语音控制的智能小车设计

基于语音控制的智能小车设计随着人工智能和物联网技术的发展，智能小车已经成为了现实。

当今，智能小车已经被广泛应用于工业和家庭领域。

其中，基于语音控制的智能小车是最受欢迎的，因为它是一种非常便捷的控制方式。

基于语音控制的智能小车可以利用语音识别技术，识别用户的语音指令并响应相应的运动。

本文我们将讨论基于语音控制的智能小车设计。

首先，我们将讨论语音识别技术和如何将其应用到智能小车控制上。

其次，我们将讨论智能小车的控制系统和机械结构设计。

最后，我们将介绍智能小车的应用场景和未来发展方向。

一、语音识别技术在智能小车中的应用语音识别技术是一种能够将说话者的语音转化为文字的技术。

它可以为智能小车提供一种智能的控制方式。

在智能小车中，语音识别技术可以构建一个与硬件设备上的语音传感器相连的语音接口。

当用户说话时，语音识别系统将识别用户的指令并将其转化为数字信号。

数字信号通过智能小车的控制系统进行处理，从而实现小车的相应控制。

二、智能小车的控制系统和机械结构设计智能小车的控制系统由语音识别模块、数据处理模块、电机控制模块和电源模块等构成。

语音识别模块在收到语音指令后，会将其转化为数字信号。

数据处理模块会对数字信号进行处理，并根据指令向电机控制模块发送相应的控制信号。

电机控制模块会控制小车的轮子向前、向后或转弯。

电源模块则提供小车所需的电力。

智能小车的机械结构通常包括一个底盘、轮子、马达、电池等。

底盘是小车的主要结构，承受着所有其他部件的重量。

轮子是小车移动的主要部分，通常由橡胶或金属制成。

马达是小车的动力源，通过控制电机控制模块的转速和旋转方向，以控制小车的运动。

电池则为小车提供所需的电能，通常是锂电池。

三、智能小车的应用场景和未来发展方向基于语音控制的智能小车可以应用于家庭，例如用来代替家政服务机器人；可以利用在工业中，例如监测生产线或物流仓库的视线盲区；甚至可以用于军事或警务领域，例如通过语音指令控制无人机。

