CN114530045B - 一种综合信息采集处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于信息采集与处理技术领域，公开一种综合信息采集处理系统，包括车速检测模块，声音检测模块，温度检测模块，摄像模块，以及报警模块，车速检测模块又包括测速单元和车速判断单元，声音检测模块又包括采集单元和声音判断单元，所述系统执行以下方法：S1、获取采集单元在单个采样时间内的声音信号；S2、获取测速单元在单个采样时间内的汽车的平均行驶速度；S3、通过声音判断单元来判断声音信号是否异常；S4、通过车速判断单元来判定S2的汽车的平均行驶速度是否发生突变；S5、综合判定隧道内是否发生交通事故；S6、生成并发送事故信息；S7、继续下次综合信息采集处理，本发明能够主动检测到道路隧道内的交通事故，并及时发送事故信息。

Description

一种综合信息采集处理系统

技术领域

本发明属于信息采集与处理技术领域，具体涉及一种综合信息采集处理系统及方法。

背景技术

随着道路交通的发展，也对道路的修建技术提出了更高的要求，在道路穿越山区时,过去盘山绕行的方案多被改为隧道方案，隧道的修建在改善道路技术状态、缩短道路运行距离、提高道路运输能力等方面起到了重要的作用，但隧道内的交通事故并不少见，并威胁到人们的生命安全和财产安全，然而，现有技术中较少会对隧道内的交通事故进行持续的监测，因此不能在隧道内的交通事故发生的第一时间采取适当的救援措施，从而也就不能避免隧道内的二次交通事故的发生，由此，研究一种综合信息采集处理系统及方法来对隧道内的交通事故进行监测是十分必要的。

发明内容

针对上述提出的技术问题，本发明提供一种综合信息采集处理系统，通过在道路隧道内设置车速检测模块，声音检测模块，温度检测模块，摄像模块，以及报警模块，来采集车速信息，声音信息，温度信息，以及图像信息，系统还执行综合信息采集处理方法，本发明旨在达到主动检测道路隧道内的交通事故，并及时发送事故信息的发明目的。

为了达到上述的发明目的，给出如下所述的一种综合信息采集处理系统，具体包括：车速检测模块，声音检测模块，温度检测模块，摄像模块，以及报警模块，所述车速检测模块设置于道路隧道的侧壁下方，又包括测速单元和车速判断单元，所述测速单元用于在采样时间内对通过所述车速检测模块的汽车的平均行驶速度进行计算，所述车速判断单元用于判断所述汽车的平均行驶速度是否发生突变，所述声音检测模块设置于道路隧道的侧壁上方，设置位置与所述车速检测模块的设置位置相对应，每个所述车速检测模块的上方均设置有一个所述声音检测模块，所述声音检测模块又包括采集单元和声音判断单元，所述采集单元用于在采样时间内收集周围的声音信号，所述声音判断单元用于判断所述声音信号是否异常，所述温度检测模块对应设置于所述车速检测模块的附近，用于当周围环境温度在短时间内急剧增加至超过温度阈值时，判定周围环境发生火灾，所述摄像模块移动设置于道路隧道内，用于拍摄隧道内的图像，所述报警模块用于在隧道内交通事故发生时，通过控制所述温度检测模块和所述摄像模块来获取事故信息，同时及时将所述事故信息发送给相关人员；

所述系统具体执行如下的综合信息采集处理方法：

S1、获取各个采集单元在单个采样时间内的声音信号；

S2、获取各个测速单元在单个采样时间内的汽车的平均行驶速度；

S3、通过各个声音判断单元来判断所述声音信号是否异常；

S4、通过各个车速判断单元来获取在隧道内的汽车行驶方向后方与步骤二的测速单元相邻的测速单元在上个采样时间内的汽车的平均行驶速度，并计算与步骤二的汽车的平均行驶速度的速度差，当速度差大于阈值时，判定步骤二的汽车的平均行驶速度发生突变；

