ai交互与手势识别系统研究
摘 要智能时代已经到来，从我们熟知苹果siri小米的小爱同学，科大讯飞的人工智能等等数不胜数。系统在开始工作时一直处于一级主菜单状态，实时聆听或看人体手势。当听到非特定语音或看到特定手势时再检测所发出的指令是否为触发指令，当判定为正确的触发指令后通过语音合成技术播报反馈并同时开启二级子菜单。然后等待下一步指令开启二级子菜单中的命令集，二级子菜单也可由语音及手势控制，通过语音命令控制子菜单中的相应指令，同样在二级子菜单中也可通过手势识别技术识别手势来达到和语音命令控制同样的功能，随后通过语音合成技术播报反馈。其相应的二级子菜单集中的命令会控制相关电子设备。可以控制多路继电器等一系列开关电源，比如开灯关灯调节灯光的亮度，调节音响音量大小，此技术中运用PWM波脉冲宽度以此改变。以至于达到正常人、语言障碍的人、老人、普通话不标准的人都可以控制家用设备的效果，平时难以做到的事情对于他们简单化了，人工智能技术的广泛应用今后还会发挥更大的作用，造福于更多的人。为了消除控制中的精准度，本设计拟采用两种控制模式，一种语音手势控制模式，一种为遥控控制模式。
目 录
1 绪 论 1
1.1 研究背景和研究目的 1
1.2 国内外研究现状和发展趋势 1
1.3 本课题设计研究的主要内容和结构安排 2
2.Ai交互及手势系统方案设计 3
2.1 Ai交互及手势系统设计简介 3
2.2 语音手势控制模式 3
2.3 遥控控制模式 4
3 系统硬件设计电路 5
3.1 STM32系统设计电路 5
3.2 语音识别技术 6
3.3 手势识别技术 6
3.4 语音合成技术 8
3.5 红外控制技术 9
3.6 设备驱动技术 10
3.7 电源电路应用 10
3.7.1 变压器设计电路 11
3.7.2 整流滤波设计电路 11
3.7.3 稳压设计电路 12
4 软件程序设计 13
4.1 主流程设计 13
4.2 手势识别程序设计 14
4.3 语音识别程序设计 15 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
4.4 红外遥控程序设计 16
4.5 灯光驱动程序设计 17
4.6 语音合成程序设计 18
5 系统测试与分析 21
5.1 系统硬件测试软件测试 21
5.2 系统测试 22
6 总结与展望 25
参考文献 27
致 谢 29
附 录A 31
附 录B 33
1 绪 论
1.1 研究背景和研究目的
未来发展已经离不开智能语音与智能控制，但是在现代的社会中还是有许多人不能完全使用现代设备，而且因为我国人口众多56个民族都有自己独特的交流方式，而一些偏远的农村山村的语言更是千种万种，所以语音交互系统就存在一些局限性，伴随着科学技术的飞速发展，在未来人工智能交互系统技术必定会运用在更多场合，会以更加人性化的方式展现在人们的生活中。本次设计我在基于现代物联网的发现基础上自主设计了Ai交互及手势识别系统研究，在我的研究中通过了解生活中人们常见的辨识度高的手势动作来简单控制家电设备，更加简单化的让各类人群都能体验到现代科技的新奇。
1.2 国内外研究现状和发展趋势
国家现在也意识到人工智能将来的发展趋势，大数据互联网以及人工智能的兴起也已经在十九大全国报告中提了出来，此后必定会有它们和国家实体经济相互紧密地联系在一起。在我国从2006年到现在国家已经出台了各种政策方案，这些迎合社会发展的新型举措在社会上也取得了很显著的效果，这几年以来国家逐渐形成了在计算机硬件，软件，以及更多的利国利民的有效产业链条。人工智能的发展也是人类发展的必要趋势，这都是对于人体构造的探索，但是其最主要目的还是为了服务社会更方便的服务人民。在这样的发展前景之下一些企业会在这里的某个领域取得傲人的成绩，甚有可能出现技术垄断，霸权人工智能领域，但是就是如此人们依然乐此不疲的着手研究，在利与弊的权重看来，利远大于弊，就在去年我国发布了人工智能白皮书就是着重介绍目前人工智能的产业现状，和未来我国准备研究的方向。这样的设计在一定情况下弥补了语音交互系统的局限性，更多的在家居方面大范围使用，这只是AI手势识别在生活中的一些小应用，未来在经济，商业，汽车业，工业等各个领域都可以得以应用，面对未来的不确定性我们依旧在努力，希望我们的未来拥有更先进的人工智能服务社会。
1.3 本课题设计研究的主要内容和结构安排
本设计采用STM32单片机、语音识别合成、手势识别、红外传输等技术来进行的一种Ai交互及手势识别系统研究。系统在开始工作时一直处于一级主菜单状态，实时聆听或看人体手势。当听到非特定语音或看到特定手势时再检测所发出的指令是否为触发指令，当判定为正确的触发指令后通过语音合成技术播报反馈并同时开启二级子菜单。然后等待下一步指令开启二级子菜单中的命令集，二级子菜单也可由语音及手势控制，通过语音命令控制子菜单中的相应指令，同样在二级子菜单中也可通过手势识别技术识别手势来达到和语音命令控制同样的功能，随后通过语音合成技术播报反馈。其相应的二级子菜单集中的命令会控制相关电子设备。可以控制多路继电器等一系列开关电源，比如开灯关灯调节灯光的亮度，调节音响音量大小，此技术中运用PWM波脉冲宽度以此改变。以至于达到正常人、语言障碍的人、老人、普通话不标准的人都可以控制家用设备的效果，这样不仅可以帮助这些人们更好的生活，还能让他们感受科技的魅力。