随着技术的进步，智能小车将会越来越智能化。

毕业设计_无线语音遥控智能车摘要：无线语音遥控智能车是一种结合了无线通信、语音识别和智能控制技术的新型智能玩具。

本文主要介绍了该智能车的硬件设计、软件设计以及实验结果。

实验表明，该智能车能够通过语音指令实现前进、后退、转向等基本动作，具有较高的准确性和稳定性，具有广泛的开发和应用前景。

关键词：无线语音遥控；智能车；语音识别；硬件设计；软件设计一、引言随着科技的不断进步和人们需求的日益增长，智能玩具逐渐成为人们的关注焦点。

无线语音遥控智能车作为一种新型智能玩具，在儿童玩耍和学习中具有广泛的应用前景。

本文旨在设计一种基于无线通信和语音识别技术的智能车，通过语音指令实现对智能车的遥控操作。

该智能车具有简单易用、操作灵活、准确性高等特点，可以有效提高儿童的动手能力和创造力。

二、系统设计无线语音遥控智能车主要由硬件和软件两部分组成。

硬件部分主要包括无线通信模块、语音识别模块、电机控制模块和供电模块等；软件部分主要包括遥控软件和控制算法。

2.1硬件设计无线通信模块采用无线射频模块，可以实现智能车与遥控设备之间的无线通信。

语音识别模块采用成本较低的语音识别芯片，可以实现对语音指令的准确识别。

电机控制模块采用电机驱动芯片，可以控制电机的转动方向和速度。

供电模块采用锂电池供电，可以提供稳定的电源。

2.2软件设计遥控软件采用Android平台进行开发，用户可以通过手机或平板电脑上的应用程序进行遥控操作。

控制算法主要包括语音识别算法和电机控制算法，通过对语音指令的解析和处理，实现对电机的控制。

三、实验结果通过对无线语音遥控智能车进行实验，验证了其可行性和有效性。

实验结果表明，该智能车能够准确识别语音指令，并能够按照指令进行相应动作，如前进、后退、转向等。

同时，该智能车的响应速度快、操作灵活，用户体验良好。

四、结论与展望本文设计了一种基于无线语音遥控的智能车，通过语音指令实现对智能车的遥控操作。

该智能车具有简单易用、操作灵活、准确性高等特点，可以作为一种智能玩具在儿童玩耍和学习中广泛应用。

语音控制的智能小车设计时间：2008-08-01 10:06:00 来源：电子技术应用作者：张晓丽, 张翼飞, 王斌斌根据美国玩具协会的调查统计，近年来全球玩具销量增幅与全球平均GDP增幅大致相当。

而全球玩具市场的内在结构比重却发生了重大变化：传统玩具的市场比重正在逐步缩水，高科技含量的电子玩具则蒸蒸日上。

美国玩具市场的高科技电子玩具的年销售额2004年较2003年增长52％，而传统玩具的年销售额仅增长3％。

英国玩具零售商协会选出的2001年圣诞最受欢迎的十大玩具中，有七款玩具配有电子元件。

从这些数字可以看出，高科技含量的电子互动式玩具已经成为玩具行业发展的主流。

本文设计一个具有语音识别功能的智能遥控小车。

该小车对传统的手动遥控小车的机械部分做了改进,使之可以实现任意角度转向和以任意速度前进,而不象一般的小车那样只能以固定角度转向和以固定速度前进,因此更加接近真实的车辆。

本文还在小车的控制系统中采用语音识别系统，使控制者可以用语音对小车进行控制，产生相应的动作，而且小车和控制者还具有一定的交互功能。

1 智能小车总体结构框图智能小车主要由转向机构、驱动机构、转向控制模块、驱动控制模块、遥控模块和语音控制模块六大部分组成，如图1所示。

2 机械本体结构及工作原理小车为轮式结构，如图2所示。

机械部分分为转向机构(图中椭圆内的部分)和驱动机构(图中椭圆外部分)。

转向机构主要由转向电机、转向架和两个前轮组成。

驱动机构采用玩具小车常用的双电机驱动方案，包括两个减速电机和两个后轮。

转向机构工作原理为：转向时由控制者向小车发出转向信号，转向电机根据转向信号正向或反向旋转一定角度，电机通过齿轮、齿条系统带动转向架摆动一定角度，最终带动与转向架固定在一起的前轮偏摆一定角度。

