CN110996218A - 一种车内主动音效增强方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种车内主动音效增强方法及装置，该方法包括：通过车内CAN总线获取当前发动机转速信号；根据发动机转速信号控制输出相应幅值、音调和阶次配比的模拟引擎声浪；其中，所述引擎声浪由车内音响系统进行播放。本发明增强了发动机的引擎声，并可以根据用户的喜好切换不同的模拟音效，不仅提高了驾乘的体验感，也能起到对周围行人的警示作用。本发明中音效通过FM发射模块发送到车内音响系统进行放音，无需额外的线束，安装方便快捷，最大程度地降低了对原车的改造，成本低。

Description

一种车内主动音效增强方法及装置

技术领域

本发明涉及车内电子消费品领域，尤其涉及一种车内主动音效增强方法及装置。

背景技术

汽车内部声品质是影响整车品质感知度和客户满意度的主要因素，而高效可行的声音设计方法可以自定义汽车内部的声环境，铸造厂家的品牌标识。在一般情况下，行驶的汽车内部有3种声音：路面噪声、风噪和引擎噪声。而大部分情况下乘客座位处的引擎噪声对乘坐舒适度的影响最大，引擎噪音固然不能太大，但是如果完全没有引擎声的掩蔽，不规律的路噪和风噪以及一些纯电动车的电子开关噪声会使汽车内部声品质大打折扣，所以，针对车内引擎声的设计就显得尤为重要。车内主动声音设计技术是指通过信号处理和音响放大在汽车内部产生目标声音的新技术。针对车内主动声音技术，国内外已经有了一些商品化的产品，但是都是通过与主机厂进行正向开发，预先集成在车辆的配置中，对于市面上现存的车辆则无法进行该技术的应用。

发明内容

本发明的目的在于通过一种车内主动音效增强方法及装置，来解决以上背景技术部分提到的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种车内主动音效增强方法，该方法包括：通过车内CAN总线获取当前的发动机转速信号；根据所述发动机转速信号控制输出相应幅值、音调和阶次配比的模拟引擎声浪；其中，所述引擎声浪由车内音响系统进行播放。

特别地，所述车内主动音效增强方法还包括：智能终端通过蓝牙通信控制切换不同的引擎声浪类型。

基于上述车内主动音效增强方法，本发明还提出了一种车内主动音效增强装置，该装置包括：OBD接口、电源获取模块、转速获取模块、音效处理模块、混音模块、音频蓝牙模块、数据蓝牙模块以及FM发射模块；所述OBD接口接插于CAN总线接口处；所述转速获取模块用于解析出当前汽车的发动机转速信号，并将其发送给音效处理模块；所述音效处理模块用于对收到所述发动机转速信号进行处理，根据不同的发动机转速发出相应幅值、音调和阶次配比的模拟引擎声浪；所述音频蓝牙模块、数据蓝牙模块与外部智能终端通过蓝牙无线连接，通过数据蓝牙模块接收数据切换不同的引擎声浪类型，通过音频蓝牙模块接收智能终端内的音频信号；所述混音模块用于将音效处理模块发出的声音信号和蓝牙音乐信号进行模拟混合，传递给FM发射模块，车辆通过FM调频收音机获取声信号，然后由车内音响系统进行播放以增强车辆引擎声浪。

特别地，所述电源获取模块集成于电源转化板上，通过电源转化板将汽车车内常电源转化为可供车内主动音效增强装置使用的低电压电源；所述转速获取模块、音效处理模块和混音模块集成于信号处理板上；所述音频蓝牙模块、数据蓝牙模块和FM发射模块集成于无线收发板上；所述电源转化板通过接插件与信号处理板和无线收发板相连，信号处理板和无线收发板通过插针焊接相连。

特别地，所述转速获取模块具体用于：CAN收发器通过CANH和CANL线接收到总线上的CAN信号并转化为音效处理模块可以接受的差动信号，再由CAN解析器分析该差动信号获取当前的发动机转速信号。

