语音定位智能寻源垃圾桶的设计讲解

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新型智能垃圾桶的设计方案

新型智能垃圾桶的设计方案

新型智能垃圾桶的设计方案新型智能垃圾桶的设计方案为了解决当前城市生活垃圾管理的难题,提高垃圾分类效率,我们团队设计了一款全新的智能垃圾桶。

这款智能垃圾桶将利用现代科技和人工智能技术,创造出更高效、环保的垃圾分类系统。

该新型智能垃圾桶的设计概念源于人们对于垃圾分类的需求。

我们深入了解了当前垃圾分类存在的问题,并结合用户反馈和市场调研,针对问题提出了创新设计方案。

首先,我们的智能垃圾桶采用了智能感应和自动分拣技术。

通过嵌入式传感器,垃圾桶能够感知到垃圾的种类和数量,并自动开启相应的分类箱。

例如,当用户投放塑料垃圾时,桶体会自动打开塑料垃圾箱,实现自动分类。

其次,我们将应用图像识别和语音识别技术,实现对于垃圾分类的智能辅助。

用户只需将垃圾放入桶内,垃圾桶会通过摄像头捕捉图像,并通过图像识别技术判断垃圾种类。

同时,垃圾桶还通过语音提示,向用户提供正确的分类信息,以引导用户正确投放垃圾。

此外,为了更好地提高垃圾桶的使用率,我们还考虑了垃圾桶的设计与美化。

传统垃圾桶在外观上大多呈圆筒状,显得单调且不协调。

我们将垃圾桶设计为流线型,外观光滑、美观大方。

与此同时,我们还为垃圾桶配备了LED照明灯,使其在夜晚光线不足的情况下也能清晰显示分类口。

为了增加用户对于智能垃圾桶的使用欲望,我们还在垃圾桶上设置了触摸屏和电子显示屏。

通过触摸屏,用户可以随时查询垃圾桶的使用情况和分类准确率。

而电子显示屏则会实时显示当日垃圾容量、剩余容量和分类比例等信息,让用户清晰了解垃圾桶的状态。

为了增加用户的参与感和激励效果,我们还为智能垃圾桶设计了积分制度。

用户每次正确投放垃圾都会获得一定积分,当积分达到一定数量后,可以兑换一些奖品或优惠券,以此来鼓励用户积极参与垃圾分类行动。

综上所述,我们设计的新型智能垃圾桶通过智能感应、自动分拣、图像识别、语音识别以及触摸屏和电子显示屏等技术元素,实现了高效、智能的垃圾分类。

同时,通过流线型外观和LED照明灯的设计,提升了其美观度和夜间可见性。

语音定位智能寻源垃圾桶的设计讲解

语音定位智能寻源垃圾桶的设计讲解

合泰杯单片机应用设计竞赛初赛报告书参赛编号:20160415 学校:重庆机电职业技术学院作品名称:采用语音定位技术的随叫随到智能垃圾桶指导老师:_____________________ 杨川 _____________________参赛队员:_________ 向游李曼芸汤玲_______采用单片机型号:HT66F70A_______________________日期:2015年12月30日一、摘要随着社会经济的不断发展,智能控制技术日益成熟。

现代家居中,人们越来越注重各种电器家具布局的智能化,合理化,科学化以及人性化。

本作品旨在设计一款基于HT66F70A单片机控制的智能家居垃圾桶,该智能垃圾桶采用声音和红外传感器,通过延时估计法实现声源方位的实时检测,具有语音控制垃圾桶行进功能和红外避障功能,同时,智能垃圾桶能快速识别用户发出的各种语音指示,自动完成开启、关闭垃圾桶等动作,真正实现随叫随到,为人们的日常生活带来便利。

本作品完成之后能够很好的管理垃圾桶满足用户的要求,符合科技型、可持续性发展社会的标准。

关键词:HT66F70A声源定位;语音识别;红外式传感器二、作品介绍2.1作品背景随着中国城市和经济的迅速发展,人们的生活水平不断提高,人们在生活中产生的生活垃圾都需要垃圾桶放置,特别是老人、妇女或者残疾人,放置垃圾时存在的诸多不便、费时、费力等问题,提出了具有语音识别功能的智能垃圾桶设计方案,当用户想要扔垃圾时,只要一声令下,垃圾桶就会快速准确到达身边。

