[发明专利]一种基于环境声音分析的车辆感知及危险预警方法与系统

说明书

本发明公开了一种基于环境声音分析的车辆感知及危险预警方法与系统，其特征在于，该系统包括声音采集模块、声音分析模块和危险预警模块。通过布设在车身四周的声音传感器收集车辆周围的声音信息，将声音信息传递到声音分析模块，提取其短时能量特征与MFCC（梅尔频率倒谱系数）特征进行对比分析，判断目标物属性（机动车、非机动车、行人、动物）；通过分析声音到达不同位置传感器的时间差（TDOA），判断声源相对车辆本身的位置及相对运动关系，由车载显示器显示周边交通组成者的属性、自车与周边交通组成者的相对位置信息。根据感知到的周边交通组成者的属性、位置、运动等信息与自车的相对运动关系，判断是否会发生危险，并在危险情况下对自车驾驶员及其他交通组成者进行危险预警，也可与其他类型的传感器感知信息进行融合，提高环境感知精度。

技术领域

本发明涉及声音检测技术领域，具体为一种基于环境声音分析的车辆感知及危险预警方法与系统。

背景技术

随着汽车保有量的不断增加，交通场景变得越来越复杂，无论是现在有人驾驶的车辆，还是无人驾驶的车辆，难以将车辆周围的所有目标（包括机动车、非机动车、行人等）进行观测与识别，尤其是车辆的视野盲区、雾天、雨天和晚上等场景，更难对周围的交通组成进行细致观察。据此提出一种基于环境声音分析的车辆感知及危险预警方法与系统，通过车载显示器将交通组成信息直观的表示为图像，告知驾驶者，并在危险情况下对自车驾驶员及其他交通组成者进行声音及灯光提醒。

针对禁止鸣笛区域的违法鸣笛现象，目前已经有利用声音识别进行定位抓拍的研究。在车辆辅助驾驶技术中，也有对车辆周围鸣笛声进行识别定位，判断车辆是否处于危险之中的研究。

但上述研究存在如下缺陷：只是利用鸣笛声对车辆进行识别，将非机动车和行人等发出的声音当做杂音过滤，未考虑到非机动车行人等因素；只对鸣笛声识别，难以解决当周围车辆因故障超速行驶来不及进行鸣笛时的情况。

本发明提出了一种基于环境声音分析的车辆感知及危险预警方法与系统以确保合理地对周围交通组成进行分析，该系统充分利用周围的声音信息，通过声音传感器阵列和声音分析模块进行分析，向驾驶员传递车辆周围交通组成信息，包括机动车、非机动车、行人等，同时当目标物与自车辆距离过于接近时，对驾驶员进行危险预警，保证了行驶安全性。着汽车保有量的不断增加，交通场景变得越来越复杂，无论是现在有人驾驶的车辆，还是无人驾驶的车辆，难以将车辆周围的所有目标（包括机动车、非机动车、行人等）进行观测与识别，尤其是车辆的视野盲区、雾天、雨天和晚上等场景，更难对周围的交通组成进行细致观察。据此提出一种基于环境声音分析的车辆感知及危险预警方法与系统，通过车载显示器将交通组成信息直观的表示为图像，告知驾驶者，并在危险情况下对自车驾驶员及其他交通组成者进行声音及灯光提醒。

发明内容

基于以上内容，本发明的目的在于通过环境声音实现对周围的交通组成进行分析，根据短时能量特征、MFCC 特征和到达时间差（TDOA）确定目标物的位置和属性，当自车与目标物间距小于安全距离时对自车驾驶员和其他驾驶员以及行人进行提醒，保证行驶安全性。有效提高在雾天、晚上和视野盲区等情况下的环境识别精度。

为实现上述目的，本发明提出一种基于环境声音分析的车辆感知及危险预警方法与系统，一种基于环境声音分析的车辆感知及危险预警方法与系统，主要包括声音采集模块、声音分析模块和危险预警模块，声音采集模块与声音分析模块连接，声音分析模块与危险预警模块连接。

声音采集模块由安装在车身周围的12个声音传感器及单片机组成，用于采集声音信息，并进行预处理，为声音分析模块做准备；

声音分析模块由车载高性能服务器提供算力支持，分析模块接收到声音采集模块预处理的声音信息，将其输入训练完成的声音识别模型中进行对比识别，结合同一声源到达不同位置传感器的时间差（TDOA）的分析，得到目标的属性和位置信息。同时根据自车与目标物的相对距离以及目标物运动状态判断是否会发生危险；