CN112040226B - 鸣笛抓拍系统声光图像时间一致性的校准装置及校准方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了鸣笛抓拍系统声光图像时间一致性的校准装置及校准方法，校准装置包括声源、计时显示屏、控制器。校准方法包括以下步骤：S1、将声源和计时显示屏摆放在鸣笛抓拍系统中摄像头的抓拍区域内；S2、开启电源；S3、计时显示屏上实时显示计时值；S4、控制声源发出模拟鸣笛声，同时记录显示屏的显示计时值；S5、查看鸣笛抓拍系统抓拍到的图片，读取图片中拍摄到的计时显示屏上的显示计时值，计算其与控制器记录的声源发声时刻显示计时值的差值；S6、重复步骤S4、S5三次后计算其绝对值的平均值得到声光图像时间差；将声光图像时间差与标准值时比较得到该鸣笛抓拍系统的声光图像时间一致性是否合格。

Description

鸣笛抓拍系统声光图像时间一致性的校准装置及校准方法
技术领域
本发明涉及声学计量测试领域，尤其涉及鸣笛抓拍系统声光图像时间一致性的校准装置及校准方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高和科技发展，城市噪声环境却变得越来越糟糕。尤其是汽车保有量和城市人口的增加，使得城市交通拥堵越来越严重。交通文明规则得不到很好的遵守，交通噪声对人们生活的影响越来越明显。机动车乱鸣喇叭是交通噪声中一种最常见的噪声源，同时也是一种可以避免和治理的噪声源，因为大多数鸣喇叭行为都是没有必要的，也起不到安全警示作用。因此，大多数中大型城市都有规定禁止鸣喇叭区域。《交通安全法》中规定了在禁止鸣喇叭区域鸣笛可以处以罚款，但以往主要依靠民警在道路现场对乱鸣喇叭车辆进行处罚。近年来，市场出现了机动车鸣笛抓拍监测系统，是一种可以自动记录机动车鸣喇叭行为的电子警察设备，使得对机动车在禁鸣区域内乱鸣喇叭进行非现场处罚成为可能。
机动车鸣笛抓拍系统主要由三部分构成：声源定位单元、图像与视频采集单元和信号处理单元。鸣笛抓拍系统中的声源定位单元是系统核心部分，它一般由几十个高精度的麦克风组成，同时内置芯片可实时处理采集到的声音。图像与视频采集单元记录抓拍区域内的光学图像和视频。信号处理单元对声音和图像进行综合处理，识别鸣笛声并定位；根据声音定位坐标在图片中提取鸣笛车辆并识别其车牌号码；生成证据图片和视频上传到交警违法处理平台。
机动车鸣笛抓拍系统的两个最主要的技术指标包括声源定位误差(或称定位精度)和声光图像时间一致性。声源定位误差指机动车鸣笛抓拍系统输出的鸣笛声来源位置坐标与实际物理位置坐标之间的距离。如果定位误差过大，则有可能误判鸣笛车辆，尤其是鸣笛车辆临近车道内有其他并排车辆时。声光图像时间一致性是指车辆鸣笛时刻与鸣笛抓拍系统输出的证据图片的抓取时刻之间的时间差。如果声光图像时间差过大，则可能误判鸣笛车辆，尤其是车辆快速行驶时。例如，假设鸣笛抓拍系统的声光图像时间差是一秒，即鸣笛抓拍系统监测到鸣笛声一秒之后抓拍高清图片。如果该鸣笛车辆以60km/h的速度行驶，一秒钟已经移动约16.7m，鸣笛车辆在图片中的位置很可能已经远离声源坐标点甚至驶离抓拍区域，鸣笛抓拍系统匹配到的车辆很可能是跟在鸣笛车辆后方的其他车辆，造成误判。
发明专利申请CN110033623A公开了《一种汽车鸣笛抓拍装置的现场校准方法及系统》，该发明专利申请提出了一种对鸣笛抓拍系统定位误差的校准方法和装置。发明申请专利申请CN110647949A公开了《一种基于深度学习的汽车鸣笛抓拍装置的校准方法》，该发明专利提出另一种基于深度学习的鸣笛抓拍系统定位误差校准方法。发表于《品牌与标准化》2020年第4期的论文《鸣笛抓拍系统现场校准方法的研究与探讨》讲述了对机动车鸣笛抓拍系统的声压级和定位误差进行校准的方法。
