專利名稱：一種判別聲音方向的電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種判別聲音方向的裝置，尤其是指一種判別聲音方向的電子裝置背景技術(shù)在機(jī)器人及其他電子裝置中，常常需要一種聲音方向判別裝置，以判別聲源的方向，從而控制機(jī)器人的下一步運(yùn)動(dòng)方向，或?yàn)槠渌娮友b置提供下一步運(yùn)作的依據(jù)。現(xiàn)有的聲音判別裝置通過聲音傳感器只能判別其聲源的有無或大概方向，不能將聲源細(xì)分成若干區(qū)域后給予準(zhǔn)確的判別，也不能對(duì)多個(gè)聲源進(jìn)行綜合的分析和判斷，或者裝置及電路過于復(fù)雜，不宜在普通產(chǎn)品中應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠判別聲音方向的電子裝置，其結(jié)構(gòu)簡單、判定準(zhǔn)確。
為達(dá)到此目的所采取的技術(shù)方案是一種判別聲音方向的電子裝置，包括固定裝置1、聲音傳感器2和放大電路3，還包括單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器4和控制電路5。固定裝置1為圓筒狀，其圓周上均勻裝設(shè)有N個(gè)聲音傳感器2，每個(gè)聲音傳感器從固定裝置的外表面向內(nèi)縮進(jìn)5-10毫米。每個(gè)聲音傳感器2的信號(hào)輸出端與對(duì)應(yīng)放大電路3的輸入端相連，放大電路3的輸出端分別經(jīng)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器4連接于控制電路5的I/O輸入端口，其I/O輸出端口與對(duì)應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連接。
控制電路5以單片機(jī)為中央處理單元。
本實(shí)用新型的有益效果是
1、判別聲源方向準(zhǔn)確由于聲音傳感器在同一圓周上呈均勻分布，所以能夠均勻地判別來自各方向的聲音信號(hào)。又由于每個(gè)聲音傳感器縮進(jìn)外圓周一定距離，可以提高對(duì)聲音信號(hào)的抗干擾性和方向判別的準(zhǔn)確性。
2、判別聲源方向及時(shí)由于本實(shí)用新型通過信號(hào)放大電路和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器能夠及時(shí)將采集到的聲源信號(hào)送入控制電路進(jìn)行運(yùn)算和輸出，只要縮短采樣時(shí)間，就可以及時(shí)識(shí)別聲源的方向變化，并對(duì)多個(gè)音源給予區(qū)分，提高其識(shí)別能力，控制電路的輸出信號(hào)也可以獲得及時(shí)的校正。
3、結(jié)構(gòu)簡單由于可采用普通麥克風(fēng)作為聲音傳感器，同時(shí)采用單片機(jī)作為控制電路的中央處理單元，其體積小、成本低、制作容易，適宜機(jī)器人和其他電子裝置使用。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)地描述


圖1為本實(shí)用新型聲音傳感器安裝示意圖。
圖2為本實(shí)用新型聲源位置所處區(qū)域劃分示意圖。
圖3為本實(shí)用新型三個(gè)麥克風(fēng)安裝位置圖。
圖4為本實(shí)用新型聲音方向判別電路原理圖。
具體實(shí)施方式
如圖3所示，一種判別聲音方向的電子裝置，包括固定裝置1、聲音傳感器2和放大電路3，還包括單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器4和控制電路5。固定裝置1為圓筒狀，其外徑為12cm，其圓周上相互間隔120°均勻裝設(shè)有3個(gè)麥克風(fēng)形式的聲音傳感器2，每個(gè)麥克風(fēng)從圓筒狀固定裝置1的外圓周向內(nèi)縮進(jìn)7毫米，3個(gè)麥克風(fēng)處于同一水平面上。
如
圖1、圖2所示，利用上述裝置判別聲音方向的原理是在同一個(gè)水平圓周上，由于相隔120°均勻安裝了三個(gè)麥克風(fēng)MIC1、MIC2和MIC3。聲音總是從這個(gè)圓周的外面?zhèn)魅臌溈孙L(fēng)。當(dāng)有聲音傳來時(shí)，聲源可能位于這個(gè)圓周外的1點(diǎn)位、2點(diǎn)位、3點(diǎn)位、4點(diǎn)位、5點(diǎn)位、6點(diǎn)位，也可能位于這個(gè)圓周外的1區(qū)、2區(qū)、3區(qū)、4區(qū)、5區(qū)、6區(qū)。由于聲音在空氣中是按特定速度傳播的，所以，當(dāng)有聲音傳來時(shí)，距聲源不同距離的麥克風(fēng)MIC1、MIC2和MIC3會(huì)在不同的時(shí)刻接收到聲波信號(hào)，設(shè)定麥克風(fēng)MIC1、MIC2和MIC3接收到聲波信號(hào)所需的時(shí)間分別為T1、T2和T3，根據(jù)T1、T2和T3的數(shù)值大小關(guān)系，便可判別聲源所處的位置。表一所示的是表達(dá)聲音傳送時(shí)間與聲源所處位置的關(guān)系表表一