特别地，所述音效处理模块包括DSP处理器、CODEC音频编解码芯片和FLASH闪存模块；所述音效处理模块在播放音效文件时根据发动机转速信号的变化快慢采取大小不同的增益，根据发动机转速信号的瞬时值改变音效文件播放的速率，根据发动机转速信号所处的区间段从FLASH闪存内部调用不同转速段下的音效文件，从而完成模拟引擎声浪的幅值、音调和阶次配比的改变。

特别地，所述混音模块包括左信号输入通道一、左信号输入通道二、右信号输入通道一、右信号输入通道二、左信号输出通道和右信号输出通道。左信号输入通道一连接CODEC音频编解码芯片左输出通道，右信号输入通道一连接CODEC音频编解码芯片右输出通道，左信号输入通道二连接音频蓝牙模块左输出通道，右信号输入通道二连接音频蓝牙模块右输出通道，左信号输出通道接FM发射模块左输入通道，右信号输出通道接FM发射模块右输入通道。

特别地，所述无线收发板内有插头从电源转化板上取得所需电源，另有排针焊接在信号处理板上，排针上的信号有UART串行接口信号、IIC串行接口信号、音频蓝牙模块左输出通道、音频蓝牙模块右输出通道、FM发射模块左输入通道、FM发射模块右输入通道。

特别地，所述数据蓝牙模块通过URAT串行接口与DSP相连，在智能终端APP内配对完成后，所述DSP从智能终端APP处接收控制命令或接收模拟引擎声浪的音频文件并下载到FLASH闪存内部备用；所述音频流蓝牙在智能终端蓝牙设置界面进行连接，并且接收智能终端内的音频信号，两种蓝牙可同时连接且互不干扰。

特别地，所述FM发射模块通过IIC调试接口与DSP相连，通过调节智能终端APP内部的控件调节发射频率，调节范围为85MHz-110Mhz，车内FM收音机也调节到对应的频率，即可完成FM频率配对。

本发明提出的车内主动音效增强方法及装置增强了发动机的引擎声，并可以根据用户的喜好切换不同的模拟音效，不仅提高了驾乘的体验感，也能起到对周围行人的警示作用。本发明通过车内CAN总线获取当前的发动机转速，获取的转速作为控制因子来改变控制器发出的模拟引擎声浪的幅值、音调和阶次配比，该音效通过FM发射模块发送到车内音响系统进行放音，因此没有额外的线束，安装方便快捷，最大程度地降低了对原车的改造，成本低，并且还能够最大程度的提升整车声品质。

附图说明

图1为本发明实施例提供的车内主动音效增强装置的车内布置原理图；

图2为本发明实施例提供的车内主动音效增强装置的整体示意图；

图3为本发明实施例提供的车内主动音效增强装置的部件组成图；

图4为本发明实施例提供的车内主动音效增强装置的硬件示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例一

本实施例中车内主动音效增强方法包括：通过车内CAN总线获取当前的发动机转速信号；根据所述发动机转速信号控制输出相应幅值、音调和阶次配比的模拟引擎声浪；其中，所述引擎声浪由车内音响系统进行播放。

具体的，在本实施例中智能终端可通过蓝牙通信控制切换不同的引擎声浪类型。其中，所述智能终端可采用但不限于手机、平板等智能设备。

实施例二

基于上述实施例一提供的车内主动音效增强方法，本实施例提供了一种车内主动音效增强装置，如图1所示，该装置包括：OBD接口101、电源获取模块1021、转速获取模块1031、音效处理模块1032、混音模块1033、FM发射模块1041、音频蓝牙模块1042以及数据蓝牙模块1043；所述OBD接口101接插于CAN总线接口处；所述转速获取模块1031用于解析出当前汽车的发动机转速信号，并将其发送给音效处理模块1032；所述音效处理模块1032用于对收到所述发动机转速信号进行处理，根据不同的发动机转速发出相应幅值、音调和阶次配比的模拟引擎声浪；所述音频蓝牙模块1042、数据蓝牙模块1043与外部智能终端105通过蓝牙无线连接，通过数据蓝牙模块1043接收数据切换不同的引擎声浪类型，通过音频蓝牙模块1042接收智能终端105内的音频信号；所述混音模块1033用于将音效处理模块1032发出的声音信号和蓝牙音乐信号进行模拟混合，传递给FM发射模块1041，车辆通过FM调频收音机即车内FM收音机106获取声信号，然后由车内音响系统进行播放以增强车辆引擎声浪。

