การพัฒนาเก้าอี้เข็นผู้พิการสั่งการด้วยเสียง

Abstract

This research is the development of voice activated wheelchair which is the developing of wheelchair driving system that controlled by voice to be installed on general wheelchairs. There are two parts of development which are the software and the hardware development. In this research, the software development is the main purpose. For the wheelchair driving system, the user must speak voice commands to the microphone. The voice commands consist of the sounds (‘a_e’, ‘ee’, ‘o_e’, ‘aa’, ‘oo’). To command via the developed software, the user must pronounce according to the procedure which the user can see and interact with the program window. There are two steps to command consists of 1) two short voices to set directions and 2) one long voice to send moving commands to the wheelchair driving system. The developed software will process the voice signals to indicate the received commands and sends a command set to the microcontroller to control the wheel-motor operation. In the processing of the software, the voice signals are passed through the FFT method and grouped along to their frequency bands and then being classified by the k-NN classification method. Software designed and developed to be tested includes program functionality testing and voice analysis accuracy testing. For testing the program can work properly as designed. The average accuracy of identifying each vowel sound was 93.45 percent. In the hardware part is tested moving in the specified direction. The hardware part was tested by moving it in the specified direction. The hardware of the system can push the wheelchair to move close to the specified directions. However, because of the problem of some broken parts that are overloaded and the slipping of the wheel-motor, the second model has been developed which can drive the wheelchair to the right direction. This second model will be used and developed in the next phase.

งานวิจัยนี้เป็นการพัฒนาเก้าอี้เข็นผู้พิการสั่งการด้วยเสียง โดยเป็นการพัฒนาชุดขับเคลื่อนเก้าอี้เข็นสั่งการด้วยเสียงเพื่อใช้ติดตั้งกับเก้าอี้เข็นทั่วไป ระบบถูกแบ่งการพัฒนาเป็น 2 ส่วนได้แก่ การพัฒนาซอฟต์แวร์และการพัฒนาฮาร์ดแวร์ โดยในงานวิจัยนี้ได้เน้นที่การพัฒนาซอฟต์แวร์เป็นหลัก ชุดขับเคลื่อนเก้าอี้เข็นนี้ผู้ใช้งานจะสั่งขับเคลื่อนด้วยการใช้เสียงสั่งการผ่านไมโครโฟน โดยคำสั่งเสียงจะประกอบด้วยเสียง อา อี อู เอและโอ ในการสั่งการจะต้องออกเสียงตามขั้นตอนซึ่งผู้ใช้งานจะเห็นการตอบสนองในหน้าต่างโปรแกรม ขั้นตอนสั่งการประกอบด้วยการออกเสียงสั้นสองครั้งเพื่อกำหนดทิศทางและออกเสียงยาวหนึ่งครั้งเพื่อให้ชุดขับเคลื่อน ๆ เก้าอี้เข็นไปตามที่กำหนด ซอฟต์แวร์ที่พัฒนาขึ้นนี้จะประมวลผลสัญญาณเสียงเพื่อระบุคำสั่งที่ได้รับและส่งชุดคำสั่งไปยังบอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์เพื่อควบคุมการทำงานของล้อมอเตอร์ ในการประมวลผลของซอฟต์แวร์ สัญญาณเสียงจะผ่านวิธีการ FFT และถูกแบ่งกลุ่มตามช่วงความถี่ก่อนจะเข้าสู่การจำแนกเสียงด้วยวิธีการ k-NN ซอฟต์แวร์ที่ออกแบบและพัฒนาขึ้นจะถูกทดสอบได้แก่ การทดสอบการทำงานของโปรแกรมและการทดสอบความแม่นยำของการวิเคราะห์เสียง จากการทดสอบโปรแกรม โปรแกรมสามารถทำงานได้อย่างถูกต้องตามที่ออกแบบไว้ และความแม่นยำในการระบุเสียงสระแต่ละเสียงได้อย่างถูกต้องมีค่าเฉลี่ยที่ได้ร้อยละ 93.45 ในส่วนฮาร์ดแวร์จะถูกทดสอบการเคลื่อนที่ตามทิศทางที่กำหนด ซึ่งฮาร์ดแวร์ของชุดขับเคลื่อนสามารถเคลื่อนที่ไปทิศทางที่ใกล้เคียงกับที่กำหนด แต่ด้วยปัญหาการแตกหักของชิ้นส่วนที่รับน้ำหนักมากเกินและการลื่นไหลของล้อมอเตอร์ จึงมีการพัฒนาฮาร์ดแวร์ในโมเดลที่สองซึ่งสามารถขับเคลื่อนตามทิศทางได้ถูกต้อง ทั้งนี้โมเดลที่สองจะถูกใช้พัฒนาในเฟสต่อไป