基于SPCE061A的智能小車(chē)機器人的設計

摘 要： 介紹了一種基于SPCE061A 的智能音控小車(chē)機器人的設計過(guò)程， 給出了智能小車(chē)的硬件構成。從軟件設計的角度闡述了小車(chē)使用語(yǔ)音辨識和中斷技術(shù)的智能控制算法， 并詳細說(shuō)明了語(yǔ)音辨識技術(shù)在智能小車(chē)上的實(shí)現過(guò)程。實(shí)驗表明智能小車(chē)運作良好。

0 引言

隨著(zhù)汽車(chē)工業(yè)的飛速發(fā)展， 汽車(chē)無(wú)需人工操縱已經(jīng)成為國內外一個(gè)比較熱門(mén)的話(huà)題， 許多人都希望這個(gè)愿望早日實(shí)現， 使自己在更輕松、自由、安全的過(guò)程中完成行程。

實(shí)現汽車(chē)智能化的技術(shù)非常多， 本文利用目前比較熱門(mén)的技術(shù)語(yǔ)音控制技術(shù)， 實(shí)現小車(chē)自動(dòng)前進(jìn)、后退、左拐、右拐等， 當然所設計的小車(chē)只是智能汽車(chē)的微模型， 還處于模擬演示階段， 要真正實(shí)現智能汽車(chē)為人服務(wù)還有很長(cháng)一段距離。

1 智能車(chē)的核心控制器

SPCE061A 是一款16位獨具語(yǔ)音特色的控制器， 片內采用的nSPTM （ microcontro ller and signal processor） 核心處理器， 具有較高的處理速度， 能夠完成16位算術(shù)邏輯運算、16 × 16位硬件乘法運算和DSP內積濾波運算， 能夠快速處理復雜的數字信號， 不需要額外的專(zhuān)用語(yǔ)音控制芯片， 就能實(shí)現語(yǔ)音的編解碼等， 既節省了設計成本， 又能滿(mǎn)足一定的控制要求?？刂破鞑捎媚K化架構， 集成了ICE（在線(xiàn)仿真）、鎖相環(huán)振蕩器、時(shí)基控制器、7通道10位AD轉換器、單通道AD+ AGC（自動(dòng)增益）轉換器、雙通道10位DA轉換器、通用異步通信接口、串行輸入輸出接口、電壓監控等模塊， 其結構如圖1所示。

圖1 SPCE061A 控制器的結構圖

2 智能小車(chē)的總體設計

智能小車(chē)整體主要由語(yǔ)音輸入電路、語(yǔ)音輸出電路、SPCE061A 控制器、驅動(dòng)電路等組成。小車(chē)的SPCE061控制器通過(guò)內置麥克放大器和自動(dòng)增益功能的A /D 通道、D /A通道實(shí)現語(yǔ)音控制， 語(yǔ)音觸發(fā)小車(chē)動(dòng)作， 小車(chē)動(dòng)作后， 隨時(shí)可以通過(guò)語(yǔ)音指令改變小車(chē)的運動(dòng)狀態(tài)， 如果行進(jìn)過(guò)程中遇到前方有障礙， 小車(chē)會(huì )自動(dòng)停車(chē)。

3 智能小車(chē)的硬件設計

1） 語(yǔ)音輸入電路。

小車(chē)的語(yǔ)音輸入電路如圖2所示。其中， VM IC 提供傳聲器的電源， VSS是系統的模擬地， VCM 為參考電壓， 1腳和2腳分別是傳聲器X1 的正極、負極的輸入引腳。當對著(zhù)傳聲器講話(huà)時(shí)， 1腳和2 腳將隨著(zhù)傳聲器輸入的聲音產(chǎn)生變化的波形， 并在SPCE061A 的兩個(gè)端口處形成兩路反相的波形， 送到SPCE061A 控制器內部的運算放大器進(jìn)行音頻放大， 經(jīng)過(guò)放大的音頻信號， 通過(guò)ADC轉化器轉化為數字量， 保存到相應的寄存器中, 然后對這些數字音頻信號進(jìn)行壓縮、辨識、播放等處理。

圖2 語(yǔ)音輸入電路