CN112172662A - 车辆及控制车辆的方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种车辆及控制车辆的方法，用于基于外部噪声来调节虚拟发动机声音的声压。车辆可包括：扬声器，用于输出虚拟发动机声音；麦克风，用于接收车辆外部产生的外部声音；和控制器，被配置为通过从外部声音中分离虚拟发动机声音来提取噪声，将多个峰值声压中的每个峰值声压确定为峰值点，确定具有预定带宽的多个均衡器(EQ)滤波器，通过组合多个EQ滤波器生成放大滤波器，将放大滤波器应用于虚拟发动机声音并控制扬声器输出虚拟发动机声音。

Description

车辆及控制车辆的方法
技术领域
本公开涉及一种用于输出虚拟发动机声音的车辆和控制车辆方法。
背景技术
本节中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且不会构成现有技术。
通常，电动车辆可由电机驱动，并且可根据电机的低噪声特性产生很小的噪声。因此，由于即使在电动车辆接近时噪声也很小，所以行人可能不会注意到并且发生事故的概率可能增加。
近来，虚拟发动机声音系统(VESS)已经安装在电动车辆中，其虚拟地输出发动机声音以便行人能够认识到电动车辆的接近。
近来，还开发了一种通过车辆的麦克风收集环境噪声，基于环境噪声的频率平均数来放大虚拟发动机声音的技术。然而，尽管通过频率平均数进行放大，但是可能发生由于掩蔽效应引起的失真。
在计算速度和设计成本方面，创建等于环境噪声的放大均衡器的方法是有问题的，因为它需要无限数量的数字滤波器。在针对每个频带的放大方法中，可能放大不必要的声压引起虚拟发动机声音的失真。
发明内容
因此，本公开的一个方面是提供一种基于外部噪声调节虚拟发动机声音的声压的车辆和控制车辆的方法。
根据本公开的方面，一种车辆包括：扬声器，用于输出虚拟发动机声音；麦克风，用于接收车辆外部产生的外部声音；和控制器，被配置为通过将虚拟发动机声音从外部声音中分离来提取噪声，确定以噪声的多个峰值声压中的每一个为峰值点并且具有预定带宽的多个EQ(均衡器)滤波器，通过组合多个EQ滤波器生成放大滤波器，将放大滤波器应用于虚拟发动机声音并控制扬声器输出应用放大滤波器后的虚拟发动机声音。
控制器被配置为根据频率将噪声分成多个区域，并确定多个区域中的每个区域中的至少一个峰值声压。
控制器被配置为将噪声中与输出虚拟发动机声音的频率范围对应的区域分为多个区域。
控制器被配置为基于对数标度将噪声分成多个区域。
控制器被配置为确定峰值声压，使得相同区域中的峰值声压之间的频率等于或大于临界带宽。
EQ滤波器是以与所述峰值声压对应的频率作为中心频率的掩蔽曲线、A加权滤波器和B加权滤波器中的任何一个。
车辆还包括：相机，用于获取车辆前部的图像数据。
控制器被配置为基于图像数据确定行人是否存在于车辆前方。
控制器被配置为当行人存在于车辆前方时调节应用放大滤波器的虚拟发动机声音的频率，以增加频率。
控制器被配置为控制扬声器输出应用放大滤波器并且其频率被调节的虚拟发动机声音。
根据本公开的方面，一种控制车辆的方法，所述车辆包括用于输出虚拟发动机声音的扬声器和用于接收在车辆外部产生的外部声音的麦克风，所述方法包括：通过从外部声音分离虚拟发动机声音来提取噪声；确定以噪声的多个峰值声压中的每一个作为峰值点且具有预定带宽的多个EQ(均衡器)滤波器；通过组合多个EQ滤波器产生放大滤波器；将放大滤波器应用于虚拟发动机声音；并控制扬声器输出应用放大滤波器的虚拟发动机声音。
该方法还包括：根据频率将噪声分为多个区域；并且确定多个区域中的每个区域中的至少一个峰值声压。
根据频率将噪声分为多个区域包括：将噪声中与输出虚拟发动机声音的频率范围对应的区域分为多个区域。
根据频率将噪声分成多个区域包括：基于对数标度将噪声分成多个区域。
确定多个区域中的每个区域中的至少一个峰值声压包括：确定峰值声压，使得相同区域中的峰值声压之间的频率等于或大于临界带宽。
