基于LD3320的環(huán)衛(wèi)?智能語(yǔ)?控制系統(tǒng)

摘要：語(yǔ)?識(shí)別作為模式識(shí)別的?個(gè)分?被?泛應(yīng)?于智能控制領(lǐng)域當(dāng)中，它能夠?qū)崿F(xiàn)?與機(jī)器進(jìn)??然的語(yǔ)?通信，使?語(yǔ)?指令操控機(jī)器。LD3320是?種?持語(yǔ)?識(shí)別的芯?，將其與?上系統(tǒng)合并制作為?個(gè)可以發(fā)送CAN總線數(shù)據(jù)的模塊，可以很好地與環(huán)衛(wèi)?控制系統(tǒng)相融合，基于其開(kāi)發(fā)成型的控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)通過(guò)語(yǔ)?指令對(duì)環(huán)衛(wèi)?作業(yè)動(dòng)作進(jìn)?控制，不僅可以解放駕駛員雙?，提?駕駛安全性，同時(shí)為環(huán)衛(wèi)?控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)領(lǐng)域提供了新思路。

關(guān)鍵詞：LD3320;語(yǔ)?控制;環(huán)衛(wèi)?

中圖分類號(hào)：U469.6+91 收稿?期：2022-04-01

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2022.06.009

根據(jù)環(huán)衛(wèi)?輛類別及功能的不同，其作業(yè)?式?致分為兩種：?是?輛在駐?狀態(tài)下的作業(yè)，這種狀態(tài)作業(yè)操控往往是操作?員在駕駛室內(nèi)部或者?廂外部通過(guò)控制機(jī)構(gòu)對(duì)?輛上裝進(jìn)?操控;另?種則是需要?輛在?駛過(guò)程中，根據(jù)?駛途中實(shí)際作業(yè)場(chǎng)景，由駕駛員通過(guò)駕駛室內(nèi)的控制機(jī)構(gòu)進(jìn)?作業(yè)?為操控。后種操控?式在實(shí)際操作中極其容易造成駕駛?員注意?分散，從而嚴(yán)重威脅到駕駛安全，因此針對(duì)此類作業(yè)?輛匹配?種更為友好且智能化的?載控制系統(tǒng)[1]。

本?針對(duì)語(yǔ)?識(shí)別技術(shù)展開(kāi)研究，并將其以模塊化的形式融??環(huán)衛(wèi)?控制系統(tǒng)中，駕駛?員通過(guò)語(yǔ)?指令即可完成各類操作，為環(huán)衛(wèi)?的作業(yè)安全增加了保障。

1 語(yǔ)?控制?案

本?意圖將語(yǔ)?控制系統(tǒng)以模塊化的形式進(jìn)?設(shè)計(jì)，模塊化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于其使?場(chǎng)景更為靈活，客?可以根據(jù)實(shí)際需求對(duì)該功能模塊進(jìn)?選裝或者對(duì)該模塊功能進(jìn)?獨(dú)?的開(kāi)啟或者關(guān)閉。

如圖1所?，環(huán)衛(wèi)?語(yǔ)?控制系統(tǒng)由前端語(yǔ)?控制模塊（包括LD3320功能板、麥克?、MCU以及TTL轉(zhuǎn)CAN控制器和主控制器）構(gòu)成。語(yǔ)?控制模塊?先需要采集語(yǔ)?指令信息，采集的信息經(jīng)過(guò)訓(xùn)練與識(shí)別，通過(guò)前期輔助處理后得到有關(guān)特征?量的相關(guān)數(shù)據(jù)，建?起有關(guān)系統(tǒng)需要的語(yǔ)?指令庫(kù)，然后對(duì)環(huán)境輸?的指令與庫(kù)指令進(jìn)??較，輸出最?相似特征?量作為識(shí)別結(jié)果，最后將這類識(shí)別結(jié)果與根據(jù)實(shí)際需要所建?好的字符串詞條進(jìn)?匹配，匹配到相應(yīng)詞條后將相對(duì)應(yīng)返回值發(fā)送出去。TTL轉(zhuǎn)CAN控制器接收到經(jīng)過(guò)?六進(jìn)制化處理的數(shù)據(jù)包，處理后以幀ID+幀數(shù)據(jù)的形式發(fā)出給主控制器。主控制器接收到經(jīng)注冊(cè)ID發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)包后，根據(jù)數(shù)據(jù)包所定義的協(xié)議與相應(yīng)輸?進(jìn)?配對(duì)，從而保證整個(gè)系統(tǒng)安裝指令需求運(yùn)?。

2 語(yǔ)?識(shí)別模塊的硬件實(shí)現(xiàn)

