基于SPCE061A的智能小车机器人的设计

摘 要： 介绍了一种基于SPCE061A 的智能音控小车机器人的设计过程， 给出了智能小车的硬件构成。从软件设计的角度阐述了小车使用语音辨识和中断技术的智能控制算法， 并详细说明了语音辨识技术在智能小车上的实现过程。实验表明智能小车运作良好。

0 引言

随着汽车工业的飞速发展， 汽车无需人工操纵已经成为国内外一个比较热门的话题， 许多人都希望这个愿望早日实现， 使自己在更轻松、自由、安全的过程中完成行程。

实现汽车智能化的技术非常多， 本文利用目前比较热门的技术语音控制技术， 实现小车自动前进、后退、左拐、右拐等， 当然所设计的小车只是智能汽车的微模型， 还处于模拟演示阶段， 要真正实现智能汽车为人服务还有很长一段距离。

1 智能车的核心控制器

SPCE061A 是一款16位独具语音特色的控制器， 片内采用的nSPTM （ microcontro ller and signal processor） 核心处理器， 具有较高的处理速度， 能够完成16位算术逻辑运算、16 × 16位硬件乘法运算和DSP内积滤波运算， 能够快速处理复杂的数字信号， 不需要额外的专用语音控制芯片， 就能实现语音的编解码等， 既节省了设计成本， 又能满足一定的控制要求。控制器采用模块化架构， 集成了ICE（在线仿真）、锁相环振荡器、时基控制器、7通道10位AD转换器、单通道AD+ AGC（自动增益）转换器、双通道10位DA转换器、通用异步通信接口、串行输入输出接口、电压监控等模块， 其结构如图1所示。

图1 SPCE061A 控制器的结构图

2 智能小车的总体设计

智能小车整体主要由语音输入电路、语音输出电路、SPCE061A 控制器、驱动电路等组成。小车的SPCE061控制器通过内置麦克放大器和自动增益功能的A /D 通道、D /A通道实现语音控制， 语音触发小车动作， 小车动作后， 随时可以通过语音指令改变小车的运动状态， 如果行进过程中遇到前方有障碍， 小车会自动停车。

3 智能小车的硬件设计

1） 语音输入电路。

小车的语音输入电路如图2所示。其中， VM IC 提供传声器的电源， VSS是系统的模拟地， VCM 为参考电压， 1脚和2脚分别是传声器X1 的正极、负极的输入引脚。当对着传声器讲话时， 1脚和2 脚将随着传声器输入的声音产生变化的波形， 并在SPCE061A 的两个端口处形成两路反相的波形， 送到SPCE061A 控制器内部的运算放大器进行音频放大， 经过放大的音频信号， 通过ADC转化器转化为数字量， 保存到相应的寄存器中, 然后对这些数字音频信号进行压缩、辨识、播放等处理。

图2 语音输入电路