CN111703369A - 汽车组合仪表驱动车载扬声器播放报警音的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提出一种汽车组合仪表驱动车载扬声器播放报警音的系统及方法，具有低延时、低成本、播放方式灵活的优点，可以改善使用者对报警音的体验。本发明的汽车组合仪表驱动车载扬声器播放报警音的系统包括汽车组合仪表、车载扬声器及音响主机，所述音响主机包括相互连接的控制模块、音频信号处理模块及存储模块，所述音频信号处理模块与车载扬声器相连，以驱动车载扬声器发声；关键在于，所述汽车组合仪表与音响主机的控制模块通讯连接，所述音响主机的存储模块存储有用于报警的音频文件。
Description
技术领域
本发明属于汽车报警音控制技术领域。
背景技术
传统车辆仪表自带蜂鸣器或扬声器，当有声音报警触发时，仪表自身软件驱动内部硬件，通过自带的蜂鸣器或扬声器，播放相应频率或指定的报警音频文件。由于控制逻辑均在控制器内部，声音报警和相应报警灯可以基本做到完全同步，通常延时可以做到5ms以内。对于使用蜂鸣器的低端仪表来说，蜂鸣器声音频率单一，声音抗衰减性能较好，这种方式实车上体验效果与其最好效果差别不大。
随着消费者对报警音要求的不断提高，单一的蜂鸣器声音效果上已经不能满足需求，需要播放和弦、音频文件等效果丰富，更加悦耳的报警声。此时由于仪表硬件的限制，其自带的扬声器功率、尺寸通常不会太大，自带扬声器的放声开口通常在仪表背部，声音播放的方向与用户耳朵方向相反，同时加上仪表台等安装结构限制，导致本已不大的报警声音传到用户耳朵时已经过多次衰减。音频文件声音频率从高频到低频都有分布，传到用户耳朵时，不同频率的声音会经过不同程度的衰减，导致要么声音过小，要么声音过于刺耳，很难调整出足够好的声音。
为了解决上述问题，技术人员引入通过车载扬声器来播放报警声的方案。此方案声音的传导是最大程度上未经衰减的，可以保证声音足够悦耳。但是，由于传统仪表并不控制音响，因此这种方式需要仪表通过与音响主机交互，间接控制车载扬声器播放声音。常规做法是定义好各个报警的周期，长度等信息，需要报警时，仪表输入对应报警序号，车载扬声器即开始按照规定的频率开始报警。这种实现起来方式十分简单，但是，随着整车功能的不断增加，声音报警的需求也会随着时间的推移不断增加，后期需要不断双方修改以适配新增需求。同时，针对一部分需要做到声音与显示同步的报警，这种方式无法做到显示与声音同步，微小的不同步会在长时间报警后累积成一个较大的不同步，导致用户可感知的声音与显示不同步的问题。
还有一种做法是将声音报警逻辑完全放在音响主机中。音响主机接收所有报警信号，独立地处理优先级、报警显示逻辑等。这种方式可以基本解决累计的不同步问题，但是每次报警都会有一个较短的随机的时间差异。同时，这种方式需要在除仪表以外，第二个控制器内部重新做一套报警逻辑，对效率，成本上，也是巨大的浪费。
发明内容
本发明的目的是提出一种汽车组合仪表驱动车载扬声器播放报警音的系统及方法，具有低延时、低成本、播放方式灵活的优点，可以改善使用者对报警音的体验。
本发明的汽车组合仪表驱动车载扬声器播放报警音的系统包括汽车组合仪表、车载扬声器及音响主机，所述音响主机包括相互连接的控制模块、音频信号处理模块及存储模块，所述音频信号处理模块与车载扬声器相连，以驱动车载扬声器发声；关键在于，所述汽车组合仪表与音响主机的控制模块通讯连接，所述音响主机的存储模块存储有用于报警的音频文件。
为减少信号延时，以及减少原有汽车的硬件改动，所述汽车组合仪表通过CAN总线与音响主机的控制模块连接。
在本发明中，整个报警系统分为三个子系统：组合仪表、音响主机与车载扬声器。其中音响主机能够利用存储模块来储存用于报警的音频文件，并可以利用音频信号处理模块来播放音频文件，上述存储模块、音频信号处理模块可以集成于数字信号处理芯片(即Digital Signal Processing，以下简称DSP)中，使得音响主机能够实现报警音独立播放，未完全开机时也可播放的能力。
