專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于dtw語(yǔ)音識(shí)別的貨車(chē)車(chē)輛檢查方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)劃(DTW)語(yǔ)音識(shí)別方法，特別是涉及一種基于DTW語(yǔ)音識(shí)別的貨車(chē)車(chē)輛檢查方法。
背景技術(shù)：
隨著貨車(chē)車(chē)速的提高，貨車(chē)安全就凸現(xiàn)越來(lái)越重要。車(chē)輛檢查主要檢查車(chē)輪、車(chē)軸、彈簧、剎車(chē)片，車(chē)輪是貨車(chē)所有部件中最重要的承載和運(yùn)行部件，其質(zhì)量是貨車(chē)安全的重要指標(biāo)。許多貨車(chē)事故的原因歸根到底還是車(chē)輪出現(xiàn)裂紋所致。鐵路行車(chē)安全問(wèn)題是制約鐵路朝快速、重載方向發(fā)展的重要因素。隨著高速貨車(chē)越來(lái)越多的投入運(yùn)行，行車(chē)安全問(wèn)題也越來(lái)越得到鐵路部門(mén)的重視?，F(xiàn)有技術(shù)的貨車(chē)車(chē)輛檢測(cè)方法主要有以下幾種
1.傳統(tǒng)的貨車(chē)車(chē)輛檢測(cè)方法主要是工人用榔頭擊打車(chē)輪各部件，通過(guò)聲音和工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷是否有裂痕，是否有錯(cuò)位；或者工人巡檢每輛到站車(chē)輛的車(chē)輪等部件。這些人工檢測(cè)方法耗時(shí)耗力無(wú)法滿(mǎn)足目前快速物流的需要。2.貨車(chē)滾動(dòng)軸承早期故障軌邊聲學(xué)診斷系統(tǒng)(TADS)是由威克公司與美國(guó)TTCI 公司合作并開(kāi)發(fā)的，是鐵路車(chē)輛安全防范預(yù)警系統(tǒng)的重要組成部分。TADS是通過(guò)在軌邊安裝聲學(xué)傳感器陣列對(duì)高速運(yùn)行列車(chē)的車(chē)輛軸承的振動(dòng)聲音信號(hào)進(jìn)行采集，采用現(xiàn)代聲學(xué)診斷技術(shù)，將時(shí)域信號(hào)進(jìn)行能量譜、功率譜分析，采用模糊診斷及小波分析等理論，建立復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型和越來(lái)越完善的專(zhuān)家系統(tǒng)，根據(jù)不同的軸承故障信號(hào)頻率、能量、幅值和相關(guān)的車(chē)速、荷載的因素，判別出各種不同的軸承故障類(lèi)型和故障缺陷程度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)滾動(dòng)軸承早期故障進(jìn)行預(yù)警、防范、保證行車(chē)安全。但這種系統(tǒng)非常復(fù)雜而昂貴。因此，亟需要提供一種識(shí)別率高、操作系統(tǒng)簡(jiǎn)單的通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別的貨車(chē)車(chē)輛檢查方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種基于DTW語(yǔ)音識(shí)別的貨車(chē)車(chē)輛檢查方法，具有故障檢測(cè)識(shí)別率高、操作系統(tǒng)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)
提供一種基于DTW語(yǔ)音識(shí)別的貨車(chē)車(chē)輛檢查方法，包括有訓(xùn)練語(yǔ)音識(shí)別模板以及將所述語(yǔ)音識(shí)別模板用于車(chē)輛檢查；
其中，將所述語(yǔ)音識(shí)別模板用于車(chē)輛檢查，包括有以下步驟
