CN102931936B - 一种车载音源音量的调节方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载音源音量的调节方法，结合了转速，车速，驾驶信息等行车电脑信息，所以，本发明可以在高转速时给予车载机音频输出增益或者频响一定的补偿，从而避免了在低车速高转速时产生的噪音对驾驶者以及乘车者对于车载机音频的收听。在不同的驾驶模式下，由于其换挡时机或者发动机输出方式的变化，通过对驾驶模式信息的取得，并且通过驾驶模式选择不同的增益/频响变化曲线，也达到了提升乘车者收听效果的改善。并且，因为结合了一部分的Mic收集声音反相处理以及导航取得的当前路况信息以及通信网络取得的当前天气信息，进行了增益衰减，从而降低了胎噪与风速或其他环境因素等对当前车内噪声的影响。

Description

一种车载音源音量的调节方法和系统

技术领域

本发明涉及专利分类号中H电学；H03基本电子电路；H03G放大的控制；H03G3/00放大器或变频器的增益控制；H03G3/20自动控制；H03G3/30在有半导体器件的放大器中；H03G3/32依靠环境噪声级别声音级别的控制。

背景技术

现有的汽车音响能够根据当前的车速以及其它等相应的信息调节输出音量，已达到比较好的听觉效果。主要的实现方式有如下两种：

1.根据行车电脑或者导航模块提供的车速信号，在音频处理器中对现有的音频输出幅度做相应的调整，并且根据车速的上升，由于风阻的影响，音频输出幅度会逐渐变大。

虽然车速上升会造成胎噪，风阻和发动机噪音的增大，但是在某些档位的时候，随着转速的提升，其引起的发动机噪音要比随车速上升的更明显，但是现有技术却没有考虑转速的影响。

2.根据车身或者车内的Mic收集环境的声音，在音频处理器中对Mic收集的声音做反相处理。然后将反相处理后的环境音叠加到以前的音频输出上，从而在听觉上抵消了车内的声音，从而达到降噪的目的。

在Mic收集车身外侧或者车内声音的时候，会将有效的音频信息同样作为噪音处理，这样就会将车内人员的沟通声音直接抵消，导致车内人员沟通障碍。并且在车外如果有其他车辆或者设备发出警示音的时候，因为已经将该部分声音作为噪音抵消，所以容易造成驾驶者无法判断车外警示音，导致交通事故发生概率上升。

发明内容

本发明针对以上问题的提出，而研制的一种车载音源音量的调节方法，具有如下步骤：

S100.检测并记录车辆静止或起步时，车载音源的音量、车速和发动机转速，分别作为音量基础值、速度基础值和发动机转速基础值；

S200.检测当前时刻车辆的速度，当该速度大于速度基础值时，由该速度计算出车载音源音量调节的增益：△Gain1；

S300.检测当前时刻车辆的发动机转速，当该发动机转速大于发动机转速基础值时，由该发动机转速基础值计算出车载音源音量调节的增益：△Gain2；

S400.将所述第一增益、第二增益和音量基础值混合，得到新的车载音源音量=音量基础值+△Gain1+△Gain2，完成当前时刻车载音源的音量调节；

所述△Gain1=车速/N1，N1=100.200.400，所述△Gain2=发动机转速/N2，N2=1000.2000.4000。

还具有：步骤S250.获取当前汽车外部的风力信息，结合当前时刻车辆的行进方向和速度，根据式

△Gain1A=△Gain1×风速等级×车辆风阻系数×风向角的余弦值，I得到新的音量调节增益△Gain1A，所述新的车载音源音量=音量基础值+△Gain1A+△Gain2。

