專利名稱：車輛違章鳴笛電子取證裝置、電子警察系統(tǒng)及取證方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于交通管理領(lǐng)域，更具體說(shuō)是涉及一種電子警察系統(tǒng)，并涉及一種該系統(tǒng)采用的電子取證辦法。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高和交通管理技術(shù)的發(fā)展，在交通卡口和路口大量使用電子警察和電子卡口設(shè)備等電子設(shè)備自動(dòng)監(jiān)控道路交通情況是一種提高交通管理水平的重要手段?，F(xiàn)有的電子警察系統(tǒng)大多針對(duì)視頻取證而設(shè)計(jì)，主要采用了視頻采集、圖片自動(dòng)捕獲和自動(dòng)存儲(chǔ)等設(shè)備。例如，申請(qǐng)?zhí)枮?00610097851的專利申請(qǐng)，提出一種違章車輛數(shù)字視頻信號(hào)和高清晰數(shù)碼相片的獲取方法，通過(guò)采用工業(yè)級(jí)數(shù)字?jǐn)z像頭在軟件的控制下自動(dòng)工作于視頻或照相工作狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)違章時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換拍攝得到高清晰晰度數(shù)碼相片的目的。又如專利號(hào)為200520071856的實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于車載稽查超速行駛、違法停車的便攜式移動(dòng)電子警察，其取證手段采用攝像機(jī)和雷達(dá)。
目前，城市建設(shè)和道路交通快速發(fā)展，汽車?guó)Q笛噪音已成為公害，影響到市民居住質(zhì)量和城市形象，已經(jīng)引起職能部門充分重視，很多城市都頒布了禁鳴法規(guī)。但是有關(guān)禁止汽車?guó)Q笛的法規(guī)難以真正得到貫徹執(zhí)行，其中一個(gè)很重要的原因是現(xiàn)有的電子警察系統(tǒng)無(wú)法對(duì)違章鳴笛取得確實(shí)可信的證據(jù)，而沒(méi)有真憑實(shí)據(jù)就難以管理和執(zhí)法。很顯然，現(xiàn)有的電子警察系統(tǒng)無(wú)法滿足車輛違章鳴笛取證的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種能夠?qū)囕v違章鳴笛現(xiàn)象進(jìn)行嚴(yán)密取證的電子警察系統(tǒng)，并提出了一種此種電子警察系統(tǒng)采用的電子取證方法，利用本發(fā)明提出的電子警察系統(tǒng)和電子取證方法，能夠?qū)`章鳴笛進(jìn)行自動(dòng)取證。
本發(fā)明提出的車輛違章鳴笛電子取證方法包括下列步驟第一步在道路監(jiān)控點(diǎn)安裝攝像頭和麥克陣，并將其分別通過(guò)音頻采集模塊和視頻采集模塊與微處理器模塊相連；第二步微處理器模塊實(shí)時(shí)采集麥克陣接收的聲音信息和各個(gè)攝像頭接收的圖像信息并將其暫時(shí)保存；第三步微處理器模塊實(shí)時(shí)對(duì)所采集到的聲音信息進(jìn)行笛聲識(shí)別，若識(shí)別到笛聲，則以當(dāng)時(shí)時(shí)間為基準(zhǔn)，將該鳴笛時(shí)間段內(nèi)接收到的圖像信息序列和聲音信息序列分別存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中；第四步微處理器向上位機(jī)傳輸該段鳴笛時(shí)間內(nèi)接收到的圖像信息序列和聲音信息序列；第五步上位機(jī)根據(jù)從麥克陣采集的聲音信息進(jìn)行聲源定位；第六步上位機(jī)根據(jù)麥克陣與攝像頭之間的相對(duì)位置關(guān)系以及上一步所計(jì)算的笛聲聲源位置，在所采集的圖像信息上標(biāo)注笛聲聲源位置。
