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面向服务的语音远程控制系统的研究与实现

作　者: 朱清波
导　师: 刘幺和
学　校: 湖北工业大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 语音识别 远程控制 工业机器人 WebService 隐马尔可夫模型 gSOAP
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


语音识别技术是近几年来语音处理领域出现的一个关键技术。语音识别的目的就是研制出一种具有人类听觉功能的机器,以便能够直接听懂人的讲话,并做出相应的反应。这种具备了语音识别功能的系统在互连网、通信、军事、国防等方面具有十分重要的价值。随着网络技术的快速发展,通过网络实现的各种功能也越来越强大,语音识别技术在网络环境下的机器人控制应用成为了可能。把语音识别技术与机器人控制技术相结合,正成为目前研究的热点,特别是对工业机器人的人机交互问题的研究,不但具有较好的理论意义,而且有较大的实用价值。本文主要研究基于语音识别的远程工业机器人控制系统。结合目前非常流行的语音识别技术,描述了在Internet网络环境下,服务器端和客户端计算机的如何通过语音命令来进行相互交流,以及如何通过电话网来控制远端的机器人手臂来做出各种可能的动作,从而利用语音识别技术实现网络遥控机器人。本文首先对该系统平台的各种设计方案做出论证,并提出一条可行的技术路线。然后对现有的语音识别技术、识别方法、识别算法进行了分析比较,在此基础上,确定了以隐马尔可夫模型为基础的语音识别算法。在对工业机器人的工作原理和硬件接口的基础上,使用C#语言开发出了适合本系统的机器人的WebService控制程序。同时,在语音识别软件Nuance基础上,采用Visual C++开发出了基于gSOAP跨平台组件技术的语音识别程序,通过该程序实现了将Dialogic语音卡采集的语音信息转化成文本控制指令的功能。最后将设计的系统模型在实际环境中进行了检验,并对检验结果给予了分析和评价。实践表明,基于网络和语音控制的机器人控制系统在实验室环境下是非常成功的,尽管在噪声环境下的鲁棒性还有待加强,但语音识别技术在远程机器人控制领域的应用还是具有重要的参考价值。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第1章 引言  10-14
  1.1 课题来源及研究意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-12
    1.2.1 工业机器人的发展  11-12
    1.2.2 语音识别技术  12
  1.3 本文主要工作  12-14
第2章 系统整体设计方案  14-23
  2.1 系统总体架构方案选择  14
  2.2 系统功能简介  14-21
    2.2.1 语音模块  14-15
    2.2.2 机器人远程控制模块  15-17
    2.2.3 系统集成  17-21
  2.3 系统涉及的主要技术  21-23
    2.3.1 系统开发的主要技术  21-22
    2.3.2 软件开发工具的选择  22
    2.3.3 技术路线和技术措施  22-23
第3章 语音识别模块的设计与实现  23-35
  3.1 语音识别理论基础  23
  3.2 常用语音识别模型及训练方法  23-27
    3.2.1 隐马尔可夫模型简介  23
    3.2.2 隐马尔可夫模型的三个基本问题  23-26
    3.2.3 隐马尔可夫模型在语音识别中的应用  26-27
  3.3 语音识别平台的选择  27
  3.4 语音控制平台的主体设计  27-30
    3.4.1 ASR 的开发方法  27
    3.4.2 Dialogic 语音卡硬件的初始化和调用  27-29
    3.4.3 Nuance 语音平台的识别环境设置  29-30
  3.5 语音控制系统的实现  30-35
    3.5.1 语音控制系统软件架构  30-34
    3.5.2 主要功能模块的代码实现  34-35
第4章 跨平台调用方法的实现  35-42
  4.1 跨平台工具选择与 gSOAP 工具包简介  35-37
  4.2 WebService 及 SOAP 协议  37-39
  4.3 跨平台调用实现方法  39
  4.4 主要功能模块  39-42
第5章 基于 WebService 的机器人控制系统的实现  42-50
  5.1 控制系统的基本组成  42-43
  5.2 工业机器人编程接口  43-46
    5.2.1 控制模式命令及其意义  43-44
    5.2.2 若干重点控制命令的说明  44-46
  5.3 工业机器人控制系统编程实现  46-50
    5.3.1 调用DLL 函数库  47-48
    5.3.2 主要功能的代码实现  48-50
第6章 语音交互应用程序开发平台的设计与实现  50-56
  6.1 平台设计思想和总体架构  50-52
  6.2 平台体系结构  52-53
    6.2.1 用户界面  52-53
    6.2.2 平台体系模型  53
  6.3 系统性能分析  53-56
    6.3.1 Internet 时延特性  54
    6.3.2 系统延迟的组成  54
    6.3.3 解决途径  54-56
第7章 全文总结与展望  56-58
  7.1 全文总结  56-57
  7.2 存在问题  57
  7.3 展望  57-58
参考文献  58-60

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
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