一種智能機器人尋聲定位的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及智能機器人領(lǐng)域，具體地，涉及智能機器人尋聲定位的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著智能化時代的到來，機器人已經(jīng)越來越走進人們的生活，生活中的服務(wù)機器 人應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，我們的社會即將進入智能機器人的時代。例如，常見的服務(wù)機器人有 送餐機器人、聊天機器人、導(dǎo)購機器人等等。這些機器人都需要與人進行互動交流。在機器 人與人進行溝通的過程中，為了提高人機交互的體驗性，需要機器人能夠識別出交流的對 象，并且判斷該對象所處的位置，從而進行面對面友好地交流。因此，如何讓機器人與交流 對象之間充分友好地交流成為機器人領(lǐng)域一個亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，在智能機器人與人進行溝通的過程中提高人機 交互的體驗性，是的智能機器人能夠與人進行面對面友好地交流，本發(fā)明提供一種智能機 器人尋聲定位的方法，包括以下步驟:智能機器人通過多個傳感器獲取交流對象的聲音;通 過定位函數(shù)確定交流對象的位置;根據(jù)確定的交流對象的位置，調(diào)整智能機器人的正面方 向，使得智能機器人的正面對準(zhǔn)交流對象。
[0004] 可選地，所述傳感器為3個以上。通過3個以上的傳感器就能夠利用聲源發(fā)出的聲 音到達傳感器的時間差，為聲源進行精確定位。
[0005] 優(yōu)選地，所述傳感器為4個，設(shè)置成正方形陣，每個傳感器位于正方形陣的角上。所 述正方形陣的邊長為2L，第一傳感器的位置坐標(biāo)為(_L，_L)，第二傳感器的位置坐標(biāo)為(L，-0，第三傳感器的位置坐標(biāo)為仏兒），第四傳感器的位置坐標(biāo)為(-1^兒）。
[0006] 優(yōu)選地，交流對象的位置(x，y)可由下式算出：
[0007]
[0008]
[0009] 其中，Atl，At2, At3分別為第二傳感器、第三傳感器，第四傳感器相對于第一傳 感器的時差，c是傳播速度。
[0010] 進一步地，通過多個傳感器確定智能機器人的正面方向。優(yōu)選地，所述智能機器人 的正面方向是預(yù)先設(shè)定的，例如穿過坐標(biāo)系的原點。例如，將第一傳感器和第二傳感器之間 的中點以及第三傳感器和第四傳感器之間的中點連線的方向確定為智能機器人的正面方 向，也就是坐標(biāo)系的Y軸方向。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種智能機器人尋聲定位系統(tǒng)，包括:多個傳感器， 用于獲取交流對象的聲音;定位模塊，利用定位函數(shù)確定交流對象的位置，計算交流對象的 位置與智能機器人正面方向的矢量方向；驅(qū)動裝置，與所述定位模塊連接，根據(jù)定位模塊發(fā) 出的信號轉(zhuǎn)動智能機器人，使得智能機器人正面方向指向交流對象。
[0012] 優(yōu)選地，傳感器為拾音器，用于接收聲音信號。
[0013] 進一步地，所述傳感器為4個，設(shè)置成正方形陣，每個傳感器位于正方形陣的角上； 所述正方形陣的邊長為2L，第一傳感器的位置坐標(biāo)為（_L，_L)，第二傳感器的位置坐標(biāo)為 仏，-〇，第三傳感器的位置坐標(biāo)為仏兒），第四傳感器的位置坐標(biāo)為(-1^兒）。
[0014] 進一步地，交流對象的位置(x，y)可由下式算出：
[0015]
[0016]
[0017] 其中，Atl，At2, At3分別為第二傳感器、第三傳感器，第四傳感器相對于第一傳 感器的時差，c是傳播速度。
[0018] 本發(fā)明的方案，利用聲音到達不同傳感器的時間差，計算聲源的位置，從而確定交 流對象的位置，通過轉(zhuǎn)動智能機器人使其正面方向?qū)?zhǔn)交流對象的位置。由此在機器人與 人進行溝通的過程中，提高了人機交互的體驗性，使得交流對象具有面對面友好交流的感 覺。
【附圖說明】
[0019] 通過結(jié)合附圖對本公開示例性實施方式進行更詳細的描述，本公開的上述以及其 它目的、特征和優(yōu)勢將變得更加明顯，其中，在本公開示例性實施方式中，相同的參考標(biāo)號 通常代表相同部件。
[0020] 圖1是根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的智能機器人尋聲定位的方法的流程圖。
[0021] 圖2是根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的智能機器人尋聲定位的示意圖；
[0022] 圖3是根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的智能機器人尋聲定位后轉(zhuǎn)動的示意圖。
【具體實施方式】
[0023] 下面將參照附圖更詳細地描述本公開的優(yōu)選實施方式。雖然附圖中顯示了本公開 的優(yōu)選實施方式，然而應(yīng)該理解，可以以各種形式實現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實施方 式所限制。相反，提供這些實施方式是為了使本公開更加透徹和完整，并且能夠?qū)⒈竟_的 范圍完整地傳達給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
[0024] 參照圖1，詳細描述本發(fā)明的智能機器人尋聲定位的方法。如圖1所示，本公開提出 了一種智能機器人尋聲定位的方法，包括以下步驟：智能機器人通過多個傳感器獲取交流 對象的聲音;通過聲音定位函數(shù)確定交流對象的位置;根據(jù)確定的交流對象的位置，調(diào)整智 能機器人的正面方向，使得智能機器人的正面對準(zhǔn)交流對象。
[0025] 此外，智能機器人在獲取交流對象的聲音之后，首先判斷交流對象是否在與該智 能機器人交流。例如，通過接收聲音轉(zhuǎn)成文字，判斷交流對象是否在叫該智能機器人的名 字，或者進行語義分析，判斷就流對象是否在呼叫機器人，在周圍沒有其他機器人的情況下 主動應(yīng)答。
[0026]智能機器人通過三個以上的傳感器(麥克風(fēng))接收交流對象的聲音，通過測量聲音 到達不同傳感器的時間差，利用定位函數(shù)確定交流對象的位置。
[0027]智能機器人預(yù)先設(shè)置正面的方向，例如垂直于某兩個傳感器連線中心的方向為正 面方向。當(dāng)確定了交流對象的位置后，將智能機器人的正面方向?qū)?zhǔn)該交流對象，這樣交流 對象就會有面對面交流的感覺，提高了用戶體驗。
[0028]作為一個實施例，如圖2所示，給出了根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的智能機器人尋聲 定位的示意圖。
[0029]在本實施例中，傳感器陣列采用正方形，傳感器1、2、3、4的位置坐標(biāo)分別為(-1^，-〇、仏，-〇、仏兒），（-1^兒），其中21^為正方陣的邊長。則聲源位置&， 7)可由下式算出：
[0030]
[0031]
[0032] 其中Atl，At2, At3分別為傳感器2、傳感器3、傳感器4相對于傳感器1的時差，c 是傳播速度。
[0033] 根據(jù)聲源位置(x，y)，可以知道聲源在平面的哪個方向。從而能夠計算出與智能機 器人正面方向之間的矢量方向。在本實施例中，智能機器人的正面方向是預(yù)先