本發(fā)明還提出了采用此種方法的電子取證裝置的技術(shù)方案一種電子取證裝置，包括麥克陣、音頻采集模塊、攝像頭、視頻采集模塊、微處理器模塊、以及受微處理器的控制的存儲(chǔ)器，其中麥克陣由兩個(gè)或兩個(gè)以上的麥克風(fēng)構(gòu)成，通過(guò)音頻采集模塊與微處理器模塊相連；至少一個(gè)攝像頭，通過(guò)視頻采集模塊與微處理器模塊相連；微處理器模塊，根據(jù)從麥克陣采集的聲音信息實(shí)時(shí)識(shí)別汽車笛聲，并將各個(gè)鳴笛時(shí)間段內(nèi)接收到的圖像信息序列和聲音信息序列分別存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中。
作為上述技術(shù)方案的補(bǔ)充，微處理器模塊還可以根據(jù)麥克陣與攝像頭之間的相對(duì)位置關(guān)系和從麥克陣采集的聲音信息進(jìn)行聲源定位，將笛聲聲源位置標(biāo)注在所采集的圖像信息上，并存儲(chǔ)標(biāo)注后的圖像信息。
為了使笛聲聲源定位更為準(zhǔn)確，電子取證裝置還可以包括風(fēng)向傳感器和風(fēng)速傳感器，微處理器模塊在對(duì)笛聲聲源定位時(shí)，利用鳴笛時(shí)間段所采集的風(fēng)速和風(fēng)向信息對(duì)聲源定位進(jìn)行補(bǔ)償。
本發(fā)明以上述的電子取證裝置為基礎(chǔ)，還提出一套完整的車輛違章鳴笛電子警察系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括麥克陣、音頻采集模塊、攝像頭、視頻采集模塊、微處理器模塊、信息傳輸接口、上位機(jī)以及受微處理器的控制的存儲(chǔ)器，其中麥克陣由兩個(gè)或兩個(gè)以上的麥克風(fēng)構(gòu)成，通過(guò)音頻采集模塊與微處理器模塊相連；至少一個(gè)攝像頭，通過(guò)視頻采集模塊與微處理器模塊相連；微處理器模塊，根據(jù)從麥克陣采集的聲音信息實(shí)時(shí)識(shí)別汽車笛聲，并將各個(gè)鳴笛時(shí)間段內(nèi)接收到的圖像信息序列和聲音信息序列分別存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中。
本發(fā)明的電子警察系統(tǒng)還可以具有聲源定位和圖像標(biāo)注功能，聲源定位和圖像標(biāo)注功能可以由微處理器模塊完成微處理器模塊根據(jù)麥克陣與攝像頭之間的相對(duì)位置關(guān)系和從麥克陣采集的聲音信息進(jìn)行聲源定位，并將笛聲聲源位置標(biāo)注在所采集的圖像信息上。
從技術(shù)實(shí)現(xiàn)難以程度和設(shè)備成本方面考慮，作為更為優(yōu)選的實(shí)施例，聲源定位和圖像標(biāo)注功能最好由上位機(jī)完成由微處理器模塊通過(guò)信息傳輸接口將所存儲(chǔ)的各個(gè)鳴笛時(shí)間段的圖像信息序列和聲音信息序列傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，上位機(jī)根據(jù)麥克陣與攝像頭之間的相對(duì)位置關(guān)系和從麥克陣采集的聲音信息進(jìn)行聲源定位，將笛聲聲源位置標(biāo)注在所采集的圖像信息上，并存儲(chǔ)標(biāo)注后的圖像信息。
為了使得聲源定位更為準(zhǔn)確，車輛違章鳴笛電子警察系統(tǒng)還可以包括風(fēng)向傳感器和風(fēng)速傳感器，微處理器模塊或上位機(jī)在對(duì)笛聲聲源定位時(shí)，利用鳴笛時(shí)間段所采集的風(fēng)速和風(fēng)向信息對(duì)聲源定位進(jìn)行補(bǔ)償。
本發(fā)明具有以下有益效果
本發(fā)明徹底解決了違章鳴笛處罰取證難的問(wèn)題，不但能夠邏輯嚴(yán)密的采集到違章鳴笛的證據(jù)，而且提供了自動(dòng)的違章鳴笛電子警察系統(tǒng)。很多交通事故都伴隨著鳴笛聲，所以本發(fā)明提供的違章鳴笛電子警察系統(tǒng)還有間接的事故記錄功能。


圖1本發(fā)明所采用的探測(cè)器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1是支架，2是鏈接架，3、4、5是攝像機(jī)、6、7、8、9是麥克風(fēng)，10是風(fēng)速傳感器11是風(fēng)向傳感器。
圖2本發(fā)明的車輛違章鳴笛電子警察系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
圖3本發(fā)明所采用的車輛違章鳴笛電子取證方法流程圖。