EQ滤波器是以与所述峰值声压对应的频率作为中心频率的掩蔽曲线、A加权滤波器和B加权滤波器中的任何一个。
车辆包括：相机，用于获取车辆前部的图像数据。
该方法还包括：基于图像数据确定行人是否存在于车辆前方。
该方法还包括：当行人存在于车辆前方时，调节应用放大滤波器的虚拟发动机声音的频率，以增加频率。
该方法还包括：控制扬声器输出应用放大滤波器并且其频率被调节的虚拟发动机声音。
根据本文提供的描述，其他适用领域将变得显而易见。应该理解的是，描述和具体实例仅用于说明的目的，并不旨在限制本公开的范围。
附图说明
为了可很好地理解本公开，现在将参考附图描述通过实例的方式给出其各种形式，在附图中：
图1是本公开的一种形式的车辆的控制框图。
图2是示出在本公开的一种形式中车辆提取噪声的峰值声压的情况的图。
图3是示出在本公开的一种形式中车辆生成放大滤波器的情况的图。
图4是示出在本公开的一种形式中车辆将放大滤波器应用于虚拟发动机声音的情况的图。
图5是示出在本公开的一种形式中车辆调节虚拟发动机声音的频率的情况的图。
图6是示出在本公开的一种形式中，在控制车辆的方法中输出应用了放大滤波器的虚拟发动机声音的情况的流程图。
图7是示出在本公开的一种形式中，在控制车辆的方法中调节虚拟发动机声音的频率的情况的流程图。
本文描述的附图仅用于说明目的，并不旨在以任何方式限制本公开的范围。
具体实施方式
以下描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本公开、应用或用途。应该理解的是，在整个附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。
应当理解，当一个元件被称为“连接”到另一个元件时，它可直接或间接地连接到另一个元件，其中间接连接包括经由无线通信网络的“连接”。
此外，当部件“包括”或“包含”元件时，除非存在与其相反的特定描述，否则该部件可进一步包括其他元件，不排除其他元件。
如本文所用，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确说明。
如本文所使用的，术语“部分”、“单元”、“块”、“构件”和“模块”是指可执行至少一个功能或操作的单元。例如，这些术语可指由至少一个硬件(诸如现场可编程门阵列(FPGA)和专用集成电路(ASIC))以及存储在存储器或处理器中的至少一个软件执行的至少一个处理。
识别码用于方便描述，但并不旨在说明每个步骤的顺序。除非上下文另有明确说明，否则每个步骤可以以与所示顺序不同的顺序实现。
在下文中，将参考附图详细描述根据一个方面的车辆和控制车辆的方法的一些形式。
图1是本公开的一些形式中的车辆的控制框图。
参考图1，本公开的一些形式中的车辆10可包括：麦克风110，接收从车辆10的外部产生的外部声音；相机，获取关于车辆10前方的图像数据；控制器130，用于基于外部噪声调节虚拟发动机声音；扬声器140，用于将虚拟发动机声音输出到车辆10外部；和存储器150，可存储控制车辆10所需的各种类型的信息。
本公开的一些形式中的车辆10可包括由电驱动的电机(未示出)，并且可以是通过使用电机(未示出)获得动力的电动车辆。
在这种情况下，电动车辆可包括电池电动车辆(BEV)、混合动力电动车辆(HEV)和插电式HEV。从电机接收动力的任何车辆可没有任何限制地包含在电动车辆中。
本公开的一些形式中的麦克风110可设置在车辆10的主体(未示出)中，以接收从外部产生的外部声音。可没有限制地设置麦克风110，只要其可接收从车辆10的外部产生的外部声音即可，并且可设置的安装数量没有限制。
在这种情况下，由麦克风110接收的外部声音可包括从外部产生的噪声和从车辆10的扬声器140输出的虚拟发动机声音。
本公开的一些形式中的相机120可设置在车辆10的主体(未示出)中，以通过拍摄车辆10的前方来获取车辆10的前方的图像数据。可没有限制地设置相机120，只要它可拍摄车辆10的前方即可，并且也可设置的安装数量没有限制。
