聲控汽車電動(dòng)座椅改裝設(shè)計(jì)

《聲控汽車電動(dòng)座椅改裝設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、聲控汽車電動(dòng)座椅改裝設(shè)計(jì)-石油礦藏論文聲控汽車電動(dòng)座椅改裝設(shè)計(jì)王新新孔慶奎（山東電子職業(yè)技術(shù)學(xué)院濟(jì)南250200）摘要語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)在高檔乘用車媒體系統(tǒng)中已有應(yīng)用，但在車輛操控方面的應(yīng)用還不多見。本研究旨在解決汽車電動(dòng)座椅人性化設(shè)計(jì)不足問(wèn)題，采用非特定語(yǔ)音識(shí)別和單片機(jī)控制技術(shù)，控制汽車電動(dòng)座椅在特定方向上的調(diào)節(jié)。經(jīng)過(guò)改裝測(cè)試，在車內(nèi)靜音環(huán)境中，拾音距離50cm，指令識(shí)別率在90%以上，動(dòng)作執(zhí)行率達(dá)到100%。本系統(tǒng)整體工作穩(wěn)定，實(shí)時(shí)性良好。關(guān)鍵詞汽車電動(dòng)座椅，語(yǔ)音識(shí)別（ASR），控制技術(shù)，位置調(diào)整d

2、oi:10.3969/j.issn.1674-7933.2015.04.003作者簡(jiǎn)介：王新新，男，1968年生，碩士，教授，主要從事及研究領(lǐng)域：電路與系統(tǒng)、電子電路設(shè)計(jì)，Email：[emailprotected]；孔慶奎，碩士，副教授。0引言語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)在高檔乘用車媒體系統(tǒng)中已有應(yīng)用，但在車輛操控方面的應(yīng)用還不多見。本設(shè)計(jì)采用非特定語(yǔ)音識(shí)別及單片機(jī)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了聲控操作汽車電動(dòng)座椅。投入不足二百元，即可對(duì)現(xiàn)有汽車電動(dòng)座椅進(jìn)行改裝。1系統(tǒng)組成系統(tǒng)由語(yǔ)音識(shí)別模塊、控制單元、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、指示裝置、電

3、源模塊五部分組成。語(yǔ)音識(shí)別模塊負(fù)責(zé)接收駕駛員發(fā)出的聲音指令，并對(duì)各種指令進(jìn)行識(shí)別，然后將不同指令對(duì)應(yīng)的編碼發(fā)送給控制單元。控制單元對(duì)接收到的編碼進(jìn)行判斷，依據(jù)判斷結(jié)果和軟件程序指令確定執(zhí)行的動(dòng)作。執(zhí)行機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)執(zhí)行具體動(dòng)作。指示裝置根據(jù)駕駛員發(fā)出的指令，配合執(zhí)行機(jī)構(gòu)，給以相應(yīng)的信號(hào)指示。電源模塊為各部分提供電力支持。2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2.1語(yǔ)音識(shí)別模塊語(yǔ)音識(shí)別模塊采用非特定語(yǔ)音識(shí)別芯片LD3320。LD3320芯片集成了語(yǔ)音識(shí)別處理器和外部電路，包括AD和DA轉(zhuǎn)換器、麥克風(fēng)、聲音輸出等接口，不需要外接任

4、何輔助芯片如FLASH、RAM等[1~2]，直接集成即可實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音識(shí)別/聲控/人機(jī)對(duì)話功能，其識(shí)別的關(guān)鍵詞語(yǔ)列表是可以任意動(dòng)態(tài)編輯的，能夠滿足低功耗、體積小、可通用等要求[3]。語(yǔ)音識(shí)別芯片LD3320首先對(duì)拾音器（MIC）輸入的聲音進(jìn)行頻譜分析，提取出語(yǔ)音特征，然后與關(guān)鍵詞語(yǔ)列表中的關(guān)鍵詞語(yǔ)進(jìn)行對(duì)比匹配，找出得分最高的關(guān)鍵詞語(yǔ)，再輸出該關(guān)鍵詞語(yǔ)識(shí)別碼（ID）。關(guān)鍵詞語(yǔ)以拼音字符串的形式輸入LD3320，關(guān)鍵詞語(yǔ)的ID值也同時(shí)一并輸入。如“座椅向前”的拼音字符串為“zuoyixiangqian”，I

