利用麥克風和音符來控制自平衡機器人

描述

在這個最終項目中，我實現(xiàn)了一種方法來控制利用麥克風和音符的自平衡機器人。我想要一種在不添加任何其他傳感器（如 WiFi 或藍牙）的情況下無線控制機器人的方法。使用德州儀器公司的快速傅里葉變換 (FFT) 庫，我能夠使用鋼琴應用程序識別手機中彈奏的不同音符并引導機器人。

使用模數(shù)轉換器，我轉換了麥克風接收到的模擬信號。然后，我將結果保存到一個數(shù)組中。使用 FFT 庫，我對信號進行 FFT，這使我能夠識別不同的音符。識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。為了減少錯誤，我確保識別的最后 3 個音符是相同的。之后，我實現(xiàn)了一個狀態(tài)機，它根據(jù)機器人識別的音符做出決定。此外，我使用兩個陣列來運行 FFT，這使我能夠繼續(xù)記錄，直到我有一個完整的陣列。我一直在這兩個名為“ping”和“pong”的數(shù)組之間更改輸入數(shù)組。

除了操縱機器人外，特定的音符模式使機器人進行特定的動作，例如旋轉。在我的實現(xiàn)中，我使用了一個開始音符，使機器人進入聆聽狀態(tài)，該狀態(tài)一直計數(shù)，直到它在特定時間范圍內(nèi)聽到第二個音符，并繼續(xù)以相同的方式收聽其他音符。如果它以預期的順序和預期的時間框架識別出所有的音符，它會切換機器人上的 LED 并開始執(zhí)行特定的動作。下面是我演示的視頻。模式識別的第一次嘗試沒有奏效，因為我無法彈奏音符是預期的時間范圍。

總的來說，我真的很喜歡在這個機器人上工作，我相信我學到了很多關于機電一體化的知識。我認為這個項目是成功的，因為我實現(xiàn)了我心中的目標。如果我有更多時間，我會更好地調(diào)整控制器。