具体的，在本实施例中所述电源获取模块1021集成于电源转化板102上，通过电源转化板102将汽车车内常电源转化为可供车内主动音效增强装置使用的低电压电源；所述转速获取模块1031、音效处理模块1032和混音模块1033集成于信号处理板103上；所述音频蓝牙模块1042、数据蓝牙模块1043和FM发射模块1041集成于无线收发板104上；所述电源转化板102通过接插件与信号处理板103和无线收发板104相连，信号处理板103和无线收发板104通过插针焊接相连。

具体应用时，所述电源获取模块1021通过OBD接口101获取车内常电源(12V或者24V)，常电源在电源获取模块1021上利用高效的DC-DC开关稳压电路转化成5V电源，再通过LDO稳压电路转化成3.3V电源，通过内置的插座与信号处理板103及无线收发板104相连。该电源具有较高的供电效率和较高的纹波抑制比，保证音频信号不受车内用电器和发电机的干扰。所述信号处理板103内有插头从电源转化板102上取得5V、3.3V电源和CANH、CANL信号。

具体的，在本实施例中所述转速获取模块1031具体用于：CAN收发器通过CANH和CANL线接收到总线上的CAN信号并转化为音效处理模块1032可以接受的差动信号，再由CAN解析器分析该差动信号获取当前的发动机转速信号。

具体的，在本实施例中所述音效处理模块1032包括DSP处理器、CODEC音频编解码芯片和FLASH闪存模块；所述音效处理模块1032在播放音效文件时根据发动机转速信号的变化快慢采取大小不同的增益，根据发动机转速信号的瞬时值改变音效文件播放的速率，根据发动机转速信号所处的区间段从FLASH闪存内部调用不同转速段下的音效文件，从而完成模拟引擎声浪的幅值、音调和阶次配比的改变。

具体的，在本实施例中所述混音模块1033包括左信号输入通道一、左信号输入通道二、右信号输入通道一、右信号输入通道二、左信号输出通道和右信号输出通道。左信号输入通道一连接CODEC音频编解码芯片左输出通道，右信号输入通道一连接CODEC音频编解码芯片右输出通道，左信号输入通道二连接音频蓝牙模块1042左输出通道，右信号输入通道二连接音频蓝牙模块1042右输出通道，左信号输出通道接FM发射模块1041左输入通道，右信号输出通道接FM发射模块1041右输入通道。

具体的，在本实施例中所述无线收发板104内有插头从电源转化板102上取得所需电源，另有排针焊接在信号处理板103上，排针上的信号有UART串行接口信号、IIC串行接口信号、音频蓝牙模块1042左输出通道、音频蓝牙模块1042右输出通道、FM发射模块1041左输入通道、FM发射模块1041右输入通道。

具体的，在本实施例中所述数据蓝牙模块1043通过URAT串行接口与DSP相连，在智能终端105的APP内配对完成后，所述DSP从智能终端105的APP处接收控制命令或接收模拟引擎声浪的音频文件并下载到FLASH闪存内部备用；所述音频流蓝牙在智能终端105蓝牙设置界面进行连接，并且接收智能终端105内的音频信号，两种蓝牙可同时连接且互不干扰。

具体的，在本实施例中FM发射模块1041通过IIC调试接口与DSP相连，通过调节智能终端105的APP内部的控件调节发射频率，调节范围为85MHz-110Mhz，车内FM收音机106也调节到对应的频率即可完成FM频率配对。

