智能語音技術(shù)是人工智能領(lǐng)域發(fā)展最為快速的技術(shù)之一,也是近年來國內(nèi)外研究的熱點。本文以智能語音技術(shù)應(yīng)用為背景,借助成熟穩(wěn)定的新型機器人操作系統(tǒng)（ROS）,以智能車為硬件平臺,設(shè)計出一套基于ROS的智能車語音控制系統(tǒng)解決方案。本論文對語音控制技術(shù)進行了一定的研究,通過對本系統(tǒng)設(shè)計中所需要的技術(shù)進行分析,確定了該智能車系統(tǒng)的具體功能。根據(jù)智能車系統(tǒng)的發(fā)展趨勢和語音識別的難點確定該系統(tǒng)的設(shè)計需求和目標(biāo),并在此基礎(chǔ)上完成系統(tǒng)的整體設(shè)計和硬件方案的選型。針對復(fù)雜工業(yè)生活情境下各類噪聲對語音識別的污染問題,引入了語音增強技術(shù)。進而對語音增強的算法進行比較,分析維納濾波增強和廣義旁瓣抵消器增強的優(yōu)缺點,選擇基于后者的語音增強方式。同時針對傳統(tǒng)廣義旁瓣抵消器性能受到散漫噪聲影響的缺點,提出了一種基于GSC結(jié)構(gòu)的可調(diào)延遲矩陣方法。根據(jù)仿真效果和軟件實測結(jié)果可以得出,在不同類型和強度的噪聲干擾下,該方法在保持一定語音質(zhì)量的同時,能有效提高語音識別率,具有良好的性能。最后對系統(tǒng)軟件進行設(shè)計,完成相應(yīng)的功能:按照軟件開發(fā)流程在樹莓派上搭建Ubuntu系統(tǒng),然后配置機器人操作系統(tǒng)ROS的開發(fā)環(huán)境。將采集到的多通道... 

【文章來源】：青島科技大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

智能車turtlebot3示意圖

基于ROS的智能車語音控制系統(tǒng)設(shè)計10圖2-1機器人操作系統(tǒng)文件結(jié)構(gòu)圖Fig.2-1filestructureofRobotoperatingsystem工作空間catkin_ws是一個包含源文件空間、編譯空間和開發(fā)空間的文件夾。src源文件空間中存在多種擁有具體功能的包，對源文件空間的功能包進行編譯和配置操作時，會產(chǎn)生對應(yīng)的緩存或者中間文件，這些文件存在于編譯空間中。devel開發(fā)空間則是用于放置功能包編譯后產(chǎn)生的可執(zhí)行程序，該程序不需要其它操作便可以運行。ROS機器人項目的開發(fā)和各種開源代碼或共享軟件密切相關(guān)，開發(fā)者將基于ROS的機器人軟件和項目發(fā)布到各種開源社區(qū)中，為后來的機器人開發(fā)者提供代碼和技術(shù)支持，進行移植和復(fù)用。2.1.2通訊方式從通訊方式進行分類，ROS通訊方式分為異步通訊方式和同步通訊方式，前者時基于話題的形式，后者則是屬于服務(wù)的類型。（1）話題Topic機器人操作系統(tǒng)獨特的通訊架構(gòu)為多種程序間的信息傳遞提供了可能，在此通訊架構(gòu)下，系統(tǒng)內(nèi)的各個節(jié)點構(gòu)成了通訊網(wǎng)絡(luò)。機器人操作系統(tǒng)中的程序以節(jié)點的形式存在，節(jié)點通過話題的形式發(fā)布信息，其它節(jié)點通過訂閱這個消息完成節(jié)點間的通訊。具體的通訊結(jié)構(gòu)圖如2-2所示。ROS系統(tǒng)提供多種標(biāo)準(zhǔn)類型的消息，開發(fā)者也可根據(jù)實際需要設(shè)置獨有非標(biāo)準(zhǔn)的消息類型。節(jié)點的消息均由相應(yīng)的話題進行發(fā)布，在機器人操作系統(tǒng)的計算圖級中，節(jié)點進程之間信息傳遞的過程便是發(fā)布消息和訂閱消息的過程。節(jié)點通過話題進行松散耦合，以多對多的廣播方式進行消息傳遞。

青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文11圖2-2話題示意圖Fig.2-2topicSketchMap（2）服務(wù)Service與通過話題的消息傳遞方式不同，服務(wù)是單個進程節(jié)點之間進行消息傳遞的過程。正在運行中的節(jié)點發(fā)出請求，目標(biāo)節(jié)點對此請求做出響應(yīng)，完成一次服務(wù)過程。服務(wù)類型中的請求和響應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和話題消息的數(shù)據(jù)格式相似，區(qū)別是面對目標(biāo)節(jié)點的數(shù)量不同。消息數(shù)據(jù)通過話題面向整個系統(tǒng)向所有節(jié)點提供信息，而服務(wù)類型面對特定單一節(jié)點進行數(shù)據(jù)獲齲如下圖所示左側(cè)為客戶端節(jié)點，向右側(cè)的服務(wù)端節(jié)點發(fā)起請求并等待響應(yīng)，服務(wù)端接受此請求并作出應(yīng)答，完成一次進程服務(wù)通信過程。在使用服務(wù)方式進行進程通信時，需要對請求和響應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。NodeA(client)NodeD(server)/ServiceNodeB(client)NodeC(server)圖2-3服務(wù)示意圖Fig.2-3serviceSketchMap兩種通訊的方式各有特點，通訊原理均是基于TCP/IP協(xié)議。兩者的區(qū)別主要體現(xiàn)在常用場景的不同，作為一種異步通訊方式，話題主要應(yīng)用于高頻數(shù)據(jù)發(fā)布的場景，而服務(wù)應(yīng)用于偶爾調(diào)用的功能，具體對比如下表所示。

【參考文獻】：
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本文編號：3546565