S5、判断所述声音信号的异常与所述步骤二的汽车的平均行驶速度的突变是否同时发生，当二者同时发生时，判定隧道内发生交通事故；

S6、通过温度检测模块来判断隧道内交通事故是否引发火灾，控制摄像模块移动至事故现场进行图像拍摄，同时生成并发送事故信息；

S7、继续下次综合信息采集处理，直至达到结束条件。

与现有技术相比，本发明的有益效果至少如下所述：

1、本发明的一种综合信息采集处理系统包括车速检测模块，声音检测模块，温度检测模块，摄像模块，以及报警模块，车速检测模块又包括测速单元和车速判断单元，声音检测模块又包括采集单元和声音判断单元，系统具体执行以下综合信息采集处理方法：S1、获取采集单元在单个采样时间内的声音信号，S2、获取测速单元在单个采样时间内的汽车的平均行驶速度，S3、通过声音判断单元来判断声音信号是否异常，S4、通过车速判断单元来判定S2的汽车的平均行驶速度是否发生突变，S5、综合判定隧道内是否发生交通事故，S6、生成并发送事故信息，S7、继续下次综合信息采集处理；

2、本发明解决了现有技术中较少会对隧道内的交通事故进行持续的监测，因此不能在隧道内的交通事故发生的第一时间采取适当的救援措施，从而也不能避免隧道内的二次交通事故的发生的问题，通过本发明能够实现对道路隧道内是否发生了交通事故进行判断，且判断的准确性高，同时还能够生成完整的事故信息，并及时发送给相关人员，从而帮助更好更快的进行救援工作。

附图说明

图1为本发明的一种综合信息采集处理系统执行的整体方法的流程图；

图2为本发明的一种综合信息采集处理系统的组成结构图；

图3为本发明的车速检测模块的组成结构图；

图4为本发明的声音检测模块的组成结构图；

图5为本发明的计算单个采样时间内的汽车的平均行驶速度的流程图；

图6为本发明的判定单个采样时间内采集到的声音信号是否异常的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但除非特别说明，这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一xx脚本称为第二xx脚本，且类似地，可将第二xx脚本称为第一xx脚本。

参考如图2至图4所示，本发明提供一种综合信息采集处理系统，具体包括车速检测模块，声音检测模块，温度检测模块，摄像模块，以及报警模块；

上述的车速检测模块设置于道路隧道的侧壁下方，又包括测速单元和车速判断单元，上述的测速单元用于在采样时间内对通过上述的车速检测模块的汽车的平均行驶速度进行计算，上述的车速判断单元用于判断上述的汽车的平均行驶速度是否发生突变，上述的声音检测模块设置于道路隧道的侧壁上方，设置位置与上述的车速检测模块的设置位置相对应，每个上述的车速检测模块的上方均设置有一个上述的声音检测模块，上述的声音检测模块又包括采集单元和声音判断单元，上述的采集单元用于在采样时间内收集周围的声音信号，上述的声音判断单元用于判断上述的声音信号是否异常，上述的温度检测模块对应设置于上述的车速检测模块的附近，用于当周围环境温度在短时间内急剧增加至超过温度阈值时，判定周围环境发生火灾，上述的摄像模块移动设置于道路隧道内，用于拍摄隧道内的图像，上述的报警模块用于在隧道内交通事故发生时，通过控制上述的温度检测模块和上述的摄像模块来获取事故信息，同时及时将上述的事故信息发送给相关人员。

参考如图1所示，上述的系统具体执行如下的综合信息采集处理方法：

S1、获取各个采集单元在单个采样时间内的声音信号；

S2、获取各个测速单元在单个采样时间内的汽车的平均行驶速度；

S3、通过各个声音判断单元来判断上述的声音信号是否异常；

S4、通过各个车速判断单元来获取在隧道内的汽车行驶方向后方与步骤二的测速单元相邻的测速单元在上个采样时间内的汽车的平均行驶速度，并计算与步骤二的汽车的平均行驶速度的速度差，当速度差大于阈值时，判定步骤二的汽车的平均行驶速度发生突变；