本发明的汽车组合仪表驱动车载扬声器播放报警音的方法如下：在触发报警时，汽车组合仪表根据报警的优先级、报警逻辑来选择报警声音类型和报警类别，所述报警类别包括停止报警、单次播放和循环播放；汽车组合仪表向音响主机的控制模块输出报警声音类型信号和报警类别信号；音响主机的控制模块根据所收到的报警声音类型信号来控制音频信号处理模块播放对应的报警音频文件，并根据所收到的报警类别信号设置对应的播放标志位；汽车组合仪表在结束报警时向音响主机发出停止报警的报警类别信号；在报警音播放过程中，音响主机的控制模块根据当前的播放标志位、后续接收到的报警声音类型信号、后续接收到的报警类别信号来设置播放标志位，以及控制当前的报警音播放，如报警声音与报警类别的切换、报警音的停止等。
具体来说，上述播放报警音的方法有以下几种：
1、报警类别为单次播放，且报警音频文件的长度小于报警周期时的控制方式如下：音响主机收到报警声音类型信号后，播放一次对应的报警音频文件，同时将播放标志位设置为不可播放，音响主机在后续收到同样的报警声音类型信号时，也不会再次播放；音响主机在收到停止报警的报警类别信号时，将播放标志位设置为可以播放。
2、报警类别为单次播放，且在报警周期内有其它报警插入时的控制方式如下：音响主机收到报警声音类型信号后，播放一次对应的报警音频文件，同时将播放标志位设置为不可播放，音响主机在后续收到其它的报警声音类型信号时，将播放标志位设置为可以播放，并开始播放新收到的报警声音类型所对应的报警音频文件，再将播放标志位设置为不可播放；音响主机在收到停止报警的报警类别信号时，停止播放报警音频文件，并将播放标志位设置为可以播放。
3、报警类别为单次播放，且报警音频文件的长度大于或等于报警周期时的控制方式如下：音响主机收到报警声音类型信号后，播放一次对应的报警音频文件，同时将播放标志位设置为不可播放；音响主机在收到停止报警的报警类别信号时，停止播放报警音频文件，并将播放标志位设置为可以播放。
4、报警类别为循环播放时的控制方式如下：音响主机收到报警声音类型信号后，循环播放对应的报警音频文件，同时不设置播放标志位；音响主机在收到停止报警的报警类别信号时，播放完当前的报警音频文件后，停止播放报警音频文件。
5、报警类别为循环播放，且在报警周期内有其它报警插入时的控制方式如下：音响主机收到报警声音类型信号后，循环播放对应的报警音频文件，同时不设置播放标志位；音响主机在后续收到其它的报警声音类型信号时，播放完当前的报警音频文件后，再开始循环播放新收到的报警声音类型所对应的报警音频文件，同时不设置播放标志位；音响主机在收到停止报警的报警类别信号时，播放完当前的报警音频文件后，停止播放报警音频文件。
6、报警类别为循环播放，且在报警周期内将报警类别改为单次播放时的控制方式如下：音响主机收到报警声音类型信号后，循环播放对应的报警音频文件，同时不设置播放标志位；音响主机在后续收到单次播放的报警类别信号及其它报警声音类型信号时，先播放完当前的报警音频文件后，再开始单次播放新收到的报警声音类型所对应的报警音频文件，同时将播放标志位设置为不可播放；音响主机在收到停止报警的报警类别信号时，播放完当前的报警音频文件后，停止播放报警音频文件。
上述报警周期是指由从触发报警到结束报警的时间段。
上述“播放标志位”是主机内部标记“设定为单次播放的报警音”是否已经播放过一次的标记。当报警类别为循环播放时，主机需要反复播放报警音，也即不需要确定报警音是否已经是播放过的状态，此时主机不需要去通过设置和判断“播放标志位”来决定是否需要播放报警音，因此其内部“播放标志位”的设置在理论上任意值均可，无需额外设置。
通过上述几种具体的播放报警音的方法，可以实现各种播放模式(单次播放、循环播放、停止播放)、各种报警声音类型的切换，从而满足不同的报警方式。
