随着机器人智能化程度的提升,大量的机器人已经开始进入家庭,服务于人类。机器人听觉系统不仅可以与人类直接进行交互,还可以在无法看见或进入的特殊环境下判断出声源位置,弥补了视觉范围有限的缺陷,是机器人智能化发展的重要方向。本文在研究了基于麦克风阵列的声源定位技术的基础上,结合惯性导航技术提出了一种基于惯性模块的机器人声源定位系统模型。该模型首先用麦克风阵列采集声源信息,采用广义互相关(GCC)时延估计算法求得时延值,进而得到方位角信息。然后机器人慢速移动,通过惯性模块测得机器人移动过程中的加速度和角速度信息,利用角速度求出四元数后对加速度进行坐标系转换,将加速度数据进行二次积分求得机器人位移,同时再次采集声源信息以获得方位角信息。最后,通过机器人两次采集声源信息后计算的方位角信息结合机器人移动的位移实现了对声源位置的估计。在对基于惯性模块的声源定位系统仿真后,在六足机器人平台上设计实现了语音识别和声源定位系统。本文利用MEGASUN-M6语音模块设计机器人语音识别系统;声源定位系统则由麦克风阵列采集声音信号,再经过放大和A/D转换后通过无线串口模块将数字信号送入STM32进行时延估计,结合惯性模块JY901B采集到的位移信息,最终在OLED显示屏上显示出估算后的声源坐标位置。系统测试结果表明家用机器人语音识别系统5米范围内识别率可达84.67%;声源定位系统对方位角平均估计误差为12.4°,对声源距离平均估计误差百分比为7.6%,定位精度符合系统设计目标。