需要说明的是，所述车内主动音效增强装置为独立产品，如图2所示，图2为本发明实施例提供的车内主动音效增强装置的车内布置原理图，图中201为车内主动音效增强装置，202为汽车FM，203为车内扬声器。在本实施例中车内主动音效增强装置201的整体结构示意图如图3所示，车内主动音效增强装置201的部件组成如图4所示，图中401为上安装壳，402为下安装壳。车内主动音效增强装置201的具体的连接与组装步骤如下：

1)车内主动音效增强装置201的OBD接口101与电源转化板102通过接口上固有的插针焊接相连，电源转化板102与信号处理板103通过接插件相连，电源转化板102与无线收发板104通过接插件相连，信号处理板103与无线收发板104通过插针焊接相连，上安装壳与下安装壳通过内部卡扣相连。

2)车内主动音效增强装置201的OBD接口101插接在汽车驾驶舱内的CAN口处，采用标准的16针引脚进行连接，获取供电和CANH与CANL信号。

车内主动音效增强装置201组装步骤完成后，再结合车内主动声音设计技术原理来说明车内主动音效增强装置201的使用方法与步骤：

1)首先确认电源连接与信号连接正常，当车内主动音效增强装置201通过OBD接口101插接在汽车驾驶舱内的CAN口处后，电源和CANH与CANL连接正常后，电源转化板102上的双LED灯会显示蓝光；

2)再进行蓝牙连接，打开专用的手机APP，在搜索栏中找到“BLE”字样的信号源，点击连接。连接成功后即可进入内部界面；

3)再进行FM调频设置，在手机APP内部界面上点击FM调频按钮的“+”键或“-”键，可以以“0.1MHz”的步长微调发射频率。或者可以在调频按钮下端的输入栏中直接打入所需要发射的频率。通过这个方法把主动音效增强器的频率f调节合适，原则是该频率没有固定的FM电台，此时再打开汽车的FM功能，调节到同样的频率f，即完成FM信号的连接；

4)此时基本设置已经完成，用户只要发动汽车并查看手机APP内部有无正确的转速信号即可(转速信号可以与仪表盘进行比对)，确认无误后，车内音响系统就会发出某种引擎怠速时发出的轰鸣声，此时若用户踩动油门，扬声器便会发出澎湃有力的加速轰鸣声。引擎声的类型可以在手机APP内部进行修改，默认的上电即启动模式也可以关闭。设置成功后，用户不必要每次都连接蓝牙进行配置，所有运算都在产品内部进行。

5)由于产品占据了车内本身的音频输入信道，用户如要播放手机音乐，可以连接产品内部的音频蓝牙进行收听。蓝牙音乐和模拟的引擎声可以同时播放，互不干涉。

本发明增强了发动机的引擎声，并可以根据用户的喜好切换不同的模拟音效，不仅提高了驾乘的体验感，也能起到对周围行人的警示作用。本发明通过车内CAN总线获取当前的发动机转速，获取的转速作为控制因子来改变控制器发出的模拟引擎声浪的幅值、音调和阶次配比，该音效通过FM发射模块发送到车内音响系统进行放音，因此没有额外的线束，安装方便快捷，最大程度地降低了对原车的改造，成本低，并且还能够最大程度的提升整车声品质。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例中的全部或部分是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种车内主动音效增强方法，其特征在于，该方法包括：通过车内CAN总线获取当前发动机转速信号；根据发动机转速信号控制输出相应幅值、音调和阶次配比的模拟引擎声浪；其中，所述引擎声浪由车内音响系统进行播放。

