Báo cáo Giải mã tiếng nói thành lệnh điều khiển trong công nghiệp (Phần 1)

Nội dung text: Báo cáo Giải mã tiếng nói thành lệnh điều khiển trong công nghiệp (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP BỘ GIẢI MÃ TIẾNG NĨI THÀNH LỆNH ĐIỀU KHIỂN TRONG CƠNG NGHIỆP S K C 0 0 0 2 8 1 MÃ SỐ: B2009 - 22 - 43 S K C 0 0 3 4 1 5 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, 2009
2. B GIÁO DC VÀ ðÀO TO TRƯNG ðI HC SƯ PHM K THUT THÀNH PH H CHÍ MINH ð TÀI NCKH CP B “GII Mà TING NĨI THÀNH LNH ðIU KHIN TRONG CƠNG NGHIP ” Mã s: B2009 -22-43 Ch nhim đ tài: TS. TRN THU HÀ Tham gia thc hin: Th.S Trn Tin ðc Tp. H Chí Minh 2011
3. DANH M C NH NG NG ƯI THAM GIA TH C HI N ð TÀI: H và tên ðơ n v cơng tác và l ĩnh v c chuyên mơn Gi ng viên – Tr ưng ðH SPKT TP HCM, khoa cơng ThS. Tr n Ti n ðc ngh thơng tin Ths. Bùi ðơng H i Gi ng viên – Tr ưng C ðKT Cao Th ng TP HCM ThS. Lê Thanh Tân Gi ng viên – Tr ưng ðH SPKT TP HCM TS. Ngơ Cao C ưng Tr ưng khoa đin – ðin t - Tr ưng ðHKT Cơng Ngh
4. B GIÁO D C VÀ ðÀO T O ðơ n v : KHOA ðIN ðIN T TR ƯNG ð I H C S Ư PH M K THU T TP HMC THƠNG TIN K T QU NGHIÊN C U 1. Thơng tin chung: 2. Ch nhi m đ tài: TS. TR N THU HÀ Tham gia th c hi n: Th.S Tr n Ti n ð c - Tên đ tài: “GI I Mà TI NG NĨI THÀNH L NH ðIU KHI N TRONG CƠNG NGHI P ” - Mã s : Mã s : B2009-22-43 - Ch nhi m: PGS.TS. Tr n Thu Hà - Cơ quan ch trì: ði h c s ư ph m k thu t TP HCM - Th i gian th c hi n: 1- Mc tiêu: Mc tiêu nghiên c u: ð tài cĩ nh ng m c tiêu chính như sau: 1) Nghiên c u h th ng nh n d ng ti ng nĩi- ti ng Vi t. 2) Xây d ng gi i pháp t ng quát nh n d ng ti ng Vi t b ng mơ hình Markov n. 3) Nghiên c u giao th c điu khi n h th ng 4) Thi t k và thi cơng h th ng điu khi n đi t ưng cơng nghi p là cánh tay robot- ho c robot t hành bng ti ng nĩi . Robot cĩ th th c hi n các nhi m v c th khi các l nh điu khi n là gi ng nĩi - ti ng vi t. Thơng qua đ tài chúng ta cĩ kh n ăng ng d ng cơng ngh nh n d ng ti ng nĩi- ti ng Vi t, thi t k ph n c ng điu khi n đ i t ưng là xe ho c cánh tay robot, ng dng trong dây chuy n s n xu t ho c trong cơng nghi p. Vi nh ng m c tiêu trên đ tài cĩ tính lý thuy t và ng d ng t t. 2- Ni dung nghiên c u: • Nghiên c u cơng ngh phân lo i ti ng nĩi - ti ng Vi t . • Nghiên c u mơ hình Markov n ng d ng trong phân tích các tham s ca ti ng Vi t • Ch n l a hàm s ca Markov n đ thi t k dao di n nhân d ng các t p l nh c a đi t ưng điu khi n – robot t hành 2 b c t do . • Xây d ng s ơ đ kh i thi t k và thi cơng Robot t hành • Thi t k ph n m m và ph n c ng đ điu khi n b ng ti ng nĩi ti ng Vi t xu t ra board đ điu khi n các đi t ưng cơng nghi p . • Vn hành th mơ hình h th ng 3- Ph ươ ng pháp nghiên c u: Nh m đ t đưc m c đích ng d ng cơng ngh hi n đ i điu khi n robot b ng ti ng nĩi, nhĩm nghiên c u ti p c n theo đ nh h ưng nghiên c u c ơ bn, th nghi m trên mơ hình v t lý. Nghiên c u và thi t k thi cơng s n ph m ph n c ng là Robot t hành và dao di n điu khi n b ng ti ng nĩi s dng micro.
