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:
-
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。
-
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:
- 機能実現の構成図

- 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
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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。
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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。

ドキュメント