用于救援機(jī)器人的語音定位系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生給人們的生命安全帶來了極大的挑戰(zhàn)，應(yīng)對災(zāi)害的救援工作就顯得尤為重要。本文將基于麥克風(fēng)陣列的語音定位技術(shù)應(yīng)用于救援領(lǐng)域，開發(fā)出應(yīng)用于救援機(jī)器人的語音定位系統(tǒng)。本文的主要工作有:
　　 根據(jù)陣列定位的主要流程和原理，緊密結(jié)合救援的實際使用環(huán)境特點，通過詳細(xì)計算與論證，進(jìn)行了定位系統(tǒng)硬件電路的總體方案設(shè)計，最終采用了以麥克風(fēng)陣列為傳感器以高性能嵌入式數(shù)字信號處理器為核心的控制系統(tǒng)設(shè)計方案。
　　 采用模塊化設(shè)計

2、，將硬件部分劃分為七個子模塊單元:麥克風(fēng)陣列、信號預(yù)處理單元、數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理單元、顯示單元、數(shù)據(jù)存儲單元和上位機(jī)接口單元。逐一對每個模塊進(jìn)行了功能需求分析和詳細(xì)的硬件電路設(shè)計。結(jié)合救援的使用環(huán)境對定位系統(tǒng)的關(guān)鍵部件給以理論上的分析和數(shù)值計算。在硬件電路實現(xiàn)過程中，考慮到板級速度問題帶來的信號完整性和硬件設(shè)計的合理性，對電路板進(jìn)行了精心的布局和布線，使之滿足一定的電磁兼容性要求。
　　 在聲音定位算法方面，分別對可控波束定

3、位理論與基于時延的定位理論進(jìn)行了介紹和分析，詳細(xì)介紹了估計時延的方法及其改進(jìn)。在此基礎(chǔ)上開發(fā)了基于麥克風(fēng)陣列的聲音定位系統(tǒng)的軟件部分。
　　 按照采集和處理獨立進(jìn)行并交替執(zhí)行以保證實時性的設(shè)計思想，設(shè)計了定位系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)框架，對框架進(jìn)行了功能上的分解和劃分，針對框架中涉及到的模塊逐一給予了功能需求分析，分別設(shè)計了通用輸入輸出口模塊驅(qū)動、模數(shù)采集模塊驅(qū)動、高速數(shù)據(jù)傳輸驅(qū)動、外擴(kuò)存儲器驅(qū)動、顯示屏驅(qū)動和操作界面、上位機(jī)接口驅(qū)動以及