获取当前的降雨等级，计算雨水变量，所述

△Gain1A=△Gain1×风速等级×车辆风阻系数×风向角的余弦值+降雨变量，所述新的车载音源音量=音量基础值+△Gain1A+△Gain2。

还具有步骤：S350.获取当前的汽车的驾驶模式，对所述第二增益进行修正，得到△Gain2A：

△Gain2A=X×△Gain2，X=0.5，1，2；所述

新的车载音源音量=音量基础值+△Gain1A+△Gain2A。

还具有步骤S500.获取当前的路况等级信息，量化成音量调节增益△Gain3，所述新的车载音源音量=音量基础值+△Gain1A+△Gain2+△Gain3。

还具有步骤S500：获取运行状态下车辆内部的声音，用该声音做反相处理，得到MIC的反相增益系数△Gain4，

新的车载音源音量=音量基础值+△Gain1+△Gain2+△Gain4。

还具有步骤S600.设定阈值时间段，记录所述各音量调节增益持续时间，当至少一个音量调节增益的持续时间超过所述阈值时间段的长度时，输出该增益；否则，忽略该增益。

一种车载音源音量的调节系统，具有：

车载音源；

数据采集单元，采集车辆运行时的车辆运行数据，该车辆运行数据至少包括：车速，发动机转速，风速、风向、降雨等级和车内音量数据；

接收所述数据采集单元上传的车辆运行数据，针对车辆运行数据，生成每个数据对应的音量调节增益，并输出该增益；

接收所述由数据采集单元输出的音量调节增益，对车载音源音量做出调节的音频调节芯片。

所述数据采集单元至少包括如下传感器：速度传感器、发动机转速传感器、风速和风向传感器、降雨传感器和车内MIC。

所述所述车速、发动机转速传感器集成在车辆内部的行车电脑中；所述风速传感器、风向传感器和降雨传感器集成在车载导航设备中，通过互联网获得所述风速、风向和降雨等级信息。

由于结合了转速，车速，驾驶信息等行车电脑信息，所以，本发明可以在高转速时给予车载机音频输出增益或者频响一定的补偿，从而避免了在低车速高转速时产生的噪音对驾驶者以及乘车者对于车载机音频的收听。在不同的驾驶模式下，由于其换挡时机或者发动机输出方式的变化，通过对驾驶模式信息的取得，并且通过驾驶模式选择不同的增益/频响变化曲线，也达到了提升乘车者收听效果的改善。并且，因为结合了一部分的Mic收集声音反相处理以及导航取得的当前路况信息以及通信网络取得的当前天气信息，进行了增益衰减，从而降低了胎噪与风速或其他环境因素等对当前车内噪声的影响。

附图说明

为了更清楚的说明本发明的实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的流程图

图2为本发明的模块示意图

具体实施方式

为使本发明的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：

如图1所示：一种车载音源音量的调节方法，蛀牙具有如下步骤：

考虑到一般的驾驶习惯，通常驾驶员最有可能在车辆处于静止怠速状态，或者车辆处于低档低转速的情况下，调节汽车车载音源的音量，使该音量达到自己比较满意的状态。而且，此时车辆由于自身速度或发动机转速产生的噪音非常小，故优选的，提出步骤：

S100.首先检测并记录车辆静止、起步或静止怠速的状态下，车载音源的音量、车速和发动机转速，分别作为音量基础值、速度基础值和发动机转速基础值。作为在以后车辆处于行驶状态下，调节音量的参照基础。

当车辆处于行驶状态时，在不考虑外界气象条件的影响下，主要的噪音来源主要由车辆自身的速度和发动机运行的噪音，故优选的，提出步骤：

S200.检测当前时刻车辆的速度，当该速度大于速度基础值时，由该速度计算出车载音源音量调节的第一增益△Gain1。优选的，该△Gain1=车速/N1，N1可以根据不同的使用情况，比如针对不同车辆的密封性和隔音性的不同，设定不同的数值，在本发明中，优选的，设定数值为：100.200.400等不同数值。数目越大，调节幅度越小。

S300.检测当前时刻车辆的发动机转速，当该发动机转速大于发动机转速基础值时，由该发动机转速基础值计算出车载音源音量调节的第二增益△Gain2，△Gain1=转速/N2，类似的，对于不同的车辆，根据其密封性和隔音性的不同，设定不同的数值，优选的，可以设定数值为：1000.2000.4000等不同数值，同样的，数值越大，调节的幅度越小。

在获得关于车速和发动机转速的第一增益和第二增益后，提出步骤S400：将第一增益、第二增益和音量基础值混合后输出，即新的车载音源音量=音量基础值+△Gain1+△Gain2，即完成当前时刻，车载音源音量的调节。

进一步的，车辆行驶的过程中，不可避免的要受到外界环境的影响，比如风速和风向就是主要的影响因素之一。优选的，在步骤S200和S300之间设定步骤S250.获取当前汽车外部的风力信息，结合当前时刻车辆的行进方向和速度，得到新的第一增益△Gain1A，获取当前的车辆外部的风速和风向信息。

考虑到，当风向与车辆行进风向正相反的情况下，风和车辆之间产生的噪声最大，故在当前步骤S250中，首先计算风向与当前车辆前进方向的余弦值，即所述的风向角的余弦值；同时，考虑到，现代的汽车都具有很好的风阻外形，即交底的风阻系数，故考虑风与车辆摩擦所产生的噪声的时候，风阻系数也要考虑，故

