19374

۱۹۳۷۴

بررسي سيستم شنوايي ربات آزمايشگاهي SCOUT به منظور تشخيص فرمان صوتي و موقعيت يابي منبع صوت

كارشناسي ارشد

طراحي كاربردي

۱۳۹۷

۱۳۹۷/۱/۲۹

دكتر محرم حبيب نژاد كواريم

دكتر شيما طبيبيان

مكانيك

چكيده در اين پايان نامه ايجاد يك سيستم ارتباطي براي برقراري تعامل بين ربات و انسان مورد توجه قرار گرفته است. يك سيستم ارتباطي بايد به عنوان يك ماژول مستقل در نظر گرفته شود كه قادر به ادغام بر روي هر سيستم رباتيك باشد. در اين پروژه دو سيستم ارتباطي طراحي شده است. سيستم ارتباطي اول براي تشخيص فرامين صوتي با استفاده از مدل مخفي ماركوف طراحي و بر روي ربات اسكات و صورتك رباتيكي پياده سازي شده است. همچنين به منظور آموزش سيستم، پايگاه دادگاني توسط گويندگان فارسي زبان براي 10 فرمان انگليسي مورد نظر ايجاد شده است. تست سيستم مورد نظر نتايج قابل قبولي نشان داده است. براي طراحي سيستم ارتباطي دوم، از ابزارهاي موجود نظير نرم-افزارهاي هارك و جوليوس استفاده شده است. اين كار عمدتاً بر ادغام مجموعه‌اي از پكيج‌ها و ابزارها و ايجاد پكيج‌هاي راس به منظور ايجاد يك سيستم كاربردي مناسب براي تعامل بين ربات و كاربران آن تمركز مي‌كند.. در اين سيستم ماژول‌هاي موقعيت¬يابي، بازشناسي گفتار و سنتز گفتار به صورت تركيبي بر روي يك صورتك رباتيكي، به صورت عملي پياده¬سازي شد. اين صورتك رباتيكي با 5 درجه آزادي به منظور اجراي حالات مختلف صورت طراحي شد. صورتك رباتيكي قادر به تشخيص جهت گوينده و برگشتن به سمت آن است، گفتار گوينده را تشخيص مي‌دهد و پاسخ متناسب را بيان مي‌كند.. در اين پروژه، دو سيستم ارتباطي ذكر شده از ديدگاه هاي مختلف مانند راحتي پياده سازي، هزينه، راحتي كاربري، امكان توسعه و شرايط محيطي مورد نياز مقايسه شده اند. نتايج نشان مي دهد كه مي توان از سيستم تشخيص فرمان مبتني بر مدل مخفي ماركوف براي برنامه هايي با كاربرد خاص تر مانند هدايت يك صندلي چرخدار با فرمان صوتي و از سيستم مبتني بر هارك مي توان براي برنامه هاي اجتماعي¬تر مانند ربات دستيار آموزش زبان انگليسي استفاده كرد.

1397/06/27

Implementation of a sound source localization and a Speech Recognition System on a SCOUT robot.

9/18/2018 12:00:00 AM

Abstract: In this research, the developement of a communication system for interacting between robots and humans has been considered. A communication system should be considered as an independent module that can integrate into any robotic system. In this project, two communication systems are designed. The first communication system is designed to detect voice commands based on the Hidden Markov model and is implemented on the SCOUT robot and a robotic face. In order to train the system, the database was created by Persian speakers for 10 desired English commands. Testing the system has shown acceptable results. Existed tools such as HARK and Julius software have been used to design the second communication system. It mainly focuses on integrating a set of packages and tools and creating ROS packages to design a proper system for interaction between the robot and user. In this system, the sound source localization, speech recognition and speech synthesis modules are combined and implemented on a robotic Face. The robotic Face is designed with 5 degrees of freedom (DOF) in order to display different facial expressions. The robotic face is able to recognize the speaker's direction, turn toward it, recognize the speaker's speech and express the appropriate answer. In this project, the two mentioned communication systems have been compared from different points of view such as implementation convenience, cost, user convenience, possibility of development, and required environments.The results show that the HMM-based voice command recognition system can be used for more specific applications such as guiding a wheelchair by voice command and the HARK-based system can be used for more social applications such as the English language teaching assistant robot.