專利名稱：一種具有聲源定位功能的移動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種移動裝置，尤其是涉及一種具有聲源定位功能的移動裝置。
背景技術(shù)：
大多數(shù)的機(jī)器人或者移動裝置都具有聲源定位系統(tǒng)來根據(jù)聲源定位。目前，一般的聲源定位系統(tǒng)包括聲音接收器、信號放大電路、時差測量電路及單片機(jī)控制電路。聲音接收器接收到聲音信號后通過信號放大電路放大并傳送至?xí)r差測量電路。時差測量電路分辨各路聲音信號的時差，單片機(jī)控制電路通過時差測量電路的時差信號發(fā)出控制信號控制機(jī)器人或移動裝置移動。但是，采用對各路聲音進(jìn)行時差測量的方式來定位方向需要較復(fù)雜的運(yùn)算方式，對單片機(jī)的處理要求較高，對信號處理的時長較長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)與不足，提供一種可簡單快速的聲源定位的移動裝置。本發(fā)明是通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種具有聲源定位功能的移動裝置，包括轉(zhuǎn)輪、電機(jī)驅(qū)動模塊、聲音接收模塊、信號放大模塊、峰值保持模塊以及微處理器。該聲音接收模塊接收聲音信號，該聲音信號經(jīng)信號放大模塊放大后通過峰值保持模塊保持，然后再傳送至該微處理器，該微處理器根據(jù)聲音信號判斷聲源方向，并通過電機(jī)驅(qū)動模塊驅(qū)動轉(zhuǎn)輪，進(jìn)而控制該移動裝置向聲源方向移動。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明通過峰值保持模塊使得采樣的聲音信號更加精確。同時， 本發(fā)明的移動裝置的聲源定位控制方法簡單，成本較低，具有廣泛應(yīng)用的前景。為了能更清晰的理解本發(fā)明，以下將結(jié)合


闡述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。

圖1是本發(fā)明具有聲源定位功能的移動裝置的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是圖1所示聲音定位系統(tǒng)10的具體電路示意圖。
具體實(shí)施例方式請參閱圖1，其是本發(fā)明具有聲源定位功能的移動裝置的結(jié)構(gòu)框圖。本發(fā)明的移動裝置包括轉(zhuǎn)輪11、電機(jī)驅(qū)動模塊12、聲音接收模塊13、信號放大模塊14、峰值保持模塊15 以及微處理器16。該聲音接收模塊13、信號放大模塊14、峰值保持模塊15和微處理器16 組成聲音定位系統(tǒng)10。該聲音接收模塊13分別從該移動裝置的前后左右四個方向接收聲音信號，該聲音信號經(jīng)信號放大模塊14放大后通過峰值保持模塊15保持在電路中，然后再傳送至微處理器16。微處理器分別對四個方向的聲音信號取平均值，判定最大平均值對應(yīng)的方向?yàn)槁曉捶较?，從而通過電機(jī)驅(qū)動模塊12驅(qū)動轉(zhuǎn)輪11的轉(zhuǎn)動，控制該移動裝置向聲源方向移動。
請參閱圖2，其是聲音定位系統(tǒng)10的具體電路示意圖。該聲音接收模塊13包括4個麥克風(fēng)132，每個麥克風(fēng)分別通過一電阻133接入直流電源Vcc。該信號放大模塊14包括二 IC芯片142，該4個麥克風(fēng)132分別與由一電容 134和一電阻135組成的濾波電路串接后接入IC芯片142的正極引腳，同時該4個麥克風(fēng) 132分別與該電容134和電阻135串接后分別通過電阻136接地。該IC芯片142的負(fù)極引腳分別通過一電容143接地。該4個麥克風(fēng)132的聲音信號通過電容134和電阻135濾波后傳送至IC芯片142，由該IC芯片142將聲音信號放大后分別傳送至峰值保持模塊15。該峰值保持模塊15包括4個峰值保持電路152，分別用以處理4個麥克風(fēng)132的聲音信號。每一個峰值保持電路152包括一第一比較器154、一第一三極管155、一電容156、 一第二比較器157和一第二三極管158。該第一比較器154的信號輸入端與IC芯片142的信號輸出端連接；該第一比較器154的信號輸出端接入第一三極管155的基極；該第一三極管155的發(fā)射極與一電阻串接后接入該第二比較器157的信號輸入端，同時該第一三極管巧5的發(fā)射極與該電容156串接；該第二比較器157的信號輸出端接入該微處理器16的一引腳，同時該第二比較器157的信號輸出端和反饋端接回至該第一比較器IM的反饋端； 該第二三極管158的發(fā)射極和集電極分別接入該電容156兩端；該第二三極管158的基極通過一電阻接入該微處理器16的一引腳。放大后的聲音信號在第一比較器巧4中與第一三極管155的導(dǎo)通電壓相比較，當(dāng)大于第一三極管155的導(dǎo)通電壓時，第一三極管155導(dǎo)通， 電容156充電，從而使峰值信號的峰值電壓保持在電容156中。電容156中的峰值電壓通過第二比較器157傳送至微處理器16中。