機(jī)器人擬人聽覺定位技術(shù)研究.pdf

1、隨著數(shù)字信號處理技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，以及機(jī)器人人工智能水平的進(jìn)步，聽覺系統(tǒng)，作為人類感官的重要組成部分，已經(jīng)成為機(jī)器人研究領(lǐng)域的重要研究對象。由于聲音具有可以繞過障礙物的特性，聽覺可以在機(jī)器人多信息采集系統(tǒng)中與機(jī)器人視覺、嗅覺等感官相配合，彌補(bǔ)其他傳感器視場有限且不能穿過非透光障礙物的局限。對聲源目標(biāo)的定位，廣泛應(yīng)用于軍事目標(biāo)探測，會議錄音等領(lǐng)域。 聲源定位是通過測量物體發(fā)出的聲音對物體定位。根據(jù)聲音信號特點(diǎn)，人們提出了不同的

2、聲源定位算法，但由于信號質(zhì)量、噪聲和混響的存在，使得現(xiàn)有聲源定位算法的定位精度較低。此外，已有的聲源定位方法的運(yùn)算量較大，難以實(shí)時(shí)處理。為解決這些問題，本論文在國家863 項(xiàng)目“極限環(huán)境下面向危險(xiǎn)品檢測的多感官機(jī)器人系統(tǒng)”（2006AA04Z221）的支持下，針對移動機(jī)器人的聲源定位方法進(jìn)行了深入研究，取得的主要成果和結(jié)論如下： 1、研究了人耳的部分生理特性，在此基礎(chǔ)上建立了聽覺系統(tǒng)模型，即用麥克風(fēng)代替實(shí)際聽覺中的雙耳，并構(gòu)造了

3、擬人聽覺系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了聲源定位系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案。 2、分析了基于時(shí)延估計(jì)的聲源定位方法，歸納并比較了各種時(shí)延估計(jì)算法的優(yōu)缺點(diǎn)，在分析了幾種幾何定位法和目標(biāo)函數(shù)搜索定位法的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)討論了廣義互相關(guān)時(shí)延估計(jì)算法，提出了改進(jìn)的互功率譜相位廣義互相關(guān)時(shí)延估計(jì)算法，有效地改善了低信噪比環(huán)境下的時(shí)延估計(jì)算法的性能。 3、設(shè)計(jì)了一種能夠?qū)β曇粜盘栠M(jìn)行實(shí)時(shí)采集和處理的聲源定位系統(tǒng)，結(jié)合改進(jìn)的互功率譜相位時(shí)延估計(jì)算法進(jìn)行系統(tǒng)的聲源定位實(shí)驗(yàn)