一种人工智能绘本识别用可调节摄像头的制作方法

本实用新型涉及绘本识别摄像头领域，特别涉及一种人工智能绘本识别用可调节摄像头。

背景技术：

随着科技的不断进步，越来越多的智能产品出现在我们的学习、生活、工作中，从智能电视，智能冰箱到智能灯，智能手环等等，这些产品的出现，影响着我们的学习、生活方式，为了帮助儿童起到伴读的作用，出现了绘本伴读机器人，绘本伴读机器人主要包括了显示器、摄像头、功能键与指示灯，能够对内容进行扫描读报；现有的绘本识别摄像头在使用时存在一定的弊端，不具有可根据使用需求调节的特性，并且没有采用组合式吸附结构，不方便放置平时常读绘本，需要进一步的完善，在实际使用时带来了一定的影响，为此，我们提出一种人工智能绘本识别用可调节摄像头。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种人工智能绘本识别用可调节摄像头，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种人工智能绘本识别用可调节摄像头，包括绘本识别装置壳与书架，所述绘本识别装置壳的前端外表面设置有两组扬声喇叭，且靠近所述绘本识别装置壳的前端外表面扬声喇叭的一侧位置处设有风扇，靠近所述风扇的上方位置处设置有LED灯，所述绘本识别装置壳的上端外表面吸附有强力吸盘，且所述强力吸盘的上端外表面固定安装有金属软管，所述金属软管的外表面设置有两个麦克风、高清玻璃镜头、USB连接线，且所述USB连接线的外表面安装有抗干扰磁环，所述绘本识别装置壳的一侧外表面设置有USB接口，且靠近所述绘本识别装置壳的一侧外表面USB接口的下方位置处设置有插孔，靠近所述插孔的一侧位置处设有控制按钮，所述绘本识别装置壳的另一侧外表面固定安装有金属贴片，所述书架的一侧外表面嵌装有磁铁，所述绘本识别装置壳内部设有音频放大电路、消回声采样滤波电路、模数转换器，音频放大电路输入侧连接所述麦克风；消回声采样滤波电路输入侧连接扬声器输入端，输出侧连接模数转换器，模式转换器连接音频处理器；音频放大电路由依次连接的前置对数放大电路、带通滤波电路和自动增益控制电路构成，自动增益控制电路连接模数转换器。

优选的，所述书架通过磁铁与绘本识别装置壳的金属贴片吸附在一起，且金属贴片与磁铁的数量均为两组。

优选的，所述控制按钮包括有音量控制键、开关键、重启键。

优选的，所述绘本识别装置壳的下端外表面设置有防滑支撑垫，防滑支撑垫的数量为四组。

优选的，所述书架的内部有隔板，隔板将书架内分成四个隔间。

优选的，所述金属软管为高杆软管，可随意弯曲。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型中，金属软管通过强力吸盘吸附在绘本识别装置壳上，金属软管为高杆软管，可随意弯曲，通过弯曲改变金属软管，从而改变高清玻璃镜头的可采集区域，能够根据具体的使用需求进行调整，更加方便人性化，书架通过磁铁与绘本识别装置壳的金属贴片吸附在一起，采用组合式吸附结构，可方便拆解安装，同时书架能够放置平时常读的绘本，较为实用，带来更好的使用前景。

附图说明

图1为本实用新型的整体示意图；

图2为本实用新型的局部放大图；

图3为本实用新型音频放大电路的结构框图；

图4为本实用新型前置对数放大电路图；

图5为本实用新型自动增益控制电路图；

图6为本实用新型消回声结构框图；

图7为本实用新型消回声采样滤波电路图一；

图8为本实用新型消回声采样滤波电路图二；

图9为本实用新型带通滤波电路。

图中：1、绘本识别装置壳；2、扬声喇叭；3、风扇；4、LED灯；5、强力吸盘；6、金属软管；7、麦克风；8、高清玻璃镜头；9、USB连接线；10、抗干扰消磁环；11、USB接口；12、插孔；13、控制按钮；14、金属贴片；15、书架；16、磁铁。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

如图1-8所示，一种人工智能绘本识别用可调节摄像头，包括绘本识别装置壳1与书架15，绘本识别装置壳1的前端外表面设置有两组扬声喇叭2，且靠近绘本识别装置壳1的前端外表面扬声喇叭2的一侧位置处设有风扇3，靠近风扇3的上方位置处设置有LED灯4，绘本识别装置壳1的上端外表面吸附有强力吸盘5，且强力吸盘5的上端外表面固定安装有金属软管6，金属软管6的外表面设置有两个麦克风7、高清玻璃镜头8、USB连接线9，且USB连接线9的外表面安装有抗干扰磁环10，绘本识别装置壳1的一侧外表面设置有USB接口11，且靠近绘本识别装置壳1的一侧外表面USB接口11的下方位置处设置有插孔12，靠近插孔12的一侧位置处设有控制按钮13，绘本识别装置壳1的另一侧外表面固定安装有金属贴片14，书架15的一侧外表面嵌装有磁铁16；

绘本识别装置壳1内部设有音频放大电路、消回声采样滤波电路、模数转换器，音频放大电路输入侧连接麦克风7；消回声采样滤波电路输入侧连接扬声器输入端，输出侧连接模数转换器，模式转换器连接音频处理器；音频放大电路由依次连接的前置对数放大电路、带通滤波电路和自动增益控制电路构成，自动增益控制电路连接模数转换器；

书架15通过磁铁16与绘本识别装置壳1的金属贴片14吸附在一起，且金属贴片14与磁铁16的数量均为两组；控制按钮13包括有音量控制键、开关键、重启键；绘本识别装置壳1的下端外表面设置有防滑支撑垫，防滑支撑垫的数量为四组；书架15的内部有隔板，隔板将书架15内分成四个隔间；金属软管6为高杆软管，可随意弯曲。

