声音导引系统外文翻译.doc

淮 阴 工 学 院毕业设计(论文)外文资料翻译学 院：电子与电气工程学院专 业：自动化姓 名：顾伟学 号：1061204122外文出处：2006年IEEE国际机器人和自动化会议(用外文写)Proceedings 2006 IEEE InternationalSymposium on Computational Intelligence in Robotics and Automation附 件：1.外文资料翻译译文；2.外文原文。指导教师评语： 年月日签名： 附件1：外文资料翻译译文声音指挥系统自主机器人的指导摘要本文是在声音引导系统自主机器人的基础上提出的一个微控制器项目。拟议的系统包括一个微控制器和一个可以有限识别语音模式的语音识别处理器。对此自主机器人的命令进行分类，这样一个有规划的语音识别处理器可以区分每个子目录下的机器人命令。因此，拟议能辨别声音命令的制度更比一个语音识别处理器重要。三个语音命令是利用三个自主机器人系统芯片PIC16F876微控制器实施的，一个声音从感官识别处理器RSC364和一套射频发射器和接收器以提高控制描述机器人的数量的可能性。1 导言这个新的部分，即一个集成了所有必要的元素设计的主板和在许多不同的生物医学领域和工业机器人的应用的芯片，微控制器在小机器人的设计中是至关重要。很多技术的开发以提高机器人的基础上的行为和智能传感器高效微控制器的性能。据了解，母电路板的设计在微处理器中不是就一种简单的方法为基础，因此设计电路板需要时间和更多成本提供必要组成部分。因此，智能机器人或实施的智能系统微控制器可以减少开发时间。有很多研究处理机器人控制的项目，在这些项目中，有一些项目是建设智能系统的。自从我们读了像1983年黄昏公司出版的伊萨克阿西莫夫的“曙光中的机器人”一书。制造智能机器人或智能系统成为一个研究小组内的迷恋。电脑鼠是一个可以找到一个预定的目标的，放置在一个未知的迷宫的，计算机控制的自主移动机器人。竞争的是电脑鼠赚取的宣传和技术的高度评价。但是，电脑鼠的竞争必须进行在迷宫里的不合理的规范。视觉导引自主车将作为替代电脑鼠的竞争。一个视觉轨道自主车辆可以很容易地制造。零部件大部分是现成的产品和关于软件挑战的货物，质量可以有所不同，以适应学生。然而，由于图像处理和控制赛车的完成是在个人电脑，视觉引导下自主汽车项目更是在计算机视觉相关的课程，更合适、人工智能化、模糊逻辑，而不是与那些微控制器相关。在足球机器人（微型机器人世界杯足球比赛）与智能自主机器人相互竞争的足球其他游戏中，主机计算机处理数据和视觉以获得球和机器人的立场。通过射频通信每个从主机接收数据的机器人计算机的立场。每个机器人根据传感器的数据和目标数据，来决定自己的行为，以玩足球游戏。足球机器人是一个发展迅速的来自不同背景的新的人类跨学科领域，由传感器融合、智能控制、机器人、通讯、图像加工、机电一体化、计算机技术、人工生命等的密切合作，共同发展的智能足球机器人。足球机器人系统需要色觉系统，包括一个个人计算机，彩色摄像头和色觉板。本文在语音指挥系统的自主机器人的基础上，提出了价格和设计利用的微控制器。相比以往的项目该建议的语音命令的系统费用低得多。此外，建议语音指挥系统和其他应用程序之外自主机器人可以根据特点和不同的微控制器传感器更改。图1 设计的语音命令系统自主机器人为了声音的指挥，在自主机器人图1中，语音识别系统的设计。有一种研究了很多有关设计识别系统的声音。大部分的语音识别在工作站已建成的系统中，个人电脑，或DSP（数字信号处理器）芯片的开发语音识别算法。因此，语音识别系统具有内置工作站，个人电脑，或DSP芯片可以实现各种特性。同时，他们可以实现一般环境下的高音质识别率。而由于对语音识别技术建在工作站，个人电脑，或DSP芯片是复杂的，需要更多语音识别处理器提出文件的发展时间。这是一个专用处理器，能够识别声音。因此，如果使用语音识别处理器，该语音识别系统可以建立任何未知的语音识别算法。被选中的语音识别系统运用在自主机器人的声音指挥系统。对于这个声音的输入效率相对于机器人系统其它输入设备进行了讨论。为了指挥的声音自主机器人的任务，相同数量的单词作为任务必须得到认可。