基于A(yíng)RM11的家用智能垃圾桶的設計與實(shí)現

　　2.2 特定語(yǔ)音識別算法

　　針對特定語(yǔ)音的識別，采用動(dòng)態(tài)時(shí)間規整(DTW)的算法，是一種把時(shí)間規整和距離測度的計算結合起來(lái)非線(xiàn)性規整技術(shù)，多用于孤立詞的語(yǔ)音識別。語(yǔ)音識別過(guò)程如圖5所示。

　　首先應濾掉輸入語(yǔ)音信號的噪音并進(jìn)行預加重處理，提升高頻分量，然后線(xiàn)性預測系數等方法進(jìn)行頻譜分析，找出語(yǔ)音的特征參數作為未知模式，與預先存儲的標準模式進(jìn)行比較，當輸入的未知模式與標準模式的特征一致時(shí)，ARM便識別輸入的語(yǔ)音信號并輸出結果。

　　3 系統軟件設計

　　系統軟件主要包括：數據采集模塊、SCI通訊模塊、特定聲源定位算法模塊和避障軟件模塊。系統軟件總體流程圖如圖6所示。

　　3.1 特定聲源定位算法設計

　　系統的聲源定位算法主要基于傳聲器陣列時(shí)延估計法，利用A/D采樣模塊檢測不同拾音器所接收到的聲音信號，算法實(shí)現采用廣義互相關(guān)法。ARM采樣得到的波形 接近為正弦波，將對應采樣得到的值放入數組中保存，首先進(jìn)行相關(guān)運算，得出互相關(guān)譜。為避免誤差和雜音的干擾，進(jìn)行多次計算去除了誤差較大的值。其算法流 程圖如圖7所示。

　　同時(shí)，為避免垃圾桶對接收到的任何聲音都進(jìn)行定位，系統在定位時(shí)加入了語(yǔ)音識別，即只對需要的聲音進(jìn)行方位判斷，對特定聲音進(jìn)行語(yǔ)音識別的流程框圖如圖8所示。

　　3.2 避障軟件設計

　　避障軟件模塊采用對ARM的GPIO口查詢(xún)方法。在垃圾桶加電后，主函數中一直查詢(xún)GPIO，某一路的GPIO出現低電平時(shí)，進(jìn)入相應的子函數，執行相應的 控制動(dòng)作。3個(gè)紅外傳感器同時(shí)工作，發(fā)射紅外信號。任何一個(gè)紅外接收裝置接收到反射的紅外信號進(jìn)入相應的子函數執行控制電機轉動(dòng)。紅外避障流程如圖9所示。

　　4 結束語(yǔ)

　　設計的智能垃圾桶“聽(tīng)”到主人的呼喊后能自動(dòng)到達主人身邊，并且能識別主人的聲音進(jìn)行一系列動(dòng)作，經(jīng)試驗證明該設計能夠滿(mǎn)足使用要求。