小车在转向时由于内、外侧的车轮的转弯半径不同，所以内外侧车轮的转速也不相同。

前轮为从动轮，会根据转弯角度的大小自动调节内、外侧车轮的转速；而后轮为主动轮，其转速分别由两个电机独立驱动，不会根据转弯半径自动调节转速。

语音智能小车班级：电子信息工程131小车功能：能识别语音的智能四轮小车，用声音来控制小车的前进、后退、左转与右转，以及停止。

程序设计：#include <AT89X52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int/*****************************IO口定义****************************/sbit EN1 = P1^4; //右轮调速sbit EN2 = P1^5; //左轮调速sbit IN1 = P1^2; /*电机正反转逻辑控制端*/sbit IN2 = P1^3;sbit IN3 = P1^6;sbit IN4 = P1^7;unsigned char a;/**************************子函数定义****************************/void forward() //前进函数{IN1=0; //左电机IN2=1;IN3=1; //右电机IN4=0;EN1=1;EN2=1;}void back() //后退函数{IN1=1; //左电机IN2=0;IN3=0; //右电机IN4=1;EN1=1;EN2=1;}void left() //左转函数{IN1=0; //左电机IN2=0;IN3=1; //右电机IN4=0;EN1=1;EN2=1;}void right() //右转函数{IN1=0; //左电机IN2=1;IN3=0; //右电机IN4=0;EN1=1;EN2=1;}void stop() //停止函数{IN1=0; //左电机IN2=0;IN3=0; //右电机IN4=0;EN1=1;EN2=1;}/***************************主函数*****************************/ void main(){TMOD=0x20;//定时器1使用初值自动重装方式，方式2TH1=0xfd;TL1=0xfd;//9600波特率初值TR1=1;//允许定时器计数SM0=0;//方式1设置SM1=1;REN=1; //允许串口接收EA=1; //开总中断ES=1; //开串口中断while(1) //while循环{if(a==1) //接收到“前进”语音命令{forward(); //小车前进}else if(a==2) //接收到“后退”语音命令{back(); //小车后退}else if(a==3) //接收到“左转”语音命令{left(); //小车左转}else if(a==4) //接收到“右转”语音命令{right(); //小车右转}else if(a==5) //接收到“停止”语音命令{stop(); //小车停止}else{stop();}}}void serial() interrupt 4 //串口中断函数{if(RI==1)//如果是接收中断，进行下面工作{a=SBUF;//串口接收到到的数据存放到a中RI=0;//接收中断标志位标志}if(TI==1)//如果是发送中断，直接清零发送中断标志，不做任何工作{TI=0; //发送中断标志位清零}}设计总结：我们小组本次设计的这个声控智能小车，从设计开始的时候我们当初只是把声控当作一个附加功能，在不知道能不能成功的情况下，先把小车以及单片机的程序先弄了出来，最后在弄到声控组件之后，我们组还是决定把这个声控模块加了上去（毕竟东西都到了，先弄了再说），当作我们也遇到了许多挫折，但是最后弄清楚了声控原理之后，还是把这个声控模块成功的安装在了小车上。

语音控制车辆方案设计案例在智能时代，随着科技的不断发展和应用，越来越多的新型智能设备和控制技术得到了广泛应用。

语音控制技术是其中的一个重要方向，它可以帮助我们更加便捷、智能地控制设备。

在本文中，我们将介绍一种基于语音控制的车辆方案设计案例。

设备和技术目前，基于语音控制技术的车辆控制方案主要分为两种：第一种是通过语音指令控制车辆的行驶方向和速度，驾驶员可以通过口头命令指示车辆前进、后退、左转或右转等动作；第二种是利用语音识别技术，将驾驶员的语音指令转化成对应的行驶控制信号，然后发送到控制模块，通过控制器对车辆进行精细控制。

在此案例中，我们将采用第二种方案，具体使用的技术包括：Raspberry Pi、语音识别模块、WiFi模块、L298N电机驱动模块等。

系统设计该系统由四个部分组成：语音识别模块、WiFi模块、L298N电机驱动模块和Raspberry Pi单片机。

其中，语音识别模块用于将语音指令转化成相应的命令码；WiFi模块负责将命令码发送到Raspberry Pi单片机上；L298N电机驱动模块则通过单片机接收到的命令码来控制车辆的行驶；Raspberry Pi单片机可以理解为中心控制器，负责接收和处理WiFi模块发送过来的命令码，然后通过L298N电机驱动模块对车辆进行控制。

具体实现流程如下：1.集成语音识别模块，提取控制信号2.通过LAUNCH-EW202 WiFi模块将控制信号上传至Raspberry Pi3.Raspberry Pi单片机接收控制信号，并进行处理4.处理后的命令码通过GPIO控制L298N电机驱动模块5.电机模块接收代码并调整电机的方向和转速系统测试为了验证该系统的可行性和可靠性，我们对其进行了一系列测试。

测试环境为一些特定场景下的车辆行驶，包括普通道路行驶和特殊困难路面的行驶。

在测试过程中，我们发现该系统的响应速度和实时性都非常不错，语音指令识别的准确性也很高，车辆行驶时的稳定性和安全性也得到了保障。

语音控制车辆方案设计图随着人工智能技术的迅速发展，语音识别技术已经逐渐成为人们生活中不可或缺的一部分。

利用语音控制技术可以实现自动化、智能化的汽车控制系统，提高行车安全性和便捷性。

本文将介绍一种基于语音控制的车辆控制方案设计，实现语音指令控制车辆行驶、转弯、停车等基本操作。

系统框架设计本文所提到的语音控制车辆方案设计主要涉及以下两个部分：•语音识别模块：识别用户说出的语音指令并将其转换为指令码•控制模块：接收指令码并执行相应的控制操作下面是系统的框架设计图：语音识别模块 <- 语音指令 -> 控制模块 <- 车辆控制指令 -> 车辆动作整个系统由两部分组成，语音识别模块和控制模块。