本发明的汽车组合仪表驱动车载扬声器播放报警音的系统具有低延时、低成本的优点，无需经过硬件改动，只需经过软件设置即可在现有汽车上使用，非常适合于现有汽车的报警方式的改进；另外，播放报警音的控制方式较为灵活，可以满足不同的报警方式，大大改善使用者对报警音的体验。
附图说明
图1是本发明的汽车组合仪表驱动车载扬声器播放报警音的系统的原理图。
图2～7是本发明中具体的播放报警音的方法的时序图(图中主机代表音响主机)。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。
实施例1：
本实施例提出了一种汽车组合仪表驱动车载扬声器播放报警音的系统及方法，具有低延时、低成本、播放方式灵活的优点，可以改善使用者对报警音的体验。
如图1所示，本实施例的汽车组合仪表驱动车载扬声器播放报警音的系统包括汽车组合仪表、车载扬声器及音响主机，所述音响主机包括相互连接的控制模块、音频信号处理模块及存储模块，所述音频信号处理模块与车载扬声器相连，以驱动车载扬声器发声；关键在于，所述汽车组合仪表通过CAN总线与音响主机的控制模块通讯连接，所述音响主机的存储模块存储有用于报警的音频文件。上述存储模块、音频信号处理模块可以集成于数字信号处理芯片中，使得音响主机能够实现报警音独立播放，未完全开机时也可播放的能力。
在本实施例中，报警音频文件一共有九个，其名称分别为Audio1～Audiao9，分别对应报警声音类型1～9，报警声音类型还包括对应报警声音类型0的“停止播放”，因此一共有十个报警声音类型；报警类别包括停止报警(即Not active)、单次播放(即Once)和循环播放(即Cycle)，播放标志位包括可以播放(CanPlay)和不可播放(ReadyToPlay)两种。
本实施例的汽车组合仪表驱动车载扬声器播放报警音的方法如下：在触发报警时，汽车组合仪表根据报警的优先级、报警逻辑来选择报警声音类型和报警类别(该操作与传统汽车组合仪表报警方式相同)；汽车组合仪表向音响主机的控制模块输出报警声音类型信号和报警类别信号；音响主机的控制模块根据所收到的报警声音类型信号来控制音频信号处理模块播放对应的报警音频文件，并根据所收到的报警类别信号设置对应的播放标志位；汽车组合仪表在结束报警时向音响主机发出停止报警的报警类别信号；在报警音播放过程中，音响主机的控制模块根据当前的播放标志位、后续接收到的报警声音类型信号、后续接收到的报警类别信号来设置播放标志位，以及控制当前的报警音播放，如报警声音与报警类别的切换、报警音的停止等。
在上述播放报警音的方法中，报警信号通过CAN报文交互，信号周期定为10ms,信号延迟最长不超过10ms。报警触发时，汽车组合仪表处理报警逻辑的时间不必计入误差中，逻辑处理完毕后，先发送声音信号到CAN上，再驱动报警显示，因此报警显示后，到报警声音信号发送到CAN上，时间误差可以控制在5ms内。中控主机接收到CAN信号，对信号进行处理并由音响主机播放音频文件，处理时间不超过20ms。加上其他不可预见的因素导致的延时，由上计算可得单次报警声音与显示两者之间的误差可以控制在60ms以内，这样的误差用户基本无法感知。
由于每一次报警音都是由信号变化驱动的，因此也不存在长时间报警产生的累计误差。声音与显示的误差保持在单次播放的误差范围之内。如果由于信号丢帧导致某次报警异常，只要非持续性的信号丢失，用户均难以感知。由于报警信号通过CAN总线转发，通过音响主机的数字信号处理芯片驱动，不依赖中控操作系统功能，因此即使中控未开机，只要接通电源，均可以正常报警，避免了由于主机开机时间慢导致刚启动时无法报警或熄火后无法报警的问题存在。
在未触发报警时，汽车组合仪表向音响主机的控制模块输出“停止播放”的报警声音类型信号和“停止报警”的报警类别信号，此时音响主机不会播放任何的报警音频文件，也不会设置播放标志位。