本公开的一些形式中的控制器130可通过从通过麦克风110接收的外部声音分离出虚拟发动机声音来提取在车辆10外部产生的噪声。
本公开的一些形式中的控制器130可基于提取的噪声来调节虚拟发动机声音。
具体地，控制器130可通过确定噪声的多个峰值声压，确定以多个峰值声压中的每一个作为峰值点的和具有预定带宽的多个EQ(均衡器)滤波器，通过组合多个EQ滤波器产生放大滤波器，并将产生的放大滤波器应用于当前输出的虚拟发动机声音，来调节虚拟发动机声音。
此后，控制器130可控制扬声器140输出应用了放大滤波器的虚拟发动机声音。稍后将详细描述基于提取的噪声调节虚拟发动机声音。
本公开的一些形式中的控制器130可基于通过相机120获取的图像数据确定行人是否存在于车辆10的前方，并根据行人是否存在于车辆10的前方调节虚拟发动机声音的频率。
具体地，当行人存在于车辆10的前方时，控制器130可调节应用放大滤波器的虚拟发动机声音的频率以增加频率。
此后，控制器130可控制扬声器140输出应用了放大滤波器并且其频率被调节的虚拟发动机声音。稍后将详细描述根据行人是否存在来调节虚拟发动机声音的频率。
控制器130可包括至少一个存储器，其中存储用于执行上述操作和稍后描述的操作的程序，以及包括至少一个处理器，用于执行存储的程序。在多个存储器和处理器的情况下，它们可集成在一个芯片中，或者可设置在物理上分开的位置。
本公开的一些形式中的扬声器140可设置在车辆10的主体(未示出)中，以将虚拟发动机声音输出到车辆10的外部。可没有限制地设置扬声器140，只要它可将虚拟发动机声音输出到车辆10的外部即可，并且可设置的安装数量没有限制。
本公开的一些形式中的存储器150可存储控制车辆10所需的各种信息，诸如关于虚拟发动机声音的数据、基于EQ滤波器的类型的带宽信息、用于分离和组合声音的声音处理算法以及用于从图像数据中提取行人的图像处理算法。
存储器150可实现为以下中的至少一个：非易失性存储器设备(例如，高速缓存、只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)和闪存)、易失性存储设备(例如，随机存取存储器(RAM))或者存储介质(例如，硬盘驱动器(HDD)和光盘只读存储器(CD-ROM))，但不限于这些。
在上文中，已经详细描述了车辆10的各个配置。在下文中，详细描述了由车辆10的控制器130基于噪声来调节虚拟发动机声音。
图2是示出在本公开的一些形式中车辆提取噪声的峰值声压的情况的图。图3是示出在本公开的一些形式中车辆生成放大滤波器的情况的图。图4是示出在本公开的一些形式中车辆将放大滤波器应用于虚拟发动机声音的情况的图。
本公开的一些形式中的控制器130可将通过扬声器140输出的虚拟发动机声音从通过麦克风110接收的外部声音分离出，以提取从车辆10的外部产生的噪声。
图2示出了根据频率分布的噪声的声压的实例，并且噪声可能表明基于频率的不规则声压。
如图2所示，控制器130可根据提取的噪声确定峰值声压。
在本公开的一些形式中，峰值声压可对应于具有的声压与周围频率相比更高的频率处的声压。
另外，在本公开的一些形式中，峰值声压可与在根据频率分成的多个区域中的每个区域中具有的声压与周围频率相比更高的频率处的声压对应。
详细地，控制器130可根据频率将噪声分成多个区域，并且确定多个区域中的每个区域中的至少一个峰值声压。
在这种情况下，控制器130可将与输出虚拟发动机声音的频率范围(例如，100Hz至1600Hz)对应的区域分为多个区域。也就是说，控制器130可不考虑在输出虚拟发动机声音的频率范围之外(例如，小于100Hz和大于1600Hz)的噪声。
在本公开的一些形式中，控制器130可分离噪声，使得多个区域中的每个区域具有相同的频率范围，并且可分离噪声，使得多个区域中的每个区域具有不同的频率范围。
