【花雕动手做】行空板 K10 之TT马达双驱五角轮语音小车

【行空板 K10 系列实验之TT马达差速双驱五角轮离线语音识别智能小车 #行空板K10 #人工智能技术 #语音识别 #手工机械爱好者 #diy机器人】
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实验场景图与视频记录

Mind+图形编程

# 行空板 K10 离线语音控制两轮差速小车 代码解读
一、头文件
[code]#include "asr.h"
#include "unihiker_k10.h"
#include [/code]
1. `asr.h`：行空板离线语音识别库，支持唤醒词 + 自定义语音指令识别，**不需要联网**；
2. `unihiker_k10.h`：行空板 K10 底层硬件库，驱动屏幕、画布；
3. `Microbit_Motor.h`：microbit 电机拓展板驱动库，控制直流电机 M1/M2/M3/M4。
二、全局对象
[code]UNIHIKER_K10 k10;
ASR asr;
uint8_t screen_dir=2;
Microbit_Motor motorbit;[/code]
- `k10`：行空板主控硬件对象；
- `asr`：离线语音识别实例；
- `screen_dir=2`：屏幕正向竖屏；
- `motorbit`：四路电机驱动对象。
三、setup () 上电初始化（仅执行一次）
[code]void setup() {
k10.begin();
asr.asrInit(CONTINUOUS, CN_MODE, 10000);
while(asr._asrState == 0){delay(100);}
k10.initScreen(screen_dir);
k10.creatCanvas();
asr.addASRCommand(0+1, "qian jin");
asr.addASRCommand(1+1, "ting che");
asr.addASRCommand(2+1, "hou tui");
asr.addASRCommand(3+1, "you zhuan");
asr.addASRCommand(4+1, "zuo zhuan");
asr.addASRCommand(5+1, "zhuan quan");
}[/code]
逐行解析：
1. `k10.begin()`：初始化行空板所有硬件；
2. `asr.asrInit(CONTINUOUS, CN_MODE, 10000)`
- `CONTINUOUS`：持续监听模式
- `CN_MODE`：中文识别模式
- `10000`：语音会话超时时间（毫秒）
3. `while(asr._asrState == 0)` 阻塞等待语音模块初始化完成，初始化不成功不往下执行；
4. 初始化屏幕方向、创建绘图画布；
5. `asr.addASRCommand(指令ID,拼音)`
注册语音指令，**识别关键词必须填写拼音，不能写汉字**；

