CN104270695B - 一种自动调整车内声场分布的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动调整车内声场分布的方法和系统，该方法包括：预设车内人耳分布情况和声场分布方案的对应关系，获取第一传感信号，获取第二传感信号，根据第一传感信号和第二传感信号估计车内人耳分布情况，进一步确定车内声场分布方案，按声场分布方案控制车内扬声器系统发声。该系统包括：控制单元、扬声器系统、第一传感器和第二传感器，第一传感器和第二传感器分别向控制单元输出第一传感信号和第二传感信号，控制单元根据第一传感信号和第二传感信号估计车内人耳分布情况，进一步确定车内的声场分布方案，按声场分布方案控制扬声器系统发声。本发明面向车内人耳分布情况对声场分布进行优化和调整，可以大幅提高车内各乘坐者的听觉体验。

Description

一种自动调整车内声场分布的方法和系统

技术领域

本发明涉及汽车领域，具体涉及一种自动调整车内声场分布的方法和系统。

背景技术

车载音响系统是汽车的一种最为常见的娱乐系统，随着生活质量的提高，人们对听觉体验的要求逐渐提升，车载音响系统的利用率日益增长。在目前的汽车市场中，车载音响系统的调节方式往往是通过乘坐者的手动操作来实现的，其可控参数一般包括：音乐类别、低音、中音、高音、响度和音量等。在上述背景下，车载音响系统的调节存在以下问题：一方面，由于乘坐者的非专业性，调节标准仅仅是操作者本人的听感，因此该调节过程往往带有盲目性和不准确性，并且无法满足车厢内其他乘坐者的听觉需求；另一方面，由于目前大部分车型内设座位都支持乘坐者对靠背倾斜角度、座位水平位置以及座位高度的调节，因此乘坐者的乘坐姿态有很多选择，进而导致车内人耳分布情况的多变性，而仅仅通过手动调节车载音响系统的音量、响度以及高中低音等参数无法保证车内每一位乘坐者的听觉体验。

综上所述，如何在保证车内每一位乘坐者的良好听觉体验的基础上，实现车载音响系统的自动化、智能化、准确化和专业化的调节，是当前汽车行业发展的重要趋势之一。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种自动调整车内声场分布的方法和系统，以解决上述问题或者至少部分地解决上述问题。

依据本发明的一个方面，提供了一种自动调整车内声场分布的方法，其特征在于，该方法包括：

预设车内人耳分布情况和声场分布方案的对应关系；

获取多个用于测得座位上是否有乘坐者的第一传感器的第一传感信号；

获取多个用于测得乘坐者耳部位置的第二传感器的第二传感信号；

根据第一传感信号和第二传感信号，估计车内人耳分布情况；

根据车内人耳分布情况，确定声场分布方案；

按声场分布方案控制车内扬声器系统发声。

可选地，获取多个用于测得座位上是否有乘坐者的第一传感器的第一传感信号包括：

获取多个位于车内各座位下的压力传感器的压力传感信号；

判断各压力传感信号强度是否超出预设默认范围；

是则，确定相应座位上有乘坐者。

可选地，获取多个用于测得乘坐者耳部位置的第二传感器的第二传感信号包括：

获取多个用于测得靠背倾斜角度的第三传感器的第三传感信号；

根据各靠背倾斜角度估计相应座位上乘坐者的耳部位置。

可选地，获取多个用于测得乘坐者耳部位置的第二传感器的第二传感信号进一步包括：

获取多个用于测得座位位置的第四传感器的第四传感信号；

根据各座位位置估计相应座位上乘坐者的耳部位置；

其中，座位位置包括座位水平位置和座位竖直位置。

可选地，按声场分布方案控制车内扬声器系统发声包括：

对扬声器系统的开关、角度、波导、相位以及振幅等多个状态中的至少一个的调整。

依据本发明的另一个方面，提供了一种自动调整车内声场分布的系统，其特征在于，该系统包括：控制单元、扬声器系统、多个用于测得座位上是否有乘坐者的第一传感器、以及多个用于测得乘坐者耳部位置的第二传感器；