如圖4所示，三個(gè)麥克風(fēng)MIC1、MIC2和MIC3將接收到的聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變成微弱電信號(hào)，當(dāng)?shù)?路聲音信號(hào)到達(dá)麥克風(fēng)MIC1后，經(jīng)過由三極管Q2、Q1構(gòu)成的兩級(jí)放大器的放大，輸送給該路單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器SN74121N的5腳作為觸發(fā)信號(hào)，這時(shí)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器SN74121N的6腳就會(huì)輸出一個(gè)單脈沖，這個(gè)脈沖以高低電平的形式輸入給作為控制電路5的單片機(jī)MCU16F876的RA0腳。同理反映第2路和第3路聲音信號(hào)的電信號(hào)分別經(jīng)另外兩路放大電路3和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器4接到單片機(jī)MCU16F876的RA1和RA2腳，單片機(jī)MCU16F876根據(jù)所存儲(chǔ)的表1中的“表達(dá)聲音傳送時(shí)間與聲源所處位置的關(guān)系”便可進(jìn)行聲音方向的判別。
當(dāng)應(yīng)用本實(shí)用新型驅(qū)動(dòng)機(jī)器人向發(fā)出聲音的方向行走時(shí)，其實(shí)現(xiàn)過程如下單片機(jī)MCU16F876判斷出聲音方向以后，驅(qū)動(dòng)作為電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，從而使機(jī)器人向聲源方向運(yùn)動(dòng)。根據(jù)電路原理，在MCU16F876的RA0、RA1和RA2這三個(gè)引腳中，輸入為高電平的引腳，所對(duì)應(yīng)的方向就有聲音。為了能提高識(shí)別能力，讓行走電機(jī)每次轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間盡量縮短，并且多次采集聲音信號(hào)，以隨時(shí)校正行走方向。
代表8個(gè)方向的電信號(hào)還通過單片機(jī)B口的管腳RB0、RB1、RB2、RB3、RB4、RB5、RB6、RB7驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管進(jìn)行顯示。或者作為方向信號(hào)進(jìn)行其他數(shù)字信號(hào)處理。
權(quán)利要求1.一種判別聲音方向的電子裝置，包括固定裝置(1)、聲音傳感器(2)和放大電路(3)，其特征在于還包括單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(4)和控制電路(5)，所述的固定裝置(1)為圓筒狀，其圓周上均勻裝設(shè)有N個(gè)聲音傳感器(2)，每個(gè)聲音傳感器(2)的信號(hào)輸出端與對(duì)應(yīng)放大電路(3)的輸入端相連，放大電路(3)的輸出端分別經(jīng)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(4)連接于控制電路(5)的一組I/O輸入端口，其I/O輸出端口與對(duì)應(yīng)的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的判別聲音方向的電子裝置，其特征在于所述的圓筒狀固定裝置(1)的外徑為10-25厘米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的判別聲音方向的電子裝置，其特征在于所述的N個(gè)聲音傳感器(2)的數(shù)目為3-6個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的判別聲音方向的電子裝置，其特征在于所述的N個(gè)聲音傳感器(2)裝設(shè)在同一水平面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的判別聲音方向的電子裝置，其特征在于所述的N個(gè)聲音傳感器(2)沿直徑方向從圓筒狀固定裝置(1)的外圓周向內(nèi)縮進(jìn)5-10毫米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的判別聲音方向的電子裝置，其特征在于所述的控制電路(5)以單片機(jī)為中央處理單元。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種判別聲音方向的電子裝置，由固定裝置、聲音傳感器、放大電路、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和單片機(jī)控制電路所構(gòu)成，固定裝置為圓筒狀，其圓周上均勻裝設(shè)有N個(gè)聲音傳感器，每個(gè)聲音傳感器從固定裝置的外表面向內(nèi)縮進(jìn)5－10毫米，其信號(hào)輸出端與對(duì)應(yīng)的放大電路的輸入端相連，放大電路的輸出端分別經(jīng)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器連接于單片機(jī)控制電路的I/O輸入端口，其I/O輸出端口與對(duì)應(yīng)的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連接。本實(shí)用新型通過判定聲源到達(dá)不同傳感器的時(shí)間，由單片機(jī)識(shí)別聲源所處的位置，該裝置對(duì)聲源方向的判別準(zhǔn)確而及時(shí)，可用于機(jī)器人運(yùn)動(dòng)方向控制或其他電子裝置對(duì)聲源方向的識(shí)別。
文檔編號(hào)G10L15/00GK2585356SQ02290969
公開日2003年11月5日 申請(qǐng)日期2002年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月17日
發(fā)明者王志良 申請(qǐng)人:王志良