基于自旋转双麦克风阵列的地面无人机器人实时主动声源定位
声音
2018-04-11 v1 机器人学
音频与语音处理
信号处理
摘要
本工作提出了一种新技术，利用新开发的自主旋转双麦克风机器人平台所产生的双耳时间差(ITD)线索，在三维(3D)空间中对声源进行方位与距离定位。系统动力学在球坐标系下采用状态空间模型建立。该状态空间模型的可观测性分析表明，当声源置于仰角 度和 度时系统不可观测。所提方法利用分别由三维模型和二维模型得到的方位角估计之差来检验零度仰角条件，并进一步采用多项式曲线拟合方法估计仰角。同时，该方法能够通过提取淹没在噪声中的零 ITD 信号来检测 度仰角。此外，距离定位通过先将麦克风阵列旋转至面向声源，再将麦克风垂直于源-机器人向量平移预定义步数的固定距离来实现。麦克风阵列的旋转与平移集成运动仅利用 ITD 线索即可完成完整的方位与距离定位。我们还开发了一种用于地面无人机器人声源定位的自主旋转双麦克风阵列新型机器人平台。所提技术先在仿真中测试，随后在新开发的机器人平台上验证。安装在 KEMAR 假头上的麦克风所采集的实验数据也用于测试该技术。所有结果均显示了所提技术的有效性。
引用
@article{arxiv.1804.03372,
title = {Realtime Active Sound Source Localization for Unmanned Ground Robots Using a Self-Rotational Bi-Microphone Array},
author = {Deepak Gala and Nathan Lindsay and Liang Sun},
journal= {arXiv preprint arXiv:1804.03372},
year = {2018}
}
备注
The paper is under revision for 'Journal of Intelligent & Robotic Systems'