基于SPCE061A的智能小車機(jī)器人的設(shè)計(jì)

摘 要： 介紹了一種基于SPCE061A 的智能音控小車機(jī)器人的設(shè)計(jì)過程， 給出了智能小車的硬件構(gòu)成。從軟件設(shè)計(jì)的角度闡述了小車使用語音辨識(shí)和中斷技術(shù)的智能控制算法， 并詳細(xì)說明了語音辨識(shí)技術(shù)在智能小車上的實(shí)現(xiàn)過程。實(shí)驗(yàn)表明智能小車運(yùn)作良好。

0 引言

隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展， 汽車無需人工操縱已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外一個(gè)比較熱門的話題， 許多人都希望這個(gè)愿望早日實(shí)現(xiàn)， 使自己在更輕松、自由、安全的過程中完成行程。

實(shí)現(xiàn)汽車智能化的技術(shù)非常多， 本文利用目前比較熱門的技術(shù)語音控制技術(shù)， 實(shí)現(xiàn)小車自動(dòng)前進(jìn)、后退、左拐、右拐等， 當(dāng)然所設(shè)計(jì)的小車只是智能汽車的微模型， 還處于模擬演示階段， 要真正實(shí)現(xiàn)智能汽車為人服務(wù)還有很長(zhǎng)一段距離。

1 智能車的核心控制器

SPCE061A 是一款16位獨(dú)具語音特色的控制器， 片內(nèi)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(yùn)算、16 × 16位硬件乘法運(yùn)算和DSP內(nèi)積濾波運(yùn)算， 能夠快速處理復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)， 不需要額外的專用語音控制芯片， 就能實(shí)現(xiàn)語音的編解碼等， 既節(jié)省了設(shè)計(jì)成本， 又能滿足一定的控制要求?？刂破鞑捎媚K化架構(gòu)， 集成了ICE（在線仿真）、鎖相環(huán)振蕩器、時(shí)基控制器、7通道10位AD轉(zhuǎn)換器、單通道AD+ AGC（自動(dòng)增益）轉(zhuǎn)換器、雙通道10位DA轉(zhuǎn)換器、通用異步通信接口、串行輸入輸出接口、電壓監(jiān)控等模塊， 其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 SPCE061A 控制器的結(jié)構(gòu)圖

2 智能小車的總體設(shè)計(jì)

智能小車整體主要由語音輸入電路、語音輸出電路、SPCE061A 控制器、驅(qū)動(dòng)電路等組成。小車的SPCE061控制器通過內(nèi)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(xiàn)語音控制， 語音觸發(fā)小車動(dòng)作， 小車動(dòng)作后， 隨時(shí)可以通過語音指令改變小車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)， 如果行進(jìn)過程中遇到前方有障礙， 小車會(huì)自動(dòng)停車。

3 智能小車的硬件設(shè)計(jì)

1） 語音輸入電路。

小車的語音輸入電路如圖2所示。其中， VM IC 提供傳聲器的電源， VSS是系統(tǒng)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(fù)極的輸入引腳。當(dāng)對(duì)著傳聲器講話時(shí)， 1腳和2 腳將隨著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(nèi)部的運(yùn)算放大器進(jìn)行音頻放大， 經(jīng)過放大的音頻信號(hào)， 通過ADC轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化為數(shù)字量， 保存到相應(yīng)的寄存器中, 然后對(duì)這些數(shù)字音頻信號(hào)進(jìn)行壓縮、辨識(shí)、播放等處理。

圖2 語音輸入電路