[发明专利]基于汽车怠速声音频谱的道路拥堵监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种监测道路拥堵的方法及相应的监测装置。

背景技术

国内外关于如何监测判断交通拥堵有很多方法，地感线圈检测法，摄像头检测法，微波监测法。主要为摄像实时监控判别,这些方法运行成本及装备要求高,在实际运行并不经济。此外还有一些其他方法正处于实验室阶段或虽已技术成熟,但在应用中受到费用、运行干扰等因素的制约，因此并未得到推广应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于汽车怠速声音分析的道路拥堵监测方法及装置，该方法运用频谱分析的原理，对汽车怠速声音特有的频段进行处理，进而实现道路拥堵状况的判断。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种基于汽车怠速声音频谱的道路拥堵监测方法，其特征在于，包括下述步骤：

（1）对道路上行驶车辆发出的怠速声音进行采集，并转化为电信号，采样时间间隔为10秒，再由音频放大电路对这些电信号进行放大，经低通滤波电路后将电信号所含频率控制在100HZ以下，最后通过电平抬升电路将电信号输出至DSP处理器；

（2）DSP处理器将含怠速的能量谱信号数模转换后，在采样时间间隔内，每2秒进行一次傅里叶变换，并将FFT变换后的能量谱叠加，形成累计的分辨率达0.6Hz以下的特征能量谱，在该特征能量谱的20Hz-50Hz的范围内寻找峰值，并将该峰值与峰值附近0.2Hz范围的能量与10秒内的累计的特征能量谱做比，得出系数拥堵系数k；

（3）当k<10时，判断为车辆处于通行的X状态；当k＞10时判断为车辆处于停滞的T状态；

（4）每五分钟进行一次统计，用N_X表示该段时间内X状态的个数，N_T表示该段时间内T状态的个数，当：

a、N_T＜N_X*0.3;则判断为道路畅通；

b、N_X*0.3≤N_T＜N_X*0.7则判断为道路繁忙；

c、N_X*0.7＜N_T；则判断为道路拥堵。

上述方法中，所述采样是以572Hz采样率进行，采样点为1024个。将信号进行傅里叶变换之后，对FFT的结果进行能量补偿，即根据所得累计特征能量谱中的峰值点与第二峰值点的比值，来确定相应的补偿系数。

本发明相比现有交通拥堵监测方法，其优点是，通过对汽车怠速声音频谱的分析来判定道路的拥堵情况，其构思巧妙、应用方便、运行成本低廉。实验产品联网后，通过对各测量点拥堵系数k值的分析，即可简单判断道路拥堵状况，对于城市管理者在控制中心了解路况，及时做出交通调控有着重要的参考作用。另外，本发明监测装置可采用价格低廉，接口简单的芯片、DSP及常规电路制造，如声音的采集可采用麦克风电路。在数字信号的采集与传输中，DSP展现出其特有的优越性，速度快，成本低，功耗低，高性能的处理能力，具有强大的外部通信接口（SCI，SPI,CAN）便于构成大的控制系统，用其处理分析频谱数据可以快速得到想要的结果；整个装置体积小、重量轻、便携且环保。

附图说明

以下结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明装置的整体主要部分电路原理图。

图2是本发明装置的麦克风入端音频放大电路图。

图3是本发明装置的低通滤波放大电路图。

图4是本发明装置的电平抬升电路。

图5是本发明方法的流程示意图。

图6是“X”状态的能量谱。

图7是“T”状态的能量谱（测量点以小车为主）。

图8是“T”状态的能量谱（测量点以大车为主）。

具体实施方式

一种基于汽车怠速声音频谱的道路拥堵监测装置，包括前端电路和DSP处理器。

整体电路参见图1，整体电路图主要部分为DSP2812工程的最小系统包含：电源电路，ADC电路，时钟电路与怠速声音传感器包含：声音采集放大电路、低通滤波器、电平抬升电路。

麦克风采用浮地方式接入SSM2019输入端2-3，SSM2019输出端管脚6通过33K电阻接入ADOP07电阻电容二阶滤波电路，ADOP07输出端6接AD8607管脚3，AD8607输出端1接DSP ADCINA1端。