專利名稱:一種基于語音和無線控制技術(shù)的機器魚的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型涉及一種機器魚,特別是關(guān)于一種具有語音識別系統(tǒng)和自主避障功能,能進行語音控制和避障的仿生機器魚。
背景技術(shù):
21世紀是海洋開發(fā)的世紀,水下機器人在海洋環(huán)境研究、海洋資探測和開發(fā)等民用領(lǐng)域和海洋軍事方面具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的潛在價值,吸引了人們更多的注意力。魚類的游動方式具有高速、高效、靈活、低噪等特點,其游動和控制姿態(tài)的能力是任何目前裝備傳統(tǒng)的操縱與推進系統(tǒng)的潛器所無法比擬的,將其應(yīng)用于水下機器人,將為水下機器人的研究和發(fā)展提供新的起點和更為廣闊的空間。近年來仿生水下機器人已經(jīng)成為水下機器人的重要研究方向之一。魚類作為自然界最早出現(xiàn)的脊椎動物經(jīng)過億萬年的自然選擇進化出了非凡的水中運動能力既可以在持久游速下保持低能耗高效率也可以在拉力游速或爆發(fā)游速下實現(xiàn)高機動性,魚類在水中運動的完美性吸引生物學(xué)家研究魚類的運動機理,機器人學(xué)者則希望制造出和真魚一樣的人工機器魚。仿生機器魚可以進行長時間、大范圍、工況較復(fù)雜的水下作業(yè),可以用于機動性能要求較高的場合,進行海洋生物考察、海底勘探和海洋救生等等許多場合。。但是,作為一項比較新的產(chǎn)品,機器魚的智能化程度還遠遠不夠,伴隨著研究的加深,機器魚的功能也會更趨完善。語音識別作為一門交叉學(xué)科,它的出現(xiàn)實現(xiàn)了長期以來人們渴望與機器交流的夢想。語音識別技術(shù)就是讓機器通過識別和理解過程把語音信號轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的文本或命令的高技術(shù)。近年來,語音識別技術(shù)發(fā)展迅速取得顯著進步,并且已經(jīng)開始被應(yīng)用于通信、家庭服務(wù)、汽車電子、醫(yī)療、家電、消費電子產(chǎn)品等各個領(lǐng)域。設(shè)計一個能識別語音的機器魚是水下仿生機器人領(lǐng)域急需解決的問題。
實用新型內(nèi)容針對上述問題,本實用新型的目的是提供一種便于攜帶、能進行遠距離控制、操作簡單,環(huán)境擾動小且再水中運動靈活的基于語音和無線控制技術(shù)的機器魚。為實現(xiàn)上述目的,本實用新型采取以下技術(shù)方案一種基于語音和無線控制技術(shù)的機器魚,包括手持設(shè)備和機器魚,所述手持設(shè)備包括語音采集模塊、語音處理模塊、第一控制模塊(103)、第一無線通信模塊(104);所述機器魚包括第二無線通信模塊001)、第二控制模塊002)、紅外避障模塊和動力模塊。所述的基于語音和無線控制技術(shù)的機器魚,所述動力模塊包括第一關(guān)節(jié)舵機、第二關(guān)節(jié)舵機、第三關(guān)節(jié)舵機。所述的基于語音和無線控制技術(shù)的機器魚,所述第二無線通信模塊(201)和控制模塊Q02)固定在魚頭O07)內(nèi),天線(208)和紅外避障模塊Q03)固定在魚頭O07)正上方,魚頭O07)的兩側(cè)有胸鰭。本實用新型的有益效果是可以輕松地實現(xiàn)人機對話,提高了當今機器魚的智能性,實現(xiàn)了長期以來人們渴望與機器交流的夢想。
圖1是本實用新型的整體原理框圖。圖2是本實用新型的魚體結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
以下結(jié)合具體實施例,對本實用新型進行詳細說明。如圖1所示,基于語音和無線控制技術(shù)的機器魚,包括手持設(shè)備10和機器魚20,所述手持設(shè)備10包括語音采集模塊101、語音處理模塊102、控制模塊(單片機 STC89C51) 103、無線通信模塊104 ;所述機器魚包括無線通信模塊201、控制模塊202、紅外避障模塊203和動力模塊204。手持設(shè)備10上的語言采集模塊101對語語音進行采集和識別,識別到的信息傳給語言處理模塊102進行處理,語音處理模塊102把處理結(jié)果送給手持設(shè)備10上的控制模塊 103,控制模塊103控制手持設(shè)備上的無線通信模塊104發(fā)送相應(yīng)的信號給機器魚20,機器魚20上的無線通信模塊201收到手持設(shè)備發(fā)出的信號后傳給機器魚上的控制模塊202,機器魚上的控制模塊202控制動力模塊204執(zhí)行相應(yīng)的動作。語言采集和處理模塊采用ASR技術(shù)能識別非特定人的語音。語音識別ASR技術(shù), 是基于關(guān)鍵詞語列表識別的技術(shù)。