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実験6 四輪駆動・四輪全方向メカナムホイールシャーシの音声制御

実験の目的:

  1. 音声認識モジュールのシリアルポートブロックのデータを取得できるようになる。

  2. 音声認識センサーの動作原理に基づき、音声コマンドでロボットの動作を制御する。

基本原理:

  1. 機能実現の構成図

  1. 通信プロトコルの主な役割は、人・音声モジュール・ロボットの間の通信ルールを定めることです。音声モジュールはルールの範囲内の文を認識します。ロボットは各動作にプロトコルを設定し、そのプロトコルと音声コマンドを 1 対 1 で対応させます。

以下は、あるロボットに対応する通信プロトコルです。

音声入力コマンド ロボットの応答 ロボットの対応動作 ロボット動作プロトコル
ウェイクアップ:ポテト ポテト 応答:はい 何かお手伝いしましょうか 静止
前進 前進 前進 01
後退 後退 後退 02
左折 左折 左折 03
右折 右折 右折 04
左平行移動 左平行移動 左平行移動 05
右平行移動 右平行移動 右平行移動 06
停止 停止 停止 07

想定シーン:

(サービスロボット)来店客がレストランに入ると、ロボットが客を席まで案内します。(ロボットに前進、旋回、停止などを指示できます。)

機能要件:

ロボットが指示に従って移動できるようにします。

ハードウェアの準備:

機器名 数量 備考
ESP32 メインボード 1 枚 コア制御ユニット
Type-C データケーブル 1 本 PC に接続してプログラムを書き込む
2S バッテリーボックス + リチウム電池 1 セット モーターに電源を供給(モーターの定格電圧に適合)
音声認識センサー 1 ファームウェアを事前に書き込み、音声入力をファームウェアに基づいて認識し結果を出力
スピーカー 1 音声認識センサーに接続して音声を再生

試作方案:

本実験では四輪駆動メカナムホイールシャーシをロボット本体として使用します。以下のリンクを参照してください。

リンク

回路接続

ハードウェアモジュール

番号 リンク 重要度 役割
1 Uni ESP32 メインボードおよび拡張ボードの説明【V3.0】​ 必読 開発ボードのインターフェースをすばやく確認できます。
2 バッテリーモジュールの使用(必読)​ 必読 バッテリーの取り付け、接続、充電方法をすばやく理解できます。
3 OpenBlock ソフトウェア環境の設定と使用【V3.0】 必読 ソフトウェアの概要、インストール、基本的な使い方を理解できます。
4 電子モジュールの紹介 必要に応じて リンクをクリックして DC モーター(TT モーター)、音声認識モジュール を確認してください

コマンドワードの生成と書き込み

まずコマンドワードを書き込み、その後グラフィカルコードで各コマンドの戻り値を確認します。先に以下のリンクに従ってコマンドワードを書き込んでください。

実験4 音声コマンドの生成と書き込み

ヒント:コマンドワードをカスタマイズして新たに生成する場合は、上記リンク(音声認識コマンドワードの編集)を参照してください。

ピンの説明

ハードウェア ESP32 ピン
モーター 1 13, 27
モーター 2 14, 23
モーター 3 26, 32
モーター 4 18, 19
音声モジュールのピン ​
5V 5V
T RX2
R TX2
GND GND

実物の配線

上部の電子部品をシャーシに固定し、シャーシの 4 つのモーターを開発ボードに接続してください。

ソフトウェアの実装

ソースコードのダウンロード

6.音声制御 四輪四駆メカナムホイールシャーシ.rar

ブロックコード

操作手順

  1. グラフィカルプログラムをダウンロードします。ESP32 のバージョンを選択し、ESP32 ボードを PC の USB ポートに挿してから、接続してプログラムを書き込みます。

  2. スイッチを入れて実行し、動作を確認します。

実験結果

音声でコマンドを入力し、ロボットを遠隔操作して対応する動作を実行させます。