基于麥克風(fēng)陣列的移動機(jī)器人語音定向技術(shù)研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，語音定向成為一個新興的課題。在光線比較差或者有障礙物的復(fù)雜環(huán)境下對感興趣的聲源進(jìn)行定位，甚至對目標(biāo)聲源進(jìn)行跟蹤，使得語音定向技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。如今對語音定向技術(shù)的研究大多還處在理論仿真階段，定向算法的合理選擇、麥克風(fēng)陣列的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及克服周圍環(huán)境噪聲的影響等，都是語音定向研究中的難點(diǎn)。但是，廣泛的應(yīng)用前景使得語音定向技術(shù)成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。
　　 針對以上需求，設(shè)計(jì)了基于麥克風(fēng)陣列的移動機(jī)器人語音

2、定向系統(tǒng)，利用麥克風(fēng)陣列拾取聲源信號，在信號分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行濾波、放大、端點(diǎn)檢測等預(yù)處理。采用基于PC/104的SEM/ADT800多通道數(shù)據(jù)采集卡對語音信號進(jìn)行采集和處理。對傳統(tǒng)的定向算法進(jìn)行分析和比較，運(yùn)用廣義互相關(guān)時延估計(jì)算法計(jì)算麥克風(fēng)陣元間的時間差值，對廣義互相關(guān)函數(shù)進(jìn)行插值、PHAT加權(quán)、去除零點(diǎn)偽峰值以及縮小互相關(guān)函數(shù)的搜索區(qū)間等改進(jìn)，仿真算法，并對算法的準(zhǔn)確度進(jìn)行分析。采用四元十字陣形的幾何定位方法計(jì)算聲源信號的目標(biāo)位置和

3、方向，結(jié)合實(shí)際需求，著重提高算法的性能和定向系統(tǒng)的精確度，提出整個定向算法的流程。
　　 在理論分析的基礎(chǔ)上，配置麥克風(fēng)陣列，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)前置濾波放大器，搭建系統(tǒng)工作環(huán)境，編寫語音信號預(yù)處理程序、語音采集程序和語音定向程序，并對系統(tǒng)的定向效果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行誤差分析，并提出了改進(jìn)系統(tǒng)定向精度的方案。
　　 經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，基于麥克風(fēng)陣列的移動機(jī)器人語音定向系統(tǒng)實(shí)際可用，具有較好的性能，能夠把系統(tǒng)定向誤差控制在要求