基于语音通信的声控无人机

吕俊璋 刘怡然 李兵

摘 要：声控飞行使操作更简单与准确，通过语音控制技术与机器进行沟通下达指令，让无人机进行向上向下左右旋转这些基础又准确的操作，我们通过对语音识别与控制的模块的编程和调整可以进行飞机的初步语音控制，使之操作更简单与准确，打破常规只能进行遥控器的操作方法，语音控制操作简单准确、失误率低，以便更方便的操作具有使用价值，简单的语音控制，可以在非常复杂的环境下，减少人为操作的失误率比个人操作更加安全。

关键词：语音控制；无人机；语音识别

研究目的

现如今市面上没有多功能语音控制的小型四轴飞行器，我们所要设计的就是要打破市面上复杂语音控制的缺乏现象。小型无人机体积小、灵活，操作起来更加直观。通过对语音识别与控制的模块的编程和调整可以进行飞机的语音控制后期更可以完成一些复杂的动作 ，使之操作更智能，打破常规只能进行遥控器的操作方法，比个人操作更加安全。人机交互性，实时性好，方便快捷。可以作为微型侦查，因为其小巧，操作简单准确语音控制失误率低也就更加拥有其特殊优点，以便更方便的操作具有使用价值，简单的语音控制，可以在非常复杂的环境下，减少人为操作的失误率；语音简单的命令就可以准确的完成复杂的动作。

1设计方案

四轴飞行器结构主要由主控板和呈十字交叉结构的4个电子调速器、电机、旋浆组成，电机由电子调速器控制，主控板主要负责解算当前飞行姿态、控制电调等功能。以十字飞行模式为例，l号旋翼为头，1、3号旋翼逆时针旋转，2、4号旋翼顺时针旋转，由于四个电机转速不同，使其与水平面倾斜一定角度，四个电机产生的合力分解为向上的升力与前向分力。当重力与升力相等时，前向分力驱动四轴飞行器向倾斜角度的方向水平飞行。空间三轴角度欧拉角分为仰俯角、横滚角、航向角：倾斜角是仰俯角时，向前、向后飞行；倾斜角是横滚角时，向左、向右飞行；而倾斜航向角时，向左、右旋转运动，左（右）旋转是由于顺时针两电机产生的反扭矩之和与逆时针两电机产生的反扭矩之和不等，即不能相互抵消，机身便在反扭矩作用下绕z轴自旋转。

语音识别技术所涉及的领域包括：信号处理、模式识别、概率论和信息论、发声机理和听觉机理、人工智能等。语音通信基于M6语音通信模块，可实现发音人选择、数字处理策略、拼音识别、声调设定、音量控制、语速控制、语调控制等功能。通过该模块识别语音指令，识别成功后通过stm32f4系列單片机串口发送数据。主要通过NRF2401无线模块进行无线通信。无线通信系统主要由地面端与无人机端构成。地面端的数据经过打包后通过NRF2401模块传递给无人机端进行解包还原数据，并将该数据最终发送给飞控，实现语音控制。

通过语音模块进行识别，识别成功之后，通过串口发送数据，和飞控建立联系，传统的语音识别模块距离较近，通常在5米左右，但在通常飞行的时候，距离较远，通常几十米，或者几百米，为了解决这一缺陷，大胆采用无线通信的通信方式，理论距离可达1.5km，实测800米，大大满足了飞行的需求，采用的通信频率2.4G，地面端和天空端进行连接，数据打包，解包，并和飞控建立连接。无线通信，语音控制。

2主要技术指标

（1）通过语音识别模块进行语音识别，识别发音人所发送的控制指令。

（2）识别成功后通过stm32f4系列单片机串口发送数据。

（3）将该数据进行数据打包，通过NRF2401无线模块 将数据从地面端传递到无人机端。

（4）无人机端接收到数据后进行数据解包并还原数据，将控制指令发送给飞控，实现最终的语音控制。

3技术特点

该语音控制飞行器主要就是主打智能和创新飞行器模拟人工智能。基于语音通信的声控飞行使操作更简单与准确，使无人机驾驶员可以通过语音控制模块与机器进行沟通下达指令，让四轴无人机进行向上向下左右旋转这些基础又准确的操作。通过对语音识别与控制的模块的编程和调整可以进行飞机的初步语音控制，使之操作更简单与准确，打破常规只能进行遥控器的操作方法，比个人操作更加安全，减少人为操作的失误率。人机交互性，实时性好，方便快捷。语音简单的命令就可以准确的完成复杂的动作。

参考文献：

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