[发明专利]一种基于MFCC特征提取的交叉路口碰撞音频预警测评方法

说明书

本发明公开了一种基于MFCC特征提取的交叉路口碰撞音频预警测评方法，该方法需要在被测对象上安装组合导航以及麦克风传感器采集测评所需基础参数数据。对麦克风采集到的音频，采用双门限法提取有效语音段，对每一段语音提取其MFCC特征，并采用DTW算法将提取到的特征与标准特征比较，得到预警信号片段及其发出时刻。对组合导航采集到的位置、速度信息，采用插值方法进行数据处理，并结合语音识别的结果进行测评指标分析。本发明与交叉口防碰撞预警应用的实现原理和技术无关，从第三方的角度开展测评，具有测评项目全面，测评指标准确可靠的特点。

技术领域

本发明涉及一种针对交叉路口碰撞预警应用的测评方法，尤其涉及一种基于MFCC特征提取的交叉路口碰撞音频预警测评方法，属于智能驾驶测评领域。

背景技术

交叉路口碰撞预警(ICW,Intersection Collision Warning)是应用于城市及郊区普通道路及公路的交叉路口、环道入口、高速路入口等交叉路口碰撞危险的预警应用。主车(HV)驶向交叉路口，与侧向行驶的远车(RV)存在碰撞危险时，系统应用会对主车驾驶员进行预警，从而达到辅助驾驶员避免或减轻侧向碰撞，提高交叉路口通行安全的目的。系统应用场景主要包括以下两个方面：

1.HV从路口起步，RV从远方驶向路口。HV启动并准备进入路口时，ICW应用对HV驾驶员发出预警，提醒驾驶员与侧向驶来的RV存在碰撞危险。

2.HV和RV同时驶向路口。HV驶近路口时，ICW应用对HV驾驶员发出预警，提醒驾驶员与侧向驶来的RV存在碰撞危险。

本发明对交叉路口碰撞预警发生的场景不做限制，因而对上述两种应用场景均适用。

目前，对于上述应用尚未有一个完整的测评体系或测评设备，本发明方法的目的在于为上述应用提供一种测评方法。利用组合导航以及麦克风传感器从被测主车、远车以及路侧单元上获取测评所需基础参数数据，结合交叉路口碰撞预警系统接口采集到的数据，并根据相关标准要求，在数据高精度处理的基础上，分析得到测评结果。测评主要包括两个方面：一是对交叉路口碰撞预警系统所要求的通信距离、数据更新频率、系统延迟指标进行测评，二是判断系统能否及时发出音频预警消息。

发明内容

本发明的目的是提出了一种基于MFCC特征提取的交叉路口碰撞音频预警测评方法，利用组合导航系统获取主车(HV)、路侧单元以及远车(RV)在行驶过程中的基础参数信息，利用麦克风获取主车上的音频预警信息，并采集ICW中HV、RV、路侧单元的通讯接口信息，采用语音识别算法和数据插值处理方法，对通信距离、数据更新频率、系统延迟、预警时间等指标进行测评。具体步骤包括：

步骤一：基础参数采集

首先为HV、RV、路侧单元安装组合导航系统，为HV安装麦克风及语音识别设备。组合导航与ICW的系统时间均以北斗时间为参考基准。其次，测试过程还需采集ICW的通讯接口信息，包含HV、RV以及路侧单元收到和发出消息的时间信息。

测评所需的基础参数信息包括：HV的经纬度坐标、速度、航向角、语音预警信号以及HV收到路侧单元发出消息的时刻；RV的经纬度坐标、速度、航向角以及RV向路侧单元发出消息的时刻；路侧单元的经纬度坐标、路侧单元收到RV发出消息的时刻以及路侧单元向HV发出消息的时刻。

步骤二：预警信号识别

首先对采集的音频信号进行端点检测，分离出有效的语音段，然后提取各语音段的Mel频率倒谱系数(MFCC,Mel Frequency Cepstrum Coefficient)，对语音的MFCC特征向量采用动态时间规整算法(DTW，Dynamic time warping)进行语音识别，具体步骤如下：

子步骤1：基于双门限法的音频端点检测