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利用麦克风和音符来控制自平衡机器人
胡秋阳
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在这个最终项目中，我实现了一种方法来控制利用麦克风和音符的自平衡机器人。我想要一种在不添加任何其他传感器（如 WiFi 或蓝牙）的情况下无线控制机器人的方法。使用德州仪器公司的快速傅里叶变换 (FFT) 库，我能够使用钢琴应用程序识别手机中弹奏的不同音符并引导机器人。
使用模数转换器，我转换了麦克风接收到的模拟信号。然后，我将结果保存到一个数组中。使用 FFT 库，我对信号进行 FFT，这使我能够识别不同的音符。识别音符的主要方法是查看 FFT 的输出数组并找到找到的最大频率。为了减少错误，我确保识别的最后 3 个音符是相同的。之后，我实现了一个状态机，它根据机器人识别的音符做出决定。此外，我使用两个阵列来运行 FFT，这使我能够继续记录，直到我有一个完整的阵列。我一直在这两个名为“ping”和“pong”的数组之间更改输入数组。
除了操纵机器人外，特定的音符模式使机器人进行特定的动作，例如旋转。在我的实现中，我使用了一个开始音符，使机器人进入聆听状态，该状态一直计数，直到它在特定时间范围内听到第二个音符，并继续以相同的方式收听其他音符。如果它以预期的顺序和预期的时间框架识别出所有的音符，它会切换机器人上的 LED 并开始执行特定的动作。下面是我演示的视频。模式识别的第一次尝试没有奏效，因为我无法弹奏音符是预期的时间范围。
总的来说，我真的很喜欢在这个机器人上工作，我相信我学到了很多关于机电一体化的知识。我认为这个项目是成功的，因为我实现了我心中的目标。如果我有更多时间，我会更好地调整控制器。
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