CN109131066A - 智能车辆主动发声系统及交通工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能车辆主动发声系统及交通工具，该系统包括车外物体识别模块、第一数据存储模块、计算处理模块、音频处理模块以及播放模块；车外物体识别模块用于识别车辆外部的物体信息；第一数据存储模块用于存储第一音频数据；计算处理模块与车外物体识别模块、第一数据存储模块相连，计算处理模块用于根据车外物体识别模块识别的物体信息从第一数据存储模块中获取与物体信息对应的第一音频数据；音频处理模块与计算处理模块、播放模块相连，音频处理模块用于将与物体信息对应的第一音频数据转换成音频信号后输出至播放模块进行播放。本发明有利于提高车辆驾驶的安全性和驾驶体验。

Description

智能车辆主动发声系统及交通工具

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，具体涉及一种智能车辆主动发声系统及交通工具。

背景技术

随着新能源汽车与无人驾驶技术的快速发展，伴随着相关的汽车安全性及车内声音品质越来越多的得到各个汽车主机厂的重视，随着国家相关安全法规的出台，主机厂需要为新能源汽车装配车外行人警示设备，主要目的是为了提高车辆在行驶过程中的安全性，但是汽车在驾驶过程中的工况是十分复杂的，有些因素驾驶员在驾驶过程中无法完全的把控，当驾驶员注意力不集中时，容易引起交通事故。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能车辆主动发声系统及交通工具，有利于提高车辆驾驶的安全性和驾驶体验。

为实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种智能车辆主动发声系统，包括车外物体识别模块、第一数据存储模块、计算处理模块、音频处理模块以及播放模块；

所述车外物体识别模块用于识别车辆外部的物体信息，所述物体信息包括物体种类、物体相对所述车辆的方位信息、物体与所述车辆的距离信息；

所述第一数据存储模块用于存储第一音频数据；

所述计算处理模块与所述车外物体识别模块、所述第一数据存储模块相连，所述计算处理模块用于根据所述车外物体识别模块识别的所述物体信息从所述第一数据存储模块中获取与所述物体信息对应的第一音频数据；

所述音频处理模块与所述计算处理模块、所述播放模块相连，所述音频处理模块用于将与所述物体信息对应的第一音频数据转换成音频信号后输出至所述播放模块进行播放。

优选地，所述播放模块包括多个安装在所述车辆上不同位置的播放单元；

所述计算处理模块还用于根据所述物体信息中的物体相对所述车辆的方位信息生成声场控制信号；

所述音频处理模块还用于根据所述声场控制信号控制所述播放模块中不同播放单元的输出音量，从而实现所述播放模块的输出声场的调节。

优选地，所述智能车辆主动发声系统还包括与所述计算处理模块相连的环境声音检测模块；

所述环境声音检测模块用于检测所述车辆的内部环境声音信息和/或所述车辆的周边环境声音信息；

所述计算处理模块还用于根据所述车辆的内部环境声音信息和/或所述车辆的周边环境声音信息生成音量控制信号；

所述音频处理模块还用于根据所述音量控制信号控制所述播放模块的输出音量。

优选地，所述智能车辆主动发声系统还包括第一通讯传输模块、第二数据存储模块；

所述第一通讯传输模块用于获取所述车辆当前的第一车辆信息；

所述第二数据存储模块用于存储第二音频数据；

所述计算处理模块还与所述第一通讯传输模块、所述第二数据存储模块相连，所述计算处理模块还用于从所述第二数据存储模块中获取所述第一车辆信息对应的第二音频数据；

所述音频处理模块还用于将所述第一车辆信息对应的第二音频数据转换成音频信号后输出至所述播放模块进行播放。

优选地，所述第一车辆信息包括以下的至少一种：用户操控信息、车辆行驶状态信息、车锁状态信息、中控开机信息、温度信息、油量信息、电量信息、故障代码信息、胎压信息、车门状态信息、车窗状态信息、安全带状态信息。

