一種基于聲信號的車輛碰撞檢測裝置設(shè)計

　　(4)特征分類。收集正常運行和交通事故時的車輛周圍聲音信號樣本，并訓練構(gòu)造分類器，實現(xiàn)對行駛過程中的聲音分類。分類器擬輸出兩類分類結(jié)果：一類為正常運行聲音，另一類為重大交通事故的碰撞聲音。判別條件為：

　　其中為訓練樣本集的特征分量投影。n表示允許偏出給定區(qū)間Ii的最大個數(shù)，當n大于某個閾值時即為碰撞，反之則不為碰撞。

3 實驗結(jié)果及分析

　　系統(tǒng)實驗所采用的實驗樣本總數(shù)為200個，分為碰撞樣本和非碰撞樣本兩類，每類都為100個樣本。碰撞樣本采集于車輛廠商的碰撞試驗，非碰撞樣本采集于日常常見各類聲音信號。其中碰撞樣本的長度為10s，包含完整的車輛碰撞過程的聲音，并混有剎車等常見噪聲。非碰撞樣本的長度為20s，分為自然環(huán)境類、音樂類和語音類等幾種聲音。在碰撞樣本中，20個作為算法的訓練樣本，剩下的80個用于檢測算法的效果。一般普通聲音的頻譜如圖4 a)所示，而典型的碰撞聲樣本的頻譜如圖4 b)所示。

　　我們的碰撞聲檢測儀在一個模擬的環(huán)境下進行測試，盡可能地還原真實場景。使用低失真功放裝置反復對真實場景中采集到的碰撞信號進行實驗。并和文獻中的實驗結(jié)果進行了對比。其中整體成功率是對判斷對的樣本總數(shù)和實驗樣本總數(shù)的比值。實驗結(jié)果示于表1。

　　由實驗結(jié)果可以看出，無論對碰撞樣本還是非碰撞樣本，實驗結(jié)果都非常準確，這說明本算法在設(shè)計上較為合理，在較小的干擾下可以達到碰撞聲分類的目的，和文獻提到的結(jié)果相比，無論是碰撞樣本還是非碰撞樣本，準確度都有所提升。

4 結(jié)束語

　　利用TMS3205509芯片做信號處理以及TLV320AIC23B做采集芯片的車輛碰撞報警裝置，體積小、成本低。此裝置使用分幀的方式對聲信號進行模式識別計算，以實現(xiàn)車輛碰撞的及時報警。實驗結(jié)果表明，此系統(tǒng)可靠性高、延時較短、可及時發(fā)出報警信號。此系統(tǒng)的應用可提高機動車輛駕乘人員的安全系數(shù)，從而降低駕乘人員的車禍傷亡率，具有良好的應用前景。