基于声信号的道路车辆类型监测系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种基于声信号的道路车辆类型监测系统，包括声信号采样监测装置，GPRS通信模块一，交通管理部门的通信接收模块，监控设备；声信号采样监测装置通过GPRS通信模块一与交通管理部门的通信接收模块、监控设备分别连接。在单向道路两侧分别设置一个监测装置，通过微处理器单元对声信号进行计算，以判断车辆是驶入还是驶出，过滤掉驶出车辆信号，然后对驶入车辆信号进行声纹特征提取，特征提取提取声信号的特征参数线性预测倒谱系数LPCC和美尔倒谱系数MFCC；不同车型的这两个特征参数存在明显的区分，当检测到限制车辆类型时，便会打开相应的摄像头拍摄违规车辆，并向交通管理部门进行报警，通知交通警察进行处理。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于管理特殊路段车辆类型保障道路安全的实时监测
，涉及监测该路段车辆类型并且能够对违规车型及时取证和报警的系统，具体是一种基于声信号的道路车辆类型监测系统。
技术介绍
随着公路建设发展迅速，公路交通已成为经济发展不可缺少的纽带。汽车成为公路交通中最基本的工具。近些年来，中国乃至世界的汽车使用量迅猛增长，可以说汽车成为了人们生活中必不可少的工具，然而随之而来的便是车辆的管理问题。比如城区会在白天高峰时段禁止大型货车进入，以免造成城市交通堵塞或者减少发生交通事故的可能性；在城区中心也会限制摩托车辆驶入以免造成交通事故；在某些特殊路段，考虑到道路或者桥梁的承受能力，也会限制大型车辆驶入，以免对道路造成破坏；在过桥底洞或者隧道时由于限高问题也会禁止大型车辆的驶入。这一类问题的发生，不仅会对道路造成损害，还有可能发生严重的交通事故造成人员受伤。而且在管理方面，往往也只能派遣交通警察进行不定时管理，不仅耗费人力物力，也难以达到全时段的管理。但如有可以有设备监测相应路段的车辆类型，区分摩托车，小型车辆和大型车辆便可以大大简化这一路段的管理，不仅可以实现全自动化管理节约社会资源还可以实现全时段管理极大提高道路管理的效率。在现有的技术方面，根据车辆发动机的声纹，通过提取声纹特征数据可以准确区分出车辆的类型，但是它的运用目前还没有得到充分的发掘。目前的道路管理往往是根据重力感应，或者监控录像不定时进行监控。但是这类做法，在重力感应则在空载和满载时车辆的类型划分存在明显问题，监控录像管理则需要耗费管理人员大量的人力，这些都存在效率低下的问题。
技术实现思路
本技术希望建立一种基于声信号的道路车辆类型监测系统，依靠车辆发动机声纹信号对通过该路段的车辆类型进行识别，当车辆类型被识别为限制类型时，则及时连接相应监控录像进行拍摄，或者向附件交通警察进行报告，通知其及时进行处理。这一过程实现自动化处理，不仅测量准确，不需要额外的人力，也能实现全天候的处理。本技术的目的是提供一种基于声信号识别的汽车类型的道路实时监测系统，实时监测道路车辆类型，准确发现被限制车辆进入该道路，并且可以及时连接监控录像进行拍摄，通知附近交通警察以便其及时做出相应的应对措施。本技术所采用的技术方案是：在单向道路两侧分别设置一个监测点，监测设置在封闭空间内，在监测点安装声信号采样检测装置，通过微处理器单元对声信号进行计算可以判断车辆是驶入还是驶出，过滤掉驶出车辆信号，然后对驶入车辆信号进行声纹特征提取，特征提取提取声信号的特征参数线性预测倒谱系数LPCC和美尔倒谱系数MFCC；不同车型的这两个特征参数存在明显的区分，当检测到限制车辆类型时，便会打开相应的监控设备拍摄违规车辆，并通过GPRS通信模块一与交通管理部门的通信接收模块连接向交通管理部门进行报警，通知交通警察进行处理。具体技术方案如下：一种基于声信号的道路车辆类型监测系统，包括声信号采样监测装置，GPRS通信模块一，交通管理部门的通信接收模块，监控设备；声信号采样监测装置通过GPRS通信模块一与交通管理部门的通信接收模块、监控设备分别连接。