另外，在本公开的一些形式中，控制器130可基于对数标度(logarithmic scale)将噪声分成多个区域。例如，如图2所示，控制器130可基于100Hz、200Hz、400Hz、800Hz和1600Hz将噪声分成多个区域。以这种方式，控制器130可根据八度音阶分成多个区域，并且最后，可考虑到行人的听觉来控制每个八度音阶的虚拟发动机声音。
另外，在本公开的一些形式中，控制器130可确定峰值声压，使得相同区域中的峰值声压之间的频率等于或大于临界带宽。
通常，人的听觉具有针对每个特定频率的阈值带，如同针对每个频带的滤波器的组合。也就是说，人类听觉一次处理特定频率区域的声音信号，诸如由几个听觉滤波器组成。在这种情况下，对应于特定频率区域的带宽被定义为阈值带宽，并且存储器150根据人类听觉滤波器的带宽特性存储与听觉滤波器对应的信道的阈值带宽。
也就是说，控制器130通过确定峰值声压，使得在相同区域中的峰值声压之间的频率大于或等于分成多个区域的噪声中的阈值带宽，可在最终减少计算量的同时提供不具有声音质量差异的虚拟发动机声音。换句话说，控制器130可通过确定峰值声压之间的间隔高于阈值带宽，可通过使用少量EQ滤波器来获得与噪声最相似的放大滤波器。
例如，如图3所示，由于100Hz和400Hz之间的临界带宽是100Hz，因此控制器130可确定110Hz为在以100Hz为基础左和右50Hz范围内的第一峰值声压。考虑到阈值带宽，控制器130可将170Hz确定为在以200Hz为基础左和右50Hz范围内的第二峰值声压。
在确定噪声的多个峰值声压之后，控制器130可确定以噪声的多个峰值声压中的每一个为峰值点和具有预定带宽的多个EQ(均衡器)滤波器。
在这种情况下，EQ滤波器可以是以与峰值声压对应的频率作为中心频率的掩蔽曲线、A加权滤波器和B加权滤波器中的任何一个。另外，存储器150可存储关于EQ滤波器的类型与品质因数(Q因数)之间的相关性的信息。也就是说，存储器150可根据EQ滤波器的类型存储品质因数，并且控制器130可基于与EQ滤波器的类型对应的品质因数，确定与EQ滤波器的类型相对应的带宽。
例如，如图3所示，控制器130可将以第一峰值声压作为峰值点并且以与第一峰值声压对应的频率作为中心频率的掩蔽曲线确定为与第一峰值声压对应的第一EQ滤波器。
控制器130可将以第二峰值声压作为峰值点并且以与第二峰值声压对应的频率作为中心频率的掩蔽曲线确定为与第二峰值声压对应的第二EQ滤波器。
本公开的一些形式中的控制器130可通过组合所确定的多个EQ滤波器来生成放大滤波器。
例如，如图3所示，控制器130可通过组合对应于第一峰值声压的第一EQ滤波器和对应于第二峰值声压的第二EQ滤波器来生成放大滤波器。
在这种情况下，放大滤波器是应用于通过扬声器140输出的虚拟发动机声音的滤波器，并且控制器130可将放大滤波器应用于通过扬声器140输出的虚拟发动机声音。
例如，如图4所示，控制器130可通过将放大滤波器添加到所输出的频率介于100Hz和1600Hz之间的虚拟发动机声音来放大虚拟发动机声音的可被噪声掩蔽的频率区域。
此后，控制器130可控制扬声器140输出应用了放大滤波器的虚拟发动机声音。
在上文中，已经详细描述了由车辆10的控制器130基于噪声调节虚拟发动机声音。在下文中，将详细描述车辆10的控制器130根据是否存在行人来调节虚拟发动机声音的频率。
图5是示出在本公开的一些形式中车辆调节虚拟发动机声音的频率的情况的图。
本公开的一些形式中的控制器130可基于通过相机120获取的图像数据确定行人是否存在于车辆10的前方，并且可根据行人是否存在于车辆10的前方来调节虚拟发动机声音的频率。
具体地，当行人存在于车辆10的前方时，控制器130可调节应用放大滤波器的虚拟发动机声音的频率以增加频率。
例如，如图5所示，当行人存在于车辆10的前方时，控制器130可通过移动应用了放大滤波器的虚拟发动机声音的整个频率来调节应用了放大滤波器的虚拟发动机声音的频率，以增加300Hz。