研究中采用手势识别系统，包括远程红外光传输、模拟信号采集与处理、驱动电路、输出显示电路和电源电路。红外传感电路负责采集手势信息，信号调理与采集电路负责将采集到光信号转换成电压信号，依次的经过电路的降噪、放大，信号处理主要作用程序的算法来进行手势的监测、内部程序识别并将信息发送给上位机，实现该电路的功能。进一步的由上位机对检测到的信号进行处理输出控制信号到控制电路来控制电气设备的目的。
2.Ai交互及手势系统方案设计
2.1 Ai交互及手势系统设计简介
本设计研究的主要内容包括以下几个方面：设计的总体系统框架图如图2.1所示。
目 录
1 绪 论 1
1.1 研究背景和研究目的 1
1.2 国内外研究现状和发展趋势 1
1.3 本课题设计研究的主要内容和结构安排 2
2.Ai交互及手势系统方案设计 3
2.1 Ai交互及手势系统设计简介 3
2.2 语音手势控制模式 3
2.3 遥控控制模式 4
3 系统硬件设计电路 5
3.1 STM32系统设计电路 5
3.2 语音识别技术 6
3.3 手势识别技术 6
3.4 语音合成技术 8
3.5 红外控制技术 9
3.6 设备驱动技术 10
3.7 电源电路应用 10
3.7.1 变压器设计电路 11
3.7.2 整流滤波设计电路 11
3.7.3 稳压设计电路 12
4 软件程序设计 13
4.1 主流程设计 13
4.2 手势识别程序设计 14
4.3 语音识别程序设计 15 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
4.4 红外遥控程序设计 16
4.5 灯光驱动程序设计 17
4.6 语音合成程序设计 18
5 系统测试与分析 21
5.1 系统硬件测试软件测试 21
5.2 系统测试 22
6 总结与展望 25
参考文献 27
致 谢 29
附 录A 31
附 录B 33
1 绪 论
1.1 研究背景和研究目的
未来发展已经离不开智能语音与智能控制，但是在现代的社会中还是有许多人不能完全使用现代设备，而且因为我国人口众多56个民族都有自己独特的交流方式，而一些偏远的农村山村的语言更是千种万种，所以语音交互系统就存在一些局限性，伴随着科学技术的飞速发展，在未来人工智能交互系统技术必定会运用在更多场合，会以更加人性化的方式展现在人们的生活中。本次设计我在基于现代物联网的发现基础上自主设计了Ai交互及手势识别系统研究，在我的研究中通过了解生活中人们常见的辨识度高的手势动作来简单控制家电设备，更加简单化的让各类人群都能体验到现代科技的新奇。
1.2 国内外研究现状和发展趋势
国家现在也意识到人工智能将来的发展趋势，大数据互联网以及人工智能的兴起也已经在十九大全国报告中提了出来，此后必定会有它们和国家实体经济相互紧密地联系在一起。在我国从2006年到现在国家已经出台了各种政策方案，这些迎合社会发展的新型举措在社会上也取得了很显著的效果，这几年以来国家逐渐形成了在计算机硬件，软件，以及更多的利国利民的有效产业链条。人工智能的发展也是人类发展的必要趋势，这都是对于人体构造的探索，但是其最主要目的还是为了服务社会更方便的服务人民。在这样的发展前景之下一些企业会在这里的某个领域取得傲人的成绩，甚有可能出现技术垄断，霸权人工智能领域，但是就是如此人们依然乐此不疲的着手研究，在利与弊的权重看来，利远大于弊，就在去年我国发布了人工智能白皮书就是着重介绍目前人工智能的产业现状，和未来我国准备研究的方向。这样的设计在一定情况下弥补了语音交互系统的局限性，更多的在家居方面大范围使用，这只是AI手势识别在生活中的一些小应用，未来在经济，商业，汽车业，工业等各个领域都可以得以应用，面对未来的不确定性我们依旧在努力，希望我们的未来拥有更先进的人工智能服务社会。
1.3 本课题设计研究的主要内容和结构安排
本设计采用STM32单片机、语音识别合成、手势识别、红外传输等技术来进行的一种Ai交互及手势识别系统研究。系统在开始工作时一直处于一级主菜单状态，实时聆听或看人体手势。当听到非特定语音或看到特定手势时再检测所发出的指令是否为触发指令，当判定为正确的触发指令后通过语音合成技术播报反馈并同时开启二级子菜单。然后等待下一步指令开启二级子菜单中的命令集，二级子菜单也可由语音及手势控制，通过语音命令控制子菜单中的相应指令，同样在二级子菜单中也可通过手势识别技术识别手势来达到和语音命令控制同样的功能，随后通过语音合成技术播报反馈。其相应的二级子菜单集中的命令会控制相关电子设备。可以控制多路继电器等一系列开关电源，比如开灯关灯调节灯光的亮度，调节音响音量大小，此技术中运用PWM波脉冲宽度以此改变。以至于达到正常人、语言障碍的人、老人、普通话不标准的人都可以控制家用设备的效果，这样不仅可以帮助这些人们更好的生活，还能让他们感受科技的魅力。
研究中采用手势识别系统，包括远程红外光传输、模拟信号采集与处理、驱动电路、输出显示电路和电源电路。红外传感电路负责采集手势信息，信号调理与采集电路负责将采集到光信号转换成电压信号，依次的经过电路的降噪、放大，信号处理主要作用程序的算法来进行手势的监测、内部程序识别并将信息发送给上位机，实现该电路的功能。进一步的由上位机对检测到的信号进行处理输出控制信号到控制电路来控制电气设备的目的。
2.Ai交互及手势系统方案设计
2.1 Ai交互及手势系统设计简介
本设计研究的主要内容包括以下几个方面：设计的总体系统框架图如图2.1所示。
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