1. 研究目的与意义
单片机以其强大的控制能力已经被广泛应用于诸多领域,配以各种接口传感器可以实现系统的智能化。而智能小车目前在很多领域都有广阔的应用前景,它可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作,不需要人为的管理,可应用于科学勘探等等的用途。目前,语音识别技术在控制领域也越来越普及,可以实现用语言和机器交谈的地步,本设计中采用凌阳单片机开发板做声控系统,通过语音控制小车的前进、后退、左转、右转、停止。
智能小车,具有广泛的用途,尤其适合那些人类无法工作的环境中工作,无人生产线,仓库,服务机器人,航空航天等领域。作为20世纪自动化领域的重大成就,机器人已经和人类社会的生产、生活密不可分。应此为了使智能小车工作在最佳状态,进一步研究及完善其速度和方向的控制是非常有必要的。其次学习智能小车的制作也是对大学4年学习的一个很好的检测,对今后的学习和工作具有很大的帮助。
2. 课题关键问题和重难点
智能车系统以单片机作为处理核心,整个系统由声控模块、电机驱动模块、舵机驱动模块、与电源模块组成,其中,声控模块用来获取前方声音信号,并经过处理识别以供单片机对小车进行控制;电机驱动模块是智能车的动力来源;舵机驱动模块负责智能车的转向控制;电源模块负责给系统各个模块提供所需要的电压。工作内容主要以以上的3个主要模块(声控模块控制器模块舵机驱动模块)的设计为基础。
这里遇到的问题就在与声控系统与各个模块之间的联系,这里有一定的难度。
此外,在音频资源需要录制出来,这里会需要大量的时间来完成这一项工作。
3. 国内外研究现状(文献综述)
随着电子、信息技术的飞速发展,语音识别被广泛的应用在各个领域。其中,常见的领域有:语音输入系统,如在键盘输入方法;语音控制系统,如工业控制、语音拨号系统、智能家电等;智能对话查询系统,如银行服务,手机话费查询等。
语音识别是一门交叉科学,涉及多门科学,包括信号处理,模式识别,概率论和信息论,发声机理和听觉机理等。语音识别技术是使机器通过识别和理解把语音转变成相应的文本或命令的技术。
目前,语音识别系统按核心硬件来分主要有:以PC机为核心引荐的语音识别系统和以专用芯片为核心的语音识别系统。本设计主要涉及的一种非常适合语音处理的单片机凌阳SPCE061A的原理,并实现基于凌阳SPCE061A单片机的声控小车。
4. 研究方案
该系统采用凌阳科技公司的SPCE061A单片机做为控制核心,采用MIC输入模块,把声音信号转换为电信号,输入到该单片机专用于声音的ADC通道,经自动增益AGC放大,把由A/D转换后的数字信号即声音模型存储到32K的Flash中。外界输入语音命令时,声音信号经由专用ADC通道转换,和已经存储的声音模型比较,当达到一定的相似度时,即判断为识别出语音命令,返回相应的函数值,以此来判断语音命令,根据此返回的命令值来驱动小车的、舵机和动力电机来实现小车的行驶状态的控制。
5. 工作计划
第一周~第二周:查阅资料,完成实现语音识别功能的方案的论证和选择,完成开题报告。
第三周~第四周:实现语音识别功能模块的设计,将音频资源在电脑上录制出来,储存到单片机的flash中去。
第五周~第六周:其他相关模块的设计,即舵机模块和控制器模块两部分的相关设计。
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