電子工程學(xué)院-基于slam的智能移動(dòng)助手定級(jí)檢查

1、基于SLAM的智能移動(dòng)助手項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：陳淑蓉 項(xiàng)目組成員：韋欽 翁楚璇 鐘其容 胡玉穎一、項(xiàng)目創(chuàng)意來(lái)源“心目圖書(shū)館”人文關(guān)懷聲音改變世界思想：同步定位與地圖構(gòu)建SLAM（Simultaneous Localization and Mapping） 研究目標(biāo) 聲音控制、wifi控制、可拆卸、自主避障、智能移動(dòng)、任意物品的運(yùn)送和傳遞調(diào)整情況 項(xiàng)目名稱變更及相關(guān)模塊調(diào)整關(guān)鍵技術(shù) 語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)（ASR）；聲源定位技術(shù)；紅外避障技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn) 思想（SLAM）技術(shù)裝置的可拆卸市場(chǎng)二、研究計(jì)劃要點(diǎn)和調(diào)整情況：三、項(xiàng)目發(fā)展初步預(yù)想5月初：項(xiàng)目申報(bào)實(shí)現(xiàn)功能預(yù)想頭腦風(fēng)暴wifi控制聲音信息采集聲源定位外形設(shè)計(jì)三、項(xiàng)

2、目發(fā)展初步預(yù)想5月末：項(xiàng)目申報(bào)功能預(yù)想、初期框架構(gòu)建信息采集定位控制處理功能執(zhí)行wifi手機(jī)控制端語(yǔ)音信號(hào)軟件部分C+程序設(shè)計(jì)控制單片機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)“移動(dòng)助手”進(jìn)行避障尋址移動(dòng)避障檢測(cè)轉(zhuǎn)彎控制紅外傳感器超聲波初期框架構(gòu)建圖單片機(jī)硬件：陳淑蓉、胡玉穎、鐘其容軟件：韋欽、翁楚璇其他模塊：語(yǔ)音芯片、wifi路由模塊、飛思卡爾底盤(pán)、傳感器三、項(xiàng)目發(fā)展調(diào)研學(xué)習(xí)及更改6月：初步調(diào)研學(xué)習(xí)、問(wèn)題、基本模塊擬定語(yǔ)音識(shí)別控制紅外避障模塊聲源定位模塊可拆卸外殼模塊Wifi路由模塊5大模塊三、項(xiàng)目發(fā)展框架明晰7月：項(xiàng)目整體框架搭建定位、避障、語(yǔ)音、外形定位語(yǔ)音避障外形。項(xiàng)目框架明晰圖項(xiàng)目完成情況記錄與指導(dǎo)老師交流情況會(huì)議記

3、錄組員學(xué)習(xí)情況記錄三、項(xiàng)目發(fā)展記錄紅外自動(dòng)避障模塊與定位初步韋欽、翁楚璇語(yǔ)音識(shí)別模塊鐘其容、陳淑蓉可拆卸外殼胡玉穎三、項(xiàng)目發(fā)展階段性成果8月：項(xiàng)目材料購(gòu)買(mǎi)基礎(chǔ)硬件實(shí)現(xiàn)紅外自動(dòng)避障模塊與定位初步Contents紅外電路原理圖 紅外模塊實(shí)物圖 12紅外模塊是多功能移動(dòng)助手能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)避障的重要模塊。定位模塊是近年來(lái)進(jìn)展很快的一部分，對(duì)于語(yǔ)音定位，用途很廣。是這次多功能移動(dòng)助手的一大重點(diǎn)。避障軟件的實(shí)現(xiàn)定位麥克風(fēng)初步框架 435DSP的初步選擇 紅外電路原理圖 Image information in product Image : Note to customers : This image ha

4、s been licensed to be used within this PowerPoint template only. You may not extract the image for any other use. 紅外模塊使用的是很簡(jiǎn)單的紅外對(duì)管，結(jié)合外圍電路和LM393構(gòu)成的。LM393是雙電壓比較器集成電路。最后從D0端口輸入到單片機(jī)中。紅外模塊實(shí)物圖避障的軟件實(shí)現(xiàn)因?yàn)槲覀冞x用的單片機(jī)是STC89C52RC，所以在避障的軟件實(shí)現(xiàn)方面所使用的軟件是uvision 3。程序首先對(duì)于單片機(jī)端口進(jìn)行了分配，初步利用電機(jī)的停止與否和轉(zhuǎn)動(dòng)方向來(lái)控制移動(dòng)助手的轉(zhuǎn)向。即當(dāng)紅外對(duì)管探測(cè)到障礙物