发明专利申请CN110033623A和CN110647949A、论文《鸣笛抓拍系统现场校准方法的研究与探讨》均只是涉及机动车鸣笛抓拍系统的声音定位误差和声压级的校准方法和装置，未提出对声光图像时间差进行校准的方法和装置。目前也没有其他相关文献和专利提出对鸣笛抓拍系统的声光图像时间差进行校准的方法和装置。
发明内容
本发明目的是针对上述问题，提供一种结构简单、操作便利的鸣笛抓拍系统声光图像时间一致性的校准装置及校准方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种鸣笛抓拍系统声光图像时间一致性的校准装置，包括用于发出鸣笛声音的声源，用于进行计时操作并显示计时时间的计时显示屏，用于对声源、计时显示屏的工作状态进行控制的控制器；所述声源、计时显示屏均与控制器相连接。
进一步的，所述控制器内置在计时显示屏内，计时显示屏、声源均通过电池进行供电。
一种鸣笛抓拍系统声光图像时间一致性的校准方法，包括以下步骤：
S1、将声源和计时显示屏摆放在鸣笛抓拍系统中摄像头的抓拍区域内，声源的发声口和计时显示屏均正对鸣笛抓拍系统的摄像头；
S2、安装控制器与声源、计时显示屏之间的连接线，并开启电源；
S3、通电后控制器开始计时操作，并在计时显示屏上实时显示计时值；
S4、控制声源发出模拟鸣笛声，此时控制器同时记录发声时刻计时显示屏的显示计时值；
S5、查看鸣笛抓拍系统抓拍到的图片，确认为有效抓拍记录后，读取图片中拍摄到的计时显示屏上的显示计时值，计算其与控制器记录的声源发声时刻显示计时值的差值；
S6、重复步骤S4、S5三次，记录每次差值后取绝对值计算其平均值即为鸣笛抓拍系统的声光图像时间差；当声光图像时间差不超过标准值时则该鸣笛抓拍系统的声光图像时间一致性合格；当声光图像时间差超过标准值时则该鸣笛抓拍系统的声光图像时间一致性不合格。
进一步的，所述步骤S1中声源与鸣笛抓拍系统在路面的垂直投影位置距离为20m～30m间。
进一步的，所述步骤S3中计时显示屏进行计时时，计时值从0.000s开始，至少每5ms刷新一次计时值，计时值为9.999s后重新从0.000s开始计时。
与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：
(1)本发明结构简单、操作便利，其可在道路现场对鸣笛抓拍系统的声光图像时间一致性指标进行校准操作，提高了鸣笛抓拍系统的校准便利性。
(2)本发明为鸣笛抓拍系统使用单位提供质量保障和验收手段，确保鸣笛抓拍系统声音定位坐标和光学图像的匹配正确，不会造成错误抓拍等现象。
(3)本发明为鸣笛抓拍系统研发企业提供一种产品技术指标验证装置和方法，从而促进企业提高研发水平和产品质量。
(4)本发明使用简单，集成度高，适合在道路现场快速开展校准工作，使得对鸣笛抓拍系统产品进行全检成为可能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中的校准装置结构组成图；
图2为本发明的校准现场示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
如图1、图2所示，本实施例中公开了一种鸣笛抓拍系统声光图像时间一致性的校准装置，包括用于发出鸣笛声音的声源，用于进行计时操作并显示计时时间的计时显示屏，用于对声源、计时显示屏的工作状态进行控制的控制器；所述声源、计时显示屏均与控制器相连接，控制器内置在计时显示屏内；
声源1-4和计时显示屏1-5分别由电池供电，通过电缆连接。计时显示屏1-5通电即由内置的控制器控制开始计时并显示计时值。1-4声源放置在鸣笛抓拍系统有效抓拍区域1-3中间车道的中央，离鸣笛抓拍系统安装点垂直投影位置20米至30米之间的参考点处或附近，声源1-4发声面朝向鸣笛抓拍系统的声源定位单元；计时显示屏1-5放置在鸣笛抓拍系统有效抓拍区域1-3内，并尽可能靠近鸣笛抓拍系统的声源图像与视频采集单元，计时显示屏显示内容可由鸣笛抓拍系统声源图像与视频采集单元拍摄，且显示内容可从鸣笛抓拍系统1-2输出证据图片中读取。