圖4-8為本發(fā)明實(shí)施例的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
麥克陣包括以某種預(yù)定的布局的多個(gè)麥克風(fēng)布置，這些麥克風(fēng)用于捕捉來(lái)自各個(gè)方向并起源于空間中不同的點(diǎn)的聲波，麥克陣通常用于語(yǔ)音處理系統(tǒng)。語(yǔ)音處理系統(tǒng)在還原聲音時(shí)，出于濾去環(huán)境噪聲等的需要，需要根據(jù)從麥克陣采集的各個(gè)聲道的語(yǔ)音信息進(jìn)行聲源定位，尋找指向聲源的方向在空間濾波中起了重要的作用，在某些情況下，指向聲源的方向被用于說(shuō)話人跟蹤和記錄的音頻信號(hào)的后處理。通過(guò)麥克陣進(jìn)行聲源定位，現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)有多種應(yīng)用方式。例如發(fā)明專利02800828.6公開(kāi)了一種用于電視會(huì)議系統(tǒng)的方法和裝置，其采用包括兩個(gè)麥克風(fēng)的陣列和一個(gè)靜止照相機(jī)來(lái)自動(dòng)地找出說(shuō)話者的位置并電操作視頻圖像以產(chǎn)生可動(dòng)的平移-傾斜-縮放(“PTZ”)照相機(jī)的效果。采用計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法來(lái)檢測(cè)、定位和追蹤處于廣角的靜止照相機(jī)的視場(chǎng)中的人物。采用只包括兩個(gè)水平間隔開(kāi)的麥克風(fēng)的麥克風(fēng)陣列作為聲源定位裝置，利用該麥克風(fēng)陣列得到的估計(jì)聲延遲來(lái)選擇正在說(shuō)話的人。本發(fā)明也利用麥克陣采集到的多聲道音頻信息進(jìn)行聲源定位。
本發(fā)明采用的探測(cè)器如圖1所示，3個(gè)攝像頭(3，4，5)和4個(gè)麥克風(fēng)(6，7，8，9)共同安裝在同一個(gè)支架1上，4個(gè)麥克風(fēng)分別通過(guò)鏈接架2與支架1連接，其中麥克風(fēng)6、麥克風(fēng)7、麥克風(fēng)8水平放置，距離支架1的中心點(diǎn)80cm，共同構(gòu)成麥克陣，攝像頭3、攝像頭4、攝像頭5也安裝在支架1上，攝像頭3、攝像頭4、攝像頭5、麥克風(fēng)6、麥克風(fēng)7、麥克風(fēng)8在同一水平面上交錯(cuò)安裝，每個(gè)相鄰的攝像頭和麥克風(fēng)鏈接架2分別成60度夾角，麥克風(fēng)9安裝在支架1的中心點(diǎn)垂直上方80cm處。
在本實(shí)施例中，3個(gè)攝像頭與麥克陣集成在同一個(gè)支架上，實(shí)際應(yīng)用中，也可以分別獨(dú)立安裝。但無(wú)論怎樣安裝，系統(tǒng)在進(jìn)行聲源定位和圖像標(biāo)注時(shí)，都需要確切知道麥克陣中各個(gè)麥克風(fēng)的相對(duì)位置信息和麥克陣與各個(gè)攝像頭的相對(duì)位置信息。本發(fā)明還在支架頂端安裝風(fēng)速傳感器10以及風(fēng)向傳感器11。風(fēng)速和風(fēng)向傳感器并非本發(fā)明實(shí)施例必須的電子器件，利用它們采集風(fēng)向和風(fēng)速信號(hào)目的是為了更為精確地進(jìn)行聲源定位補(bǔ)償。
圖2為本發(fā)明的車輛違章鳴笛電子警察系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。本發(fā)明的車輛違章鳴笛電子警察系統(tǒng)包括可以安裝在道路監(jiān)測(cè)點(diǎn)的電子取證裝置和用于運(yùn)算、確定聲源位置并進(jìn)行圖像標(biāo)注的計(jì)算機(jī)(或稱為上位機(jī))兩部分，電子取證裝置包括麥克陣、音頻采集模塊、一個(gè)或多個(gè)攝像頭、視頻采集模塊、微處理器模塊、存儲(chǔ)器等。麥克陣通過(guò)音頻采集模塊與微處理器模塊相連；一個(gè)或多個(gè)攝像頭通過(guò)視頻采集模塊與微處理器模塊相連。