用户通过说出指定的语音指令触发系统，语音识别模块将识别到的指令转换为指令码并传递给控制模块，控制模块收到指令码后将根据其内容执行相应的车辆控制指令，并实现车辆的动作。

下面我们将分别介绍语音识别模块和控制模块的设计。

语音识别模块设计语音识别模块是整个系统的核心部件，主要负责将用户的语音指令识别为指令码。

该模块包括了语音采集、语音预处理、特征提取、语音识别四个部分。

具体实现流程如下：1.语音采集：使用麦克风采集用户说出的语音指令2.语音预处理：对采集到的语音信号进行降噪、滤波、分帧等处理3.特征提取：从预处理后的语音信号中提取特征向量，并对特征向量进行归一化和压缩4.语音识别：使用深度学习算法对提取出来的特征向量进行分类，最终将语音指令识别为指令码通过以上的一系列处理，最终将用户说出的语音指令转换为指令码并传递给控制模块。

控制模块设计控制模块是整个系统的执行部分，负责接收指令码并执行相应的车辆控制指令。

该模块可以分为两部分：控制指令解析和车辆动作控制。

具体实现流程如下：1.控制指令解析：根据指令码进行解析，将指令码转换为具体的车辆控制指令2.车辆动作控制：根据控制指令控制车辆行驶、转弯、停车等操作最终，整个系统通过语音控制，实现了车辆的自动化、智能化控制。

基于语音识别的智能小车摘要随着计算机技术、模式识别和信号处理技术及声学技术等的发展，使得能满足各种需要的语音识别系统的实现成为可能。

近二三十年来，语音识别在计算机、信息处理、通信与电子系统、自动控制等领域中有着越来越广泛的应用。

本设计是语音识别在控制领域的一个很好实现，它将原本需要手工操作的工作用语音来方便地完成。

语音识别按说话人的讲话方式可分为孤立词(Isolated Word)识别、连接词(Connected Word)识别和连续语音(Continuous Speech)识别。

从识别对象的类型来看，语音识别可以分为特定人(Speaker Dependent)语音识别和非特定人(Speaker Independent)语音识别。

本设计采用的识别类型是特定人孤立词语音识别。

本系统分上位机和下位机两大方面。

上位机利用PC上MATLAB强大的数学计算能力，进行语音输入、端点监测、特征参数提取、匹配、串口控制等工作，根据识别到的不同语音通过PC串口向下位机发送不同的指令。