5、信息時(shí)，避障電路通過(guò)端口D0將信號(hào)輸入單片機(jī)，處理后反饋給電機(jī)。后續(xù)考慮PWM調(diào)速來(lái)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)助手的轉(zhuǎn)向和避障。紅外避障模塊視頻測(cè)試定位麥克風(fēng)初步框架在進(jìn)行語(yǔ)音定位中，有著多種算法框架，而我們采用的是較為傳統(tǒng)但是精確的麥克風(fēng)陣列。麥克風(fēng)陣列的最重要作用就是接收語(yǔ)音信號(hào)，它是語(yǔ)音定位的第一步，也是非常重要的一步。麥克風(fēng)的放置也對(duì)定位的精確度有著重要的意義。我們初步討論了放置框架。麥克風(fēng)陣列模型搭建DSP的初步選擇 語(yǔ)音定位中DSP的作用是數(shù)據(jù)的處理，麥克風(fēng)采集到的語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)過(guò)一系列處理，模數(shù)轉(zhuǎn)換后需要經(jīng)過(guò)處理。因?yàn)樘幚淼臄?shù)據(jù)不僅包括語(yǔ)音信號(hào)，還有顯示模塊的返回信號(hào)，所以一般的51芯片不足以處理，所

6、以選擇DSP。這次我們選用的是TMS320F2812.DSP芯片實(shí)物圖語(yǔ)音識(shí)別模塊基礎(chǔ)功能語(yǔ)音識(shí)別模塊是多功能移動(dòng)助手能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)避障的輔助模塊。用戶通過(guò)語(yǔ)音芯片模塊傳輸口令，能方便地控制機(jī)器，提高用戶體驗(yàn)。語(yǔ)音識(shí)別模塊采用語(yǔ)音識(shí)別專用芯片LD3320與單片機(jī)集成模塊，開(kāi)發(fā)者可自己寫(xiě)入代碼，進(jìn)行調(diào)試，從而高效地實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音識(shí)別/聲控功能。具體實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)者將口令存入在拼音字符串?dāng)?shù)組里，通過(guò)軟件模擬并行讀寫(xiě)方式，寫(xiě)入寄存器，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。通過(guò)與步進(jìn)電機(jī)的連接，電平傳輸，達(dá)到控制機(jī)器的效果。 語(yǔ)音模塊實(shí)物圖功能實(shí)現(xiàn)流程圖用戶發(fā)出口令LD3320采集，識(shí)別并處理信號(hào)傳遞給步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)識(shí)別信號(hào)，并作出相應(yīng)

7、動(dòng)作。語(yǔ)音模塊測(cè)試視頻可拆卸外殼外觀設(shè)計(jì)成品分為兩部分：底座和可拆卸的架子。外觀設(shè)計(jì)底座：由于定位模塊還未實(shí)現(xiàn)，所以暫時(shí)先用紙盒制作一個(gè)初步的模型，日后再做具體設(shè)計(jì)。外觀設(shè)計(jì)上部的置物架采用直徑約為2cm的空心鋼管利用三接口連接而成，兩邊用布包圍起來(lái)，既能減輕置物架本身的重量，也能保證一定的承重能力。組裝十分方便。外觀設(shè)計(jì)成品特點(diǎn)：體積不算大，大概就是一個(gè)垃圾桶的大小。置物架和底座可拆分，不使用的時(shí)候上部分可以單獨(dú)成為一個(gè)置物架，另外帶有一個(gè)防塵罩。置物架本來(lái)可拆卸，方便清洗和收放，更小的體積。提供多種高度的鋼管，可是應(yīng)對(duì)不同的使用環(huán)境。上部不封頂，可以放置較高的物品。四、項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)使用狀況項(xiàng)目

