[发明专利]一种基于麦克风阵列的电子交警系统

说明书

本发明涉及一种电子交警系统，包括依次连接的基于麦克风阵列的鸣笛声采集单元、鸣笛声识别单元、鸣笛声源定位单元、位置度量单元、鸣笛声源跟踪单元、图像采集单元、车牌识别单元，鸣笛声源跟踪单元和车牌识别单元与中央控制单元连接。本发明将汽车鸣笛声源位置信息与车牌位置信息在空间中进行了坐标度量，将鸣笛声源跟踪单元获取的声源坐标信息传输到图像采集系统，进行指定范围内的车牌捕捉，减小了硬件存储的压力，同时提高了系统的处理效率；通过增加指定区域内搜索的权值，可以有效的提高鸣笛声源定位精度；考虑到鸣笛信号的时序相关特性，采用维特比算法对鸣笛声源进行实时跟踪，具有较快的处理速度，实时向交通管理部门传送车辆违章信息。

技术领域

本发明属于车辆监控技术领域，涉及针对禁鸣路段的违规鸣笛车辆的监控技术，尤其涉及一种电子交警系统。

背景技术

随着道路交通网络的发展，有些路段被铺设在一些学校、医院等不宜鸣笛的地方，但是在这些路段会发生违规鸣笛的现象。针对此现象，设置禁止鸣笛的路标等被动措施是比较无力的，而直接禁止车辆通行在有些时候又会造成其他的问题。为了能够改善禁鸣路段的噪声环境而不得已采用的人工监管则会浪费大量人力物力。对于一般的常规的拍摄监控设备，只能拍摄车辆的画面，而记录的声音则模糊不清甚至无法记录声音，也不具备违规车辆的声音定位功能；而现有的电子交警系统，在处理汽车鸣笛监控问题时，采用传统的声源定位技术与车牌识别技术，此类系统仅是将两个子系统的简单组合，没有实现子系统之间信息的传递与共享；其次，现有电子交警系统中鸣笛声源定位系统都是采用传统的水声工程领域中被动声呐目标定位算法，并没有考虑汽车在道路上的运动特性，因为海洋中声源是在三维空间中进行不规则运动，而车辆在道路上指定区域内进行规则的运动，所以被动声呐目标定位算法在空间中会进行等概率的空域搜索，鸣笛声源定位精度不高。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的电子交警系统，使其更具有产业上的利用价值。

发明内容

为解决禁止鸣笛路段汽车违规鸣笛问题，以及无人驾驶技术中车辆行驶状态监控问题，本发明的目的是提供一种准确率高、能精确监控到鸣笛车辆的电子交警系统。

本发明的电子交警系统，包括

-基于麦克风阵列的鸣笛声采集单元，用于采集汽车鸣笛声信号，麦克风阵列采用均匀直线阵的形式；

-鸣笛声识别单元，与所述鸣笛声采集单元连接，用于筛选出鸣笛噪声；

-鸣笛声源定位单元，与所述鸣笛声识别单元，用于获取噪声源的方位角和俯仰角信息；

-鸣笛声源跟踪单元，与所述鸣笛声源定位单元连接，用于对鸣笛声源进行跟踪、获取鸣笛声源的位置信息；

-图像采集单元，与所述鸣笛声源跟踪单元连接，根据所述鸣笛声源跟踪单元传送的鸣笛声源的位置信息，确定监控范围，同时获得车牌图像；

-车牌识别单元，与所述图像采集单元，用于对车牌图像进行预处理，获取车牌上对应的字符信息；

-中央控制单元，与所述鸣笛声源跟踪单元和车牌识别单元连接，用于对信息进行存储和整理，并将车辆信息传输到交通管理单元。

进一步的，所述鸣笛声源定位单元与鸣笛声源跟踪单元之间还连接有位置度量单元，所述位置度量单元根据鸣笛声源的方位角和俯仰角信息，参照麦克风阵列的空间分布，在道路上构建三维的鸣笛声源位置度量网络，获取鸣笛声源位置坐标信息。

进一步的，所述鸣笛声识别单元为基于深度学习的鸣笛声识别单元，通过对多路段汽车鸣笛声数据进行学习，够建高性能的状态网络，在复杂的声学环境下筛选出鸣笛噪声。