基于DSP及车辆噪声信号的车辆碰撞声检测装置

2019-08-02 16:22发布

 0 引言
  本文采用小波分析和模式识别方法分析车辆噪声信号,设计了一种基于DSP的车辆碰撞声检测装置,该装置能有效检测车辆碰撞事件,实现交通事故的自动识别。相对于已有交通事故检测装置具有识别率高、实时性强的优点,而且价格较低。
  1 硬件设计
  我们设计的碰撞检测装置的原理框图如图1所示,首先采用声音传感器采集各种声音信号,传感器输出的电信号经放大电路放大后,传入声音采集芯片的模拟信号输入端。声音采集芯片将模拟信号进行A/D转换后,送到DSP模块做进一步处理。DSP模块实时地处理所采集到的声音信息,判断是否有车辆碰撞事故发生。存储器模块和DSP模块相连,用于储存需要处理的数据和固化的代码数据,并为DSP模块运算时提供临时存储空间。报警模块和通讯模块与外部救援中心相通讯,一旦DSP模块检测到车辆发生碰撞事故,报警模块就向外发送报警信息。下面分别介绍主要模块功能。

  1.1 声音采集模块
  声音采集模块使用电容式声音传感器,采样频率为30Hz~18kHz,由于车辆噪声信号的频率一般不会超过10kHz,所以该声音传感器可很好的实现采样。声音传感器将采集到的模拟信号送入放大电路放大后传送到声音采集芯片。
  声音采集芯片采用TLV320AIC23B(简称AIC23),它是TI公司的一款高性能立体声音频编解码器芯片,具有48kHz带宽,可以满足包括噪声信号在内的声音信号的采集要求。AIC23对采集到的模拟信号进行双声道立体声A/D转换,可以在8kHz-96kHz的采样率下提供16bit、20bit、24bit和32bit的采样数据。本系统将外部声信号以32kHz采样频率采集,每秒采集32000个声音数据,并将采集数据的长度设为16bit,这样A/D转换之后模拟信号变成了16位的数字信号。模拟信号转化为数字信号之后,AIC23将数据传输给DSP模块,供DSP模块作下一步处理。
  本系统将AIC23的MODE引脚设置为O,控制接口设置为I2C的工作方式,AIC23与DSP模块的数据传输接口使用的是DSP模式。这样DSP模块就可以控制AIC23协同工作,并接收AIC23采集到的数据。
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8条回答
biechedan
1楼-- · 2019-08-03 10:45

 我们的碰撞声检测仪在一个模拟的环境下进行测试,尽可能地还原真实场景。使用低失真功放装置反复对真实场景中采集到的碰撞信号进行实验。并和文献中的实验结果进行了对比。其中整体成功率是对判断对的样本总数和实验样本总数的比值。实验结果示于表1。



  由实验结果可以看出,无论对碰撞样本还是非碰撞样本,实验结果都非常准确,这说明本算法在设计上较为合理,在较小的干扰下可以达到碰撞声分类的目的,和文献提到的结果相比,无论是碰撞样本还是非碰撞样本,准确度都有所提升。


biechedan
2楼-- · 2019-08-03 11:21
4 结束语

  利用TMS3205509芯片做信号处理以及TLV320AIC23B做采集芯片的车辆碰撞报警装置,体积小、成本低。此装置使用分帧的方式对声信号进行模式识别计算,以实现车辆碰撞的及时报警。实验结果表明,此系统可靠性高、延时较短、可及时发出报警信号。此系统的应用可提高机动车辆驾乘人员的安全系数,从而降低驾乘人员的车祸伤亡率,具有良好的应用前景。

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