> 默认唤醒词：**你好小新**
> 规则：必须先说唤醒词，再下达运动指令，语音模块才会识别命令。
四、loop () 无限主循环
[code]void loop() {
if (asr.isWakeUp()) {
k10.canvas->canvasText(" 已唤醒行空板.......", 7, 0xFF0000);
k10.canvas->updateCanvas();
}
else {
k10.canvas->canvasText(" 行空板K10系列实验", 3, 0x009900);
k10.canvas->canvasText("唤醒词为“你好小新”", 5, 0x0000FF);
k10.canvas->updateCanvas();
}[/code]
- `asr.isWakeUp()`：判断是否识别到唤醒词【你好小新】
- 唤醒成功：屏幕第 7 行红色文字提示；
- 未唤醒：显示待机提示，告知用户唤醒词。
[code] if (asr.isDetectCmdID(0+1)) {
motorbit.motorRun(M1, CW, 200);
motorbit.motorRun(M4, CCW, 200);
k10.canvas->canvasText(" K10 小车前进", 0, 210, 0x000000, k10.canvas->eCNAndENFont24, 50, true);
k10.canvas->updateCanvas();
}[/code]
识别到【前进】：M1 正转，M4 反转，小车向前直行。
> 文字语法：canvasText (x 坐标，y 坐标，颜色，字体，透明度，抗锯齿)，自由位置文字，不按行排布。
[code] if (asr.isDetectCmdID(1+1)) {
motorbit.motorStop(ALL);
k10.canvas->canvasText(" K10 小车停止", 0, 210, 0x000000, k10.canvas->eCNAndENFont24, 50, true);
k10.canvas->updateCanvas();
}[/code]
识别【停车】：停止全部电机。
[code] if (asr.isDetectCmdID(2+1)) {
k10.canvas->canvasText(" K10 小车后退", 0, 210, 0x000000, k10.canvas->eCNAndENFont24, 50, true);
k10.canvas->updateCanvas();
motorbit.motorRun(M1, CCW, 120);
motorbit.motorRun(M4, CW, 120);
}[/code]
识别【后退】：电机反向运转，速度 120（比前进慢）。
[code] if (asr.isDetectCmdID(3+1)) {
k10.canvas->canvasText(" K10 小车右转", 0, 210, 0x000000, k10.canvas->eCNAndENFont24, 50, true);
k10.canvas->updateCanvas();
motorbit.motorRun(M1, CCW, 200);
motorbit.motorRun(M4, CCW, 200);
delay(1000);
motorbit.motorStop(ALL);
}[/code]
识别【右转】：原地转向，持续 1 秒后自动停机。
[code] if (asr.isDetectCmdID(4+1)) {
k10.canvas->canvasText(" K10 小车左转", 0, 210, 0x000000, k10.canvas->eCNAndENFont24, 50, true);
k10.canvas->updateCanvas();
motorbit.motorRun(M1, CW, 200);
motorbit.motorRun(M4, CW, 200);
delay(1000);
motorbit.motorStop(ALL);
}[/code]
识别【左转】：原地转向，持续 1 秒自动停机。
[code] if (asr.isDetectCmdID(5+1)) {
k10.canvas->canvasText(" K10小车原地转圈", 0, 210, 0x000000, k10.canvas->eCNAndENFont24, 50, true);
k10.canvas->updateCanvas();
motorbit.motorRun(M1, CW, 200);
motorbit.motorRun(M4, CW, 200);
}[/code]
识别【原地转圈】：电机持续旋转，**不会自动停止**。
[code] k10.canvas->canvasClear(7);
}[/code]
循环末尾清空屏幕第 7 行文字，避免唤醒提示文字长期残留叠加。
# 功能总览
**离线语音两轮差速小车控制系统**
工作流程：
上电 → 语音模块初始化完成 → 持续监听唤醒词
1. 说出：**你好小新** → 系统唤醒；
2. 紧接着说出语音指令，小车执行动作。
指令清单

# 核心要点与代码缺陷【实操重点】
## 1、硬件底盘
仅使用 M1、M4 两路电机，**适配两轮差速小车**
不能直接用于三轮全向轮 / 四轮麦克纳姆轮。
## 2、阻塞问题
左转、右转内部使用 `delay(1000)`
delay 运行期间整个程序暂停，**语音识别暂时失效**，这段时间无法接收新指令。
## 3、运动模式区分
- 左转 / 右转：点动，1 秒自动停
- 前进 / 后退 / 转圈：持续运行，必须语音下达【停车】才能停机
## 4、语音识别关键规则
指令只能用拼音注册；必须先唤醒，否则所有指令无效；离线识别，不需要 WiFi、互联网。
## 5、两种屏幕文字接口区别
1. `canvasText(文字,行数,颜色)`：按固定行排版；
2. `canvasText(x,y,颜色,字体,...)`：自由坐标绘制，适合状态标题。
# 运行必备条件
1. Mind + 扩展库：unihiker\_k10、Microbit\_Motor、asr 离线语音库
2. 开发板：行空板 K10（esp32s3bit）
3. 硬件接线：左右两轮电机分别接 M1、M4。

