CN110476205A - 在自动驾驶车辆的驾驶舱中主动控制隔音的设备 - Google Patents

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Abstract

一种可配备至车辆(VA)的控制设备(DC)，该车辆在手动驾驶阶段可由驾驶员驾驶并包括驾驶舱(H)和辅助设备(DA)，该驾驶舱配备有能够传播声音信号的扬声器(HP)，该辅助设备在自动驾驶阶段能够以完全自动的方式驾驶车辆。该设备(DC)包括采集装置(MA)和控制装置(MC)，该采集装置可记录存在于车辆(VA)外部环境中的第一声音信号，该控制装置可在自动驾驶阶段期间产生与已记录的第一声音信号相位相反的第二声音信号，以便向扬声器(HP)提供第二声音信号，从而使得第二声音信号的传播促使在驾驶舱(H)中消除第一声音信号。

Description

在自动驾驶车辆的驾驶舱中主动控制隔音的设备
技术领域
本发明涉及可选地是机动车类型的自动驾驶车辆，并且更具体地涉及在这种车辆驾驶舱内对可听见声音的控制。
背景技术
通常为机动车辆类型的自动驾驶车辆(或者更简单地，自动车辆)包括辅助设备，该辅助设备负责驾驶车辆而无需驾驶员对车辆方向盘进行操作。这些自动驾驶车辆中的一些可以选择在手动驾驶阶段期间由其驾驶员驾驶，或者在自动驾驶阶段期间以完全自动的方式驾驶，并且在自动驾驶阶段和手动驾驶阶段之间存在过渡阶段。
在自动驾驶阶段期间，无论车辆中是否有驾驶员，都由辅助设备完全控制驾驶。在自动驾驶阶段和手动驾驶阶段之间的过渡阶段期间，驾驶员在受到车辆的(例如视觉或听觉)请求之后，重新获得对驾驶的完全控制，并且因此辅助设备停止控制车辆。在手动驾驶阶段和自动驾驶阶段之间的过渡阶段期间，根据自动化水平，辅助设备控制驾驶，并且因此驾驶员停止控制车辆。
当自动驾驶车辆处于(完全)自动驾驶阶段时，其驾驶员可以做任意他喜欢的事情，尤其是休息、阅读、工作、打电话、聊天或进食。在这些情况下，驾驶员经常希望驾驶舱内保持安静。然而，由于在该驾驶员所处车辆的外部环境中产生许多声音，这种安静很少出现。因此，驾驶员通常未享受到自动驾驶阶段所带来的全部益处。
特别在专利文献US2015/0030175中，确实已经提出检测车辆行驶所在的道路的状态，以便在车载数据库中确定对应于该状态的录音，并且在该录音通过扬声器在驾驶舱内传播时，该录音允许通过衰减效应至少部分地掩盖由行驶引起的特征噪声。应理解的是，这种解决方案仅在涉及行驶噪声时且更进一步仅在这些噪声对应于完全熟知的道路状况时才有效，并且不允许在驾驶舱中至少部分地摆脱车辆外部环境中存在的所有其他声音。
发明内容
本发明特别旨在改善这种情况。
为此，本发明提出了一种用于装备至车辆的控制设备，该车辆能够在手动驾驶阶段期间由驾驶员驾驶并包括驾驶舱和辅助设备，该驾驶舱配备有至少一个能够传播声音信号的扬声器，该辅助设备能够在自动驾驶阶段期间完全自动地驾驶车辆。
该控制装置的特征在于，包括：
-采集装置，其能够连接到车辆并记录在车辆外部环境中存在的第一声音信号，以及
-控制装置，在自动驾驶阶段期间，该控制装置能够产生与记录的第一声音信号相位相反的第二声音信号，并且向扬声器提供这些已确定的第二声音信号，以便该第二声音信号的传播促使在驾驶舱中至少部分消除第一声音信号。
通过在自动驾驶阶段期间这种对隔音的主动控制，由于不再受到第一声音信号的困扰，车辆的乘客处于安静之中。
根据本发明的控制设备可包括可以单独或组合采用的其他特征，并且尤其是：
-在自动驾驶阶段开始时，该控制设备的控制装置可适于将已确定的第二声音信号的振幅逐渐增加到基本上等于车辆外部环境中记录的第一声音信号的振幅；
-在第一运行(或实施)模式中，在自动驾驶阶段和手动驾驶阶段之间的过渡阶段期间，该控制设备的控制装置可适于停止产生第二声音信号；
