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在突发灾难来临时,救援的首要任务是救出尽量多的幸存者。救援机器人通过自身携带的传感器感知环境并协助搜救人员在灾难环境中进行受害人的搜救,同时探索周围环境并绘制地图。通过语音传感器,救援机器人可以识别受害人发出的语音信号,初步探索受害人位置并感知呼救信号,进一步实现对受害人的信息传送发布,使救援工作有效进行。本文针对救援机器人的需求,设计并实现了一个基于DSP的关键词语音识别系统。
硬件设计上,本文选用Freescale56858DSP为核心处理器,采用CS4218作为语音采集芯片,结合其它外围电路构建了语音识别系统的硬件平台。同时,采用MCP2510作为CAN协议控制器,设计并实现救援机器人通信系统CAN总线上的一个从节点,完成了语音识别系统与救援机器人之间基于CANopen高层协议的通信。
软件开发上,针对灾难环境中大噪声背景,非特定人呼救等状况,本文首先对语音识别流程中涉及的语音增强、端点检测、语音特征提取及训练识别等算法进行了Matlab仿真和研究。采用改进后的倒谱相减法实现噪声滤波,对语音进行分帧加窗后,提取Me1倒谱特征矢量并采用矢量量化方法进行训练,然后采用动态规划算法实现语音的识别。
最后,本文根据训练得出的一套关键词1-10及救援特征词“HELP”的语音识别模板参数,在DSP硬件平台上构建了适用于救援环境的关键词语音识别系统,成功实现了对救援信号的识别。