鳴笛抓拍系統(tǒng)現(xiàn)場校準(zhǔn)方法的研究與探討

【摘要】 鳴笛抓拍系統(tǒng)利用麥克風(fēng)陣列技術(shù)精準(zhǔn)定位噪聲源，準(zhǔn)確辨識到實(shí)際的鳴笛車輛，從而確定違章車輛。本文通過對鳴笛抓拍系統(tǒng)的研究，對其現(xiàn)場校準(zhǔn)方法進(jìn)行探討，從而為鳴笛抓拍系統(tǒng)的溯源提供技術(shù)保障。

【關(guān)鍵詞】 鳴笛抓拍;校準(zhǔn);聲壓級;定位誤差

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2020.04.025

The Research and Discussion of the On-site Calibration Method of Honking Detection Systems

WU Jing

（Liaoning Provincial Institute of Measurement，Shenyang 110004，China）

Abstract： The honking detection systems use the microphone array technology to accurately locate the noise source， and accurately identify the actual honking vehicle，determine the illegal vehicle. In this paper，through the study of the honking detection systems，the on-site calibration method is discussed，it can provide technical support for the traceability of the honking detection system.

Key words： honking detection;calibration;sound pressure level;location errors

1 鳴笛抓拍系統(tǒng)的應(yīng)用

根據(jù)《中華人民共和國道路交通安全法實(shí)施條例》第62條規(guī)定：駕駛機(jī)動(dòng)車不得在禁止鳴喇叭的區(qū)域或者路段鳴喇叭。司機(jī)亂鳴行為，不僅影響了市民的正常出行，也為文明的城市制造了不和諧的噪聲。因此，在當(dāng)代高科技時(shí)代下，針對鳴笛聲源識別需求的《智能鳴笛抓拍系統(tǒng)》也應(yīng)運(yùn)而生。自2017年下半年開始，鳴笛抓拍系統(tǒng)在我國多個(gè)城市廣泛安裝并使用，其中也包括沈陽。沈陽設(shè)置多條禁止鳴笛典型示范路，若機(jī)動(dòng)車在禁止鳴喇叭的區(qū)域或者路段鳴喇叭，將給予相應(yīng)處罰。

由于機(jī)動(dòng)車鳴笛抓拍系統(tǒng)屬于噪聲源定位技術(shù)的新應(yīng)用，而且道路環(huán)境相對復(fù)雜，車流量大，并且經(jīng)常會(huì)存在兩輛車橫向或縱向并排且車距間隔過近的情況，測試的距離又較遠(yuǎn)，因此很容易出現(xiàn)鳴笛識別車輛錯(cuò)誤的情況。

目前，鳴笛抓拍系統(tǒng)雖然廣泛應(yīng)用在我國各大城市，但鳴笛抓拍系統(tǒng)的國家標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)量檢定規(guī)程尚未出臺(tái)，并且相關(guān)檢測方法的文獻(xiàn)少之又少，鳴笛抓拍系統(tǒng)的準(zhǔn)確度無法保證。交警部門在對鳴笛車輛進(jìn)行處罰時(shí)無法提供第三方檢測證明，缺少公信力與說服力。因此鳴笛抓拍系統(tǒng)現(xiàn)場校準(zhǔn)方法亟待應(yīng)運(yùn)而生，實(shí)現(xiàn)對亂鳴笛車輛的即時(shí)精準(zhǔn)抓拍，以此來填補(bǔ)該項(xiàng)校準(zhǔn)技術(shù)在應(yīng)用實(shí)效性上的國內(nèi)空白。

2 鳴笛抓拍系統(tǒng)現(xiàn)場校準(zhǔn)方法的探討

鳴笛抓拍系統(tǒng)的校準(zhǔn)應(yīng)該包括實(shí)驗(yàn)室檢測與現(xiàn)場實(shí)際道路檢測兩部分，由于在安裝使用中的鳴笛抓拍系統(tǒng)不易拆卸，因此本文主要考慮與探討鳴笛抓拍系統(tǒng)現(xiàn)場實(shí)際道路的校準(zhǔn)方法。

鳴笛抓拍系統(tǒng)實(shí)際道路的校準(zhǔn)主要包括聲壓級的測量與定位誤差的測量兩部分。對于實(shí)際道路上鳴笛抓拍系統(tǒng)的校準(zhǔn)，首先構(gòu)建聲源校準(zhǔn)裝置。在試驗(yàn)車上安裝標(biāo)準(zhǔn)聲源，并安裝激光測距裝置。通常，鳴笛抓拍系統(tǒng)在距離被測車輛7～50米的距離可以準(zhǔn)確識別鳴笛車輛，因此利用激光測距裝置，分別在試驗(yàn)車距離鳴笛抓拍系統(tǒng)不同距離處對標(biāo)準(zhǔn)聲源的聲壓級進(jìn)行測量，從而實(shí)現(xiàn)不同距離處對鳴笛抓拍系統(tǒng)的校準(zhǔn)，以便確認(rèn)在多大距離范圍內(nèi)可對鳴笛車輛進(jìn)行準(zhǔn)確抓拍。

