CN209132616U - 一种基于模式识别的机器人控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于模式识别的机器人控制系统，所述控制系统包括主控制器、数字伺服舵机、舵机控制器、供电装置、语音识别与合成设备以及网络通讯模块，所述主控制器与所述舵机控制器相连接，所述舵机控制器的输出端与数字伺服舵机相连接，所述数字伺服舵机的输出端与机器人各个关节的传动机构相连接，所述语音识别与合成设备与所述主控制器相连接，所述主控制器通过网络通讯模块与上位机进行数据交互，所述供电装置用于为系统提供电能，本系统通过语音识别与合成设备识别用户的语音，并给予反馈，包括语音控制动作、语音合成发声等，其结构简单，开发成本低，同时能通过语音识别和动作反馈给予用户较好的拟人感，性价比高。
Description
技术领域
本实用新型涉及机器人控制系统技术领域，尤其涉及一种基于模式识别的机器人控制系统。
背景技术
模式识别技术是一种研究模式的自动处理和判读的技术，而所谓的“模式”即是环境与客体的统称，而信息处理过程的一个重要形式是个体对环境以及客体的识别，特别是光学信息和声学信息的识别。目前虽然已经有人开发出了能够识别人语音的机器人产品，但此类产品中功能强大、拟人程度高的类型往往造价成本较高，而除此之外的大部分或多或少都缺少识别语音后的相应反馈，拟人程度较低，
实用新型内容
鉴以此，本实用新型的目的在于提供一种基于模式识别的机器人控制系统，以至少解决以上问题。
一种基于模式识别的机器人控制系统，包括主控制器、数字伺服舵机、舵机控制器、供电装置、语音识别与合成设备以及网络通讯模块，所述主控制器与所述舵机控制器相连接，所述舵机控制器的输出端与数字伺服舵机相连接，所述数字伺服舵机的输出端与机器人各个关节的传动机构相连接，所述语音识别与合成设备与所述主控制器相连接，所述主控制器通过网络通讯模块与上位机进行数据交互，所述供电装置用于为系统提供电能。
进一步的，所述舵机控制器通过PWM信号控制所述数字伺服舵机。
进一步的，所述主控制器包括Raspberry Pi微型电脑以及Arduino开发板，所述Arduino开发板分别与网络通讯模块、语音识别与合成设备相连接，所述Raspberry Pi微型电脑与舵机控制器相连接，同时Arduino开发板通过串口与Raspberry Pi微型电脑进行数据交互。
进一步的，所述供电装置包括直流电源以及锂离子电池，所述直流电源用于为舵机控制器、数字伺服舵机、Raspberry Pi微型电脑提供电能；所述锂离子电池用于为Arduino开发板、语音识别与合成设备以及网络通讯模块提供电能。
进一步的，所述语音识别与合成设备包括语音采集设备、语音播放设备、语音识别电路以及语音合成电路，所述语音采集设备与语音识别电路相连接，所述语音播放设备与语音合成电路相连接，同时所述语音识别电路和语音合成电路分别与所述主控制器相连接。
进一步的，所述语音识别电路采用LD3320语音识别芯片。
进一步的，所述语音合成电路采用XFS5152CE语音合成芯片。
进一步的，所述网络通讯模块通过无线网络、蓝牙或低功耗网络与上位机进行数据交互。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型提供一种基于模式识别的机器人控制系统，通过语音识别与合成设备识别用户的语音，并给予反馈，包括语音控制动作、语音合成发声等，其结构简单，开发成本低，同时能通过语音识别和动作反馈给予用户较好的拟人感，性价比高。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例的系统整体结构示意图。
图中，1是Raspberry Pi微型电脑，2是Arduino开发板，3是数字伺服舵机，4是舵机控制器，5是网络通讯模块，6是传动机构，7是语音采集设备，8是语音播放设备，9是语音识别电路，10是语音合成电路。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所列举实施例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
参照图1，本实用新型提供一种基于模式识别的机器人控制系统，所述系统包括主控制器、数字伺服舵机3、舵机控制器4、供电装置、语音识别与合成设备以及网络通讯模块5，所述主控制器与所述舵机控制器4相连接，所述舵机控制器4的输出端与数字伺服舵机3相连接，所述数字伺服舵机3的输出端与机器人各个关节的传动机构6相连接，所述语音识别与合成设备与所述主控制器相连接，所述主控制器通过网络通讯模块5与上位机进行数据交互，所述供电装置用于为系统提供电能。
所述主控制器采用双层控制设计，主控制器包括Raspberry Pi微型电脑1以及Arduino开发板2。Raspberry Pi微型电脑1是一款基于ARM架构的微型电脑，以SD卡作为内存硬盘，搭载有1.2GHz的64位4核处理器，具有4个USB接口、4路立体声输出和复合视频端口，支持多种编码和解码格式，能实现百兆以太网传输。Raspberry Pi微型电脑1与舵机控制器相连接，用于控制机器人的动作行为。所述Arduino开发板2是一款简单灵活、功能强大的开源电子原型平台，在本系统中用于处理与上位机的数据交互、协调控制语音识别内容以及机器人动作指令。Arduino开发板2分别与网络通讯模块5、语音识别与合成设备相连接。同时Raspberry Pi微型电脑1以及Arduino开发板2之间通过串口进行数据交互。
在本实用新型的可选实施例中，所述供电装置包括直流电源以及锂离子电池，所述直流电源用于为舵机控制器4、数字伺服舵机3、Raspberry Pi微型电脑1提供电能；所述锂离子电池用于为Arduino开发板2、语音识别与合成设备以及网络通讯模块5提供电能，所述控制系统中用于控制机器人动作的设备以及用于识别语音指令的设备供电相互独立，使系统的网络通讯及语音识别、合成不会受到舵机开关电流等因素的影响。
所述数字伺服舵机3用于驱动机器人各个关节的传动机构，从而控制机器人完成各种动作，数字伺服舵机3具有转动角准确、功耗低等优点。所述舵机控制器4通过串行接口与Raspberry Pi微型电脑1相连接，并控制数字伺服舵机3。舵机控制器4采用32路舵机控制器，其带有双路过流保险，并另有4路的过载保护，可有效保障舵机控制器和数字伺服电机的平稳运行。
