[发明专利]一种实现声源测向的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种实现声源测向的方法及装置，特别是涉及一种适用于实现机器人声源测向的方法及装置。

背景技术

无源定位技术是测向手段中的一项重要技术，在工程和军事上有着广泛的应用，而随着技术的升级，对无源定位的研究和应用都逐步升级，特别是在语音应用方面，涌现出了大量关于定向麦克风、定向助听器方面的专利和文献。我们希望机器人与人的交互过程中，让机器人的行为模式更加的接近于人，对人的动作、表情和位置等都做相应的反馈，而通过对人说话时声源方向的识别，可以让机器人与人交流时，始终辨认出说话者的方向，但由于机器人是独立存在的，我们也没有办法通过设多个观察点的方式来实现交叉定位，因此通用的无源定位技术如：交叉无源定位法和多站时差无源定位法都无法运用。

无源交叉定位是一种传统的定位方法，利用多个测量点对目标的方位角的测量，求出交叉点的坐标位置，为了让数学模型更加清晰，通常简化为平面问题来解决，我们这里通过两点交叉的定位方法来进行说明。

如图1所示，设两个测量点的坐标分别为(x₁,y₁)和(x₂,y₂)，测得目标方位角从X轴正向算分别为θ₁和θ₂，则两条测向线的方程分别为：

(x-x_i)×sinθ_i＝(y-y_i)×cosθ_i（i=1,2）

当θ₁≠θ₂时，有交点坐标为：

x0=x1+lcosθ1y0=y1+lsinθ1]]>

其中，l为目标点(x₀,y₀)到测量点(x₁,y₁)的距离，则l可表示为：

l=Δx×sinθ2-Δy×cosθ2sin(θ2-θ1)]]>

其中，Δx＝x₂-x₁，Δy＝y₂-y₁。

而利用时差测量的原理可以得到两条测向线的方程，一条时差线需要两个测量点，两条时差线需要三个测量点，所以通过三个测量点对目标点信号的检测，可以建立两组双曲线方程，利用双曲线的交点，求出目标点的位置。

该专利通过提取经典时差定位方法的优点，给出了一种基于机器人自身可以实现的声源定向方法及装置，该方法及及装置既降低了系统的实现难度又保证了较高的精度。

发明内容