第1期 孙昊等：基于语音识别的救援机器人听觉导航方法 ·75· 图5救援机器人90听觉导航实验.(a)起始位置：()过程位置1：(c)过程位置2：(d)终点位置 Fig.50 audio navigation experiment of the rescue robot:(a)starting position:(b)passing position 1:(c)passing position2:(d)end position d 图6救援机器人180听觉导航实验.(a)起始位置：(b)过程位置1：(c)过程位置2：(d)终点位置 Fig.6 180 audio navigation experiment of the rescue robot:(a)starting position:(b)passing position 1:(c)passing position2:(d)end posi- tion (姜健，赵杰，李力坤.面向群智能机器人系统的声音协作定 5结论 向.自动化学报，2007,33(4)：385) 7]John E A.Optimal Filtering and Speech Recognition with Micro- 声音信号不同于光、超声及红外信号，具有可 phone Arrays [Dissertation].Providence:Brown University,2001 以绕过障碍物传播的特性，充分利用这一特性，开 8]Jean M V,Francis M.Robust sound source localization using a 发了火灾和地震等未知环境中的救援机器人的听觉 microphone array on a mobile obo/003 IEEE/RSJ Internation- 导航系统.根据人双耳接收声音信号的场强差原 al Conference on Intelligent Robots and Systems.Piscataway, 2003:23 理，提出了基于语音识别的救援机器人听觉导航系 [9]Jean V,Francis M,Jean R.Robust localization and tracking of 统设计方案，并进行了相关实验，达到了理想的 simultaneous moving sound sources using beam forming and parti- 效果. cle filtering.Rob Auton Syst,2007,55:216 [0]Kazuhire N.Epipolar geometry based sound localization and ex- 参考文献 traction for humanoid audition//2001 IEEE/RSJ International [1]Dong X P,Wang X B.Development of rescue robot technology Conference on Intelligent Robots and Systems.Piscataway,2001: and its application in disaster.J Disaster Prer Mitigation Eng, 1395 2007,27(1):112 [11]Hu JS,Chan C Y,Wang C K,et al.Simultaneous localization (董晓坡，王绪本.救援机器人的发展及其在灾害救援中的应 of mobile robot and multiple sound sources using microphone ar- 用.防灾减灾工程学报，2007,27(1)：112) rayEEE International Conference on Robotics and Automation. 2]Li Y W,Ge S R,Zhu H.Research on application of coal mine Piscataway:IEEE,2009:29 rescue robots.Coal Mine Mach,2009,30(1):164 [12]Yang L,Zhang J P,Wang D,et al.Cochlear implant signal pro- (李允旺，葛世荣，朱华.煤矿救灾机器人应用探讨.煤矿机 cessing algorithm based on frequency modulation.Acta Acust, 械，2009,30(1)：164) 2009,34(2):151 B] Jia JH,Sang L L.Design and application of mine rescue robots (杨琳，张建平，王迪，等.基于频率调制信息的人工耳蜗语 based on GIS.J Xi'an Univ Sci Technol,2008,8(4)711 音处理算法研究.声学学报，2009,34(2)：151) (贾建华，桑玲玲.GS系统在矿井救援机器人中的设计与应 13] Chen WX.Zhang C Y.Location system of impact point based on 用.西安科技大学学报，2008,28(4)：711) acoustics detecting technique.Ordnance Ind Autom,2009,28 4]Murphy RR.Human-robot interaction in rescue robotics.IEEE (4):36 Trans Syst Man Cybern Part C,2004,34(2):138 (陈维兴，张传义.基于声学检测技术的弹若点定位系统 [5]Liu JG.Wang Y C,Li B,et al.Current research,key perform- 兵工自动化，2009,28(4)：36) ances and future development of search and rescue robot.Chin J [14]Jin B A,Feng H,Wang CC.Preparation of 10 MHz band-top Mech Eng,2006,42(12):1 crystal filter.Piezoelectr Acorstoopt,2009,31 (2):204 (刘金国，王越超，李斌，等.灾难救援机器人研究现状、关键 (新宝安，冯辉，王春程.10MHz带阻型压电石英品体滤波 性能及展望.机械工程学报，2006,42(12)：1) 器研制.压电与声光，2009,31(2)：204) 6]Jiang J,Zhao J,Li L K.Sound-based collaborative direction esti- 05] Huang J,Supaongprapa T,Terakura I,et al.A model-based mation for swarm robotic systems.Acta Autom Sin,2007,33(4): sound localization system and its application to robot navigation. 385 Rob Auton Syst,1999.27(4):199第 1 期 孙 昊等: 基于语音识别的救援机器人听觉导航方法 图 5 救援机器人 90°听觉导航实验． ( a) 起始位置; ( b) 过程位置 1; ( c) 过程位置 2; ( d) 终点位置 Fig． 