优选地，所述智能车辆主动发声系统还包括第二通讯传输模块、第三数据存储模块；

所述第二通讯传输模块用于获取所述车辆当前的第二车辆信息；

所述第三数据存储模块用于存储声音合成参数数据；

所述计算处理模块还与所述第二通讯传输模块、所述第三数据存储模块相连，所述计算处理模块还用于从所述第三数据存储模块中获取所述第二车辆信息对应的声音合成参数数据，并根据所述第二车辆信息对应的声音合成参数数据合成第三音频数据；

所述音频处理模块还用于将所述第三音频数据转换成音频信号后输出至所述播放模块进行播放。

优选地，所述声音合成参数数据包括声音信号频率数据和声音信号幅值系数数据，所述第三音频数据为模拟引擎音频数据或发动机加强音频数据。

优选地，所述第二车辆信息包括以下的至少一种：档位信息、车速信息、转速信息、油门踏板开度信息、扭矩信息。

优选地，所述智能车辆主动发声系统还包括与所述计算处理模块相连的第三通讯传输模块；

所述第三通讯传输模块用于从外部设备获取第一音频数据、第二音频数据、声音合成参数数据；

所述计算处理模块还用于将所述第三通讯传输模块从所述外部设备获取的第一音频数据存储至所述第一数据存储模块，将所述第三通讯传输模块从所述外部设备获取的第二音频数据存储至所述第二数据存储模块以及将所述第三通讯传输模块从所述外部设备获取的声音合成参数数据存储至所述第三数据存储模块。

为实现上述目的，本发明的技术方案还提供了一种交通工具，包括上述的智能车辆主动发声系统。

本发明提供的智能车辆主动发声系统，通过对车辆的外部环境进行识别，并根据识别的结果输出相应的音频数据，从而能够及时对相关人员进行警示，有利于提高车辆驾驶的安全性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种智能车辆主动发声系统的示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种智能车辆主动发声系统的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参见图1，图1是本发明实施例提供的一种智能车辆主动发声系统的示意图，该智能车辆主动发声系统包括车外物体识别模块1、第一数据存储模块2、计算处理模块3、音频处理模块4以及播放模块5；

所述车外物体识别模块1用于识别车辆外部的物体信息，所述物体信息包括物体种类、物体相对所述车辆的方位信息、物体与所述车辆的距离信息；

例如，该物体种类可以分为障碍物、建筑物、交通工具、行人等，物体相对所述车辆的方位信息可以包括前方、后方、左侧、右侧等；

例如，车外物体识别模块1可以包括图像识别单元以及雷达传感器识别单元，通过图像识别单元捕捉获取车辆前方、后方和两侧一定范围内的视频图像信息，并采用图像识别技术进行图像处理，可以准确得到车外物体的物体种类，通过雷达传感器识别单元能够准确识别车辆前方、后方及周围的障碍物、行人等物体的距离信息；

所述第一数据存储模块2用于存储第一音频数据，例如，该第一音频数据可以为警示声音数据，具体可以分为对行人的警示声音数据以及对驾驶员的警示声音数据，其中，该第一音频数据可以为MIDI、MP3、MP3PRO、WMV、RealMedia、WindowsMedia、OGG、AIFF、AU或VQF等格式；

所述计算处理模块3与所述车外物体识别模块1、所述第一数据存储模块2相连，所述计算处理模块用于根据所述车外物体识别模块识别的所述物体信息从所述第一数据存储模块中获取与所述物体信息对应的第一音频数据；

例如，在驾驶过程中，当车外物体识别模块1检测到车辆前方的物体为行人，且与车辆的距离小于预设距离，则从第一数据存储模块查找到对行人的警示声音数据；

例如，在驾驶过程中，当车外物体识别模块1检测到车辆前方的物体为障碍物，且与车辆的距离小于预设距离，则从第一数据存储模块查找到对驾驶员的警示声音数据；

所述音频处理模块4与所述计算处理模块3、所述播放模块5相连，所述音频处理模块用于将与所述物体信息对应的第一音频数据转换成音频信号后输出至所述播放模块进行播放；

例如，音频处理模块4可以包括通过IIS总线、SPI总线或PCM总线与所述计算处理模块相连的音频芯片或DA转换芯片，通过音频处理模块4可以将计算处理模块输出的音频数据转换成音频信号，并由播放模块5进行播放。