只需要軟件編輯好要識別的關(guān)鍵詞語列表,并把這些關(guān)鍵詞語以字符形式傳送到芯片內(nèi)部,就可以對人說出的關(guān)鍵詞語進行識別,不需要作任何錄音。比如,在單片機編程中,簡單地設(shè)置語音芯片的寄存器,諸如把“ni hao”這樣的識別關(guān)鍵詞動態(tài)地傳入芯片中,芯片就可以識別這個關(guān)鍵詞語了。并且在同一時刻,最多可以在 50條關(guān)鍵詞語中進行識別,可以根據(jù)場景需要,在終端隨時編輯和更新這50條關(guān)鍵詞語。 另外,手持設(shè)備上集成了高精度的D/A和A/D接口,并且接有Flash和RAM,只需把麥克風(fēng)接在芯片的AD引腳上即可實現(xiàn)語音識別/聲控/人機對話功能。如圖2所示,機器魚魚體結(jié)構(gòu)示意圖,包括控制模塊202、無線通信模塊201、紅外避障模塊209、電源模塊210和動力模塊204 (包括第一關(guān)節(jié)舵機2041、第二關(guān)節(jié)舵機2042、 第三關(guān)節(jié)舵機204 。第一關(guān)節(jié)舵機2041、第二關(guān)節(jié)舵機2042、第三關(guān)節(jié)舵機2043裝在魚體的骨架上形成三個可擺動的關(guān)節(jié),尾鰭206固定在靠近第三個舵機2043的魚體骨架的一端,魚體骨架的另一端固定在魚頭207上并在外面包上防水的彈性魚皮。電源模塊210、無線通信模塊201和控制模塊202固定在魚頭207內(nèi),無線通信模塊的天線208和紅外避障模塊203固定在魚頭207正上方,魚頭207的兩側(cè)有胸鰭212有利于魚體的平衡。機器魚在游動的過程中,無線通信模塊201實時接收手持設(shè)備10發(fā)出的指令并把指令傳送給控制模塊202,控制模塊202根據(jù)指令的不同控制三個舵機(包括第一關(guān)節(jié)舵機 2041、第二關(guān)節(jié)舵機2042、第三關(guān)節(jié)舵機204 擺動不同的角度從而以相應(yīng)的方式向前游動。如果控制模塊202判斷無線通信模塊201接收到的指令為避障指令,則紅外避障模塊209實時監(jiān)測前方是否有障礙物,一旦發(fā)現(xiàn)障礙物,控制模塊202就控制三個舵機(包括第一關(guān)節(jié)舵機2041、第二關(guān)節(jié)舵機2042、第三關(guān)節(jié)舵機204 擺動不同的角度使魚避開障礙物。 應(yīng)當理解的是,對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說,可以根據(jù)上述說明加以改進或變換, 而所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本實用新型所附權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種基于語音和無線控制技術(shù)的機器魚,其特征在于,包括手持設(shè)備和機器魚,所述手持設(shè)備包括語音采集模塊、語音處理模塊、第一控制模塊(10 、第一無線通信模塊 (104);所述機器魚包括第二無線通信模塊001)、第二控制模塊002)、紅外避障模塊和動力模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于語音和無線控制技術(shù)的機器魚,其特征在于,所述動力模塊包括第一關(guān)節(jié)舵機、第二關(guān)節(jié)舵機、第三關(guān)節(jié)舵機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于語音和無線控制技術(shù)的機器魚,其特征在于,所述第二無線通信模塊(201)和第二控制模塊O02)固定在魚頭O07)內(nèi),天線(208)和紅外避障模塊O03)固定在魚頭(207)正上方,魚頭Q07)的兩側(cè)有胸鰭。
專利摘要本實用新型公開了一種基于語音和無線控制技術(shù)的機器魚,包括手持設(shè)備和機器魚,所述手持設(shè)備包括語音采集模塊、語音處理模塊、第一控制模塊(103)、第一無線通信模塊(104);所述機器魚包括第二無線通信模塊(201)、第二控制模塊(202)、紅外避障模塊和動力模塊。本實用新型的有益效果是可以輕松地實現(xiàn)人機對話,提高了當今機器魚的智能性,實現(xiàn)了長期以來人們渴望與機器交流的夢想。
文檔編號G05D1/02GK202196329SQ20112022150
公開日2012年4月18日 申請日期2011年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月28日
發(fā)明者付瑞海, 李寧, 王鵬飛, 田曉亮, 鄧彥松, 韋雄達, 黃啟源 申請人:西南民族大學(xué)