在需要报警时，播放报警音的方法具体有以下几种：
1、报警类别为单次播放，且报警音频文件的长度小于报警周期时的控制方式如下：音响主机收到报警声音类型信号后，播放一次对应的报警音频文件，同时将播放标志位设置为不可播放，音响主机在后续收到同样的报警声音类型信号时，也不会再次播放；音响主机在收到停止报警的报警类别信号时，将播放标志位设置为可以播放，具体如图2所示。
2、报警类别为单次播放，且在报警周期内有其它报警插入时的控制方式如下：音响主机收到报警声音类型信号后，播放一次对应的报警音频文件，同时将播放标志位设置为不可播放，音响主机在后续收到其它的报警声音类型信号时，将播放标志位设置为可以播放，并开始播放新收到的报警声音类型所对应的报警音频文件，再将播放标志位设置为不可播放；音响主机在收到停止报警的报警类别信号时，停止播放报警音频文件，并将播放标志位设置为可以播放，具体如图3所示。
3、报警类别为单次播放，且报警音频文件的长度大于或等于报警周期时的控制方式如下：音响主机收到报警声音类型信号后，播放一次对应的报警音频文件，同时将播放标志位设置为不可播放；音响主机在收到停止报警的报警类别信号时，停止播放报警音频文件，并将播放标志位设置为可以播放，具体如图4所示。
4、报警类别为循环播放时的控制方式如下：音响主机收到报警声音类型信号后，循环播放对应的报警音频文件，同时不设置播放标志位；音响主机在收到停止报警的报警类别信号时，播放完当前的报警音频文件后，停止播放报警音频文件，具体如图5所示。
5、报警类别为循环播放，且在报警周期内有其它报警插入时的控制方式如下：音响主机收到报警声音类型信号后，循环播放对应的报警音频文件，同时不设置播放标志位；音响主机在后续收到其它的报警声音类型信号时，播放完当前的报警音频文件后，再开始循环播放新收到的报警声音类型所对应的报警音频文件，同时不设置播放标志位；音响主机在收到停止报警的报警类别信号时，播放完当前的报警音频文件后，停止播放报警音频文件，具体如图6所示。
6、报警类别为循环播放，且在报警周期内将报警类别改为单次播放时的控制方式如下：音响主机收到报警声音类型信号后，循环播放对应的报警音频文件，同时不设置播放标志位；音响主机在后续收到单次播放的报警类别信号及其它报警声音类型信号时，先播放完当前的报警音频文件后，再开始单次播放新收到的报警声音类型所对应的报警音频文件，同时将播放标志位设置为不可播放；音响主机在收到停止报警的报警类别信号时，播放完当前的报警音频文件后，停止播放报警音频文件，具体如图7所示。
上述报警周期是指由从触发报警到结束报警的时间段。在本实施例中，在报警类别为循环播放时，尽管不需要设置“播放标志位”，但为了逻辑的统一性，将“播放标志位”统一设置为“未播放状态”，以使其与“报警类别为单次播放时”的逻辑一致，可以一直播放报警音，但这只是为了使相关人员更容易理解控制逻辑，在实际工作过程中，主机其实是并没有去检测“播放标志位”的。
通过上述几种具体的播放报警音的方法，可以实现各种播放模式(单次播放、循环播放、停止播放)、各种报警声音类型的切换，从而满足不同的报警方式。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体设计并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种汽车组合仪表驱动车载扬声器播放报警音的系统，包括汽车组合仪表、车载扬声器及音响主机，所述音响主机包括相互连接的控制模块、音频信号处理模块及存储模块，所述音频信号处理模块与车载扬声器相连，以驱动车载扬声器发声；其特征在于，所述汽车组合仪表与音响主机的控制模块通讯连接，所述音响主机的存储模块存储有用于报警的音频文件。
2.根据权利要求1所述的汽车组合仪表驱动车载扬声器播放报警音的系统，其特征在于，所述汽车组合仪表通过CAN总线与音响主机的控制模块连接。