每个第一传感器与控制单元连接，向控制单元输出表示相应座位上是否有乘坐者的第一传感信号；

每个第二传感器与控制单元连接，向控制单元输出表示相应座位上乘坐者耳部位置的第二传感信号；

控制单元，用于预设车内人耳分布情况和声场分布方案的对应关系，并且用于根据第一传感信号和第二传感信号估计车内人耳分布情况，进一步用于根据车内人耳分布情况确定声场分布方案，并按声场分布方案控制扬声器系统发声。

可选地，多个用于测得座位上是否有乘坐者的第一传感器包括：

多个位于车内各座位下的压力传感器，用于向控制单元输出多个压力传感信号；

控制单元，用于判断各压力传感信号强度是否超出预设默认范围，是则，确定相应座位上有乘坐者。

可选地，多个用于测得乘坐者耳部位置的第二传感器包括：

多个用于测得靠背倾斜角度的第三传感器；

控制单元根据各靠背倾斜角度估计相应座位上乘坐者的耳部位置。

可选地，多个用于测得乘坐者耳部位置的第二传感器进一步包括：

多个用于测得座位位置的第四传感器；

控制单元根据各座位位置估计相应座位上乘坐者的耳部位置；

其中，座位位置包括座位水平位置和座位竖直位置。

可选地，声场分布方案包括：对扬声器系统的开关、角度、波导、相位以及振幅等多个状态中的至少一个的调整。

综上所述，本发明提供的技术方案实现了车内声场分布调整的自动化和智能化，本方案以乘坐者耳部位置在车内的分布情况为标准，对扬声器系统进行了有效的控制和优化，不仅考虑到车内各个乘坐者的位置，还考虑到各个乘坐者耳部的位置，进而使得车内各个乘坐者都能获得完整、不失真的声场分布，并且无需乘坐者手动操作，提高了调整方案的专业性和准确性，极大的提升了乘坐者的听觉体验。

附图说明

图1示出了根据本发明一个实施例的一种自动调整车内声场分布的方法的流程图；

图2示出了根据本发明另一个实施例的一种自动调整车内声场分布的方法的流程图；

图3示出了根据本发明一个实施例的一种自动调整车内声场分布的系统的示意图；

图4示出了根据本发明另一个实施例的一种自动调整车内声场分布的系统的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1示出了根据本发明一个实施例的一种自动调整车内声场分布的方法的流程图。如图1所示，该方法包括：

1)预设车内人耳分布情况和声场分布方案的对应关系；

2)获取多个用于测得座位上是否有乘坐者的第一传感器的第一传感信号；

3)获取多个用于测得乘坐者耳部位置的第二传感器的第二传感信号；

4)根据第一传感信号和第二传感信号，估计车内人耳分布情况；

5)根据车内人耳分布情况，确定声场分布方案；

6)按声场分布方案控制车内扬声器系统发声。

综上所述，本发明提供的技术方案以乘坐者耳部在车内的分布情况为标准，对扬声器系统进行了有效的控制和优化，不仅考虑到车内各个乘坐者的位置，还考虑到各个乘坐者耳部的位置，进而保证车内各个乘坐者都能收听到完整、不失真的声音信息，并且无需乘坐者手动操作，实现了车载音响系统的自动化和智能化调整，提高了调整方案的专业性和准确性，极大的提升了乘坐者的听觉体验。

图2示出了根据本发明另一个实施例的一种自动调整车内声场分布的方法的流程图。在本实施例中，座位为角度可调座位，如图2所示，该方法包括：

1)预设车内人耳分布情况和声场分布方案的对应关系；

2)获取位于车内各座位下的多个用于测得座位上压力大小的压力传感器的压力传感信号；

3)根据各压力传感信号，判断相应座位上是否有乘坐者；

在本步骤中，包括：首先根据平均人体重量与座位上压力的对应关系预设压力传感信号强度的默认范围，当获取到压力传感信号后，需要判断该压力传感信号强度是否超出默认范围，是则，确定压力传感器对应的座位上有乘坐者。

