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基于语音信号的嵌入式假肢控制系统研究
资料介绍
假肢控制系统的研究对于提高残疾人的生活质量和促进医疗福利事业的发展具有重要的意义,同时假肢控制系统也是智能控制工程领域和机器人学科的重要研究课题。本文研究了一种基于语音信号的五自由度假肢控制系统,该控制系统通过语音命令就能够实现对假肢的多自由度运动控制,更加方便于残疾人,并且提高了假肢控制系统的识别率,弥补了基于EMG和EEG控制系统的不足,进一步提高了残疾人的生活质量,满足了社会发展的需求。相对于EMG和EEG控制系统,此嵌入式语音控制系统,结构简单,能耗低,控制方便,易于功能扩展,便于在以后的工作中根据用户需要增加功能。
本文在研究已有假肢控制和语音识别理论的基础上,设计完成了基于语音信号的嵌入式假肢控制系统。首先分别介绍了假手控制系统和语音识别技术的国内外发展现状,阐明了本课题的研究背景和意义,然后分别介绍了语音信号的数字处理方法及语音识别的基本原理。根据要实现的功能及嵌入式系统设计所具有的特点,提出了控制系统的总体结构和控制方案,通过对比论证,选择凌阳SPCE061A作为核心控制芯片,以此为基础设计完成了主芯片扩展电路、电机模块等系统硬件部分。根据凌阳单片机的特点及本系统的功能需求,对基于嵌入式的语音识别算法进行了研究,选择隐马尔科夫模型(HMM)作为本系统的语音模式训练、匹配方法,在此基础上实现了系统的软件设计,最后通过实际测试,表明该控制系统具有辨识率高、控制方便以及智能化等特点。
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