一種具有聲源定位功能的移動裝置的製作方法
2023-10-19 19:05:42
專利名稱：一種具有聲源定位功能的移動裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種移動裝置，尤其是涉及一種具有聲源定位功能的移動裝置。
背景技術：
大多數的機器人或者移動裝置都具有聲源定位系統來根據聲源定位。目前，一般的聲源定位系統包括聲音接收器、信號放大電路、時差測量電路及單片機控制電路。聲音接收器接收到聲音信號後通過信號放大電路放大並傳送至時差測量電路。時差測量電路分辨各路聲音信號的時差，單片機控制電路通過時差測量電路的時差信號發出控制信號控制機器人或移動裝置移動。但是，採用對各路聲音進行時差測量的方式來定位方向需要較複雜的運算方式，對單片機的處理要求較高，對信號處理的時長較長。
實用新型內容本實用新型的目的在於克服現有技術中的缺點與不足，提供一種可簡單快速的聲源定位的移動裝置。本實用新型是通過以下的技術方案實現的一種具有聲源定位功能的移動裝置， 包括轉輪、電機驅動模塊、聲音接收模塊、信號放大模塊、峰值保持模塊以及微處理器。該聲音接收模塊接收聲音信號，該聲音信號經信號放大模塊放大後通過峰值保持模塊保持，然後再傳送至該微處理器，該微處理器根據聲音信號判斷聲源方向，並通過電機驅動模塊驅動轉輪，進而控制該移動裝置向聲源方向移動。作為優選，該聲音接收模塊包括4個分別設置在該移動裝置的前、後、左、右方向的麥克風，該峰值保持模塊包括4個峰值保持電路，該4個麥克風分別獨立接收聲音信號， 該4個聲音信號分別經信號放大模塊放大後分別通過獨立的峰值保持電路保持，然後再傳送至該微處理器，該微處理器根據該4個麥克風對應的聲音信號的強弱判斷聲源方向。作為優選，該峰值保持電路包括一第一比較器、一第一三極體、一電容、一第二比較器和一第二三極體，經信號放大模塊放大後的聲音信號傳送至該第一比較器的信號輸入端，該第一比較器的信號輸出端接入第一三極體的基極，該第一三極體的發射極接入該第二比較器的信號輸入端，同時該第一三極體的發射極與該電容串接，該第二比較器的信號輸出端接入該微處理器的一引腳，該第二比較器的信號輸出端和反饋端接回至該第一比較器的反饋端，該第二三極體的發射極和集電極分別接入該電容兩端，該第二三極體的基極接入該微處理器的另一引腳。相對於現有技術，本實用新型通過峰值保持模塊使得採樣的聲音信號更加精確。 同時，本實用新型的移動裝置的聲源定位控制方法簡單，成本較低，具有廣泛應用的前景。為了能更清晰的理解本實用新型，以下將結合
闡述本實用新型的具體實施方式
。
附圖說明[0009]圖1是本實用新型具有聲源定位功能的移動裝置的結構框圖。圖2是圖1所示聲音定位系統10的具體電路示意圖。
具體實施方式
請參閱圖1，其是本實用新型具有聲源定位功能的移動裝置的結構框圖。本實用新型的移動裝置包括轉輪11、電機驅動模塊12、聲音接收模塊13、信號放大模塊14、峰值保持模塊15以及微處理器16。該聲音接收模塊13、信號放大模塊14、峰值保持模塊15和微處理器16組成聲音定位系統10。該聲音接收模塊13分別從該移動裝置的前後左右四個方向接收聲音信號，該聲音信號經信號放大模塊14放大後通過峰值保持模塊15保持在電路中， 然後再傳送至微處理器16。微處理器分別對四個方向的聲音信號取平均值，判定最大平均值對應的方向為聲源方向，從而通過電機驅動模塊12驅動轉輪11的轉動，控制該移動裝置向聲源方向移動。請參閱圖2，其是聲音定位系統10的具體電路示意圖。該聲音接收模塊13包括4個分別設置在該移動裝置的前、後、左、右方向的麥克風 132，每個麥克風分別通過一電阻133接入直流電源Vcc。該信號放大模塊14包括二 IC晶片142，該4個麥克風132分別與由一電容134和一電阻135組成的濾波電路串接後接入 IC晶片142的正極引腳，同時該4個麥克風132分別與該電容134和電阻135串接後分別通過電阻136接地。該IC晶片142的負極引腳分別通過一電容143接地。該4個麥克風 132的聲音信號通過電容134和電阻135濾波後傳送至IC晶片142，由該IC晶片142將聲音信號放大後分別傳送至峰值保持模塊15。該峰值保持模塊15包括4個峰值保持電路152，分別用以處理4個麥克風132的聲音信號。