CN101614803A - 声音辨位装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种声音辨位装置，其包括面向不同方向的多个拾音器，用于接收外部声音，产生多个电信号，所述声音辨位装置还包括：电压比较单元和分析单元，所述电压比较单元比较多个拾音器产生的多个电信号的电压，得到多个电压的大小关系信息；所述分析单元分析多个电压的大小关系信息，得到方向信息。上述声音辨位装置中，由于不同面向方向拾音器所产生的电信号的电压不存在较高精度时间问题，而且电压的获得和比较均相对容易实现，从而可以更准确地分析出声音的方位。本发明还提供一种声音辨位方法。

Description

声音辨位装置及方法
技术领域
本发明涉及一种方位识别设备，尤其涉及一种通过声音识别方向的声音辨位装置及方法。
背景技术
在一些自动化电子产品中，如机器人，为了让其能够更加智能化，通常给其增加一个声音方向识别器。如此，用户就可以通过声音给机器人下达一定的指令，如机器人自动向声音发生方向行走。
现有的声音方向识别器通常根据不同位置设置的拾音器接收到声音的时间差来判断声音方向。虽然多个拾音器的位置不一样，但它们之间的距离一般都较小，如：多个拾音器全都会设在同一个机器人，并且，声音传播速度较快，使得对拾音器接收到声音的时间差的区分变得困难，对分析精度要求很高，导致现有的声音方向识别器识别的方向不够准确，只能识别一个大概方向，同时也就影响着其在普通的电子产品中应用。
发明内容
鉴于此，有必要提供一种方向识别更准确的声音辨位装置。
还有必要提供一种方向识别更准确声音辨位方法。
一种声音辨位装置，其包括面向不同方向的多个拾音器，用于接收外部声音，产生多个电信号，所述声音辨位装置还包括：电压比较单元和分析单元，所述电压比较单元比较多个拾音器产生的多个电信号的电压，得到多个电压的大小关系信息；所述分析单元分析多个电压的大小关系信息，得到方向信息。
一种声音辨位方法，包括如下步骤：
通过面向不同方向的多个拾音器将接收到的声音转化为多个电信号；
比较多个电信号的电压大小关系；
根据多个电信号的电压大小关系，得到方向信息。
上述声音辨位装置及方法中，由于不同面向方向拾音器所产生的电信号的电压不存在较高精度时间问题，而且电压的获得和比较均相对容易实现，从而可以更准确地分析出声音的方位。
附图说明
图1为一较佳实施方式的声音辨位装置的结构示意图。
图2为图1所示的声音辨位装置功能模块图。
图3为另一较佳实施方式的声音辨位装置的结构示意图。
图4为一较佳实施方式的声音辨位方法步骤流程图。
具体实施方式
请同时参阅图1，其为一较佳实施方式的声音辨位装置10的结构示意图，其包括三个拾音器102和多个指示灯182。三个拾音器102在同一个圆周上均匀分布，且面向不同方向，本实施方式中，该三个拾音器102面对的方向互成120度。多个指示灯182均匀地分布在三个拾音器102的周围，即与三个拾音器102所在的圆周同心且半径更大的圆周上。
请同时参阅图2，其为图1所示的声音辨位装置10功能模块图，声音辨位装置10包括三个拾音器102，电压比较单元104、分析单元106、指示单元108。
三个拾音器102接收外部声音，产生三个电信号。
电压比较单元104比较三个拾音器102产生的三个电信号的电压，得到三个电压的大小关系信息。所述电压比较动作可以利用模拟电路的电压比较器实现，也可以将电压转化成数字信号后再做比较。由于拾音器102都有方向性，声音正对着拾音器102传播时，拾音器102产生的电信号较强，振幅较大，电压较高。当声音的传播方向与正对着拾音器102的方向呈一定角度时，角度越大，拾音器102产生的电信号的电压较低。
分析单元106分析三个电压的大小关系信息，得到方向信息。由于三个拾音器102对着不同方向，当只需要识别三个方向时，三个拾音器102产生的三个电信号的电压哪个最大，则表示对该拾音器102所对应的方向为声音发出的方向。当需要表示更多方向时，若有两个拾音器102产生的电信号的电压大小相同，且另外一个拾音器102产生的电信号的电压较小时，分析得到声音发出方向为该两个拾音器102面对的两个方向的中间方向。若有一个拾音器102产生的电信号的电压最大，另外两个拾音器102产生的电信号的电压大小不同时，则可分析得到声音发出方向为：靠近产生的电信号的电压最大拾音器102，且偏向另外两个拾音器102中产生的电信号的电压较大的拾音器102面向的方向。