S5、判断上述的声音信号的异常与上述的步骤二的汽车的平均行驶速度的突变是否同时发生，当二者同时发生时，判定隧道内发生交通事故；

S6、通过温度检测模块来判断隧道内交通事故是否引发火灾，控制摄像模块移动至事故现场进行图像拍摄，同时生成并发送事故信息；

S7、继续下次综合信息采集处理，直至达到结束条件。

具体的，在上述的S1中，发明人考虑到可以通过收集道路隧道内的与车辆相关的声音信号，并对收集到的声音信号进行识别，从而来帮助判断隧道内是否发生了交通事故，因此使用采集单元在单个采样时间内收集道路隧道内的声音信号，该声音信号可能包括了车辆行驶的声音信号，车辆刹车的声音信号，车辆碰撞的声音信号，以及车辆爆炸的声音信号等。

进一步的，上述的车速检测模块的测速单元包含有超声波发送装置和超声波接收装置；

进一步的，参考如图5所示，上述的S2中的各个测速单元计算在单个采样时间内的汽车的平均行驶速度，包括如下的步骤：

S21、测速单元的超声波发送装置在单个采样时间内持续地向外发射出超声波信号，且测速单元的超声波接收装置在单个采样时间内持续地接收被反射回的超声波回波信号，并将上述的超声波回波信号转化成对应的电压信号；

S22、求得上述的电压信号的绝对值，并获得绝对值电压信号的波形图，还从中去除掉在预先设定的第一电压阈值以下的波形，将其电压值表示为0，来得到新的电压信号的波形图；

S23、针对单个采样时间内的上述的新的电压信号的波形图，分别记录其中的连续波形所对应的时间；

S24、使用如下的计算公式来获取在单个采样时间内的汽车的平均行驶速度：

其中，为在单个采样时间内通过车速检测模块的汽车数量，取上述的新的电压信号的波形图中的连续波形的个数，为汽车的平均长度值，至为上述的新的电压信号的波形图中的各个连续波形所对应的时间；

进一步的，上述的第一电压阈值的设定过程包括，在道路隧道内没有汽车通过时，测速单元的超声波发送装置在单个采样时间内持续地向外发射出超声波信号，且测速单元的超声波接收装置在单个采样时间内持续地接收超声波回波信号，并将该超声波回波信号转化成对应的电压信号，取该电压信号的绝对值中的最大值作为第一电压阈值；

具体的，在上述的S21中，因为超声波在空气中每秒大约可以传播300m，而测速单元被设置于道路隧道内的侧壁上，其与在隧道内的不同车道上行驶的汽车之间的距离远小于300m，所以在本实施例中，对从超声波发送装置向外发射出超声波信号到超声波接收装置接收到被反射回的超声波回波信号之间的时间差忽略不计，在上述的S22中，考虑到由超声波发送装置向外发射出超声波信号，不仅能够被通过车速检测模块的汽车的车身进行反射，而且在没有汽车通过车速检测模块时，还能够被远离车速检测模块的道路隧道内的侧壁进行反射，因此需要在超声波回波信号中去除这部分被道路隧道内的侧壁反射回的超声波回波信号，在上述的S23中，在已经去除了被道路隧道内的侧壁反射回的超声波回波信号的波形中提取连续波形所对应的时间，也就是在单个采样时间内的有汽车通过车速检测模块的时间，由此，通过使用S24中的计算公式能够最终得到在单个采样时间内通过车速检测模块的汽车的平均行驶速度。

进一步的，参考如图6所示，上述的S3中的各个声音判断单元判定在单个采样时间内采集到的声音信号是否异常，包括如下的步骤：

S31、声音判断单元将在单个采样时间内采集到的声音信号转化成对应的电压信号，并求得该电压信号的绝对值，从而获得绝对值电压信号的波形图；

S32、针对上一步骤中的绝对值电压信号的波形图，将不同的波形的峰值点连接成一条曲线，形成新的绝对值电压信号的波形图；

S33、基于上述的新的绝对值电压信号的波形图，以不同的波形的频率作为横轴上的值，并以波形对应的最高电压值作为纵轴上的值，来建立分析图；

S34、将上述的分析图的纵轴上的电压值超过预先设定的第二电压阈值的对应频率的波形识别为异常波形，并判定与上述的异常波形相对应的采集到的声音信号为异常；

进一步的，上述的第二电压阈值的设定过程包括，在道路隧道内未发生交通事故时，执行上述的S31至上述的S33的步骤过程，并取得分析图，将该分析图的纵轴上的最高电压值作为第二电压阈值；

