CN101755294A - 给观察者提供关于使用中的应急车辆信息的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明建议一种给观察者提供关于使用中的应急车辆的信息的方法，其中，多通道地检测应急车辆的声音紧急信号，由对检测到的声音紧急信号的评价获得关于应急车辆相对于观察者的运动方向的信息，并且根据这个信息通过由观察者操作的音频信号设备发出声音警报信号，其中，所述音频信号设备为了产生立体声感具有多个扬声器并且为了发出警报信号对这些扬声器进行控制，使得观察者产生警报信号来自接近的应急车辆的方向的感觉，本发明还建议一种用于该方法的设备。本发明的优点是，在给观察者、尤其是汽车司机提供关于使用中的接近的应急车辆的信息方面得到进一步改善。尤其是可以比在光学指示器的情况下更直觉地检测关于应急车辆运动的信息。此外降低了汽车司机从交通状况中分散注意力的程度。
Description
技术领域
本发明涉及一种如独立权利要求前序部分所述的用于给观察者特别是汽车司机提供关于使用中的应急车辆信息的方法和装置。
背景技术
在特殊使用中的应急车辆在道路交通中通常在紧急信号设备即蓝色的闪光(也称为蓝光)打开的条件下，并且至少在接近交通紧忙的道路或交叉路口时在声音紧急信号设备特别是比如警铃打开约条件下行驶。
由于在总体提高舒适性的过程中对汽车内室中的消声要求越来越高，除此以外也由于在汽车内室中音频信号的工作，汽车司机越来越与在汽车外部发生的声音隔离和/或越来越不容易注意到在汽车外部发生的声音。因此经常相当迟地才注意到警铃打开的应急车辆。
给汽车司机提供关于接近其位置的应急车辆的信息的多种解决方案是已知的。为此，在US 5 235 329中建议，给应急车辆配备专门的无线发射器并且给其它汽车配备匹配的接收器，因此由应急车辆的无线发射器发出的信号在其它汽车中被接收并由此汽车司机可以得到关于接近的应急车辆的信息。例如由JP 06 215 97或JP 06154 115公开了这样的方法，它们评价作为根据的警铃的紧急信号的电平并因此可靠地识别警铃。在EP 0 773 524中建议，将在总部中已知的使用中的应急车辆的路线和位置从总部传递到汽车。在此将路线和位置与相应汽车周围的区域进行比较并且根据比较向该相应汽车发出警报。在EP 1 307 868中，在这个解决方案的改进中建议，只有当应急车辆将从该相应汽车旁边行驶或者两者的行驶方向交叉时，才发出警报。
在DE 100 60 017 A1中描述了一种方法和装置，它们用于给汽车司机提供关于在其附近的应急车辆的信息，其中，多通道地检测应急车辆的声音紧急信号并且借助于组合的时间和频谱分析进行评价。由这些分析能够得出关于是否有应急车辆、应急车辆的方向和应急车辆接近或离开相应汽车的结论。作为结果，通过在汽车中存在的扬声器对接收到的应急车辆的声音紧急信号进行放音，必要时关闭汽车收音机并且将应急车辆的声音紧急信号的进入方向在具有发光元件的象限指示器上描绘出。为了区分应急车辆接近或离开相应汽车的位置，可以改变有源发光元件的发光颜色。作为替代方案，也可以以不断增加或减小的音量对声音警报信号进行放音。
发明内容
与此相比，具有独立权利要求的特征的本发明具有这样的优点，即，在给观察者尤其是汽车司机提供关于使用中的应急车辆的信息方面得到进一步改善。尤其是，能够比在光学指示器的情况下更加直觉地检测关于应急车辆运动的信息。此外，降低了汽车司机从交通状况中分散注意力的程度。
这个目的将在一种用于给观察者提供关于使用中的应急车辆的信息的方法中通过如下方式得以实现：多通道地检测应急车辆的声音紧急信号，由对检测到的声音紧急信号的评价获得关于应急车辆相对于观察者的运动方向的信息并且利用由观察者操作的多通道音频信号设备发出声音警报信号，使得使用者产生警报信号源在应急车辆的方向上的感觉。
有利的是，将检测到的应急车辆的声音紧急信号作为警报信号，或者警报信号是由这个声音紧急信号获得。在这种情况下，本发明具有特殊的其它优点，即，避免了观察者被发出的警报信号和在其位置处可能同样可同时听到的应急车辆的声音紧急信号弄糊涂，因为两个信号从相同的方向进入。因此避免了观察者产生可能有两辆应急车辆接近的错误感觉。