同时为了符合节约型、可持续性发展社会的标准,产生了对垃圾桶智能管理的需求。

传统垃圾桶存在占用室内面积,堵墙角过道,远程操控不变,不卫生等现象。

对于占用面积问题和不便捷问题,都是可以通过智能管理来完美解决的。

2.2创作目的为了在满足用户前提下最大限度的省时省力,解决垃圾桶使用便捷的问题,我们设计了一个语音识别系统,来控制垃圾桶的工作状态。

生活中人们都需到一定的垃圾桶放置处扔垃圾,而且考虑到老人、孕妇或者有残疾的病人,所存在的不便、费时、费劲等问题日益突出。

语音定位智能寻源垃圾桶的设计讲解

语音定位智能寻源垃圾桶的设计讲解

合泰杯单片机应用设计竞赛初赛报告书参赛编号:20160415 学校:重庆机电职业技术学院作品名称:采用语音定位技术的随叫随到智能垃圾桶指导老师:杨川参赛队员:向游李曼芸汤玲采用单片机型号: HT66F70A日期:2015 年12月30日一、摘要随着社会经济的不断发展,智能控制技术日益成熟。

现代家居中,人们越来越注重各种电器家具布局的智能化,合理化,科学化以及人性化。

本作品旨在设计一款基于HT66F70A单片机控制的智能家居垃圾桶,该智能垃圾桶采用声音和红外传感器,通过延时估计法实现声源方位的实时检测,具有语音控制垃圾桶行进功能和红外避障功能,同时,智能垃圾桶能快速识别用户发出的各种语音指示,自动完成开启、关闭垃圾桶等动作,真正实现随叫随到,为人们的日常生活带来便利。

本作品完成之后能够很好的管理垃圾桶满足用户的要求,符合科技型、可持续性发展社会的标准。

关键词:HT66F70A;声源定位;语音识别;红外式传感器二、作品介绍2.1作品背景随着中国城市和经济的迅速发展,人们的生活水平不断提高,人们在生活中产生的生活垃圾都需要垃圾桶放置,特别是老人、妇女或者残疾人,放置垃圾时存在的诸多不便、费时、费力等问题,提出了具有语音识别功能的智能垃圾桶设计方案,当用户想要扔垃圾时,只要一声令下,垃圾桶就会快速准确到达身边。

同时为了符合节约型、可持续性发展社会的标准,产生了对垃圾桶智能管理的需求。

传统垃圾桶存在占用室内面积,堵墙角过道,远程操控不变,不卫生等现象。

对于占用面积问题和不便捷问题,都是可以通过智能管理来完美解决的。

2.2创作目的为了在满足用户前提下最大限度的省时省力,解决垃圾桶使用便捷的问题,我们设计了一个语音识别系统,来控制垃圾桶的工作状态。

生活中人们都需到一定的垃圾桶放置处扔垃圾,而且考虑到老人、孕妇或者有残疾的病人,所存在的不便、费时、费劲等问题日益突出。

针对此问题,本系统提出了具有“随叫随到”功能的垃圾桶的设计方案,即当用户想要扔垃圾的时候,只要一声令下,垃圾桶就会快准确无误地来到身边。

语音识别智能分类垃圾桶

语音识别智能分类垃圾桶

语音识别智能分类垃圾桶摘要《深圳市生活垃圾分类管理条例》获广东省人大常委会批准,已于2020年9月1日起正式实施。

对于还没接触或者接触但不熟悉垃圾分类的居民来说,很容易将生活垃圾错分类,同时在自主分类的时候也要花费不少时间。

本文主要分析了智能垃圾分类的需求,通过运用现有技术解决目前遇到的问题,介绍了该设备的结构特点、工作原理、关键技术和使用效果等情况关键词语音识别垃圾分类科技与环保1.设计背景生活垃圾分类是将垃圾按照“可回收垃圾”,“有害垃圾”,“厨余垃圾”和“其他垃圾”分门别类投放,目前已经在北京、上海、广州和深圳等地大力宣传与实施。

但实际上生活垃圾分类管理条例的实施还是存在很多问题,即使人们已经有了垃圾分类的基本意识,对于还没接触或者接触但不熟悉垃圾分类的居民来说,很容易将生活垃圾错分类,同时在自主分类的时候也要花费不少时间。

随着科学技术的不断发展,“垃圾智能分类”这一概念随着需求衍生,但目前已有的产品或者方案存在以下几个问题:大部分在售的智能垃圾桶功能比较简单,价格比较昂贵,且主要以图像识别与APP应用为主,比较繁琐,实用性不强。

