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基于LabVIEW的机器人声源定位系统设计

田晓华  
【摘要】: 目标定位技术是智能机器人领域研究的热点之一。近年来机器人声测定位技术引起国内外很大的关注,而我国相对起步比较晚,国内从事这一领域研究的大学和研究机构相对较少,且将其应用于机器人的研究很少。本文在借鉴已有成果和相关资料的基础上,研究并设计了一种基于虚拟仪器技术在机器人声源定位系统中的应用技术。 本文首先讨论了平面四元十字方阵定位模型及其目标定位方程;对互相关、自适应和功率谱三种时延算法进行了讨论,比较了三种时延算法,根据系统对抗干扰性、算法的精度、稳定性、实时性的综合要求,选择应用广义互相关法求各声传感器接收到的目标信号时间差,从而获得声源的位置信息。其次分析了声卡作为数据采集器的可行性,将其作为机器人声源定位系统数据采集硬件硬件,具开放性,可以通过升级硬件来提高性能,且成本低廉,性能可靠,有很高的性价比。再者应用美国国家仪器公司的虚拟仪器软件LabVIEW为软件开发平台,进行声信号的数据采集,数字滤波,时、频域分析,实现互相关求时延,根据定位方程实现对声源目标定位;采用模块化设计思想和面向对象的设计方法,使该系统具有良好的移植性。 最后本文在室内和室外对本系统进行了验证实验。通过大量实验,证明广义相关求用于时间延迟估计在理论上和实践上完全可行的。同时也证实了本声源定位系统的有效性,处理结果证实定位精度较高。能满足机器人声源定位的要求。


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