基于凌阳SPCE061A单片机的语音导引系统的设计与总结报告

我们采用多功能低功耗的凌阳单片机SPCE061A开发板,设计了一种利用音频定位从而引导移动声源前进的系统。该系统硬件部分由移动声源——电动小车、电机驱动电路、无线传输模块、音频产生和接收电路、声光报警电路等组成,软件部分在算法上利用海伦公式由音频到达两点的时间差及声速,计算出移动声源相对此两点的坐标,实现了移动声源的定位,从而达到利用音频引导移动声源运动。     

基于单片机控制的声音引导系统设计

目的 设计并制作基于AT89S52单片机控制的声音引导系统.方法 由小车和蜂鸣器组成可移动声源系统,3个以有线方式连接的驻极体麦克风作为声音接收系统.蜂鸣器发出约3 000 Hz的音频信号,声音接收系统的单片机B控制麦克风接收该音频信号,对音频信号进行放大、滤波及整形后,得出误差信号,将分析结果经无线收发模块传到可移动声源平台的单片机A进行通信,单片机A通过控制PWM波的占空比,由LM293D驱动电路,达到精确控制小车电机的运动.结果 蜂鸣器响,小车前进,到达Ox线后暂停5～10 s,同时数码管显示平均速度;之后小车左转90°,声源继续发声,小车运动到中心点W后停止,数码管再次显示平均速度,比较好地实现了声音引导系统.结论 设计方案简单实用,具有低功耗和高性价比的指标.     

基于单片机的声音导引自动定位系统设计

1理论算法分析距离远的接收器一定比距离近的接收器后接收到信号。如图1中当移动小车声源从OX线右侧开始运动后,实时判断A、B两点接收到的音频脉冲信号的时间差,当时间差为零时,说明声源到A、B两点的距离相同。同理可以利用接收器A、C图实1现移系动统声示源意离图目标Y方向的位置。     

基于频域联合稀疏模型的麦克风阵列移动声源定位

针对实际应用中移动说话人场景,相邻语音帧之间的空间相关性急剧下降会导致声源定位估计性能下降的问题,提出利用语音频点间的空间相关性进行频域联合稀疏估计,从而提高声源移动条件下的声源定位性能.实验结果表明,频域联合稀疏的波达方向(direction of arrival,DOA)估计算法在移动说话人场景中,性能优于传统定位算法和基于压缩感知(compressed sensing,CS)的正交匹配追踪算法.     

基于到达时间差的声源定位算法与实现

基于到达时间差的声源定位方法由时延估计和定位估计两部分构成,第一步的误差会带入到第二步从而造成累积误差,影响最终定位精度.针对这一问题,本文提出了一种改进的声源定位方法,采用累积互功率谱相位时延估计,并在此基础上结合球形插值算法进行定位.为了验证该算法在实际声场环境下的可行性和有效性,构建了三维麦克风阵列声源定位系统.实验结果表明,本文所提出的方法可以有效减少误差,提高最终定位精度.     

轮轨噪声参数的影响分析

文章利用Remington的轮轨噪声分析模型,结合我国车轮和钢轨的特性,将钢轨视为移动的线声源,车轮视为移动的点声源,对列车速度、列车轴数、预测点位置和轮轨粗糙度谱对滚动噪声的影响进行了分析。     

基于ARM7及nRF905的智能小车系统设计

研究设计了一种基于ARM处理器声音导引系统控制的智能小车设计方案,包括系统组成、工作原理、硬件搭建、软件设计及系统测试等。智能控制系统利用音频为媒介,通过nRF905无线模块发射与接收音频信号,利用ARM7芯片处理音频信号时间差,计算出目的地和小车当前位置相对位置;最后ARM7发出控制指令,控制小车驱动,引导小车向目标移动。小车移动过程中,ARM7根据无线模块接收的实时音频信号,不断修正控制参数,直至到达目标位置。     

基于MSP430单片机的电话语音应答系统的设计及实现

提出了基于MSP430单片机的电话自动语音应答系统的设计方案,并对系统进行硬件设计和软件调试.系统主要由中央控制电路、DTMF音频解码电路、语音提示电路、时钟电路和液晶显示电路等部分组成,具有一定的实用价值.     

基于MSP430的声音定位系统设计

本系统是用MSP430G2452单片机产生频率为500Hz的方波信号,该信号用三极管进行放大及驱动后输入到扬声器作为声源。接收部分使用麦克风进行接收,再通过对四个麦克风接收到信号的时间先后进行处理,经过一套比较完善的算法可得声源的坐标,即可进行声源定位。然后经过后级的更精确的算法,当声源移动时,可实时检测到声源坐标。     

基于Proteus的音频功率放大器的设计与仿真

开发了一种音频功率放大系统的硬件设计,该系统由前置放大电路、音调调节电路及功率放大电路3部分组成,借助Proteus仿真软件平台对电路进行仿真和性能测试分析.实验证明,仿真结果与实测结果非常接近,达到设计要求,证明这种设计方法可提高设计效率,节约成本,具有很好的可实现性.     

多元声阵被动声定位研究

针对五元空间声传感器阵列被动声定位中存在着对目标声源位置估计偏差较大的问题,提出了一种七元空间声传感器阵列被动声定位的数学模型,通过数学推导与计算给出了定位公式.利用误差分析理论对比了两种阵列的定位性能,得出了定位偏差与目标声源的俯仰角,方位角和时间延迟量的关系.使用这2种声阵对100个假设目标声源位置点进行估计计算,通过计算机仿真得出了七元空间声阵具有较高定位性能.     