2.1 語(yǔ)?識(shí)別塊

如今的語(yǔ)?辨認(rèn)模塊?體分類為特定辨認(rèn)與?特定辨認(rèn)。特定辨認(rèn)是指芯?存儲(chǔ)?套固有詞條庫(kù)，指令發(fā)送?員必須按照固有詞條庫(kù)條?發(fā)送指令才能被甄別，這種芯?沒(méi)有?次開(kāi)發(fā)的價(jià)值，特別是在環(huán)衛(wèi)?控制?業(yè)中?法得到應(yīng)?。另?種則是?特定辨認(rèn)塊，本?研究所選?ICRoute公司的LD3320芯?就是這樣?種?持?次開(kāi)發(fā)的?特定語(yǔ)?辨認(rèn)芯?，外圍可以與單?機(jī)連接，在其AD引腳上連接麥克?就可以進(jìn)?靈活應(yīng)?。

芯?內(nèi)部電路邏輯圖如圖2所?，對(duì)芯?的設(shè)置和輸?控制，包括據(jù)的收發(fā)，都是與寄存器相關(guān)的?作[2]。

2.2 麥克?增益電路

管腳12（MBS）是?種對(duì)MIC的偏置，需要存在?種振蕩電路，以確保能夠向MIC輸出浮動(dòng)電壓，所采?的結(jié)構(gòu)如圖3所?。

2.3 TTL轉(zhuǎn)CAN模塊應(yīng)?為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送可靠與裝配布線簡(jiǎn)潔，?前?多數(shù)環(huán)衛(wèi)?控制系統(tǒng)都采?CAN總線的通訊模式，這就需要在硬件設(shè)計(jì)中應(yīng)?TTL轉(zhuǎn)CAN模塊向?標(biāo)機(jī)發(fā)送CAN數(shù)據(jù)，在透明帶標(biāo)識(shí)轉(zhuǎn)換模式下，CAN總線報(bào)?轉(zhuǎn)為串?幀形式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如4a所? 。

如圖4b所?，當(dāng)紅?撥碼開(kāi)關(guān)SW1撥碼?“ON”，當(dāng)SW2撥碼?“OFF”， 當(dāng)SW3撥碼?“ON”，SW4撥碼?“ON”位時(shí)，串口發(fā)送數(shù)據(jù)前四字節(jié)為ID幀，即符合主控制器擴(kuò)展幀CAN接收的格式，所發(fā)送的波特率為250 K。

3 語(yǔ)?控制系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)

3.1 語(yǔ)?識(shí)別流程

系統(tǒng)上電后先對(duì)各種寄存器完成初始化的操作，且設(shè)置串口通訊參數(shù)。波特率設(shè)置的115 200，數(shù)據(jù)位設(shè)置到8位，停?位設(shè)置到1位;初始配置結(jié)束后，在關(guān)鍵詞列表中編輯待識(shí)別語(yǔ)?指令，進(jìn)?識(shí)別列表的寫?動(dòng)作;開(kāi)始識(shí)別，設(shè)置中斷指令，可隨時(shí)修改識(shí)別內(nèi)容;響應(yīng)中斷，當(dāng)麥克?拾?時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出?個(gè)中斷指令，可設(shè)置判別標(biāo)準(zhǔn)，確定輸出寄存器中的值，還能夠通過(guò)查詢?段，確定是否存在辨認(rèn)結(jié)果，在進(jìn)?辨認(rèn)節(jié)點(diǎn)后，讀取寄存器B2H的值，若值為21H，則代表存在識(shí)別結(jié)果[3]。其識(shí)別流程如圖5所?。

3.2 字符串HEX值的處理

接收到語(yǔ)?指令后，調(diào)?UARTsendByt（e ）函數(shù)返回HEX數(shù)據(jù)，寫?SBUF的數(shù)值需要進(jìn)??六進(jìn)制的處理，字符串“0 0”“0 1”的H E X 值為“0 X 3 0”“0 X 3 1”，進(jìn)?SBUF=DATA-0X30處理后，寫?返回值后實(shí)際是會(huì)以CAN報(bào)?的形式發(fā)出相對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)。

