CN104309578B - 一种恶意敲击汽车玻璃的判断方法及判断装置 - Google Patents

Abstract

本发明创造提供了一种恶意敲击汽车玻璃的判断报警方法，所述的方法包括如下步骤：采集外部声音数据；采用设定在一定频率范围内的滤波器对声音数据进行滤波，过滤掉不符合条件的声音数据；计算一定时间内声强变化；如果声音信号在限定时间内高于限定强度时，对声音数据进行分析判断，当声音数据满足我们所设定的各种恶意敲击汽车玻璃条件时，触发报警。不满足条件时，不触发报警。通过采用本技术方案，能够在复杂的声音环境下，通过多种声波信息分析，提高报警的精度，减少误报警的几率，同时，也可以对恶意敲击玻璃实时反映，提高了分析处理速度。

Description

一种恶意敲击汽车玻璃的判断方法及判断装置

技术领域

本发明创造涉及汽车报警方法及装置，特别的，涉及一种恶意敲击汽车玻璃的判断方法及判断装置。

背景技术

近些年，在经济保持快速增长的背景下，汽车已逐步进入普通家庭，国家信息中心预计，我国将在2015年前后超过美国，届时，市场容量将超过1700万辆。与此同时，一些与汽车相关的违法事件层出不穷，其中打砸汽车玻璃盗抢财物的时间屡见不鲜，且很难避免。汽车玻璃敲击时产生大量的干扰噪声，有用的玻璃敲击声音信号被淹没其中，现有的技术方案无法有效分辨有用信号的共性，并且误报率高。