微處理器模塊根據(jù)從麥克陣采集的聲音信息實(shí)時(shí)識(shí)別汽車笛聲，并將各個(gè)鳴笛時(shí)間段內(nèi)接收到的圖像信息序列和聲音信息序列分別存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中。這里的鳴笛時(shí)間段的定義是以識(shí)別到有違章笛聲存在的時(shí)刻為時(shí)間基準(zhǔn)，在該時(shí)刻之后的截取一段短暫時(shí)間，如一分鐘，或者在該時(shí)刻之前和之后截取一段短暫時(shí)間，例如取前后各30秒鐘。微處理器模塊可以有多種實(shí)現(xiàn)形式，例如，利用單片機(jī)作為主控制器，利用DSP或語(yǔ)音識(shí)別芯片完成對(duì)車輛違章鳴笛笛聲的識(shí)別。
微處理器模塊的聲音識(shí)別功能是這樣實(shí)現(xiàn)的，首先把各種車輛的鳴笛聲特征提取出來(lái)建立鳴笛聲音識(shí)別模型數(shù)據(jù)庫(kù)，并將其預(yù)先存入電子取證裝置中用于笛聲識(shí)別的微處理器，如DSP或語(yǔ)音識(shí)別芯片中。用于笛聲識(shí)別的微處理器進(jìn)行實(shí)時(shí)笛聲識(shí)別時(shí)，把采集到的麥克陣中的至少一個(gè)麥克風(fēng)拾取到的周圍環(huán)境的聲音與鳴笛聲音識(shí)別模型數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，從而判斷出此時(shí)周圍環(huán)境中是否有車輛鳴笛。如果沒(méi)有則繼續(xù)識(shí)別，如果有，則以當(dāng)前時(shí)間為基準(zhǔn)，將這一時(shí)間段的圖像及聲音信息(麥克陣的多聲道數(shù)字聲音信息)以及風(fēng)速傳感器和風(fēng)向傳感器記錄的風(fēng)速風(fēng)向信息(如果使用風(fēng)速和風(fēng)向傳感器的話)儲(chǔ)存到存儲(chǔ)器里，然后繼續(xù)對(duì)周圍環(huán)境中的聲音信息進(jìn)行實(shí)時(shí)識(shí)別。
電子取證裝置安裝在道路監(jiān)控點(diǎn)處，電子取證裝置與計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信接口可以設(shè)計(jì)成多種形式，例如，如果在道路監(jiān)控點(diǎn)附近設(shè)置作為上位機(jī)的工控機(jī)，電子取證裝置與工控機(jī)兩者之間可以通過(guò)RS233、USB等通信，由工控機(jī)接收電子取證裝置傳輸來(lái)的在各個(gè)鳴笛時(shí)間段采集到的聲音信息和圖像信息，并進(jìn)行笛聲聲源定位和圖像標(biāo)注，此時(shí)，工控機(jī)相對(duì)于電子取證裝置的微處理器模塊而言，稱為上位機(jī)。工控機(jī)再通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與交通管理部門的控制中心進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。如果道路監(jiān)控點(diǎn)附近不設(shè)置上位機(jī)，作為上位機(jī)的計(jì)算機(jī)設(shè)置在交通管理部門的控制中心，電子取證裝置還可以通過(guò)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線、以太網(wǎng)接口通信或者是采用無(wú)線通信方式與計(jì)算機(jī)通信，向計(jì)算機(jī)傳輸鳴笛時(shí)間段內(nèi)接收到的圖像信息序列和聲音信息序列，可以實(shí)時(shí)處理也可以分時(shí)段傳輸處理。這種情況下由設(shè)置在在交通管理部門的控制中心的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)聲源定位和圖像標(biāo)注功能。
