基于听觉感知-视觉追踪的服务机器人声源目标定位方法的研究

来源 :河北工业大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:Freyr119
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近年来机器人智能化技术迅猛发展,服务机器人代替人类从事着大量生活劳动,为了能对实际服务环境的实时状况做出正确对策,机器人需要能获取环境中的信息进行实时处理,目标定位成为服务机器人执行任务前的关键技术。听觉、视觉系统作为人类感知外界环境的重要器官,已作为机器人获取信息主要研究方向。视觉定位可以直观追踪目标,但对光照亮度、视野开阔度要求较高;听觉定位能够采集全向性声源、不受光照、能见度、障碍物限制,但无法远程获取目标直观影像。本文针对服务机器人目标定位这一待解决的关键问题,综合听觉、视觉目标定位优势,研究了以下内容:1.基于正四面体麦克风阵列的立体空间声源目标定位在深入了解、研究麦克风阵列的前提下,针对实验要求,采用了正四面体结构的麦克风阵列作为声源信息采集结构,构建了正四面体几何空间模型,运用立体几何结构推导了定位公式,运用仿真软件进行了验证,为实现服务机器人听觉感知系统的构建提供理论基础。2.搭建了基于听觉感知-视觉追踪的声源目标定位实验平台选取全向型麦克风传声器,设计并构建了正四面体阵列作为声音信息采集装置,通过NI USB数据采集卡同步采样四路声音信号,发送至由LabVIEW设计的上位机平台,经过NI-DAQ模块程序设计,实现声音信号的接收和处理,广义互相关算法确定了传声器间的时延,并通过阵列几何模型推算确定声源方位角,继而将声源位置信息以指令的形式控制视觉装置云台步进电机转动摄像头,实现声源目标定位追踪。
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