基于声强伺服的云台运动控制方法与流程

文档序号:24161311发布日期:2021-03-05 17:16阅读:100来源:国知局
基于声强伺服的云台运动控制方法与流程

[0001]
本发明涉及基于声强伺服的云台运动控制方法,属于监控技术领域。


背景技术:

[0002]
声音是除了图像以外的另一个重要信息来源。声音信号不仅是社会语言的载体,比如人类的语言可以进行丰富信息的交流,还是自然世界传递振动信息的载体。因此通过声音的采集和识别可以非常准确地获得运动物体的方位,这对自然界的动物生存至关重要,不仅可以有效捕捉猎物,还是逃生的重要手段。而对于智能系统,比如监控云台,可以根据声音的方向,调节摄像机方向,获得最佳监控效果,而对于智能机器人可以根据声音方向,调整面部朝向,达到最佳的人机交互效果。


技术实现要素:

[0003]
本发明的目的是为了解决上述问题,提供基于声强伺服的云台运动控制方法,根据麦克风阵列采集的音频信号的幅值大小调整云台的方向,达到最佳的监控效果。
[0004]
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:基于声强伺服的云台运动控制方法,包括可实现360度旋转的云台,所述的云台上设置摄像头,所述的云台内部设置电子控制装置,所述的电子控制装置包括进行集中控制的处理器,所述的处理器与所述的摄像头连接,还包括与所述的处理器连接的网络接口、麦克风阵列和云台驱动电路,所述的网络接口用于连接网络云端,为用户提供音视频服务,所述的麦克风阵列包括设置在所述的云台四个相互垂直的方向上的四个麦克风,用于采集音频信号以识别需要监控的方向,所述的云台驱动电路用于驱动所述的云台旋转,所述的处理器内部设置云台运动控制方法,所述的云台运动控制方法包括以下步骤:(1)、音频信号采集和幅值计算:所述的处理器采集所述的麦克风阵列的输出音频信号s
ik
,i
ϵ
{0,1,2,3},k=0,1,2,3...,s
ik
为设置在所述的云台的90
º
*i方向上的麦克风在第k次测量时输出的音频信号,i=0为设置所述的摄像头的方向上的麦克风,为0度方向,其余的麦克风按顺时针方向排布;所述的处理器计算音频信号的强度值v
i
= ,其中n为计算区间;(2)、云台定向:如果v0<v2,即所述的摄像头背对音频方向,所述的处理器通过所述的云台驱动电路将所述的摄像头向后旋转180
º
;(3)、云台调整:如果v1<v3,则音频方向在逆时针方向,所述的处理器通过所述的云台驱动电路将所述的摄像头逆时针旋转,直到v1等于v3;如果v1>v3,则音频方向在顺时针方向,所述的处理器通过所述的云台驱动电路将所述的摄像头顺时针旋转,直到v1等于v3;如果v1等于v3,则保持方向不变。
[0005]
本发明的有益效果主要表现在:设置麦克风阵列采集现场音频信号,根据幅值大
小,确定音源的大致方向,并利用两侧的麦克风进行准确调整,方向判断准确。
附图说明
[0006]
图1是本发明的外观图;图2是本发明的俯视图;图3是本发明的控制原理图。
具体实施方式
[0007]
下面结合附图对本发明作进一步描述:参照图1-3,基于声强伺服的云台运动控制方法,包括可实现360度旋转的云台6,所述的云台6上设置摄像头2。所述的云台6可以带动所述的摄像头2实现360旋转,从而实现全向监控。
[0008]
所述的云台6内部设置电子控制装置,所述的电子控制装置包括进行集中控制的处理器1,所述的处理器1与所述的摄像头2连接,可以获取所述的摄像头2拍摄的图像及视频。
[0009]
还包括与所述的处理器1连接的网络接口4、麦克风阵列3和云台驱动电路5,所述的网络接口4用于连接网络云端,为用户提供音视频服务,设置为以太网接口,或者无线的wifi接口;所述的麦克风阵列3包括设置在所述的云台6四个相互垂直的方向上的四个麦克风,用于采集音频信号以识别需要监控的方向,指导所述的云台6进行旋转,获得最佳的监控效果;所述的云台驱动电路5用于驱动所述的云台6旋转。
[0010]
所述的处理器1内部设置云台运动控制方法,所述的云台运动控制方法包括以下步骤:(1) 、音频信号采集和幅值计算:所述的处理器1采集所述的麦克风阵列3的输出音频信号s
ik
,i
ϵ
{0,1,2,3},k=0,1,2,3...,s
ik
为设置在所述的云台6的90
º
*i方向上的麦克风在第k次测量时输出的音频信号,i=0为设置在所述的摄像头2的方向上的麦克风,为0度方向,其余的麦克风按顺时针方向排布;所述的处理器1计算音频信号的强度值v
i
=,其中n为计算区间;步骤(1)是进行音频信号采集和幅值计算的步骤,设置为后台程序,不间断的执行,获取最新的数据。音频信号为交流震荡信号,因此采用绝对值求和的方式计算强度值。优选的,计算区间n对应了声音信号的最长半周期。
[0011]
(2) 、云台定向:如果v0<v2,即所述的摄像头2背对音频方向,所述的处理器1通过所述的云台驱动电路5将所述的摄像头2向后旋转180
º
;正向面对声源的麦克风获得更大的音频信号,因此根据v0和v2的大小,可以判断所述的摄像头2是朝向还是背对音频方向,从而进行调整。
[0012]
(3)、云台调整:如果v1<v3,则音频方向在逆时针方向,所述的处理器1通过所述的云台驱动电路5将所述的摄像头2逆时针旋转,直到v1等于v3;如果v1>v3,则音频方向在顺时
针方向,所述的处理器1通过所述的云台驱动电路5将所述的摄像头2顺时针旋转,直到v1等于v3;如果v1等于v3,则保持方向不变。
[0013]
当所述的所述的摄像头2是朝向音频方向后,根据两侧麦克风输出信号大小,进行进一步细调,将所述的摄像头2准确指向音频方向,达到最佳监控效果。
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