步驟Al:聲音采集，在貨車(chē)經(jīng)過(guò)檢查區(qū)軌道時(shí)，采集車(chē)輪等部件有各種損壞的聲音，以及采集正常的車(chē)輪經(jīng)過(guò)檢查區(qū)的聲音，形成語(yǔ)音樣本；
步驟A2:預(yù)處理，把采集到的語(yǔ)音樣本作預(yù)處理，然后提取MFCC參數(shù)； 步驟A3 將步驟A2提取的MFCC參數(shù)作為訓(xùn)練模塊的輸入，訓(xùn)練形成模板，并保存模板完成訓(xùn)練；其中，將所述訓(xùn)練模板用于車(chē)輛檢查，包括有以下步驟
步驟Bi:通過(guò)語(yǔ)音采集裝置采集貨車(chē)經(jīng)過(guò)時(shí)接觸軌道發(fā)出的聲音；
步驟B2:把采集到的聲音通過(guò)預(yù)處理，然后提取MFCC參數(shù)；
步驟B3 將步驟B2提取的MFCC參數(shù)用DTW語(yǔ)音識(shí)別算法，得到識(shí)別結(jié)果，判斷車(chē)輛的車(chē)輪等部件是否損壞和屬于哪一類(lèi)的損壞，并記錄檢查結(jié)果；
步驟B4:將步驟B3的檢查結(jié)果發(fā)送到貨車(chē)車(chē)輛監(jiān)控中心，然后由貨車(chē)車(chē)輛監(jiān)控中心對(duì)貨車(chē)進(jìn)行處理。本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明的一種基于DTW的語(yǔ)音識(shí)別的貨車(chē)車(chē)輛檢查方法，包括有訓(xùn)練模板和將訓(xùn)練模板用于車(chē)輛檢查，其原理是利用有裂縫或損壞的車(chē)輪與軌道的連接處接觸時(shí)發(fā)出不同的聲音來(lái)達(dá)到車(chē)輛檢測(cè)的目的。本發(fā)明是基于DTW技術(shù)的語(yǔ)音識(shí)別的貨車(chē)車(chē)輛檢查方法，與 TADS技術(shù)應(yīng)用于貨車(chē)車(chē)輛檢查的區(qū)別在于TADS技術(shù)是根據(jù)不同的軸承故障信號(hào)頻率、能量、幅值和相關(guān)的車(chē)速、荷載的因素，判別出各種不同的軸承故障類(lèi)型和故障缺陷程度，而本發(fā)明是根據(jù)正常車(chē)輪與損壞車(chē)輪發(fā)出不同語(yǔ)音的語(yǔ)音特征來(lái)判別車(chē)輪等部件的故障；另一方面本發(fā)明所需的硬件系統(tǒng)屬于簡(jiǎn)單的嵌入式系統(tǒng)，而TADS系統(tǒng)復(fù)雜昂貴。因此，相比 TADS技術(shù)，本發(fā)明具有故障檢測(cè)識(shí)別率高、操作系統(tǒng)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。


利用附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，但附圖中的內(nèi)容不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制。圖1為本發(fā)明的一種基于DTW的語(yǔ)音識(shí)別的貨車(chē)車(chē)輛檢查方法的實(shí)施例1的系統(tǒng)
裝置原理圖。圖2本發(fā)明的一種基于DTW的語(yǔ)音識(shí)別的貨車(chē)車(chē)輛檢查方法的實(shí)施例1的語(yǔ)音識(shí)別車(chē)輛檢查系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1至圖2中包括有