一般汽車鳴笛抓拍裝置的現(xiàn)場校準(zhǔn)系統(tǒng)包括：汽車鳴笛抓拍裝置、支撐桿、標(biāo)準(zhǔn)聲源裝置、傳動(dòng)裝置、信號發(fā)生采集分析系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)（如圖1所示）。

對實(shí)際道路上鳴笛抓拍系統(tǒng)聲源識別定位系統(tǒng)的校準(zhǔn)，主要對其分辨力及定位誤差進(jìn)行校準(zhǔn)。將校準(zhǔn)裝置的中心點(diǎn)正對機(jī)動(dòng)車鳴笛抓拍系統(tǒng)的聲學(xué)探頭，將標(biāo)準(zhǔn)聲源1和標(biāo)準(zhǔn)聲源2間的距離調(diào)整到最近，并同時(shí)發(fā)出標(biāo)準(zhǔn)聲源信號，不斷增大兩標(biāo)準(zhǔn)聲源間的橫向距離，當(dāng)鳴笛抓拍圖像中兩聲源的成像相切時(shí)，兩標(biāo)準(zhǔn)聲源中心距離為橫向空間分辨力。另一方面，將標(biāo)準(zhǔn)聲源的中心點(diǎn)與鳴笛抓拍系統(tǒng)的傳聲陣列的中心相對，利用抓拍圖像，讀出成像圖像中實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)聲中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置（x1，y1），同時(shí)在抓拍圖像中讀出聲壓級最大值處的坐標(biāo)信息（x2，y2），從而實(shí)現(xiàn)對鳴笛抓拍系統(tǒng)定位誤差的校準(zhǔn)。

同時(shí)，也可將兩輛同種顏色同種型號的試驗(yàn)車作為試驗(yàn)對象。將兩輛試驗(yàn)車的橫向距離調(diào)整到最近，并同時(shí)發(fā)出鳴笛聲信號，此時(shí)可在鳴笛抓拍系統(tǒng)的成像圖片中發(fā)現(xiàn)兩輛車的鳴笛抓拍圖像特征。不斷增大兩車間的橫向距離，當(dāng)鳴笛抓拍圖像中兩聲源的成像邊界清晰且相切時(shí)，兩試驗(yàn)車之間的距離為可區(qū)分鳴笛聲源的最小橫向車距。另外，將兩輛試驗(yàn)車的縱向距離調(diào)整到最近，重復(fù)上述操作，當(dāng)鳴笛抓拍圖像中兩聲源的成像邊界清晰且相切時(shí)，兩試驗(yàn)車之間的距離為可區(qū)分鳴笛聲源的最小縱向車距。另一方面，利用鳴笛抓拍圖像，對圖像進(jìn)行預(yù)處理，在圖像中標(biāo)記出試驗(yàn)車中實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)聲源的位置信息，同時(shí)標(biāo)注出圖像中識別出的聲源位置信息，結(jié)合RCNN（Regions with CNN）算法得出識別的重合度，從而實(shí)現(xiàn)對鳴笛抓拍系統(tǒng)在實(shí)際道路上聲源定位信息準(zhǔn)確度的校準(zhǔn)。

3 結(jié)語

本文對鳴笛抓拍系統(tǒng)的工作原理及現(xiàn)場校準(zhǔn)方法進(jìn)行了初步探討，該方法可對機(jī)動(dòng)車鳴笛抓拍系統(tǒng)在實(shí)際道路上的聲壓級以及聲源識別定位信息進(jìn)行校準(zhǔn)。同時(shí)，國家相關(guān)規(guī)程也正在起草中，鳴笛抓拍系統(tǒng)校準(zhǔn)方法的提出可以為我國實(shí)現(xiàn)智能交通與創(chuàng)建文明城市提供技術(shù)保障與執(zhí)法依據(jù)。

【參考文獻(xiàn)】

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[2] 機(jī)動(dòng)車鳴笛抓拍系統(tǒng)：T/SCJA 2-2019[S].

【作者簡介】

吳晶（1988-），女，工程師，碩士，研究方向?yàn)榕ぞ?、轉(zhuǎn)速、測速和檢車線專業(yè)的檢測。