下位机是单片机控制的一个小车，单片机收到上位机传来的指令后，根据不同的指令控制小车完成不同的动作。

该设计对语音识别的现有算法进行了验证和实现，并对端点检测和匹配算法进行了些许改进。

本设计达到了预期目标,实现了所期望的功能效果。

关键词：MATLAB，语音识别，端点检测，LPC，单片机，电机控制SMART CAR GASED SPEECH RECOGNITIONABSTRACTWith the development of computer technology,pattern recognition,signal processing technology and acoustic technology etc, the speech recognition system that can meet the various needs of people is more possible to achieve.The past three decades, the voice recognition in the field of computer, information processing, communications and electronic systems, automatic control has increasingly wide range of applications.Speech recognition by the speaker's speech can be divided into isolated word (Isolated Word) identification, conjunctions (Connected Word) and continuous speech recognition (Continuous Speech) identification. Identifying the type of object from the point of view, the voice recognition can be divided into a specific person (Speaker Dependent) speech recognition and non-specific (Speaker Independent) speech recognition. This design uses the identification type is a specific person isolated word speech recognition.This design is of a good implementation of speech recognition in the control field, it does the work that would otherwise require manual operation by the voice of people easily.This system includes two major aspects:the host system and the slave system. The host system use the MATLAB on the computer which has powerful mathematical computing ability to do the work of voice input, endpoint monitoring, feature extraction, matching, identification and serial control,then it send different commands through the PC serial port to slave system according different recognised voice. The slave system is a car controlled by a single-chip micro-controller.It controls the car do different actions according different instructions received.The design is checking and realization of the existing speech recognition algorithm and I the endpoint detection and matching algorithms were slight improved.This design achieved the expected goals and achieved the desired functional effect.KEY WORDS：MATLAB,Speech Recognition,Extreme Points Test,LPC,Chip Microcomputer,Motor Drive目录前言 0第1章系统总体设计方案介绍 (2)第2章上位机设计 (3)§2.1 语音识别简介 (3)§2.1.1 语音识别发展 (3)§2.1.2 语音识别的分类 (3)§2.2 声音录入 (4)§2.3 声音的预处理 (5)§2.3.1 欲加重处理 (5)§2.3.2 分帧处理 (5)§2.4 端点检测 (5)§2.4.1 过零率 (5)§2.4.2 音量 (7)§2.4.3 过零率和音量积谱 (7)§2.4.4 用过零率和音量积谱来检测端点8§2.5 特征参数提取 (9)§2.5.1 特征参数概述 (9)§2.5.2 用MATLAB实现LPC系数的计算13§2.6 语音识别中的模式匹配 (13)§2.6.1 DTW算法原理 (13)§2.6.2 程序实现 (16)§2.7 MATLAB上的GUI设计 (18)第3章下位机设计 (19)§3.1 小车总体设计 (19)§3.1.1 小车总体框图 (19)§3.1.2 小车结构设计 (20)§3.2 小车硬件设计 (20)§3.2.1 单片机电路设计 (20)§3.2.2 驱动电路设计 (22)§3.2.3 稳压电路设计 (23)§3.3 小车软件设计 (23)§3.3.1 主程序流程图 (24)§3.3.2 部分主程序 (24)§3.3.3 底层驱动程序 (27)结论 (28)参考文献 (30)致谢 (31)附录 (32)前言随着计算机技术、模式识别和信号处理技术及声学技术等的发展，使得能满足各种需要的语音识别系统的实现成为可能。

信息工程1 系统设计■1.1 设计任务和要求本设计的目标是设计并制作一辆语音控制的智能化小车。

主要达到的要求:（1）能够实现对小车的语音控制（包括前进、倒退）；（2）控制的方式是实现无线语音遥控，且控制的距离不小于5米；（3）在能实现无线语音控制的基础上能实现小车角度的控制；（4）进一步分析小车系统的定位功能，在目标场地上能实现六个目标点的坐标反馈。

■1.2 设计方案1.2.1 实现方法要求设计并制作语音控制的智能化小车（下文简称小车），能够实现对小车的语音控制，控制的方式是无线语音控制，且控制的距离不小于5米，在能实现小车基本动作的基础上实现小车左右特定角度的偏转。

本设计可分为两个系统：控制系统和小车系统。

小车系统可分为：控制模块、无线接收模块、角度控制模块、显示模块、电机驱动模块；控制系统可分为：语音识别系统、发射模块。

设计主要是采用STM32F030单片机作为小车系统的核心控制芯片；以nRF401模块作为小车的无线接收模块；以ZCC220型号的电子罗盘作为角度控制模块；显示部分则采用3连LED数码管进行显示。

控制器部分的语音识别系统采用凌阳61简易板；用nRF401模块作为控制器信号的发送部分。

小车系统的结构框图如图1所示，小车系统原理图如图2所示；1.2.2 各部分方案设计（1）控制模块采用ST公司成熟低功耗微处理器的STM32F030单片机作为主控MCU。

工作主频为48MHz,其内核为ARM 的Cortex M0架构,具备32k闪存及4k缓存，处理能力相较之前的8位或16位有很大的提升，同时在功耗上有所降低。

（2）无线接收模块采用nRF401无线收发模块。

nRF401可以实现高效的无线传输，传输的速率可达20K，发射功率可调，最大发射功率在+10dBm，灵敏度在-105dBm。

天线接口设计为差分天线，可以使用低成本的PCB天线[1]。

nRF401天线在硬件设计接法简单，数据在传输过程简单且比较稳定，传输抗干扰能力强，误码率小。