CN107776483A - 一种定向发声系统及实现方法 - Google Patents

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郑荣焕
王敏
何涛
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q5/00—Arrangement or adaptation of acoustic signal devices
    • B60Q5/005—Arrangement or adaptation of acoustic signal devices automatically actuated
    • B60Q5/006—Arrangement or adaptation of acoustic signal devices automatically actuated indicating risk of collision between vehicles or with pedestrians

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Abstract

本发明公开了一种定向发声系统及实现方法，系统包括行人检测系统、智能控制系统以及定向发声器；实现方法包括检测车辆行进范围内的行人信息；根据检测到的行人信息自动调整定向发声器的发声方向并生成相应的控制信号；根据生成的控制信号，定向发射声波。本发明通过定向发声器对汽车周围的行人进行针对提醒，相较于传统的喇叭提醒方式，本发明只对可能发生碰撞的行人进行声音提醒，不会产生额外的噪音，提高了汽车在自动驾驶或者自动泊车过程中的安全性。本发明作为一种定向发声系统及实现方法，可广泛应用于无人驾驶领域。

Description

一种定向发声系统及实现方法
技术领域
本发明涉及无人驾驶领域，尤其是一种定向发声系统及实现方法。
背景技术
从2015年开始，以谷歌无人驾驶为代表的无人驾驶资讯铺天盖地袭来，智能汽车、无人驾驶已经成为一个新的技术交汇和创新高地。同时，从2016ADAS与自动驾驶趋势论坛的相关报道中可以看出，业内基本认可的智能汽车发展技术和产业发展路径是高级辅助驾驶(ADAS)、部分自动驾驶、高度自动驾驶和完全无人驾驶、智能汽车阶段。
ADAS是一种利用安装在车上的各式各样的传感器，收集车内外的环境数据，进行静、动态物体的辨识、侦测与追踪等技术上的处理，从而能够让驾驶者能在最快的时间察觉可能发生的危险，以引起驾驶者注意和提高安全性的主动安全技术。
汽车在自动驾驶或自动泊车的过程中，如果采用传统喇叭提示的方式，会产生较大的噪音，特别是在学校或者居民区，大分贝的噪音会造成较大影响甚至为车主带来罚单；但如果不通过喇叭提示，可能会在驾驶和泊车过程中产生一定的危险，不利于无人驾驶的进一步普及。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的第一个目的在于：提供一种能够降低噪声干扰的定向发声系统。
本发明的第二个目的在于：提供一种能够降低噪声干扰的定向发声系统的实现方法。
本发明所采取的第一个技术方案是：
一种定向发声系统，包括：
行人检测系统，用于检测车辆行进范围内的行人信息；
智能控制系统，用于根据检测到的行人信息自动调整定向发声器的发声方向并生成相应的控制信号；
定向发声器，用于根据智能控制系统的控制信号，定向发射声波；
所述行人检测系统与智能控制系统连接，所述智能控制系统的输出端与定向发声器的输入端连接。
进一步，所述定向发声器包括：
放大器，用于对智能控制系统的控制信号进行放大；
发声器，用于根据放大后的控制信号，定向发射声波；
所述放大器的输入端与智能控制系统连接，所述放大器的输出端与发声器的输入端连接。
进一步，还包括：
定向发声器运动机构，用于根据智能控制系统的控制信号，控制定向发声器按相应的旋转角度进行旋转；
所述定向发声器运动机构的输入端与智能控制系统的输出端连接。
进一步，所述行人检测系统包括：
采集装置，用于采集车辆行进范围内的行人信息；
处理装置，用于根据采集的行人信息进行分析处理；
所述采集装置的输出端与处理装置的输入端连接，所述处理装置与智能控制系统连接。
进一步，所述处理装置为AVM全息影像系统。
进一步，所述声波为超声波。
进一步，所述智能控制系统还根据检测到的行人信息生成待发射声波音量的控制信号。
本发明采取的第二个技术方案是：
一种定向发声系统的实现方法，包括以下步骤：
检测车辆行进范围内的行人信息；
根据检测到的行人信息自动调整定向发声器的发声方向并生成相应的控制信号；