发明内容

本发明创造要解决的问题是提供一种恶意敲击汽车玻璃的判断方法及判断装置，特别适合在复杂的声音环境下使用。

为解决上述技术问题，本发明创造采用的技术方案是：一种恶意敲击汽车玻璃的判断报警方法，所述的方法包括如下步骤：

采集外部声音数据；

采用设定在一定频率范围内的滤波器对声音数据进行滤波，过滤掉不符合条件的声音数据；

计算一定时间内声强变化；

如果声音信号在限定时间内高于限定强度时，对声音数据进行分析判断，当声音数据满足所设定的恶意敲击汽车玻璃条件时，触发报警，不满足条件时，不触发报警。

进一步的，所述的对声音数据进行分析判断还包括如下步骤：

设定相应的声强零点，计算声音数据中高过零点个数，并判断其是否超出设定的阈值；

计算声音数据中低过零点个数，并判断其是否超出设定的阈值；

进一步的，所述的对声音数据进行分析判断还包括如下步骤：

对一固定时间内的声音数据计算其波谷数量；

对一固定时间内的声音数据计算其波峰数量；

并判断波峰及波谷数量是否超出设定的阈值范围；

进一步的，所述的对声音数据进行分析判断还包括如下步骤：

计算高频强度和声音总强度比值，并判断其是否超出设定的阈值。

进一步的，所述的对声音数据进行分析判断还包括如下步骤：

计算声音强度变化趋势，并判断其是否超出设定的阈值。

根据本发明的另一方面，还提供了一种恶意敲击汽车玻璃的判断报警装置，包括：

用于采集外部声音数据的声音采集器；

用于计算一定时间内声强变化强度的声强变化强度计算器；

用于判断声音信号是否在限定时间内由高强度减少至限定强度的声强变化判断器及

用于对符合判断条件进行报警的报警装置。

进一步的，所述的判断报警装置还包括：

用于计算声音数据中高过设定的声强零点的个数的高声强零点计算器及

用于判断高过设定的声强零点的个数是否超出设定阈值的高声强零点判断器；

用于计算声音数据中低过设定的声强零点的个数的低声强零点计算器及

用于判断低过设定的声强零点的个数是否超出设定阈值的低声强零点判断器。

进一步的，所述的判断报警装置还包括：

用于对一固定时间内的声音数据计算其波谷数量的波谷计算器；

用于对一固定时间内的声音数据计算其波峰数量的波峰计算器及

用于判断上述波峰及波谷数量是否符合设定的阈值范围的波峰波谷数量判断器。

进一步的，所述的判断报警装置还包括：

用于计算高频强度和声音总强度比值的高频强度和声音总强度比值计算器及

用于将高频强度和声音总强度比值与设定的阈值相比较的高频强度和声音总强度比值比较器。

进一步的，所述的判断报警装置还包括：

用于计算的声音强度变化趋势计算器及

用于判断声音强度变化趋势是否符合设定的阈值范围的比值的声音强度变化趋势判断器。

使用本发明所提供的方案，能够在复杂的声音环境下，通过多种声波信息分析，提高报警的精度，减少误报警的几率，同时，也可以对恶意敲击玻璃实时反映，提高了分析处理速度。

附图说明

图1是本发明的一个实例判断及报警电路示意图

图2是本发明的一个实例中原始采集声音信息示意图

图3是本发明的一个实例中经过滤波处理后声音信息示意图

图4是本发明的一个实例中计算一段时间内声音信息波峰示意图

图5是本发明的一个实例中计算一段时间内声音信息波谷示意图

图6是本发明的一个实例中计算一段时间内声音信息高过设定的零点示意图

图7是本发明的一个实例中计算一段时间内声音信息低过设定的零点示意图

图8是本发明的一个实例中计算一定时间内信号强度变化趋势的示意图

图9是本发明的一个实例中计算一定时间内高频强度和声音总强度比值随采样时间的变化趋势示意图

具体实施方式

如图1所示，当有人恶意敲击玻璃时，声音收集装置采集到相应的声音信息，在本实例中采用mic用来收集。收集到的声音信息如图2所示，通过恶意敲击汽车玻璃检知设备ECU进行分析处理，对收集到的声音信息，首先通过带通滤波器BPF进行滤波处理，一般来说，采集到的声音信息受到周围环境的影响，会显得杂乱无章。甚至如果周围出现施工或者施放烟花等情况，也会造成相应的干扰，使报警装置产生误报警，同时也会给后期的声音信息处理造成极大的干扰，增大处理的工作量。同时由于车体也会发出响应的共振，使声音信息也会变得异常复杂。BPF主要是通过根据敲击汽车玻璃所能引起的声音频率范围来确定，一般可将其限定在6KHz～10KHz内的声音波形将被过滤掉，只保留相对可能会是敲击汽车玻璃的声音信息。如图1所示，经过BPF过滤后的波形信息明显更加清晰。

如图2、3、4、5、6、7所示，对滤波后的声音信息，首先根据经验值设定声强零点，声强零点可按照经验值来设定，一般采用计算42ms内声音信息中高过零点的个数，同时也可以计算声音信息中低过零点的个数。并将一段时间内高过零点及低过零点的个数值设定阈值，高过零点：150～600，低过零点：40～200，超过阈值范围内也将产生报警。

进一步的，也可以计算在一定的时间内声音信息中波峰和波谷的个数，也将一定时间内波峰及波谷数设定阈值，超出阈值也将作为一个重要的判定条件用以进一步提高判断的准确性。

一般来说，采用判定条件来判断声音波形是否符合预期效果时，都希望所采集到的声音信息能够更趋向于单一的波形，但在实际中，由于共振等其它情况的存在，各种声音信息叠加，产生相对复杂的各种波形，通过计算并描绘出声音信息中高过零点和低过零点的个数及波峰和波谷的个数，通过这些声音波形中的重要信息可以相对比较清晰的使复杂的波形可以相对还原为更方便处理的相清晰的声音波形信息。

为了进一步提高声音判断的准确性，以减少误报警的几率，在本实例中还进一步增加了检测声音强度的变化趋势是否超出了一定的阈值，此阈值为高于平常环境声音值，但又低于敲击玻璃的声音值，这样既能防止噪音触发ECU进入分析判断模式，又不会漏掉玻璃敲击的探测。

如图8所示，在实际中，敲击汽车玻璃与敲击其它部位所造成的声强逐渐变化趋势有明显不同，设定此条件，声强在一定时间内的变化趋势能够有效的区分出是否敲击玻璃或其它汽车部位，有效的避免了误报警

