CN104880245A - 一种基于车辆碰撞噪声特征的车祸定位报警系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于车辆碰撞噪声特征的车祸定位报警系统，包含微控制器模块以及与微控制器模块连接的声音采集模块、显示模块、存储器模块、通讯模块、定位模块；所述声音采集模块包含依次连接的声音传感器、放大电路和模数转换器，所述微控制器模块包含计算单元、对比单元和控制单元；本发明识别率高、实时性强的优点，而且价格较低；通过检测车辆碰撞噪声能够有效检测车辆碰撞事件，实现交通事故的自动识别。

Description

一种基于车辆碰撞噪声特征的车祸定位报警系统

技术领域

本发明涉及一种车辆碰撞检测系统，尤其涉及一种基于车辆碰撞噪声特征的车祸定位报警系统，属于车辆自动检测技术领域。

背景技术

在汽车发生意外碰撞时最大限度地确保驾驶员和乘客的安全，是汽车工业追求的目标之一。据我国卫生部的统计数据表明，在1000例交通事故伤者中，只有14.3％的伤者能及时乘坐救护车到达医院。道路交通事故表明，如果在交通事故发生5min内采用应急救援措施，30mm内采用急诊，至少可以使18％～25％的重伤者免于死亡；另外，在我国车祸死亡中大约40％的伤者是当场死亡，其余60％是死于医院或送往医院途中，其中30％的伤者是因为抢救不及时而死亡。随着汽车安全研究的深入，采用日趋完善的汽车碰撞保护系统(如气囊等)可以有效地降低车祸死亡率，同时也有诸多弊端(如不能及时报警等待救援等)。

例如申请号为“201180022129.7”的一种碰撞探测装置，其具备检测接近车辆的外装部件的内侧构成的空间的压力的压力传感器和保护车室内的乘员的乘员保护装置，电子控制装置在所述压力和单位时间内的所述压力的变化量分别满足了碰撞条件时，判定为发生了碰撞，使所述乘员保护装置动作。如果所述压力越小所述单位时间内的压力的变化量不够大则不判定为发生了碰撞的方式设定所述碰撞条件。

又如申请号为“201310424688.1”的一种高速公路汽车追尾碰撞预警关键参数估计方法。该方法根据高速公路车辆不同的相对运动的典型工况建立多个不同的卡尔曼滤波系统状态模型，以全球定位系统与车车通信信息结合雷达信息作为观测量，并在运行过程中检测、容忍传感器信息的不准确甚至失效，利用交互多模型算法，即使在某些传感器失效时，也能实时、准确、可靠的获取两车间相对距离、速度与加速度等高速公路追尾碰撞预警关键参数，同时结合相对加速度信息，来改进传统距离碰撞时间TTC估计方法，从而准确、可靠地估计出TTC这个高速公路追尾碰撞预警关键参数，具有精度高、可靠性好、实时性好、适应性好的优点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种基于车辆碰撞噪声 特征的车祸定位报警系统，其能够通过检测车辆碰撞噪声能够有效检测车辆碰撞事件。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种基于车辆碰撞噪声特征的车祸定位报警系统，包含微控制器模块以及与微控制器模块连接的声音采集模块、显示模块、存储器模块、通讯模块、定位模块；所述声音采集模块包含依次连接的声音传感器、放大电路和模数转换器，所述微控制器模块包含计算单元、对比单元和控制单元；所述声音传感器实时采集车辆声音信号，声音传感器输出的电信号经放大电路放大后，传入模数转换器进行模数转换成数字信号进而传输至计算单元进行数据处理，进而得出车辆碰撞噪声特征同时通过显示单元显示并且通过存储器模块进行存储，具体计算为其中，为声音的特征分量投影，n为车辆碰撞噪声特征；对比单元根据计算单元计算出的车辆碰撞噪声特征与设定阈值进行对比，若车辆碰撞噪声特征超过设定阈值，控制单元则通过通讯模块将定位模块定位的车辆位置信息传递给监管部门。

作为本发明一种基于车辆碰撞噪声特征的车祸定位报警系统的进一步优选方案，所述微控制器模块的型号为TMS320V-C5509。

作为本发明一种基于车辆碰撞噪声特征的车祸定位报警系统的进一步优选方案，所述显示单元为LCD显示屏。

作为本发明一种基于车辆碰撞噪声特征的车祸定位报警系统的进一步优选方案，所述声音传感器的型号为TLV320AIC23B。

作为本发明一种基于车辆碰撞噪声特征的车祸定位报警系统的进一步优选方案，所述定位模块为GPS定位模块。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本发明识别率高、实时性强的优点，而且价格较低；

