一种智能机器人的多角度定位系统

摘要

本发明公开的一种智能机器人的多角度定位系统，包括位于机器人头部的三个信息采集面，三个信息采集面连接成一个等边三角形，每个信息采集面上设置至少一个语音采集装置。本发明通过在机器人头部三个面分别设置语音采集装置，实现多角度语音信息采集，提高语音定位精度。

权利要求

1.一种智能机器人的多角度定位系统，其特征在于：包括位于机器人头部的三个信息采集面，三个信息采集面连接成一个等边三角形，每个信息采集面上设置至少一个语音采集装置。

2.如权利要求1所述的一种智能机器人的多角度定位系统，其特征在于：所述每个信息采集面上设置两个语音采集装置。

3.如权利要求1所述的一种智能机器人的多角度定位系统，其特征在于：所述每个语音采集装置包括一拾音器和一数据处理芯片，拾音器与数据处理芯片连接。

4.一种智能机器人的多角度定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.语音信号采集：声源在固定位置发声至少10次，三个信息采集面的语音采集装置分别采集声源发出的语音信号，对每次获取的语音信号进行解析，得到该声源相对于各语音采集装置的角度数据，记三个信息采集面获取的角度数据分布为第一角度、第二角度和第三角度，且对第一角度、第二角度和第三角度求平均值，得到第一平均角度，第二平均角度和第三平均角度；

S2.调整角度判断：

S21.读取第一平均角度，设置变量Flag=0，判断第一平均角度是否大于90°，是，则调整变量Flag=0x01，然后进入步骤S22；否，则直接进入步骤S22；

S22.读取第二平均角度，并判断第二平均角度是否大于90°，是，则调整变量Flag或上等于0x02，然后进入步骤S23；否，则直接进入步骤S23；

S23.读取第三平均角度，并判断第三平均角度是否大于90°，是，则调整变量Flag或上等于0x04，然后进入步骤S3；否，则直接进入步骤S3；

S3.调整角度选取：输出变量Flag，判断Flag的值，若Flag为2或3则选择第一平均角度作为智能机器人的调整角度，若Flag为4或6则选择第二平均角度作为智能机器人的调整角度，若Flag为1或5则选择第一平均角度作为智能机器人的调整角度。

5.如权利要求4所述的一种智能机器人的多角度定位方法，其特征在于，所述步骤S1中，语音信号采集过程为：拾音器拾取语音信号并发送至数据处理芯片。

说明书

一种智能机器人的多角度定位系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种智能机器人的多角度定位系统。

背景技术

[0002] 随着电子计算机科学的不断发展，智能机器人的研究越发深入，其携带的功能也越来越多，具有视觉、听觉、嗅觉等功能的高度智能化机器人已经出现，这种机器人均具有一套定位和识别系统，通过该定位系统采集角度信息，经过处理器及其携带的处理系统所采集的信息获取定位结果，常见的如语音定位系统和人脸识别系统，语音定位系统的定位原理是：其语音采集装置以自身为基准建立角度范围为0-180°的坐标系，语音采集装置获取语音信号时，根据声源的位置提取特征（从语音信号中提取的特征包括语音角度、频率等），然后语音采集装置都会输出以它自身坐标为标准的0-180度范围的角度，根据这个角度确定声源位置后调整智能机器人的方向，实现定位。

[0003] 供声学模型处理，分析出语音来源，从而为智能机器人的语音定位提供依据，智能机器人便可根据语音识别系统解析出的角度特征，调整其自身方向实现定位，在结合人脸识别系统，智能机器人继续通过其人机交互界面进行人脸识别，再进行下一步的人机交互操作。

[0004] 虽然，现在的智能机器人通过语音识别定位和人脸识别功能达到了较高的智能化程度，并且具有定位和识别能力的机器人已然应用于市场，但是，其还存在缺陷：一般智能机器人只在其一面安装语音定位装置，语音信号的拾取只能在该定位装置进行，由于声源位置的不确定性，语音采集装置拾取语音信号，其所携带的声源角度（声源与语音采集装置中心的相对角度）特征存在偏差，导致语音定位存在偏差，从而影响下一步的人机交互操作的进行。

[0005] 因此，本发明人特别研制出一种智能机器人的多角度定位系统。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于提供一种智能机器人的多角度定位系统，其通过在机器人头部三个面分别设置语音采集装置，实现多角度语音信息采集，提高定位识别过程中角度选取的精度。

[0007] 为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种智能机器人的多角度定位系统，包括位于机器人头部的三个信息采集面，三个信息采集面连接成一个等边三角形，每个信息采集面上设置至少一个语音采集装置。