为了多通道地检测应急车辆的声音紧急信号，有利地设置至少两个检测元件，它们最好在空间上相互分开地设置并且最好相互间还具有不同的方向特性。尤其是，检测元件在只有两个检测元件的情况下可以分别在两个象限范围内具有高灵敏度，而在另两个象限范围内具有较低的灵敏度，并且相互间以180度错置。通过这种方式，由检测到的声音紧急信号的渡越时间差以及相应检测到的紧急信号电平，应急车辆的位置不仅可以被确定在一条直线上位于观察者位置这一侧和那一侧的两个可能的位置上，而且可以被唯一地确定在从观察者的位置出发的一条射线上。同样也可以根据利用至少三个相互远离设置的检测元件对紧急信号的检测来确定唯一的位置。
在应急车辆接近观察者位置的情况下，警报信号可以有利地以不断增加的音量发出。在应急车辆离开观察者的情况下，警报信号可以有利地以不断减小的音量发出或者抑制警报信号的发出。抑制警报信号的发出使观察者或汽车司机减轻负担，从而观察者或汽车司机以更小的程度从交通状况中分散注意力。以不断减小的音量发出警报信号的优点是，观察者获悉事件“应急车辆”，同时获悉该事件对他不重要，此外还可以更好地估计对声音紧急信号作出反应的其它交通参与者的可能引人注意的行为。
附图说明
在附图中示出本发明的实施例并且在下面对其进行详细解释。附图中：
图1示出包括汽车1和接近它的应急车辆的现场，
图2示出按照本发明的用于实施按照本发明方法的设备的发明重要部分的方框图。
具体实施方式
本发明特别有利地可以在汽车中实施，但是也可以用于其它应用场合，例如用于可携带的具有立体声耳机的音乐放音机，如盒式磁带播放机、CD播放机，MP3播放机或类似设备。因此，当下面以汽车的音频信号设备为示例描述本发明，这不应被理解为将本发明局限于示例性描述的应用。
在图1中示出汽车1，它沿箭头方向10沿着道路前进。在汽车内室中装备有音频信号设备20，例如汽车收音机、或用于含有声音信号的存储介质的放音机、或无线电导航系统、或多媒体系统、或类似设备，这些设备通过与之连接的扬声器11，12，13和14发出音频信号。扬声器分布在汽车1的客厢中，即左前11、右前12、左后13和右后14，因此通过音频信号设备适当地启动扬声器，使观察者2，在这里是汽车司机在听觉上产生立体声感。
在汽车1上还相互间隔地设置两个声频接收器16和17，尤其是麦克风。在此间隔意味着，两个接收器不设置在同一位置上并且彼此也不紧邻，而是相隔一段空间的距离。声频接收器16和17例如可以在汽车内室中设置在扬声器11至14中的两个，即例如左前和右后扬声器的两个安装位置处。同样，声频接收器16和17可以设置在汽车外部区域中。有利的是，如图所示，例如布置在车顶上的左前角和右后角中，因为由此声频接收器不会被汽车部件覆盖并因此保证最佳的全景视野。声频接收器16和17分别具有一种方向特性。每种方向特性被设计成，在平面内的两个象限内，即对于第一声频接收器16来说在范围161内，而对于第二声频接收器17来说在角度范围171内，也就是说在至少接近180度的平面视角内，声频接收器具有高的灵敏度；在相应的其余的两个象限162和172内，使声频接收器具有相对明显减小的灵敏度。在此，声频接收器16和17相对旋转了180度，即在这里相互呈镜像地取向，从而使高灵敏度范围161和171沿相互相反的方向取向。即，在所示实施例中，第一接收器16的灵敏范围161例如向左前方取向，而第二接收器17的灵敏范围171例如向右后方取向。同样，另外的取向也是可行的，在此重要的仅仅是相对旋转180度的取向，如同由下面的功能描述可看到的那样。声频接收器16和17的不同灵敏度和取向在附图中通过相应较大和较小的半圆表示。
对由两个声频接收器16和17接收的声音信号311和321进行预处理。这个预处理是在相应的模数转换器41和42中进行模数转换。然后将数字化的接收信号312和322输送到评价装置43。
评价装置43评价在数字化的接收信号312和322中含有的声音信息，以确定其中是否含有应急车辆3的声音紧急信号，也就是尤其是紧急信号或警铃信号。此外，评价装置43还被设计成用于由必要时通过声频接收器16和17接收的应急车辆3的声音紧急信号获得关于应急车辆3相对于观察者2或相对于观察者的汽车1的运动方向的信息。这些运动方向信息一方面包括运动速度，其中可以区分应急车辆接近和远离，此外还包括从由观察者2观察应急车辆3所处的水平角度。这些运动方向信息430由评价装置传递给控制装置44。