8、經(jīng)費(fèi)使用明細(xì)表清單器件、材料、工具、儀器購(gòu)置費(fèi)時(shí)間名稱型號(hào)數(shù)量單價(jià)支出金額在項(xiàng)目中的用途經(jīng)辦人2014.7外殼制作無(wú)17070外殼可拆卸制作胡玉穎2014.8DSP芯片TMS320F2812PGFA14040語(yǔ)音定位數(shù)字處理陳淑蓉2014.8 語(yǔ)音識(shí)別模塊LD33201100100接收語(yǔ)音信號(hào)并識(shí)別陳淑蓉2014.7帶引腳9*7mm電容式駐極體麥克風(fēng) 52D(20個(gè))52D200.510定位算法陣列翁楚璇2014.7電池盒1865012020紅外避障模塊翁楚璇2014.7鋰電池電池 7.2-8.4v18650248紅外避障模塊翁楚璇2014.7智能小車底盤(pán)-12525紅外避障模塊翁楚璇2014

9、.7鋰電池雙槽座充電器1865011717紅外避障模塊翁楚璇合計(jì) 啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)：1000元已花費(fèi)約：290元。主要消費(fèi)在于：語(yǔ)音識(shí)別模塊、DSP處理芯片、駐極體麥克風(fēng)以及實(shí)現(xiàn)紅外避障、可拆卸外殼的其他模塊。290.00 五、項(xiàng)目成員分工及完成情況大體分工：硬件部分和軟件部分。具體模塊分工：紅外避障模塊：韋欽、翁楚璇；語(yǔ)音識(shí)別模塊：鐘其容、陳淑蓉；外形設(shè)計(jì)模塊：胡玉穎；定位模塊：陳淑蓉、胡玉穎、韋欽、翁楚璇、鐘其容。任務(wù)分工紅外避障語(yǔ)音識(shí)別外形設(shè)計(jì)聲源定位其他陳淑蓉語(yǔ)音模塊前期調(diào)研、選型購(gòu)買(mǎi)、學(xué)習(xí)與實(shí)現(xiàn)測(cè)試外形設(shè)計(jì)基本點(diǎn)的輔助聲源定位的學(xué)習(xí)以及大體框架的設(shè)計(jì)；DSP芯片的選型和初步學(xué)習(xí)進(jìn)度掌控人、任

10、務(wù)分工、會(huì)議組織安排、老師匯報(bào)交流；經(jīng)費(fèi)監(jiān)督使用胡玉穎語(yǔ)音芯片的前期調(diào)研可拆卸外形的總體設(shè)計(jì)聲源定位的學(xué)習(xí)，掌握基本框架和思路；DSP芯片前期調(diào)研韋欽紅外避障學(xué)習(xí)，完成單片機(jī)等硬件的選型;完成避障模塊的實(shí)現(xiàn)和行走的軟件編程以及穩(wěn)壓和驅(qū)動(dòng)模塊語(yǔ)音模塊的前期調(diào)研外形設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)的輔助定位算法學(xué)習(xí)，并掌握大體框架和思路；DSP芯片的選型和初步學(xué)習(xí)翁楚璇紅外避障模塊、驅(qū)動(dòng)、穩(wěn)壓的學(xué)習(xí)；完成避障硬件部分的設(shè)計(jì)與焊接；單片機(jī)的學(xué)習(xí)語(yǔ)音芯片的前期調(diào)研外形設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)的輔助定位算法的研究與學(xué)習(xí)；選定麥克風(fēng)等基礎(chǔ)元件項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)的明細(xì)記錄、監(jiān)督、報(bào)銷鐘其容紅外避障模塊的前期調(diào)研語(yǔ)音識(shí)別模塊的前期調(diào)研學(xué)習(xí)與實(shí)現(xiàn)測(cè)試聲源定位的學(xué)習(xí)，掌握基本框架和思路；DSP芯片的前期調(diào)研六、下一階段主要研究?jī)?nèi)容和工作計(jì)劃研究?jī)?nèi)容:聲源定位模塊的進(jìn)一步模塊化分，實(shí)現(xiàn)對(duì)聲源的定位；SLAM思想的深入，添加路線的繪制與地圖的實(shí)際構(gòu)建；外形的進(jìn)一步完善工作計(jì)劃:9-12月：聲源定位模塊的模塊細(xì)分；聲源定位算法的應(yīng)用和改進(jìn)。15年1月-3月：外形的完成；添加wifi控制模塊；定位模塊與語(yǔ)音識(shí)別模塊、避障模塊的整合和調(diào)試。15年4-5月：核心技術(shù)論文的發(fā)表和成果專利的申請(qǐng)；成品的完善和參展。七、預(yù)期成果和經(jīng)費(fèi)預(yù)算