【摘要】：隨著生活水平的提高,人們的安全意識、財產(chǎn)保護意識逐漸增強,社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,使得活動場所規(guī)模不斷變大,單靠傳統(tǒng)的人力巡邏和固定攝像頭監(jiān)視,存在人力疏漏、監(jiān)控范圍有限,往往是事倍功半的效果。這已無法滿足如今社會的安防要求,無法保障社會環(huán)境的安全。針對上述存在的問題,本課題旨在設(shè)計一款低成本、高效率、全方位動態(tài)的巡邏監(jiān)聽機器人。本課題所做的工作如下:第一,為在監(jiān)聽到異常聲音后,實現(xiàn)機器人實時定位報警功能,設(shè)計了巡邏監(jiān)聽機器人系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括監(jiān)聽機器人及上位機,利用GPRS技術(shù)進行上位機與機器人的遠距離自主無線通信,解決了WiFi信號不穩(wěn)定、藍牙通信距離近的問題;利用紅外對管實現(xiàn)機器人路徑導(dǎo)航,利用RFID與GPS進行室內(nèi)外定位,可規(guī)定機器人行駛在校園中偏遠角落且不會丟失,利用駐極體話筒及音頻信號編譯碼芯片錄制監(jiān)聽到的聲音,將巡邏位置和聲音監(jiān)測情況數(shù)據(jù)打包發(fā)給上位機。實驗表明,監(jiān)聽到異常聲音后,機器人會做出反應(yīng),實時在上位機彈出通知提醒安保人員,說明巡邏監(jiān)聽機器人可以實現(xiàn)巡邏監(jiān)聽任務(wù)。第二,為實現(xiàn)機器人實時監(jiān)聽功能,設(shè)置了兩種聲音監(jiān)聽情景。第一種,只監(jiān)聽是否有聲音,預(yù)先設(shè)定閾值,當(dāng)監(jiān)聽到聲音時,將對聲音錄制5 s,對其進行浮點化求和,大于閾值時在上位機顯示異常聲音并顯示此時機器人位置。第二種,匹配監(jiān)聽到的聲音,預(yù)先在SD卡內(nèi)存入巡邏環(huán)境中存在的聲音,作為正常聲音,當(dāng)監(jiān)聽到聲音時,利用MFCC-KNN方法進行聲音信號預(yù)處理,特征提取及匹配,匹配上則為正常聲音,否則標(biāo)記為異常聲音并在上位機顯示并顯示此時機器人位置。分別在室內(nèi)外進行兩種情景的實驗,實驗表明,這兩種情況下均可實現(xiàn)聲音的監(jiān)聽,說明巡邏監(jiān)聽機器人可以進行巡邏監(jiān)聽任務(wù)。第三,為進一步提高匹配聲音的準(zhǔn)確度,對梅爾頻率倒譜系數(shù),(Mel Frequency Cepstrum Coefficient,MFCC)進行改進,即在MFCC之前進行閾值濾波以提高聲音匹配辨識精度,減少重疊,消除噪聲。通過與傳統(tǒng)原始MFCC對比,發(fā)現(xiàn)該方法在聲音匹配方面有一定程度提高,即該方法相同聲音的歐式距離值更小,不同聲音的歐式距離值更大。同時,在室內(nèi)外進行該方法的實驗表明該方法可實現(xiàn)聲音的監(jiān)聽,且聲音匹配效果更好。本文設(shè)計了巡邏監(jiān)聽機器人系統(tǒng),實現(xiàn)了自主移動巡邏功能,能夠在機器人上自行進行聲音處理,多傳感器融合等多種技術(shù)為一體構(gòu)成的綜合巡邏系統(tǒng)。結(jié)合其實現(xiàn)的巡邏與監(jiān)聽功能,并在上位機上實時顯示狀態(tài),并利用MFCC-KNN聲音匹配方法及改進的MFCC匹配方法對聲音進行匹配,證明了該巡邏監(jiān)聽機器人的實用性,能夠完成預(yù)期的基本巡邏功能,精度符合實際應(yīng)用要求,為實現(xiàn)未來“人防+機器人防+固定攝像頭監(jiān)視”的智能三防模式有很大貢獻。在安防機器人產(chǎn)品設(shè)計方面具有一定參考價值。
【圖文】：

河北大學(xué)碩士學(xué)位論文要大量的訓(xùn)練樣本，并且性。2007 年，Zajdel W, Kri用于進行音頻分類和識別fficient,PLPC)，MFCC 幾個別性能。而早兩年間，Rad GMM 分類器來訓(xùn)練識別四展現(xiàn)狀美國斯坦福國際研究所的 移動機器人 Shakey，如圖 知和路徑規(guī)劃功能[17]。

通力研究并開發(fā)出了一種自主移動機器人 Shakey，如圖 1-1 所示，它識別復(fù)雜環(huán)境中任務(wù)對象，并實現(xiàn)周圍環(huán)境感知和路徑規(guī)劃功能[17]。圖 1-1 機器人 Shakey2006 年 10 月，意大利的阿爾本加國際機場出現(xiàn)了第一臺自主巡邏移動機器人SER[18](Airport Nonstop Surveillance Expert Robot)，這是意大利熱那亞大學(xué)自主研發(fā)巡邏機器人，可以執(zhí)行機場巡邏任務(wù)，在一些特定地方如貨艙、停機坪等地可以設(shè)置點監(jiān)視，經(jīng)測試運行良好。其運行情況如圖 1-2 所示。
【學(xué)位授予單位】：河北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP242;TN912.34

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6 韓昊e，

本文編號：2670685