Desenvolvimento de Sistema de Orientação Espacial Utilizando Arranjo de Microfones

MURILO MONTEIRO CINEL; Paulo Rogério Scalassara

doi:10.20906/CPS/SICITE2015-0026

Resumo

Este trabalho propõe o desenvolvimento de um sistema de orientação espacial utilizando um arranjo linear uniforme (ULA) de microfones, a fim de se obter uma estimativa acurada da direção de chegada (DOA), possibilitando sua aplicação com comunicação wireless com um robô carro. O robô carro foi projetado para se locomover desviando de obstáculos, comandado por um Arduino UNO ligado em uma placa de controle ponte H dupla (Dual H-Bridge Driver). A velocidade de rotação do motor é controlada utilizando uma técnica chamada Modulação por Largura de Pulso, ou PWM (Pulse Width Modulation). O projeto do sistema de orientação espacial foi inicialmente implantado em plataformas de Arduino e em placas de som USB (1 canal), com aquisição diretamente no MATLAB®. No algoritmo, é utilizado o método da correlação cruzada, que permite obter a defasagem em amostras entre dois sinais, sendo esta defasagem proporcional ao ângulo entre o vetor normal do arranjo e a fonte emissora. Assim, um robô carro com comunicação wireless receberá as coordenadas encontradas pelo arranjo e se locomoverá até o ponto em que se encontra a fonte emissora. Entretanto, a utilização de ambas as superfícies foi rejeitada para o experimento ao serem constatadas perdas de informação ou diferenças entre o número de amostragem de aquisição, quando comparados dois ou mais sinais. Os objetivos futuros consistem em realizar testes utilizando o Texas Instruments® DSP, já que possui alta capacidade de processamento com possibilidade de utilização de sua GPIO para a aquisição ou comunicação externa. O trabalho, portanto, tem o propósito de definir a plataforma mais adequada para a determinação de uma estimativa da DOA com maior precisão para aplicações em robôs.

Palavras-chave: Arranjo linear uniforme; aquisição de sinais; comunicação wireless; direção de chegada