根据生成的控制信号，定向发射声波。
进一步，所述根据生成的控制信号，定向发射声波这一步骤，包括以下步骤：
根据生成的控制信号，控制定向发声器按照相应的旋转角度进行旋转；
定向发声器根据生成的控制信号，定向发射声波；
其中，所述旋转角度的范围为0°～180°。
进一步，还包括根据检测到的行人信息生成待发射声波音量的控制信号的步骤。
本发明的系统的有益效果是：本发明的系统通过定向发声器对汽车周围的行人进行针对提醒，相较于传统的喇叭提醒方式，本系统只对可能发生碰撞的行人进行声音提醒，不会产生额外的噪音，提高了汽车在自动驾驶或者自动泊车过程中的安全性。
本发明的方法的有益效果是：本发明的方法通过定向发声器对汽车周围的行人进行针对提醒，相较于传统的喇叭提醒方式，本方法只对可能发生碰撞的行人进行声音提醒，不会产生额外的噪音，提高了汽车在自动驾驶或者自动泊车过程中的安全性。
附图说明
图1为本发明一种定向发声系统的整体结构框图；
图2为本发明一种定向发声系统的实现方法的步骤流程图；
图3为本发明实施例一的结构框图。
具体实施方式
参照图1，一种定向发声系统，包括：
行人检测系统，用于检测车辆行进范围内的行人信息；
智能控制系统，用于根据检测到的行人信息自动调整定向发声器的发声方向并生成相应的控制信号；
定向发声器，用于根据智能控制系统的控制信号，定向发射声波；
所述行人检测系统与智能控制系统连接，所述智能控制系统的输出端与定向发声器的输入端连接。
其中，行人信息包括行人与车辆的距离、行人数量以及行人方向等信息。
进一步作为优选的实施方式，所述定向发声器包括：
放大器，用于对智能控制系统的控制信号进行放大；
发声器，用于根据放大后的控制信号，定向发射声波；
所述放大器的输入端与智能控制系统连接，所述放大器的输出端与发声器的输入端连接。
参照图3，进一步作为优选的实施方式，还包括：
定向发声器运动机构，用于根据智能控制系统的控制信号，控制定向发声器按相应的旋转角度进行旋转；
所述定向发声器运动机构的输入端与智能控制系统的输出端连接。
进一步作为优选的实施方式，所述行人检测系统包括：
采集装置，用于采集车辆行进范围内的行人信息；
处理装置，用于根据采集的行人信息进行分析处理；
所述采集装置的输出端与处理装置的输入端连接，所述处理装置与智能控制系统连接。
参照图3，进一步作为优选的实施方式，所述处理装置为AVM全息影像系统。
进一步作为优选的实施方式，所述声波为超声波。
进一步作为优选的实施方式，所述智能控制系统还根据检测到的行人信息生成待发射声波音量的控制信号。
其中，智能控制系统可根据检测到的行人距离，调节定向发声器的音量，例如，在第一安全距离内，仅需轻微提醒行人即可；处于第二安全距离时，可适当增强发声器的音量。
参照图2，应用图1所示的定向发声系统，本发明一种定向发声系统的实现方法，包括以下步骤：
检测车辆行进范围内的行人信息；
根据检测到的行人信息自动调整定向发声器的发声方向并生成相应的控制信号；
根据生成的控制信号，定向发射声波。
进一步作为优选的实施方式，所述根据生成的控制信号，定向发射声波这一步骤，包括以下步骤：
根据生成的控制信号，控制定向发声器按照相应的旋转角度进行旋转；
定向发声器根据生成的控制信号，定向发射声波；
其中，所述旋转角度的范围为0°～180°。
进一步作为优选的实施方式，还包括根据检测到的行人信息生成待发射声波音量的控制信号的步骤。
下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步解释和说明。
实施例一
由于汽车在自动驾驶或自动泊车的过程中，如果采用传统喇叭提示的方式，会产生较大的噪音，特别是在学校或者居民区，大分贝的噪音会造成较大影响甚至为车主带来罚单；但如果不通过喇叭提示，可能会在驾驶和泊车过程中产生一定的危险，不利于无人驾驶的进一步普及；另外，目前还没有将定向发声器应用于无人驾驶领域的相关报道。针对上述问题，本发明提出了一种定向发声系统及实现方法。本发明的方法通过定向发声器对汽车周围的行人进行针对提醒，相较于传统的喇叭提醒方式，本方法只对目标行人进行声音提醒，不会产生额外的噪音，提高了汽车在自动驾驶或者自动泊车过程中的安全性。特别对于噪声低的电动汽车来说，搭载定向发声器可大大提高电动汽车行驶的安全性。
参照图3，本发明的一种定向发声系统包括行人检测系统、智能控制系统、定向发声器以及定向发声器运动机构。行人检测系统包括采集装置和处理装置；定向发声器包括放大器和发声器。
其中，采集装置，用于采集车辆行进范围内的行人信息；
处理装置，用于根据采集的信息进行分析处理；
