端點(diǎn)檢測(cè)、分 幀、加窗、預(yù)加重，快速傅立葉變換等，求得兩路聲音信號(hào)的互功率譜，并 在其中減去原來(lái)環(huán)境噪聲的互功率譜，這樣可以得到明顯的聲源信號(hào)信息。 初步去掉噪聲的兩聲源信號(hào)之間的互功率譜在頻域內(nèi)給予一定的加權(quán)(頻域 加權(quán))，并對(duì)信號(hào)和噪聲進(jìn)行白化處理，增強(qiáng)信號(hào)中信噪比較高的頻率成
分，從而進(jìn)一步抑制噪聲的影響，再經(jīng)過反傅立葉變化(IFFT)轉(zhuǎn)換到時(shí) 域，得到兩聲源信號(hào)之間的廣義互相關(guān)函數(shù)；廣義互相關(guān)函數(shù)峰值對(duì)應(yīng)兩傳 聲器間的時(shí)延，對(duì)廣義互相關(guān)函數(shù)峰值檢測(cè)求得時(shí)間延遲；得到每個(gè)傳聲器 對(duì)的時(shí)間延遲數(shù)據(jù)后，代入到通過幾何模型定位法得到的位置參數(shù)公式中， 就可以得到目標(biāo)聲源的初步定位(位置)。實(shí)施例實(shí)現(xiàn)過程是采集到的聲
音信號(hào)通過與傳聲器連接的4路聲卡傳遞給機(jī)器人內(nèi)的PC機(jī)，PC機(jī)通過依 據(jù)上述算法編寫的程序?qū)Σ杉降穆曇粜盘?hào)進(jìn)行處理。
其次，把聽覺定位與視覺定位相融合。得到目標(biāo)聲源的初歩定位(位 置)后，利用聲源定位結(jié)果中的方位角度信息水平轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器人的擬人頭部， 利用聲源定位結(jié)果中的俯仰角信息上下轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器人擬人頭部，使聲源處于機(jī) 器人的視野范圍內(nèi)。所述方位角和俯仰角兩個(gè)數(shù)值通過控制系統(tǒng)傳給PMAC 運(yùn)動(dòng)控制卡，控制伺服電機(jī)帶動(dòng)機(jī)器人的擬人頭部水平旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的方位角或 /和上下旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的俯仰角，或者或同時(shí)移動(dòng)機(jī)器人本體，以使目標(biāo)聲源位 于機(jī)器人的視野范圍之內(nèi)，并對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)聲源，即實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)機(jī)器人聽覺定位 信息和視覺定位信息的有效融合(參見圖4)。
最后，利用視覺信號(hào)對(duì)目標(biāo)聲源進(jìn)行精確視覺定位。在轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器人的頭 部使目標(biāo)聲源處于機(jī)器人的視野范圍后，利用雙目攝像機(jī)采集目標(biāo)聲源信 號(hào)，采集到的目標(biāo)聲源信號(hào)傳送給視覺模塊，經(jīng)其處理(參見圖5)，即可 得到目標(biāo)聲源的精確位置。所述視覺模塊對(duì)采集到的視覺信息進(jìn)行處理技術(shù) 本身為現(xiàn)有技術(shù)。所述的視覺模塊處理是指，對(duì)雙目攝像機(jī)采集的目標(biāo)聲源 圖像進(jìn)行去噪預(yù)處理，然后利用事先采集、處理好的模板圖像與經(jīng)過預(yù)處理的圖像進(jìn)行相似度計(jì)算，得到相似度最大的區(qū)域即立體匹配區(qū)域，再對(duì)立體
匹配區(qū)域進(jìn)行二值化處理，利用Ca皿y邊緣檢測(cè)器獲得目標(biāo)區(qū)域邊緣，通 過形心擬合算法獲得左右圖像的形心，進(jìn)一歩通過雙目攝像機(jī)的左右圖像的 視差關(guān)系以及雙目相機(jī)的基線尺寸，可獲得該目標(biāo)聲源中心的三維世界坐 標(biāo)，即可得到目標(biāo)聲源的精確視覺定位。
