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声学技术在交通领域的应用 | 声源定位的黑科技!

2018-05-15

来源 : 赛文交通网

作者 : 张南雄

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4月11日,由赛文交通网主办的第七届(2018年)中国智能交通市场年会,简称ITSMRS(ITS Market Seminar)在北京成功召开。上海其高电子科技有限公司总经理张南雄,在“2018年智能交通发展创新论坛”上,发表了《声学技术在交通领域的应用》的主题演讲。

张南雄表示鸣笛抓拍的本质上是一个声音定位问题,精准定位鸣笛声采用的技术是麦克风阵列,大家通常也称之为声呐。并强调鸣笛抓拍系统目前抓拍范围是3个车道,安装系统前50米,主要安装在十字路口、重点路段、学校、医院、码头、机关等重点禁鸣区域。

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以下为张南雄演讲内容,有删减。

关于声学技术

声学技术过去主要应用在军工、工业以及消费品领域中,在交通领域中甚少被提及。在军工领域中,比如几年前马航在印度洋找不到的时候,采用的就是声呐技术在海水里发射声波,然后看它的反射,希望从这个反射波里能够分析出被测目标在哪里;在工业中,声学技术常用于定位机械设备的噪声;在消费品中,我们可能会更熟悉一些,例如智能音箱、主动降噪耳机。

2017年,声学技术的应用延伸到交通领域,开始被用于鸣笛抓拍中, 今天我想重点介绍声学技术在鸣笛抓拍中的应用。

鸣笛抓拍的本质

鸣笛抓拍本质上是一个声音定位的问题,精准定位鸣笛声采用的技术是麦克风阵列,大家通常也称之为声呐。

麦克风阵列是由很多个麦克风组成的设备。单个麦克风没有方向性,无法区分来自360°的方向,而由多个麦克风组成的阵列可以实现方向性。就像人有两个耳朵,能分清是左前方还右前方,因为不同方向到达两个耳朵会有一定的时间差,我们的大脑就是通过时间差来反推声音是从哪个方向来的。

麦克风阵列采用非常多的麦克风,个数越多,分辨率就会越高,它就越能准确定位发出声音的位置。 

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鸣笛抓拍的系统构成 

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其高科技目前提供的声呐由32路数字麦克风组成,它配合卡口700万相机对违法鸣笛车辆进行抓拍,麦克风阵列定位哪一辆车,卡口相机就去识别它的车牌号码,整个系统是由声呐探头、相机、前端处理主机和执法中心组成。 

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鸣笛抓拍系统可生成符合GAT832-2014《道路交通安全违法行为图像取证技术规范》要求的处罚依据图片,以及生成2s的抓拍视频(如上图)。处罚依据图片中,左上角是鸣笛之前的图片,右上角的图片叠加了声音分布,也就是显示鸣笛的车辆。鸣笛抓拍系统生成的实时视频,能够完整呈现车辆鸣笛前后2s的过程,可以用于人工复核。图片和视频的证据, 都可以与违法平台对接,同时也可以推送到手机或平板电脑查看,用于现场执法。

鸣笛抓拍系统的应用

这种智能化的自动鸣笛抓拍作为一个相对较新的技术,经常会受到质疑:会不会抓错?会不会受各种干扰?比如刹车声或下雨声,或者有救护车,甚至说话声音,唱卡拉OK声音会不会对鸣笛抓拍有干扰?

过去一年多来,其高科技的鸣笛抓拍系统已经覆盖到全国40多个城市,积累了不少数据,我们的研发人员对这些数据也做了深入分析,进行了算法优化,其高鸣笛抓拍系统能够排除各种干扰。

下面这个视频收集了比较常见的各种鸣笛状况,比如有多辆车,催促行人或电动车等。机动车的鸣笛有些确实是提示性的作用,但其中约80%都是非必要。安装鸣笛抓拍系统能够为没必要的鸣笛行为形成一定威慑,促进司机的文明驾驶。

鸣笛抓拍系统目前抓拍范围是3个车道,安装系统前50米,主要安装在十字路口、重点路段、学校、医院、码头、机关等重点禁鸣区域。例如在十字路口,车流多,车速慢,容易发生一些没有必要的鸣笛,影响市民的正常出行。

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目前全国有40多个城市采用了其高科技的鸣笛抓拍系统,例如北京装了26套,海口是20套,广州5套,大连4套,还有贵阳、重庆、西安、深圳、长春、沈阳、成都、兰州等城市。大部分城市在安装后会通过媒体平台及时告知市民,通过这种方式,有安装鸣笛抓拍系统路口的乱鸣笛现象得到明显下降。

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其它声学技术应用

声学技术在交通领域的应用,除了鸣笛抓拍,还有很多东西可以去挖掘。其高科技现在研发的另外一个应用是抓改装车,有些城市的机动车改装排气问题比较突出,会把车改的声音特别大,轰鸣声震耳,严重扰民。

目前, 这套专门针对改装车的抓拍系统也已经上线使用了,希望能够为促进文明和谐的交通环境做出更多贡献。

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