[发明专利]一种应用于变电站智能巡检机器人的声音识别系统和方法

说明书

本发明揭示了一种应用于变电站智能巡检机器人的声音识别系统，机器人上安装有传声器阵列，所述传声器阵列将获取的音源输送至处理器，所述处理器连接存储器；所述处理器包括：音源信号处理器单元：将音源后转为数字信号；数字信号处理器单元：将数字信号转为现场声音频谱特性；分类单元：将现场声音频谱特性分类为冲击型信号和平稳型信号；所述存储器包括用于存储冲击型特征模板的第一存储单元和用于存储平稳型特征模板的第二存储单元；本发明的优点在于能够使用变电站识别环境，快速高效的获取变电站现场声音，并及时准确有效的进行识别，判断出变电站现场声音组成后，可以及时采取措施对隐患进行整改，进一步确保变电站安全、稳定运行。

技术领域

本发明涉及声音识别技术领域。

背景技术

变电站设备巡检是为了监视设备的运行情况，以便及时发现和消除设备缺限，预防事故发生，确保设备安全运行。芜湖供电公司变电运维室对变电站设备进行巡检时，通常的做法是综合运用视觉、听觉、触觉、嗅觉等五官功能以及一些相应的仪器对变电站设备进行巡视检查。然而随着电网的发展，变电站数量迅速增加，芜湖供电公司电运维室进行巡检作业时不仅需要耗费大量人力物力，而且巡检时间长、安全风险高，诸多因素都会影响变电站设备的运行安全。目前变电站设备巡检依然依靠人工方式进行，人工巡视是否到位一直是变电运维室工作的主要难题，无人值守变电站的增加带来的巡检效率和巡检质量问题日益突出，亟需研制一种适用于变电站设备巡视检查的机器人。

目前的巡检机器人能够获取现场声音，通过声音识别技术对变电站内噪声、放电声、振动声的频谱分析，并进行判断现场声音的组成。声音信号处理技术是建立在声音的数学模型和数字信号处理技术基础上，它涉及数字信号处理、模式识别等多个不同的领域，是一门综合性学科。

所谓声音识别技术就是让机器能够识别和理解的过程，它是指在这个过程中把声音信号转化为相应的文本或指令的高技术，也就是让机器设备能懂得声音信号中的信息。对声音识别系统来说，如果电脑配置有识别功能的程序组，那么当声音通过采集装置输入电脑内部、并以数字形式储存后，识别程序便开始将刚输入的声音信号进行一些处理，通过特定的算法提取到输入的声音信号特征，之后将提取得到的特征与事先存储好的多个声音样本的特征进行对比。声音特征比对工作完成之后，电脑就会输出一个它认为最“像”的声音样本特征的序号，这样我们就可以知道刚才声音信号是什么，有什么意义，进而执行后续操作。

截止目前世界各地的专家学者已经成功找到了信号处理方面的多种方法，这些方法已经成为每一个声音识别系统中必不可少的数据处理工具，如分帧、短时能量、过零率、傅里叶变换等等。它们很好的提升了声音识别系统的性能，是声音识别技术不断发展的基础。每一个声音识别系统大同小异，虽然有些时候某个步骤中具体的实现形式不同，但是它们都具有以下几个相同的步骤：首先使用声音传感器采集声音信号并通过一定的压缩编码方式进行量化处理得到数字信号，其次对得到的数字信号进行预处理操作，然后使用特征提取算法提取声音信号的特征向量，最终通过模板匹配识别算法给出识别结果。

但是针对巡逻式的机器人，目前的声音处理方法难以快速及时的对路过设备进行有效识别，识别率低下导致巡检机器人声音识别系统使用的实用性降低，难以普及推广。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实现一种能够使用变电站识别环境的声音识别方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种应用于变电站智能巡检机器人的声音识别系统，包括机器人，安装在机器人上的传声器阵列，所述传声器阵列将获取的音源输送至处理器，所述处理器连接存储器；

所述处理器包括：

音源信号处理器单元：将音源后转为数字信号；

数字信号处理器单元：将数字信号转为现场声音频谱特性；

所述存储器包括用于存储冲击型特征模板的第一存储单元和用于存储平稳型特征模板的第二存储单元；