本發(fā)明定位方法的計(jì)算機(jī)主控程序原理框圖設(shè)計(jì)如下(參見圖6):首 先機(jī)器人處于工作空間中，機(jī)器人"耳朵"——即傳感器陣列處于監(jiān)聽狀一 —監(jiān)聽和判斷是否有聲音信號(hào)。如果沒有聲音信號(hào)，"耳朵"----直處于監(jiān)聽 狀態(tài)。如果有聲音信號(hào)，聲音信號(hào)進(jìn)入聽覺定位模塊進(jìn)行聽覺定位，得到目 標(biāo)聲源的初步位置。初步位置數(shù)值傳給PMAC運(yùn)動(dòng)控制卡控制程序，以控制 機(jī)器人的頭部轉(zhuǎn)動(dòng)或/和移動(dòng)機(jī)器人本體，使目標(biāo)聲源位于機(jī)器人的視野范 圍之內(nèi)。調(diào)動(dòng)視覺模塊采集視覺信號(hào)進(jìn)行視覺定位，即可得到精確的聲源位 置。所述的程序依據(jù)所述的現(xiàn)有技術(shù)或算法編制，本領(lǐng)域技術(shù)人員依據(jù)所述 原理框圖和現(xiàn)有技術(shù)不經(jīng)創(chuàng)造性勞動(dòng)即可以具體完成。
本發(fā)明所述定位方法的進(jìn)一步特征是在所述的采集到目標(biāo)聲源兩路聲
音信號(hào)后，對(duì)其中的一路傳聲器聲音信號(hào)采用以下歩驟處理聲音信號(hào)預(yù)處
理，然后提取其MFCC作為特征參數(shù)，采用DTW算法進(jìn)行識(shí)別，并與模板數(shù) 據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，在完成目標(biāo)聲源定位的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)該聲源聲音的 特征識(shí)別(簡(jiǎn)稱識(shí)別方法，參見圖3)。具體做法是，利用本發(fā)明所述定位 方法采集到目標(biāo)聲源信號(hào)，并對(duì)傳聲器陣列中的一路傳聲器的信號(hào)進(jìn)行預(yù)處 理后，采用以下步驟提取其MFCC作為特征參數(shù)，采用DTW算法進(jìn)行識(shí) 別，并與模板數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，完成該聲源聲音的識(shí)別。所述的聲 源信號(hào)預(yù)處理包括濾波、預(yù)加重、加窗和端點(diǎn)檢測(cè)等，其過程同于前述的定 位方法。所述的聲音識(shí)別過程包括采用建在人聽覺機(jī)理上的MFCC系數(shù)作 為其特征參數(shù)，采用DTW算法進(jìn)行識(shí)別(參見圖3)。采用DTW算法主要考 慮的是工作環(huán)境的需求，識(shí)別的聲音不是很復(fù)雜，采用DTW算法既可實(shí)現(xiàn)快 速的聲音識(shí)別，又可達(dá)到精度要求。DTW算法本身為現(xiàn)有技術(shù)。
本發(fā)明的機(jī)器人自主聲源定位和識(shí)別方法能夠?qū)崟r(shí)采集環(huán)境信息并加以 利用，在實(shí)現(xiàn)目標(biāo)聲源的初步定位后，再與本系統(tǒng)的視覺定位部分相結(jié)合， 實(shí)現(xiàn)更進(jìn)一步的精確定位，具有較高的精度和抗干擾性。本發(fā)明利用視覺信 號(hào)對(duì)聲源定位，能大大提高目標(biāo)聲源的定位精度。換言之，基于傳感器陣列的聲源定位精度上低于基于雙目視覺的目標(biāo)定位，存在聲音信號(hào)易受外界噪 聲等影響的不足，而視覺定位雖精度較高，但易受障礙物和光線的影響，本 發(fā)明聽覺和視覺信息融合的定位方法克服了上述單一信號(hào)定位所存在的問 題，很好地實(shí)現(xiàn)了實(shí)際工作環(huán)境(含噪)下聲源目標(biāo)的精確定位。同時(shí)，本 發(fā)明聲源定位還可以與識(shí)別技術(shù)相結(jié)合，不僅可以獲得目標(biāo)聲源在機(jī)器人工 作空間的精確位置，而且還能同時(shí)了解該聲源的頻率范圍等具體特性，對(duì)于 分析機(jī)器人的工作任務(wù)有很大幫助，例如，便于妥善處理機(jī)器人工作環(huán)境下 的突發(fā)事件等。