上位機(jī)對(duì)每一組鳴笛時(shí)間段的信息進(jìn)行處理，處理的過(guò)程包括兩個(gè)步驟，首先通過(guò)麥克陣的安裝位置信息計(jì)算出鳴笛的笛聲聲源與麥克陣的三維空間相對(duì)位置關(guān)系，本發(fā)明實(shí)施例采用的定位算法原理如下四個(gè)相同的麥克風(fēng)S1，S2，S3，S4放置在測(cè)量區(qū)域內(nèi)，這些傳感器位置坐標(biāo)分別為S1(x1，y1，z1)，S2(x2，y2，z2)，S2(x3，y3，z3)，S4(x4，y4，z4)。當(dāng)測(cè)量區(qū)域內(nèi)任意點(diǎn)T(x，y，z)處有聲源產(chǎn)生時(shí)，聲波傳到麥克風(fēng)，分別產(chǎn)生四個(gè)聲信號(hào)S1(t)，S2(t)，S3(t)，S4(t)。每個(gè)麥克風(fēng)上的微處理器首先刻t1，t2，t3，T4，并送給上位機(jī)。聲源到達(dá)四個(gè)麥克風(fēng)的實(shí)際時(shí)間是tp+t1，tp+t2，tp+t3，tp+t4其中tp為聲音事件開(kāi)始到假定四個(gè)麥克風(fēng)同時(shí)開(kāi)始采樣的時(shí)間，四個(gè)麥克風(fēng)需有同一個(gè)采樣時(shí)間基準(zhǔn)。上位機(jī)同時(shí)采集來(lái)自測(cè)量區(qū)域旁的風(fēng)速、風(fēng)向傳感器的信號(hào)，而得到當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)速矢量Vw(vx，vy，vz)。通過(guò)適當(dāng)?shù)膫鞲衅魃衔粰C(jī)也可以得到當(dāng)?shù)芈曇魝鞑ニ俣菴。于是有如下方程組(1)成立(x1-c)2+(y1-y)2+(z1-z)2＝[(c+v1)·(tp+t2)]2(x2-x)2+(y2-y)2+(z2-z)2＝[(c+v2)·(tp+t2)]2(x3-x)2+(y3-y)2+(z3-z)2＝[(c+v3)·(tp+t3)]2(x4-x)2+(y4-y)2+(z4-z)2＝[(c+v4)·(tp+t4)]2(1)其中v1，v2，v3，v4分別是風(fēng)速矢量Vw(vx，vy，vz)在矢量TS1，TS2，TS3，TS4上的投影。它們由關(guān)系式(2)算得。
v1=[vx·(x1+x)+vy·(y1-y)+vz·(z1-z)]]]>/(x1-x)2+(y1-y)2+(z1-z)2]]>v2=[vx·(x2+x)+vy·(y2-y)+vz·(z2-z)]]]>/(x2-x)2+(y2-y)2+(z2-z)2]]>v3=[vx·(x3+x)+vy·(y3-y)+vz·(z3-z)]]]>/(x3-x)2+(y3-y)2+(z3-z)2]]>
v4=[vx·(x4+x)+vy·(y4-y)+vz·(z4-z)]]]>/(x4-x)2+(y4-y)2+(z4-z)2---(2)]]>對(duì)方程組(1)進(jìn)行消去tp的處理，得到方程組(3)t12]]>=(x1-x)2+(y1-y)2+(z1-z)2c·(x1-x)2+(y1-y)2+(z1-z)2+vx·(x1-x)+vy·(y1-y)+vz·(z1+z)]]>-(x2-x)2+(y2-y)2+(z2-z)2c·(x2-x)2+(y2-y)2+(z2-z)2+vx·(x2-x)+vy·(y2-y)+vz·(z2+z)]]>t13]]>=(x1-x)2+(y1-y)2+(z1-z)2c·(x1-x)2+(y1-y)2+(z1-z)2+vx·(x1-x)+vy·(y1-y)+vz·(z1+z)]]>-(x3+x)2+(y3+y)2+(z3+z)2c·(x3-x)2+(y3-y)2+(z3-z)2+vx·(x3-x)+vy·(y3-y)+vz·(z3+z)]]>t14]]>=(x1-x)2+(y1-y)2+(z1-z)2c·(x1-x)2+(y1-y)2+(z1-z)2+vx·(x1-x)+vy·(y1-y)+vz·(z1+z)]]>-(x4+x)2+(y4+y)2+(z4+z)2c·(x4-x)2+(y4-y)2+(z4-z)2+vx·(x4-x)+vy·(y4-y)+vz·(z4+z)---(3)]]>其中t21＝t2-t1，t31＝t3-t1，t41＝t4-t1，構(gòu)成聲源對(duì)應(yīng)的時(shí)間差矢量ΔTm(t21，t31，t41)。
方程組(3)是關(guān)于變量x，y，z，的高次方程組，由觀測(cè)得到的對(duì)應(yīng)聲源位置的時(shí)間差矢量ΔTm(t21，t31，t41)可以求得聲源的位置T(x，y，y)。對(duì)于任意的四個(gè)麥克風(fēng)位置坐標(biāo)，風(fēng)速Vw以及當(dāng)?shù)芈曀貱而言，用數(shù)值解法求解。