本发明实施例提供的智能车辆主动发声系统，通过对车辆的外部环境进行识别，并根据识别的结果输出相应的音频数据，从而能够及时对相关人员进行警示，有利于提高车辆驾驶的安全性。

例如，可以预先利用专业的声音设计分析软件设计出车辆外部的不同物体信息对应的声音数据，并将其处理成MIDI、MP3、MP3PRO、WMV、RealMedia、WindowsMedia、OGG、AIFF、AU或VQF等格式的音频数据后存储至第一数据存储模块，其中，不同的物体信息对应不同的第一音频数据，在驾驶机动车辆过程中，车外物体识别模块实时识别车辆外部的物体信息，之后计算处理模块从数据存储模块中获取对应的第一音频数据，并将该第一音频数据传输至音频处理模块进行处理，再由播放模块进行播放，实现警示声音的输出；

在一实施例中，所述播放模块可以包括多个安装在所述车辆上不同位置的播放单元，例如，每一个播放单元可以为一扬声器；

所述计算处理模块还用于根据所述物体信息中的物体相对所述车辆的方位信息生成声场控制信号；

所述音频处理模块还用于根据所述声场控制信号控制所述播放模块中不同播放单元的输出音量，从而实现所述播放模块的输出声场的调节。

例如，可以在车辆的前侧、后侧、左侧、右侧各设置一播放单元，计算处理模块根据物体信息中的物体相对车辆的方位信息生成声场控制信号，音频处理模块根据该声场控制信号对各播放单元的输出音量进行控制，从而使播放模块发出特定方位的警示声音，来提醒车外的行人；

参见图2，图2是本发明实施例提供的另一种智能车辆主动发声系统的示意图，该智能车辆主动发声系统包括车外物体识别模块1、第一数据存储模块2、计算处理模块3、音频处理模块4、播放模块5、环境声音检测模块6、第一通讯传输模块7、第二数据存储模块8、第二通讯传输模块9、第三数据存储模块10以及第三通讯传输模块11；

其中，所述车外物体识别模块1用于识别车辆外部的物体信息，所述物体信息包括物体种类、物体相对所述车辆的方位信息、物体与所述车辆的距离信息；

所述第一数据存储模块2用于存储第一音频数据；

所述计算处理模块3与所述车外物体识别模块1、所述第一数据存储模块2相连，所述计算处理模块用于根据所述车外物体识别模块识别的所述物体信息从所述第一数据存储模块中获取与所述物体信息对应的第一音频数据；

所述音频处理模块4与所述计算处理模块3、所述播放模块5相连，所述音频处理模块用于将与所述物体信息对应的第一音频数据转换成音频信号后输出至所述播放模块5进行播放；

播放模块5可以包括多个播放单元，每一个播放单元可以为一扬声器，该扬声器可以为具有功放功能的喇叭，例如，可以在车辆的驾驶室内以及驾驶室外分别设置若干个扬声器；

其中，环境声音检测模块6与计算处理模块3相连，环境声音检测模块用于检测车辆的内部环境声音信息和/或车辆的周边环境声音信息，其中，计算处理模块3还用于根据所述车辆的内部环境声音信息和/或所述车辆的周边环境声音信息生成音量控制信号，音频处理模块4还用于根据所述音量控制信号控制所述播放模块的输出音量，例如，上述环境声音检测模块可以为声音传感器，通过环境声音检测模块可以获取车辆内部环境和车辆周围环境的声音量级信息，计算处理模块根据该信息输出音量控制信号，使音频处理模块可以实时调整播放模块的输出音量的大小，这样更加有效的达到提醒行人和驾驶员的目的。

其中，第一通讯传输模块7用于获取所述车辆当前的第一车辆信息，第二数据存储模块8用于存储第二音频数据，计算处理模块3还与所述第一通讯传输模块7、所述第二数据存储模块8相连，所述计算处理模块3还用于从所述第二数据存储模块8中获取所述第一车辆信息对应的第二音频数据，所述音频处理模块4还用于将所述第一车辆信息对应的第二音频数据转换成音频信号后输出至所述播放模块5进行播放。