所述声信号采样监测装置包括依次连接的采样装置、微处理器单元、GPRS通信模块二；GPRS通信模块二与通信模块一连接。所述采样装置包括依次连接的麦克风、前置放大器、增益控制装置、反混叠滤波装置；反混叠滤波装置与微处理器单元连接。所述微处理器采用TI公司的MSP430F149单片机；两个GPRS通信模块采用H7118CGPRSDTU实现。本技术的优点和有益效果如下：1.采用声信号进行车型识别，系统简单，识别准确，节省大量社会资源。采用两个监测点，不仅可以判别车辆的驶入驶出，还可以平均采样数据，减小误差，保障监测系统的可靠性和准确性。2.使用密闭监测点环境，将采样装置安装于密闭的监测点内，保障了器件不易受到恶劣天气以及人为误操作的影响。3.采用GPRS无线通信技术，将微处理器单元的判别结果及时向有关终端进行发送，与传统的通信方式相比，它降低了施工难度和架设成本，并且加强了抗干扰能力。4.采用超低功耗的微处理器，大大降低了系统的功耗，并且还可以保障系统实时性和长期工作。附图说明图1是本技术监测系统一种实施例的结构示意图；图2是本技术监测系统声信号采样检测装置的结构示意图；图3是本技术监测系统中采样装置及与微处理器连接的结构示意图。具体实施方式如图1所示，本技术包括声信号采样监测装置，GPRS通信模块一，交通管理部门的通信接收模块，监控设备；声信号采样监测装置通过GPRS通信模块一与交通管理部门的通信接收模块、监控设备分别连接。选取道路口两侧作为采样监测点，在采样点里设置有如图2所示的声信号采样检测装置，其中的采样装置如图3所示，用麦克风采集发动机声纹信号，通过前置放大器，增益控制装置和反混叠滤波装置，通过微处理进行采样和A\\D变换，之后连接GPRS无线通信模块二。微处理器单元对采样数据进行计算处理，测算出当前发动机声纹的车辆是否是驶入该路段，然后通过两个采样点的数据进行平均处理后，提取出声纹信号的特征参数线性预测倒谱系数LPCC和美尔倒谱系数MFCC，对两个特征参数进行计算比对，判断出车辆的类型；当判别结果为违规车辆时，便打开终端的监控设备（现有设备）进行拍摄取证，并且通过GPRS通信模块一，向交通管理部门的通信接收模块（现有模块）进行报告。微处理器单元的主控芯片使用TI公司的MSP430F149，能够进入3.3V的低功耗模式，考虑到系统的低功耗要求，本技术采用定时采样的方案，每隔一段周期（如1S）进行一次采样，在非采样时段，芯片进入低功耗模式，以此来降低系统的功率，在采样时段再进入工作模式，这样既能够保障系统的低功率也不会影响系统的实时性。两个GPRS通信模块采用H7118CGPRSDTU，专门用于角度数据的发送和接收。本技术中涉及到的所有数据处理方法均为现有技术。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于声信号的道路车辆类型监测系统，其特征在于：包括声信号采样监测装置，GPRS通信模块一，交通管理部门的通信接收模块，监控设备；声信号采样监测装置通过GPRS通信模块一与交通管理部门的通信接收模块、监控设备分别连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于声信号的道路车辆类型监测系统，其特征在于：包括声信号采样监测装置，
GPRS通信模块一，交通管理部门的通信接收模块，监控设备；声信号采样监测装置通过GPRS
通信模块一与交通管理部门的通信接收模块、监控设备分别连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于声信号的道路车辆类型监测系统，其特征在于：所述
声信号采样监测装置包括依次连接的采样装置、微处理器单元、GPRS通信模块二；GPRS通信
模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：田胜，孙景锋，俞乙琦，孟曦婷，李德识，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42