本實用新型涉及一種機器人，尤其涉及一種采用FFT（快速傅里葉變換）計算聲源到兩個接收器的距離之差的機器人。

背景技術(shù)：

機器人采集的聲音信息是通過模數(shù)轉(zhuǎn)換將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后最終得到的。計算聲源到兩個接收器的距離之差，才能算出聲源到機器人的角度和距離，也就是說，計算聲源到兩個聲音接收器的距離差是整個聲源定位系統(tǒng)的基礎(chǔ)。公知的機器人在利用所采集到數(shù)字信號計算聲源到兩個接收器之間的距離之差時，因為外界干擾因素較多而經(jīng)常出錯。因為僅僅是采用數(shù)字信號變化特征直接去計算分析，是很難區(qū)分出周圍的嘈雜聲干擾信號的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服上述缺點, 本實用新型提供了一種采用FFT計算聲源到兩個接收器的距離之差的機器人。

本實用新型為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：

一種采用FFT計算聲源到兩個接收器的距離之差的機器人，其特征是：所述機器人內(nèi)置2個聲源接收器和一個單片機，2個聲源接收器都連接單片機，單片機將2個聲源接收器接收到的音頻信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號后存儲起來，然后采用FFT，將采集到的時域信號數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為頻域信號數(shù)據(jù)，再從頻域信號中提取主要頻點，通過對比主要頻點振幅是否相似來判斷采集的數(shù)據(jù)是否來自同一個聲源（相似則認(rèn)為是來自同一個聲源），進(jìn)而計算出聲源到兩個接收器的距離之差。采用FFT的優(yōu)點是能夠排除掉干擾信號。聲音接收器在接收聲源聲音的過程中，周圍可能有其它嘈雜聲音也被它接收，這顯然是多余的，所以，采用FFT，將聲源時域數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成頻域信號，就可以在頻域上處理，即只處理特定頻率范圍的聲音，而將其它聲音剔除掉。比如，人說話的聲音頻率范圍在65Hz-1100Hz之間，假如某個時刻有人對聲源接收器進(jìn)行喊話，若此時還有一個2000Hz的環(huán)境雜音也在不斷發(fā)出聲音，如果直接采用模數(shù)轉(zhuǎn)換的時域數(shù)字信號，是無法區(qū)分這兩個聲音的，但是，所述機器人采用FFT，就可以只對喊話人的65Hz-1100Hz的聲音進(jìn)行處理，從而排出2000Hz的干擾聲音。

本實用新型的有益效果是，本實用新型在嘈雜的環(huán)境中能準(zhǔn)確地計算出聲源到兩個聲音接收器的距離之差。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施對本實用新型進(jìn)一步說明。圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)圖，圖2是本實用新型的FFT示意圖，圖3是時域圖，圖4是頻譜圖。

圖1中，1是聲源接收器1，2是聲源接收器2，3是聲源，4是接收器1的采樣儲存區(qū)，5是接收器2的采樣儲存區(qū)，6是單片機，7是模數(shù)轉(zhuǎn)換器。

圖2中，8是聲源接收器1的數(shù)據(jù)，9是聲源接收器1第1組FFT，10是聲源接收器2的數(shù)據(jù)，11是聲源接收器2第1組FFT，12是聲源接收器1第5組FFT，13是聲源接收器2第n組FFT。

具體實施方式

在圖1中，聲源3隨時地發(fā)出一段聲音，所述機器人中的聲源接收器1和聲源接收器2把采集到的模擬信號送單片機6，單片機6通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器7將它們轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，并分別存儲在接收器1的采樣儲存區(qū)4和接收器2的采樣儲存區(qū)5。

所述機器人采用FFT計算聲源到兩個接收器的距離之差的典型例子的步驟如下：

1）、設(shè)采樣頻率為8KHz，兩個聲源接收器在1秒鐘內(nèi)采樣兩組8K內(nèi)存的數(shù)字信號。圖3是聲源接收器在某段時間內(nèi)采集到的聲音信號時域圖。單片機6對兩組存儲的時域數(shù)字信號（0.1秒采集到800個），以每隔1組模數(shù)數(shù)字信號選取256個點進(jìn)行FFT，得到240個頻譜圖（頻域信號）。

2）、對每組頻域信號提取主要的頻點，見圖4頻譜圖，其中振幅較大的頻點主要集中在8*30=240Hz（注：頻譜圖橫坐標(biāo)并不是實際頻率，而是縮小了30倍，因此這里加大了30倍）到14*30=420Hz之間，這一段剛好是人發(fā)出的聲音，只需要記錄這幾個振幅較大的頻點數(shù)據(jù)即可，而其它振幅較大頻點如125*30=3750Hz，并不是人發(fā)出的聲音，可認(rèn)為是環(huán)境雜音，直接忽略不計；對于240組頻譜圖，即可得到240組主要頻率點對應(yīng)的振幅。

3）、對兩個接收器的240組主要頻點振幅進(jìn)行對比。若第一個接收器的第n組數(shù)據(jù)和第二個接收器的第m組主要頻率點振幅相同（聲音是不斷變換的，所以0.1秒鐘內(nèi)的240組頻譜圖基本是不一樣的，當(dāng)接收器1第n組和接收器2第m組頻譜圖的主要頻點振幅相同，即可認(rèn)為接收器1在n時刻與接收器2在m時刻接收到同一個聲音，只是接收到的時間不一樣），即可得到T=1/F*(m-n)(其中，T為時間差，F(xiàn)為采樣頻率)。比如，假設(shè)第一個接收器的第2組數(shù)據(jù)和第二個接收器的第8組主要頻點振幅相同，由于每組時間間隔為：1/8K=0.000125秒，那么，這兩個接收器接收的時間相差為：0.000125*（8-2）=0.00075（秒）。

4）、根據(jù)聲音在空氣中的傳播速度約為340米/秒，最后準(zhǔn)確地算出聲源到兩個接收器的距離之差是： 0.00075*340=0.255（米）。

以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，任何未脫離本實用新型方案內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。