本發(fā)明未述及之處適用于現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種聲源自主搜尋定位方法，該定位方法基于移動(dòng)機(jī)器人，包括以下步驟首先，利用傳聲器陣列對(duì)目標(biāo)聲源初步定位在移動(dòng)機(jī)器人的擬人頭部設(shè)置4個(gè)傳聲器組成的陣列，4個(gè)傳聲器分別布裝在機(jī)器人擬人頭部外廓圓的最大內(nèi)接正方形的四個(gè)頂點(diǎn)位置上，各傳聲器之間的距離相等，并構(gòu)成移動(dòng)機(jī)器人的左右耳，用其分別采集目標(biāo)聲源兩路聲音信號(hào)，該兩路聲音信號(hào)經(jīng)基于時(shí)延的數(shù)學(xué)處理后，即可得到目標(biāo)聲源的初步位置；其次，把聽覺定位與視覺定位相融合即在得到目標(biāo)聲源的初步位置后，利用方位角度信息水平轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器人的擬人頭部，利用俯仰角信息上下轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器人擬人頭部，或者或同時(shí)移動(dòng)機(jī)器人本體，使目標(biāo)聲源處于機(jī)器人的視野范圍內(nèi)；最后，利用視覺信號(hào)對(duì)目標(biāo)聲源進(jìn)行精確視覺定位。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲源自主搜尋定位方法，其特征在于在所述的采集到目標(biāo)聲源兩路聲音信號(hào)后，對(duì)其中的一路傳聲器聲音信號(hào)采用以下步驟處理聲音信號(hào)預(yù)處理，然后提取其MFCC作為特征參數(shù)，采用DTW算 法進(jìn)行識(shí)別，并與模板數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，在完成目標(biāo)聲源定位的同 時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)該聲源聲音的特征識(shí)別。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聲源自主搜尋定位方法，其特征在于在 所述移動(dòng)機(jī)器人可采用輪式移動(dòng)機(jī)器人、履帶式移動(dòng)機(jī)器人或輪履復(fù)合式移 動(dòng)機(jī)器人。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聲源自主搜尋定位方法。該定位方法基于移動(dòng)機(jī)器人，包括以下步驟首先，利用傳聲器陣列對(duì)目標(biāo)聲源初步定位在移動(dòng)機(jī)器人的擬人頭部設(shè)置4個(gè)傳聲器組成的陣列，4個(gè)傳聲器分別布裝在機(jī)器人擬人頭部外廓圓的最大內(nèi)接正方形的四個(gè)頂點(diǎn)位置上，各傳聲器之間的距離相等，并構(gòu)成移動(dòng)機(jī)器人的左右耳，用其分別采集目標(biāo)聲源兩路聲音信號(hào)，該兩路聲音信號(hào)經(jīng)基于時(shí)延的數(shù)學(xué)處理后，即可得到目標(biāo)聲源的初步位置；其次，把聽覺定位與視覺定位相融合即在得到目標(biāo)聲源的初步位置后，利用方位角度信息水平轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器人的擬人頭部，利用俯仰角信息上下轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器人擬人頭部，或者或同時(shí)移動(dòng)機(jī)器人本體，使目標(biāo)聲源處于機(jī)器人的視野范圍內(nèi)；最后，利用視覺信號(hào)對(duì)目標(biāo)聲源進(jìn)行精確視覺定位。
文檔編號(hào)G01S5/00GK101295016SQ200810053508
公開日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2008年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月13日
發(fā)明者呂曉玲, 孫凌宇, 張小俊, 張明路 申請(qǐng)人:河北工業(yè)大學(xué)