[0008] 所述每个信息采集面上设置两个语音采集装置。

[0009] 所述每个语音采集装置包括一拾音器和一数据处理芯片，拾音器与数据处理芯片连接。

[0010] 一种智能机器人的多角度定位方法，包括以下步骤：S1.语音信号采集：声源在固定位置发声至少10次，三个信息采集面的语音采集装置分别采集声源发出的语音信号，对每次获取的语音信号进行解析，得到该声源相对于各语音采集装置的角度数据，记三个信息采集面获取的角度数据分布为第一角度、第二角度和第三角度，且对第一角度、第二角度和第三角度求平均值，得到第一平均角度，第二平均角度和第三平均角度；
S2.调整角度判断：
S21.读取第一平均角度，设置变量Flag=0，判断第一平均角度是否大于90°，是，则调整变量Flag=0x01，然后进入步骤S22；否，则直接进入步骤S22；
S22.读取第二平均角度，并判断第二平均角度是否大于90°，是，则调整变量Flag或上等于0x02，然后进入步骤S23；否，则直接进入步骤S23；
S23.读取第三平均角度，并判断第三平均角度是否大于90°，是，则调整变量Flag或上等于0x04，然后进入步骤S3；否，则直接进入步骤S3；
S3.调整角度选取：输出变量Flag，判断Flag的值，若Flag为2或3则选择第一平均角度作为智能机器人的调整角度，若Flag为4或6则选择第二平均角度作为智能机器人的调整角度，若Flag为1或5则选择第一平均角度作为智能机器人的调整角度。

[0011] 所述步骤S1中，语音信号采集过程为：拾音器拾取语音信号并发送至数据处理芯片。

[0012] 采用上述方案后，本发明的有益效果是：本发明的三个信息采集面的语音采集装置在其工作角度内进行独立的语音信息采集工作，三个信息采集面同时采集信息，从而能够获取三个角度，从中选取最准确、离声源位置最近的一个语音采集装置与声源相对角度作为确定的调整角度，实现更精确的声源位置定位功能。

[0013] 以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

[0014] 图1是现有机器人头部识别系统的结构示意图；图2是本发明的结构示意图；
图3是本发明一种智能机器人的多角度定位方法的流程简图。

[0015] 标号说明机器人头部10，信息采集采集装置20；
机器人头部1，信息采集面2，语音采集装置3。

具体实施方式

[0016] 如图2所示，本发明揭示的一种智能机器人的多角度定位系统，包括位于机器人1头部的三个信息采集面2，三个信息采集面2连接成一个等边三角形，三个面将机器人头部等分为三部分，每个面采集的角度（跨度）范围相同（均为120°），每个信息采集面3上设置至少一个语音采集装置4，根据采集频率及对象的需要可在每个信息采集面2设置不同数量的语音采集装置3，本实施例中，所述每个信息采集面2上设置两个语音采集装置3。

[0017] 所述每个语音采集装置4包括一拾音器和一数据处理芯片（图中未示出），拾音器与数据处理芯片连接。

[0018] 参照图3所示，本发明揭示的一种智能机器人的多角度定位方法，包括以下步骤：S1.语音信号采集：声源在固定位置发声至少10次，三个信息采集面的语音采集装置分别采集声源发出的语音信号，对每次获取的语音信号进行解析，得到该声源相对于各语音采集装置的角度数据，记三个信息采集面获取的角度数据分布为第一角度、第二角度和第三角度，且对第一角度、第二角度和第三角度求平均值，得到第一平均角度，第二平均角度和第三平均角度；
S2.调整角度判断与选取：
S21.读取第一平均角度，设置变量Flag=0，判断第一平均角度是否大于90°，是，则调整变量Flag=0x01，然后进入步骤S22；否，则直接进入步骤S22；
S22.读取第二平均角度，并判断第二平均角度是否大于90°，是，则调整变量Flag或上等于0x02，然后进入步骤S23；否，则直接进入步骤S23；
S23.读取第三平均角度，并判断第三平均角度是否大于90°，是，则调整变量Flag或上等于0x04，然后进入步骤S3；否，则直接进入步骤S3；
S3.调整角度选取：输出变量Flag，判断Flag的值，若Flag为2或3则选择第一平均角度作为智能机器人的调整角度，若Flag为4或6则选择第二平均角度作为智能机器人的调整角度，若Flag为1或5则选择第一平均角度作为智能机器人的调整角度。

[0019] 所述步骤S1中，语音信号采集过程为：拾音器拾取语音信号并发送至数据处理芯片。

[0020] 本发明中，“或上等于”运算表示的是把这个变量Flag“按位或”操作，然后赋值给这个变量，比如；有一个变量初值为0x01（十六进制），用二进制表示就是0000 0001，如果这个变量或上等于0x04的话，因为0x04的二进制为0000 0100，则每个位进行或操作然后再给这个变量，那么这个变量的二进制表示就是0000 0101，即0x05；所以Flag=0x01对应的十进制Flag值为1，Flag或上等于0x02后对应的值为3，Flag或上等于0x04后对应的值为7，因为输出变量Flag值为2或3，4或6，1或5，其与位或操作得到的值对应。

[0021] 以上仅为本发明的具体实施例，并非对本发明的保护范围的限定。凡依本案的设计思路所做的等同变化，均落入本案的保护范围。