此后，控制器130可控制扬声器输出应用放大滤波器并且其频率被调节的虚拟发动机声音。由此，可改善位于车辆10前方的行人对车辆的认知能力。
在下文中，将描述本公开的一些形式中的控制车辆10的方法。在控制车辆10的方法的描述中，可使用本公开的一些形式中的车辆10。因此，上面参考图1至图5描述的内容可同样地应用于控制车辆10的方法。
图6是示出在本公开的一些形式中，控制车辆的方法中输出应用了放大滤波器的虚拟发动机声音的情况的流程图。
参考图6，本公开的一些形式中的车辆10可通过将虚拟发动机声音从外部声音分离出来提取噪声(610)。
也就是说，车辆10的控制器130可通过从通过麦克风110接收的外部声音中去除通过扬声器140再现的虚拟发动机声音来提取噪声。
本公开的一些形式中的车辆10可确定将以噪声的多个峰值声压中的每一个为峰值点和具有预定带宽(620)的多个EQ(均衡器)滤波器。
也就是说，车辆10的控制器130可从提取的噪声确定峰值声压。
详细地，控制器130可根据频率将噪声分成多个区域，并且确定多个区域中的每个区域中的至少一个峰值声压。
此时，控制器130可根据形式基于对数标度将噪声分成多个区域。
另外，在本公开的一些形式中，控制器130可确定峰值声压，使得相同区域中的峰值声压之间的频率等于或大于临界带宽。
在确定噪声的多个峰值声压之后，控制器130可确定以噪声的多个峰值声压中的每一个为峰值点和具有预定带宽的多个EQ(均衡器)滤波器。
在这种情况下，EQ滤波器可以是以与所述峰值声压对应的频率作为中心频率的掩蔽曲线、A加权滤波器和B加权滤波器中的任何一个。
本公开的一些形式中的车辆10可通过组合多个EQ滤波器(630)来生成放大滤波器，并将放大滤波器应用于虚拟发动机声音(640)。
在这种情况下，放大滤波器是应用于通过扬声器140输出的虚拟发动机声音的滤波器，并且控制器130可将放大滤波器应用于通过扬声器140输出的虚拟发动机声音。
此后，车辆10可控制扬声器140输出应用了放大滤波器的虚拟发动机声音(650)。
图7是示出在本公开的一些形式中，在控制车辆的方法中调节虚拟发动机声音的频率的情况的流程图。
参考图7，本公开的一些形式中的车辆10可获取关于车辆10前方的图像数据(710)。
当行人存在于车辆10的前方时(720)，车辆10可调节应用放大滤波器的虚拟发动机声音的频率以增加频率(730)。
也就是说，本公开的一些形式中的控制器130可基于通过相机120获取的图像数据确定行人是否存在于车辆10的前方，并且当行人存在于车辆10的前方时，可调节应用放大滤波器的虚拟发动机声音的频率以增加频率。
此后，车辆10可控制扬声器140输出应用了放大滤波器并且其频率被调节的虚拟发动机声音(740)。由此，可改善位于车辆10前方的行人对车辆的认知能力。
根据本公开的一些形式中的车辆和控制车辆的方法，通过基于外部噪声调节虚拟发动机声音的声压，即使在存在大量外部噪声的情况下，行人可认识到车辆的接近，从而减少发生事故的可能性。
同时，本公开的一些形式可以以存储可由计算机执行的指令的记录介质的形式实现。指令可以以程序代码的形式存储，并且当由处理器执行时，指令可生成执行本公开的一些形式的操作的程序模块。记录介质可实现为计算机可读记录介质。
计算机可读记录介质可包括存储可由计算机解释的命令的所有种类的记录介质。例如，计算机可读记录介质可以是ROM、RAM、磁带、磁盘、闪存、光学数据存储设备等。
本公开的描述本质上仅是示例性的，因此，不脱离本公开的实质的变型旨在落入本公开的范围内。不应将这些变化视为脱离本公开的精神和范围。

Claims (20)

1.一种车辆，包括：
扬声器，被配置为输出虚拟发动机声音；
麦克风，被配置为接收在所述车辆的外部产生的外部声音；和
控制器，被配置为：
通过从所述外部声音分离所述虚拟发动机声音来提取噪声；
将多个峰值声压中的每个峰值声压确定为峰值点；
确定具有预定带宽的多个均衡器滤波器；
通过组合所述多个均衡器滤波器生成放大滤波器；