-在第二运行(或实施)模式中，在自动驾驶阶段和手动驾驶阶段之间的过渡阶段期间，该控制设备的控制装置可适于将已确定的第二声音信号的振幅逐渐减小到零振幅，以便该第二声音信号的传播促使在驾驶舱内逐渐听见第一声音信号；
-该控制设备的控制装置能够实施渐进性减小振幅，该渐进性由车辆的用户来确定参数；
-在已经消除所确定的第二声音信号的振幅之后，该控制设备的控制装置可适于逐渐将所记录的第一声音信号的振幅增加到预定值，以使得这些放大的第一声音信号在驾驶舱中通过扬声器来传播；
-在自动驾驶阶段和手动驾驶阶段之间的过渡阶段期间，该控制设备的控制装置可适于触发对至少一个预定警告信号的传播，该传播在驾驶舱中通过扬声器进行；
-在自动驾驶阶段期间，在接收到由车辆乘客给出的隔音中止命令的情况下，该控制设备的控制装置可适于停止产生第二声音信号；
-在接收到由车辆乘客给出的隔音停用命令的情况下，该控制设备的控制装置可适于不再产生第二声音信号。
本发明还提出了一种可选地是机动车辆类型的车辆，该车辆能够在手动驾驶阶段由驾驶员驾驶并包括驾驶舱和辅助设备，该驾驶舱配备有至少一个能够传播声音信号的扬声器，该辅助设备能够在自动驾驶阶段期间完全自动地驾驶车辆。
该车辆的特征在于，包括上述类型的控制设备。
附图说明
通过审阅下面的详细描述和附图，本发明的其他特征和优点将显现，在附图中：
-图1示意性且功能性地示出了车辆的示例，该车辆包括用于自动驾驶的辅助设备以及根据本发明的控制设备的实施例，
-图2在曲线图中示意性地示出了第一声音信号(S1)示例、第二声音信号(S2)示例以及第三声音信号(S3)示例的振幅(ASj)随时间(t)的变化，在车辆的外部记录该第一声音信号(S1)，在已记录的第一声音信号(S1)的基础上通过根据本发明的控制设备来确定该第二声音信号(S2)，在第一声音信号(S1)和第二声音信号(S2)存在的情况下在该车辆的驾驶舱中听到第三声音信号(S3)，并且
-图3在曲线图中示意性地示出了在手动驾驶阶段(pcm)、自动驾驶阶段(pca)和过渡阶段(pt)期间，已记录的第一声音信号(S1)示例以及在车辆驾驶舱中听到的第三声音信号(S3)示例的振幅(ASj，j＝1至3)随时间(t)的变化。
具体实施方式
本发明特别旨在提出一种控制设备DC，其用于装备至自动驾驶车辆VA，以便主动地控制后者(VA)的驾驶舱H中的隔音。
此处“自动驾驶车辆”指的是包括辅助设备DA的车辆，该辅助设备DA负责驾驶车辆而无须乘客对方向盘进行操作，并且可以(至少部分地)被激活或被停用，以便在手动驾驶阶段pcm期间允许驾驶员驾驶车辆。因此，此种车辆可以选择在手动驾驶阶段pcm期间由驾驶员驾驶，在自动驾驶阶段pca期间(在该车辆的辅助设备DA的控制下)以完全自动的方式驾驶，在自动驾驶阶段pca和手动驾驶阶段pcm之间出现的过渡阶段pt期间，以自动然后手动的方式驾驶(由辅助设备DA转接到驾驶员)。
尤其根据与自动驾驶车辆VA的外部环境有关并至少由装载在自动车辆(VA)中的外部环境分析装置提供的信息，辅助设备DA确保对自动车辆VA的控制。为此，在自动驾驶的情况下，辅助设备DA连续地确定自动车辆VA的最佳路线，并且，在每个自动驾驶阶段pca期间，该辅助设备DA控制自动车辆VA的方向盘角度和速度，以使得自动车辆(VA)充分遵循已确定的最佳路线。
在下文中，作为非限制性示例，认为自动车辆VA为机动车辆类型。这涉及例如汽车。然而本发明不限于此种类型的车辆。本发明实际上涉及任意类型的自动驾驶车辆，并且因此不仅涉及陆地载具，而且也涉及例如水上出租车的海上(或河上)载具，以及飞机。
图1示意性且功能性地示出了自动车辆VA，该车辆包括驾驶舱H、辅助设备DA、以及根据本发明的控制设备DC的实施例，该驾驶舱配备有至少一个能够传播声音信号的扬声器HP(这里是两个)，该辅助设备DA负责驾驶车辆而无需驾驶员对方向盘进行操作。
如图1中所示，控制设备DC至少包括采集装置MA和控制装置MC。