每一個峰值保持電路152包括一第一比較器154、一第一三極體155、一電容156、 一第二比較器157和一第二三極體158。該第一比較器154的信號輸入端與IC晶片142的信號輸出端連接；該第一比較器154的信號輸出端接入第一三極體155的基極；該第一三極體155的發射極與一電阻串接後接入該第二比較器157的信號輸入端，同時該第一三極體155的發射極與該電容156串接；該第二比較器157的信號輸出端接入該微處理器16 的一引腳，同時該第二比較器157的信號輸出端和反饋端接回至該第一比較器154的反饋端；該第二三極體158的發射極和集電極分別接入該電容156兩端；該第二三極體158的基極通過一電阻接入該微處理器16的一引腳。放大後的聲音信號在第一比較器154中與第一三極體155的導通電壓相比較，當大於第一三極體155的導通電壓時，第一三極體155導通，電容156充電，從而使峰值信號的峰值電壓保持在電容156中。電容156中的峰值電壓通過第二比較器157傳送至微處理器16中。同時，微處理器16可對第二三極體158加一高電平，使得電容156的電量迅速放出，為下次信號採集做準備。該微處理器16分別接收4個麥克風132採集的聲音峰值模擬信號，通過其A/D轉換程序將模擬信號轉換成為數位訊號，並用程序剔除雜音幹擾信號。該微處理器16在一個採樣周期內對4個麥克風132接收到的聲音信號分別求出其平均值，然後對4個平均值做比較，判斷平均值最大的那個的麥克風132對應的方向為聲源方向。若其中有兩個相等的最大平均值，則判斷該兩個最大平均值對應的麥克風132對應方向角度的平均值為聲源方向。[0016]該電機驅動模塊12包括至少兩個驅動電路122，每個驅動電路122包括一電機 124，微處理器16發出的驅動電流通過多個三極體轉換成交流電以驅動電機124的正轉或反轉，從而進一步驅動轉輪11的前、後、左、右的運動。進一步，為了更精確的控制電機124的轉速及矯正該移動裝置的運動軌跡，該微處理器16採用了如下的PID環閉控制方法。該PID環閉控制方法的具體算法為
權利要求1.一種具有聲源定位功能的移動裝置，其特徵在於包括轉輪、電機驅動模塊、聲音接收模塊、信號放大模塊、峰值保持模塊以及微處理器，該聲音接收模塊接收聲音信號，該聲音信號經信號放大模塊放大後通過峰值保持模塊保持，然後再傳送至該微處理器，該微處理器根據聲音信號判斷聲源方向，並通過電機驅動模塊驅動轉輪，進而控制該移動裝置向聲源方向移動。
2.根據權利要求1所述的移動裝置，其特徵在於該聲音接收模塊包括4個分別設置在該移動裝置的前、後、左、右方向的麥克風，該峰值保持模塊包括4個峰值保持電路，該4 個麥克風分別獨立接收聲音信號，該4個聲音信號分別經信號放大模塊放大後分別通過獨立的峰值保持電路保持，然後再傳送至該微處理器，該微處理器根據該4個麥克風對應的聲音信號的強弱判斷聲源方向。
3.根據權利要求2所述的移動裝置，其特徵在於該峰值保持電路包括一第一比較器、 一第一三極體、一電容、一第二比較器和一第二三極體，經信號放大模塊放大後的聲音信號傳送至該第一比較器的信號輸入端，該第一比較器的信號輸出端接入第一三極體的基極， 該第一三極體的發射極接入該第二比較器的信號輸入端，同時該第一三極體的發射極與該電容串接，該第二比較器的信號輸出端接入該微處理器的一引腳，該第二比較器的信號輸出端和反饋端接回至該第一比較器的反饋端，該第二三極體的發射極和集電極分別接入該電容兩端，該第二三極體的基極接入該微處理器的另一引腳。
專利摘要本實用新型涉及一種具有聲源定位功能的移動裝置，包括轉輪、電機驅動模塊、聲音接收模塊、信號放大模塊、峰值保持模塊以及微處理器。該聲音接收模塊接收聲音信號，該聲音信號經信號放大模塊放大後通過峰值保持模塊保持，然後再傳送至該微處理器，該微處理器根據聲音信號判斷聲源方向，並通過電機驅動模塊驅動轉輪，進而控制該移動裝置向聲源方向移動。相對於現有技術，本實用新型的移動裝置可簡單快速的判斷聲源方向。
文檔編號G05D1/02GK202126630SQ20102065698
公開日2012年1月25日 申請日期2010年12月11日 優先權日2010年12月11日
發明者傅胤榮, 林浩嶽, 董曉慶, 謝森林, 賴燦明, 陳勃, 麻真標 申請人:廣東驊威玩具工藝股份有限公司, 韓山師範學院