将所述放大滤波器应用于所述虚拟发动机声音；和
控制所述扬声器输出所述虚拟发动机声音。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述控制器被配置为：
基于频率将所述噪声分成多个区域；和
在所述多个区域的每个区域中确定至少一个峰值声压。
3.根据权利要求2所述的车辆，其中，所述控制器被配置为：
将所述噪声中与输出所述虚拟发动机声音的频率范围对应的区域分成多个区域。
4.根据权利要求2所述的车辆，其中，所述控制器被配置为：
基于对数标度将所述噪声分成所述多个区域。
5.根据权利要求2所述的车辆，其中，所述控制器被配置为：
确定所述峰值声压使得相同区域中的峰值声压之间的频率等于或大于临界带宽。
6.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述均衡器滤波器是以与所述峰值声压对应的频率为中心频率的掩蔽曲线、A加权滤波器和B加权滤波器中的至少一个。
7.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述车辆还包括：
相机，被配置为获取所述车辆的前面的图像数据。
8.根据权利要求7所述的车辆，其中，所述控制器被配置为：
基于所述图像数据确定行人是否存在于所述车辆的前面。
9.根据权利要求8所述的车辆，其中，所述控制器被配置为：
当所述行人存在于所述车辆的前面时，提高所述虚拟发动机声音的频率。
10.根据权利要求9所述的车辆，其中，所述控制器被配置为：
控制所述扬声器输出频率提高的所述虚拟发动机声音。
11.一种控制车辆的方法，包括以下步骤：
由控制器通过从外部声音分离虚拟发动机声音来提取噪声；
由所述控制器将多个峰值声压中的每个峰值声压确定为峰值点；
由所述控制器确定具有预定带宽的多个均衡器滤波器；
由所述控制器通过组合所述多个均衡器滤波器生成放大滤波器；
由所述控制器将所述放大滤波器应用于所述虚拟发动机声音；和
由所述控制器控制扬声器输出所述虚拟发动机声音。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述方法还包括：
由所述控制器基于频率将所述噪声分成多个区域；和
由所述控制器在所述多个区域的每个区域中确定至少一个峰值声压。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，将所述噪声分成所述多个区域包括：
将所述噪声中与输出所述虚拟发动机声音的频率范围对应的区域分成多个区域。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，将所述噪声分成所述多个区域包括：
基于对数标度将所述噪声分成所述多个区域。
15.根据权利要求12所述的方法，其中，确定至少一个峰值声压包括：
确定所述峰值声压使得相同区域中的峰值声压之间的频率等于或大于临界带宽。
16.根据权利要求11所述的方法，其中，所述均衡器滤波器是以与所述峰值声压对应的频率为中心频率的掩蔽曲线、A加权滤波器和B加权滤波器中的至少一个。
17.根据权利要求11所述的方法，其中，所述方法包括：
由相机获取所述车辆的前面的图像数据。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述方法还包括：
基于所述图像数据确定行人是否存在于所述车辆的前面。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述方法还包括：
当所述行人存在于所述车辆的前面时，提高所述虚拟发动机声音的频率。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述方法还包括：
控制所述扬声器输出频率提高的所述虚拟发动机声音。
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