5. Ph ươ ng pháp nghiên c u d a trên thành t u v cơng ngh nh n d ng ti ng nĩi, cơng ngh điu khi n robot đ xu t gi i pháp ng d ng, thi t k ph n c ng và ph n mm. S n ph m đ tài cĩ tính m , cĩ th áp d ng cho nhi u đi t ưng khác nhau trong cơng nhi p c ũng nh ư dân d ng. Ph m vi ng d ng c a s n ph m c a đ tài dùng trong s n xu t và trong dân dng. Các nghiên c u đưc ti n hành t lý thuy t đn s n ph m là mơ hình và cơng ngh ng d ng. 4- Ý ngh ĩa khoa h c c a đ tài : ð tài thu c nhĩm nghiên c u lý thuy t và ng d ng tri n khai. Sn ph m c a đ tài cĩ tính m , cĩ th áp d ng cho nhi u l p đ i t ưng khác nhau trong cơng nghi p, c ũng nh ư dân d ng. 5. Tính m i và sáng t o: - ðã s d ng Mơ hình Markov n đ mơ ph ng ti ng Vi t dùng trong điu khi n Robot b ng các l nh đơn. - Thi t k giao di n hi n th ch và ti ng nĩi điu khi n – bng ti ng Vi t. - Thi t k ph n c ng điu khi n cho mobile robot dùng chip STM32F103RCT6 . 6. K t qu nghiên c u: Nghiên c u cơng ngh phân lo i ti ng nĩi - ti ng Vi t nghiên c u các đ c tr ưng ca ti ng vi t - Phân tích ng âm ti ng Vi t, xây d ng c ơ s d li u ti ng Vi t kho ng 1000 t da trên vi c gán nhãn âm v , trong đĩ m i t đưc l p l i 100 l n. - Ch n l a hàm s c a mơ hình Markov n đ thi t k dao di n nhân d ng các t p lnh c a đ i t ưng điu khi n – robot t hành v i các l nh ti n, lùi, ph i, trái, dng. - Xây d ng giao di n ph n m m hi n th ch ti ng vi t trên dao di n điu khi n c a máy tính. - Thi t k b điu khi n b ng ti ng nĩi ti ng Vi t xu t ra board đ điu khin các đi t ưng cơng nghi p. - Xây d ng s ơ đ kh i thi t k và thi cơng b điu khi n Robot t hành. 7. S n ph m: 1- Ph n m m nh n d ng ti ng Vi t hi n th trên màn hình ch ti ng Vi t sau khi ghi âm l i . 2- H s ơ thi t k h th ng; 3- Mơ hình h th ng điu khi n robot bng ti ng nĩi 4- Bài báo khoa h c. 5- ðào t o th c s ĩ 8. Hi u qu , ph ươ ng th c chuy n giao k t qu nghiên c u và kh n ăng áp d ng: - Cĩ th chuy n giao đ ng d ng làm mơ hình gi ng d y - ð tài cĩ th phát tri n làm c ơ s điu khi n nhi u d ng Robot trong cơng nghi p. tp l nh cĩ th là m t câu l nh khơng ph i là đơ n t . - Tín hi u cĩ th điu khi n đưc t xa ho c xu t ra tr c ti p t c ng Com.