基于四阶矩的单矢量水听器多声源定位算法

为了克服基于四阶累积量的矢量水听器声源定位算法的计算复杂度高、运算量大以及定位精度不高等问题,提出一种基于四阶矩的单矢量水听器多声源定位算法.该算法利用信号四阶矩的性质,将单矢量水听器阵元数和声源数进行虚拟扩展,从而得到更多的多声源定位信息;通过提取有效阵元的方法减少了冗余,利用搜索峰值方法得到期望的多声源方位.理论分析和实验结果表明,该算法有效降低了计算量、提高了定位精度,克服了基于高阶累积量的矢量水听器定位算法的不足.     

声谱图显著性在音频识别中的应用

针对嘈杂背景、混叠、间断或多源的复杂音频,传统音频识别存在一定的局限性。文章提出了一种基于声谱图显著性检测的音频识别方法,将音频可视化转化为二维声谱图图像,利用图像的显著性检测有效获得声谱图中的主声源区域,并去除声谱图中与主声源无关的信息;然后针对主声源区域提取特征,以减少干扰并降低冗余度;采用改进的卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)实现音频识别。实验结果表明,该方法可以有效解决复杂音频的识别问题。     

基于LM4766的音频功率放大器设计

介绍音频功率放大器的原理与设计,讨论了主要元器件及参数的选择.整个电路主要由稳压电源、前置放大器、功率放大器共三个部分构成.其中LM4766是一立体声音频放大器电路,采用双电源应用电路.电路结构简单,并给出了测试结果,实验结果表明该功率放大器在带宽、失真度、效率等方面具有较好的指标.     

实时视频定位的麦克风阵列参数初始化算法

针对移动机器人近场声源定位中,需要实时获取声源目标与麦克风阵列中心相对位置和角度的问题,提出一种基于视频定位的室内声源位置测量算法,实时地为麦克风阵列提供初始化参数,为移动机器人快速建立室内近场声源环境认知实现辅助功能。该方法利用A4纸打印的位置定位板,通过摄像头采集视频数据,逐帧寻找角点后搜索定位板中心点和顶点,以此计算出麦克风阵列到声源的实际距离和方位角度。经仿真实验分析,该算法能够在室内环境中实时快速地测量声源目标位置,为机器人后续语音定位、识别与跟踪提供辅助与校准功能,具有较强的工程实用价值。     

手持电子导游系统的设计与实现

本系统以Sitsang板为载体,移植了嵌入式Linux系统,利用其强大的外置设备和扩展接口,采用Motorola的MC68HC908AP64单片机做红外信号发射控制端,终端通过接收特定的红外通讯信号实现景点定位,完成景点的音频和视频介绍.利用GPRS模块实现主机端与移动终端之间的交互通信.本系统已准确的实现旅游景点定位、音视频播放和主机与终端的无线通讯等功能.     

一种用于声源定位的光纤麦克风阵列

声源定位技术用途广泛,近些年来备受关注.目前虽已有商业化的压电麦克风阵列用于声源定位,但在极端环境下使用受限,亟需工作原理不同、能克服特殊环境的新型麦克风.光纤麦克风具有抗电磁干扰、耐腐蚀、防爆、灵敏度高等显著优点,是一种极佳的解决方案.本文利用Sagnac干涉原理与时分复用方法,搭建了一组全光纤麦克风阵列,结构简单,对设备要求低,可实现多点实时声压传感;又将语音处理算法双门限端点检测法与TDOA时延定位技术运用到该光纤系统,成功实现了高精度的声源定位,并可通过再接入EDFA等光放大器件将阵列拓展,实现立体定位与进一步提升精度,具有很强的实用性与广阔的应用前景.     

一种简单的三维空间声源定位方法

为了简化使用话筒阵列对空间声源的定位，文中提出了一种简单的三维空间声源定位方法．该方法在直角坐标轴上放置4个麦克风，声源到达麦克风对之间的时间差可以由测量接收信号的互相关函数得到．由到达时间差和一个近似的锥模型可以很容易得到声源相对于3个坐标轴的方位角，从而转换成极坐标系中的方位角和仰角．相比较已有方法：该方法具有简单易行、计算量小的显著优点．     

基于波束形成的三维传声器阵列仿真

为研究基于传声器阵列的声源定位技术在户外环境下实现全方位、高效、便捷的声源信号定位,通过使用波束形成声源定位算法,在考虑传声器阵列的拓扑结构特性下,对各个三维阵列进行声源定位数值仿真。为验证不同阵列的传声器阵列定位效果,基于波束形成算法使用Matlab对相同阵元数不同分布阵型的三维传声器阵列声源定位进行仿真。结果表明：相同阵元数不同分布阵型的三维传声器阵列定位声源点的定位精度存在不同的差异,且基于波束形成的三维旋排球阵列传声器阵列在全方位声源定位中结果精确度最高。可见设计传声器阵列时,应该要充分考虑到阵元个数、阵列孔径的大小及阵元间距对阵列声源定位的影响。     

无线光通信实验系统的研制

该文研制了一套可以用作教学实验的无线光通信实验系统,此无线光通信系统分为前端的电信号变为光信号的调制驱动加载部分和后端的光信号变为电信号的接收部分.根据视频和音频信号传输的要求设计并制作了调制驱动电路和光接收电路,在验证半导体激光器伏安特性和功率特性的基础上,高质量地实现了视频信号和音频信号的无线传输.