本发明专利技术的音源方向识别方法，通过在一水平面上的等边三角形三个顶点处布置的三个声音采集装置采集声音信号；通过语音信号处理装置，将其处理为数字信号传送于处理器，处理器根据接收数字信号的时间差，通过查询处理器中预置的时间差与入射角对应关系的数据表，得到音源方向的入射角。本发明专利技术的音源方向识别装置，包括三个声音采集装置、信号处理装置和处理器。本发明专利技术的具有语音识别装置的机器人，包括机器人控制系统和机器人执行机构，还包括音源方向识别装置，所述识别装置通过接口适配器连接于所述机器人控制系统。本发明专利技术在精度要求不高的应用领域，达到了对音源方向的快速识别，其设备成本低，体积小，运算速度快，识别准确率高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种人工智能技术，尤其涉及一种音源方向识别方法、识别装置 和具有该装置的机器人。
技术介绍
目前，有一些成熟的音源方向判别技术通常应用于精度要求很高的海洋探 测等领域，但其算法的复杂度，设备成本较高，将其移植于有同样需求的玩具 制造、机器人等领域，存在着设备配套难与制造成本高的问题，难以实现良好 的经济效益。同时，玩具制造、机器人等领域没有太高的识别精度要求，所以， 需要一种简单实用的音源方向识别方法与识别装置。机器人若可以得知声源方向，把头部转向声源方向进行声音摄取，这样可 以使的人们感受到机器人是具有生命且友善的，因为人们习惯讲话时是面对面的。对机器人而言，她把头转到声源方向时，可以用CCD摄取图像，然后进行身 份辨别，在身份辨别完后就执行人们所指定的工作，使的机器人变成是一个先 进的智能机器人。同样，声音可以打断机器人正在执行的任务，在听到呼唤后 赶紧放下手边的工作，跑到人们旁边去询问有什么能为人们效劳的。使人们感 觉到呼之即来的感觉，因此，音源方向识别方法、识别装置和具有该装置 的机器人，在人工智能
，有着重要的应用。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的第 一个目的在于提供一种简单实用、 成本低、运算快的音源方向识別方法，以达到在精度要求不高的情况下，实现 音源方向的快速识别。本专利技术的第二个目的在于提供一种简单实用、成本低、运算快的音源方向 识别装置，以达到在精度要求不高的情况下，实现音源方向的快速识别。本专利技术的第二个目的在于提供一种具有本专利技术音源方向识别装置的机器人，能够通过音源方向识别装置对音源方向的快速有效识别，达到为机器人的 后续动作提供参数的目的。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是 一种音源方向识别方法，包括依次进行步骤S1:通过在一水平面上的等边三角形三个顶点处布置的三个声音采集 装置采集声音信号；步骤S2:将所述声音信号分别通过语音信号处理装置，将其处理为数字信步骤S3:将所述数字信号传送于处理器，处理器根,接收数字信号的时间 差，通过查询处理器中预置的时间差与入射角对应关系的数据表，得到音源方向的入射角。一种音源方向识别装置，包括三个声音采集装置，布设于水平面的等边三角形的三个顶点，用于采集声 音信号；信号处理装置，用于将声音信号转化为数字信号；处理器，通过接口适配器连接所述信号处理装置，用于根据所接收数字信 号的时间差，通过查询处理器中预置的时间差与入射角对应关系的数据表，得 到音源方向的角度。一种具有语音识别装置的机器人，包括机器人控制系统和机器人执行机构， 其特征在于还包括如权利要求5所述的音源方向识别装置，所述识别装置通过 接口适配器连接于所述机器人控制系统。本专利技术的有益效果是，本专利技术的音源方向识别方法与识别装置，在精度要 求不高的应用领域，达到了对音源方向的快速识别，其设备成本低，体积小， 运算速度快，识别准确率高。本专利技术的机器人，因其能够进行音源方向识别， 可以进一步和更好的完成人们所指定的工作，具有更高的性能，变成是一个先进的智能机器人。附图说明图l是本专利技术音源方向识别装置的模块结构图。图2是本专利技术实施例中最小辨识角度说明图。图3是本专利技术带有音源方向识别装置的机器人的模块结构图。图4是本专利技术实施例中的特定语音方向判别模块结构图。图5是本专利技术实施例中的带通滤波器电路图。图6是本专利技术实施例中的峰值保持器电路图。图7是本专利技术实施例中的单路音源方向判别电路图。图8是本专利技术音源方向识別方法实施例的流程图。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。