机器人语音控制系统的设计与实现

a叶弑 20第 3第期 0年 2卷 3 1Elc rn c S i e to i c.& Te h/Ma .1 c. r 5. 201 0

机器人语音控制系统的设计与实现李家旺(山中厚板材有限公司设备机动部，河北唐山 0 3 1 )唐 66 0摘要结合语音识别技术，描述了在局域网环境下，服务器端和客户端的通信，通过麦克风控制远端机器人手

臂做出各种动作。实验验证了语音远程控制智能机器人运动的准确性和实时性。 关键词语音识别；网络通信；智能机器人；套接字 T 31 P1 文献标识码 A 文章编号 10 07—72 (0 0 0 04— 3 80 2 1 )3~ 3 0

中图分类号

De i n a d Re lz to ft e Vo c c g to y tm o e Re o sa c n r lRo o sg n a iai n o h ie Re o ni n S se f r t m t Dit n e Co to b t i h eL i w n i a ag J

( e at n fMo i q imet agh n Mi— i te—l eC . t,T n sa 6 6 0,C ia D pr me t bl E up n,T n sa dt c Se l a o,Ld a gh n0 3 1 o e hk pt hn )Ab ta t Ba e n t ep p lrtc n q eo p e h rc g i o sr c s d o h o u a e h iu fs e c e o nt n, ti a e e ci e h o i h sp p rd s rb stec mmu iain o h nc t fte o sr e t h le ta d t eu e o e mirp o e t o t lt e tn— itn e rb t r t n s l o so c e v rwi te cin n h s ft c o h n oc nr h o g dsa c o o’ a m o f ih als r fa - h h o S i t to s Ex e i n ain v l ae h c u a y a d r a—i n s fte moin o h n elg n o o e tl o— in . p rme tt ai tst e a c rc n e ltme e s o h to fte i tl e trb trmoey c n o d i told b oc . rle yv ieKe wo d s

e c e o i o y rs p e h r c g t n; n t r o n i ewo k c mmu i a i n; i t li e tr b t s c e nc t o nel n o o; o k t g

语音识别技术就是让机器通过识别和理解过程把语音信号转变为相应的文本或命令的高级技术。具有远距离控制功能的基于网络的远程机器人，在海洋探测、军事及人类自身不能到达的各种危险和特殊场所具有独特的作用¨。结合语音识别与网络通信技术， J在 4自由度的 A S—M oo R bt器人平台上，利用其提 E机

2语音识别原理语音识别分为训练阶段和识别阶段：第一步是系统“练”训阶段，任务是建立识别基本单元的声学模型；第二步是“别”阶段。按照一定的准则和测度识与系统模型进行比较，通过判决得出识别结果。本系统是基于小识别词汇量的语音识别系统，采用如图 2 所示的模板匹配法。

供的软件编程接口设计了可对其进行语音远程实时控制的系统，并给客户端和服务器提供了新的控制界面。

1系统组成 语音远程控制机器人系统可以分为本地语音识别发送端和远程机器人控制端，即客户机和服务语

器。它们均是基于 Widw系统。语音远程控制 no s机器人系统的整体结构框图，如图 1所示。嘲络服务客户端接收指令

图 2基于模板匹配的语音识别原理框图

二]二=语音识别模块

2 1语音信号的预处理 .系统采用麦克风将语音信号输人给计算机，再进l机器人运’行指令

I用户语音‘指令

行预加重、分帧加窗处理，然后进行端点检测。其中

加窗使用 H mmn窗，因为 H m ig窗的旁瓣较低， a ig a mn可以有效地克服 G b s象。 ib现 2 2特征提取 .

图 1语音远程控制机器人系统的整体结构框图

收稿日期：2 0 .8 1 09 0—2

特征提取是从短时语音帧中提取对语音识别有效的信息。在孤立词语音识别中，用 M l率的倒谱系 e频

作者简介：李家旺 ( 9 5一 )男，学士。研究方向：设备 18,检测。3 4

数 ( l rqec esu ofc n,MF C) Me FeunyCqt mC e i t r i e C作为语

李

家旺：机器人语音控制系统的设计与实现

音特征取得了较好的效果。 M C F C完整的计算过程，如图 3所示。预处理后

编程过程中只需添加 m e a i为 A 6—p库 S—MR b t ooE开发应用程序库，具体编程过程和说明见其操作手册。

5人机交互系统的实现5 1套接字 ( o k t通信机制 . S ce)

S ce是对应 T P I议的典型应用开发接口。 ok t C/P协 它提供了不同主机问进程通信的端点，应用进程之间要

通过网络进行通信，必须在网络的每一端建立套接字，图3 M C F C计算过程示意图

通过对套接字的“”写”作实现网络通信。作为读、“操网络应用编程界面，S c e隐藏了网络底层的复杂结构 o kt和协议，使得编程人员可以简单地对网络进行操作。

2 3基于隐马尔科夫模型 ( M) . HM的识别过程在语音命令识别中，应用 H MM包括两个步骤， 其中一个重要的步骤就是识别。在进行识别时，为每一

Sce主要有两种通信方式，第一种叫流方式 okt( t a ok t,也称面向连接方式。在这种方式 S em S c e) r

个参考模型计算出产生测试观察的概率，且测试信

下，通信进程之间要先建立一种虚拟的连接，这种方式对应的是 T P协议，其传输特点是通信可靠性高， C 按发送的顺序接收数据；数据被看作是字节流，无长度限制。第二种叫做数据报方式 ( aar ok t, D t a k c e) gm S又称无连接方式，它提供无连接服务，对应的是 U P D协议，这种方式不提供数据无错保证，数据可能丢失或重复，并且接收顺序混乱，报文的长度是有限的。 S c e的编程原理是基于套接字的系统调用。应 o kt用程序首先必须通过系统调用 sce(创建套接字。 ok t ) 然后，调用 bn (将套接字地址与所创建的套接字 id )联系起来。通过 cn et ) acp (两个系统调用 o n c(和 cet )

号按最大概率被识别为某个命令。

3客户一服务器工作模式原理Wid w支持 T P协议，提供标准 S ce调用。 no s C ok t S c e编程均采用客户服务器模式

,客户服务 okt

器模式在操作过程中采用主动请求方式。其 T P传 C输的客户机/务器通讯模型，如图 4所示。服服务器

建立套接字的连接，其中 cnet )于建立连接， onc(用acp (用于使服务器等待来自客户的实际连接。 ce t ) l t (用于面向连接服务器，表明它愿意接收连接。 ie ) sn当一个连接建立后，就可以使用系统调用 sn (和 ed )

FC (发送和接收数据了。最后调用 c ssc e(关 eV ) l eokt ) o

闭套接字，并释放所分配给套接字的资源。5 2客户端的交互界面 .图 5所示的是系统客户端的界面。该系统实现了语音识别的训练及识别、服务器的 I端口设置、运 P及行状态的显示，以及发送识别指令等智能控制功能。

图 4 T P传输的客尸机/务器通讯模型 C服

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4机器人控制系统语音远程控制机器人系统的机器人平台是上海广茂达公司生产的 A S—MR b t能风暴移动机器人。 oo E智 A MR b t S— o o E函数开发库中已提供了完善的运动系统程序代码。其控制系统是在 Widw平台下用 C nos/

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图 5语音远程控制机器人客户端的界面

C++语言为 A—MR bt S oo E开发应用程序的一般方法。

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王波，等：基于 O R G E的红外成像传感器典型物理效应仿真

6结束语 在 OR G E平台仿真了红外成像系 …… 此处隐藏：3879字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……