[发明专利]基于声源定位的室内移动机器人

说明书

本发明提供基于声源定位的室内移动机器人，电源通过电源模块实现电压的转换，电源模块通过电机驱动模块供电给底盘电机，底盘电机的转动轴和驱动轮相连，电源模块还分别供电给超声波测距模块，超声波接收模块、传声器和单片机，超声波测距模块发出的超声波信号被障碍物返回并被超声波接收模块接收，超声波接收模块将信号发送给单片机，单片机通过计算通过驱动轮实现避障。本发明能够根据声音定位，并在室内环境下实现声源位置的三维坐标解算，控制小车从初始位置出发，自动向声源位置靠拢，在移动过程中实现自主避障的功能。

技术领域

本发明属于机器人领域，尤其涉及基于声源定位的室内移动机器人。

背景技术

机器人作为面向复杂环境背景的智能个体，面临的是多模态信息的世界，对各种应用环境它都具有相应的信息处理系统和信息获取方式，能根据环境的变化作出相应的决策。为机器人装备各种外部传感器，使其具有更高的性能指标和更宽的应用范围，是机器人向智能化发展的重要手段。

机器人视觉技术极大地拓宽了机器人的应用范围，提高了机器人的工作效率。但视觉感知受视线和能见度的限制，在光线条件较差或者障碍物阻挡情况下，视觉感知就会失效。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供基于声源定位的室内移动机器人，能够在室内环境下实现声源位置的三维坐标解算，并控制小车从初始位置出发，自动向声源位置靠拢，在移动过程中实现自主避障的功能。

本发明采用如下技术方案：

基于声源定位的室内移动机器人，电源通过电源模块实现电压的转换，电源模块通过电机驱动模块供电给底盘电机，底盘电机的转动轴和驱动轮相连，电源模块还分别供电给超声波测距模块，超声波接收模块、传声器和单片机，传声器对声源进行定位，并发送信号给单片机，单片机发送信号给电机驱动模块，从而驱使小车运动到声源位置，超声波测距模块发出的超声波信号被障碍物返回并被超声波接收模块接收，超声波接收模块将信号发送给单片机，单片机通过计算，发送信号用于机器人避障，所述的传声器为5个，并构成四角锥的传声器阵列，并采用空间五元传声器阵列时延估计算法得到声源的位置。

进一步的技术方案是，所述的电机驱动模块包括P3驱动信号接口、P2电机电源接口、P1电机接口，BTS7960芯片U2、BTS7960芯片U3、74AHC244锁存U1，P3驱动信号接口与74AHC244锁存U1、BTS7960芯片U2、BTS7960芯片U3相连，P2电机电源接口与BTS7960芯片U2、BTS7960芯片U3相连，P1电机接口与BTS7960芯片U2、BTS7960芯片U3相连，BTS7960芯片U2与74AHC244锁存U1相连，BTS7960芯片U3与74AHC244锁存U1相连。

进一步的优选的技术方案是，所述的电源安装有电源防过电压保护电路，电源为电池，电源防过电压保护电路的电池正极与滑动变阻器电阻R2一端、PMOS管Q1的源极相连接，PMOS管Q1的漏极与NMOS管Q3的源极相连，PMOS管Q1的栅极与电阻R1一端、和电阻RL1一端相连接，电阻R1另一端与发光二极管D1的正极相连接，发光二极管D1的负极与MOSFET管Q2的源极相连接，MOSFET管Q2的漏极与滑动变阻器R2的另一端、电阻R3一端相连接，MOSFET管Q2的栅极与电阻R3另一端相连接，电阻RL1的另一端与电阻R3的另一端相连接，NMOS管Q3的栅极与电阻R3相连接，NMOS管Q3的漏极与滑动变阻器R2的另一端相连接，滑动变阻器R2的另一端还与电阻R4相连接，电池负极与电阻R4的另一端、电阻R3的另一端相连接。