由于一个语音识别处理器只能识别一种声音（单词）数量有限，超过了数量限额的自主机器人无法区分任务，不然一个语音识别处理器是可以单独使用。本文中由一个RISC架构微控制器再加上一个语音识别处理器控制不同的机器人。鉴于自主机器人的任务，对每个机器人的任务进行分类，并进行组织，这样机器人的任务在每个目录下的最高数量不超过一个语音识别处理器。这样，语音识别处理器可以区分机器人任务每个子目录。第二部分是关于如何建立一个语音命令系统，可以通过很多辨别声音的机器人任务介绍。第三代声音自主机器人指挥系统在第三部分提出。第四部分讨论拟议声音的优势指挥系统。第五部分设计此指挥系统的好处。第六部分显示测试结果。第七部分讨论的结论和计划。2 拟议的语音命令系统提出的语音指令系统包括一个特殊的低功耗微控制器和语音识别处理器（车辆路径），可以识别声音的数量范围。设我们此车辆路径识别的声音的最大的数量为N2，给予机器人的命令数量是p2，则机器人进行控制该车辆路径的最大的数量为n = N/p系列，如图2。因此，订单可分成组，每个秩序的人都收到一选定的机器人。在这种情况下，每个机器人都可能发生不同的任务。在车辆路径工程中，分两个阶段训练阶段和识别或验证阶段。在训练阶段，运营商将要求发音“说”的命令逐个查单词。提取物的车辆路径模式的声信号，并将其储存在其内部存储器。在这一阶段，运营商可能被要求重复一句话多次，特别是如字的发音是很不同时的情况。在识别阶段，由于语音命令，车辆路径承认了最匹配的声控命令类似的模式在其存储单元，然后发送识别结果到微控制器。图2 对于n机器人的结构语音命令根据识别结果，微控制器选择一个组，提供另一种内存单元的车辆路径。这种存储器单元包含根据选定的组的语音命令。因此，车辆路径根据所选的组下的语音命令等待。语音命令认准车辆路径的微控制器使得命令机器人执行相应的任务和等待的车辆路径下面的语音命令。3 自主语音命令机器人执行一个声音指挥系统和三个自主机器人接收语音指令。对机器人的声音命令被选中的话，用法语控制车辆（“Rouge”, “Bleu”, “Vert”, “Avant”,“Arrire”, “Gauche”, “Droite”, and “Stop”）及其含义被列为表1。表1 语音指令词汇的含义31 语音指挥系统介绍语音指挥系统的介绍，如图6语音命令系统包括一个RSC-364语音识别处理器，一个从微控制芯片的PIC16F876微控制器，一个射频发射模块和一个麦克风。这个RSC-364是一个进行的独立识别的字处理器，可以识别多达15个独立的字模式，最多可以确认60字或词组。在从模式下，由语音输入的响应时间小于200ms。RSC的微控制器系列是低成本的8位的用于消费电子产品而设计的。RSC家族的所有成员都是完全集成，包括语音处理器，A/D转换，D/A转换，光盘的程序存储器，以及片上RAM的电路。RSC-364芯片还包括前扩增益模块VD364，是基于一个特殊的微控制器RSC364， EPROM保存单词的识别， EEPROM型24C65的存储参考词，以及认证程序存储器AT27C512的16条并行接口产生主要程序的结果。要培养和识别15个字，需要一个外部8K字节的EEPROM（电可擦除可编程只读内存）连接到的RSC-364，需要没有软件编程的RSC-364。微控制芯片PIC16F876是一个8位微控制器用于处理高速计算和快速输入/输出操作的设计。由于PIC16F876包括5通道串行端口与10位A/D转换器， 3个8位高速I/O和两个PWM（脉冲调制）模块，这种微控制器可用于设计一个简单的控制器。使用典型应用PIC16F876包括数据采集系统，如机器人运动控制和家电控制。使用一个射频（RF）的命令传输不同的机器人。根据特点和价格，发射器调频433.92兆赫，传输速度5kbs（千字每秒）引用“TXM-433-5射频发射器”被选择。在实施的语音系统，PIC16F876在接口方面与VD364和射频发射器和发送三个自主机器人命令中发挥重要作用。32测试为了试验VD-364手动模式的声音，用按钮来初始化训练模式，该系统要求用户输入声音，这应将输入声音通过话筒连接到的RSC-364。在试验方面，车辆路径每个单词的记忆存储模式。声控命令“Rouge”，“Bleu”，and “Vert”分别联系到选择第一个、第二个和第三个机器人的问题，（Rouge”，“Bleu”，and “Vert”是词代表三个彩色电视主色调）。