智能小车的声控、遥控与避障的实现.docVIP

南京航空航天大学电子信息工程学院 第七期科创基金 结题论文 项目名称： 智能小1车的声控、遥控与避障的实现 智能小车的声控、遥控与避障的实现 研究内容提要： 智能小车采用语音识别技术和,红外遥控技术，对其行驶状态进行控制。利用SPCE061A单片机和智能小车控制电路板，实现下述功能： 1.可以通过简单的I/O操作实现小车的前进、后退、左转、右转功能。 2.配合SPCE061A的语音特色，利用系统的语音播放和语音识别资源，实现语音控制的功能。 3.可以在行走过程中声控改变小车运动状态。 4.在超出语音控制范围时能够自动停车。 5.添加遥控功能，实现声控+无线遥控的双控功能。 6.可以探测到障碍物并自主做出躲避。 关键词： 语音识别、语音控制、红外遥控、自动避障 研究的目的和意义 随着计算机和信息技术的发展和应用，包括语音控制和无线遥控等自动控制原理在科学和生活各个方面的运用也更加深入和广泛。 本研究主要基于上述原理制作可通过语音和遥控进行双重控制的小车，并且另外安装各种传感器，以实现小车的前后左右运行，躲避障碍物等功能为目的。通过对相关理论技术的研究和小车的制作，对语音控制和无线遥控原理产生初步的认识和理解，并能够将理论知识运用到实际操控当中。 对于小车的语音控制，主要采用SPCE061A单片机，该器件可以实现语音的存储和放音。通过研究，可以深入理解该单片机的工作机理，学会对语音信号的分析和处理，将课堂上所学概率统计知识，信号分析知识等与实践操作想结合，探究如何运用该器件对小车进行控制并且根据不同指令实现各项功能，从而实现操控的人性化，便捷化和智能化。 对于小车的无线控制，主要采用无线电的遥控通过收发指令实现。此技术与我们所学的信息专业联系更为紧密。通过研究，可以理解无线电的收发原理， 学会对不同电波信号实现分辨和处理，培养我们把电信号转化为实际指令的能力。通过具体的制作来巩固所学的模电，数电，信号分析等知识，做到学以致用。同时，还能够了解本专业的应用前景，发展动向和不足之处，体会到信息工程给我们带来的巨大便利。 对于小车的避障功能的实现，可以在小车内添加各种传感器，根据传感器传回的数据编写算法和程序，从而实现相应的功能。这是对于所学编程知识的具体应用，既可以巩固课堂上所学的知识，又能开拓我们的思维，充分发挥我们的创造性。 另外，通过对小车的组装，还可以学习器件组装，焊接等技术操作能力，锻炼我们的动手能力，实验能力及团队协作能力。 总的来说，语音控制和无线遥控等自动控制原理和我们所学的专业息息相关。其应用范围现在已扩展到生物、医学、环境、经济管理和其它许多社会生活领域中，成为现代社会生活中不可缺少的一部分。随着时代进步和人们生活水平的提高，在人类探知未来，认识和改造自然，建设高度文明和发达社会的活动中，必将进一步发挥更加重要的作用。 语音识别技术的研究开始于二十世纪五十年代。国外，Bell实验室的Davis等人首次研制出能识别十个英语数学的实验装置Audry系统。60年代，提出两大重要研究成果：动态规划和线性预测分析。70年代，线性预测编码技术被Itakura成功应用于使语音识别；Sakoe和Chiba将动态规划的思想应用到语音识别并提出动态时间规整算法；Linda和Markel也首次解决了矢量量化码书生成的方法；统计方法也开始被用来解决语音识别的关键问题。80年代，Meyers和Rabiner研究出多级动态规划语音识别算法；另一个重要的发展是概率统计方法成为语音识别研究方法的主流，其显著特征是HMM模型在语音识别中的成功应用。1988年，美国卡内基－梅隆大学用VQ/HMM方法实现了997词的非特定人连续语音识别系统SPHINX。 而国内，清华大学的王作英教授提出了非齐次隐语音识别的“改进隐含马尔可夫模型” ，可以说是对语音识别模型算法的一次重大革新。赵力等提出了利用偶数帧段输入隐马尔可夫模型，提高了在噪音环境下汉语语音识别系统鲁棒性。李凡等提出一种基于BP神经网络和HMM的混合声学模型；何振亚等提出了一种HMM和径向基函数神经网络（RBF）相结合的语音识别模型；李晶皎提出的基于HMM和自组织神经网络模型的混合模型。 无线电遥控技术发展于本世纪20年代。当时，才刚刚出现无线电遥控的雏形，那时的人们试图将遥控技术应用于无人驾驶飞机和舰船，但由于技术不够完善而未能成功。二次世界大战以后，无线电遥控技术发展迅速，并逐渐在军事、国防、工农业生产以及科学技术等方面得到广泛的应用。70年代后期，模型用的无线电遥控设备也以商品的形式逐渐出现。无线电元件制造技术在短时间内取得了高速发展。高密封的半导体晶