4)获取位于车内各座位靠背上的多个用于测得靠背倾斜角度的姿态传感器的角度传感信号；

5)根据各角度传感信号，估计车内乘坐者的耳部位置；

在本步骤中，当获取到角度传感信号后，根据该角度传感信号确定相应靠背倾斜角度，根据座位靠背倾斜角度与乘坐者的耳部位置的对应关系，进一步估计相应座位上乘坐者的耳部位置。

6)估计车内人耳分布情况；

根据前面5个步骤中得到的车内乘坐者的分布情况和车内乘坐者的耳部位置，进一步估计车内人耳分布情况。

7)根据车内人耳分布情况，确定声场分布方案

该声场分布方案包括对扬声器系统的开关、角度、波导、相位以及振幅等多个状态中的至少一个的调整，其调整方式包括但不限于以下三种：

A、通过DSP技术调整扬声器系统的开关、波导、相位、振幅中的至少一项；

B、通过机械装置调整扬声器系统相对于恒定参照物的角度；

在本调整方式中，因为对车内乘坐者位置最为敏感的往往是高音扬声器，而高音扬声器外形一般较小，质量较轻，便于利用机械装置调整其角度，进而改变车内声场分布。

C、通过DSP技术和机械装置相结合的方式来共同调整扬声器系统的开关、角度、波导、相位以及振幅等多个状态。

8)按该声场分布方案控制车内扬声器系统发声。

图3示出了根据本发明一个实施例的一种自动调整车内声场分布的系统的示意图。在本实施例中，如图3所示，该系统包括：控制单元、扬声器系统、多个用于测得座位上是否有乘坐者的第一传感器、以及多个用于测得乘坐者耳部位置的第二传感器。

每个第一传感器与所述控制单元连接，向控制单元输出表示相应座位上是否有乘坐者的第一传感信号；每个第二传感器与所述控制单元连接，向控制单元输出表示相应座位上乘坐者耳部位置的第二传感信号。

控制单元，用于预设车内人耳分布情况和声场分布方案的对应关系，并且用于根据第一传感信号和第二传感信号估计车内人耳分布情况，进一步用于根据车内人耳分布情况确定声场分布方案，并按声场分布方案控制扬声器系统发声。

图4示出了根据本发明另一个实施例的一种自动调整车内声场分布的系统的示意图。在本实施例中，座位为角度可调座位，如图4所示，该系统包括：控制单元、扬声器系统、分别设于车内各座位下的多个用于测得座位上是否有乘坐者的压力传感器、以及分别设于车内各座位靠背上的多个用于测得乘坐者耳部位置的姿态传感器。

控制单元，用于预设车内人耳分布情况和声场分布方案的对应关系。

每个压力传感器与控制单元连接，向控制单元输出表示相应座位上压力大小的压力传感信号；控制单元根据平均人体重量与座位上压力的对应关系预设压力传感信号强度的默认范围，当控制单元接收到每个压力传感信号时，判断各压力传感信号强度是否超出预设默认范围，是则，判断该压力传感器对应的座位上有乘坐者。

每个姿态传感器与控制单元连接，向控制单元输出表示相应座位靠背倾斜角度的角度传感信号；控制单元预设座位靠背倾斜角度与乘坐者的耳部位置的对应关系，当控制单元接收到每个角度传感信号时，根据该角度传感信号确定对应座位靠背倾斜角度，进一步根据座位靠背倾斜角度与乘坐者的耳部位置的对应关系估计乘坐者的耳部位置。

