51電子網(wǎng)公益庫(kù)存:

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DMN3404L-7

IP4369CX4-H500

MC34074ADR2G

STM32F103RET6

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      該設(shè)計(jì)運(yùn)用三星公司的s3c2440，結(jié)合icroute公司的高性能語(yǔ)音識(shí)別芯片ld3320，進(jìn)行了語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)。在嵌入式linux操作系統(tǒng)下，運(yùn)用多進(jìn)程機(jī)制完成了對(duì)語(yǔ)音識(shí)別芯片、超聲波測(cè)距和云臺(tái)的控制，并將語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于多角度超聲波測(cè)距系統(tǒng)中。通過(guò)測(cè)試，系統(tǒng)可以通過(guò)識(shí)別語(yǔ)音指令控制測(cè)量方向，無(wú)需手動(dòng)干預(yù)，最后將測(cè)量結(jié)果通過(guò)語(yǔ)音播放出來(lái)。http://shichengdz.51dzw.com

      語(yǔ)言是人類(lèi)傳播信息的重要手段，語(yǔ)音識(shí)別則是實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音控制的關(guān)鍵技術(shù)。采用嵌入式語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)使得設(shè)備具有功耗低、使用簡(jiǎn)便、靈活等優(yōu)點(diǎn)，擺脫了復(fù)雜按鍵和按鈕的困擾，在服務(wù)機(jī)器人、智能家居及消費(fèi)電子等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。

      語(yǔ)音識(shí)別主要包括兩個(gè)階段：訓(xùn)練階段和識(shí)別階段。在訓(xùn)練或識(shí)別過(guò)程中，都必須對(duì)輸入語(yǔ)音進(jìn)行預(yù)處理和特征提取。訓(xùn)練階段通過(guò)用戶輸入的若干次訓(xùn)練語(yǔ)音，經(jīng)過(guò)預(yù)處理和特征提取后得到特征參數(shù)，最后通過(guò)特征參數(shù)建模，進(jìn)而建立訓(xùn)練語(yǔ)音的參考模型庫(kù)。而識(shí)別階段是將輸入語(yǔ)音的特征矢量參數(shù)和參考模型庫(kù)中的參考模型進(jìn)行相似性度量，然后把相似度最高的輸入特征矢量作為識(shí)別結(jié)果輸出，從而達(dá)到語(yǔ)音識(shí)別目的，如圖1所示。

      語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)可分為：特定人識(shí)別和非特定人識(shí)別兩種。特定人識(shí)別是指需要對(duì)待識(shí)別人的語(yǔ)音進(jìn)行采集訓(xùn)練，識(shí)別對(duì)象為專(zhuān)門(mén)的人;非特定人識(shí)別是指識(shí)別對(duì)象為大多數(shù)用戶，一般要采集多個(gè)人的語(yǔ)音進(jìn)行錄音、訓(xùn)練和學(xué)習(xí)，從而達(dá)到較高的識(shí)別率。

      在實(shí)際應(yīng)用中，現(xiàn)代技術(shù)開(kāi)發(fā)嵌入式語(yǔ)音識(shí)別有兩種實(shí)現(xiàn)方式：調(diào)入嵌入式語(yǔ)音開(kāi)發(fā)包和外擴(kuò)語(yǔ)音識(shí)別芯片。本文的語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)方案是以嵌入式處理器s3c2440為核心，外擴(kuò)非特定人語(yǔ)音識(shí)別芯片ld3320，并將超聲波測(cè)距模塊和云臺(tái)相結(jié)合作為系統(tǒng)的機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)。系統(tǒng)測(cè)量過(guò)程如下：首先根據(jù)語(yǔ)音指令控制兩自由度云臺(tái)的位姿，使超聲波探測(cè)器指向特定方向，然后開(kāi)啟超聲波探測(cè)器，測(cè)量出前方障礙物距離，最后將測(cè)量結(jié)果轉(zhuǎn)化為可以播放的二進(jìn)制數(shù)據(jù)流，通過(guò)ld3320的播放功能完成數(shù)據(jù)的播放。http://shichengdz.51dzw.com

      硬件電路主要包括語(yǔ)音識(shí)別部分、主控部分、超聲波測(cè)距部分和舵機(jī)控制部分。處理器為三星公司的s3c2440，系統(tǒng)主頻最高可達(dá)533mhz，支持spi、i2c、uart等接口，能夠滿足控制系統(tǒng)的需求。主控芯片s3c2440通過(guò)spi總線完成對(duì)語(yǔ)音識(shí)別模塊的讀寫(xiě)操作，超聲波測(cè)距部分和舵機(jī)控制部分由處理器的gpio進(jìn)行統(tǒng)一控制。

      為了使系統(tǒng)能夠識(shí)別操作人員發(fā)出的語(yǔ)音指令，設(shè)計(jì)中采用了由icroute公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的非特定人語(yǔ)音識(shí)別芯片ld3320，它集成了語(yǔ)音識(shí)別處理電路和一些外部電路，包括ad、da轉(zhuǎn)換器、麥克風(fēng)接口、聲音輸出接口等，不需要外接任何的輔助芯片如flash、ram。在主控制器的控制下，可以識(shí)別出預(yù)先添加到識(shí)別列表中的內(nèi)容。設(shè)計(jì)中參考了icroute發(fā)布的ld3320數(shù)據(jù)手冊(cè)，圖中l(wèi)d3320的p0、p1、p2引腳通過(guò)spi接口與嵌入式處理器相接，控制信號(hào)wrb、csb、rstb以及中斷返回信號(hào)引腳intb與處理器s3c2440直接相連。

      超聲波測(cè)距原理相對(duì)比較成熟，系統(tǒng)中采用超聲波測(cè)距模塊hc-sr04。該模塊有兩個(gè)ttl電平通信引腳，兼容3.3v電平。其中，控制端口trig發(fā)一個(gè)10us以上的高電平，接收端口echo將輸出與距離成正比的高電平信號(hào)。當(dāng)echo有高電平輸出時(shí)就開(kāi)啟處理器定時(shí)器，當(dāng)端口電平跳變?yōu)榈碗娖綍r(shí)關(guān)閉定時(shí)器，根據(jù)定時(shí)器的值可計(jì)算得到障礙物的距離。其中，控制端口trig和接收端口echo分別接至處理器的gpg9、gpg6引腳。http://shichengdz.51dzw.com

      超聲波測(cè)距模塊的感應(yīng)角度小于15°，為了擴(kuò)大測(cè)距的感應(yīng)角度范圍，將超聲波測(cè)距模塊安裝在兩自由度云臺(tái)上，其中，舵機(jī)為sg90(9g)，旋轉(zhuǎn)角度為180°。處理器通過(guò)gpb0和gpb1分別控制兩個(gè)舵機(jī)以實(shí)現(xiàn)云臺(tái)的旋轉(zhuǎn)，以測(cè)量不同方向的障礙物。

              

來(lái)源：eefocus