基于语音系统的智能轮式机器人导航控制的研究

摘要

为了促进残疾人康复和改善残疾人的生活质量，许多国家利用机器人技术和智能控制技术来对残疾人的护理，开展了对智能轮椅，智能护理床等智能设备的研究。智能轮椅的种类是面向不同的残疾人的。大部分轮椅都是采用手柄来进行控制的。但是由于有些残疾人不能使用按钮或者手柄来控制其移动，这就需要其它的控制方案来满足这类人的需求。 本课题的就是内容以智能轮椅为代表的轮式机器人的语音控制研究，并实现一个完整的能语音控制的导航系统。 本文详细介绍了语音识别的在智能轮式机器人上的应用。介绍了语音的采集、编码，分帧处理，端点检测，特征值的计算，各种识别算法的比较。详细讨论了小词汇量、孤立词语音识别系统的特点、适用范围和实现原理。在此基础上开发并设计了一套语音识别系统。该系统采用LPC（线性预测编码）谱倒数作为语音信号的特征值，并利用DTW（动态时间规整）算法进行识别。该语音识别系统的优点在于：它的可移植性高，使用方便。这套语音是完全照C++可复用设计模式来设计，因此它可以很方便的加入到其它应用程序中。 并且它的功能扩充也是很方便的。另外它的训练过程非常方便。也非常的快速。它可以识别5 种基本移动指令“前”、“后”、“左”、“右”、“停”，并且还可以由用户自定义指令来识别。 最终，将此语音识别系统与Pioneer3-AT 的导航功能结合起来。进行了语音导航的实验。