以上方程由上位機(jī)通過(guò)數(shù)值法求解，得出聲源位置坐標(biāo)，將麥克陣的每個(gè)麥克風(fēng)上所接受的聲信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄?shù)字信號(hào)處理而算得信號(hào)的特征峰值時(shí)刻代入方程都是由上位機(jī)自動(dòng)操作完成的。當(dāng)考慮到實(shí)施成本時(shí)可以不安裝風(fēng)速傳感器和風(fēng)向傳感器，風(fēng)速以0值帶入計(jì)算。
得到笛聲聲源的位置坐標(biāo)后，通過(guò)麥克陣和攝像頭之間的相對(duì)位置關(guān)系使用三維虛擬技術(shù)把聲源點(diǎn)的空間位置虛擬出來(lái)，利用攝像頭位置信息和鏡頭角度信息做出虛擬攝像頭視角，使用虛擬技術(shù)用虛擬的攝像頭視角拍攝虛擬出來(lái)的聲源位置點(diǎn)，得出該點(diǎn)在攝像頭拍攝圖像上的二維圖像，得到該點(diǎn)在攝像頭拍攝圖像上的二維坐標(biāo)，將該坐標(biāo)標(biāo)注于同時(shí)刻(計(jì)算聲源位置所使用的聲音信息的時(shí)刻)的攝像頭實(shí)拍的圖像上。圖像上笛聲聲源位置標(biāo)注的車輛就是當(dāng)時(shí)鳴笛的車輛。這就是利用聲學(xué)位置判斷和光學(xué)位置判斷的時(shí)間空間一致性。
本實(shí)施例的探測(cè)器采用由四個(gè)麥克風(fēng)構(gòu)成的麥克陣，在實(shí)際應(yīng)用中，麥克風(fēng)的個(gè)數(shù)不是固定的，最少可以設(shè)置成由兩個(gè)麥克風(fēng)構(gòu)成的麥克陣，如上面所提到的發(fā)明專利02800828.6。在現(xiàn)有技術(shù)中，用于聲源定位的麥克風(fēng)的個(gè)數(shù)已經(jīng)有6個(gè)、8個(gè)等，其空間布局方式也是多種多樣的。一般而言，麥克陣?yán)锏柠溈孙L(fēng)之間距離不應(yīng)太近，相距較遠(yuǎn)時(shí)，抗干擾能力較強(qiáng)，麥克風(fēng)的個(gè)數(shù)設(shè)置的越多，所可能獲取的聲音信息也越多，聲源定位也能夠更為準(zhǔn)確。
本實(shí)施例中，電子取證裝置只是用來(lái)識(shí)別笛聲，并把與各個(gè)鳴笛時(shí)間段所采集的聲音信息和圖像信息傳輸?shù)缴衔粰C(jī)中，由上位機(jī)機(jī)完成聲源定位和圖像標(biāo)注的功能。在實(shí)際應(yīng)用中，如果電子取證裝置的微處理器模塊另外設(shè)計(jì)有專門執(zhí)行聲源定位和圖像標(biāo)注功能的DSP，如果再加上可控變焦攝像頭和可控云臺(tái)，電子取證裝置當(dāng)時(shí)就能控制攝像頭對(duì)聲源進(jìn)行更準(zhǔn)確的跟蹤拍攝，以獲得更多的鳴笛車輛的細(xì)部特征，更有利于交管部門的執(zhí)法，那么存儲(chǔ)器里存儲(chǔ)的就是更準(zhǔn)確聲源位置信息而不僅僅是多聲道數(shù)字音頻信號(hào)了，當(dāng)然同樣可以通過(guò)各種數(shù)據(jù)傳輸手段傳輸?shù)缴衔粰C(jī)進(jìn)行圖像標(biāo)注處理。
交管部門可以根據(jù)每個(gè)攝像頭圖像上的標(biāo)注對(duì)被標(biāo)注的車輛依法進(jìn)行處罰，從圖像上尋找被標(biāo)注車輛的牌照號(hào)等細(xì)部特征。
具體電路實(shí)現(xiàn)參見(jiàn)見(jiàn)圖4-8。
本實(shí)施例采用雙微處理器結(jié)構(gòu)主控制器為C8051F040，利用語(yǔ)音識(shí)別芯片HL7300進(jìn)行聲音識(shí)別，存儲(chǔ)芯片為FLASH，USB通訊芯片為C8051F340。
1)C8051F040的P4.7～4.0腳，P5.0～5.2腳控制語(yǔ)音識(shí)別芯片運(yùn)行，P5.4～P5.7、P6.0～6.7讀取語(yǔ)音識(shí)別數(shù)據(jù)存入單片機(jī)。P1.0～P1.7為FLASH存儲(chǔ)器控制端口，P2.0～2.7為FLASH數(shù)據(jù)端口。P0.0～0.1為與C8051F340串口通訊接口，接收四路麥克風(fēng)(MIC0、MIC1、MIC2、MIC3)采集信號(hào)通過(guò)接口(18～21)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理和存儲(chǔ)，單片機(jī)(52～54腳)接收視頻采集卡的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和存儲(chǔ)。
