轮式移动装置声控循迹功能的设计毕业论文

摘要

本文针对一种基于声控和循迹技术的轮式移动装置进行设计和研究。该装置可以在室内环境中自主行驶，并且能够通过声音指令实现基本的控制操作。同时，该装置还具有循迹功能，可以在指定轨迹上行驶。本文首先介绍了该装置的硬件和软件设计，包括硬件选型、电路设计、控制程序编写等方面。然后详细介绍了该装置的声控和循迹功能的实现原理和具体实现方法。最后，通过实验验证了该装置的性能和可靠性。

关键词：声控；循迹；轮式移动装置；控制程序

Abstract

This paper designs and studies a wheeled mobile device based on voice control and tracking technology. The device can autonomously travel in indoor environments and perform basic control operations through voice commands. At the same time, the device also has tracking function and can travel on a specified track. This paper first introduces the hardware and software design of the device, including hardware selection, circuit design, control program writing and other aspects. Then, the implementation principle and specific implementation methods of the voice control and tracking functions of the device are detailed. Finally, the performance and reliability of the device are verified through experiments.

Keywords: voice control; tracking; wheeled mobile device; control program

1.引言

随着科技的进步，机器人技术已经得到了广泛的应用。轮式移动机器人是机器人技术中的一种重要形式，它可以在各种环境中执行各种任务。在室内环境中，轮式移动机器人的应用非常广泛，例如在医院、商场、办公室等场所中执行巡逻、清洁、运输等任务。因此，轮式移动机器人的设计和研究具有重要意义。

本文设计和研究的轮式移动装置具有声控和循迹功能。声控功能可以通过声音指令实现基本的控制操作，循迹功能可以在指定轨迹上行驶。本文首先介绍了该装置的硬件和软件设计，包括硬件选型、电路设计、控制程序编写等方面。然后详细介绍了该装置的声控和循迹功能的实现原理和具体实现方法。最后，通过实验验证了该装置的性能和可靠性。

2.硬件和软件设计

2.1 硬件设计

轮式移动装置的硬件设计包括电机驱动、传感器和通信模块等方面。本文采用两个直流电机驱动两个轮子，实现装置的运动。传感器主要包括声音传感器和循迹传感器，用于实现声控和循迹功能。通信模块采用蓝牙模块，实现控制命令的传输。

2.2 软件设计

轮式移动装置的软件设计主要包括控制程序编写和算法设计等方面。本文采用Arduino单片机作为控制芯片，采用C语言编写控制程序。声控功能采用语音识别算法，循迹功能采用PID算法。

3.声控和循迹功能的实现

3.1 声控功能

声控功能实现的主要步骤如下：

（1）采集声音信号，并进行预处理，包括滤波和去噪等操作。

（2）对预处理后的声音信号进行语音识别，识别出对应的控制命令。

（3）根据识别出的控制命令，控制轮式移动装置的运动。

3.2 循迹功能

循迹功能实现的主要步骤如下：

（1）通过循迹传感器采集地面的反射光线，得到黑线和白线之间的差异。

（2）根据差异值计算出控制信号，即轮子的转速。

（3）根据控制信号控制轮式移动装置的运动。

4.实验结果分析

本文在实验室中对轮式移动装置进行了测试。测试结果表明，该装置具有较好的性能和可靠性。声控功能能够准确识别语音指令，并且能够实现基本的控制操作。循迹功能能够在指定轨迹上行驶，并且能够避免障碍物。同时，该装置还具有灵活性和可扩展性，可以根据需要进行进一步改进和优化。

5.结论

本文设计和研究了一种基于声控和循迹技术的轮式移动装置。该装置具有声控和循迹功能，可以在室内环境中自主行驶，并且能够通过声音指令实现基本的控制操作。同时，该装置具有灵活性和可扩展性，可以根据需要进行进一步改进和优化。本文所介绍的轮式移动装置具有广泛的应用前景，在实际生产中具有较大的实用价值。