5 90° audio navigation experiment of the rescue robot: ( a) starting position; ( b) passing position 1; ( c) passing position 2; ( d) end position 图 6 救援机器人 180°听觉导航实验． ( a) 起始位置; ( b) 过程位置 1; ( c) 过程位置 2; ( d) 终点位置 Fig． 6 180° audio navigation experiment of the rescue robot: ( a) starting position; ( b) passing position 1; ( c) passing position 2; ( d) end posi￾tion 5 结论 声音信号不同于光、超声及红外信号，具有可 以绕过障碍物传播的特性，充分利用这一特性，开 发了火灾和地震等未知环境中的救援机器人的听觉 导航系统． 根据人双耳接收声音信号的场强差原 理，提出了基于语音识别的救援机器人听觉导航系 统设计方案，并进行了相关实验，达到了理想的 效果． 参 考 文 献 ［1］ Dong X P，Wang X B． Development of rescue robot technology and its application in disaster． J Disaster Prev Mitigation Eng， 2007，27( 1) : 112 ( 董晓坡，王绪本． 救援机器人的发展及其在灾害救援中的应 用． 防灾减灾工程学报，2007，27( 1) : 112) ［2］ Li Y W，Ge S R，Zhu H． Research on application of coal mine rescue robots． Coal Mine Mach，2009，30( 1) : 164 ( 李允旺，葛世荣，朱华． 煤矿救灾机器人应用探讨． 煤矿机 械，2009，30( 1) : 164) ［3］ Jia J H，Sang L L． Design and application of mine rescue robots based on GIS． J Xi’an Univ Sci Technol，2008，8( 4) : 711 ( 贾建华，桑玲玲． GIS 系统在矿井救援机器人中的设计与应 用． 西安科技大学学报，2008，28( 4) : 711) ［4］ Murphy R R． Human-robot interaction in rescue robotics． IEEE Trans Syst Man Cybern Part C，2004，34( 2) : 138 ［5］ Liu J G，Wang Y C，Li B，et al． Current research，key perform￾ances and future development of search and rescue robot． Chin J Mech Eng，2006，42( 12) : 1 ( 刘金国，王越超，李斌，等． 灾难救援机器人研究现状、关键 性能及展望． 机械工程学报，2006，42( 12) : 1) ［6］ Jiang J，Zhao J，Li L K． Sound-based collaborative direction esti￾mation for swarm robotic systems． Acta Autom Sin，2007，33( 4) : 385 ( 姜健，赵杰，李力坤． 面向群智能机器人系统的声音协作定 向． 自动化学报，2007，33( 4) : 385) ［7］ John E A． Optimal Filtering and Speech Recognition with Micro￾phone Arrays［Dissertation］． Providence: Brown University，2001 ［8］ Jean M V，Francis M． Robust sound source localization using a microphone array on a mobile robot / /2003 IEEE /RSJ Internation￾al Conference on Intelligent Robots and Systems． Piscataway， 2003: 23 ［9］ Jean V，Francis M，Jean R． Robust localization and tracking of simultaneous moving sound sources using beam forming and parti￾cle filtering． Rob Auton Syst，2007，55: 216 ［10］ Kazuhire N． Epipolar geometry based sound localization and ex￾traction for humanoid audition / /2001 IEEE /RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems． Piscataway，2001: 1395 ［11］ Hu J S，Chan C Y，Wang C K，et al． Simultaneous localization of mobile robot and multiple sound sources using microphone ar￾ray / /IEEE International Conference on Robotics and Automation． Piscataway: IEEE，2009: 29 ［12］ Yang L，Zhang J P，Wang D，et al． Cochlear implant signal pro￾cessing algorithm based on frequency modulation． Acta Acust， 2009，34( 2) : 151 ( 杨琳，张建平，王迪，等． 基于频率调制信息的人工耳蜗语 音处理算法研究． 声学学报，2009，34( 2) : 151) ［13］ Chen W X，Zhang C Y． Location system of impact point based on acoustics detecting technique． Ordnance Ind Autom，2009，28 ( 4) : 36 ( 陈维兴，张传义． 基于声学检测技术的弹着点定位系统． 兵工自动化，2009，28( 4) : 36) ［14］ Jin B A，Feng H，Wang C C． Preparation of 10 MHz band-stop crystal filter． Piezoelectr Acorstoopt，2009，31( 2) : 204 ( 靳宝安，冯辉，王春程． 10 MHz 带阻型压电石英晶体滤波 器研制． 压电与声光，2009，31( 2) : 204) ［15］ Huang J，Supaongprapa T，Terakura I，et al． A model-based sound localization system and its application to robot navigation． Rob Auton Syst，1999，27( 4) : 199 ·75·