聲音采集模塊si、預(yù)處理模塊s2、特征參數(shù)提取模塊S3、 識(shí)別模塊s5、貨車(chē)車(chē)輛監(jiān)控中心s7、訓(xùn)練模塊s8、模板s9 ； 軌道1、語(yǔ)音采集裝置4。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行說(shuō)明。DTff即動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)劃，是較早的一種模式匹配和模型訓(xùn)練技術(shù)，它應(yīng)用動(dòng)態(tài)規(guī)劃的思想成功解決了語(yǔ)音信號(hào)特征參數(shù)序列比較時(shí)的時(shí)長(zhǎng)不等的難題，在孤立詞語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)中獲得了良好性能?；贒TW的語(yǔ)音識(shí)別具有孤立詞檢測(cè)識(shí)別率高，系統(tǒng)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，運(yùn)用非常廣泛?；贒TW技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明將DTW語(yǔ)音識(shí)別應(yīng)用于貨車(chē)車(chē)輛檢測(cè)。應(yīng)用本發(fā)明的一種基于DTW的語(yǔ)音識(shí)別的貨車(chē)車(chē)輛檢查方法的一種語(yǔ)音識(shí)別車(chē)輛的檢查系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例如圖1和圖2所示，包括有聲音采集模塊Si、預(yù)處理模塊S2、特征參數(shù)提取模塊S3、識(shí)別模塊s5、貨車(chē)車(chē)輛監(jiān)控中心s7、訓(xùn)練模塊s8以及模板s9。本發(fā)明的方法包括有訓(xùn)練語(yǔ)音識(shí)別模板和將訓(xùn)練好的語(yǔ)音識(shí)別模板應(yīng)用于貨車(chē)車(chē)輛的檢查。
本實(shí)施例中，訓(xùn)練語(yǔ)音識(shí)別模板是通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)
步驟Al:聲音采集，在貨車(chē)經(jīng)過(guò)檢查區(qū)軌道1時(shí)，采集車(chē)輪等部件有各種損壞的聲音， 以及采集正常的車(chē)輪經(jīng)過(guò)檢查區(qū)的聲音，形成語(yǔ)音樣本。具體的，準(zhǔn)備一些以前損壞的貨車(chē)車(chē)輪以及一些正常的貨車(chē)車(chē)輪。準(zhǔn)備的損壞的車(chē)輪包括徑向裂縫車(chē)輪、表面裂縫車(chē)輪、有凹坑車(chē)輪、摩擦比較厲害的車(chē)輪、有空車(chē)輪；車(chē)軸、彈簧、剎車(chē)片等常見(jiàn)部件損壞的貨車(chē)車(chē)輪。步驟A2:預(yù)處理，把采集到的語(yǔ)音樣本作預(yù)處理，然后提取MFCC參數(shù)(Mel頻率倒譜系數(shù))。具體的，讓貨車(chē)通過(guò)安裝了語(yǔ)音采集裝置4的檢查區(qū)軌道1，分別采集步驟Al中所有車(chē)輪經(jīng)過(guò)軌道連1接處發(fā)出的聲音，并形成聲音樣本，再將采集的聲音樣本，通過(guò)預(yù)處理模塊s2提取語(yǔ)音端點(diǎn)。步驟A3 將步驟A2提取的MFCC參數(shù)作為訓(xùn)練模塊s8的輸入，訓(xùn)練形成模板s9， 并保存模板s9完成訓(xùn)練。具體的，將步驟s2提取的語(yǔ)音端點(diǎn)的有效語(yǔ)音通過(guò)特征參數(shù)提取模塊S3提取語(yǔ)音樣本的特征參數(shù)，然后通過(guò)訓(xùn)練模塊s8保存提出的特征參數(shù)，并形成模板s9完成訓(xùn)練過(guò)程。本實(shí)施例中，將訓(xùn)練好的語(yǔ)音識(shí)別模板應(yīng)用于貨車(chē)車(chē)輛的檢查是通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)的