2.根据权利要求1所述的车内主动音效增强方法，其特征在于，还包括：智能终端通过蓝牙通信控制切换不同的引擎声浪类型。

3.一种基于权利要求1所述车内主动音效增强方法的车内主动音效增强装置，其特征在于，该装置包括：OBD接口、电源获取模块、转速获取模块、音效处理模块、混音模块、音频蓝牙模块、数据蓝牙模块以及FM发射模块；所述OBD接口接插于CAN总线接口处；所述转速获取模块用于解析出当前汽车的发动机转速信号，并将其发送给音效处理模块；所述音效处理模块用于对收到所述发动机转速信号进行处理，根据不同的发动机转速发出相应幅值、音调和阶次配比的模拟引擎声浪；所述音频蓝牙模块、数据蓝牙模块与外部智能终端通过蓝牙无线连接，通过数据蓝牙模块接收数据切换不同的引擎声浪类型，通过音频蓝牙模块接收智能终端内的音频信号；所述混音模块用于将音效处理模块发出的声音信号和蓝牙音乐信号进行模拟混合，传递给FM发射模块，车辆通过FM调频收音机获取声信号，然后由车内音响系统进行播放以增强车辆引擎声浪。

4.根据权利要求3所述的车内主动音效增强装置，其特征在于，所述电源获取模块集成于电源转化板上，通过电源转化板将汽车车内常电源转化为可供车内主动音效增强装置使用的低电压电源；所述转速获取模块、音效处理模块和混音模块集成于信号处理板上；所述音频蓝牙模块、数据蓝牙模块和FM发射模块集成于无线收发板上；所述电源转化板通过接插件与信号处理板和无线收发板相连，信号处理板和无线收发板通过插针焊接相连。

5.根据权利要求4所述的车内主动音效增强装置，其特征在于，所述转速获取模块具体用于：CAN收发器通过CANH和CANL线接收到总线上的CAN信号并转化为音效处理模块可以接受的差动信号，再由CAN解析器分析该差动信号获取当前的发动机转速信号。

6.根据权利要求5所述的车内主动音效增强装置，其特征在于，所述音效处理模块包括DSP处理器、CODEC音频编解码芯片和FLASH闪存模块；所述音效处理模块在播放音效文件时根据发动机转速信号的变化快慢采取大小不同的增益，根据发动机转速信号的瞬时值改变音效文件播放的速率，根据发动机转速信号所处的区间段从FLASH闪存内部调用不同转速段下的音效文件，从而完成模拟引擎声浪的幅值、音调和阶次配比的改变。

7.根据权利要求6所述的车内主动音效增强装置，其特征在于，所述混音模块包括左信号输入通道一、左信号输入通道二、右信号输入通道一、右信号输入通道二、左信号输出通道和右信号输出通道。左信号输入通道一连接CODEC音频编解码芯片左输出通道，右信号输入通道一连接CODEC音频编解码芯片右输出通道，左信号输入通道二连接音频蓝牙模块左输出通道，右信号输入通道二连接音频蓝牙模块右输出通道，左信号输出通道接FM发射模块左输入通道，右信号输出通道接FM发射模块右输入通道。

8.根据权利要求7所述的车内主动音效增强装置，其特征在于，所述无线收发板内有插头从电源转化板上取得所需电源，另有排针焊接在信号处理板上，排针上的信号有UART串行接口信号、IIC串行接口信号、音频蓝牙模块左输出通道、音频蓝牙模块右输出通道、FM发射模块左输入通道、FM发射模块右输入通道。

9.根据权利要求8所述的车内主动音效增强装置，其特征在于，所述数据蓝牙模块通过URAT串行接口与DSP相连，在智能终端APP内配对完成后，所述DSP从智能终端APP处接收控制命令或接收模拟引擎声浪的音频文件并下载到FLASH闪存内部备用；所述音频流蓝牙在智能终端蓝牙设置界面进行连接，并且接收智能终端内的音频信号，两种蓝牙可同时连接且互不干扰。

10.根据权利要求9所述的车内主动音效增强装置，其特征在于，所述FM发射模块通过IIC调试接口与DSP相连，通过调节智能终端APP内部的控件调节发射频率，调节范围为85MHz-110Mhz，车内FM收音机也调节到对应的频率，即可完成FM频率配对。

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