專利名稱：聲音定位導(dǎo)航裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種定位導(dǎo)航技術(shù)，具體地說是一種聲音定位導(dǎo)航裝置。
背景技術(shù)：
近年來基于傳感器節(jié)點(diǎn)的聲音定位導(dǎo)航技術(shù)逐漸出現(xiàn)，如申請?zhí)枮?00810053508. 2、申請日為2008. 6. 13、公開號為CN 101295016A的專利《一種聲源自主搜尋定位方法》，及申請?zhí)枮?00920245849. X、申請日為2009. 12. 17、授權(quán)公告號為CN20156268U的專利《一種基于聲音引導(dǎo)的機(jī)器人定位裝置》，前者聲音傳感器規(guī)則地陳列于移動機(jī)器人頭部正方形四角充當(dāng)移動機(jī)器人耳，借助聲音能實(shí)現(xiàn)聲源方位定位而不能實(shí)現(xiàn)聲源的精確定位；后者傳感器節(jié)點(diǎn)在ImX Im方形平面范圍內(nèi)的三個(gè)頂點(diǎn)布置規(guī)則，只能實(shí) 現(xiàn)在ImX Im范圍內(nèi)移動物體的定位與引導(dǎo)。二者都是基于幾個(gè)固定的傳感器節(jié)點(diǎn)采用進(jìn)行聲音定位及導(dǎo)航，且定位導(dǎo)航范圍有限。如何設(shè)計(jì)一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，適用于各種復(fù)雜環(huán)境且能實(shí)現(xiàn)對移動物體進(jìn)行聲音定位導(dǎo)航的系統(tǒng)，特別是應(yīng)用于機(jī)器人及無人飛行器在各種復(fù)雜環(huán)境的導(dǎo)航成為現(xiàn)階段需要解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠?qū)σ苿游矬w進(jìn)行聲源定位導(dǎo)航的聲音定位導(dǎo)航裝置。在傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋空間范圍內(nèi)，借助于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)自定位功能，利用聲音主動測距法實(shí)現(xiàn)移動物體(聲源)定位導(dǎo)航，適用于隧道、礦井和水下等環(huán)境執(zhí)行探測和搜救的機(jī)器人和無人飛行器的定位導(dǎo)航。本實(shí)用新型是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的的，一種聲音定位導(dǎo)航裝置，它包括連接有無線通信電路的移動模塊、至少由3個(gè)無線傳感器模塊組成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，所述無線傳感器模塊連接有無線通信電路，移動模塊的無線通信電路與各無線傳感器模塊的無線通信電路之間進(jìn)行信號傳輸，所述的移動模塊包括連接有聲源提供電路、電機(jī)驅(qū)動電路的AVR單片機(jī)電路，所述的無線傳感器模塊包括連接有聲音接受及處理電路、顯示電路、鍵盤電路的ARM處理器電路。本實(shí)用新型為了準(zhǔn)確定位，所述的AVR單片機(jī)電路還外接有聲光報(bào)警電路。由于采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型較好的實(shí)現(xiàn)了發(fā)明目的，其將聲音測距定位與傳感器網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，利用傳感器網(wǎng)絡(luò)中的傳感器節(jié)點(diǎn)的自定位功能，實(shí)現(xiàn)了移動物體在行進(jìn)過程中的三維空間的動態(tài)定位與實(shí)時(shí)導(dǎo)航，且導(dǎo)航的精度高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)。

圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理示意框圖。
具體實(shí)施方式
[0009]
