語(yǔ)音控制的智能小車(chē)設計
1 智能小車(chē)總體結構框圖
智能小車(chē)主要由轉向機構、驅動(dòng)機構、轉向控制模塊、驅動(dòng)控制模塊、遙控模塊和語(yǔ)音控制模塊六大部分組成,如圖1所示。
2 機械本體結構及工作原理
小車(chē)為輪式結構,如圖2所示。機械部分分為轉向機構(圖中橢圓內的部分)和驅動(dòng)機構(圖中橢圓外部分)。轉向機構主要由轉向電機、轉向架和兩個(gè)前輪組成。驅動(dòng)機構采用玩具小車(chē)常用的雙電機驅動(dòng)方案,包括兩個(gè)減速電機和兩個(gè)后輪。轉向機構工作原理為:轉向時(shí)由控制者向小車(chē)發(fā)出轉向信號,轉向電機根據轉向信號正向或反向旋轉一定角度,電機通過(guò)齒輪、齒條系統帶動(dòng)轉向架擺動(dòng)一定角度,最終帶動(dòng)與轉向架固定在一起的前輪偏擺一定角度。小車(chē)在轉向時(shí)由于內、外側的車(chē)輪的轉彎半徑不同,所以?xún)韧鈧溶?chē)輪的轉速也不相同。前輪為從動(dòng)輪,會(huì )根據轉彎角度的大小自動(dòng)調節內、外側車(chē)輪的轉速;而后輪為主動(dòng)輪,其轉速分別由兩個(gè)電機獨立驅動(dòng),不會(huì )根據轉彎半徑自動(dòng)調節轉速。因此小車(chē)轉彎時(shí),控制系統在控制轉向電機的同時(shí)還需要根據轉向角度的大小向兩個(gè)驅動(dòng)電機發(fā)出控制信號,調節兩個(gè)驅動(dòng)電機的轉速使之產(chǎn)生特定的轉速比,從而使轉彎順利進(jìn)行。在這里,轉彎的角度、轉速比與小車(chē)的尺寸及轉彎半徑有關(guān)。
3 控制系統
控制系統包括兩大部分,一部分位于遙控器內,用于識別控制者的命令并將響應的控制信號發(fā)送出去;一部分位于小車(chē)上,用于接收遙控器發(fā)出的控制信號,并根據控制信號控制轉向機構和驅動(dòng)機構,使小車(chē)實(shí)現預期的動(dòng)作。
3.1 遙控器
遙控器主要由語(yǔ)音識別模塊和無(wú)線(xiàn)發(fā)送模塊(編碼芯片、射頻發(fā)送模塊)組成,如圖3所示。遙控器的工作原理為:控制者通過(guò)麥克風(fēng)發(fā)出控制命令,該命令經(jīng)過(guò)語(yǔ)音識別模塊識別后,根據控制信號的類(lèi)型產(chǎn)生一個(gè)8位的控制碼,語(yǔ)音識別模塊通過(guò)其P1端口將控制碼輸出至無(wú)線(xiàn)發(fā)送模塊,然后語(yǔ)音識別模塊發(fā)出控制信號,控制無(wú)線(xiàn)發(fā)送模塊將該控制碼以無(wú)線(xiàn)電波形式發(fā)送出去,車(chē)載控制部分接收到后便控制小車(chē)產(chǎn)生預期的動(dòng)作。
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