控制单元通过相关算法预设车内人耳分布情况和声场分布方案的对应关系，根据上述得到的车内乘坐者的分布情况(各个座位上有无乘坐者)和车内各乘坐者的耳部位置估计车内人耳分布情况，进而根据车内人耳分布情况确定声场分布方案，该声场分布方案包括对扬声器系统的开关、角度、相位以及振幅等多个状态中的至少一个的调整，其调整方式包括但不限于以下三种：1)控制单元内设DSP芯片，通过DSP技术调整扬声器系统的开关、波导、相位、振幅中的至少一项；2)控制单元内设控制芯片，该控制芯片与扬声器系统相连，通过控制芯片控制扬声器系统的机械运动，进而调整扬声器系统相对于恒定参照物的角度；在本调整方式中，因为对车内乘坐者位置最为敏感的往往是高音扬声器，而高音扬声器外形一般较小，质量较轻，便于利用机械装置调整其角度，进而改变车内声场分布。3)通过DSP技术和机械装置相结合的方式来共同调整扬声器系统的开关、角度、波导、相位以及振幅等多个状态。

在确定相应的声场分布方案后，控制单元即按声场分布方案控制车内扬声器系统发声。

综上所述，本发明提供的技术方案实现了车内扬声器系统声场调整的自动化和智能化，以乘坐者耳部在车内的分布情况为标准，不仅考虑到车内各个乘坐者的位置，还考虑到各个乘坐者耳部的位置，保证车内各个乘坐者都能收听到完整、不失真的声音信息，并且无需乘坐者手动操作，提高了调整方案的专业性和准确性，极大的提升了乘坐者的听觉体验。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种自动调整车内声场分布的方法，其特征在于，该方法包括：

预设车内人耳分布情况和声场分布方案的对应关系；

获取多个用于测得座位上是否有乘坐者的第一传感器的第一传感信号；

获取多个用于测得乘坐者耳部位置的第二传感器的第二传感信号；

根据第一传感信号和第二传感信号，估计车内人耳分布情况；

根据车内人耳分布情况，确定声场分布方案；

按声场分布方案控制车内扬声器系统发声；

所述获取多个用于测得乘坐者耳部位置的第二传感器的第二传感信号包括：

获取多个用于测得靠背倾斜角度的第三传感器的第三传感信号；

根据各靠背倾斜角度与乘坐者的耳部位置的对应关系估计相应座位上乘坐者的耳部位置。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，获取多个用于测得座位上是否有乘坐者的第一传感器的第一传感信号包括：

获取多个位于车内各座位下的压力传感器的压力传感信号；

判断各压力传感信号强度是否超出预设默认范围；

是则，确定相应座位上有乘坐者。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，按声场分布方案控制车内扬声器系统发声包括：

对扬声器系统的开关、角度、波导、相位以及振幅多个状态中的至少一个的调整。

4.一种自动调整车内声场分布的系统，其特征在于，该系统包括：控制单元、扬声器系统、多个用于测得座位上是否有乘坐者的第一传感器、以及多个用于测得乘坐者耳部位置的第二传感器；

每个第一传感器与控制单元连接，向控制单元输出表示相应座位上是否有乘坐者的第一传感信号；

每个第二传感器与控制单元连接，向控制单元输出表示相应座位上乘坐者耳部位置的第二传感信号；

控制单元，用于预设车内人耳分布情况和声场分布方案的对应关系，并且用于根据第一传感信号和第二传感信号估计车内人耳分布情况，进一步用于根据车内人耳分布情况确定声场分布方案，并按声场分布方案控制扬声器系统发声；

所述多个用于测得乘坐者耳部位置的第二传感器包括：

多个用于测得靠背倾斜角度的第三传感器；

控制单元根据各靠背倾斜角度与乘坐者的耳部位置的对应关系估计相应座位上乘坐者的耳部位置。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，多个用于测得座位上是否有乘坐者的第一传感器包括：

多个位于车内各座位下的压力传感器，用于向控制单元输出多个压力传感信号；

控制单元，用于判断各压力传感信号强度是否超出预设默认范围，是则，确定相应座位上有乘坐者。

6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，声场分布方案包括：对扬声器系统的开关、角度、波导、相位以及振幅多个状态中的至少一个的调整。