△Gain1A=△Gain1×风速等级×车辆风阻系数×风向角的余弦值 I

则新的车载音源音量=音量基础值+△Gain1A+△Gain2。

更进一步的，对于雨天行车的状况，针对所述公式I做进一步的修改，引入降雨变量。根据不同的降水量等级，设定不同等级降水量所对应的雨量系数，余量越大，该余量系数也就越大。同时，针对不同车辆的不同的密封性与隔音性设定设定雨量调节幅度，密封性与隔音性越好的车辆调节幅度越小，相反地，密封性与隔音性不那么好的车辆，可以设定相对较大的调节幅度。

则考虑进雨水变量的第一增益△Gain1A’=△Gain1×风速等级×车辆风阻系数×风向角的余弦值+降雨变量，所述新的车载音源音量=音量基础值+△Gain1A’+△Gain2。

其中的降雨变量=雨量系数×调节幅度，其中雨量系数可以取值0.1.2，分别针对小雨、中雨和大雨等情况。调节幅度可以取0.5、1、2等数值，以针对不同密封性和隔音性的车辆。

现有带有行车电脑的自动挡车型，通常都会预值有不同的驾驶模式，驾驶员可根据当前路况或者实际需要等情况，先行选择不同的驾驶模式，行车电脑会根据预存的方案，自行控制发动机的转速和升降档的时机等动作。针对带有不同驾驶模式的车辆，优选的，在所述步骤S300之后，还提出步骤S350.获取当前汽车的驾驶模式，对所述第二增益进行修正，得到△Gain2A=X×△Gain2针对不同的驾驶模式，本发明中的X=0.5，1，2。如奥迪汽车一般预存有运动、自动和舒适三个自动驾驶模式。当处于运动驾驶模式时，驾驶员一般全神贯注与车辆的驾驶，需要全面感知车辆的各种声音，尤其是发动机的声音，此时，一般要求车载音源的音量要相对较小，以免对驾驶员的判断造成影响，故X可选0.5，即尽可能小的增加音量调节增益。相对的，当驾驶模式处于舒适的情况下，驾驶员和车内乘客对车辆的舒适性要求比较高，故此时X可以取2，以最大限度的提升车载音源大的音量以掩盖车辆发动机转速和其他环境因素造成的影响。

车辆行驶时的路噪（胎噪）是车辆噪声的另一重要来源，优选的设定第三音量调节增益△Gain3，在本发明中，针对不同等级的公路，比如：高速公路、国、省道以及乡村道路，设定不同的增益值：针对乡村道路，设定△Gain3=1；针对国、省道设定△Gain3=1；针对路况极佳的高速公路，路噪可忽略不计的情况下，设定△Gain3=-1，以获得较为精确的音量调节增益。

此时所述新的车载音源音量=音量基础值+△Gain1+△Gain2+△Gain3。

考虑到，当车辆内部的乘客和驾驶员需要交谈的时候，可能会需要降低当前比较大的车载音源的音量。优选的，还设有步骤S500.采集车辆运行状态下车辆内部的声音（特别是交谈的语音），对该声音做反相处理，得到反相音频。对该反相音频做进一步的调整后，得到第四音量调节增益△Gain4，则新的车载音源音量=音量基础值+△Gain1+△Gain2+△Gain4。

以上所述的音量调节方法，都是瞬时进行的，在实际使用过程中，可能会因为过快的音量调整，使车内人员可能因音量调节过快而造成不适，故进一步的，本发明中还设有步骤S600.设定阈值时间段，记录所述各音量调节增益（△Gain1、△Gain2、△Gain3和△Gain4）持续时间，当至少一个音量调节增益的持续时间超过所述阈值时间段的长度时，输出该增益；否则，忽略该增益；对于有多个音量调节增益超过阈值时间段的，则输出前述多个超过阈值的音量调节增益的和。具体使用过程，可以通过实验数据积累，针对不同的车辆和不同的使用人群，调节所述的阈值时间段的长度，以达到良好的听感。

如图2所示：一种车载音源音量的调节系统，主要包括：

多种形式的车载音源，可以是传统的接收公共广播的收音机，光盘播放机，USB设备，存储卡，HDD硬盘，AUX设备，网络媒体和蓝牙等其他形式的音频、视频文件载体。

数据采集单元，用于采集车辆运行数据，为了完成本发明所述方法公开的技术方案，优选的，数据采集单元用于采集车辆行驶过程中的车辆行驶信息，至少包含有车速信息、转速信息、车辆驾驶模式、和当前天气等信息（主要包含风速、风向和降雨等级等信息）。