2)語(yǔ)音識(shí)別電路以主芯片HL7003組成，HL7003組成的語(yǔ)音識(shí)別電路有兩種主要的操作模式字記錄模式和字識(shí)別模式。除了此兩種模式之外，HL7003還可以在信號(hào)中檢測(cè)按鍵和產(chǎn)生輸出信號(hào)。全部操作都由HL7003內(nèi)部程序處理，四路麥克風(fēng)中的任何一路通過(guò)電路接入HL7003的27腳，由單片機(jī)C8051F040的P4.7～4.0端口，P5.0～5.2端口控制語(yǔ)音識(shí)別芯片運(yùn)行，C8051F040并通過(guò)HL7003的識(shí)別結(jié)果對(duì)信號(hào)的存儲(chǔ)進(jìn)行控制。
3)FLASH為大容量存儲(chǔ)設(shè)備，用于存儲(chǔ)與識(shí)別到的笛聲相關(guān)的聲音數(shù)據(jù)文件。
4)C8051F340芯片用于USB通訊，通過(guò)USB接口與作為上位機(jī)的計(jì)算機(jī)通訊交換數(shù)據(jù)。
需要說(shuō)明的是，本發(fā)明屬于一種組合發(fā)明，是一種在技術(shù)應(yīng)用上具有創(chuàng)新性的發(fā)明創(chuàng)造，其中所涉及的麥克陣、攝像頭、風(fēng)向和風(fēng)速傳感器、視頻采集模塊、圖像采集模塊、聲音識(shí)別技術(shù)、聲源定位技術(shù)、圖像標(biāo)注技術(shù)等，都屬于已有技術(shù)并且已有多種形式和應(yīng)用。這里只是以本發(fā)明的實(shí)施例為中心展開(kāi)了詳細(xì)的說(shuō)明，所描述的優(yōu)選方式或某些特性的具體體現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)理解為本說(shuō)明書僅僅是通過(guò)給出實(shí)施例的方式來(lái)描述本發(fā)明，實(shí)際上在組成、構(gòu)造和使用的某些細(xì)節(jié)上會(huì)有所變化，包括部件的組合和組配，這些變形和應(yīng)用都應(yīng)該屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電子取證裝置，包括麥克陣、音頻采集模塊、攝像頭、視頻采集模塊、微處理器模塊、以及受微處理器的控制的存儲(chǔ)器，其中，麥克陣由兩個(gè)或兩個(gè)以上的麥克風(fēng)構(gòu)成，通過(guò)音頻采集模塊與微處理器模塊相連；至少一個(gè)攝像頭，通過(guò)視頻采集模塊與微處理器模塊相連；微處理器模塊，根據(jù)從麥克陣采集的聲音信息實(shí)時(shí)識(shí)別汽車笛聲，并將各個(gè)鳴笛時(shí)間段內(nèi)接收到的圖像信息序列和聲音信息序列分別存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子取證裝置，其特征在于，所述微處理器模塊根據(jù)麥克陣與攝像頭之間的相對(duì)位置關(guān)系和從麥克陣采集的聲音信息進(jìn)行聲源定位，將笛聲聲源位置標(biāo)注在所采集的圖像信息上，并存儲(chǔ)標(biāo)注后的圖像信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子取證裝置，其特征在于，所述電子取證裝置還包括風(fēng)向傳感器和風(fēng)速傳感器，微處理器模塊在對(duì)笛聲聲源定位時(shí)，利用鳴笛時(shí)間段所采集的風(fēng)速和風(fēng)向信息對(duì)聲源定位進(jìn)行補(bǔ)償。