指示单元108用于根据分析单元106分析得到的方向信息，输出指示信息。本实施方式指示单元108为图1所示的十二个指示灯182，通过对应指示灯182的发光进行方向指示。其他实施方式中，指示单元108也可以是以声音或者图像的形式进行方向指示。
本实施方式的声音辨位装置10具有三个拾音器102，其他实施方式中可以设有更多的拾音器102，以方便实现更高精度的方向识别。如图3所示，其为包括四个拾音器202的声音辨位装置20的结构示意图，其具有更多的指示灯282。
由于不同面向方向拾音器102所产生的电信号的电压不存在较高精度时间问题，而且电压的获得和比较均相对容易实现，从而可以更准确地分析出声音的方位，其低成本适合在各类电子产品中应用。
请参阅图4，其为一较佳实施方式的声音辨位方法步骤流程图，包括如下步骤：
步骤S43，通过面向不同方向的多个拾音器将接收到的声音转化为多个电信号。
步骤S45，比较多个电信号的电压大小关系，检测到最大电压对应的拾音器。
步骤S47，比较该拾音器相邻的两个拾音器对应电信号的电压大小关系，并产生对应的方向信息。由于声音的传播方向要么是正对着最大电压对应的拾音器，要么是偏向该拾音器的某一侧。若最大电压对应的拾音器相邻的两个拾音器对应电信号的电压大小相等，则声音的传播方向正对着最大电压对应的拾音器；若相邻的两个拾音器对应电信号的电压大小不相等，则声音的传播方向相对最大电压对应的拾音器偏向相邻的两个拾音器中产生的电信号的电压较大的拾音器的一侧。
步骤S49，根据方向信息发出方向提醒信息。提醒信息可以是指示灯的发光，也可以是以声音或者图像的形式进行方向指示。
由于不同面向方向拾音器所产生的电信号的电压不存在较高精度时间问题，而且电压的获得和比较均相对容易实现，从而可以更准确地分析出声音的方位。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种声音辨位装置，其包括面向不同方向的多个拾音器，用于接收外部声音，产生多个电信号，其特征在于，所述声音辨位装置还包括：电压比较单元和分析单元，所述电压比较单元比较所述多个拾音器产生的多个电信号的电压，得到多个电压的大小关系信息；所述分析单元分析多个电压的大小关系信息，得到方向信息。
2.如权利要求1所述的声音辨位装置，其特征在于，所述声音辨位装置还包括：指示单元，用于根据分析单元分析得到的方向信息，输出指示信息。
3.如权利要求2所述的声音辨位装置，其特征在于，所述指示单元包括围绕在多个拾音器周围的多个指示灯，并根据方向信息亮起对应方向的指示灯作为声音方向的指示信息。
4.如权利要求1所述的声音辨位装置，其特征在于，若多个拾音器中有两个拾音器产生的电信号的电压大小相同，且其他拾音器产生的电信号的均电压较小时，分析得到方向信息为该两个拾音器面对的两个方向的中间方向。
5.如权利要求1所述的声音辨位装置，其特征在于，若有一个拾音器产生的电信号的电压最大，相邻两个拾音器产生的电信号的电压大小不同时，则分析得到的方向信息为：靠近产生的电信号的电压最大拾音器，且偏向另外两个拾音器中产生的电信号的电压较大的拾音器面向的方向。
6.一种声音辨位方法，包括如下步骤：
通过面向多个不同方向的拾音器将接收到的声音转化为多个电信号；
比较多个电信号的电压大小关系；
根据多个电信号的电压大小关系，得到方向信息。
7.如权利要求6所述的声音辨位方法，其特征在于，所述声音辨位方法还包括如下步骤：
根据方向信息发出方向提醒信息。
8.如权利要求6所述的声音辨位方法，其特征在于，所述比较多个电信号的电压大小关系，并分析根据多个电信号的电压大小关系，得到方向信息的动作包括如下步骤：
比较多个电信号的电压大小关系，检测到最大电压对应的拾音器；
比较该拾音器相邻的两个拾音器对应电信号的电压大小关系；
根据最大电压对应的拾音器以及相邻的两个拾音器对应电信号的电压大小关系，产生对应的方向信息。
9.如权利要求8所述的声音辨位方法，其特征在于，所述根据最大电压对应的拾音器以及相邻的两个拾音器对应电信号的电压大小关系动作中，若相邻的两个拾音器对应电信号的电压大小相等，则产生的方向信息表示正对着最大电压对应的拾音器方向。
10.如权利要求8所述的声音辨位方法，其特征在于，所述根据最大电压对应的拾音器以及相邻的两个拾音器对应电信号的电压大小关系动作中，若相邻的两个拾音器对应电信号的电压大小不相等，则声音的传播方向相对最大电压对应的拾音器偏向相邻的两个拾音器中产生的电信号的电压较大的拾音器的一侧。
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