CN110758235A - 一种行人警示器系统及行人警示方法 - Google Patents

一种行人警示器系统及行人警示方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种行人警示器系统及行人警示方法，其能够改善电动车和混动车等新能源汽车低速行人提醒音的音质。一种行人警示器系统，包括用于播放警示音的扬声器及用于驱动所述扬声器发声的功放，所述行人警示器系统还包括：CAN接口电路，其用于获取新能源车辆的车速信号；处理装置，其用于接收所述CAN接口电路传输的所述车速信号，并根据所述车速信号调节音频信号的频率和/或幅值；及低通滤波器，其用于接收调节后的所述音频信号，并对所述音频信号进行低通滤波后输入至所述功放。

Description

一种行人警示器系统及行人警示方法
技术领域
本发明涉及电动车或混动车的行人警示领域，具体涉及一种行人警示器系统及行人警示方法。
背景技术
低速时，新能源汽车，如电动车或混合动力车的车辆噪声非常低。行人或动物因注意不到这些车而引发的交通事故会显著上升。据了解，在电动车以时速30公里以下行驶时，基本上是不会产生任何噪音的，只有在较高速行驶时才会开始听到来自轮胎的噪音；而在高速公路上行驶时，电动车所产生的噪音才会与传统汽车差不多。
近日欧洲议会规定在2019年前欧盟区域内所有电动汽车和混合动力汽车都必须加装能够发出虚拟引擎声的装置，让人们能够注意到车辆的到来。强制令的颁布为的是让所有人在街上通行都更为安全，尤其是盲人和有视力问题的人。目前中国国内正式颁布相关法规，GBT37153-2018《电动汽车低速提示音》。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种行人警示器系统及行人警示方法，其能够改善电动车和混动车等新能源汽车低速行人提醒音的音质。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种行人警示器系统，包括用于播放警示音的扬声器及用于驱动所述扬声器发声的功放，所述行人警示器系统还包括：
CAN接口电路，其用于获取新能源车辆的车速信号；
处理装置，其用于接收所述CAN接口电路传输的所述车速信号，并根据所述车速信号调节音频信号的频率和/或幅值；及
低通滤波器，其用于接收调节后的所述音频信号，并对所述音频信号进行低通滤波后输入至所述功放。
优选地，所述处理装置包括移频算法模块，所述移频算法模块依据如下公式（1）调节所述音频信号的频率：
T(t)=N*S(t)+T0 （1）
其中，T(t)为调节后的采样时间，N为固定系数，S(t)为新能源车辆的车速，T0为初始采样率。
优选地，所述处理装置包括音量算法模块，所述音量算法模块依据如下公式（2）调节所述音频信号的幅值：
VO(t)= VI(t)/POWF(10,M*(Smax- S(t))) （2）
其中，VO(t)为调节后的输出幅度系数，VI(t)为初始幅度系数，POWF是指POWF函数，M为速度系数，Smax为最大速度，S(t)为新能源车辆的车速。
优选地，所述处理装置存储有音频文件，所述处理装置还用于对所述音频文件进行解码获得所述音频信号。
更优选地，所述处理装置还用于对所述音频文件进行如下处理中的一种或多种：音频数据大小解析、采样频率解析、采样数据率解析、通道解析、编码方式解析。
优选地，所述处理装置输出的调节后的所述音频信号为PWM信号。
优选地，所述CAN接口电路还用于获取新能源车辆的档位信号；所述处理装置还用于根据所述CAN接口电路传输的所述档位信号，并判断所述档位信号是否小于设定值，当结果为是时，所述处理装置用于对所述音频信号进行调节并发送至所述低通滤波器；当结果为否时，所述处理装置不向所述低通滤波器发送音频信号。
优选地，所述行人警示系统还包括用于为所述CAN接口电路及所述处理装置供电的电源。
本发明采用的另一种技术方案如下：
一种行人警示系统，包括如下步骤：
A、获取新能源车辆的车速信号；
B、根据所述车速信号调节音频信号的频率和/或幅值；及
C、对调节后的所述音频信号进行低通滤波后输入至功放，由所述功放驱动扬声器发声；
其中，所述步骤B中，依据如下公式（1）调节所述音频信号的频率：
T(t)=N*S(t)+T0 （1）
其中，T(t)为调节后的采样时间，N为固定系数，S(t)为新能源车辆的车速，T0为初始采样率；
依据如下公式（2）调节所述音频信号的幅值：
VO(t)= VI(t)/POWF(10,M*(Smax- S(t))) （2）
其中，VO(t)为调节后的输出幅度系数，VI(t)为初始幅度系数，POWF是指POWF函数，M为速度系数，Smax为最大速度，S(t)为新能源车辆的车速。
优选地，还包括位于所述步骤A之前步骤A0：获取新能源车辆的档位信号，判断所述档位信号是否小于设定值时，当结果为是时，执行所述步骤A至C；当结果为否时，所述扬声器不发声。
