[發明專利]機器人及聲源位置的確定方法和裝置

在審

• 申請號: 201610288519.3
• 申請日: 2016-05-03
• 公開（公告）號: CN107340498A
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 深圳光啟合眾科技有限公司
• 主分類號: G01S5/22
• 分類號: G01S5/22
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 韓建偉,張永明

技術領域

本發明涉及機器人領域，具體而言，涉及一種機器人及聲源位置的確定方法和裝置。

背景技術

隨著機器人技術的快速發展，各種類型的機器人已經被廣泛應用于實際生活和生產中，比如家用機器人、工業機器人等。而且，人類城市化進程的推進，使得生活和工作節奏不斷增加，各種家用機器人已經成為生活和工作中必不可少的一部分，比如寵物機器人能夠避免飼養寵物照料護理很麻煩的問題，已經成為了家庭的好伙伴。目前，為了滿足用戶使用需求，針對寵物機器人的設計要求越來越高，除了要求其具備寵物特征之外，還需要其更加智能化。如果為機器人設計聽覺系統，使機器人能夠根據主人的聲源位置判斷路徑，將會大大提高用戶對機器人的喜愛程度。但是，現有技術中的機器人主要以娛樂為主，還不具備確定聲源位置的功能，無法根據聲源位置判斷方位和路徑。

針對相關技術中機器人不具備確定聲源位置的功能的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

本發明實施例提供了一種機器人及聲源位置的確定方法和裝置，以至少解決相關技術中機器人不具備確定聲源位置的功能的技術問題。

根據本發明實施例的一個方面，提供了一種機器人，包括：音頻采集模塊，包括設置在機器人內部不同位置的多個音頻采集器，音頻采集模塊用于采集從聲源位置發出的音頻信號，其中，多個音頻采集器接收到音頻信號的時間不同；以及信號處理模塊，與音頻采集模塊相連接，用于依據多個音頻采集器中的每個音頻采集器接收到音頻信號的時間確定聲源位置的空間坐標。

進一步地，信號處理模塊包括：模數轉換模塊，與音頻采集模塊相連接，用于將音頻信號轉換為數字信號；計算模塊，與模數轉換模塊相連接，用于根據數字信號中音頻的峰值獲取多個音頻采集器中的每個音頻采集器接收到音頻信號的時間，并依據多個音頻采集器中的每個音頻采集器接收到音頻信號的時間對多個音頻采集器進行排序，并計算相鄰兩個音頻采集器接收到音頻信號的時間的差值，利用差值確定聲源位置的空間坐標。

進一步地，機器人還包括：動作集實現模塊，用于控制機器人執行預定動作；主控系統模塊，分別與信號處理模塊和動作集實現模塊相連接，用于將空間坐標轉化為執行指令輸送至動作集實現模塊，其中，執行指令用于指示機器人執行預定動作。

進一步地，動作集實現模塊包括：模式設置模塊，用于設置機器人的狀態模式，其中，機器人的狀態模塊包括靜態模式和動態模式；驅動模塊，分別與主控系統模塊和模式設置模塊相連接，用于驅動機器人以空間坐標為目標位置執行與機器人當前的狀態模式相適應的動作。

進一步地，在機器人當前的狀態模式為靜態模式時，驅動模塊用于驅動機器人執行的動作包括以下至少之一：抬頭、搖頭、轉動眼球、播放音頻；在機器人當前的狀態模式為動態模式時，驅動模塊用于驅動機器人執行的動作包括：朝向聲源位置移動。

進一步地，音頻采集模塊包括：音頻放大模塊，分別與音頻采集模塊和模數轉換模塊相連接，用于分別對多個音頻采集器中的每個音頻采集器接收到的音頻信號進行放大處理。

根據本發明實施例的另一方面，還提供了一種聲源位置的確定方法，包括：獲取設置在機器人內部不同位置的多個音頻采集器中的每個音頻采集器接收到音頻信號的時間，其中，音頻信號由聲源位置發出，多個音頻采集器接收到音頻信號的時間不同；以及依據多個音頻采集器中的每個音頻采集器接收到音頻信號的時間確定聲源位置的空間坐標。

進一步地，依據多個音頻采集器中的每個音頻采集器接收到音頻信號的時間確定聲源位置的空間坐標包括：將多個音頻采集器按照接收到音頻信號的時間先后順序進行排序；以及依次計算相鄰兩個音頻采集器接收到音頻信號的時間的差值，利用差值確定聲源位置的空間坐標。

進一步地，利用差值確定聲源位置的空間坐標包括：記錄相鄰兩個音頻采集器接收到音頻信號的時間的差值；在多個音頻采集器的數量為4時，采用以下公式確定聲源位置的空間坐標：

其中，4個音頻采集器依次接收到音頻信號的時間的差值分別為Δt₁₂、Δt₂₃Δt₃₄、Δt₄₁，ν為音頻信號的傳播速度，L為4個音頻采集器之間的間距，以4個音頻采集器的中心作為坐標原點，4個音頻采集器的坐標為(x_s,y_s,z_s)為以4個音頻采集器的中心為坐標原點的球面坐標，球面坐標用于表示聲源位置的空間坐標。