步驟Bi:將需要檢測(cè)的貨車(chē)通過(guò)安裝有語(yǔ)音采集裝置4的軌道1，采集這輛貨車(chē)所有車(chē)輪與軌道1接觸的聲音。步驟B2:把所有采集聲音的每一個(gè)語(yǔ)音，通過(guò)預(yù)處理模塊s2得到語(yǔ)音端點(diǎn)，把得到的語(yǔ)音端點(diǎn)的每個(gè)語(yǔ)音通過(guò)特征參數(shù)提取模塊s3，提取語(yǔ)音的MFCC特征參數(shù)。步驟B3 把提取的MFCC特征參數(shù)通過(guò)識(shí)別模塊s5，用DTW語(yǔ)音識(shí)別算法得到識(shí)別結(jié)果。根據(jù)識(shí)別結(jié)果，可以得出車(chē)輪是正常還是損壞，并且可以得到車(chē)輪損壞的類(lèi)型。記錄檢查結(jié)果是車(chē)輪損壞、車(chē)軸、彈簧、剎車(chē)片等部件損壞。步驟B4:把檢查的結(jié)果，發(fā)送到貨車(chē)車(chē)輛監(jiān)控中心s7，讓貨車(chē)車(chē)輛監(jiān)控中心s7對(duì)貨車(chē)做處理。
權(quán)利要求
1. 一種基于DTW語(yǔ)音識(shí)別的貨車(chē)車(chē)輛檢查方法，其特征在于，包括有訓(xùn)練語(yǔ)音識(shí)別模板以及將所述語(yǔ)音識(shí)別模板用于車(chē)輛檢查； 所述訓(xùn)練語(yǔ)音識(shí)別模板，包括有以下步驟步驟Al:聲音采集，在貨車(chē)經(jīng)過(guò)檢查區(qū)軌道時(shí)，采集車(chē)輪等部件有各種損壞的聲音，以及采集正常的車(chē)輪經(jīng)過(guò)檢查區(qū)的聲音，形成語(yǔ)音樣本；步驟A2:預(yù)處理，把采集到的語(yǔ)音樣本作預(yù)處理，然后提取MFCC參數(shù)； 步驟A3 將步驟A2提取的MFCC參數(shù)作為訓(xùn)練模塊的輸入，訓(xùn)練形成模板，并保存模板完成訓(xùn)練；將所述語(yǔ)音識(shí)別模板用于車(chē)輛檢查，包括有以下步驟步驟Bi:通過(guò)語(yǔ)音采集裝置采集貨車(chē)經(jīng)過(guò)時(shí)接觸軌道發(fā)出的聲音；步驟B2:把采集到的聲音通過(guò)預(yù)處理，然后提取MFCC參數(shù)；步驟B3 將步驟B2提取的MFCC參數(shù)用DTW語(yǔ)音識(shí)別算法，得到識(shí)別結(jié)果，判斷車(chē)輛的車(chē)輪等部件是否損壞和屬于哪一類(lèi)的損壞，并記錄檢查結(jié)果；步驟B4:將步驟B3的檢查結(jié)果發(fā)送到貨車(chē)車(chē)輛監(jiān)控中心，然后由貨車(chē)車(chē)輛監(jiān)控中心對(duì)貨車(chē)進(jìn)行處理。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于DTW的語(yǔ)音識(shí)別的貨車(chē)車(chē)輛檢查方法，包括有訓(xùn)練模板和將語(yǔ)音識(shí)別模板用于車(chē)輛檢查。本發(fā)明以DTW語(yǔ)音識(shí)別算法為核心，通過(guò)訓(xùn)練貨車(chē)通過(guò)軌道發(fā)出的正常聲音以及有損壞的時(shí)候發(fā)出的聲音形成識(shí)別模板，在識(shí)別時(shí)可以判別貨車(chē)損壞部件的情況，然后向控制中心發(fā)送結(jié)果，從而做出早期診斷預(yù)報(bào)處理，為貨車(chē)的行駛安全提供保障。本發(fā)明具有故障檢測(cè)識(shí)別率高、操作系統(tǒng)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B61K9/12GK102157148SQ20101061895
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者崔金鐘, 朱國(guó)斌, 欒強(qiáng)厚, 武劍輝, 王勇, 王志光, 邱會(huì)中 申請(qǐng)人:東莞市智樂(lè)堡兒童玩具有限公司, 東莞電子科技大學(xué)電子信息工程研究院