基于ARM11的家用智能垃圾桶的設計與實現

2.2 特定語音識別算法
針對特定語音的識別，采用動態時間規整(DTW)的算法，是一種把時間規整和距離測度的計算結合起來非線性規整技術，多用于孤立詞的語音識別。語音識別過程如圖5所示。

首先應濾掉輸入語音信號的噪音并進行預加重處理，提升高頻分量，然后線性預測系數等方法進行頻譜分析，找出語音的特征參數作為未知模式，與預先存儲的標準模式進行比較，當輸入的未知模式與標準模式的特征一致時，ARM便識別輸入的語音信號并輸出結果。

3 系統軟件設計

系統軟件主要包括：數據采集模塊、SCI通訊模塊、特定聲源定位算法模塊和避障軟件模塊。系統軟件總體流程圖如圖6所示。

3.1 特定聲源定位算法設計

系統的聲源定位算法主要基于傳聲器陣列時延估計法，利用A/D采樣模塊檢測不同拾音器所接收到的聲音信號，算法實現采用廣義互相關法。ARM采樣得到的波形 接近為正弦波，將對應采樣得到的值放入數組中保存，首先進行相關運算，得出互相關譜。為避免誤差和雜音的干擾，進行多次計算去除了誤差較大的值。其算法流 程圖如圖7所示。

同時，為避免垃圾桶對接收到的任何聲音都進行定位，系統在定位時加入了語音識別，即只對需要的聲音進行方位判斷，對特定聲音進行語音識別的流程框圖如圖8所示。

3.2 避障軟件設計

避障軟件模塊采用對ARM的GPIO口查詢方法。在垃圾桶加電后，主函數中一直查詢GPIO，某一路的GPIO出現低電平時，進入相應的子函數，執行相應的 控制動作。3個紅外傳感器同時工作，發射紅外信號。任何一個紅外接收裝置接收到反射的紅外信號進入相應的子函數執行控制電機轉動。紅外避障流程如圖9所示。

4 結束語

設計的智能垃圾桶“聽”到主人的呼喊后能自動到達主人身邊，并且能識別主人的聲音進行一系列動作，經試驗證明該設計能夠滿足使用要求。