基于声音信号检测的来车识别装置

摘要

本发明公开了基于声音信号检测的来车识别装置，包括声音采集放大模块、AD转换模块、信号分析处理模块、后续控制模块、电源模块，电源模块向声音采集放大模块、AD转换模块、信号分析处理模块和后续控制模块提供工作电源，声音采集模块将声音信号转化成模拟电压信号输出，输出端连接AD转换模块的输入端；AD转换模块将模拟电压信号转化成数字量输出，AD采样和转换时刻受信号分析处理模块控制；信号分析处理模块判断是否有汽车到来，控制AD转换模块进行AD转换，信号分析处理模块将指示信号输出给后续控制模块，执行相关操作。本发明尤其适用于车流量稀少、基础设施比较差的区域，以及智能公路的前期建设研究等；可以对路灯进行智能控制，环保节能。

主权项

一种基于声音信号检测的来车识别装置，其特征在于，它主要部分包括：声音采集放大模块、AD转换模块、信号分析处理模块、后续控制模块、电源模块，电源模块向声音采集放大模块、AD转换模块、信号分析处理模块和后续控制模块提供工作电源，所述的声音采集模块主要由MIC和运算放大器组成，将声音信号转化成模拟电压信号输出，输出端连接AD转换模块的输入端；所述的AD转换模块将模拟电压信号转化成数字量输出，AD采样和转换时刻受所述的信号分析处理模块控制，转换结果连接到信号分析处理模块的输入端；所述的信号分析处理模块利用检测算法对输入信号进行分析处理从而判断是否有汽车到来，同时信号分析处理模块输出端与AD转换模块的控制输入端相连，控制AD转换模块进行AD转换，信号分析处理模块根据分析结果将指示信号输出给后续控制模块；后续控制模块则根据输入指示信号执行相关操作；所述的检测算法如下：每隔相同时间向AD转换模块输出启动转换信号触发AD转换模块开始采样和转换，AD转换模块转换完成后将转换结果发送给信号分析处理模块，信号分析处理模块将接收到的多个转换结果合成一个离散声音信号帧，信号分析处理模块接下来计算出该帧信号的短时能量，然后将计算出的短时能量与前一帧短时能量进行做差比较，如果差值为正且大于某一设定阈值1，特征参数一计数加1；如果差值为负且小于某一设定阈值2，特征参数二计数加1；如果以上两者都不满足则特征参数三计数加1；    由于有车到来时信号的短时能量会先变大后变小，特征参数一计数加1表示后面帧的短时能量相比于前面帧的短时能量增加，表示汽车驶来；特征参数二计数加1表示后面帧的短时能量相比于前面帧的短时能量减小，表示汽车驶离，特征参数三表示前后两帧短时能量相差不多，属于噪声干扰造成，表示当前没有汽车；    为了能够准确的识别汽车到来并且对其他噪声具有抗干扰能力，需要对三个特征参数进行判断以得到分析结果，如果特征参数一计数加1则认为有车从远处驶来，特征参数三的计数值无效，因此将特征参数三清零；如果特征参数二计数加1则认为有车向远处驶离，特征参数三的计数值无效，因此将特征参数三清零；如果特征参数三大于设定阈值3则表示之前一段时间没有汽车到来，此时特征参数一和特征参数二的计数结果均是由噪声产生，为无效计数，因此需要清零来重新计数，同时特征参数三也清零来重新计数；最后，如果特征参数一大于设定阈值4且特征参数二大于设定阈值5则判断有车到来，此时要将特征参数一、特征参数二、特征参数三全部清零重新计数，同时向后续控制模块发出指示信号；若不满足上述条件则不对3个特征参数进行修改，等待对下一帧进行分析处理。