6. Th c t do vi c nh n gi ng nĩi cịn r t khĩ kh ăn cho đ i t ưng cn điu khi n do v y khi ti ng vi t đưc nghiên c u chi ti t h ơn thi đ chính xác c a l nh điu khi n s tt hơn. H th ng nh n d ng ti ng vi t c n đưc hồn thi n đ vi c nh n d ng ti ng nĩi nh n dng ti ng vi t đưc chính xác và nh n nhi u d ng gi ng nĩi c a Nam ho c n ch c n dy m t l n gi ng chu n ti ng Vi t. Ngày tháng n ăm Ch nhi m đ tài Cơ quan ch trì (ký, h và tên) (ký, h và tên, đĩng d u)
7. Thơng tin k ết qu ả nghiên c ứu b ằng ti ếng Anh MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING DEPARTMENT OF ELCTRICAL AND ELECTRONIC UNIVERSITY OF TECHNICAL EDUCATON INFORMATION ON RESEARCH RESULTS 1- General informat ion Project title: “ Encode Vietnamese voice into control commands in industry” Code number: Coordinator: Dr TRAN THU HA Participate in: MSc. Tran Tien Duc Implementing institution: University Of Technical Education HCMC. Duration: from 2009 to 2011 2. Objective(s): Subject has the following main objectives: 1) Analysis the Vietnamese voice and the Vietnamese voice recognition system . 2) Modeling characteristics of Vietnamese voice recognition with identity hidden Markov model and designing the Vietnamese voice recognition system, which become to control commands for industry 3) Encode Vietnamese voice into control commands in industry for robot. Through the themes we have the ability to use Vietnamese speech recognition technology, hardware design, control objects are mobile robot or robot arm, used in industry. The result of this project - the software in researching of “analysis the Vietnamese voice” can be applied in industry . 3. Creativeness and innovativeness: - It uses hidden Markov model to simulate the Vietnamese used to control robots with single command. - Interface design and simulation Vietnamese speech voice recognition control system for command industrial objects. - Hardware design for mobile robot control using STM32F103RCT6 chip.
8. 4- The contents of researching project: - Research classify voice technology and classify Vietnamese speech; - Research hidden Markov model applied in analyzing the parameters of the Vietnamese voice. - Select the function hidden Markov model to design Interface scripts identity of the object control - self-propelled robot. Build the block diagram design and construction control system used Vietnamese voice commands. - Design software and hardware control system by Vietnamese voice for demand, control the industrial objects. 5. Products: - Vietnamese recognition software displayed on the screen after the Vietnamese word recorded. (Software to recognize the Vietnamese word and Vietnamese voice. - Software to interact with Vietnamese voice output board to control industrial. Design of Vietnamese voice recognition control system industrial objects controlled by single Vietnamese speech. - Contraction the board of control system with command by Vietnamese voice. - Masters Training - Write one article “Applying Vietnamese voice recognition system for controlling industrial objects “. 6. Effects, transfer alternatives of research results and applicability: - Model for the application to teaching Vietnamese voice recognition system can applied for control several robots in industry. - Commands signals can be remote controlled or directly from the output port com. In fact the voice recognition is very difficult for the object to be controlled so that the Vietnamese are more detailed research for better applying for industry . Vietnamese recognition system should be improved to the speech recognition Vietnamese identity is accurate and received several male or female voice just taught a Vietnamese accent. University Of Technical Education Sign name
9. ð tài NCKH C p b PGS.TS Tr n Thu Hà – Th.S Tr n Ti n ð c MC L C Trang A GI I THI U ð TÀI 2 CH ƯƠ NG 1: Gi i thi u đ tài 3 B NI DUNG C A ð TÀI CH ƯƠ NG 2 : Ti ng Vi t và các tham s ti ng Vi t 5 CH ƯƠ NG 3: Mơ hình hĩa ti ng nĩi b ng mơ hình Markov n 40 CH ƯƠ NG 4: Thi t k mơ hình nh n d ng ti ng nĩi - ti ng Vi t 67 4.1 Nh n d ng ti ng nĩi liên t c s d ng mơ hình âm v ph thu c 67 4.2 L ưu đ gi i pháp xây d ng mơ hình nh n d ng ti ng nĩi - ti ng Vi t 73 CH ƯƠ NG 5: Thi t k thi cơng ph n c ng mơ hình Mobile robot 74 C KT LU N VÀ H ƯNG PHÁT TRI N 101 TÀI LI U THAM KH O 106 PH L C 113 Trang 1