3.一种汽车组合仪表驱动车载扬声器播放报警音的方法，其特征在于，在触发报警时，汽车组合仪表根据报警的优先级、报警逻辑来选择报警声音类型和报警类别，所述报警类别包括停止报警、单次播放和循环播放；汽车组合仪表向音响主机的控制模块输出报警声音类型信号和报警类别信号；音响主机的控制模块根据所收到的报警声音类型信号来控制音频信号处理模块播放对应的报警音频文件，并根据所收到的报警类别信号设置对应的播放标志位；汽车组合仪表在结束报警时向音响主机发出停止报警的报警类别信号；在报警音播放过程中，音响主机的控制模块根据当前的播放标志位、后续接收到的报警声音类型信号、后续接收到的报警类别信号来设置播放标志位，以及控制当前的报警音播放。
4.根据权利要求3所述的汽车组合仪表驱动车载扬声器播放报警音的方法，其特征在于，报警类别为单次播放，且报警音频文件的长度小于报警周期时的控制方式如下：音响主机收到报警声音类型信号后，播放一次对应的报警音频文件，同时将播放标志位设置为不可播放，音响主机在后续收到同样的报警声音类型信号时，也不会再次播放；音响主机在收到停止报警的报警类别信号时，将播放标志位设置为可以播放。
5.根据权利要求3所述的汽车组合仪表驱动车载扬声器播放报警音的方法，其特征在于，报警类别为单次播放，且在报警周期内有其它报警插入时的控制方式如下：音响主机收到报警声音类型信号后，播放一次对应的报警音频文件，同时将播放标志位设置为不可播放，音响主机在后续收到其它的报警声音类型信号时，将播放标志位设置为可以播放，并开始播放新收到的报警声音类型所对应的报警音频文件，再将播放标志位设置为不可播放；音响主机在收到停止报警的报警类别信号时，停止播放报警音频文件，并将播放标志位设置为可以播放。
6.根据权利要求3所述的汽车组合仪表驱动车载扬声器播放报警音的方法，其特征在于，报警类别为单次播放，且报警音频文件的长度大于或等于报警周期时的控制方式如下：音响主机收到报警声音类型信号后，播放一次对应的报警音频文件，同时将播放标志位设置为不可播放；音响主机在收到停止报警的报警类别信号时，停止播放报警音频文件，并将播放标志位设置为可以播放。
7.根据权利要求3所述的汽车组合仪表驱动车载扬声器播放报警音的方法，其特征在于，报警类别为循环播放时的控制方式如下：音响主机收到报警声音类型信号后，循环播放对应的报警音频文件，同时不设置播放标志位；音响主机在收到停止报警的报警类别信号时，播放完当前的报警音频文件后，停止播放报警音频文件。
8.根据权利要求3所述的汽车组合仪表驱动车载扬声器播放报警音的方法，其特征在于，报警类别为循环播放，且在报警周期内有其它报警插入时的控制方式如下：音响主机收到报警声音类型信号后，循环播放对应的报警音频文件，同时不设置播放标志位；音响主机在后续收到其它的报警声音类型信号时，播放完当前的报警音频文件后，再开始循环播放新收到的报警声音类型所对应的报警音频文件，同时不设置播放标志位；音响主机在收到停止报警的报警类别信号时，播放完当前的报警音频文件后，停止播放报警音频文件。
9.根据权利要求3所述的汽车组合仪表驱动车载扬声器播放报警音的方法，其特征在于，报警类别为循环播放，且在报警周期内将报警类别改为单次播放时的控制方式如下：音响主机收到报警声音类型信号后，循环播放对应的报警音频文件，同时不设置播放标志位；音响主机在后续收到单次播放的报警类别信号及其它报警声音类型信号时，先播放完当前的报警音频文件后，再开始单次播放新收到的报警声音类型所对应的报警音频文件，同时将播放标志位设置为不可播放；音响主机在收到停止报警的报警类别信号时，播放完当前的报警音频文件后，停止播放报警音频文件。
10.根据权利要求4～9所述的汽车组合仪表驱动车载扬声器播放报警音的方法，其特征在于，所述报警周期是由从触发报警到结束报警的时间段。
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