例如，所述第一车辆信息可以包括以下的至少一种：用户操控信息、车辆行驶状态信息(如前进、后退、泊车、怠速、左右转弯信息等)、车锁状态信息、中控开机信息、温度信息(如车辆内及车辆外的温度信息)、油量信息、电量信息、故障代码信息、胎压信息、车门状态信息、车窗状态信息、安全带状态信息，第二音频数据可以为车辆状态提示声音数据，在机动车辆行驶时，通过第一通讯传输模块实时获取车辆当前的第一车辆信息，之后计算处理模块从第二数据存储模块中获取上述第一车辆信息对应的第二音频数据，并将该第二音频数据传输至音频处理模块进行处理，再由播放模块进行播放，实现车辆状态提示声音的输出；

其中，所述第二通讯传输模块9用于获取所述车辆当前的第二车辆信息，所述第三数据存储模块10用于存储声音合成参数数据；所述计算处理模块3还与所述第二通讯传输模块9、所述第三数据存储模块10相连，所述计算处理模块3还用于从所述第三数据存储模块中获取所述第二车辆信息对应的声音合成参数数据，并根据所述第二车辆信息对应的声音合成参数数据合成第三音频数据，所述音频处理模块4还用于将所述第三音频数据转换成音频信号后输出至所述播放模块进行播放；

例如，所述第二车辆信息包括以下的至少一种：档位信息、车速信息、转速信息、油门踏板开度信息、扭矩信息，所述声音合成参数数据包括声音信号频率数据和声音信号幅值系数数据，所述第三音频数据为模拟引擎音频数据或发动机加强音频数据，在机动车辆行驶时，通过第二通讯传输模块实时获取车辆当前的第二车辆信息，之后计算处理模块从第三数据存储模块中获取上述第二车辆信息对应的声音合成参数数据，并根据第二车辆信息对应的声音合成参数数据合成第三音频数据，并将该第三音频数据传输至音频处理模块进行处理，再由播放模块进行播放，实现模拟引擎声音或发动机加强声音的输出；

其中，当计算处理模块同时向音频处理模块输出第一音频数据、第二音频数据、第三音频数据中的至少两种时，音频处理模块将同时接收的多种音频数据分别转换成音频信号后进行叠加，之后将叠加得到的音频信号输出至播放模块进行播放。

第三通讯传输模块11与所述计算处理模块3相连；

所述第三通讯传输模块11用于从外部设备获取第一音频数据、第二音频数据、声音合成参数数据；

所述计算处理模块3还用于将所述第三通讯传输模块从所述外部设备获取的第一音频数据存储至所述第一数据存储模块2，将所述第三通讯传输模块从所述外部设备获取的第二音频数据存储至所述第二数据存储模块8以及将所述第三通讯传输模块从所述外部设备获取的声音合成参数数据存储至所述第三数据存储模块10；

例如，可以预先利用专业的声音设计分析软件设计出车辆外部的不同物体信息对应的第一音频数据以及不同第一车辆信息对应的第二音频数据，并将其处理成MIDI、MP3、MP3PRO、WMV、RealMedia、WindowsMedia、OGG、AIFF、AU或VQF格式的音频数据后进行保存；

例如，可以预先对传统的汽油机动车辆的发动机引擎声音进行采集，然后通过声音设计分析工具，对采集的声音进行修改设计，得到想要的目标声音，然后将该目标声音进行参数化处理并提取导出相应的声音参数数据，可以包括不同引擎转速、车速、档位、油门踏板开度、扭矩信息对应的声音信号频率数据和声音信号幅值系数数据，之后将该数据进行保存；

例如，上述的外部设备可以为用户的移动终端(如手机、平板电脑)，通过第三通讯传输模块可以接收移动终端发送的第一音频数据、第二音频数据、声音合成参数数据，即用户在通过软件设计所需的第一音频数据、第二音频数据以及声音合成参数数据后，可通过移动终端将其导入本发明的智能车辆主动发声系统中，并分别在第一数据存储模块、第二数据存储模块、第三数据存储模块中存储，另外，第三通讯模块还可以用于外部设备对计算处理模块3的控制，即第三通讯传输模块可以接收外部设备发送的音频控制指令，计算处理模块根据该音频控制指令进行相应的音频控制，如实现开关控制、音量调节、音频均衡调节等。

