基于arm11的智能语音识别机器人教学平台设计

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1、万方数据第12卷第5期软件导刊V01．12No．52013q5月SoftwareGuideMay．2013基于ARMll的智能语音识别机器人教学平台设计尉健，刘志勤(西南科技大学计算机科学与技术学院，四川绵阳621010)摘要：教学技术平台是开展各种教学的必要条件，是现代教育技术的基础。基于ARMll的智能语音识别机器人教学平台，采用Voyager_IIA旅行家二号自主移动机器人作为教学栽体，通过将WinCE系统移植到ARMll的开发板上从而实现对机器人进行语音控制。该系统不仅可以在教学过程中为学生提供良好的人机交互

2、，而且在计算机教学中，通过该系统促进相关技术和知识的学习。此外，通过对国内外各种语音识别算法进行对比分析，在研究HMM(隐马尔科夫模型)的基础上重点学习微软的SAPl语音识别引擎，并在WinCE系统上进行了实践应用。关键词：SpeechSDK；语音识别；Voyager—IIA旅行家二号；教学平台中图分类号：TP319文献标识码：A文章编号：1672—7800(2013)005—0096-020引言教学技术的进步关键在于构建一个良好的辅助教学支撑平台¨。，通过该平台教师可以方便地展示教学课程信息，学生利用该教学平台可以

3、进行科学实验和工程实践，以获取真实的实验数据。机器人学作为一门综合了机械、电子、计算机及人工智能、仿生等诸多专业的新兴学科，在工程研究和应用领域得到了越来越广泛的重视。我国各大高等院校也纷纷开设与机器人相关的课程，这对普及机器人知识和加强其产业化进程无疑会起到重要的作用一31。基于这种理念，设计了基于ARMll的智能语音识别机器人教学平台。1语音识别机器人教学平台现状教学技术平台¨。是开展各科教学的必要条件，是现代教育教学开展的基础。从近年发展的情况看，各种教学平台的设计与运用在教学过程中起着越来越重要的作用。如何设

4、计满足现代学习者需要的教学平台?如何将计算机技术、通信技术、机器人技术发展优势同现代教学的需求结合起来?这是现在教学平台发展至关重要的方面。现代教学平台在技术发展驱动和现代教育应用形态发展需求下，出现了许多不同的个性化教学技术平台。随着人们对现代教育认识的加深和对传统教育的反思，人们的知识观和教育观发生了很大变化。高校课程改革大举推进，高等教育更要突出实践、突出创新。高校课程要突出沉浸感、交互性、自主性等特征。教学平台本身将从以教学机构为中心逐步走向以学生为中心，教学平台从提供教学内容、教学产品转向为学习服务的功能。

5、国内外许多高等院校都已开展了机器人教学工作。麻省理工学院开设了认知机器人学、机器人学导论、自控机器人设计竞赛和机器人编程竞赛等课程，分别在航空航天学、机械工程学和电气工程与计算机科学专业中开设；北京邮电大学为本科生开设了工业机器人技术，相应的实验课为机器人系统综合性试验b。；浙江大学自动控制系为本科生开设了机器人学，在校内组织了多种形式的机器人竞赛活动，包括FIRA小型足球机器人竞赛、开放性公共目标机器人竞赛等。总之，国内外高校广泛开展了以机器人为对象的教学平台建设，开设机器人技术课程、开展本科毕业设计的机器人实践活

6、动以及多层次机器人竞赛活动。2语音识别技术基本方法语音识别技术目前的主流算法，主要有传统的基于动态时间规整(DynamicTimeWarping，简称DTW)算法、基于非参数模型的矢量量化(VectorQuantization，简称VQ)方法、基于参数模型的隐马尔可夫模型(HiddenMarkovMod—els，简称HMM)方法和基于人工神经网络(ArtificialNeuralNetwork，简称ANN)等语音识别方法。3语音识别机器人教学平台研究与设计3．1设计思路语音识别机器人教学平台，将WindowsCE6．

7、0系统作者简介：尉健(1987一)，男，西南科技大学计算机科学与技术学院硕士研究生，研究方向为计算机嵌入式；刘志勤(1962一)，女，硕士，西南科技大学计算机科学与技术学院教授，研究方向为物联网技术、知识工程、网络教育技术。万方数据第5期尉健，刘志勤：基于ARMll的智能语音识别机器人教学平台设计·97·定制和移植到以ARMll为处理器的核心板上，并且在WindowsCE6．0系统上实现对机器人的语音控制，从而摆脱基于PC机控制的不便。在实现过程中，将应用微软公司开发的SpeechSDK5．1为平台，通过调用微软的S

8、peechSDK语音识别引擎，使用开发板串口连接并驱动机器人执行一些简单的行为动作。3．2语音识别机器人教学平台系统架构本教学系统采用的$3C6410是一款基于ARMll内核的微控制器，其主频达667MHz，并具有丰富的外围接口。本控制器(如图1)的硬件主要包括采用ARMll内核的$3C6410微处理器、机器人驱动器、电源、串口、麦克风、扬声器