基于語音通信的聲控無人機

呂俊璋 劉怡然 李兵

摘 要：聲控飛行使操作更簡單與準確，通過語音控制技術與機器進行溝通下達指令，讓無人機進行向上向下左右旋轉這些基礎又準確的操作，我們通過對語音識別與控制的模塊的編程和調整可以進行飛機的初步語音控制，使之操作更簡單與準確，打破常規只能進行遙控器的操作方法，語音控制操作簡單準確、失誤率低，以便更方便的操作具有使用價值，簡單的語音控制，可以在非常復雜的環境下，減少人為操作的失誤率比個人操作更加安全。

關鍵詞：語音控制；無人機；語音識別

研究目的

現如今市面上沒有多功能語音控制的小型四軸飛行器，我們所要設計的就是要打破市面上復雜語音控制的缺乏現象。小型無人機體積小、靈活，操作起來更加直觀。通過對語音識別與控制的模塊的編程和調整可以進行飛機的語音控制后期更可以完成一些復雜的動作 ，使之操作更智能，打破常規只能進行遙控器的操作方法，比個人操作更加安全。人機交互性，實時性好，方便快捷?？梢宰鳛槲⑿蛡刹?，因為其小巧，操作簡單準確語音控制失誤率低也就更加擁有其特殊優點，以便更方便的操作具有使用價值，簡單的語音控制，可以在非常復雜的環境下，減少人為操作的失誤率；語音簡單的命令就可以準確的完成復雜的動作。

1設計方案

四軸飛行器結構主要由主控板和呈十字交叉結構的4個電子調速器、電機、旋漿組成，電機由電子調速器控制，主控板主要負責解算當前飛行姿態、控制電調等功能。以十字飛行模式為例，l號旋翼為頭，1、3號旋翼逆時針旋轉，2、4號旋翼順時針旋轉，由于四個電機轉速不同，使其與水平面傾斜一定角度，四個電機產生的合力分解為向上的升力與前向分力。當重力與升力相等時，前向分力驅動四軸飛行器向傾斜角度的方向水平飛行。空間三軸角度歐拉角分為仰俯角、橫滾角、航向角：傾斜角是仰俯角時，向前、向后飛行；傾斜角是橫滾角時，向左、向右飛行；而傾斜航向角時，向左、右旋轉運動，左（右）旋轉是由于順時針兩電機產生的反扭矩之和與逆時針兩電機產生的反扭矩之和不等，即不能相互抵消，機身便在反扭矩作用下繞z軸自旋轉。

語音識別技術所涉及的領域包括：信號處理、模式識別、概率論和信息論、發聲機理和聽覺機理、人工智能等。語音通信基于M6語音通信模塊，可實現發音人選擇、數字處理策略、拼音識別、聲調設定、音量控制、語速控制、語調控制等功能。通過該模塊識別語音指令，識別成功后通過stm32f4系列單片機串口發送數據。主要通過NRF2401無線模塊進行無線通信。無線通信系統主要由地面端與無人機端構成。地面端的數據經過打包后通過NRF2401模塊傳遞給無人機端進行解包還原數據，并將該數據最終發送給飛控，實現語音控制。

通過語音模塊進行識別，識別成功之后，通過串口發送數據，和飛控建立聯系，傳統的語音識別模塊距離較近，通常在5米左右，但在通常飛行的時候，距離較遠，通常幾十米，或者幾百米，為了解決這一缺陷，大膽采用無線通信的通信方式，理論距離可達1.5km，實測800米，大大滿足了飛行的需求，采用的通信頻率2.4G，地面端和天空端進行連接，數據打包，解包，并和飛控建立連接。無線通信，語音控制。

2主要技術指標

（1）通過語音識別模塊進行語音識別，識別發音人所發送的控制指令。

（2）識別成功后通過stm32f4系列單片機串口發送數據。

（3）將該數據進行數據打包，通過NRF2401無線模塊 將數據從地面端傳遞到無人機端。

（4）無人機端接收到數據后進行數據解包并還原數據，將控制指令發送給飛控，實現最終的語音控制。

3技術特點

該語音控制飛行器主要就是主打智能和創新飛行器模擬人工智能?；谡Z音通信的聲控飛行使操作更簡單與準確，使無人機駕駛員可以通過語音控制模塊與機器進行溝通下達指令，讓四軸無人機進行向上向下左右旋轉這些基礎又準確的操作。通過對語音識別與控制的模塊的編程和調整可以進行飛機的初步語音控制，使之操作更簡單與準確，打破常規只能進行遙控器的操作方法，比個人操作更加安全，減少人為操作的失誤率。人機交互性，實時性好，方便快捷。語音簡單的命令就可以準確的完成復雜的動作。

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