其中，在本发明实施例中，计算处理模块包括DSP(数字信号处理器)、MCU(微控制单元)、CPU(中央处理器)或MPU(微处理器)，音频处理模块可以包括通过IIS总线、SPI总线或PCM总线与所述计算处理模块相连的音频芯片或DA转换芯片，音频处理模块可以对计算处理模块输出的音频数据进行解码、数模转换以及信号放大等处理，从而生成音频信号，第一数据存储模块、第二数据存储模块、第三数据存储模块可以为SD卡或Flash存储器等，另外，本发明实施例的智能车辆主动发声系统还包括系统数据存储模块，用于存储机动车辆CAN通信协议文件以及其他系统程序，第一通讯传输模块、第二通讯传输模块可以均为CAN总线芯片，第三通讯传输模块可以包括CAN总线芯片、蓝牙芯片、WIFI芯片、2G芯片、3G芯片、4G芯片中的至少一种，通过该第三通讯传输模块可以实现与外部设备进行数据交互，例如，可以从外部设备获取第一音频数据、第二音频数据、声音合成参数数据、机动车辆CAN通信协议的数据以及更新程序，计算处理模块将第三通讯传输模块从外部设备获取的上述数据存储至数据存储模块中。

本发明实施例提供的智能车辆主动发声系统，可以实现机动车辆多种声音元素，可以智能化的进行相关信息的获取和识别，并发出不同类型和风格的声音，也可以模拟或者加强引擎声，减少了驾驶员的操控与参与，既提高了车辆的驾驶安全性，又提升了车辆的驾驶舒适性。

在本发明实施例中，可以通过CAN总线芯片获取车辆行驶状态、用户操控信息、档位信息、车速信息、上电信息、充电信息、车辆上锁信息、中控开机信息、转速信息、车辆内外温度信息、胎压信息、开关车门信息、电量信息、车窗开关信息、安全带提醒信息、油表信息、车辆故障信息、车辆转向信息、扭矩信息等信息，计算处理模块根据CAN总线芯片获取到的信息，结合车外物体识别模块和环境声音检测模块获取的信息，实时生成相应的音频数据，并通过音频处理模块对音频数据进行处理后输出给播放模块。通过本发明可以有效的对车内各种类型的声音进行集中式管理与控制，能够提升声音效果，优化车内整体的声品质，减少零部件数量。

本发明实施例提供的智能车辆主动发声系统可用于新能源汽车及无人驾驶汽车的车外行人警示及车况实时监控，使得车辆行驶更加安全稳定，例如，对于目前的新能源电动汽车，通过本发明实施例提供的智能车辆主动发声系统，可以实现机动车辆多种声音元素，可以智能化的进行相关信息的获取和识别，减少了驾驶员的操控与参与，并可以发出不同类型和风格的声音，有效地提醒周围行人，也可以模拟或者加强引擎声，增加车辆的声音动力反馈，既提高了车辆的驾驶安全性，又提升了车辆的驾驶体验，使得车辆行驶更加安全稳定。

此外，本发明实施例还提供了一种交通工具，包括上述的智能车辆主动发声系统以及车辆。例如，该车辆可以为燃油机动车辆，也可以为电动机动车辆，也可以是无人驾驶车辆。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种智能车辆主动发声系统，其特征在于，包括车外物体识别模块、第一数据存储模块、计算处理模块、音频处理模块以及播放模块；

所述车外物体识别模块用于识别车辆外部的物体信息，所述物体信息包括物体种类、物体相对所述车辆的方位信息、物体与所述车辆的距离信息；

所述第一数据存储模块用于存储第一音频数据；

所述计算处理模块与所述车外物体识别模块、所述第一数据存储模块相连，所述计算处理模块用于根据所述车外物体识别模块识别的所述物体信息从所述第一数据存储模块中获取与所述物体信息对应的第一音频数据；

