【導(dǎo)讀】盲人因為失去了視覺感知能力，因此在工作生活上有諸多不便。本文以對語音識別技術(shù)學(xué)習(xí)為目的，介紹了一種基于語音識別的導(dǎo)。對基于凌陽SPCE061A單片機的語音識別系統(tǒng)進行初步的分析與學(xué)習(xí)，的問題，提出了多組語音識別的方法。案，提高了機器人避障的準(zhǔn)確性。

　　

【正文】 } 語音 的 辨識 語音 辨識 部分是 整個語音識別系統(tǒng)的重點 ，這部分程序的直接影響到語音識別準(zhǔn)確性、及時性以及識別后電機動作的執(zhí)行。按照整個語音辨識的流程可以分為辨識初始化、獲取辨識結(jié)果及 執(zhí)行指令動作等 。 語音識別流程詳見圖 57。 圖 57 語音辨識流程 利用 SPCE061A實現(xiàn)語音識別，首先通過調(diào)用 BSR_InitRecognizer(BSR_MIC)函數(shù)對語音識別器進行初始化，啟動識別器。 小車 命令由 SPCE061A 開發(fā)板上的MIC 輸入，單片機對采集到的語音信號進行分析處理，提取出語音的特征信息，江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2020 屆?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 31 然后將此特征模型與訓(xùn)練得到的特征模型進行對比，如果二者達到了一定的匹配度，則輸入的語音被識別。匹配結(jié)果由 BSR_GetResult(void)獲得 ， 獲得識別結(jié)果 ，判斷是否有語音觸發(fā)，如果有語音觸發(fā)則返回識別結(jié)果的 ID 號， ID 號對應(yīng)相對應(yīng)的運動狀態(tài)。 圖 58 執(zhí)行動作指令流程 執(zhí)行動作程序如下： void BSR(void) { int Result。 //辨識結(jié)果寄存 Result = BSR_GetResult()。 //獲得識別結(jié)果 if(Result0) //有語音觸發(fā)？ { *P_IOB_Data=0x0000。 //臨時停車 switch(Result) { case NAME_ID: //識別出名稱命令 Stop()。 //停車待命 break。 江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2020 屆?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 32 case COMMAND_GO_ID: //識別出第一條命令 GoAhead()。 //執(zhí)行動作一：直 走 break。 case COMMAND_BACK_ID: //識別出第二條命令 BackUp()。 //執(zhí)行動作二：倒車 break。 case COMMAND_LEFT_ID: //識別出第三條命令 TurnLeft()。 //執(zhí)行動作三：左轉(zhuǎn) break。 case COMMAND_RIGHT_ID: //識別出第四條命令 TurnRight()。 //執(zhí)行動作四：右轉(zhuǎn) break。 default: break。 } } } 分組語音識別 簡介 語音訓(xùn)練后得到的語音特征模型是保存在 單片機 RAM 中的，每條命令占用96 個字節(jié) ， 而 凌陽 SPCE061A 單片機 RAM空間有限只有 32K， 因此 同時可識別的語音命令數(shù)量 一次 最 多 為 5 條。 但是在實際的智能聲控輪椅中語音命令遠遠超過5條。 那么如何在凌陽單片機的硬件平臺下實現(xiàn)多條語音識別指令呢 ？ 根據(jù)實際情況， 本設(shè)計 提出了兩種解決方案：一、擴 展 凌陽單片機的 RAM；二、采用分組語音識別方式。 江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2020 屆專科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 擴展單片機的 RAM 需要另接外圍 SRAM 擴展電路，硬 件成本高且可靠性不佳。因此我們采用第二種解決方案，采用分組語音識別方式，解決語音指令識別 過少的問題。將多條語音 命令分成若干組，每組 5 條指令。設(shè)置第一組命令中的觸發(fā)命令用于從FLASH 語音模型庫中導(dǎo)入第二組命令的語音模型至 SRAM，同樣，設(shè)置第二組命令中的觸發(fā)命令用于導(dǎo)入第一組命令的語音模型至SRAM。 圖 59 所示為多組命令語音訓(xùn)練流程圖。為方便用戶，如果已經(jīng)訓(xùn)練過 小車 ，可直接將 FLASH 中存儲的語音模型導(dǎo)入 SRAM 中，不需要用戶重新訓(xùn)練，故程序一開始首先判斷輪椅是否已經(jīng)經(jīng)過用戶訓(xùn)練。 如果小車還 沒有經(jīng)過訓(xùn)練， FLASH 中沒有存儲用戶語音模型數(shù)據(jù)。訓(xùn)練前需要先擦除語音模型將占用的相應(yīng) FLASH。 