由于每个机器人语音指令存储在不同的内存区域，不同的语音命令试验可能取决于每个机器人本身。33识别认识到，当通过麦克风输入的语音被侦破， RSC-364试图找到最类似这样输入的声音模式并向PIC16F876发送一个字节代表肯定结果。通过一个TTL缓冲这个字节，74LS245根据这个字节发送到PIC16F876，并发送一个适当的12位格式帧，如图3，其中的4位3-A0代表首先选择机器人的地址，其余位C7-C0表示的执行该机器人的命令。这种格式允许控制多达16台机器人具有256个命令。最后由帧调制和射频发射器传送。图3 格式帧4 自主机器人如图4，本文的机械结构硬件和自主机器人电脑板极其类似。然而，因为在这个文件中自主机器人需要的动作比起做这些简单的任务，这些自主机器人可以更容易地建造。每个自主机器人电脑板包括一个PIC16F84，1 K指令的EEPROM（电可编程只读存储器），两个使用BD134和BD133晶体管直流电动机H桥驱动器，引用“SILRX - 433射频接收器”的射频接收器模块RADIOMETRIX以接收调频433.92兆赫相同传输，发射器（5kbs）的速度，这个接收器是消费者用电子遥控器产品，以及4位微动开关来修复每个地址的机器人。图4 自主机器人框图每一个自主机器人执行相应的任务按如表1收到的命令。命令他们在自主机器人可相应的任务改变，以加强或改变应用程序。5 所设计的系统的利益在第三部分中，语音指令系统的设计是为了使它控制三个自主区机器人。这个语音指挥系统可应用于其他系统以及自主机器人。以下是建议系统的优点：1）建议的规则，指挥和控制人类的声音自主机器人，是完全基于微控制器，如图5。2） 与以前相比，项目的建设智能化在于系统，拟议语音服务的成本指挥系统要低得多。3） 一个自主机器人，是其中一个控制人的声音的机器人可以分配到不同项目研究组，因此需要每个成员的合作。关系到组研究领域成员，这个自主机器人，可分为几个模块，每个模块可以被分配到研究员。例如，一个人设计了一个语音命令系统，另个设计自主机器人，而第三人可能设计几个机器人的行为。图5 概述语音命令系统4） 几个有趣的比赛语音控制自主机器人将成为可能。在竞争中，自主机器人将按人的语音命令执行各种任务。每队可以使用自己的声音命令而和其他球队不同。一个有关比赛的例子是人类语音命令的机器人足球比赛。这是由不同的视觉机器人足球赛。另一个例子是命令一个机器人走出非结构化环境下人类的声音迷宫。如何编写语音控制自主机器人的语音命令可能会改变竞争的结果。事实，如比赛成绩，在时间段内要求完成任务，准确性和原创性将用于评估语音控制自主机器人的竞争。5） 尽管以前的智能系统正在全自动控制，在语音控制自主机器人监督控制之下。然而，它可以用来解决的一些问题监控。问题之一，监督控制是由于时间延迟。时间延迟主要是由于声音识别的时间和对射频信号的接收时间，反应的自主机器人可以看到控制时间延迟的影响。6） 不同的自主机器人系统可以结合不同语音指挥系统的建议。例如，语音控制遥控开关便可以新建使用这个语音指挥系统包括红外线发射器/接收器和一些继电器。一个声音控制消费电子遥控器产品也可使用此新建语音命令系统和红外线发射器/接收器，就像在消费电子遥控器的代码产品是已知的，例如，飞利浦RC5的代码产品。7） 另一个声音指挥系统将有可能建设其他车辆路径外的RS-364 。它会比较每个语音命令的特点系统，如扬声器依赖性，其数量语音识别的识别率，以及识别时间。另外，声音的复杂性指挥系统将取决于它使用的声音识别处理器。6 试验的语音命令系统对开发的系统进行了测试，在L.A.S.A实验室，有两种不同测试条件：从麦克风与说话的距离，以及在固定的识别率噪声和非稳态噪声（诺西）。该系统首先，在实验室外测试，来检测的识别率对环境的影响。测试每个单词识别的25倍以下条件：在实验室外（LASA），在诺基亚SN中，与固定噪声（SN），与诺基亚SN，和LASA在SN。结果显示在图6的数字对应解剖于单词的语音指令顺序，它们出现在表1。图6 实验室外和内的结果7 结论一种基于微控制器自主机器人语音命令系统提出并实施。由于拟议的系统包括车辆路径，微控制器，和其他低成本元件，即射频