所述音频处理模块与所述计算处理模块、所述播放模块相连，所述音频处理模块用于将与所述物体信息对应的第一音频数据转换成音频信号后输出至所述播放模块进行播放。

2.根据权利要求1所述的智能车辆主动发声系统，其特征在于，所述播放模块包括多个安装在所述车辆上不同位置的播放单元；

所述计算处理模块还用于根据所述物体信息中的物体相对所述车辆的方位信息生成声场控制信号；

所述音频处理模块还用于根据所述声场控制信号控制所述播放模块中不同播放单元的输出音量，从而实现所述播放模块的输出声场的调节。

3.根据权利要求1所述的智能车辆主动发声系统，其特征在于，所述智能车辆主动发声系统还包括与所述计算处理模块相连的环境声音检测模块；

所述环境声音检测模块用于检测所述车辆的内部环境声音信息和/或所述车辆的周边环境声音信息；

所述计算处理模块还用于根据所述车辆的内部环境声音信息和/或所述车辆的周边环境声音信息生成音量控制信号；

所述音频处理模块还用于根据所述音量控制信号控制所述播放模块的输出音量。

4.根据权利要求1所述的智能车辆主动发声系统，其特征在于，所述智能车辆主动发声系统还包括第一通讯传输模块、第二数据存储模块；

所述第一通讯传输模块用于获取所述车辆当前的第一车辆信息；

所述第二数据存储模块用于存储第二音频数据；

所述计算处理模块还与所述第一通讯传输模块、所述第二数据存储模块相连，所述计算处理模块还用于从所述第二数据存储模块中获取所述第一车辆信息对应的第二音频数据；

所述音频处理模块还用于将所述第一车辆信息对应的第二音频数据转换成音频信号后输出至所述播放模块进行播放。

5.根据权利要求4所述的智能车辆主动发声系统，其特征在于，所述第一车辆信息包括以下的至少一种：用户操控信息、车辆行驶状态信息、车锁状态信息、中控开机信息、温度信息、油量信息、电量信息、故障代码信息、胎压信息、车门状态信息、车窗状态信息、安全带状态信息。

6.根据权利要求4所述的智能车辆主动发声系统，其特征在于，所述智能车辆主动发声系统还包括第二通讯传输模块、第三数据存储模块；

所述第二通讯传输模块用于获取所述车辆当前的第二车辆信息；

所述第三数据存储模块用于存储声音合成参数数据；

所述计算处理模块还与所述第二通讯传输模块、所述第三数据存储模块相连，所述计算处理模块还用于从所述第三数据存储模块中获取所述第二车辆信息对应的声音合成参数数据，并根据所述第二车辆信息对应的声音合成参数数据合成第三音频数据；

所述音频处理模块还用于将所述第三音频数据转换成音频信号后输出至所述播放模块进行播放。

7.根据权利要求6所述的智能车辆主动发声系统，其特征在于，所述声音合成参数数据包括声音信号频率数据和声音信号幅值系数数据，所述第三音频数据为模拟引擎音频数据或发动机加强音频数据。

8.根据权利要求6所述的智能车辆主动发声系统，其特征在于，所述第二车辆信息包括以下的至少一种：档位信息、车速信息、转速信息、油门踏板开度信息、扭矩信息。

9.根据权利要求6所述的智能车辆主动发声系统，其特征在于，所述智能车辆主动发声系统还包括与所述计算处理模块相连的第三通讯传输模块；

所述第三通讯传输模块用于从外部设备获取第一音频数据、第二音频数据、声音合成参数数据；

所述计算处理模块还用于将所述第三通讯传输模块从所述外部设备获取的第一音频数据存储至所述第一数据存储模块，将所述第三通讯传输模块从所述外部设备获取的第二音频数据存储至所述第二数据存储模块以及将所述第三通讯传输模块从所述外部设备获取的声音合成参数数据存储至所述第三数据存储模块。

10.一种交通工具，其特征在于，包括权利要求1-9任一所述的智能车辆主动发声系统。