基于语音识别的轮椅机器人无线监控系统研究

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1、基于语音识别的轮椅机器人无线监控系统研究南昌大学硕士学位论文基于语音识别的轮椅机器人无线监控系统的研究姓名：李余庆中请学位级别:硕士专业:机械电子工程指导教师:张华200906011摘要摘要语音识别是让机器通过识别和理解过程把语音信号转变为相应的文本或命令的技术。把语音识别技术、图象识别技术、短距离控制、与机器人技术相结合，正成为目前研究的热点。如轮椅机器人的人机短距离交互问题的研究，不但具有较好的理论意义，而且有较大的实用价值。本论文包括以下几部分内容：首先，建立了基于语音识别的轮椅机器人无线监控系统硬

2、件平台。米用上位机，下位机的方案构建无线语音识别监控系统。系统可以视频实时传输来观察轮椅的运动状态和病人的情况:操作人员能够用语咅通过麦克风发出控制命令指挥轮椅机器人执行规定的任务。其次，研究了语音识别的基本原理，并着重研究隐马尔可夫模型的语音识别算法。在平台上构建了一个基于隐马尔可夫模型的孤立词语音识别系统。该系统完成了语音识别的主要过程，包含预处理、端点检测、特征参数提取和模式匹配。利用隐马尔科夫模型完成了汉语语音“到“的训练和识别。多人实验的结果表明，该系统的识别率达到%左右。介绍基于图象的标识物识

3、别过程，介绍了图象预处理，图象的分割，图象边缘提取，再用变换得到标识物的中心坐标，计算出机器人的位姿，根据路径规划，得到机器人运动曲线。控制机器人到达目标位置。实现机器人的基于标识物的导航。最后，在平台和单片机系统上实现了对轮椅机器人的无线语音识别监控系统。在开发环境下，编写了轮椅机器人无线语音识别监控系统软件程序，实验结果表明，轮椅机器人无线语音识别监控制系统的识别性能及监控都能满足要求。关键词:轮椅机器人:语音识别；隐马尔可夫模型;图象识别2.'3???????????坚里坠一，［、/访.,萨玛•鲫I

4、V墙加觥4学位论文独创性声明学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得直昌太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名手写帜签字FI期:沙年'月胪学位论文版权使用授权书'本学位论文作者完全了解直昌太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机

5、构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权直昌太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编木学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。II/;;厶保密的学位论文在解密后适用本授权书乙轧'丫学位论文作者签名蔼岛仁导师签名：以“声；•签字日期:严年毛月阿日签字日期諏年已月婚5第章绪论第章绪论.引言随着机器人技术的发展和其在传统领域中应用的日渐成熟，在机器人领域中

6、，一种新的、有蓬勃生命力的服务机器人已经出现并且迅速发展起来。服务机器人是一种半自主或全自主工作的机器人，它能完成有益于人类的服务工作，但不包括从事生产的设备，智能化是服务机器人的发展主要方向…O无论是国际上还是我国，老龄化的速度都在加快对，这种社会现实促进了智能化服务机器人在助老助残方面的应用，护理和康复机器人如智能轮椅应运而生。智能轮椅是将智能机器人技术应用在电动轮椅，融合多种领域的研究,包括机器视觉导航、语音识别、无线控制、多传感器融合及人机接口技术【。•课题研究的背景及意义语音识别是使机器能“听懂

7、”人类语音的技术。语音识别的作用是将语音转换成等价的书面信息，也就是让计算机听懂人说话。作为一门交叉学科，语音识别又是以语音为研究对象，涉及到计算机、信号处理、语言学、人工智能等诸多领域。语音识别技术就是让机器通过识别和理解过程把语音信号转变为相应的文本或命令的高技术。其最终目标是实现人与机器进行自然语言通信。视觉导航技术是轮椅机器人的研究核心，同时也是轮椅机器入实现智能化及完全自主的关键技术。视觉导航就是指轮椅机器人按照预先给出的任务命令，根据已知的地图信息作出全局路径规划，并在进行过程中，不断感知周围

8、的局部环境信息，自主地作出各种决策，并随时调整自身位姿，引导自身安全行驶或跟踪已知路径达到目标位置。标识物是移动机器人从其传感器输入信息中所能识别出的特殊景物。根据标识物的不同，可分为人工路标导航和自然路标导航。人工路标导航是通过事先安装在环境中的专门用于机器人导航设计的标记，而自然路标导航是机器人通过对工作环境中自然特征的识别实现导航［随着计算机、通信和无线技术的逐步融合，无线通信技术应运而生,具有快捷、方便、可移动和安全等