描述

在這個(gè)最終項(xiàng)目中，我實(shí)現(xiàn)了一種方法來(lái)控制利用麥克風(fēng)和音符的自平衡機(jī)器人。我想要一種在不添加任何其他傳感器（如 WiFi 或藍(lán)牙）的情況下無(wú)線控制機(jī)器人的方法。使用德州儀器公司的快速傅里葉變換 (FFT) 庫(kù)，我能夠使用鋼琴應(yīng)用程序識(shí)別手機(jī)中彈奏的不同音符并引導(dǎo)機(jī)器人。

使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器，我轉(zhuǎn)換了麥克風(fēng)接收到的模擬信號(hào)。然后，我將結(jié)果保存到一個(gè)數(shù)組中。使用 FFT 庫(kù)，我對(duì)信號(hào)進(jìn)行 FFT，這使我能夠識(shí)別不同的音符。識(shí)別音符的主要方法是查看 FFT 的輸出數(shù)組并找到找到的最大頻率。為了減少錯(cuò)誤，我確保識(shí)別的最后 3 個(gè)音符是相同的。之后，我實(shí)現(xiàn)了一個(gè)狀態(tài)機(jī)，它根據(jù)機(jī)器人識(shí)別的音符做出決定。此外，我使用兩個(gè)陣列來(lái)運(yùn)行 FFT，這使我能夠繼續(xù)記錄，直到我有一個(gè)完整的陣列。我一直在這兩個(gè)名為“ping”和“pong”的數(shù)組之間更改輸入數(shù)組。

除了操縱機(jī)器人外，特定的音符模式使機(jī)器人進(jìn)行特定的動(dòng)作，例如旋轉(zhuǎn)。在我的實(shí)現(xiàn)中，我使用了一個(gè)開(kāi)始音符，使機(jī)器人進(jìn)入聆聽(tīng)狀態(tài)，該狀態(tài)一直計(jì)數(shù)，直到它在特定時(shí)間范圍內(nèi)聽(tīng)到第二個(gè)音符，并繼續(xù)以相同的方式收聽(tīng)其他音符。如果它以預(yù)期的順序和預(yù)期的時(shí)間框架識(shí)別出所有的音符，它會(huì)切換機(jī)器人上的 LED 并開(kāi)始執(zhí)行特定的動(dòng)作。下面是我演示的視頻。模式識(shí)別的第一次嘗試沒(méi)有奏效，因?yàn)槲覠o(wú)法彈奏音符是預(yù)期的時(shí)間范圍。

總的來(lái)說(shuō)，我真的很喜歡在這個(gè)機(jī)器人上工作，我相信我學(xué)到了很多關(guān)于機(jī)電一體化的知識(shí)。我認(rèn)為這個(gè)項(xiàng)目是成功的，因?yàn)槲覍?shí)現(xiàn)了我心中的目標(biāo)。如果我有更多時(shí)間，我會(huì)更好地調(diào)整控制器。