識別成功后 動作執(zhí)行 子程序 智能小車在語音識別成功后就要根據(jù)語音命令做出相應(yīng)的動作，基本動作包括前進、倒車、左拐和右拐等。 通過 分析小車的機械結(jié)構(gòu) 可以得到小車前進的前提條件是前輪保持不動、后輪進行轉(zhuǎn)動，查詢表 31輸入與小車運動狀態(tài)對照表 ，只要保持 IOB6 為高電平， IOB IOB IOB7均為低電平即可實現(xiàn)上述效果。實現(xiàn)小車行進狀態(tài)控制的流程包括：進行語音提示、置端口函數(shù)、進行定時操作。前進 部分子程序 如下 ： void GoAhead() //前進 { PlaySnd(S_ACT1,3)。 //提示 動作進行 圖 59 語音訓(xùn)練流程圖 江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2020 屆?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 34 圖 510 2Hz 中斷函數(shù) *P_IOB_Data=0x0040。 //前進 *P_INT_Mask |= 0x0004。 //開 2Hz 中斷 __asm(int fiq,irq)。 //開 總 中斷 uiTimecont = 0。 //運動 定時清零 } 其他的動作操作基本上與前進一致 ，在此不進行贅述。 雖然已經(jīng)有了前進、后退以及停車等語音控制指令，但是考慮環(huán)境的干擾因素，小車運行時的噪音影響和有效距離的限制，小車運行后可能接收不到語音指令而一直運行。為了防止出現(xiàn)這種情況，加入了時間控制，在啟動小車運行的同時啟動定時器，定時器時間到停止小車的運行，該定時器借助于 2Hz 時基中斷完成，圖 510 所示為該程序的流程圖?？梢栽诔绦蛑行薷?uiTimeset參數(shù)來控制運行時間，當(dāng) uiTimeset=2 時，運行時間為 1s ，以此類推。 在行進過程中 會遇到 各種障礙 ，本設(shè)計利用紅外傳感器進行避障 。 程序如下： void CJ() { if(((*P_IOA_Data)amp。(112))amp。amp。(!((*P_IOA_Data)amp。(113))))// 右邊遇到障礙物 { *P_IOB_Data=0x0050。 ///左拐 Delay()。Delay()。Delay()。Delay()。Delay()。Delay()。Delay()。Delay()。Delay()。Delay()。 Go_Ahead()。 BSR()。 } if((!((*P_IOA_Data)amp。(112)))amp。amp。((*P_IOA_Data)amp。(113)))//左邊江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2020 屆?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 35 遇到障礙物 { *P_IOB_Data=0x0060。 //右拐 Delay()。Delay()。Delay()。Delay()。Delay()。Delay()。Delay()。Delay()。Delay()。Delay()。 Go_Ahead()。 BSR()。 } if((!((*P_IOA_Data)amp。(112)))amp。amp。(!((*P_IOA_Data)amp。(113))))//兩邊遇到障礙物 { *P_IOB_Data=0x0080。 //后退 PlaySnd(S_DCZY,3)。 Delay()。Delay()。Delay()。Delay()。Delay()。Delay()。Delay()。Delay()。Delay()。Delay()。 Go_Ahead()。 BSR()。 } } 江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2020 屆?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 36 總 結(jié) 本設(shè)計主要是以基于凌陽 SPC061A 單片機的語音識別小車為理想模型來對導(dǎo)盲機器人 小 車 進行分析與研究。在模型小車上基本實現(xiàn)了特定人、 孤立 詞語、小容量的語音識別 以及紅外避障等功能 。在實驗過程中發(fā)現(xiàn)在無明顯噪聲以及用戶離 MIC 很近的情況下，識別率能夠達到 95%— 100%。 該設(shè)計方案結(jié)構(gòu)簡單，以單芯片 實現(xiàn)了語音播放與識別以及電機控制 等 功能，相當(dāng)于“語音識別芯片 +51單片機 ”的功能。但是比“語音識別芯片 + 51 單片機”方案實現(xiàn)起來要簡單很多，而且成本也會降低很多。 本設(shè)計雖然在一定程度上實現(xiàn)了語音信號的識別，但是 還 很不成熟存在著若干缺點 ： ，只能由某個特定的用戶進行使用，不符合 語音導(dǎo)盲小車 的實際使用情況。 ，小車在正常環(huán)境中的識別率還是比較高的，但是早較嘈雜環(huán)境中識別率就急劇下降不能很好的進行語音識別。另外，進行語音識別時要求用戶離 MIC 很近，不然很 好的進行識別。 ， 在測試凌陽語音識別系統(tǒng)的過程中發(fā)現(xiàn)存在誤操作的現(xiàn)象，這在語音識別系統(tǒng)中是一個比較嚴重的問題，也從側(cè)面發(fā)映出識別的精度有待提高。 不過 這些不足有利于激發(fā)我的興趣，不斷改進完善 設(shè)計，進一步提高語音識別的精度 。 江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2020 屆?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 37 致 謝 在做設(shè)計期間，首先得到了我的指導(dǎo)老師何金燦的精心指導(dǎo)， 多次 尋找相關(guān)資料， 為我指點迷津，幫助我開拓思路 。何老師以其嚴謹求實的治學(xué)態(tài)度，高度的敬業(yè)的精神， 兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風(fēng)和大膽創(chuàng)新的進取精神對我產(chǎn)生重要影響。 他 淵博的知識、開闊的視野和敏銳的思維給 了我深深的啟迪 。同時何老師致力要求我自己獨立完成設(shè)計，培養(yǎng)我以后做事的獨立性。在此我要表達我內(nèi)心深處最誠摯的感謝。 同時我還要感謝我們電子教研室的每一位老師，是你們引導(dǎo)我的大學(xué)生活，在我的專業(yè)教育方面提供了大量的指導(dǎo)與幫助， 在此 我也要獻上我誠摯的謝意。還有一些 無法一一提到的曾給予我支持和幫助的 同學(xué)們，我仍然要 致以最誠摯的謝意 ! 持續(xù)幾個月的 忙碌，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲， 雖然不是特別完美，但它凝聚了多方的心血， 作為一個 ?？?的畢業(yè)設(shè)計，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo) ，同學(xué)們的支持 合作 ，想要完成這個設(shè)計是難以想象的。 和他們的接觸及溝通 不僅使我樹立了遠大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。 在此我再一次深深得感謝何金燦老師以及指導(dǎo)、關(guān)心和幫助的老師、同學(xué)和朋友們，感謝你們使我不斷的在學(xué)習(xí)中進步，成長。 江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2020 屆?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 38 參考文獻 [1]劉幺和 ,宋庭新 .語音識別與控制應(yīng)用技術(shù) .北京 :科學(xué)出版社 ,2020年 [2]凌陽科技 .凌 陽 16 位單片機開發(fā)實例 .北京 :北京航空航天大學(xué) 出版社 , 2020 年 [3]孔祥洪 ,董昌春 ,王令群 .凌陽 16 位單片機實訓(xùn)教程 .北京 :北京航空航天大學(xué)出版社 ,2020 年 [4]薛鈞義 ,張彥斌 ,虞鶴松 ,樊波 .凌陽 16 位單片機原理及應(yīng)用 .北京 : 北京航空航天大學(xué) 出版社， 2020 年 [5]洪應(yīng) ,宋國富 .凌 陽 16 位單 片機實用技術(shù)教程 .中國鐵道出版社 ,2020 年 [6]張瑩 .基于嵌入式技術(shù)導(dǎo)盲機器人設(shè)計： [學(xué)位論文 ],浙江 :浙江工業(yè)大學(xué)， 2020 年 [7]凌陽科技 .語音小車應(yīng)用方案 .北京 :科學(xué)出版社 ,2020 年 [8]馬繼鵬 ,尚璇 ,蔣空空 ,易江臣 ,王立偉 .基于 51 單片機的語音導(dǎo)盲系統(tǒng) .高新技術(shù) ,2020 年 [9]林陽 .凌陽 16位單片機與其它主 流單片機的比較 .電子世界 ,2020 年 [10]林陽 .用凌陽單片機實現(xiàn)的智能小汽車 .電子世界 ,2020 年 [11]李守軒 ,張華 ,劉繼忠 ,楊武強 ,朱克華 .基于凌陽 SPCE061A 的智能輪椅控制系統(tǒng) .計算機工程 ,2020 年 [12]趙世強 ,荊炳禮 ,趙滿 .凌陽 16位單片機 SPCE061A單片機最小系統(tǒng)設(shè)計 .國外電子元器件 ,2020 年 江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2020 屆?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 39 附 錄 1 系統(tǒng)實物 圖 江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2020 屆?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 40 附錄 2 語音識別 API 簡介 (int AudioSource) 初始化識別器 (int WordID,int TrainMode) 語音訓(xùn)練 (int SDGroupNo) 清除內(nèi)存 () 暫停識別，但不釋放中