專利名稱：聲音定位導航裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種定位導航技術，具體地說是一種聲音定位導航裝置。
背景技術：
近年來基于傳感器節點的聲音定位導航技術逐漸出現，如申請號為200810053508. 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》，及申請號為200920245849. X、申請日為2009. 12. 17、授權公告號為CN20156268U的專利《一種基于聲音引導的機器人定位裝置》，前者聲音傳感器規則地陳列于移動機器人頭部正方形四角充當移動機器人耳，借助聲音能實現聲源方位定位而不能實現聲源的精確定位；后者傳感器節點在ImX Im方形平面范圍內的三個頂點布置規則，只能實 現在ImX Im范圍內移動物體的定位與引導。二者都是基于幾個固定的傳感器節點采用進行聲音定位及導航，且定位導航范圍有限。如何設計一種基于無線傳感器網絡，適用于各種復雜環境且能實現對移動物體進行聲音定位導航的系統，特別是應用于機器人及無人飛行器在各種復雜環境的導航成為現階段需要解決的問題。
發明內容本實用新型的目的是提供一種能夠對移動物體進行聲源定位導航的聲音定位導航裝置。在傳感器網絡覆蓋空間范圍內，借助于無線傳感器網絡的節點自定位功能，利用聲音主動測距法實現移動物體(聲源)定位導航，適用于隧道、礦井和水下等環境執行探測和搜救的機器人和無人飛行器的定位導航。本實用新型是采用如下技術方案實現其發明目的的，一種聲音定位導航裝置，它包括連接有無線通信電路的移動模塊、至少由3個無線傳感器模塊組成的無線傳感器網絡，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、電機驅動電路的AVR單片機電路，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。本實用新型為了準確定位，所述的AVR單片機電路還外接有聲光報警電路。由于采用上述技術方案，本實用新型較好的實現了發明目的，其將聲音測距定位與傳感器網絡相結合，利用傳感器網絡中的傳感器節點的自定位功能，實現了移動物體在行進過程中的三維空間的動態定位與實時導航，且導航的精度高、實時性強。
圖I是本實用新型的結構原理示意框圖。
具體實施方式
[0009]
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。由圖I可知，一種聲音定位導航裝置，它包括連接有無線通信電路的移動模塊、至少由3個無線傳感器模塊組成的無線傳感器網絡，所述無線傳感器模塊連接有無線通信電路，本實施例的無線傳感器模塊為100個，隨機布置在一個物理空間。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、電機驅動電路的AVR單片機電路，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。本實用新型所述AVR單片機電路由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聲器組成，用于對移動模塊AVR單片機產生的脈寬調制信號(PWM，Pulse Width Modulation)進行放大,并通過揚聲器輸出聲音信號；所述電機驅動電路由兩路驅動電路組成，用來控制移動物體上、下和左、右四個方向的轉向。本實用新型所述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。本實用新型為了準確定位，所述的AVR單片機電路還外接有聲光報警電路，聲光報警電路由聲源提供電路及發光二極管電路組成，用于移動物體到達目的位置后的聲光報
目O本實用新型定位導航時，首先通過鍵盤設定移動物體移動目標位置坐標0(Χ()，^，Ζ。)，并通過無線通信電路傳輸給移動模塊。移動物體行進時，發出聲音信號的同時，通過無線通信電路發送接收命令給各無線傳感器模塊，三個不在同一直線上的無線傳 感器模塊根據接受到的接收命令及聲音信號，經ARM處理器電路計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單片機電路對獲得的數據，經處理后確定移動物體的實時坐標位置M(x，y, ζ)，再通過電機驅動電路實時調整移動物體的行進方向。移動物體實時行進過程中，不斷重復以上步驟，可以實現移動物體的三維空間實時定位與導航。當移動物體到達目的坐標后，聲光報警電路進行聲光報警提示，并等待新的目的坐標設定。
權利要求1.一種聲音定位導航裝置，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個無線傳感器模塊組成的無線傳感器網絡，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、電機驅動電路的AVR單片機電路，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.根據權利要求I所述的聲音定位導航裝置，其特征是所述的AVR單片機電路還外接有聲光報警電路。
專利摘要本實用新型公開了一種能夠對移動物體進行聲源定位導航的聲音定位導航裝置,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個以上無線傳感器模塊組成的無線傳感器網絡，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、電機驅動電路的AVR單片機電路，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,本實用新型將聲音測距定位與傳感器網絡相結合，利用傳感器網絡中的傳感器節點的自定位功能，實現了移動物體在行進過程中的三維空間的動態定位與實時導航，且導航的精度高、實時性強。
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 優先權日2011年12月22日
發明者張玉希, 李加升, 李穩國, 鄧曙光 申請人:湖南城市學院, 湖南科瑞特科技股份有限公司