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語音控制的智能小車設(shè)計

作者: 時間:2008-11-14 來源:電子技術(shù)應(yīng)用 收藏
  根據(jù)美國玩具協(xié)會的調(diào)查統(tǒng)計,近年來全球玩具銷量增幅與全球平均GDP增幅大致相當(dāng)。而全球玩具市場的內(nèi)在結(jié)構(gòu)比重卻發(fā)生了重大變化:傳統(tǒng)玩具的市場比重正在逐步縮水,高科技含量的電子玩具則蒸蒸日上。美國玩具市場的高科技電子玩具的年銷售額2004年較2003年增長52%,而傳統(tǒng)玩具的年銷售額僅增長3%。英國玩具零售商協(xié)會選出的2001年圣誕最受歡迎的十大玩具中,有七款玩具配有電子元件。從這些數(shù)字可以看出,高科技含量的電子互動式玩具已經(jīng)成為玩具行業(yè)發(fā)展的主流。本文設(shè)計一個具有功能的智能遙控小車。該小車對傳統(tǒng)的手動遙控小車的機械部分做了改進,使之可以實現(xiàn)任意角度轉(zhuǎn)向和以任意速度前進,而不象一般的小車那樣只能以固定角度轉(zhuǎn)向和以固定速度前進,因此更加接近真實的車輛。本文還在小車的控制系統(tǒng)中采用系統(tǒng),使控制者可以用語音對小車進行控制,產(chǎn)生相應(yīng)的動作,而且小車和控制者還具有一定的交互功能。
1 總體結(jié)構(gòu)框圖
  主要由轉(zhuǎn)向機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)、轉(zhuǎn)向控制模塊、驅(qū)動控制模塊、遙控模塊和語音控制模塊六大部分組成,如圖1所示。

本文引用地址:http://www.bjwjmy.cn/article/89522.htm


2 機械本體結(jié)構(gòu)及工作原理
  小車為輪式結(jié)構(gòu),如圖2所示。機械部分分為轉(zhuǎn)向機構(gòu)(圖中橢圓內(nèi)的部分)和驅(qū)動機構(gòu)(圖中橢圓外部分)。轉(zhuǎn)向機構(gòu)主要由轉(zhuǎn)向電機、轉(zhuǎn)向架和兩個前輪組成。驅(qū)動機構(gòu)采用玩具小車常用的雙電機驅(qū)動方案,包括兩個減速電機和兩個后輪。轉(zhuǎn)向機構(gòu)工作原理為:轉(zhuǎn)向時由控制者向小車發(fā)出轉(zhuǎn)向信號,轉(zhuǎn)向電機根據(jù)轉(zhuǎn)向信號正向或反向旋轉(zhuǎn)一定角度,電機通過齒輪、齒條系統(tǒng)帶動轉(zhuǎn)向架擺動一定角度,最終帶動與轉(zhuǎn)向架固定在一起的前輪偏擺一定角度。小車在轉(zhuǎn)向時由于內(nèi)、外側(cè)的車輪的轉(zhuǎn)彎半徑不同,所以內(nèi)外側(cè)車輪的轉(zhuǎn)速也不相同。前輪為從動輪,會根據(jù)轉(zhuǎn)彎角度的大小自動調(diào)節(jié)內(nèi)、外側(cè)車輪的轉(zhuǎn)速;而后輪為主動輪,其轉(zhuǎn)速分別由兩個電機獨立驅(qū)動,不會根據(jù)轉(zhuǎn)彎半徑自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。因此小車轉(zhuǎn)彎時,控制系統(tǒng)在控制轉(zhuǎn)向電機的同時還需要根據(jù)轉(zhuǎn)向角度的大小向兩個驅(qū)動電機發(fā)出控制信號,調(diào)節(jié)兩個驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速使之產(chǎn)生特定的轉(zhuǎn)速比,從而使轉(zhuǎn)彎順利進行。在這里,轉(zhuǎn)彎的角度、轉(zhuǎn)速比與小車的尺寸及轉(zhuǎn)彎半徑有關(guān)。


3 控制系統(tǒng)
  控制系統(tǒng)包括兩大部分,一部分位于遙控器內(nèi),用于識別控制者的命令并將響應(yīng)的控制信號發(fā)送出去;一部分位于小車上,用于接收遙控器發(fā)出的控制信號,并根據(jù)控制信號控制轉(zhuǎn)向機構(gòu)和驅(qū)動機構(gòu),使小車實現(xiàn)預(yù)期的動作。
3.1 遙控器
  遙控器主要由模塊和無線發(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:控制者通過麥克風(fēng)發(fā)出控制命令,該命令經(jīng)過語音識別模塊識別后,根據(jù)控制信號的類型產(chǎn)生一個8位的控制碼,語音識別模塊通過其P1端口將控制碼輸出至無線發(fā)送模塊,然后語音識別模塊發(fā)出控制信號,控制無線發(fā)送模塊將該控制碼以無線電波形式發(fā)送出去,車載控制部分接收到后便控制小車產(chǎn)生預(yù)期的動作。



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