同时,媒体上大量推广的智能垃圾桶体积小,只能用于展示,家庭应用极少。

1.结构特点设备整体与大部分垃圾桶类似,为圆柱装,里面有四个扇形区域,区域大小主要参考了各类型生活垃圾的体积与日投递量,见图1。

图1语音识别智能分类垃圾桶内部区域分布图1.关键技术根据设计背景分析,本设备主要是基于语音识别模块、超声波测距模块和舵机控制系统,设计一款语音识别智能分类垃圾桶,操作简单,适用性强。

设备工作流程见图2。

图2语音识别智能分类垃圾桶工作流程图1.语音识别模块语音识别处理技术是下一代多模式交互的人机界面设计中的核心技术之一,本设计采用的是以语音交互专用芯片HBR640为核心的语音识别模块,该模块运用非特定人语音识别算法,使用前不需要进行录音和训练,不论性别,要求用户使用标准普通话,可以得到最好的识别效果。

基于声源定位的智能移动垃圾桶及其系统的制作方法

基于声源定位的智能移动垃圾桶及其系统的制作方法

本技术涉及一种基于声源定位的智能移动垃圾桶及其系统,其中,智能移动垃圾桶包括垃圾桶本体和控制装置,所述控制装置设置在所述垃圾桶本体上;所述垃圾桶本体的底部设有驱动轮,所述驱动轮与驱动轮电机驱动连接;所述控制装置包括:主控模块、语音识别模块、麦克风、音响、声源定位模块、微波测距传感器和运动控制模块,本技术提供的智能垃圾桶可基于声源定位,自主控制垃圾桶向声源地移动,并在此过程中自动避障,可以满足人们随时随地扔垃圾的需求。

权利要求书1.一种基于声源定位的智能移动垃圾桶,其特征在于,包括垃圾桶本体和控制装置,所述控制装置设置在所述垃圾桶本体上;所述垃圾桶本体的底部设有驱动轮,所述驱动轮与驱动轮电机驱动连接;所述控制装置包括:主控模块;语音识别模块,与所述主控模块电连接,用于对外界的语音进行解析,并执行正确的指令;麦克风,与所述语音识别模块电连接,其用于接收外界的语音执行指令;音响,与所述语音识别模块电连接,其用于将指令执行的结果反馈给外界,或发出语音信息提示;声源定位模块,分别与所述主动模块和麦克风电连接,用于将所述麦克风接收的声音信号进行数字信号处理,分析得到声源的位置信息;微波测距传感器,与所述主控模块电连接,用于检测运动方向是否有障碍物;运动控制模块,与所述主控模块电连接,用于根据所述声源定位模块反馈的位置信息和所述微波测距传感器反馈的避障信息,确定行进方向;驱动轮电机驱动器,分别与所述运动控制模块和驱动轮电机连接。

2.如权利要求1所述的基于声源定位的智能移动垃圾桶,其特征在于,所述垃圾桶本体上设置有触摸屏,所述触摸屏与所述主控模块电连接,用于显示垃圾桶的状态信息以及垃圾桶的相关操作。

3.如权利要求1所述的基于声源定位的智能移动垃圾桶,其特征在于,所述垃圾桶本体的上开口上转动设置一垃圾桶盖,打开此垃圾桶盖可更换垃圾袋;所述垃圾桶盖与第一电机驱动连接,所述第一电机通过第一电机驱动器与所述主控模块电连接;所述垃圾桶盖上还设置用于感应垃圾袋是否被拿走的第一传感器,所述第一传感器与所述主控模块电连接;所述垃圾桶盖上开设一垃圾入口,所述垃圾入口上转动设置一垃圾入口盖,所述垃圾入口盖与第二电机驱动连接,所述第二电机通过第二电机驱动器与所述主控模块电连接;所述垃圾入口盖上还设置一用于感应垃圾是否扔入垃圾桶内的第二传感器,所述第二传感器与所述主控模块电连接;所述垃圾桶盖内侧还设有垃圾袋和可用于对垃圾袋进行塑封并截断完成换垃圾袋动作的塑封装置,所述塑封装置与所述主控模块电连接。