应注意到，在图1中非限制性示出的实施例中，控制装置MC是计算机C1的一部分，该计算机可选地在(自动)车辆VA内提供至少一个其他功能，并且优选地，该计算机连接到车辆VA的通信网络(该通信网络可选地是多路复用型并允许在车载电子设备之间交换信息)。但这不是必须的。实际上，控制设备DC可以包括其自己的计算机，该计算机包括该控制设备DC的控制装置MC并连接到车辆VA的可选通信网络。此外，控制装置MC可以以软件模块(或“软件”)、或者电路或电子组件(或“硬件”)与软件模块组合的形式制成。
采集装置MA能够在驾驶舱H的外部固定于车辆VA。该采集装置MA能够记录在车辆VA的外部环境中存在的第一声音信号S1。为此目的，该采集装置MA例如可以包括至少一个麦克风。应注意到，有利的是设置至少两个麦克风，以例如获得“立体声”声像。在后一种情况下，可以例如将麦克风分别安装在车辆的两个侧面上，并且/或者一个安装在车辆的前部且一个安装在车辆的后部。例如，每个麦克风可以安装在保险杠(或防护板)或外部后视镜中。
记录通过数字采样进行。
一旦记录了第一声音信号S1的数字样本，采集装置MA就可选地通过车辆VA的通信网络“飞快地”(或实时地)将该数字样本传输到控制装置MC。
在自动驾驶阶段pca期间，控制装置MC能够产生与已记录的第一声音信号S1相位相反的第二声音信号S2。然后，该控制装置MC向存在于车辆V的驾驶舱H中的至少一个扬声器HP提供这些已确定的第二声音信号S2，以使得第二声音信号S2的传播在驾驶舱H中引起至少部分地消除第一声音信号S1，该第一声音信号S1存在于外部，并且在没有这些第二声音信号S2的情况下该第一声音信号S1可被乘客听见。
换句话说，在自动驾驶阶段pca期间，控制装置MC生成第二声音信号S2，其与第一声音信号S1的结合(或叠加)形成第三声音信号S3，该第三声音信号S3的振幅AS3沿时间(t)几乎水平并接近零(0)，如图2的说明性示例中示意性所示。由于声音信号是压力波，所以这种消除效果至少部分地消除第一声音信号S1，并且因此两个相位完全相反且振幅相似的压力波的结合(或叠加)引起相反的压力并因此相互抵消。实际上应了解到，当两个波相位相反时，一个波的最大值与另一个波的最小值暂时重合，反之亦然，因此这两个波相互抵消。在图2中示出了这种波动机制，该机制允许相对于车辆VA外部环境而在驾驶舱H中隔离声音。
因此，在自动驾驶阶段pca期间，由于车辆VA的乘客不再受第一声音信号S1的困扰，所以他们处于安静之中，这使得他们可以享受带给他们的所有益处。
应注意到，在自动驾驶阶段pca开始时，控制装置MC可适于将已确定的第二声音信号S2的振幅逐渐增强，直至振幅AS2基本等于第一声音信号S1的振幅AS1，该第一声音信号S1在车辆VA的外部环境中记录。这允许逐渐地将这种安静状态引入驾驶舱H，而不是突然施加这种安静(当已确定的第二声音信号S2的振幅AS2立即基本上等于已记录的第一声音信号S1的振幅AS1时，这是可能的替代例)。
在图3的曲线图的中间部分示出了这种形成逐渐安静的情况。实际上，可以观察到，由第一声音信号S1和第二声音信号S2的叠加产生的第三声音信号S3具有基本上与已记录的第一声音信号S1相同的波形，同时该第三声音信号S3的振幅AS3逐渐减小直至数值接近于零。
应注意到，控制装置MC可适于渐进性增加(第二声音信号S2的)振幅AS2，该渐进性由车辆VA的用户提前确定参数。例如，根据趋向于最大的振幅AS2(并因此趋向于最小的振幅AS3)的时间计划和/或增长曲线(例如线性或xn型(其中n≥2)或指数)，可以确定该渐进性的参数。
还应注意到，通过计算机C1和辅助设备DA之间的直接连接，或者间接地通过车辆VA的另一计算机和/或可选的通信网络，辅助设备DA可以将其所属车辆VA在所考虑时刻(pca、pt或pcm)的驾驶阶段通知给控制装置MC。
在自动驾驶阶段pca和手动驾驶阶段pcm之间的过渡阶段pt期间，可以考虑至少两种运行模式。
在第一运行模式中，在自动驾驶阶段pca和手动驾驶阶段pcm之间的过渡阶段pt期间，控制装置MC可适于停止产生第二声音信号S2。