控制装置44被设计成用于在发出之前适当地调整警报信号，该警报信号在对接近观察者2且处于使用中的应急车辆的反应中应当发出以通知或警告观察者2。在此，调整警报信号至少包括通过控制用于各个需要启动的扬声器11，12，13，14的信号电平来控制立体声效果，优选还包括控制警报信号由各扬声器发出应当采用的渡越时间或者说渡越时间延迟，另外，按照在这里描述的特别有利的实施例中还包括控制用于警报信号的放音音量。
相应地为每个要被启动的扬声器单独调制的、含有警报信号的放音信号441，442，443，444在最后的输出级451，452，453，454中进行调制，即在这里尤其是进行放大，然后通过扬声器11，12，13和14进行放音以通知观察者或汽车司机2。
对于在图1中示例性示出的情况，应急车辆3位于汽车1附近并由此位于汽车司机和观察者2附近，并且在警铃35打开的条件下沿方向30，即从汽车1的视角看从左后方朝汽车1的瞬时位置运动。警铃信号或紧急信号沿着传播方向31到达第一声频接收器16的不灵敏范围162并且沿着另一传播方向32到达第二声频接收器17的灵敏范围171。接收信号311和321含有汽车位置处的环境噪声和包含在该环境噪声中的应急车辆3的声音紧急信号，对这些接收信号311和321进行预处理41和42，在这里尤其是进行模数转换。数字化的接收信号312和322被输送到评价单元43以进行评价。
在评价单元43中检查至少一个数字化的接收信号312或322在其中是否含有应急车辆3的紧急信号。这例如可以通过对接收信号312或322进行频谱分析和与相应储存的用于已知的紧急信号的基准值进行比较，和/或通过在时间上对接收信号进行评价，尤其是例如通过接收信号与存储的标准信号的相关性来实现。紧急信号的识别也可以通过与公知的语音识别方法类似的方法来实现，其中对音调和混合频率或诸如此类的节拍或重复率、增强和减弱特性进行更多的分析。通过由于观察者2与应急车辆3之间的相对速度导致的多普勒效应产生的在接收到的紧急信号中的频率偏移可以通过计算来确定并由此得出关于相对速度的结论。此外，评价两个接收信号212和322，以确定应急车辆3从观察者2观察所处的方向。尤其可以通过两个接收信号相互间的相关性来确定方向，其中作为结果，得到包含在接收信号中的紧急信号的渡越时间差。由此及由已知的接收器相互间的距离能够通过计算确定入射角，从而可以将入射角确定在两个可能的相互间以180度错置的角度上。通过附加地评价接收信号的幅度，例如同样通过两个信号的相关性可以唯一地确定入射角。
因此，作为评价43的结果，得到关于应急车辆3运动方向30的信息，这些信息包括关于以下内容的信息：
-应急车辆的类型
-应急车辆3的速度(相对于观察者2而言)，
-应急车辆3接近或远离(相对于观察者2而言)，
-应急车辆3从观察者2的视角看所处的角度。
这些信息作为信息信号430传递到控制装置44上。
控制装置44最好对于音频设备的每个放音通道来说包括时间延迟器和衰减或放大器，利用它们，音频信号，在这里是要向汽车司机发出的警报信号对于每个扬声器11，12，13，14来说可以单独地进行延迟和衰减或放大。由得到的信息信号430，在这里尤其是角度信息，对于每个扬声器11，12，13，14调节时间延迟和衰减或放大，使得在输出时通过扬声器发出的警报信号15从应急车辆3的方向30传递到观察者2，该警报信号由各个扬声器信号，更准确地说是基于这些信号的声波阵面的叠加得到。因此观察者2得到关于应急车辆3位于哪个方向的信息。
速度信息可以有利地用于调整警报信号的音调。如果使用接收到的紧急信号作为警报信号，其中这个紧急信号可以由接收到的混合信号通过滤波获得或者例如由本来就存储的参数或标准信号合成，则为了放音也可以调整警报信号的音调使其与在观察者2位置处也可以直接听到的应急车辆3的紧急信号的音调相吻合。因此避免产生可能有多辆不同的应急车辆接近的感觉。此外，在这里尤其也可以使需要发出的警报信号15相对于在观察者2位置处可听到的紧急信号同相位地发出，以避免干扰性的干涉效应。为此所需的关于紧急信号在观察者2位置处的相位信息可以在评价装置43中容易地一起确定。
