一種基于線性聲音、震動(dòng)傳感器陣列的車輛探測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明一種基于線性聲音、震動(dòng)傳感器陣列的車輛探測(cè)方法，包括1】傳感器陣列布設(shè)、2】計(jì)算陣列信號(hào)的短時(shí)能量包絡(luò)線、3】對(duì)傳感器陣列信號(hào)的包絡(luò)線進(jìn)行偏移疊加、4】干擾信號(hào)以及誤關(guān)聯(lián)信號(hào)剔除、5】車輛信號(hào)檢測(cè)和速度檢測(cè)等步驟，本發(fā)明利用車輛目標(biāo)在傳感器陣列上包絡(luò)線的相似性和速度、方向的關(guān)聯(lián)性，既可單獨(dú)采用聲音或者震動(dòng)信號(hào)來(lái)進(jìn)行車輛檢測(cè)，也可以聯(lián)合采用聲音和震動(dòng)信號(hào)來(lái)檢測(cè)。
【專利說(shuō)明】一種基于線性聲音、震動(dòng)傳感器陣列的車輛探測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種車輛檢測(cè)方法，特別是基于車輛聲音或者震動(dòng)信號(hào)的車輛檢測(cè)方法。該方法可用于無(wú)人值守傳感器網(wǎng)絡(luò)的路面運(yùn)動(dòng)車輛檢測(cè)，能快速檢測(cè)出沿道路運(yùn)動(dòng)的車輛，并給出速度和方向。
【背景技術(shù)】
[0002]聲音和震動(dòng)信號(hào)是現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)上情報(bào)獲取的一種總要手段，具有被動(dòng)式探測(cè)，隱蔽性好，安全系數(shù)高，可以長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作，不受地形和光照條件限制等特點(diǎn)，具有全方位、全天候探測(cè)能力?；诼曇艉驼饎?dòng)信號(hào)的車輛目標(biāo)探測(cè)是掌握戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)，了解敵我兵力分布的一種重要手段，該方法在反恐、安防等領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用需求。
[0003]基于聲音和震動(dòng)信號(hào)的車輛探測(cè)方法通常采用的方法是:首先提取信號(hào)的特征，然后再將信號(hào)特征與環(huán)境噪聲比較或者將信號(hào)特征與已知樣本庫(kù)進(jìn)行比較，進(jìn)而檢測(cè)出車輛信號(hào)。常用的聲音和震動(dòng)信號(hào)特征有幅值、能量、包絡(luò)、功率譜、過(guò)零率、熵值、小波特征、美爾(Mel)倒譜等。如 Huadong ffu, Mel Siegel 和 Pradeep Khosla 在 1999年 10 月的《TRANSACTIONS ON INSTRUMENTATION AND MEASUREMENT》上發(fā)表的《VehicleSound Signature Recognition by Frequency Vector Principal Component Analysis))中提出利用信號(hào)的功率譜主成分分析法提取特征，然后采用人像識(shí)別中的特征臉?lè)椒?eigenfaces method方法),對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷?然后對(duì)車輛聲信號(hào)進(jìn)行模式識(shí)別；伍宗富，楊如曙，李曉峰等在2010年第3期第18卷的《計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制》上發(fā)表的《基于知識(shí)的聲目標(biāo)探測(cè)識(shí)別系統(tǒng)》中提出采用取Mel倒譜系數(shù)(MFCC)參數(shù)特征構(gòu)建聲目標(biāo)信息的知識(shí)庫(kù)，將聲目標(biāo)MFCC特征參數(shù)映射為二值圖像進(jìn)行模板匹配識(shí)別的方法；段漢卿，周思玥2012年在《無(wú)線電工程》上發(fā)表的《強(qiáng)噪聲背景下車輛震動(dòng)信號(hào)檢測(cè)算法研究》中提出基于功率譜分布和負(fù)熵的車輛震動(dòng)信號(hào)檢測(cè)算法。利用信號(hào)與噪聲特征差異比對(duì)的檢測(cè)方法相對(duì)簡(jiǎn)單，但是容易受噪聲干擾，誤檢率很高；而基于模式識(shí)別的檢測(cè)方法，如統(tǒng)計(jì)識(shí)別法、函數(shù)識(shí)別法、邏輯識(shí)別法、模糊識(shí)別法、灰色識(shí)別法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別法等，不僅能對(duì)車輛目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，還能識(shí)別車輛類型，但是模式識(shí)別需要有大量的樣本事件庫(kù)才能達(dá)到理想的檢測(cè)效果。無(wú)論是基于特征差異還是基于模式識(shí)別的運(yùn)動(dòng)車輛檢測(cè)都只能進(jìn)行車輛檢測(cè)而不能給出目標(biāo)車輛的運(yùn)動(dòng)速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是提供一種簡(jiǎn)單可靠的基于線性聲音、震動(dòng)傳感器陣列的車輛探測(cè)方法，該方法利用車輛目標(biāo)在傳感器陣列上包絡(luò)線的相似性和速度、方向的關(guān)聯(lián)性，既可單獨(dú)采用聲音或者震動(dòng)信號(hào)來(lái)進(jìn)行車輛檢測(cè)，也可以聯(lián)合采用聲音和震動(dòng)信號(hào)來(lái)檢測(cè)，不僅可以通過(guò)聲音震動(dòng)信號(hào)檢測(cè)是否有運(yùn)動(dòng)車輛，還可以檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)車輛的速度和方向。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
[0006]一種基于線性聲音、震動(dòng)傳感器陣列的車輛探測(cè)方法，其特殊之處在于:包括以下步驟：
[0007]I】傳感器陣列布設(shè)：
[0008]沿?cái)M檢測(cè)的道路布置N個(gè)傳感器，N≥3，組成一個(gè)與道路延伸方向平行的N元線性傳感器陣列，傳感器的間距取5~20米，獲取傳感器陣列的相對(duì)坐標(biāo)或者絕對(duì)坐標(biāo)（X(l，
Xi，......，Xn) ?
[0009]2】計(jì)算陣列信號(hào)的短時(shí)能量包絡(luò)線：
[0010]對(duì)于信號(hào)x(t)，定義其短時(shí)能量包絡(luò)線的計(jì)算公式如下：
【權(quán)利要求】
1.一種基于線性聲音、震動(dòng)傳感器陣列的車輛探測(cè)方法，其特征在于：包括以下步驟： I】傳感器陣列布設(shè)： 沿?cái)M檢測(cè)的道路布置N個(gè)傳感器，N ^ 3，組成一個(gè)與道路延伸方向平行的N元線性傳感器陣列，傳感器的間距取5~20米，獲取傳感器陣列的相對(duì)坐標(biāo)或者絕對(duì)坐標(biāo)（X(l，Xi，......? Xn); 2】計(jì)算陣列信號(hào)的短時(shí)能量包絡(luò)線： 對(duì)于信號(hào)X (t)，定義其短時(shí)能量包絡(luò)線的計(jì)算公式如下：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于線性聲音、震動(dòng)傳感器陣列的車輛探測(cè)方法，其特征在于：所述N元線性傳感器陣列由N個(gè)聲音傳感器組成，或者由N個(gè)震動(dòng)傳感器組成，或者由聲音傳感器和震動(dòng)傳感器聯(lián)合組成。
【文檔編號(hào)】G08G1/052GK103531028SQ201310449792
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】靳平, 陶良小, 朱維, 王同東 申請(qǐng)人:西北核技術(shù)研究所