使用以上装置可完成对机动车鸣笛抓拍系统1-2的声光图像时间一致性的校准。该装置的使用方法包括以下步骤：
(1)将机动车鸣笛抓拍系统通过安装杆件1-1固定在道路上方，将声源1-4和计时显示屏1-5摆放在鸣笛抓拍系统有效抓拍区域1-3之内，声源1-4和计时显示屏1-5均正对被测鸣笛抓拍系统1-2，声源1-4与安装横杆1-1在路面的垂直投影位置距离一般为20m～30m间，计时显示屏1-5可放置于鸣笛抓拍系统有效抓拍区域1-3内距鸣笛抓拍系统1-2较近一端；
(2)安装控制器与声源1-4、计时显示屏1-5之间的连线，并开启电源；
(3)控制器上电后自动开始计时，并在计时显示屏1-5上实时显示计时值，其计时值从0.000s开始，至少每5ms刷新一次计时值，计时至9.999s后重新从0.000s开始计时。
(4)校准人员通过控制器中的发声按钮使得声源1-4发出模拟鸣笛声信号，此时控制器同时自动记录发声时刻计时显示屏1-5的显示计时值；
(5)查看鸣笛抓拍系统1-2自动生成的证据图片，确定该证据图片为有效抓拍记录后，读取控制器记录的声源1-4发声时刻计时显示屏1-5的计时值，其与鸣笛抓拍系统1-2记录的光学证据图像中显示屏显示的计时值之间的差值即为本次校准结果；
(6)重复步骤(4)和(5)共三次，记录每次差值，取绝对值计算其平均值即为鸣笛抓拍系统1-2本次校准的声光图像时间一致性结果，应不超过校准依据的要求。
综上所述，本发明提出的装置和方法可对机动车鸣笛抓拍系统的声光图像时间一致性指标进行校准，确保鸣笛抓拍系统的声音定位坐标和光学图像间的对应关系不会导致误抓，从而规范鸣笛抓拍系统的取证有效性和准确性。

Claims (4)

1.一种鸣笛抓拍系统声光图像时间一致性的校准方法，所述校准方法由鸣笛抓拍系统声光图像时间一致性的校准装置进行实施；所述校准装置包括用于发出鸣笛声音的声源，用于进行计时操作并显示计时时间的计时显示屏，用于对声源、计时显示屏的工作状态进行控制的控制器；所述声源、计时显示屏均与控制器相连接；其特征在于：所述校准方法包括以下步骤：
S1、将声源和计时显示屏摆放在鸣笛抓拍系统中摄像头的抓拍区域内，声源的发声口和计时显示屏均正对鸣笛抓拍系统的摄像头；
S2、安装控制器与声源、计时显示屏之间的连接线，并开启电源；
S3、通电后控制器开始计时操作，并在计时显示屏上实时显示计时值；
S4、控制声源发出模拟鸣笛声，此时控制器同时记录发声时刻计时显示屏的显示计时值；
S5、查看鸣笛抓拍系统抓拍到的图片，确认为有效抓拍记录后，读取图片中拍摄到的计时显示屏上的显示计时值，计算其与控制器记录的声源发声时刻显示计时值的差值；
S6、重复步骤S4、S5三次，记录每次差值后取绝对值计算其平均值即为鸣笛抓拍系统的声光图像时间差；当声光图像时间差不超过标准值时则该鸣笛抓拍系统的声光图像时间一致性合格；当声光图像时间差超过标准值时则该鸣笛抓拍系统的声光图像时间一致性不合格。
2.如权利要求1所述的鸣笛抓拍系统声光图像时间一致性的校准方法，其特征在于：所述步骤S1中声源与鸣笛抓拍系统在路面的垂直投影位置距离为20m～30m间。
3.如权利要求2所述的鸣笛抓拍系统声光图像时间一致性的校准方法，其特征在于：所述步骤S3中计时显示屏进行计时时，计时值从0.000s开始，至少每5ms刷新一次计时值，计时值为9.999s后重新从0.000s开始计时。
4.如权利要求1所述的鸣笛抓拍系统声光图像时间一致性的校准方法，其特征在于：所述控制器内置在计时显示屏内，计时显示屏、声源均通过电池进行供电。
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