研究目的
通过声学传感检测与障碍物可能的碰撞,以提高边走路边使用智能手机的行人的安全性。
研究成果
ObstacleWatch在碰撞检测中实现了超过92%的准确率,同时误报率和能耗较低,证明了利用智能手机内置传感器在现实行人安全应用中的可行性。
研究不足
该系统专为前向障碍物检测设计,可能无法应对侧方或后方威胁;在拥挤环境及受其他设备干扰时性能会受影响;横向持握手机会降低检测精度。
1:实验设计与方法选择:
该系统采用声学传感方案,通过智能手机扬声器发射设计的不可闻哔声信号(18-23kHz线性啁啾),并由双麦克风记录反射信号。方法包括用于信号相关的匹配滤波、用于角度估计的到达时间差(TDoA),以及用于尺寸估计的波峰宽度分析。
2:样本选择与数据来源:
实验在两个真实环境中进行——超市路线(500米,85次试验)和校园路线(2.1公里,15次试验),障碍物包含墙壁、垃圾桶、汽车、标识牌及行人。
3:1公里,15次试验),障碍物包含墙壁、垃圾桶、汽车、标识牌及行人。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:智能手机(三星Galaxy S5、Note5、S8+)、用于记录真实数据的摄像机。
4:NoteS8+)、用于记录真实数据的摄像机。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:参与者走向障碍物时,系统发射哔声并记录反射信号;数据处理后实现障碍物检测、距离/角度/尺寸估算及碰撞预测。
5:数据分析方法:
通过相关性与累积分布函数(CDF)图表,对真阳性/真阴性率、距离误差和角度误差进行统计分析。
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Smartphone
Galaxy S5
Samsung
Used as the primary device for emitting beep signals and recording reflections with built-in speaker and microphones.
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Smartphone
Galaxy Note5
Samsung
Used in experiments for obstacle detection and collision prediction.
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Smartphone
Galaxy S8+
Samsung
Employed for evaluation due to advanced audio hardware and longer microphone distance.
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Camera
Used to record ground truth data for angle and collision validation during experiments.
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