4.一種車輛違章鳴笛電子警察系統(tǒng)，包括麥克陣、音頻采集模塊、攝像頭、視頻采集模塊、微處理器模塊、信息傳輸接口、上位機(jī)以及受微處理器的控制的存儲(chǔ)器，其中，麥克陣由兩個(gè)或兩個(gè)以上的麥克風(fēng)構(gòu)成，通過(guò)音頻采集模塊與微處理器模塊相連；至少一個(gè)攝像頭，通過(guò)視頻采集模塊與微處理器模塊相連；微處理器模塊，根據(jù)從麥克陣采集的聲音信息實(shí)時(shí)識(shí)別汽車笛聲，并將各個(gè)鳴笛時(shí)間段內(nèi)接收到的圖像信息序列和聲音信息序列分別存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的車輛違章鳴笛電子警察系統(tǒng)，其特征在于，所述微處理器模塊根據(jù)麥克陣與攝像頭之間的相對(duì)位置關(guān)系和從麥克陣采集的聲音信息進(jìn)行聲源定位，并將笛聲聲源位置標(biāo)注在所采集的圖像信息上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的車輛違章鳴笛電子警察系統(tǒng)，其特征在于，微處理器模塊通過(guò)信息傳輸接口將所存儲(chǔ)的各個(gè)鳴笛時(shí)間段的圖像信息序列和聲音信息序列傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，上位機(jī)根據(jù)麥克陣與攝像頭之間的相對(duì)位置關(guān)系和從麥克陣采集的聲音信息進(jìn)行聲源定位，將笛聲聲源位置標(biāo)注在所采集的圖像信息上，并存儲(chǔ)標(biāo)注后的圖像信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的車輛違章鳴笛電子警察系統(tǒng)，其特征在于，所述車輛違章鳴笛電子警察系統(tǒng)還包括風(fēng)向傳感器和風(fēng)速傳感器，微處理器模塊或上位機(jī)在對(duì)笛聲聲源定位時(shí)，利用鳴笛時(shí)間段所采集的風(fēng)速和風(fēng)向信息對(duì)聲源定位進(jìn)行補(bǔ)償。
8.一種車輛違章鳴笛電子取證方法，包括下列步驟第一步在道路監(jiān)控點(diǎn)安裝攝像頭和麥克陣，并將其分別通過(guò)音頻采集模塊和視頻采集模塊與微處理器模塊相連；第二步微處理器模塊實(shí)時(shí)采集麥克陣接收的聲音信息和各個(gè)攝像頭接收的圖像信息并將其暫時(shí)保存；第三步微處理器模塊實(shí)時(shí)對(duì)所采集到的聲音信息進(jìn)行笛聲識(shí)別，若識(shí)別到笛聲，則以當(dāng)時(shí)時(shí)間為基準(zhǔn)，將該鳴笛時(shí)間段內(nèi)接收到的圖像信息序列和聲音信息序列分別存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中；第四步微處理器向上位機(jī)傳輸該段鳴笛時(shí)間內(nèi)接收到的圖像信息序列和聲音信息序列；第五步上位機(jī)根據(jù)從麥克陣采集的聲音信息進(jìn)行聲源定位；第六步上位機(jī)根據(jù)麥克陣與攝像頭之間的相對(duì)位置關(guān)系以及上一步所計(jì)算的笛聲聲源位置，在所采集的圖像信息上標(biāo)注笛聲聲源位置。
全文摘要
本發(fā)明屬于交通管理領(lǐng)域，涉及一種電子取證方法在道路監(jiān)控點(diǎn)安裝攝像頭和麥克陣，利用微處理器模塊實(shí)時(shí)采集麥克陣接收的聲音信息和各個(gè)攝像頭接收的圖像信息，并實(shí)時(shí)對(duì)所采集到的聲音信息進(jìn)行笛聲識(shí)別，若識(shí)別到笛聲，則以當(dāng)時(shí)時(shí)間為基準(zhǔn)，將該鳴笛時(shí)間段內(nèi)接收到的圖像信息序列和聲音信息序列分別存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中。微處理器實(shí)時(shí)或相隔一段時(shí)間向上位機(jī)傳輸該段鳴笛時(shí)間內(nèi)接收到的圖像信息序列和聲音信息序列，由上位機(jī)根據(jù)從麥克陣采集的聲音信息進(jìn)行聲源定位和圖像信息標(biāo)注。本發(fā)明還涉及電子取證裝置和電子警察系統(tǒng)。本發(fā)明徹底解決了違章鳴笛處罰取證難的問(wèn)題，不但能夠邏輯嚴(yán)密的采集到違章鳴笛的證據(jù)，而且提供了自動(dòng)的違章鳴笛電子警察系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G01S3/802GK101042803SQ20071005718
公開(kāi)日2007年9月26日 申請(qǐng)日期2007年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月23日
發(fā)明者凌子龍 申請(qǐng)人:凌子龍