也可以在上述的基础上，再增加主要高频强度和声音总强度比值的判定条件，例如，如图9所示，6ms时敲击的高频信号强度较强，不易受外部干扰，可以选用6ms时的比值作为阈值设定判定条件。此判断排除了环境噪音中只有高频部分的噪声(其低频部分很少或没有)，如果该噪声与玻璃敲击声音相似就会引起误报，增加此判断能够消除此类误报。

图1提供了一种恶意敲击玻璃判断装置的电路图，由图1可以看出，装置中包含了麦克风及MCU，麦克风主要用以收集声音数据并将其传送给MCU，MCU做为信息处理的主体，将声音从模拟数字信息转化为数字信息，并通过内置于MCU中的相应程序，分别对声音数据进行上述方法的分析判定。对于达到相应的判定标准，MCU可以与汽车防盗系统进行通信，通过汽车防盗系统做进一步的处理。

以上对本发明创造的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明创造范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种恶意敲击汽车玻璃的判断报警方法，所述的方法包括如下步骤：

采集外部声音数据；

采用设定在一定频率范围内的滤波器对声音数据进行滤波，过滤掉不符合条件的声音数据；

计算一定时间内声强变化；

如果声音信号在限定时间内高于限定强度时，对声音数据进行分析判断，当声音数据满足所设定的恶意敲击汽车玻璃条件时，触发报警，不满足条件时，不触发报警；

其中所述的对声音数据进行分析判断包括如下步骤：

设定相应的声强零点，计算声音数据中高过零点个数，并判断其是否超出设定的阈值；

计算声音数据中低过零点个数，并判断其是否超出设定的阈值。

2.根据权利要求1所述的恶意敲击汽车玻璃的判断报警方法，其特征在于所述的对声音数据进行分析判断还包括如下步骤：

对一固定时间内的声音数据计算其波谷数量；

对一固定时间内的声音数据计算其波峰数量；

并判断波峰及波谷数量是否超出设定的阈值范围。

3.根据权利要求2所述的恶意敲击汽车玻璃的判断报警方法，其特征在于所述的对声音数据进行分析判断还包括如下步骤：

计算高频强度和声音总强度比值，并判断其是否超出设定的阈值。

4.根据权利要求3所述的恶意敲击汽车玻璃的判断报警方法，其特征在于所述的对声音数据进行分析判断还包括如下步骤：

计算声音强度变化趋势，并判断其是否超出设定的阈值。

5.一种恶意敲击汽车玻璃的判断报警装置，包括：

用于采集外部声音数据的声音采集器；

用于计算一定时间内声强变化强度的声强变化强度计算器；

用于判断声音信号是否在限定时间内由高强度减少至限定强度的声强变化判断器及

用于对符合判断条件进行报警的报警装置；

所述的判断报警装置还包括：

用于计算声音数据中高过设定的声强零点的个数的高声强零点计算器及

用于判断高过设定的声强零点的个数是否超出设定阈值的高声强零点判断器；

用于计算声音数据中低过设定的声强零点的个数的低声强零点计算器及

用于判断低过设定的声强零点的个数是否超出设定阈值的低声强零点判断器。

6.根据权利要求5所述的恶意敲击汽车玻璃的判断报警装置，其特征在于所述的判断报警装置还包括；

用于对一固定时间内的声音数据计算其波谷数量的波谷计算器；

用于对一固定时间内的声音数据计算其波峰数量的波峰计算器及

用于判断上述波峰及波谷数量是否符合设定的阈值范围的波峰波谷数量判断器。

7.根据权利要求5所述的恶意敲击汽车玻璃的判断报警装置，其特征在于所述的判断报警装置还包括：

用于计算高频强度和声音总强度比值的高频强度和声音总强度比值计算器及

用于将高频强度和声音总强度比值与设定的阈值相比较的高频强度和声音总强度比值比较器。

8.根据权利要求5所述的恶意敲击汽车玻璃的判断报警装置，其特征在于所述的判断报警装置还包括：

用于计算的声音强度变化趋势计算器及

用于判断声音强度变化趋势是否符合设定的阈值范围的比值的声音强度变化趋势判断器。