一种基于单麦克风压幅比的移动机器人空间声源定位方法技术

本发明专利技术公开一种基于单麦克风压幅比的移动机器人空间声源定位方法，包括：S1.在移动机器人上装置一支麦克风，机器人沿某一直线路径移动一段距离，然后沿着与第一条直线路径成θ角的第二条直线路径移动，在两条机器人移动的直线路径上分别设置若干等距麦克风信号检测点，麦克风测得信号检测点的信号声压；S2.根据麦克风所测信号声压与输出电压间的传递特性，将麦克风在信号检测点测得的信号声压转换为输出电压；根据各信号检测点麦克风输出电压与声源至各点距离的平方成反比，建立压幅比关系式；S3.根据各信号检测点位置关系和压幅比关系式，确定被测声源在三维空间中的位置，求得被测声源相对于移动机器人的方位角、俯仰角和距离。距离。距离。

A space sound source localization method for mobile robot based on the pressure amplitude ratio of single microphone

【技术实现步骤摘要】
一种基于单麦克风压幅比的移动机器人空间声源定位方法


[0001]本专利技术涉及机器人声源定位
，具体是一种基于单麦克风压幅比的移动机器人空间声源定位方法。

技术介绍

[0002]随着移动机器人技术的飞速发展，机器人在社会生活中普及度越来越高，人们对其定位声源的准确性和便捷性也提出了更高的要求。因此，为其匹配声源定位算法实现高精度定位是现今机器人听觉
的一个重要研究课题。
[0003]目前，针对移动机器人声源定位的研究主要集中在应用麦克风阵列的时延估计法。例如，中国专利技术专利说明书CN103995252B中公开的“一种三维空间声源定位方法”，通过双L型麦克风阵列采集一段目标声源信号，采用修正的归一化多通道频域最小均方方法估计声源到达各麦克风时延差，利用时延差和麦克风阵列几何关系，确定声源位置坐标。此方法采用静态的、多麦克风阵列进行空间声源定位，机器人静止时定位精度较高，但不适用于机器人移动条件下的声源定位。
[0004]除了应用麦克风阵列的时延估计法，还有其它行之有效的机器人声源定位方法。譬如，文献“基于声压幅度比的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于单麦克风压幅比的移动机器人空间声源定位方法，其特征在于，包括：S1.在移动机器人上装置一支麦克风，机器人沿某一直线路径移动一段距离，然后沿着与第一条直线路径成θ角的第二条直线路径移动，在两条机器人移动的直线路径上分别设置若干等距麦克风信号检测点，麦克风测得信号检测点的信号声压；S2.根据麦克风所测信号声压与输出电压间的传递特性，将麦克风在信号检测点测得的信号声压转换为输出电压；根据各信号检测点麦克风输出电压与声源至各点距离的平方成反比，建立压幅比关系式；S3.根据各信号检测点位置关系和压幅比关系式，确定被测声源在三维空间中的位置，求得被测声源相对于移动机器人的方位角、俯仰角和距离。2.根据权利要求1所述一种基于单麦克风压幅比的移动机器人空间声源定位方法，其特征在于，步骤S1具体包括：S101.将一支麦克风竖直布置在移动机器人上方，且其四周不被移动机器人零部件遮挡；分别在第一条直线路径和第二条直线路径等间距设置四个信号检测点，利用麦克风测得信号声压；声音能量随传播距离的增加而逐渐衰减，声压幅度亦随之减小；声压与距离的关系表达式为：其中，r0为声源至毗邻媒质位置的传播距离；p0为毗邻媒质位置的初始声压；r为传播距离；p为传播距离r后的声压；ω为简谐振动角频率；k为简谐振动角频率与声速之比，称为波数；常数e是自然对数的底数；j是虚数的单位；t表示时间；S102.通过麦克风采集信号声压P
MN
{p
11
，p
12
，p
13
，p
14
，p
21
，p
22
，p
23
，p
24
}，其中M表示第M条直线路径，N表示第N个信号检测点，P
MN
表示移动机器人在第M条直线路径上第N个信号检测点采集的信号声压。3.根据权利要求1所述一种基于单麦克风压幅比的移动机器人空间声源定位方法，其特征在于，步骤S2具体包括：S201.将麦克风在两条直线...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑仁成，范朝阳，郑凯，李硕，刘立发，黄良炆，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：