本专利技术的实施例的机器人，设置有本专利技术的音源识别装置，并使用本专利技术 的音源识别方法进行音源识别。如图l所示，本专利技术实施例的音源识别装置，包括三个具有拾音电路的麦 克，用于采集声音信号；信号处理装置，用于将声音信号转化为数字信号；单片 机，通过接口适配器连接信号处理装置。还包括一与机器人控制系统连接的串 行接口。如图2所示，在本实施例的机器人的一水平面上的等边三角形三个顶点处布 置的三个麦克。将所述声音信号分别通过语音信号处理装置，将其处理为数字信号；将数字信号传送于单片机，单片机根据接收数字信号的时间差，通过查 询处理器中预置的时间差与入射角对应关系的数据表，得到音源方向的入射角6 。如图3所示，本专利技术实施例的具有音源方向识别装置的机器人，包括机器人 控制系统和机器人执行机构，还包括本专利技术的音源方向识别装置实施例的音源 方向识别模块，音源方向识别模块通过接口适配器连接于机器人控制系统。通常情况下，语音信号处理装置利用单稳态电路将放大后的达到设定阀值 声音信号整形为数字信号。对于特定语音，可以首先通过带通滤波器对特定声 音进行频谱分析，确定声音的特征，如图5所示，得到带通频率；然后通过峰值 保持器，如图6所示，将滤波后的交变信号整形为直流信号；最后通过比较器， 将峰值保持器输出调理为处理器要求的数字信号。如图7所示，其为非特定音源 方向判别的硬件电路，为了提高系统的鲁棒性，该电路需配合其他软件功能使 用。如图8所示，本专利技术实施例的音源方向识别方法，单片机接收数字信号后包 括依次进行流程收到第一个中断标志，则记录中断来源的声音采集装置的序号并启动处理 器中的定时器；收到第二个中断标志，则记录中断来源的声音采集装置的序号并取得定时 器第一时间差；收到第三次中断标志，则记录定时器相对于第二中断标志的第二时间差；通过查询处理器中预置的时间差与入射角对应关系的数据表，得到音源方 向的入射角并输出。本实施例中，如图2所示，时间差与入射角对应关系为，入射角e余角的余 弦值乘以等边三角形的边长X，其结果为最小辨识时间与声速之积。本实施例中， 等边三角形的边长为15cra。以上所述的仅为本专利技术的较佳可行实施例，所述实施例并非用以限制本发 明的专利保护范围，因此凡是运用本专利技术的说明书及附图内容所作的等同结构 变化，同理均应包含在本专利技术的保护范围内。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种音源方向识别方法，包括依次进行： 步骤Ｓ１：通过在一水平面上的等边三角形三个顶点处布置的三个声音采集装置采集声音信号； 步骤Ｓ２：将所述声音信号分别通过语音信号处理装置，将其处理为数字信号； 步骤Ｓ３：将所述数字信号传送于处理器，处理器根据接收数字信号的时间差，通过查询处理器中预置的时间差与入射角对应关系的数据表，得到音源方向的入射角。
【技术特征摘要】
1、一种音源方向识别方法，包括依次进行:步骤S1:通过在一水平面上的等边三角形三个顶点处布置的三个声音采集装置采集声音信号；步骤S2:将所述声音信号分别通过语音信号处理装置，将其处理为数字信号；步骤S3:将所述数字信号传送于处理器，处理器根据接收数字信号的时间差，通过查询处理器中预置的时间差与入射角对应关系的数据表，得到音源方向的入射角。2、 如权利要求l所述的音源方向识别方法，其特征在于步骤S2中所述语音 信号处理装置利用单稳态电路将放大后的达到设定阀值声音信号整形为数字信号3.如权利要求l所述的音源方向识别方法，其特征在于对于特定语音，步 骤S2可以细化为，步骤S21:通过带通滤波器对特定声音进行频谱分析，确定声音的特征，得 到带通频率；步骤S22:通过峰值保持器，将滤波后的交变信号整形为直流信号； 步骤S23:通过比较器，将峰值保持器输出调理为处理器要求的数字信号。4、 如权利要求1或3所述的音源方向识别方法，其特征在于所述S3包括依 次进行步骤S31:收到第一个中断标志，则记录中断来源的声音采集装置的序号并 启动处理器中的定时器；步骤S32:收到第二个中断标志，则记录中断来源的声音采集装置的序号并 取得定时器第一时间差；步骤S33:收到第三次中断标志，则记录定时器相对于第二中断标志的第二 时间差；...
【专利技术属性】
技术研发人员：王志良，张雪元，周翔，
申请(专利权)人：王志良，张雪元，周翔，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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