基于Sphinx语音识别的智能家庭管家机器人的设计

发布时间：2021-04-21 22:16

　　近些年来,随着人工智能的兴起,人们逐渐开始对如何让机器人理解人类语言产生了浓厚的兴趣。语言是人类进行沟通交流与信息传递的最直接、最简便的工具,如果这种工具同样适用于机器人与人类之间的交互过程,那人们的日常生活将会变得更加方便简捷。随着这一理念,语音识别技术应运而生。本论文正是基于这样的背景,对语音识别的应用进行研究。通过构建嵌入式系统软硬件平台,设计了具有语音识别功能的智能家庭管家机器人。本论文的主要内容如下:首先,阐述本课题的研究背景,并对语音识别技术与智能家庭的国内外研究现状做简要的概述。其次,提出了Sphinx嵌入式语音识别系统的基本控制原理。通过对动态时间规整（DTW）和隐马尔可夫（HMM）的语音识别算法的研究,将HMM模型算法的基本思想应用于机器人语音识别系统中,并采用Sphinx语音识别系统作为测试平台,实现语音识别系统的移植。然后,使用Exynos4412作为主控制器来设计管家机器人的硬件系统。其中包括:主控制平台电路、外围传感控制电路、网络通信电路、视频监控电路和语音输入电路。同时,通过对嵌入式Linux系统的裁剪搭建,设计家庭管家机器人的软件控制系统。其中包含嵌入式控... 

【文章来源】：武汉工程大学湖北省

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 语音识别技术的应用
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 智能家居的研究现状
        1.3.2 语音识别控制研究现状
    1.4 主要研究内容
第2章 语音识别算法及Sphinx语音识别系统
    2.1 语音识别的基本原理
    2.2 语音识别算法
        2.2.1 动态时间规整
        2.2.2 隐马尔可夫模型
        2.2.3 人工神经网络
    2.3 Sphinx语音识别系统
        2.3.1 Sphinx的结构
        2.3.2 Sphinx语音识别工具
    2.4 Sphinx语音控制的使用
    2.5 本章小结
第3章 系统总体设计
    3.1 系统硬件平台的选择
    3.2 系统软件平台的选择
    3.3 系统总体设计框架
    3.4 本章小结
第4章 系统硬件平台设计
    4.1 主控电路单元设计
        4.1.1 嵌入式Exynos4412 处理器
        4.1.2 系统存储器
        4.1.3 LCD触摸屏
    4.2 网络通信单元设计
        4.2.1 3G通信模块
        4.2.2 WiFi模块
    4.3 摄像监控单元设计
    4.4 声音采集单元设计
    4.5 外部传感器单元设计
    4.6 本章小结
第5章 系统软件设计
    5.1 u-boot移植
        5.1.1 u-boot源码分析
        5.1.2 u-boot编译
        5.1.3 u-boot烧写
    5.2 Linux内核移植
        5.2.1 Linux源码分析
        5.2.2 Linux源码的配置编译
        5.2.3 Linux映像文件烧写
    5.3 根文件系统的制作
        5.3.1 根文件系统结构
        5.3.2 根文件系统的编译
        5.3.3 根文件系统的烧写
    5.4 设备驱动程序设计
        5.4.1 温湿度传感器驱动程序设计
        5.4.2 驱动程序编译
        5.4.3 驱动程序测试
    5.5 应用控制界面程序设计
        5.5.1 控制界面程序流程
        5.5.2 Qt库的移植
        5.5.3 程序运行环境部署
    5.6 本章小结
第6章 系统功能测试
    6.1 语音识别功能测试
    6.2 家庭环境检测功能测试
    6.3 摄像监控功能测试
    6.4 本章小结
第7章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
攻读硕士期间已发表的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]嵌入式Linux中CramFS根文件系统的移植实现[J]. 刘俊霞,盛文婷.  数字技术与应用. 2016(05)
[2]一种构建嵌入式Linux根文件系统的方法[J]. 刘二钢.  电子设计工程. 2016(09)
[3]智能家居发展现状及未来浅析[J]. 朱敏玲,李宁.  电视技术. 2015(04)
[4]嵌入式Linux系统移植[J]. 路青起,席丹丹.  国外电子测量技术. 2014(12)
[5]SoC系统中多端口DMA控制器的设计[J]. 张路煜,李丽,潘红兵,王堃,李伟.  电子测量技术. 2014(09)
[6]SDDR存储器:新型存储架构设计[J]. 鲍丽娜,张威,张刚.  电光与控制. 2014(06)
[7]面向RISC体系结构的Linux系统移植原理[J]. 王亮亮,杨琴,芮雪.  计算机技术与发展. 2014(08)
[8]移动智能终端语音交互技术现状及发展趋势[J]. 袁彬,肖波,侯玉华,游思佳.  信息通信技术. 2014(02)
[9]DHT11数字式温湿度传感器的应用性研究[J]. 韩丹翱,王菲.  电子设计工程. 2013(13)
[10]噪声环境下智能机器人语音控制特征提取方法[J]. 谢怡宁,黄金杰,何勇军.  北京邮电大学学报. 2013(03)

硕士论文
[1]基于语音关键词检测的人机交互研究[D]. 李敏.北京交通大学 2016
[2]面向智能家居的嵌入式语音控制系统的研究[D]. 张伟.郑州大学 2015
[3]基于BN特征的声学建模研究及其在关键词检索中的应用[D]. 刘迪源.中国科学技术大学 2015
[4]基于Sphinx的语音识别框架及其性能优化[D]. 谭永波.江西理工大学 2014
[5]智能家居语音控制系统的设计与实现[D]. 陈哲.电子科技大学 2013
[6]基于智能家居控制的嵌入式语音识别系统研究[D]. 刘荣辉.广东工业大学 2013
[7]服务机器人中嵌入式语音识别交互系统的研究[D]. 张立.哈尔滨工业大学 2006



本文编号：3152587