智能产品方案设计智能垃圾桶的设计方案

智能产品方案设计智能垃圾桶的设计方案

智能产品方案设计智能垃圾桶的设计方案
一、产品简介
智能垃圾桶是一款可以实现智能垃圾分拣的智能垃圾桶,以及相关的APP,可以实现大量自动垃圾分类,简化垃圾分类过程,提高垃圾分类效率,减少生活垃圾,为人们提供一种高效节约、环保的垃圾容器及分类设备。

二、产品功能
1.垃圾分类:智能垃圾桶实现人工或自动垃圾分类,可以根据垃圾的
型号,大小,重量,材质,危害程度,具体垃圾分类过程可根据用户自主
选择。

2.智能监控:通过智能控制,智能垃圾桶可以实现实时监控垃圾积压,实时发出报警,并可以及时响应操作。

3.APP控制:通过设备APP可让用户远程控制智能垃圾桶,以及远程
监控分类过程等,可以方便的操作,更加易用。

4.行为分析:通过数据统计和机器学习技术,智能垃圾桶可实现行为
分析,可以根据用户的垃圾投放行为,智能分析垃圾分类的效率、效果以
及投放的准确度等。

5.消毒清洗:智能垃圾桶可以根据用户设定定时进行清洗消毒,有效
提升垃圾桶的清洁和安全度。

三、产品设计
1.结构设计:智能垃圾桶采用大能结构设计,可以最大限度的减小垃
圾储存空间的使用。

智能垃圾桶设计方案

智能垃圾桶设计方案

智能垃圾桶设计方案一、背景介绍随着城市化进程的加快,垃圾处理成为一个重要的环境问题。

传统的垃圾桶往往会造成很多的问题,例如垃圾溢出、异味扩散、清理不及时等。

为了解决这些问题,智能垃圾桶应运而生。

通过集成现代科技,智能垃圾桶能够自动感知、分类、压缩和清理垃圾,提高垃圾处理的效率和环境的质量。

二、设计方案1.感知技术:智能垃圾桶应当装备感应器,可以通过红外线、超声波或其他传感器来自动感知垃圾的投放。

当有垃圾被投放进来时,智能垃圾桶能够及时感知,并进行相应的处理。

2.分类技术:智能垃圾桶应当具备分类垃圾的能力,可以通过图像识别、语音识别或其他分类技术,将投放的垃圾正确分为可回收物、有害垃圾和其他垃圾。

这有助于提高垃圾的处理效率和资源的回收利用率。

3.压缩技术:智能垃圾桶应当具备压缩垃圾的能力,可以通过电动机或液压系统将垃圾压缩成较小的体积。

这有助于节约垃圾桶的使用空间,并减少垃圾的次数。

同时,压缩垃圾也有助于减少异味的扩散和垃圾清理的频率。

4.清理技术:智能垃圾桶应当具备自动清理的能力,可以通过自动清洗装置或其他清理技术,对垃圾桶进行定期或按需清洁。

这有助于保持垃圾桶的干净和卫生,提高环境的质量和用户的体验。

5.联网技术:智能垃圾桶应当具备联网能力,可以通过物联网技术与其他智能设备进行连接和数据传输。

通过与城市管理系统、垃圾处理公司等实现数据共享和远程监控,可以实现智能垃圾桶的集中管理和优化垃圾处理流程。

三、功能特点1.实时感知:智能垃圾桶能够实时感知垃圾的投放情况,及时进行分类和处理。

2.智能分类:智能垃圾桶能够通过智能分类技术,准确识别垃圾的类别,并进行分类存放。

3.自动压缩:智能垃圾桶能够将垃圾进行自动压缩,减小占用空间,减少垃圾的次数。

4.智能清洁:智能垃圾桶能够自动清洁,保持垃圾桶的卫生和清洁。

5.数据共享:智能垃圾桶能够通过联网技术与其他设备进行数据共享,优化垃圾处理流程。

四、应用场景1.城市街道:智能垃圾桶可以安装在城市街道上,提供更方便、快捷、卫生的垃圾处理方式,改善城市环境。

智能语音识别分类垃圾桶的设计

智能语音识别分类垃圾桶的设计

智能语音识别分类垃圾桶的设计摘要:垃圾分类处理是我国生态文明建设的重要环节,针对垃圾分类处理中的分类不清问题,设计一种智能语音识别垃圾桶。

该系统以STM32单片机为控制核心,通过超声波模块实现人员监测,使用语音识别模块进行垃圾分类识别,根据识别结果控制对应垃圾桶的开合。

所设计的智能语音识别分类垃圾桶结构简单,使用便捷。

关键词:垃圾桶;语音识别;STM32;智能化0 引言随着城市化进程的加快和经济的快速发展,城市生活垃圾的产生量急剧增加,给环境保护和生态文明建设带来日益增加的承重负担[1-2]。