本发明采用以上方案，相比现有技术具有如下优点：
本发明的行人警示器系统及行人警示方法中，可以根据汽车的车速调节所发出的行人警示器的频率和幅值，例如在新能源车辆加速和减速时可以实现移频和声音大小的改变，让行人感觉到身后汽车加速和减速的状态，具有较好的行人警示效果，而且能符合法规GBT37153-2018对提醒音移频和声压级的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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为根据本发明实施例的一种行人警示器系统的结构示意图；
图2为根据本发明实施例的一种行人警示方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。
本实施例提供一种用于新能源汽车，如电动汽车或混动汽车的行人警示器系统。参照图1所示，该行人警示器系统包括CAN接口电路1、处理装置2、低通滤波器3、功放4、扬声器5以及电源6。
CAN接口电路1通过CAN总线连接电动汽车或混动汽车的车载控制系统，用来获取车辆的档位信号和车速信号，并发送至处理装置。
处理装置2具体为单片机，其中存储有音频文件，如WAV格式的噪音文件。单片机和CAN接口电路电性连接，用于接收CAN接口电路传输的档位信号和车速信号。该处理装置2，用于对所述音频文件进行解析处理；具体地，把存储在单片机里面的WAV格式音频文件通过软件解码出来，获得音频信号，解码的音频信息包括音频的格式、音频数据大小、采样频率、采样数据率、音频通道、编码方式和音频数据。该处理装置2，还用于根据所述CAN接口电路传输的所述档位信号，并判断所述档位信号是否小于设定值，当结果为是时，所述处理装置用于对所述音频信号进行调节并发送至所述低通滤波器；当结果为否时，所述处理装置不向所述低通滤波器发送音频信号。该处理装置2，还用于接收所述CAN接口电路传输的所述车速信号，并根据所述车速信号调节音频信号的频率和/或幅值。该处理装置，还用于将调节后的音频信号以PWM方式输出至低通滤波器。
本实施例中，所述处理装置2包括移频算法模块，所述移频算法模块依据如下公式（1）调节所述音频信号的频率：
T(t)=N*S(t)+T0 （1）
其中，T(t)为调节后的采样时间，N为固定系数，S(t)为新能源车辆的车速，T0为初始采样率。
本实施例中，所述处理装置2包括音量算法模块，所述音量算法模块依据如下公式（2）调节所述音频信号的幅值：
VO(t)= VI(t)/POWF(10,M*(Smax- S(t))) （2）
其中，VO(t)为调节后的输出幅度系数，VI(t)为初始幅度系数，POWF是指POWF函数，M为速度系数，Smax为最大速度，S(t)为新能源车辆的车速。
低通滤波器3和处理装置2电性连接，用于接收调节后的所述音频信号，并对所述音频信号进行低通滤波，滤除高频信号。低通滤波器3还和功放4电性连接，将低通滤波后的音频信号输入至所述功放4。功放4和扬声器5电性连接，根据接收的音频信号驱动扬声器播放相应的行人警示音。
电源6分别和CAN接口电路1和处理装置2电性连接，用于为所述CAN接口电路1及所述处理装置2供电。电源6通过车辆上的KL15电或者电池来给系统供电，包括DC/DC电路。
本实施例还提供一种行人警示系统，包括如下步骤：
A、获取新能源车辆的车速信号；
B、根据所述车速信号调节音频信号的频率和/或幅值；及
C、对调节后的所述音频信号进行低通滤波后输入至功放，由所述功放驱动扬声器发声；
其中，所述步骤B中，依据如下公式（1）调节所述音频信号的频率：
T(t)=N*S(t)+T0 （1）
其中，T(t)为调节后的采样时间，N为固定系数，S(t)为新能源车辆的车速，T0为初始采样率；
依据如下公式（2）调节所述音频信号的幅值：
VO(t)= VI(t)/POWF(10,M*(Smax- S(t))) （2）
其中，VO(t)为调节后的输出幅度系数，VI(t)为初始幅度系数，POWF是指POWF函数，M为速度系数，Smax为最大速度，S(t)为新能源车辆的车速。
这其中，S(t)，Smax参数通过CAN总线读取，T0，VI(t)通过读取音频信息来获取，M，N为根据不同的要求和效果而定义的数值，其中M根据新能源车辆的车速来设定。
该行人警示方法还包括位于所述步骤A之前步骤A0：获取新能源车辆的档位信号，判断所述档位信号是否小于设定值时，当结果为是时，执行所述步骤A至C；当结果为否时，所述扬声器不发声。
图2显示了行人警示方法的流程。处理装置通过CAN总线来读取车上的档位信号和车速信号，并把存储在单片机里面的WAV格式的噪声文件通过软件解码出来，解码的音频信息包括音频的格式、音频数据大小、采样频率、采样数据率、音频通道、编码方式和音频数据。
