一種基于被動(dòng)聲源定位與機(jī)器視覺技術(shù)的自主救助系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及自救系統(tǒng)。具體涉及一種基于被動(dòng)聲源定位與機(jī)器視覺技術(shù)的自主救助系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代生活節(jié)奏的加快，老齡化社會(huì)日益臨近，自主式救護(hù)裝置具有廣泛的應(yīng)用空間，在老人突發(fā)疾病的前期，及時(shí)地采取救護(hù)可以最大程度地減輕病癥。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種可以根據(jù)被救護(hù)人的呼救聲音和圖像信息自主追蹤到被救護(hù)人的自主救助裝置。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明有如下技術(shù)方案:
[0005]一種基于被動(dòng)聲源定位與機(jī)器視覺技術(shù)的自主救助系統(tǒng)，包括聲音采集與處理裝置、圖像采集與處理裝置、視頻采集與傳輸控制裝置、運(yùn)動(dòng)控制裝置，所述聲音采集與處理裝置與所述運(yùn)動(dòng)控制裝置通過信號(hào)傳輸，所述視頻采集與傳輸控制裝置的視頻信號(hào)通過WIFI傳給服務(wù)器，所述圖像采集與處理裝置與所述運(yùn)動(dòng)控制裝置通過信號(hào)傳輸。
[0006]進(jìn)一步地，所述聲音采集與處理裝置內(nèi)設(shè)有聲音解碼器，所述聲音解碼器的中心頻率在0.0lHz?500kHz，6個(gè)相同的聲音采集電路同時(shí)采集6個(gè)通道的聲音信號(hào)，利用FPGA硬件邏輯電路記錄6個(gè)通道聲音到達(dá)傳感器的時(shí)間值。
[0007]進(jìn)一步地，所述圖像采集與處理裝置采用達(dá)芬奇數(shù)字信號(hào)處理器實(shí)現(xiàn)圖像的采集與處理。
[0008]進(jìn)一步地，所述視頻采集與傳輸控制裝置采用嵌入式處理器。
[0009]進(jìn)一步地，所述運(yùn)動(dòng)控制裝置控制履帶小車路線。
[0010]進(jìn)一步地，所述運(yùn)動(dòng)控制裝置主要包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、紅外檢測(cè)與避障模塊、電源模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，所述單片機(jī)最小系統(tǒng)分別與紅外檢測(cè)與避障模塊、電源模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、穩(wěn)壓模塊連接。
[0011]進(jìn)一步地，所述服務(wù)器通過WIFI與移動(dòng)客戶端實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸。
[0012]本系統(tǒng)通過實(shí)現(xiàn)對(duì)特定目標(biāo)的自主追蹤，解決無人值守的家庭或者戰(zhàn)地救護(hù)問題。首先，向系統(tǒng)輸入待救助對(duì)象的圖像和聲音特征信息，被救助對(duì)象通過呼救聲音啟動(dòng)該系統(tǒng)，該系統(tǒng)立即按照采集到的聲音和圖像信息，自主尋找被救助對(duì)象，并持續(xù)追蹤，同時(shí)將采集到的視頻信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸給遠(yuǎn)程的PC機(jī)服務(wù)器和Andr1d平臺(tái)下的手持智能移動(dòng)客戶端。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下實(shí)施用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0015]參見圖1，一種基于被動(dòng)聲源定位與機(jī)器視覺技術(shù)的自主救助系統(tǒng)，包括聲音采集與處理裝置、圖像采集與處理裝置、視頻采集與傳輸控制裝置、運(yùn)動(dòng)控制裝置，所述聲音采集與處理裝置與所述運(yùn)動(dòng)控制裝置通過信號(hào)傳輸，所述視頻采集與傳輸控制裝置的視頻信號(hào)通過WIFI傳給服務(wù)器，所述圖像采集與處理裝置與所述運(yùn)動(dòng)控制裝置通過信號(hào)傳輸。
[0016]聲音采集與處理模塊工作原理利用LM567聲音解碼器實(shí)現(xiàn)了基于普通駐極體聲音傳感器的聲音采集電路設(shè)計(jì)，該電路具有可以調(diào)整的中心頻率、通帶寬度以及通帶增益，聲音解碼器的中心頻率在0.0IHz?500kHz范圍內(nèi)利用外接電阻調(diào)整，6個(gè)相同的聲音采集電路同時(shí)采集6個(gè)通道的聲音信號(hào)，利用EP2C70F896C6芯片設(shè)計(jì)FPGA硬件邏輯電路，記錄6個(gè)通道聲音到達(dá)傳感器的時(shí)間值，根據(jù)記錄得到的6個(gè)通道的時(shí)間值，在嵌入式CPU內(nèi)部實(shí)現(xiàn)聲音信號(hào)的方位與距離計(jì)算，最終將計(jì)算結(jié)果顯示在LCD顯示器上。