行人检测系统，用于检测车辆行进范围内的行人信息；
智能控制系统，用于根据检测到的行人信息自动调整定向发声器的发声方向并生成相应的控制信号；
定向发声器，用于根据智能控制系统的控制信号，定向发射声波；
定向发声器运动机构，用于根据智能控制系统的控制信号，控制定向发声器按相应的旋转角度进行旋转；
放大器，用于对智能控制系统的控制信号进行放大；
发声器，用于根据放大后的控制信号，通过薄膜震动产生声波。
以摄像机作为采集装置、全息影像系统AVM作为处理装置以及智能控制器SCU作为智能控制系统为例，本发明的实现方法具体包括以下步骤：
S1、采集信息：本发明在汽车的前后左右四个方向安装四个全景摄像头，通过全景摄像头采集汽车周围的行人状态以及障碍物信息等，并将采集到的信息传输到全息影像系统AVM。
S2、碰撞检测：全息影像系统AVM对采集的信息进行状态分析以及全景展示，判断汽车周围的行人状态是否有危险，并将相应的碰撞检测结果发送至智能控制系统SCU。
S3、生成控制信号：智能控制系统SCU根据接收的碰撞检测结果，生成相应的控制信号(比如定向发声器的旋转角度、定向发声器发射声波的次数以及发射声波的音量等)，并将相应的控制信号发送到定向发声器以及定向发声器运动机构。
S4、发射声波：定向发声器运动机构根据相应的控制信号，将安装于汽车四周的定向发声器旋转至适当角度(其中旋转角度的范围是0°～180°)，定向发声器根据相应的控制信号，朝当前方向发射超声波对目标(即可能发生碰撞的对象)进行一次或多次发声提醒(当本发明的智能系统发现有多个碰撞对象需要进行提示时，定向发声器可连续对多个行人进行提醒)。
其中，定向发声器的发声原理为：定向发声器中的放大器将电压发送到发声器的金属聚合物薄膜上，让薄膜以6万赫兹或者更高的频率振动，生成超声波，当超声波发射至空气中时，均匀的超声波的密度会产生波动，超声波随即发生改变，进而转变成人耳可以听见的声音。
对于本实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种定向发声系统，其特征在于：包括：
行人检测系统，用于检测车辆行进范围内的行人信息；
智能控制系统，用于根据检测到的行人信息自动调整定向发声器的发声方向并生成相应的控制信号；
定向发声器，用于根据智能控制系统的控制信号，定向发射声波；
所述行人检测系统与智能控制系统连接，所述智能控制系统的输出端与定向发声器的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种定向发声系统，其特征在于：所述定向发声器包括：
放大器，用于对智能控制系统的控制信号进行放大；
发声器，用于根据放大后的控制信号，定向发射声波；
所述放大器的输入端与智能控制系统连接，所述放大器的输出端与发声器的输入端连接。
3.根据权利要求1所述的一种定向发声系统，其特征在于：还包括：
定向发声器运动机构，用于根据智能控制系统的控制信号，控制定向发声器按相应的旋转角度进行旋转；
所述定向发声器运动机构的输入端与智能控制系统的输出端连接。
4.根据权利要求1所述的一种定向发声系统，其特征在于：所述行人检测系统包括：
采集装置，用于采集车辆行进范围内的行人信息；
处理装置，用于根据采集的行人信息进行分析处理；
所述采集装置的输出端与处理装置的输入端连接，所述处理装置与智能控制系统连接。
5.根据权利要求4所述的一种定向发声系统，其特征在于：所述处理装置为AVM全息影像系统。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种定向发声系统，其特征在于：所述声波为超声波。
7.根据权利要求1-5任一项所述的一种定向发声系统，其特征在于：所述智能控制系统还根据检测到的行人信息生成待发射声波音量的控制信号。
8.一种定向发声系统的实现方法，其特征在于：包括以下步骤：
检测车辆行进范围内的行人信息；
根据检测到的行人信息自动调整定向发声器的发声方向并生成相应的控制信号；
根据生成的控制信号，定向发射声波。
9.根据权利要求8所述的一种定向发声系统的实现方法，其特征在于：所述根据生成的控制信号，定向发射声波这一步骤，包括以下步骤：
根据生成的控制信号，控制定向发声器按照相应的旋转角度进行旋转；
定向发声器根据生成的控制信号，定向发射声波；
其中，所述旋转角度的范围为0°～180°。
10.根据权利要求8或9所述的一种定向发声系统的实现方法，其特征在于：还包括根据检测到的行人信息生成待发射声波音量的控制信号的步骤。
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