速度信息还可以有利地用于调整警报信号15的放音音量，从而通过不断增加的音量向观察者2指示应急车辆接近，而通过不断减小的音量向观察者2指示应急车辆离开。作为替代方案，也可以在应急车辆3离开时抑制警报信号15的发出。
与上述的声频接收器扩展结构不同，这些声频接收器也可以具有不同的方向特性。如果使用三个或多个分别相互间隔设置的声频接收器16，17，可以不需要明显的方向特性，其中，应急车辆3的方向可以通过三角测量来确定。然后为了确定方向，相应地调整评价装置43。
需要通过扬声器11至14发出的警报信号15可以有利地被混合到正在通过音频信号设备进行放音的尤其娱乐音频信号440中或者叠加到这个信号上。在这里，尤其也可以规定，在已识别到紧急信号时降低娱乐信号440的音量电平并且提高警报信号的音量电平，即一种从娱乐信号到警报信号的淡入淡出效果，因此即使例如在存在非常大声的娱乐信号时也可以清楚地觉察到警报信号，而不会使观察者2的听觉负担过重。此外，尤其可以规定，警报信号的音量增加通过由于应急汽车3的接近或远离引起的音量影响而被叠加。
按照本发明的装置最好可以被实施为音频信号设备的组成部分。
Claims (8)
1.给观察者(2)提供关于使用中的应急车辆(3)的信息的方法，其中，多通道地检测应急车辆(3)的声音紧急信号，由对检测到的声音紧急信号的评价获得关于应急车辆(3)相对于观察者(2)的运动方向的信息(430)，根据这个信息(430)通过由观察者(2)操作的音频信号设备发出声音警报信号(15)，
其特征在于，所述音频信号设备为了产生立体声感具有多个扬声器(11，12，13，14)并且为了发出警报信号(15)对所述扬声器进行控制，使得观察者(2)产生警报信号(15)来自接近的应急车辆(3)的方向的感觉。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述警报信号(15)是检测到的应急车辆(3)的声音紧急信号或者由这个信号获得。
3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在应急车辆(3)接近观察者(2)的情况下，所述警报信号(15)以不断增加的音量发出。
4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在应急车辆(3)离开观察者(2)的情况下，所述警报信号(15)以不断减小的音量发出或者抑制所述警报信号(15)的发出。
5.用于给观察者(2)提供关于使用中的应急车辆(3)的信息的设备，该设备包括：用于多通道地检测应急车辆(3)的声音紧急信号的检测装置(16，17)、用于评价检测到的声音紧急信号以确定关于应急车辆(3)相对于观察者的运动方向的信息(430)的评价装置(43)、用于以声音方式发出警报信号(15)的输出装置(11，12，13，14)和用于根据关于应急车辆(3)运动方向(30)的信息(430)来控制警报信号(15)发出的控制装置(44)，
其特征在于，所述输出装置为了产生立体声感包括多个扬声器(11，12，13，14)，并且所述控制装置(44)被设计成用于启动用于发出所述警报信号(15)的输出装置(11，12，13，14)，使得观察者(2)产生所述警报信号(15)来自接近的应急车辆(3)的方向的感觉。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述检测装置包括多个声音信号接收器(16，17)，它们相互远离地设置。
7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述声音信号接收器(16，17)具有不同的方向特性(161，162，171，172)。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述声音信号接收器(16，17)具有基本上相互呈镜像反转地取向的方向特性(161，162，171，172)。
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