[发明专利]一种基于近场麦克风阵列的移动智能车跟随系统及方法

说明书

本发明公开一种基于近场麦克风阵列的移动智能车跟随系统及方法，该系统包括：移动终端，用于识别移动智能车上二维码标志以及给该移动智能车发送音频信号；移动智能车上安装有基于麦克风阵列的传感器系统、二维码标志、驱动电机以及ARM控制器；传感器系统用于判断音频信号是否含有有用信号，若有，则采用位置估计方法对接收到的音频信号进行位置估计，得到移动终端相对于移动智能车的位置信息；若无，则继续等待有用信号的接收；传感器系统将位置信息发送给ARM控制器，ARM控制器根据该位置信息进行驱动电机的控制。本发明中提出的系统只需要依赖智能终端发出的音频信号，即可有效且便利的在超市或者机场等场所智能的运送货物，具有很大的实用价值。

技术领域

本发明涉及一种移动智能车系统，尤其涉及一种基于近场麦克风阵列的移动智能车跟随系统及方法。

背景技术

近年来，随着社会的发展和科技的进步，人们对生活工作中的智能化要求越来越高。目前在机场或者超市等地方的小车运货，都是人力推或者拉，在货物或者行李较多时，该种人力小车具有笨重且不灵活等弊端。因此，研究一种移动智能车作为运货工具具有广泛的应用价值。而基于麦克风的声阵列技术作为移动智能小车的传感器，提供智能小车所需的移动方向和移动距离的信息，是我们关注的研究点。另一方面，近年来随着智能手机的强大的功能以及普及性，使其成为了生活中不可或缺的智能设备。考虑到智能手机拥有扬声器设备，可以通过发射调制的音频信号，作为诱导信号，去指引智能小车前行。

此外，近场麦克风阵列对波达角以及距离的有效估计，给本系统的实现提供了极大的帮助。采用信号的语音活动性检测技术对有用信号的到达时刻进行检测，并结合滤波技术，实现对手持智能手机的用户相对智能车的方位以及距离进行有效估计，估计方法采用鲁棒性较高的超分辨率算法，如MUSIC、ESPRIT等算法，接着将方位以及距离信息传送给ARM控制器，实现智能小车的跟随移动，有效的提高了购物以及机场运送行李的便利性。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术和方法的不足，提出一种基于近场麦克风阵列的移动智能车理论研究和系统实现方法

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于近场麦克风阵列的移动智能车跟随系统，该系统包括：

移动终端，用于识别移动智能车上二维码标志以及给该移动智能车发送音频信号；

移动智能车，所述移动智能车上安装有基于麦克风阵列的传感器系统、二维码标志、驱动电机以及ARM控制器；基于麦克风阵列的传感器系统用于接收移动终端发送的音频信号，并判断音频信号是否含有有用信号，若有，则采用位置估计方法对接收到的音频信号进行位置估计，得到移动终端相对于移动智能车的位置信息；若无，则继续等待有用信号的接收；基于麦克风阵列的传感器系统将位置信息发送给ARM控制器，ARM控制器根据该位置信息进行驱动电机的控制。

进一步的，所述基于麦克风阵列的传感器系统包括麦克风阵列、现场可编程门阵列、数字信号处理器和音频采集装置，麦克风阵列与音频采集装置电连接，现场可编程门阵列控制音频采集装置进行音频信号的采集，并将采集后的信号发送给数字信号处理器进行信号处理和位置估计。

进一步的，所述判断音频信号是否含有有用信号采用语音活动性检测技术。

进一步的，所述驱动电机优选直流无刷电机。

本发明还提供一种基于近场麦克风阵列的移动智能车跟随方法，该方法包括如下步骤：

步骤(1)、在移动终端上存储调制好的音频信号库，每个移动智能车上均具有各自唯一的二维码标志，二维码标志对应各自的参考音频信号；

步骤(2)、移动终端扫描移动智能车上的二维码标志，使移动智能车激活，同时移动终端获取该移动智能车的唯一标识；