解码出来的音频信号在处理装置的移频算法模块中通过改变音频采样时间，根据不同的车速，通过移频算法T(t)=N*S(t)+T0来实现移频的效果，其中T(t)为改变后的采样时间，N为固定系数，S(t)为速度系数，T0为初始采样率。
同时在处理装置的音量算法模块中，把解码出来的音频数据通过改变音频幅度的方法，根据不同的车速，通过幅度改变的算法VO(t)= VI(t)/POWF(10,M*(Smax- S(t)))来实现幅度随车速的变化，其中VO(t)为输出幅度系数，VI(t)为初始幅度系数，M为速度系数，Smax为最大速度，S(t)为速度系数。
然后把处理完的音频信号通过PWM的方式输出来，经过低通滤波器，滤除高频信号，得到音频信号，输入到功放中，通过功放放大音频信号输入到扬声器中，最终发出行人警示音。
根据档位信号来确定是否需要发声，根据车速信号来实现移频和声音大小的改变。让行人感觉到身后汽车加速和减速的状态。而且该系统利用较低的硬件资源，通过算法来实现车辆加速和减速的音频提醒效果，同时又能符合法规GBT37153-2018对提醒音移频和声压级的要求。
以上描述和显示了本发明的基本原理，基本框图，音频流程图，算法以及优点。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，是一种优选的示例性的，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种行人警示器系统，包括用于播放警示音的扬声器及用于驱动所述扬声器发声的功放，其特征在于，所述行人警示器系统还包括：
CAN接口电路，其用于获取新能源车辆的车速信号；
处理装置，其用于接收所述CAN接口电路传输的所述车速信号，并根据所述车速信号调节音频信号的频率和/或幅值；及
低通滤波器，其用于接收调节后的所述音频信号，并对所述音频信号进行低通滤波后输入至所述功放。
2.根据权利要求1所述的行人警示器系统，其特征在于，所述处理装置包括移频算法模块，所述移频算法模块依据如下公式（1）调节所述音频信号的频率：
T(t)=N*S(t)+T0 （1）
其中，T(t)为调节后的采样时间，N为固定系数，S(t)为新能源车辆的车速，T0为初始采样率。
3.根据权利要求1所述的行人警示器系统，其特征在于，所述处理装置包括音量算法模块，所述音量算法模块依据如下公式（2）调节所述音频信号的幅值：
VO(t)= VI(t)/POWF(10,M*(Smax- S(t))) （2）
其中，VO(t)为调节后的输出幅度系数，VI(t)为初始幅度系数，POWF是指POWF函数，M为速度系数，Smax为最大速度，S(t)为新能源车辆的车速。
4.根据权利要求1所述的行人警示器系统，其特征在于，所述处理装置存储有音频文件，所述处理装置还用于对所述音频文件进行解码获得所述音频信号。
5.根据权利要求4所述的行人警示器系统，其特征在于，所述处理装置还用于对所述音频文件进行如下处理中的一种或多种：音频数据大小解析、采样频率解析、采样数据率解析、通道解析、编码方式解析。
6.根据权利要求1所述的行人警示器系统，其特征在于，所述处理装置输出的调节后的所述音频信号为PWM信号。
7.根据权利要求1所述的行人警示系统，其特征在于，所述CAN接口电路还用于获取新能源车辆的档位信号；所述处理装置还用于根据所述CAN接口电路传输的所述档位信号，并判断所述档位信号是否小于设定值，当结果为是时，所述处理装置用于对所述音频信号进行调节并发送至所述低通滤波器；当结果为否时，所述处理装置不向所述低通滤波器发送音频信号。
8.根据权利要求1所述的行人警示系统，其特征在于，所述行人警示系统还包括用于为所述CAN接口电路及所述处理装置供电的电源。
9.一种行人警示系统，其特征在于，包括如下步骤：
A、获取新能源车辆的车速信号；
B、根据所述车速信号调节音频信号的频率和/或幅值；及
C、对调节后的所述音频信号进行低通滤波后输入至功放，由所述功放驱动扬声器发声；
其中，所述步骤B中，依据如下公式（1）调节所述音频信号的频率：
T(t)=N*S(t)+T0 （1）
其中，T(t)为调节后的采样时间，N为固定系数，S(t)为新能源车辆的车速，T0为初始采样率；
依据如下公式（2）调节所述音频信号的幅值：
VO(t)= VI(t)/POWF(10,M*(Smax- S(t))) （2）
其中，VO(t)为调节后的输出幅度系数，VI(t)为初始幅度系数，POWF是指POWF函数，M为速度系数，Smax为最大速度，S(t)为新能源车辆的车速。
10.根据权利要求9所述的行人警示方法，其特征在于，还包括位于所述步骤A之前步骤A0：获取新能源车辆的档位信号，判断所述档位信号是否小于设定值时，当结果为是时，执行所述步骤A至C；当结果为否时，所述扬声器不发声。
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