在本实用新型的可选实施例中，所述舵机控制器4通过PWM信号控制数字伺服舵机3，PWM即脉冲宽度调制技术，其控制方式简单，具有灵活、动态相应好的特点。
所述语音识别与合成设备包括语音采集设备7、语音播放设备8、语音识别电路9以及语音合成电路10，所述语音采集设备7与语音识别电路9相连接，所述语音播放设备8与语音合成电路10相连接，同时所述语音识别电路9和语音合成电路10分别与Arduino开发板2相连接。
在本实用新型的可选实施例中，所述语音识别电路9采用LD3320语音识别芯片；所述语音合成电路10采用XFS5152CE语音合成芯片。
本实用新型的工作原理是：
所述机器人搭载的语音采集设备7采集用户的语音数据，并发送至语音识别电路9进行识别，所述语音电路9将识别结果发送是Arduino开发板2，Arduino开发板2一方面根据识别结果控制语音合成电路10生成回答语音并通过语音播放设备8播放；另一方面通过串口将语音指令识别结果发送至Raspberry Pi微型电脑1。Raspberry Pi微型电脑1根据语音指令识别结果，发送相应的动作指令至舵机控制器4，舵机控制器4根据动作指令，控制机器人相应关节的数字伺服舵机3驱动传动机构6，使机器人在播放语音的同时能够摆出不同的动作，给用户良好的拟人感和亲切感。
用户还可以通过上位机向机器人发送控制指令，所述网络通讯模块5通过无线网络、蓝牙或低功耗网络与上位机进行数据交互，并将所接收数据发送至Arduino开发板2进行处理。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于模式识别的机器人控制系统，其特征在于，所述控制系统包括主控制器、数字伺服舵机、舵机控制器、供电装置、语音识别与合成设备以及网络通讯模块，所述主控制器与所述舵机控制器相连接，所述舵机控制器的输出端与数字伺服舵机相连接，所述数字伺服舵机的输出端与机器人各个关节的传动机构相连接，所述语音识别与合成设备与所述主控制器相连接，所述主控制器通过网络通讯模块与上位机进行数据交互，所述供电装置用于为系统提供电能。
2.根据权利要求1所述的一种基于模式识别的机器人控制系统，其特征在于，所述舵机控制器通过PWM信号控制所述数字伺服舵机。
3.根据权利要求1所述的一种基于模式识别的机器人控制系统，其特征在于，所述主控制器包括Raspberry Pi微型电脑以及Arduino开发板，所述Arduino开发板分别与网络通讯模块、语音识别与合成设备相连接，所述Raspberry Pi微型电脑与舵机控制器相连接，同时Arduino开发板通过串口与Raspberry Pi微型电脑进行数据交互。
4.根据权利要求3所述的一种基于模式识别的机器人控制系统，其特征在于，所述供电装置包括直流电源以及锂离子电池，所述直流电源用于为舵机控制器、数字伺服舵机、Raspberry Pi微型电脑提供电能；所述锂离子电池用于为Arduino开发板、语音识别与合成设备以及网络通讯模块提供电能。
5.根据权利要求1所述的一种基于模式识别的机器人控制系统，其特征在于，所述语音识别与合成设备包括语音采集设备、语音播放设备、语音识别电路以及语音合成电路，所述语音采集设备与语音识别电路相连接，所述语音播放设备与语音合成电路相连接，同时所述语音识别电路和语音合成电路分别与所述主控制器相连接。
6.根据权利要求5所述的一种基于模式识别的机器人控制系统，其特征在于，所述语音识别电路采用LD3320语音识别芯片。
7.根据权利要求5所述的一种基于模式识别的机器人控制系统，其特征在于，所述语音合成电路采用XFS5152CE语音合成芯片。
8.根据权利要求1所述的一种基于模式识别的机器人控制系统，其特征在于，所述网络通讯模块通过无线网络、蓝牙或低功耗网络与上位机进行数据交互。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201822273488.1U CN209132616U (zh) | 2018-12-29 | 2018-12-29 | 一种基于模式识别的机器人控制系统 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201822273488.1U CN209132616U (zh) | 2018-12-29 | 2018-12-29 | 一种基于模式识别的机器人控制系统 |
Publications (1)
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| CN209132616U true CN209132616U (zh) | 2019-07-19 |
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Family Applications (1)
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| CN201822273488.1U Active CN209132616U (zh) | 2018-12-29 | 2018-12-29 | 一种基于模式识别的机器人控制系统 |
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| CN (1) | CN209132616U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111128152A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-05-08 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 语音交互控制器、系统以及机器人 |
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2018
- 2018-12-29 CN CN201822273488.1U patent/CN209132616U/zh active Active
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