车辆运行时的车速、发动机转速、车辆外部的风速、风向和降雨等级等的数据。

所述的数据采集单元可以包括不同的、独立设置的传感器。比如：速度传感器、发动机转速传感器、风速和风向传感器和降雨传感器。

系统还具有一个主控芯片，用于接收输出采集单元上传的车辆运行数据，名根据相应的数据，计算出不同的音量调节增益。

还至少有一个音频处理芯片，用于接收主控芯片传输的音量调节增益，对播放音源的音量做出调整。

所述数据采集单元至少包括以下传感器：速度传感器、发动机转速传感器、驾驶模式传感器、风速和风向传感器、降雨传感器和车内MIC。

进一步的，近年生成的汽车多具有行车电脑，即所谓的ECU，而ECU自身具有多种采集车辆运行数据的传感器，为了不造成硬件的重叠，所述所述车速、发动机转速传感器集成在车辆内部的行车电脑中。

相类似的，对于带有汽车导航，可通过无线互联网与外界通信的车辆：所述风速传感器、风向传感器和降雨传感器集成在车载导航设备中，直接读取车载导航的相关参数即可。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种车载音源音量的调节方法，其特征在于具有如下步骤：

S100.检测并记录车辆静止或起步时，车载音源的音量、车速和发动机转速，分别作为音量基础值、速度基础值和发动机转速基础值；

S200.检测当前时刻车辆的速度，当该速度大于速度基础值时，由该速度计算出车载音源音量调节的增益：△Gain1；

S300.检测当前时刻车辆的发动机转速，当该发动机转速大于发动机转速基础值时，由该发动机转速基础值计算出车载音源音量调节的增益：△Gain2；

S400.将第一增益、第二增益和音量基础值混合，得到新的车载音源音量＝音量基础值+△Gain1+△Gain2，完成当前时刻车载音源的音量调节；所述△Gain1＝车速/N1，N1＝100.200.400，所述△Gain2＝发动机转速基础值/N2，N2＝1000.2000.4000；

还具有步骤S500：获取运行状态下车辆内部的声音，用该声音做反相处理，得到MIC的反相增益系数△Gain4，所述MIC为车载麦克风；新的车载音源音量＝音量基础值+△Gain1+△Gain2+△Gain4；获取当前的降雨等级，计算雨水变量，△Gain1A＝△Gain1×风速等级×车辆风阻系数×风向角的余弦值+降雨变量，所述新的车载音源音量＝音量基础值+△Gain1A+△Gain2。

2.根据权利要求1所述的一种车载音源音量的调节方法，其特征还在于具有：

S250.获取当前汽车外部的风力信息，结合当前时刻车辆的行进方向和速度，根据式△Gain1A＝△Gain1×风速等级×车辆风阻系数×风向角的余弦值，得到新的音量调节增益△Gain1A，所述新的车载音源音量＝音量基础值+△Gain1A+△Gain2。

3.根据权利要求1所述的一种车载音源音量的调节方法，其特征还在于具有步骤：S350.获取当前的汽车的驾驶模式，对所述第二增益进行修正，得到△Gain2A：△Gain2A＝X×△Gain2，X＝0.5，1，2；所述新的车载音源音量＝音量基础值+△Gain1A+△Gain2A。

4.根据权利要求1所述的一种车载音源音量的调节方法，其特征还在于具有步骤S550.获取当前的路况等级信息，量化成音量调节增益△Gain3，所述新的车载音源音量＝音量基础值+△Gain1A+△Gain2+△Gain3。

5.根据以上任意一项权利要求所述的车载音源音量的调节方法，其特征还在于具有步骤：

S600.设定阈值时间段，记录各音量调节增益持续时间，当至少一个音量调节增益的持续时间超过所述阈值时间段的长度时，输出超过阈值时间段的增益；否则，忽略所述持续时间超过阈值的音量调节增益。

6.一种基于权利要求5所述方法的车载音源音量的调节系统，其特征在于具有：

车载音源；数据采集单元，采集车辆运行时的车辆运行数据，该车辆运行数据至少包括：车速，发动机转速、驾驶模式、路况、风速、风向、降雨等级和车内音量数据；接收所述数据采集单元上传的车辆运行数据，针对车辆运行数据，生成每个数据对应的音量调节增益，并输出每个数据对应的音量调节增益；接收由数据采集单元输出的音量调节增益，对车载音源音量做出调节的音频调节芯片。

7.根据权利要求6所述的一种车载音源音量的调节系统，其特征还在于：所述数据采集单元至少包括如下传感器：速度传感器、发动机转速传感器、驾驶模式传感器、路况传感器、风速和风向传感器、降雨传感器和车内MIC。

8.根据权利要求7所述的一种车载音源音量的调节系统，其特征还在于：所述车速、发动机转速传感器、驾驶模式传感器和路况传感器集成在车辆内部的行车电脑中；风速传感器、风向传感器和降雨传感器集成在车载导航设备中，通过互联网获得所述风速、风向和降雨等级信息。