3.3 控制詞條及其協(xié)議的設(shè)計(jì)模塊化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)之?就是控制詞條是可編輯的，由于不同?型功能不同，控制的詞條也要根據(jù)功能設(shè)計(jì)進(jìn)?重新編輯。本研究試驗(yàn)?型為?中?濕分離式的餐廚垃圾?，如圖6所?，根據(jù)?輛功能設(shè)計(jì)了“提升機(jī)上升”“提升機(jī)下降”“頂蓋開(kāi)”“頂蓋關(guān)”等各類詞條激活后的返回?cái)?shù)值，實(shí)際上操作?員發(fā)出各類詞條庫(kù)內(nèi)的操作指令后，會(huì)有相對(duì)應(yīng)的HEX碼值發(fā)送出去，由于控制指令都是布爾型，因此在?個(gè)完整的8byte數(shù)據(jù)包中，只需要調(diào)整某個(gè)字節(jié)的位值就?夠表達(dá)及區(qū)分。

本次研究中，設(shè)計(jì)的CAN報(bào)?地址為0X00000602，數(shù)據(jù)幀類型為擴(kuò)展幀，波特率為250 K。設(shè)計(jì)并定義好適應(yīng)于該餐廚?的模塊協(xié)議后，在餐廚?主控制程序中需要對(duì)該模塊ID地址進(jìn)?注冊(cè)，并在CAN接收中增加該部分的定義與相對(duì)應(yīng)輸?點(diǎn)建?映射。當(dāng)發(fā)出“提升機(jī)上升”指令時(shí)，發(fā)出的HEX值為00 00 06 02 01 00 00 00 00 00 00 00，其中前四個(gè)字節(jié)都為地址幀，第?個(gè)Byte第0位置1，因此在CAN接收時(shí)按照此協(xié)議賦值，按位賦值即可完成整個(gè)詞條庫(kù)的指令賦值。

4 系統(tǒng)試驗(yàn)與總結(jié)

在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)的測(cè)試主要是對(duì)識(shí)別準(zhǔn)確率進(jìn)?試驗(yàn)。根據(jù)餐廚?控制功能需求，共設(shè)置了18條詞條指令，對(duì)該18條詞條指令進(jìn)?重復(fù)訓(xùn)練，設(shè)定三種不同的麥克?增益值，在不同距離下進(jìn)?詞條訓(xùn)練測(cè)試。為模擬?輛可能運(yùn)?的實(shí)際環(huán)境狀態(tài)，故在?輛?產(chǎn)?間（較嘈雜）環(huán)境下進(jìn)?試驗(yàn)，最終測(cè)試識(shí)別結(jié)果如表1所?。

可以看出，識(shí)別率受到了麥克?增益與測(cè)試距離的影響。當(dāng)麥克?增益值設(shè)定較低時(shí)，在近距離測(cè)試下識(shí)別率較?，但容易受到距離的影響，當(dāng)距離較遠(yuǎn)時(shí)識(shí)別率會(huì)?幅度下降;當(dāng)麥克?增益設(shè)定較?時(shí)，識(shí)別率對(duì)距離變?較不敏感，但是整體識(shí)別率會(huì)有所下降。與此同時(shí)，識(shí)別環(huán)境有?業(yè)作業(yè)持續(xù)進(jìn)?，環(huán)境較為嘈雜，其作業(yè)環(huán)境以及試驗(yàn)?吐字清晰度都會(huì)對(duì)識(shí)別結(jié)果產(chǎn)?影響，因此在實(shí)際使?時(shí)，可結(jié)合實(shí)際應(yīng)?場(chǎng)景進(jìn)?相關(guān)參數(shù)的調(diào)節(jié)。除此之外，還可以針對(duì)經(jīng)常操作使?的個(gè)?進(jìn)?專?的詞條訓(xùn)練，如訓(xùn)練特定??詞條等。

結(jié)語(yǔ)由于語(yǔ)?控制在環(huán)衛(wèi)?控制領(lǐng)域中并未?泛普及，其硬件的選型以及軟件實(shí)現(xiàn)都處于探索研究階段，但根據(jù)本次研究設(shè)計(jì)結(jié)果，該系統(tǒng)應(yīng)?的準(zhǔn)確程度是能夠基本滿?使?的，后期仍需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)?優(yōu)化，不斷提?客?的應(yīng)?體驗(yàn)。

參考?獻(xiàn)：

[1] 于曉明.語(yǔ)?識(shí)別技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)?[J].計(jì)算機(jī)時(shí)代，2019（11）：28-31.

[2] 錢俊.淺析基于STM32的智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[J].電?測(cè)試，2019（19）：41-42.

[3] 張紅艷.?種嵌?式短詞語(yǔ)?識(shí)別系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D].上海：華東師范?學(xué)，2018.

作者簡(jiǎn)介：王英豪，男，1989年?，?程師，研究?向?yàn)榄h(huán)衛(wèi)類專?汽?的技術(shù)開(kāi)發(fā)。DAF48E84-D850-42A6-ACD2-F01DE4E09875