需要说明的是，本实用新型为一种人工智能绘本识别用可调节摄像头，在使用时，金属软管6通过强力吸盘5吸附在绘本识别装置壳1上，金属软管6为高杆软管，可随意弯曲，通过弯曲改变金属软管6，从而改变高清玻璃镜头8的可采集区域，能够根据具体的使用需求进行调整，更加方便人性化，高清玻璃镜头8能够对绘本信息进行数据采集，与内部处理器相配合通过扬声喇叭2以实现译读功能，绘本识别装置壳1上安装了风扇3，在夏天可将风扇3打开，降低用户的燥热感，书架15通过磁铁16与绘本识别装置壳1的金属贴片14吸附在一起，采用组合式吸附结构，可方便拆解安装，同时书架15能够放置平时常读的绘本，绘本识别装置壳1上安装有LED灯4，能够在视野环境光不佳的情况下，起到照明改善视野环境的作用，绘本识别装置机壳1上的控制按钮可控制音量大小与运作模式。

绘本识别装置壳1包括两个麦克风7、音频放大电路、消回声采样滤波电路、模数转换器，音频放大电路输入侧连接麦克风，消回声采样滤波电路输入侧连接扬声器输入端，输出侧连接模数转换器，模式转换器连接音频处理器，音频放大电路由依次连接的前置对数放大电路、带通滤波电路和自动增益控制电路构成，自动增益控制电路连接模数转换器。

在声定位中，对于较远距离传来的声信号由于衰减较大，希望放大倍数较大;反之，对于近处声信号希望放大倍数较小，以防止削峰失真，对数放大电路是输出信号幅度与输入信号幅度呈对数函数关系的电路。实际的对数放大电路兼具线性和对数放大功能。当输入信号较弱时，呈线性放大趋势，增益较大;当输入信号强时，增益随着输入信号的增强而减小。

所述消回声采样滤波电路用于采样输入扬声器的信号并进行滤波处理生成参考信号，然后将参考信号输入所述模数转换器，如图6所示，输入扬声器的信号两端SPK+、SPK-分别通过串联的采样电阻R5、R6和阻直电容C5、C6连接所述模数转换器的一对输入端，如图7所示，两个所述采样电阻均通过低通滤波电容C7、C8接地，两个所述采样电阻之间连接有第一滤波电路，所述第一滤波电路为第一滤波电容C9和第二滤波电阻R9构成的L形RC滤波电路。图8所示消回声采样滤波电路在图6的基础上进一步增加了部分滤波电路。所述模数转换器采用四通道AC108，其中两路连接自动增益控制电路输出侧，两路连接消回声采样滤波电路输出侧，模数转换器输出侧连接音频处理器，音频处理器通过自适应滤波算法，将扬声器播放出来的回声部分从音频放大电路输出的麦克风信号中滤除。此消回声采样滤波电路结构简单，能够有效解决回声问题。自适应滤波算法属于现有技术，是在维纳滤波、卡尔曼滤波等线性滤波基础上发展起来的一种最佳滤波方法，具有更强的适应性和更优的滤波性能。

所述前置对数放大电路由音频运算放大器TL971及其外围电路构成，如图4所示，所述麦克风接收到的音频信号输入TL971正向输入端（引脚3），TL971输出端（引脚6）通过反馈电阻R1反馈至TL971负向输入端（引脚2），所述反馈电阻R1串联有两个反向并联的二极管D1、D2；TL971输出端（引脚6）及其负向输入端（引脚2）之间连接有第二滤波电路；所述第二滤波电路由并联的第二滤波电容C2和第二滤波电阻R2构成。

在声定位中，对于较远距离传来的声信号由于衰减较大，希望放大倍数较大;反之，对于近处声信号希望放大倍数较小，以防止削峰失真，对数放大电路是输出信号幅度与输入信号幅度呈对数函数关系的电路。实际的对数放大电路兼具线性和对数放大功能。当输入信号较弱时，呈线性放大趋势，增益较大;当输入信号强时，增益随着输入信号的增强而减小。

所述带通滤波电路为两个Sallen-Key结构的二阶带通滤波器串联构成四阶带通滤波器，如图9所示。采用Sallen-Key结构的电路有这样一个优点，即可以通过内部增益G来改变品质因子Q，而不会改变中心频率fm。经Multisim软件仿真，该滤波器通带范围约50Hz-11kHz，与理论计算的范围基本一致，满足系统设计要求。

所述自动增益控制电路由增益调整放大器AD603及其外围电路构成，如图5所示，所述带通滤波电路输出侧连接AD603运放输入端（3脚），AD603运放输出端（7脚）直接连接至AD603反馈端（5脚），并通过电压反馈型放大器ADA8998连接至AD603负电压控制端（2脚），AD603正电压控制端（1脚）连接分压设置的用于自动增益控制的基准电压。本实施例中采用ADR380ARTZ提供标准的2.02V电压，经过R3和R4分压后向AD603正电压控制端（1脚）提供标准的1.01V作为自动增益控制的基准电压，相应地改变R3和R4的值即可改变基准电压值。

自动增益控制(automaticgaincontrol，AGC)是根据输入信号的大小而自动的调整放大电路的增益以达到稳定的输出。AD603有三种工作模式，不同模式带宽不同，此处选用第一种模式，即直接将AD603运放输出端（7脚）与AD603反馈端（5脚）相连，带宽为90MHz。该AGC电路能将0.2-2V的输入信号稳定在1-2V之间输出，自动增益控制的效果比较明显。

此消回声采样滤波电路结构简单，能够有效解决回声问题，较为实用；前置对数放大电路和自动增益控制满足不同距离、不同声量的拾音需求。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。