【花雕动手做】行空板 K10 系列实验之TT马达差速双驱五角轮语音识别智能小车
实验开源代码
[code]// 行空板离线语音识别ASR库，提供唤醒词、语音指令识别功能
#include "asr.h"
// 行空板K10硬件底层库：屏幕、画布、字体等外设驱动
#include "unihiker_k10.h"
// Microbit电机拓展板驱动库，控制直流电机M1~M4
#include
// 全局对象实例化
UNIHIKER_K10 k10; // K10主控硬件对象
ASR asr; // 离线语音识别对象
uint8_t screen_dir=2; // 屏幕方向参数 2：正向竖屏
Microbit_Motor motorbit; // 电机驱动对象
// 上电初始化函数，通电仅运行一次
void setup() {
// 初始化行空板全部硬件（屏幕、外设底层驱动）
k10.begin();
// 初始化语音识别模块
// CONTINUOUS：持续识别模式；CN_MODE：中文识别模式；10000：语音超时阈值(ms)
asr.asrInit(CONTINUOUS, CN_MODE, 10000);
// 阻塞等待语音模块初始化完成
// _asrState == 0 代表未就绪，循环等待直到初始化成功
while(asr._asrState == 0){delay(100);}
// 初始化屏幕方向
k10.initScreen(screen_dir);
// 创建画布，所有文字图形绘制载体
k10.creatCanvas();
// 注册语音指令：指令ID , 识别关键词（空格分隔拼音）
// ID+1 是库规范用法，ID从1开始计数
asr.addASRCommand(0+1, "qian jin"); // ID1 前进
asr.addASRCommand(1+1, "ting che"); // ID2 停车
asr.addASRCommand(2+1, "hou tui"); // ID3 后退
asr.addASRCommand(3+1, "you zhuan"); // ID4 右转
asr.addASRCommand(4+1, "zuo zhuan"); // ID5 左转
asr.addASRCommand(5+1, "zhuan quan"); // ID6 原地转圈
}
// 主循环，初始化完成后无限循环执行
void loop() {
// 判断：是否检测到唤醒词【你好小新】
if (asr.isWakeUp()) {
// 唤醒成功，第7行打印红色提示文本
k10.canvas->canvasText(" 已唤醒行空板.......", 7, 0xFF0000);
k10.canvas->updateCanvas();
}
else {
// 未唤醒，显示待机界面提示文字
k10.canvas->canvasText(" 行空板K10系列实验", 3, 0x009900);
k10.canvas->canvasText("唤醒词为“你好小新”", 5, 0x0000FF);
k10.canvas->updateCanvas();
}
// 检测识别到【前进】指令
if (asr.isDetectCmdID(0+1)) {
motorbit.motorRun(M1, CW, 200); // M1正转
motorbit.motorRun(M4, CCW, 200); // M4反转
// 自定义位置文字：X坐标0，Y坐标210，黑色字体，24号中英文字体，透明度50，抗锯齿开启
k10.canvas->canvasText(" K10 小车前进", 0, 210, 0x000000, k10.canvas->eCNAndENFont24, 50, true);
k10.canvas->updateCanvas();
}
// 检测识别到【停车】指令
if (asr.isDetectCmdID(1+1)) {
motorbit.motorStop(ALL); // 停止全部电机
k10.canvas->canvasText(" K10 小车停止", 0, 210, 0x000000, k10.canvas->eCNAndENFont24, 50, true);
k10.canvas->updateCanvas();
}
// 检测识别到【后退】指令
if (asr.isDetectCmdID(2+1)) {
k10.canvas->canvasText(" K10 小车后退", 0, 210, 0x000000, k10.canvas->eCNAndENFont24, 50, true);
k10.canvas->updateCanvas();
motorbit.motorRun(M1, CCW, 120); // M1反转
motorbit.motorRun(M4, CW, 120); // M4正转
}
// 检测识别到【右转】指令
if (asr.isDetectCmdID(3+1)) {
k10.canvas->canvasText(" K10 小车右转", 0, 210, 0x000000, k10.canvas->eCNAndENFont24, 50, true);
k10.canvas->updateCanvas();
motorbit.motorRun(M1, CCW, 200);
motorbit.motorRun(M4, CCW, 200);
delay(1000); // 持续转动1秒
motorbit.motorStop(ALL);
}
// 检测识别到【左转】指令
if (asr.isDetectCmdID(4+1)) {
k10.canvas->canvasText(" K10 小车左转", 0, 210, 0x000000, k10.canvas->eCNAndENFont24, 50, true);
k10.canvas->updateCanvas();
motorbit.motorRun(M1, CW, 200);
motorbit.motorRun(M4, CW, 200);
delay(1000); // 持续转动1秒
motorbit.motorStop(ALL);
}
// 检测识别到【原地转圈】指令
if (asr.isDetectCmdID(5+1)) {
k10.canvas->canvasText(" K10小车原地转圈", 0, 210, 0x000000, k10.canvas->eCNAndENFont24, 50, true);
k10.canvas->updateCanvas();
motorbit.motorRun(M1, CW, 200);
motorbit.motorRun(M4, CW, 200);
}
// 清空画布第7行文字，防止唤醒提示文字残留
k10.canvas->canvasClear(7);
}
[/code]