5、D為“01”，它們同時(shí)輸入到LD3320。為提高語(yǔ)音識(shí)別率，模塊添加了一些“垃圾關(guān)鍵詞語(yǔ)”進(jìn)入識(shí)別列表，用來(lái)吸收錯(cuò)誤識(shí)別。語(yǔ)音識(shí)別時(shí)，只有“座椅向前”“升高”等9個(gè)關(guān)鍵詞語(yǔ)是可執(zhí)行的。如果識(shí)別結(jié)果是“垃圾關(guān)鍵詞語(yǔ)”，則說(shuō)明是其他聲音導(dǎo)致的誤識(shí)別，設(shè)備沒(méi)有執(zhí)行動(dòng)作，將會(huì)等待并開始一次新的識(shí)別過(guò)程。比如，我們?cè)O(shè)置了“座椅向前”“升高”等9個(gè)關(guān)鍵詞語(yǔ)，另外再設(shè)置10~20個(gè)發(fā)音相近的“垃圾關(guān)鍵詞語(yǔ)”，如“坐姿好看”“崇高”等進(jìn)入識(shí)別列表，這樣可以降低誤識(shí)別，進(jìn)一步提高設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性。不同的關(guān)鍵詞語(yǔ)

6、可以對(duì)應(yīng)同一個(gè)ID，而ID也可以是不連續(xù)的。例如：關(guān)鍵詞語(yǔ)“升高”和“up”，可以設(shè)置為同一個(gè)ID，后續(xù)進(jìn)行同樣的處理，同樣都執(zhí)行座椅升高動(dòng)作。把“垃圾關(guān)鍵詞語(yǔ)”的ID都標(biāo)記成一個(gè)值，這樣編寫的處理程序比較簡(jiǎn)單，避免添加進(jìn)很多關(guān)鍵詞語(yǔ)后，增加過(guò)多的程序分支[4]。2.2控制單元控制單元采用物美價(jià)廉的STC89C52RC，晶振采用11.0592MHz，語(yǔ)音識(shí)別模塊與單片機(jī)之間采用串行通信方式，波特率為9600bit/s，使用方式3。LD3320的TXD端輸出到單片機(jī)的串行通信接口RXD，如圖2所示。

7、單片機(jī)對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，依據(jù)判斷結(jié)果和軟件程序指令，確定單片機(jī)P1口各引腳的電位。單片機(jī)所有I/O口在系統(tǒng)上電復(fù)位時(shí)全部置1。以座椅“向前—向后”控制為例，當(dāng)駕駛員發(fā)出“座椅向前”的指令時(shí)，經(jīng)語(yǔ)音識(shí)別模塊識(shí)別處理后，向單片機(jī)發(fā)出相應(yīng)的編碼（關(guān)鍵詞語(yǔ)ID）。單片機(jī)接收該編碼，由內(nèi)部硬件將串行口控制寄存器的RI置1，向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求。在滿足中斷響應(yīng)條件的情況下，單片機(jī)自動(dòng)中斷正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)而跳到該中斷源對(duì)應(yīng)的中斷入口地址處，執(zhí)行中斷服務(wù)程序。中斷服務(wù)程序首先關(guān)閉串口中斷，防止在中斷處理過(guò)

8、程中出現(xiàn)新的中斷請(qǐng)求，導(dǎo)致數(shù)據(jù)出錯(cuò)；其次，采用switch()多分支選擇語(yǔ)句，針對(duì)“座椅向前”“座椅向后”“升高”“降低”“后端升高”“后端降低”“直立”“后仰”8條聲音指令分別將P1.0~P1.7的8個(gè)引腳置0。若駕駛員發(fā)出“馬上停止”指令，語(yǔ)音識(shí)別模塊發(fā)出相應(yīng)編碼，使單片機(jī)P1口置1，控制電機(jī)停止工作，即可實(shí)現(xiàn)“馬上停止”功能。2.3執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)由8個(gè)繼電器（K0~K7）和4個(gè)直流電動(dòng)機(jī)（Ma~Md）組成，如圖3所示，其中：Ma為座椅“向前~向后”電動(dòng)機(jī)；Mb為“前端升高~