具体的，在以上的步骤过程中，发明人考虑到当道路隧道内发生交通事故时，举例如发生车辆与车辆的碰撞事故时，或是发生车辆与道路隧道内的侧壁的碰撞事故时，交通事故所发出的声音与道路隧道内交通事故未发生时的声音往往有较大的区别，因此，在上述的S31至上述的S33中，声音判断单元对收集到的道路隧道内的声音信号进行处理，来提取出声音信号的特征，并针对不同频率的声音信号进行强度分析，在上述的S34中，又从不同频率的声音信号的电压波形中识别出超过第二电压阈值的波形，并将其判定为异常波形，也就是与该异常波形相对应的采集到的声音信号也为异常。

具体的，发明人又考虑到在隧道内的交通事故发生的时刻，通常还伴随着汽车行驶速度的突变，因此，在上述的S4中，车速判断单元判定在单个采样时间内的汽车的平均行驶速度是否发生了突变，用来帮助判断道路隧道内是否发生了交通事故，在上述的S5中，当在单个采样时间内采集到的声音信号为异常，同时在单个采样时间内的汽车的平均行驶速度发生突变，且声音信号的异常与汽车的平均行驶速度的突变同时发生时，则判定发生了道路隧道内的交通事故，使用该判断方法能够避免在交通事故未发生时，由于道路隧道内的例如车辆的喇叭声，刹车声等，误认为道路隧道内发生了交通事故，从而确保了判断交通事故是否发生的准确性，在上述的S6中，当道路隧道内发生交通事故时，通过温度检测模块可以进一步的了解到事故现场是否还发生了火灾，并将是否发生火灾的情况添加到事故信息中，同时，摄像模块移动至事故现场进行图像拍摄，并将事故现场的图像也添加到事故信息中，可移动的摄像模块在交通事故未发生时被设置于安全位置，只有当交通事故发生时才移动到事故现场，可以避免交通事故发生时产生的气体等对其拍摄造成影响，同时一个摄像模块即可完成对整个道路隧道内的图像采集，节约了系统成本，除此之外，事故信息还可以包括检测到交通事故的车速检测模块和声音检测模块的位置信息，用来对事故现场进行定位。

综上所述，本发明的一种综合信息采集处理系统包括车速检测模块，声音检测模块，温度检测模块，摄像模块，以及报警模块，车速检测模块又包括测速单元和车速判断单元，声音检测模块又包括采集单元和声音判断单元，系统具体执行以下综合信息采集处理方法：S1、获取采集单元在单个采样时间内的声音信号，S2、获取测速单元在单个采样时间内的汽车的平均行驶速度，S3、通过声音判断单元来判断声音信号是否异常，S4、通过车速判断单元来判定S2的汽车的平均行驶速度是否发生突变，S5、综合判定隧道内是否发生交通事故，S6、生成并发送事故信息，S7、继续下次综合信息采集处理，通过本发明能够实现对道路隧道内是否发生了交通事故进行判断，且判断的准确性高，同时还能够生成完整的事故信息，并及时发送给相关人员，从而帮助更好更快的进行救援工作。

应该理解的是，虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的程序可存储于一个非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink）DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。

以上上述的实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上上述的实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

以上上述的仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种综合信息采集处理系统，其特征在于：

所述系统包括车速检测模块，声音检测模块，温度检测模块，摄像模块，以及报警模块，所述车速检测模块设置于道路隧道的侧壁下方，又包括测速单元和车速判断单元，所述测速单元用于在采样时间内对通过所述车速检测模块的汽车的平均行驶速度进行计算，所述车速判断单元用于判断所述汽车的平均行驶速度是否发生突变，所述声音检测模块设置于道路隧道的侧壁上方，设置位置与所述车速检测模块的设置位置相对应，每个所述车速检测模块的上方均设置有一个所述声音检测模块，所述声音检测模块又包括采集单元和声音判断单元，所述采集单元用于在采样时间内收集周围的声音信号，所述声音判断单元用于判断所述声音信号是否异常，所述温度检测模块对应设置于所述车速检测模块的附近，用于当周围环境温度在短时间内急剧增加至超过温度阈值时，判定周围环境发生火灾，所述摄像模块移动设置于道路隧道内，用于拍摄隧道内的图像，摄像模块在交通事故未发生时被设置于安全位置，只有当交通事故发生时才移动到事故现场，所述报警模块用于在隧道内交通事故发生时，通过控制所述温度检测模块和所述摄像模块来获取事故信息，同时及时将所述事故信息发送给相关人员；