2、本发明通过检测车辆碰撞噪声能够有效检测车辆碰撞事件，实现交通事故的自动识别。

附图说明

图1是本发明的结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

如图1所示，一种基于车辆碰撞噪声特征的车祸定位报警系统，包含微控制器模块以及与微控制器模块连接的声音采集模块、显示模块、存储器模块、通讯模块、定位模块； 所述声音采集模块包含依次连接的声音传感器、放大电路和模数转换器，所述微控制器模块包含计算单元、对比单元和控制单元；所述声音传感器实时采集车辆声音信号，声音传感器输出的电信号经放大电路放大后，传入模数转换器进行模数转换成数字信号进而传输至计算单元进行数据处理，进而得出车辆碰撞噪声特征同时通过显示单元显示并且通过存储器模块进行存储，具体计算为其中，为声音的特征分量投影，n为车辆碰撞噪声特征；对比单元根据计算单元计算出的车辆碰撞噪声特征与设定阈值进行对比，若车辆碰撞噪声特征超过设定阈值，控制单元则通过通讯模块将定位模块定位的车辆位置信息传递给监管部门。

其中，所述微控制器模块的型号为TMS320V-C5509，所述显示单元为LCD显示屏，所述声音传感器的型号为TLV320AIC23B，所述定位模块为GPS定位模块。

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。

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。本发明将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。

DSP模块：DSP模块是整个系统的核心，完成音频信号的采集、控制、存储、处理以及与外界通讯等功能。选用的是TI公司生产的DSP芯片TMS320V-C5509(简称 VC5509)，它是一款性价比极高的16位定点DSP，具有多个高性能运算单元，系统时钟为144MHz，指令运算速度高达1OOMMACS，而且提供丰富的片上扩展接口。

VC5509有两个多通道缓冲串行口(McBSP)，McBSP具有与标准串行接口相同的基本功能，并在标准串行接口的基础之上对功能进行了扩展。本系统使用的语音采集芯片AIC23就通过McBSP和DSP相连接。其中CLKX为发送时钟，CLKR为接收时钟，它们都和AIC23的系统时钟BCLK相连。FSX和FSR实现发送和接收的帧同步，对应AIC23的LRCIN和LRCOUT引脚。数据发送引脚DX和数据接收引脚DR分别与AIC23的DIN和DOUT相连，完成串行数据发送和接收操作。

本发明利用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，一种车辆碰撞噪声特征检测系统，包含微控制器模块以及与微控制器模块连接的声音采集模块、显示模块、存储器模块；所述声音采集模块包含依次连接的声音传感器、放大电路和模数转换器；所述声音传感器实时采集车辆声音信号，声音传感器输出的电信号经放大电路放大后，传入模数转换器进行模数转换成数字信号进而传输至微控制器模块进行数据处理，进而得出车辆碰撞噪声特征同时通过显示单元显示并且通过存储器模块进行存储，其体积小、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。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以再不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (5)

1.一种基于车辆碰撞噪声特征的车祸定位报警系统，其特征在于：包含微控制器模块以及与微控制器模块连接的声音采集模块、显示模块、存储器模块、通讯模块、定位模块；所述声音采集模块包含依次连接的声音传感器、放大电路和模数转换器，所述微控制器模块包含计算单元、对比单元和控制单元；所述声音传感器实时采集车辆声音信号，声音传感器输出的电信号经放大电路放大后，传入模数转换器进行模数转换成数字信号进而传输至计算单元进行数据处理，进而得出车辆碰撞噪声特征同时通过显示单元显示并且通过存储器模块进行存储，具体计算为其中，为声音的特征分量投影，n为车辆碰撞噪声特征；对比单元根据计算单元计算出的车辆碰撞噪声特征与设定阈值进行对比，若车辆碰撞噪声特征超过设定阈值，控制单元则通过通讯模块将定位模块定位的车辆位置信息传递给监管部门。

2.根据权利要求1所述的一种基于车辆碰撞噪声特征的车祸定位报警系统，其特征在于：所述微控制器模块的型号为TMS320V-C5509。

3.根据权利要求1所述的一种基于车辆碰撞噪声特征的车祸定位报警系统，其特征在于：所述显示单元为LCD显示屏。

4.根据权利要求1所述的一种基于车辆碰撞噪声特征的车祸定位报警系统，其特征在于：所述声音传感器的型号为TLV320AIC23B。

5.根据权利要求1所述的一种基于车辆碰撞噪声特征的车祸定位报警系统，其特征在于：所述定位模块为GPS定位模块。