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。由圖I可知，一種聲音定位導(dǎo)航裝置，它包括連接有無線通信電路的移動模塊、至少由3個(gè)無線傳感器模塊組成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，所述無線傳感器模塊連接有無線通信電路，本實(shí)施例的無線傳感器模塊為100個(gè)，隨機(jī)布置在一個(gè)物理空間。移動模塊的無線通信電路與各無線傳感器模塊的無線通信電路之間進(jìn)行信號傳輸，所述的移動模塊包括連接有聲源提供電路、電機(jī)驅(qū)動電路的AVR單片機(jī)電路，所述的無線傳感器模塊包括連接有聲音接受及處理電路、顯示電路、鍵盤電路的ARM處理器電路。本實(shí)用新型所述AVR單片機(jī)電路由Atmega64處理器電路組成，為移動模塊的主控電路；所述聲源提供電路由功率放大器與揚(yáng)聲器組成，用于對移動模塊AVR單片機(jī)產(chǎn)生的脈寬調(diào)制信號(PWM，Pulse Width Modulation)進(jìn)行放大,并通過揚(yáng)聲器輸出聲音信號；所述電機(jī)驅(qū)動電路由兩路驅(qū)動電路組成，用來控制移動物體上、下和左、右四個(gè)方向的轉(zhuǎn)向。本實(shí)用新型所述ARM處理器電路由S3C2410處理器電路組成，為無線傳感器模塊的主控電路；所述聲音接受及處理電路由受話器、前置放大電路、帶通濾波器、電壓比較器組成，用于把聲音信號轉(zhuǎn)為電壓信號、放大、濾波及比較輸出；所述顯示電路由24位真彩IXD液晶顯不電路組成；所述鍵盤電路由4X4鍵盤電路組成。本實(shí)用新型為了準(zhǔn)確定位，所述的AVR單片機(jī)電路還外接有聲光報(bào)警電路，聲光報(bào)警電路由聲源提供電路及發(fā)光二極管電路組成，用于移動物體到達(dá)目的位置后的聲光報(bào)
目O本實(shí)用新型定位導(dǎo)航時(shí)，首先通過鍵盤設(shè)定移動物體移動目標(biāo)位置坐標(biāo)0(Χ()，^，Ζ。)，并通過無線通信電路傳輸給移動模塊。移動物體行進(jìn)時(shí)，發(fā)出聲音信號的同時(shí)，通過無線通信電路發(fā)送接收命令給各無線傳感器模塊，三個(gè)不在同一直線上的無線傳 感器模塊根據(jù)接受到的接收命令及聲音信號，經(jīng)ARM處理器電路計(jì)算確定各無線傳感器模塊與移動物體的距離，并通過無線通信電路傳輸給移動模塊。移動模塊的AVR單片機(jī)電路對獲得的數(shù)據(jù)，經(jīng)處理后確定移動物體的實(shí)時(shí)坐標(biāo)位置M(x，y, ζ)，再通過電機(jī)驅(qū)動電路實(shí)時(shí)調(diào)整移動物體的行進(jìn)方向。移動物體實(shí)時(shí)行進(jìn)過程中，不斷重復(fù)以上步驟，可以實(shí)現(xiàn)移動物體的三維空間實(shí)時(shí)定位與導(dǎo)航。當(dāng)移動物體到達(dá)目的坐標(biāo)后，聲光報(bào)警電路進(jìn)行聲光報(bào)警提示，并等待新的目的坐標(biāo)設(shè)定。
權(quán)利要求1.一種聲音定位導(dǎo)航裝置，其特征是它包括連接有無線通信電路的移動模塊、至少由3個(gè)無線傳感器模塊組成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，所述無線傳感器模塊連接有無線通信電路，移動模塊的無線通信電路與各無線傳感器模塊的無線通信電路之間進(jìn)行信號傳輸，所述的移動模塊包括連接有聲源提供電路、電機(jī)驅(qū)動電路的AVR單片機(jī)電路，所述的無線傳感器模塊包括連接有聲音接受及處理電路、顯示電路、鍵盤電路的ARM處理器電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聲音定位導(dǎo)航裝置，其特征是所述的AVR單片機(jī)電路還外接有聲光報(bào)警電路。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種能夠?qū)σ苿游矬w進(jìn)行聲源定位導(dǎo)航的聲音定位導(dǎo)航裝置,其特征是它包括連接有無線通信電路的移動模塊、至少由3個(gè)以上無線傳感器模塊組成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，所述無線傳感器模塊連接有無線通信電路，移動模塊的無線通信電路與各無線傳感器模塊的無線通信電路之間進(jìn)行信號傳輸，所述的移動模塊包括連接有聲源提供電路、電機(jī)驅(qū)動電路的AVR單片機(jī)電路，所述的無線傳感器模塊包括連接有聲音接受及處理電路、顯示電路、鍵盤電路的ARM處理器電路,本實(shí)用新型將聲音測距定位與傳感器網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，利用傳感器網(wǎng)絡(luò)中的傳感器節(jié)點(diǎn)的自定位功能，實(shí)現(xiàn)了移動物體在行進(jìn)過程中的三維空間的動態(tài)定位與實(shí)時(shí)導(dǎo)航，且導(dǎo)航的精度高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)。
文檔編號G05D1/00GK202383520SQ20112054343
公開日2012年8月15日 申請日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者張玉希, 李加升, 李穩(wěn)國, 鄧曙光 申請人:湖南城市學(xué)院, 湖南科瑞特科技股份有限公司