换句话说，在该第一运行模式中，一旦通知控制装置MC该过渡阶段pt开始，该控制装置就立即停止生成(并因此停止确定)第二声音信号S2，以使得车辆VA的乘客正常且立即听到车辆VA的外部环境中存在的第一声音信号S1。因此，开始过渡阶段pt之后，驾驶员就立即重新融入道路环境(相对于刚结束的自动驾驶阶段pca开始时的环境，该道路环境可能已经完全改变)。
在第二运行模式中，在自动驾驶阶段pca和手动驾驶阶段pcm之间的过渡阶段pt期间，控制装置MC可适于将已确定的第二声音信号S2的振幅逐渐减小至零振幅，以便该第二声音信号S2的传播促使在驾驶舱H中逐渐听见车辆VA的外部环境中存在的第一声音信号S1。因此，在过渡阶段pt期间，驾驶员逐渐重新融入道路环境(相对于刚刚结束的自动驾驶阶段pca开始时的环境，该道路环境可能已经完全改变)，以便驾驶员可以更好地掌握对其车辆VA的重新控制，而不会对道路情况感到紧张。
在图3的曲线图的右侧部分中示出了这种情况。实际上可以看出，由第一声音信号S1和第二声音信号S2的叠加产生的第三声音信号S3具有基本上与第一声音信号S1相同的波形，同时其振幅AS3逐渐增加到比第一声音信号S1的振幅稍小(因为S3是在驾驶舱H中测量，而S1是在驾驶舱H的外部测量)。
应注意到，控制装置MC适用于渐进性减小(第二声音信号S2的)振幅AS2，该渐进性预先由车辆VA的用户确定参数。例如，根据趋向于最小的振幅AS2(并因此趋向于最大的振幅AS3)的时间计划和/或减小曲线(例如线性或xn型(其中n≥2)或指数)，可以确定该渐进性的参数。由于可以考虑多种其他的参数化可能，此处仅是非限制性实施例。
还应注意到，在手动驾驶阶段pcm期间，控制装置MC可以不产生第二声音信号S2，以便驾驶员正常地听到存在于车辆VA的外部环境中的第一声音信号S1。这种不干预情况在图3的曲线图的左侧部分中示出。实际上可以看出，由车辆VA的乘客听到的第三声音信号S3仅由存在于车辆VA外部环境中的第一声音信号S1产生。第三声音信号S3的波形与第一声音信号S1的波形相同，然而，由于乘客舱H通过其结构而获得的被动隔音，第三声音信号S3的振幅AS3略小于外部的第一声音信号S1的振幅AS1。对于手动驾驶阶段的隔音，可以考虑采用不可超出的阈值。
还应注意，在已经消除所确定的第二声音信号S2的振幅AS2之后，控制装置MC可适于逐渐将已记录的第一声音信号S1的振幅增加到预定值，以便产生放大的第一声音信号，其应当在驾驶舱H中通过(每个)扬声器HP传播。换句话说，控制装置MC将在驾驶舱H中传播第一声音信号S1'，以便增加在驾驶舱H中听到的第一声音信号S1的振幅，该第一声音信号S1'的波形与在车辆VA的外部环境中记录的第一声音信号S1的波形相同。因此，驾驶员在某种程度上非常短暂地沉浸到道路环境中，近乎就像该驾驶员位于车辆VA外面一样，以便允许该驾驶员更加注意到道路环境。
还应注意，在自动驾驶阶段pca和手动驾驶阶段pcm之间的过渡阶段pt期间，控制装置MC可适于触发对至少一个预定警告信号的传播，该传播在驾驶舱H中通过(每个)扬声器HP进行。警告信号用于警告驾驶员辅助设备DA将交回对车辆VA的控制、以及在外部环境中检测到可能的危险(例如，另一车辆正在超车，或者当前附近存在骑行人员或行人)。该警告信号可以是专用的旋律(或声音信号)或合成的语音消息(例如，提醒驾驶员其必须执行的动作和/或检测到的危险)。
还应注意到，在自动驾驶阶段pca期间，控制装置MC可适于在接收到主动隔音中止命令的情况下停止产生(并因此中止确定)第二声音信号S2，该隔音中止命令由车辆VA的乘客通过人/机界面给出。该选项旨在要求控制设备DC针对当前的自动驾驶阶段pca暂时停止消除第一声音信号S1。通过在车辆VA的屏幕(其例如属于中央组合件的一部分)上显示的菜单中选择选项、通过按压控制装置、或者通过发出专用的语言表达(例如“中止隔音”)，可以完成命令的给出。
