支持聲源定位和人臉跟蹤功能的三維跟隨裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及三維空間跟蹤定位技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種支持聲源定位和人臉跟蹤功能的三維跟隨裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]聲源和人臉的定位和跟蹤技術(shù)，是大部分智能設(shè)備迫切需要的功能。有了這個(gè)功能，可以讓設(shè)備更好的指向使用者并提供更人性化的服務(wù)。比如，將顯示圖像、喇叭等指向使用者，讓使用者更好的獲取信息。
[0003]聲源定位，是通過多個(gè)不同物理位置的聲音采集點(diǎn)對(duì)一個(gè)聲音來源產(chǎn)生的聲音信號(hào)分別采集后進(jìn)行集中處理，并換算出對(duì)這個(gè)聲音來源與采集點(diǎn)相對(duì)位置的估計(jì)。確定聲源位置的聲源定位功能，可廣泛應(yīng)用到各種產(chǎn)品和設(shè)備上。
[0004]人臉跟蹤技術(shù)是根據(jù)采集到的圖像信號(hào)來判斷是否有人的臉部圖像進(jìn)入采集區(qū)域，如果發(fā)現(xiàn)，就進(jìn)行標(biāo)記并通過調(diào)整采集圖像的傳感器的位置來跟隨人臉的移動(dòng)，讓臉部圖像始終處于采集到的整幅圖像的中心位置。
[0005]由于聲音和圖像是兩種不同屬性的信號(hào)，互相可以形成很好的補(bǔ)充。所以，將聲源定位和人臉跟蹤技術(shù)融合到一個(gè)平臺(tái)上，可以讓跟蹤設(shè)備的性能更加出色和穩(wěn)定。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種支持聲源定位和人臉跟蹤功能的三維跟隨裝置，該裝置包括電源模塊、接口部件、麥克風(fēng)矩陣、攝像模組、核心處理器、云臺(tái)機(jī)構(gòu)及兩個(gè)數(shù)字伺服舵機(jī)，兩個(gè)數(shù)字伺服舵機(jī)構(gòu)成的三維度運(yùn)功云臺(tái)是該裝置的核心運(yùn)動(dòng)單元，所有的跟蹤定位最終都是靠這個(gè)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案。
[0008]一種支持聲源定位和人臉跟蹤功能的三維跟隨裝置，包括電源模塊和接口部件，還包括麥克風(fēng)矩陣、攝像模組、核心處理器、云臺(tái)機(jī)構(gòu)及兩個(gè)數(shù)字伺服舵機(jī)，麥克風(fēng)矩陣、攝像模組及兩個(gè)數(shù)字伺服舵機(jī)裝置于云臺(tái)機(jī)構(gòu)上，麥克風(fēng)矩陣、攝像模組及兩個(gè)數(shù)字伺服舵機(jī)與核心處理器相連接。
[0009]優(yōu)選的是，所述電源模塊為裝置供電，所述電源模塊的兩個(gè)輸出端口分別連接云臺(tái)機(jī)構(gòu)和核心處理器。
[0010]在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述核心處理器包括核心控制器板和以太網(wǎng)絡(luò)接口。
[0011]在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，該裝置還包括信號(hào)采集及前置音頻處理電路，用于對(duì)麥克風(fēng)矩陣采集信號(hào)的處理。
[0012]在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述麥克風(fēng)矩陣由四個(gè)相同參數(shù)的單指向駐極體麥克風(fēng)連接構(gòu)成。
[0013]在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述四個(gè)相同參數(shù)的單指向駐極體麥克風(fēng)固定裝置在云臺(tái)機(jī)構(gòu)的底座上，進(jìn)行四通道聲音采樣。
[0014]在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述麥克風(fēng)矩陣的輸出端連接信號(hào)采集及前置音頻處理電路，通過信號(hào)采集及前置音頻處理電路進(jìn)行四通道聲音采樣信號(hào)的變送和放大處理。
[0015]在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述信號(hào)采集及前置音頻處理電路的輸出端連接核心處理器的四路模數(shù)轉(zhuǎn)換引腳。
[0016]在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述攝像模組固定裝置于云臺(tái)機(jī)構(gòu)的的運(yùn)動(dòng)臺(tái)面上，所述攝像模組的輸出視頻采樣信號(hào)通過USB連接并傳輸至核心處理器。
[0017]在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述兩個(gè)數(shù)字伺服舵機(jī)固定裝置于云臺(tái)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)臺(tái)面上，所述兩個(gè)數(shù)字伺服舵機(jī)通過設(shè)于云臺(tái)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)臺(tái)面上的配套機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)左右160度、上下160度的云臺(tái)三維空間定位功能。