[0017]圖像采集與處理模塊工作原理圖像采集與處理模塊采用TMS320DM6437達(dá)芬奇數(shù)字信號(hào)處理器實(shí)現(xiàn)圖像的采集與處理，包括圖像的二值化、濾波、增強(qiáng)、區(qū)域分割、特征提取與模板匹配。
[0018]視頻采集與傳輸控制模塊工作原理采用TI公司的TMS320DM355嵌入式處理器實(shí)現(xiàn)視頻信號(hào)的采集與壓縮處理，該系統(tǒng)內(nèi)部嵌入運(yùn)行RedHat Linux4.0，支持DVSDK視頻開發(fā)包和Uboot命令，MPEG格式的視頻信號(hào)通過WIFI模塊傳輸給服務(wù)器，服務(wù)器建立與移動(dòng)客戶端的實(shí)時(shí)鏈接，實(shí)現(xiàn)視頻信號(hào)的傳輸與存儲(chǔ)。
[0019]運(yùn)動(dòng)控制模塊利用MSP430F149微功耗處理器通過C語言編程實(shí)現(xiàn)履帶小車以及云臺(tái)的運(yùn)動(dòng)控制以及避障算法。FPGA模塊判斷出的有效聲源方位信息以及通過TMS320DM6437獲取到的目標(biāo)有效圖像信息，通過RS485串口傳送給MSP430F149，從而控制小車按照特定的搜索路線尋找被救助對(duì)象，直至完成任務(wù)并持續(xù)追蹤。運(yùn)動(dòng)控制模塊主要包括有MSP430F149單片機(jī)最小系統(tǒng)、紅外檢測(cè)與避障模塊、電源模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊組成。
[0020]顯然，本發(fā)明的上述實(shí)例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于被動(dòng)聲源定位與機(jī)器視覺技術(shù)的自主救助系統(tǒng)，其特征在于:包括聲音采集與處理裝置、圖像采集與處理裝置、視頻采集與傳輸控制裝置、運(yùn)動(dòng)控制裝置，所述聲音采集與處理裝置與所述運(yùn)動(dòng)控制裝置通過信號(hào)傳輸，所述視頻采集與傳輸控制裝置的視頻信號(hào)通過WIFI傳給服務(wù)器，所述圖像采集與處理裝置與所述運(yùn)動(dòng)控制裝置通過信號(hào)傳輸。
2.如權(quán)利要求1所述的一種自主救助裝置，其特征在于:所述聲音采集與處理裝置內(nèi)設(shè)有聲音解碼器，所述聲音解碼器的中心頻率在0.0lHz?500kHz，6個(gè)相同的聲音采集電路同時(shí)采集6個(gè)通道的聲音信號(hào)，利用FPGA硬件邏輯電路記錄6個(gè)通道聲音到達(dá)傳感器的時(shí)間值。
3.如權(quán)利要求1所述的一種自主救助裝置，其特征在于:所述圖像采集與處理裝置采用達(dá)芬奇數(shù)字信號(hào)處理器實(shí)現(xiàn)圖像的采集與處理。
4.如權(quán)利要求1所述的一種自主救助裝置，其特征在于:所述視頻采集與傳輸控制裝置采用嵌入式處理器。
5.如權(quán)利要求1所述的一種自主救助裝置，其特征在于:所述運(yùn)動(dòng)控制裝置控制履帶小車路線。
6.如權(quán)利要求1所述的一種自主救助裝置，其特征在于:所述運(yùn)動(dòng)控制裝置主要包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、紅外檢測(cè)與避障模塊、電源模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，所述單片機(jī)最小系統(tǒng)分別與紅外檢測(cè)與避障模塊、電源模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、穩(wěn)壓模塊連接。
7.如權(quán)利要求1所述的一種自主救助裝置，其特征在于:所述服務(wù)器通過WIFI與移動(dòng)客戶端實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于被動(dòng)聲源定位與機(jī)器視覺技術(shù)的自主救助系統(tǒng)，包括聲音采集與處理裝置、圖像采集與處理裝置、視頻采集與傳輸控制裝置、運(yùn)動(dòng)控制裝置，所述聲音采集與處理裝置與運(yùn)動(dòng)控制裝置通過信號(hào)傳輸，所述視頻采集與傳輸控制裝置的視頻信號(hào)通過WIFI傳給服務(wù)器，所述圖像采集與處理裝置與運(yùn)動(dòng)控制裝置通過信號(hào)傳輸。本發(fā)明的目的是提供一種可以根據(jù)被救護(hù)人的呼救聲音和圖像信息自主追蹤到被救護(hù)人的自主救助系統(tǒng)。
【IPC分類】G05D1-02, H04N7-18
【公開號(hào)】CN104615137
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510007345
【發(fā)明人】董勝, 白晶, 趙愛國, 王飛, 郝蓮雪, 宋方雷
【申請(qǐng)人】北華大學(xué)
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2015年1月7日