所述系统具体执行如下的综合信息采集处理方法：

S1、获取各个采集单元在单个采样时间内的声音信号；

S2、获取各个测速单元在单个采样时间内的汽车的平均行驶速度；

S3、通过各个声音判断单元来判断所述声音信号是否异常；

S4、通过各个车速判断单元来获取在隧道内的汽车行驶方向后方与步骤二的测速单元相邻的测速单元在上个采样时间内的汽车的平均行驶速度，并计算与步骤二的汽车的平均行驶速度的速度差，当速度差大于阈值时，判定步骤二的汽车的平均行驶速度发生突变；

S5、判断所述声音信号的异常与所述步骤二的汽车的平均行驶速度的突变是否同时发生，当二者同时发生时，判定隧道内发生交通事故；

S6、通过温度检测模块来判断隧道内交通事故是否引发火灾，控制摄像模块移动至事故现场进行图像拍摄，同时生成并发送事故信息；

S7、继续下次综合信息采集处理，直至达到结束条件；

所述车速检测模块的测速单元包含有超声波发送装置和超声波接收装置；

所述S2中的各个测速单元计算在单个采样时间内的汽车的平均行驶速度，包括如下的步骤：

S21、测速单元的超声波发送装置在单个采样时间内持续地向外发射出超声波信号，且测速单元的超声波接收装置在单个采样时间内持续地接收被反射回的超声波回波信号，并将所述超声波回波信号转化成对应的电压信号；

S22、求得所述电压信号的绝对值，并获得绝对值电压信号的波形图，还从中去除掉在预先设定的第一电压阈值以下的波形，将其电压值表示为0，来得到新的电压信号的波形图；

S23、针对单个采样时间内的所述新的电压信号的波形图，分别记录其中的连续波形所对应的时间；

S24、使用如下的计算公式来获取在单个采样时间内的汽车的平均行驶速度V：

V＝N*C/(Δt₁+Δt₂+…+Δt_N)

其中，N为在单个采样时间内通过车速检测模块的汽车数量，取所述新的电压信号的波形图中的连续波形的个数，C为汽车的平均长度值，Δt₁至Δt_N为所述新的电压信号的波形图中的各个连续波形所对应的时间；

所述S3中的各个声音判断单元判定在单个采样时间内采集到的声音信号是否异常，包括如下的步骤：

S31、声音判断单元将在单个采样时间内采集到的声音信号转化成对应的电压信号，并求得该电压信号的绝对值，从而获得绝对值电压信号的波形图；

S32、针对上一步骤中的绝对值电压信号的波形图，将不同的波形的峰值点连接成一条曲线，形成新的绝对值电压信号的波形图；

S33、基于所述新的绝对值电压信号的波形图，以不同的波形的频率作为横轴上的值，并以波形对应的最高电压值作为纵轴上的值，来建立分析图；

S34、将所述分析图的纵轴上的电压值超过预先设定的第二电压阈值的对应频率的波形识别为异常波形，并判定与所述异常波形相对应的采集到的声音信号为异常。

2.根据权利要求1所述的一种综合信息采集处理系统，其特征在于，所述第一电压阈值的设定过程包括，在道路隧道内没有汽车通过时，测速单元的超声波发送装置在单个采样时间内持续地向外发射出超声波信号，且测速单元的超声波接收装置在单个采样时间内持续地接收超声波回波信号，并将该超声波回波信号转化成对应的电压信号，取该电压信号的绝对值中的最大值作为第一电压阈值。

3.根据权利要求1所述的一种综合信息采集处理系统，其特征在于，所述第二电压阈值的设定过程包括，在道路隧道内未发生交通事故时，执行所述S31至所述S33的步骤过程，并取得分析图，将该分析图的纵轴上的最高电压值作为第二电压阈值。

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