[0018]在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述兩個(gè)數(shù)字伺服舵機(jī)包括水平方向舵機(jī)和垂直方向舵機(jī)，水平方向舵機(jī)和垂直方向舵機(jī)采用串行數(shù)字通訊控制總線連接。
[0019]在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述核心處理器連接接口部件，所述核心處理器通過接口部件連接外部控制設(shè)備。
[0020]在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述攝像模組為CMOS攝像模組。
[0021 ]在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述核心控制器板采用pcduino-V3。
[0022]本實(shí)用新型的支持聲源定位和人臉跟蹤功能的三維跟隨裝置，包括電源模塊、接口部件、麥克風(fēng)矩陣、攝像模組、核心處理器、云臺(tái)機(jī)構(gòu)及兩個(gè)數(shù)字伺服舵機(jī)，麥克風(fēng)矩陣、攝像模組及兩個(gè)數(shù)字伺服舵機(jī)裝置于云臺(tái)機(jī)構(gòu)上，麥克風(fēng)矩陣、攝像模組及兩個(gè)數(shù)字伺服舵機(jī)與核心處理器相連接。本實(shí)用新型的支持聲源定位和人臉跟蹤功能的三維跟隨裝置屬于機(jī)電一體化的智能電子產(chǎn)品，兩個(gè)數(shù)字伺服舵機(jī)構(gòu)成的三維度運(yùn)功云臺(tái)是本裝置的核心運(yùn)動(dòng)單元，所有的跟蹤定位最終都是靠這個(gè)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。
[0023]本實(shí)用新型的支持聲源定位和人臉跟蹤功能的三維跟隨裝置，體積小巧、便于集成使用。本裝置采用了體積小、扭力大且支持位置、速度以及電流反饋的數(shù)字伺服舵機(jī)來做提供運(yùn)動(dòng)動(dòng)力，兩個(gè)數(shù)字舵機(jī)固定在結(jié)構(gòu)體上，一個(gè)負(fù)責(zé)水平位置的運(yùn)動(dòng)、一個(gè)負(fù)責(zé)垂直方向的運(yùn)動(dòng)，由此構(gòu)成一個(gè)三維度的運(yùn)動(dòng)云臺(tái)。本實(shí)用新型的三維跟隨裝置，兩個(gè)數(shù)字伺服舵機(jī)通過配套機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)左右160度、上下160度的云臺(tái)三維空間定位能力；該裝置部署的四個(gè)相同參數(shù)的單指向駐極體麥克風(fēng)構(gòu)成麥克風(fēng)矩陣，麥克風(fēng)矩陣信號(hào)被核心控制器板采集，控制板內(nèi)置聲源定位算法，由此可以實(shí)現(xiàn)聲源定位功能;該裝置配備CMOS攝像模組，其視頻采集信號(hào)通過USB口發(fā)送給核心控制器板，內(nèi)置的人臉跟蹤算法通過調(diào)節(jié)云臺(tái)的運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)讓裝置上的攝像模組鏡頭跟蹤監(jiān)測(cè)到的人臉的運(yùn)動(dòng)功能。
【附圖說明】
[0024]圖1為按照本實(shí)用新型的支持聲源定位和人臉跟蹤功能的三維跟隨裝置的一優(yōu)選實(shí)施例的機(jī)構(gòu)原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)說明，以下描述僅作為示范和解釋，并不對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制。
[0026]如圖1所示，支持聲源定位和人臉跟蹤功能的三維跟隨裝置包括電源模塊、接口部件、麥克風(fēng)矩陣、攝像模組、核心處理器、云臺(tái)機(jī)構(gòu)、兩個(gè)數(shù)字伺服舵機(jī)，以及用于處理麥克風(fēng)矩陣采集信號(hào)的信號(hào)采集及前置音頻處理電路。電源模塊為本裝置供電，電源模塊的兩個(gè)輸出端口分別連接云臺(tái)機(jī)構(gòu)和核心處理器;核心處理器包括核心控制器板和以太網(wǎng)絡(luò)接口；麥克風(fēng)矩陣、攝像模組及兩個(gè)數(shù)字伺服舵機(jī)裝置于云臺(tái)機(jī)構(gòu)上，麥克風(fēng)矩陣、攝像模組及兩個(gè)數(shù)字伺服舵機(jī)與核心處理器相連接。本裝置的麥克風(fēng)矩陣由四個(gè)相同參數(shù)的單指向駐極體麥克風(fēng)連接構(gòu)成；四個(gè)相同參數(shù)的單指向駐極體麥克風(fēng)固定裝置在云臺(tái)機(jī)構(gòu)的底座上，進(jìn)行四通道聲音采樣;麥克風(fēng)矩陣的輸出端連接信號(hào)采集及前置音頻處理電路，通過信號(hào)采集及前置音頻處理電路進(jìn)行四通道聲音采樣信號(hào)的變送和放大處理;信號(hào)采集及前置音頻處理電路的輸出端連接到核心處理器的四路模數(shù)轉(zhuǎn)換引腳上。本裝置的攝像模組固定裝置于云臺(tái)機(jī)構(gòu)的的運(yùn)動(dòng)臺(tái)面上，攝像模組的輸出視頻采樣信號(hào)通過USB連接并傳輸至核心處理器