为了提供更加便利的垃圾分类系统,同时兼顾垃圾分类处理的宣传工作,本文设计一款智能语音识别分类垃圾桶[3-4]。

1 系统总体方案设计智能语音识别分类垃圾桶的总体设计框图如图1所示。

该系统采用STM32单片机作为核心控制器,采用超声波模块实现人员监测,根据监测结果控制垃圾分类系统的启动;使用语音识别模块与核心控制器串口连接,进行垃圾分类语音识别;主控芯片根据垃圾分类识别结果控制四个舵机实现对四个垃圾桶的开合控制;同时采用OLED显示屏幕实现系统必要提示信息,提高系统使用的便利性。

图1智能语音识别分类垃圾桶总体设计框图2 系统硬件设计智能语音识别分类垃圾桶的系统硬件设备采用模块化形式在STM32F103C8T6开发板上进行集成,由主控模块控制各个模块之间接口的数据传递和协同工作。

2.1 主控模块主控模块采用STM32F103C8T6最小系统开发板,STM32F103C8T6是一款基于ARM Cortex-M3内核的32位的微控制器[5-6],工作频率72MHz,内置高速存储器、丰富的增强I/O端口和各种通信接口,能够实现与各种输入和输出模块的实时数据传输和处理,满足智能分类垃圾桶的预期功能设计需求。

2.2 语音识别模块LD3320语音识别芯片属于非特定人语音识别,每次识别最多可以设置50项候选识别句,每个识别句可以是单字、词组或短句,长度为不超过10个汉字或者79字节的拼音串。

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(20160415):(采用语音定位技术的随叫随到智能垃圾桶)合泰杯单片机应用设计竞赛初赛报告书20160415 校学参赛编号::重庆机电职业技术学院作品名称采用语音定位技术的随叫随到智能垃圾桶:指导老师杨川:参赛队员向游李曼芸汤玲:采用单片机型号 HT66F70A:2015 1230 日月日期:年一、摘要随着社会经济的不断发展,智能控制技术日益成熟。

现代家居中,人们越来越注重各种电器家具布局的智能化,合理化,科学化以及人性化。

本作品旨在设计一款基于HT66F70A单片机控制的智能家居垃圾桶,该智能垃圾桶采用声音和红外传感器,通过延时估计法实现声源方位的实时检测,具有语音控制垃圾桶行进功能和红外避障功能,同时,智能垃圾桶能快速识别用户发出的各种语音指示,自动完成开启、关闭垃圾桶等动作,真正实现随叫随到,为人们的日常生活带来便利。

本作品完成之后能够很好的管理垃圾桶满足用户的要求,符合科技型、可持续性发展社会的标准。

关键词:HT66F70A;声源定位;语音识别;红外式传感器二、作品介绍2.1作品背景随着中国城市和经济的迅速发展,人们的生活水平不断提高,人们在生活中产生的生活垃圾都需要垃圾桶放置,特别是老人、妇女或者残疾人,放置垃圾时存在的诸多不便、费时、费力等问题,提出了具有语音识别功能的智能垃圾桶设计方案,当用户想要扔垃圾时,只要一声令下,垃圾桶就会快速准确到达身边。

