[发明专利]机器人及声源位置的确定方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体而言，涉及一种机器人及声源位置的确定方法和装置。

背景技术

随着机器人技术的快速发展，各种类型的机器人已经被广泛应用于实际生活和生产中，比如家用机器人、工业机器人等。而且，人类城市化进程的推进，使得生活和工作节奏不断增加，各种家用机器人已经成为生活和工作中必不可少的一部分，比如宠物机器人能够避免饲养宠物照料护理很麻烦的问题，已经成为了家庭的好伙伴。目前，为了满足用户使用需求，针对宠物机器人的设计要求越来越高，除了要求其具备宠物特征之外，还需要其更加智能化。如果为机器人设计听觉系统，使机器人能够根据主人的声源位置判断路径，将会大大提高用户对机器人的喜爱程度。但是，现有技术中的机器人主要以娱乐为主，还不具备确定声源位置的功能，无法根据声源位置判断方位和路径。

针对相关技术中机器人不具备确定声源位置的功能的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种机器人及声源位置的确定方法和装置，以至少解决相关技术中机器人不具备确定声源位置的功能的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种机器人，包括：音频采集模块，包括设置在机器人内部不同位置的多个音频采集器，音频采集模块用于采集从声源位置发出的音频信号，其中，多个音频采集器接收到音频信号的时间不同；以及信号处理模块，与音频采集模块相连接，用于依据多个音频采集器中的每个音频采集器接收到音频信号的时间确定声源位置的空间坐标。

进一步地，信号处理模块包括：模数转换模块，与音频采集模块相连接，用于将音频信号转换为数字信号；计算模块，与模数转换模块相连接，用于根据数字信号中音频的峰值获取多个音频采集器中的每个音频采集器接收到音频信号的时间，并依据多个音频采集器中的每个音频采集器接收到音频信号的时间对多个音频采集器进行排序，并计算相邻两个音频采集器接收到音频信号的时间的差值，利用差值确定声源位置的空间坐标。

进一步地，机器人还包括：动作集实现模块，用于控制机器人执行预定动作；主控系统模块，分别与信号处理模块和动作集实现模块相连接，用于将空间坐标转化为执行指令输送至动作集实现模块，其中，执行指令用于指示机器人执行预定动作。

进一步地，动作集实现模块包括：模式设置模块，用于设置机器人的状态模式，其中，机器人的状态模块包括静态模式和动态模式；驱动模块，分别与主控系统模块和模式设置模块相连接，用于驱动机器人以空间坐标为目标位置执行与机器人当前的状态模式相适应的动作。

进一步地，在机器人当前的状态模式为静态模式时，驱动模块用于驱动机器人执行的动作包括以下至少之一：抬头、摇头、转动眼球、播放音频；在机器人当前的状态模式为动态模式时，驱动模块用于驱动机器人执行的动作包括：朝向声源位置移动。

进一步地，音频采集模块包括：音频放大模块，分别与音频采集模块和模数转换模块相连接，用于分别对多个音频采集器中的每个音频采集器接收到的音频信号进行放大处理。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种声源位置的确定方法，包括：获取设置在机器人内部不同位置的多个音频采集器中的每个音频采集器接收到音频信号的时间，其中，音频信号由声源位置发出，多个音频采集器接收到音频信号的时间不同；以及依据多个音频采集器中的每个音频采集器接收到音频信号的时间确定声源位置的空间坐标。

进一步地，依据多个音频采集器中的每个音频采集器接收到音频信号的时间确定声源位置的空间坐标包括：将多个音频采集器按照接收到音频信号的时间先后顺序进行排序；以及依次计算相邻两个音频采集器接收到音频信号的时间的差值，利用差值确定声源位置的空间坐标。

进一步地，利用差值确定声源位置的空间坐标包括：记录相邻两个音频采集器接收到音频信号的时间的差值；在多个音频采集器的数量为4时，采用以下公式确定声源位置的空间坐标：

其中，4个音频采集器依次接收到音频信号的时间的差值分别为Δt₁₂、Δt₂₃Δt₃₄、Δt₄₁，ν为音频信号的传播速度，L为4个音频采集器之间的间距，以4个音频采集器的中心作为坐标原点，4个音频采集器的坐标为(x_s,y_s,z_s)为以4个音频采集器的中心为坐标原点的球面坐标，球面坐标用于表示声源位置的空间坐标。