[发明专利]一种声源定位导航装置

说明书

技术领域

本发明涉及声源定位领域，特别是涉及一种声源定位导航装置。

背景技术

声源定位导航装置目前对于各个领域均有广泛应用，现有技术中，提高声源定位精度的方式主要是增加麦克风的数量，然而通过增加麦克风数量来提高精度的方式一来布线方式复杂，结构实现困难，同时也会增强麦克风的噪声信号干扰，因此，如何设置一个较优的麦克风阵列以及利用较优的算法，使在采用较少的麦克风，实现最好的识别效果，是现有领域中需要解决的问题。

现有技术中，缺少一种精确的声源定位导航装置；使声源定位在利用较少的麦克风数量实现更为精确的声源定位，并且不容易出现误差；同时也缺少一种能够实现语音识别并导航至声源位置的声源定位导航装置。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种精确的声源定位导航装置及控制方法；使声源定位在利用较少的麦克风数量实现更为精确的声源定位，并且不容易出现误差。

在解决上述问题的基础上，本发明还设置了语音识别模块和导航模块，使整体装置能够实现语音识别、声源定位及导航到声源位置三位一体的功能。

为实现上述目的，本发明提供了一种声源定位导航装置，包括供电模块；所述供电模块连接有用于进行声源位置计算的主控模块；所述主控模块连接有用于信息接收的信息接收模块。

所述信息接收模块包括由结构相同的第一麦克风、第二麦克风、第三麦克风、第四麦克风、第五麦克风、第六麦克风组成的麦克风阵列装置，所述第一麦克风、第二麦克风、第三麦克风、第四麦克风、第五麦克风、第六麦克风设置于同一平面并依次按照同一圆周均匀分布；以所述圆周圆心O为起点，所述第一至第六麦克风每相邻两个麦克风之间夹角α为60°。

所述第一麦克风与第二麦克风之间、第二麦克风与第三麦克风之间、所述第四麦克风与第五麦克风之间、第五麦克风与第六麦克风之间的距离L的范围为5-15cm。

所述用于声源位置计算的主控模块包括：用于统计不同信息接收端的时间延迟差的计时器；用于按照下列公式计算在以所述第一麦克风与第四麦克风的连线L1为x轴的第一坐标系中声源地位置的装置：

其中，D为所述第一麦克风与第四麦克风之间的距离；

c为声音传播速度；

t₁₂为所述第二麦克风与第一麦克风之间接收到声音信号的时间差；

t₁₃为所述第三麦克风与第一麦克风之间接收到声音信号的时间差；

t₁₄为所述第四麦克风与第一麦克风之间接收到声音信号的时间差；

t₁₅为所述第五麦克风与第一麦克风之间接收到声音信号的时间差；

t₁₆为所述第六麦克风与第一麦克风之间接收到声音信号的时间差；

x₀为在第一坐标系中声源地的x轴坐标；

y₀为在第一坐标系中声源地的y轴坐标；

z₀为第一坐标系中声源地的z轴坐标；

r₀为声源地距原点O的距离，即声源地的球坐标值；

x₁、x₂、x₃为计算过程产生的中间变量，根据该变量值以及上述公式能够计算出声源地的坐标值x₀；

y₁、y₂为计算过程产生的中间变量，根据上述公式能够计算出声源地的球坐标值y₀；

r₁为计算过程产生的中间变量，根据上述公式能够计算出声源地的球坐标值r₀。

较佳的，所述用于声源位置计算的主控模块还包括：

用于按照下列公式计算在以所述第二麦克风与第五麦克风的连线L2为x轴的第二坐标系中声源地位置的装置；

其中，D为所述第二麦克风与第五麦克风之间的距离；

c为声音传播速度；

t₂₃为所述第三麦克风与第二麦克风之间接收到声音信号的时间差；

t₂₄为所述第四麦克风与第二麦克风之间接收到声音信号的时间差；

t₂₅为所述第五麦克风与第二麦克风之间接收到声音信号的时间差；