还应注意到，在接收到由车辆VA的乘客提供的主动隔音停用命令的情况下，控制装置MC可适于不再产生(并因此不再确定)第二声音信号S2。该选项旨在要求控制设备DC长期停止对第一声音信号S1的主动控制，而无论所考虑的驾驶阶段如何。通过在车辆VA的屏幕(例如中央组合件的一部分)上显示的菜单中选择选项、通过按压控制装置、或者通过发出专用的语言表达(如“停用隔音”)，可以完成命令的给出。

Claims (10)

1.一种用于车辆(VA)的控制设备(DC)，所述车辆在手动驾驶阶段可由驾驶员驾驶并包括驾驶舱(H)和辅助设备(DA)，所述驾驶舱(H)配备有可传播声音信号的至少一个扬声器(HP)，所述辅助设备在自动驾驶阶段能够以完全自动的方式驾驶所述车辆，其特征在于，所述控制设备包括i)采集装置(MA)，其能够连接到所述车辆，并且记录在所述车辆(VA)的外部环境中存在的第一声音信号，以及ii)控制装置(MC)，其能够在自动驾驶阶段期间产生与已记录的第一声音信号相位相反的第二声音信号，并且向所述扬声器(HP)提供所述第二声音信号，以使得所述第二声音信号的传播促使在所述驾驶舱(H)中至少部分地消除所述第一声音信号。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，在自动驾驶阶段开始时，所述控制装置(MC)可适于将所述已确定的第二声音信号的振幅逐渐增加到基本等于在所述车辆(VA)的外部环境中记录的所述第一声音信号的振幅。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的设备，其特征在于，在自动驾驶阶段和手动驾驶阶段之间的过渡阶段期间，所述控制装置(MC)适于停止产生所述第二声音信号。
4.根据权利要求1和2中任一项所述的设备，其特征在于，在自动驾驶阶段和手动驾驶阶段之间的过渡阶段期间，所述控制装置(MC)适于将所述已确定的第二声音信号的振幅逐渐减小到零振幅，以便所述第二声音信号的传播使得在驾驶舱(H)中逐渐听见所述第一声音信号。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述控制装置(MC)适于实施渐进性减小振幅，所述渐进性由所述车辆(VA)的用户来确定参数。
6.根据权利要求4和5中任一项所述的设备，其特征在于，在已经消除所述已确定第二声音信号的振幅之后，所述控制装置(MC)适于将所述已记录的第一声音信号的振幅逐渐增加到预定值，以便所述放大的第一声音信号在所述驾驶舱(H)中通过所述扬声器(HP)来传播。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其特征在于，在自动驾驶阶段和手动驾驶阶段之间的过渡阶段期间，所述控制装置(MC)适于触发对至少一个预定警告信号的传播，所述传播通过所述扬声器(HP)在所述驾驶舱(H)内进行。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的设备，其特征在于，在自动驾驶阶段期间，在接收到由所述车辆(VA)的乘客给出的隔音中止命令的情况下，所述控制装置(MC)适于停止产生所述第二声音信号。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其特征在于，在接收到由所述车辆(VA)的乘客给出的隔音停用命令的情况下，所述控制装置(MC)适于不再产生所述第二声音信号。
10.一种车辆(VA)，其在手动驾驶阶段可由驾驶员驾驶并包括驾驶舱(H)和辅助设备(DA)，所述驾驶舱配备有能够传播声音信号的至少一个扬声器(HP)，所述辅助设备在自动驾驶阶段期间能够以完全自动的方式驾驶所述车辆，其特征在于，所述车辆进一步包括根据前述权利要求中任一项所述的控制设备(DC)。
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