同时为了符合节约型、可持续性发展社会的标准,产生了对垃圾桶智能管理的需求。

传统垃圾桶存在占用室内面积,堵墙角过道,远程操控不变,不卫生等现象。

对于占用面积问题和不便捷问题,都是可-1-(20160415):(采用语音定位技术的随叫随到智能垃圾桶)以通过智能管理来完美解决的。

2.2创作目的为了在满足用户前提下最大限度的省时省力,解决垃圾桶使用便捷的问题,我们设计了一个语音识别系统,来控制垃圾桶的工作状态。

生活中人们都需到一定的垃圾桶放置处扔垃圾,而且考虑到老人、孕妇或者有残疾的病人,所存在的不便、费时、费劲等问题日益突出。

针对此问题,本系统提出了具有“随叫随到”功能的垃圾桶的设计方案,即当用户想要扔垃圾的时候,只要一声令下,垃圾桶就会快准确无误地来到身边。

并且设计出了一套基于HT66F70A控制的具有语音识别技术的声控智能垃圾桶,实现了对其“随叫随到”的控制。

三、作品功能与实用性设计的作品系统结构包括垃圾桶车体机械结构、硬件控制电路和软件设计三部分。

其中车体机械结构为一部带万向轮的两轮驱动车体,能按照在不同地点处用户发出的声音指令,自动行驶到用户所在地。

本设计通过语音识别模块识别出用户的呼叫命令,同时通过声源定位模块判断用户所处位置,再通过HT66F70A产生驱动电机的PWM信号,利用电机驱动模块驱动垃圾桶向声源方向行驶,并在行进过程中,利用避障模块自行避开障碍物。

同时,该设计还支持用户对打开垃圾桶盖、关闭垃圾桶盖等语音控制。

该设计将智能、便利、个性化融合在一起,为新时代的家居生活和高效率的办公带来方便、快捷和可靠。

四、设计原理4.1作品工作原理本系统采用盛群提供的高性能、低功耗的处理器HT66F70A芯片为核心控制器。

系统包括电源模块、HT66F70A最小系统、声源定位模块、语音识别模块、避障模块和电机驱动模块。

各个模块功能阐述如下:声音采集:由拾音器声音传感器采集声音,通过两级放大电路对语音信号进行放大。

语音识别:Philips公司UDA1341TS专用的语音处理芯片,能对语音实现放大、滤波、采样、A/D或D/A转换及进行数字语音处理功能。

电机驱动:由HT66F70A产生PWM控制信号驱动电机工作。

避障:以红外式传感器探测障碍距离并采用漫反射式光电开关进行避障。

-2-(20160415):(采用语音定位技术的随叫随到智能垃圾桶)通过对采集的声音加以数字语音处理,将输人的语音信号经过音频数字信号编译码器UDA1341TS处理后,与保存在Flash中的参考样本进行对比,找出最佳的声音识别效果,然后由调用函数控制HT66F70A的I/0口,指挥垃圾桶的运动。

电机的驱动电路则采用H桥驱动电路,控制4个桥臂的导通与关断控制电机的运行状态,使之正转反转或者停转,进而控制垃圾桶的行驶。

根据红外探测器发射头发出的光束,被障碍物反射,接收头据此做出判断是否有障碍物。

HT66F70A 根据接收头电平的高低做出相应控制,避免小车碰到障碍物。

最最最最最最最最最最最最最最最最最HT66F70最最最最最最最最最最最最最最最最最最最最最最最最最最最最最图1 系统整体框图4.2声源定位算法针对声源定位,系统采用基于传声器阵列时延估计法来估测用户发声的方向。

基于时延估计的声源定位算法分为两个部分:(1)时延估计,即计算声源到两两传声器之间的时间差。

(2)方位估计,即根据时延和传声器阵列的几何位置估计出声源的位置,其中时延估计的精度是关系到声源定位精确与否的关键因素。

(1)时延估计时延估计采用广义互相关法。

假设两传声器m1和m2间距为d,在没有混响的情况????ttxx:和下,两传声器接受到的信号21??????ttn?xst?a (1) 111???????t?stx?atn? (2)222-3-(20160415):(采用语音定位技术的随叫随到智能垃圾桶)????ts?是声其中,、为声源信号;是声波从声源到传感器的传播衰减系数;21????tntn为环境噪声。

这时,到达、源传播到两个传感器所需延迟时间,即到达时延。

12时延(TDOA)可以采用传统的互相关法进行估计,这时互相关方程为 ??????????dexRx?eG?d22x1xx11122x(3)??????????????j??j00??????????*???XX?GE??x;是权其中,是传声器1、2拾取信号的互相关谱12x1x12???????????G?是广义互相关谱,这样到达时延为函数;2x122x1xx1????就可得到到达时延的不同算法,它的选取可根据根据上式选取不同的权函数12???R 有个比较尖锐的峰值,得到最好的估计实际的声学环境选择相应的准则,使得2xx1???R。