同時，微處理器16可對第二三極管158加一高電平，使得電容156的電量迅速放出，為下次信號采集做準(zhǔn)備。該微處理器16分別接收4個麥克風(fēng)132采集的聲音峰值模擬信號，通過其A/D轉(zhuǎn)換程序?qū)⒛M信號轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號，并用程序剔除雜音干擾信號。該微處理器16在一個采樣周期內(nèi)對4個麥克風(fēng)132接收到的聲音信號分別求出其平均值，然后對4個平均值做比較，判斷平均值最大的那個的麥克風(fēng)132對應(yīng)的方向?yàn)槁曉捶较颉Ｈ羝渲杏袃蓚€相等的最大平均值，則判斷該兩個最大平均值對應(yīng)的麥克風(fēng)132對應(yīng)方向角度的平均值為聲源方向。該電機(jī)驅(qū)動模塊12包括至少兩個驅(qū)動電路122，每個驅(qū)動電路122包括一電機(jī) 124，微處理器16發(fā)出的驅(qū)動電流通過多個三極管轉(zhuǎn)換成交流電以驅(qū)動電機(jī)124的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，從而進(jìn)一步驅(qū)動轉(zhuǎn)輪11的前、后、左、右的運(yùn)動。進(jìn)一步，為了更精確的控制電機(jī)124的轉(zhuǎn)速及矯正該移動裝置的運(yùn)動軌跡，該微處理器16采用了如下的PID環(huán)閉控制方法。該P(yáng)ID環(huán)閉控制方法的具體算法為
權(quán)利要求
1.一種具有聲源定位功能的移動裝置，其特征在于包括轉(zhuǎn)輪、電機(jī)驅(qū)動模塊、聲音接收模塊、信號放大模塊、峰值保持模塊以及微處理器，該聲音接收模塊接收聲音信號，該聲音信號經(jīng)信號放大模塊放大后通過峰值保持模塊保持，然后再傳送至該微處理器，該微處理器根據(jù)聲音信號判斷聲源方向，并通過電機(jī)驅(qū)動模塊驅(qū)動轉(zhuǎn)輪，進(jìn)而控制該移動裝置向聲源方向移動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動裝置，其特征在于該聲音接收模塊包括4個分別設(shè)置在該移動裝置的前、后、左、右方向的麥克風(fēng)，該峰值保持模塊包括4個峰值保持電路，該4 個麥克風(fēng)分別獨(dú)立接收聲音信號，該4個聲音信號分別經(jīng)信號放大模塊放大后分別通過獨(dú)立的峰值保持電路保持，然后再傳送至該微處理器，該微處理器根據(jù)該4個麥克風(fēng)對應(yīng)的聲音信號的強(qiáng)弱判斷聲源方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動裝置，其特征在于該微處理器分別接收4個麥克風(fēng)采集的聲音峰值模擬信號，通過未處理器的A/D轉(zhuǎn)換程序?qū)⒛M信號轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號，并剔除雜音干擾信號，該微處理器在一個采樣周期內(nèi)對個麥克風(fēng)接收到的聲音信號分別求出其平均值，然后對4個平均值做比較，判斷平均值最大的那個的麥克風(fēng)對應(yīng)的方向?yàn)槁曉捶较颉?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動裝置，其特征在于該峰值保持電路包括一第一比較器、 一第一三極管、一電容、一第二比較器和一第二三極管，經(jīng)信號放大模塊放大后的聲音信號傳送至該第一比較器的信號輸入端，該第一比較器的信號輸出端接入第一三極管的基極， 該第一三極管的發(fā)射極接入該第二比較器的信號輸入端，同時該第一三極管的發(fā)射極與該電容串接，該第二比較器的信號輸出端接入該微處理器的一引腳，該第二比較器的信號輸出端和反饋端接回至該第一比較器的反饋端，該第二三極管的發(fā)射極和集電極分別接入該電容兩端，該第二三極管的基極接入該微處理器的另一引腳。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有聲源定位功能的移動裝置，包括轉(zhuǎn)輪、電機(jī)驅(qū)動模塊、聲音接收模塊、信號放大模塊、峰值保持模塊以及微處理器。該聲音接收模塊接收聲音信號，該聲音信號經(jīng)信號放大模塊放大后通過峰值保持模塊保持，然后再傳送至該微處理器，該微處理器根據(jù)聲音信號判斷聲源方向，并通過電機(jī)驅(qū)動模塊驅(qū)動轉(zhuǎn)輪，進(jìn)而控制該移動裝置向聲源方向移動。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的移動裝置可簡單快速的判斷聲源方向。
文檔編號G01S5/20GK102541080SQ20101058623
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月11日
發(fā)明者傅胤榮, 林浩岳, 董曉慶, 謝森林, 賴燦明, 陳勃, 麻真標(biāo) 申請人:韓山師范學(xué)院, 驊威科技股份有限公司