知识点：语音识别（ASR）
一、什么是语音识别（ASR）
语音识别英文缩写是 ASR（Automatic Speech Recognition），简单来说：让单片机、电脑听懂人说话，把麦克风采集到的声音信号，转换成文字或者指令。
分为两大类：
在线语音识别：需要联网，把声音上传到云端服务器解析，识别词汇量巨大；
离线语音识别：不需要 WiFi、不需要网络，语音模型预先存放在芯片内部，本地直接处理声音，适合单片机、行空板、Arduino 这类硬件。
你代码里使用的就是离线本地 ASR 语音模块。
二、离线语音模块核心功能（对应你 K10 代码）
1. 两种工作模式
（1）持续拾音模式 CONTINUOUS
麦克风一直处于收音状态，不间断监听声音，专门用来做语音唤醒。
对应代码：asr.asrInit(CONTINUOUS, CN_MODE, 12000);
（2）按键触发模式
按下按键才开始录音识别，省电，一般用于命令词识别。
2. 语言模式 CN_MODE
CN_MODE：中文模式，只识别汉语；
EN_MODE：英文模式，识别英语。
本程序开启中文识别，用来识别唤醒词：你好小新。
3. 灵敏度阈值（第三个参数 12000）
数值代表声音检测灵敏度：
数值越大：越不容易被环境杂音误触发，抗干扰强；
数值越小：轻声说话就能识别，但是容易被噪音误唤醒。
12000 属于中等灵敏度，适合室内环境使用。
三、语音唤醒技术（本项目核心）
1. 唤醒词机制
唤醒词就是开门密码。模块平时处于低功耗监听状态，只监听这一句话，其他普通对话会直接忽略。
只有说出预设唤醒词（你好小新），模块才会被 “唤醒”，进入待命状态，之后才可以识别后续控制指令。
2. 代码里的唤醒检测函数
[code]asr.isWakeUp()[/code]
检测到唤醒词，函数返回 true；
没有检测到唤醒词，返回 false。
3. 模块状态标志
[code]asr._asrState[/code]
值 = 0：语音模块正在启动、模型加载中，暂时无法工作；
值 ≠ 0：初始化完成，可以正常收音识别。
程序中用 while 循环等待模块就绪，避免硬件未启动造成程序崩溃。
四、硬件运行完整工作流程
上电初始化行空板主板与显示屏；
启动 ASR 语音芯片，加载离线语音模型；
等待语音模块就绪；
屏幕打印实验标题；
模块持续收音，安静待机，只监听唤醒词；
使用者说出：你好小新；
程序捕捉到唤醒信号，屏幕切换文字提示 “已唤醒行空板”；
没有听到唤醒词，则一直显示唤醒词提示语句；
每秒刷新一次屏幕，并清除文字，防止画面重叠。
五、离线语音识别优缺点
优点
完全离线，不用网络、不用流量；
响应速度极快，话音刚落立刻识别；
单片机就能驱动，成本低，非常适合机器人、智能音箱、门禁、实验教具；
不受网络波动影响，设备在野外也能正常使用。
缺点
词汇数量有限，一般只能预先录入几十条唤醒词 + 控制指令；
对嘈杂环境比较敏感，噪音大会出现识别失败；
无法自由识别任意一句话，只能识别预先烧录好的词语。
六、拓展功能（可以在现有代码上升级）
多级指令识别
唤醒之后，再识别 “开灯”“关灯”“前进”“后退”，控制电机与 LED 灯；
自定义唤醒词
修改库文件，把 “你好小新” 改成 “你好行空板”；
多句话语音交互
唤醒后连续识别多条语音命令；
调节收音灵敏度，解决误唤醒或者识别不到声音的问题。
七、容易遇到的常见问题
识别不到唤醒词
调低阈值数值，靠近麦克风，降低环境噪音。
无缘无故自动唤醒（误触发）
把灵敏度数值调高，提高抗干扰能力。
程序卡死在初始化循环
语音模块接线异常，串口通信断开，导致模块始终处于未就绪状态。

辅助：屏幕显示相关积木

扩展板模块

LED控制模块

主打：人工智能模块

语音识别与合成模块相关说明

小车方案使用的铝制底板、TT电机与扩展板