的峰值处即为两传声器间的时延。

但在实际应用中,权函数的选取是一效果21xx个难点。

目前用得较多的是基于互功率谱相位加权(CSP)法,其中加权函数选为?G1/?12???2xx1。

这种方法通过对信号互功率谱的归一化,去除了信号的幅度信息,只保留了信号的相位特性,对于噪声和混响都有一定的抑制效果。

(2)方位估计采用几何定位法,利用角度距离估计方位。

利用两个拾音器摆成如图2所示,利用拾音器1和2接收到得时间差就可以检测出声源偏离主轴的角度θ。

图2:几何定位由图2可得-4-):(采用语音定位技术的随叫随到智能垃圾桶(20160415)AC??arcsin??AB (4) AC = ( t A— t B ) V声音 (5)由于AB距离和 V声音已知,时延(t A一t B)可由式(1)~式(3)算出,再由式(4)和式(5)可求得声源偏移正方向的角度θ,则可控制电机转动使垃圾桶向用户方位旋转并前进。

4.3 特定语音识别算法针对特定语音的识别,采用动态时间规整(DTW)的算法,是一种把时间规整和距离测度的计算结合起来非线性规整技术,多用于孤立词的语音识别。

首先应滤掉输入语音信号的噪音并进行预加重处理,提升高频分量,然后线性预测系数等方法进行频谱分析,找出语音的特征参数作为未知模式,与预先存储的标准模式进行比较,当输入的未知模式与标准模式的特征一致时,HT66F70A便识别输入的语音信号并输出结果。

五、实作设计结构5.1硬件部分系统硬件电路总体结构框图如图3所示,包括电源模块、HT66F70A最小系统、声源定位模块、语音识别模块、避障模块和电机驱动模块。

最最最最最最最最最最最最最最最最最最最最最最HT66F70A最最最最最最最最最最最最最最最最最最最最最最最最最最最最最最最最最-5-(20160415):(采用语音定位技术的随叫随到智能垃圾桶)图3:系统总体结构框图5.1.1 声源定位模块声源定位模块主要包括拾音器构成的麦克风阵列和信号处理单元。

系统中麦克风阵列选用2个拾音器来实现,其监听范围为20~30m2。

由于拾音器所拾取的声音信号太小,易受环境噪声影响,因此有必要对声音信号进行预处理,通过信号调理单元的处理,使其能够满足系统要求。

为了能够将拾音器输出的微弱电信号有效放大,系统采取两级放大电路。

由于A/D模块不能采集负电压信号,因此需要对放大后的电信号进行偏置,使其不出现负电压,便于HT66F70A 采样,使其输出的误差更小。

5.1.2语音识别模块设计采用Philips公司UDA1341TS专用的语音处理芯片,能对语音实现放大、滤波、采样、A/D或D/A转换及进行数字语音处理功能,并且支持IIS总线数据格式,与HT66F70A内置IIS总线接口配合使用。

HT66F70A芯片上内置的IIS接口不但能够读取IIS总线上的数据,为FIFO数据提供DMA的传输模式,而且可以同时传输和接收数据。

UDA1341TS对所采集的语音信号进行采集和编码,由DTW 模型算法进行模板训练,并将训练结果存储在Flash中以便于在语音信号识别阶段读取模板。

在语音信号识别阶段,将输人的语音信号经过音频数字信号编译码器UDA1341TS处理后,通知HT66F70A,与保存在Flash中的参考样本进行对比,找出最佳的声音识别效果,然后由调用函数控制HT66F70A的I/O口,指挥垃圾桶的运动。

5.1.3电机驱动模块电机驱动模块根据HT66F70A控制器输出的控制信号驱动电机的运行。

由HT66F70A产生两路PWM波,通过L298N电机驱动芯片控制两个直流电机,分别驱动左轮和右轮。

直走时两路PWM波频率相位相同,当需要转弯时,改变PWM 波控制相应的电机反转,另一电机正转。

两边形成差速即可实现转弯。

调整反转的的时间,可以控制转弯的大小和快慢,改变PWM波的占空比可以控制小车的速度.-6-(20160415):(采用语音定位技术的随叫随到智能垃圾桶)图4:电机驱动模块电路图5.1.4避障模块避障电路采用漫反射式光电开关进行避障。

光电开关是集发射头和接收头于一体的检测开关,其工作原理是根据发射头发出的光束,被障碍物反射,接收头据此做出判断是否有障碍物。

当有光线反射回来时,输出低电平;当没有光线反射回来时,输出高电平。

HT66F70A根据接收头电平的高低做出相应控制,避免小车碰到障碍物,由于接收管输出TTL电平,有利于HT66F70A对信号的处理。

障碍检测模块作为对外部障碍信息的采集窗口,将行进过程中障碍信息检测出来,并传递给HT66F70A控制器进行处理。

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