CN113071408B - 一种车外行人警示音发声特征处理方法、装置及汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车外行人警示音发声特征处理方法、装置及汽车，所述方法包括获取发动机声音样本；从所述发动机声音样本中提取多个主阶次噪声；根据多个主阶次噪声，建立每一主阶次噪声中发动机转速与声压级对应关系；将每一主阶次噪声中发动机转速与声压级对应关系线性化；根据每一主阶次噪声中发动机转速与声压级线性关系、发动机实时转速计算每一主阶次噪声的声压级；根据发动机实时转速、每一主阶次噪声的阶次数，计算每一主阶次噪声的发声频率；根据每一主阶次噪声的声压级和每一主阶次噪声的发声频率，播放与发动机实时转速对应的每一主阶次噪声。通过本发明，解决了电动车低速行驶，因为无警示音易造成交通事故的问题。

Description

一种车外行人警示音发声特征处理方法、装置及汽车
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种车外行人警示音发声特征处理方法、装置及汽车。
背景技术
由于电动车在低速行驶状态时，电机运作的声音非常的小(人耳几乎听不出来)，致使路人或车辆都不容易察觉到低速行驶中的电动车的存在，并且电动车鸣笛容易惊吓到路人或者当车距非常接近时才被发现而惊吓到对方的情况屡见不鲜，极易造成交通安全隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种车外行人警示音发声特征处理方法、装置及汽车，用于解决电动车低速行驶，无警示音易造成交通事故的问题。
本发明提供的一种车外行人警示音发声特征处理方法，所述方法包括：
获取发动机声音样本；
从所述发动机声音样本中提取发动机的多个主阶次噪声；
根据所述发动机的多个主阶次噪声，建立所述发动机的每一主阶次噪声中发动机转速与声压级对应关系；
将所述发动机的每一主阶次噪声中发动机转速与声压级对应关系线性化；
根据所述每一主阶次噪声中发动机转速与声压级线性关系、发动机实时转速计算每一主阶次噪声的声压级；
根据所述发动机实时转速、每一主阶次噪声的阶次数，计算所述每一主阶次噪声的发声频率；
根据所述每一主阶次噪声的声压级和所述每一主阶次噪声的发声频率，利用车外行人警示音喇叭播放与所述发动机实时转速对应的每一主阶次噪声。
进一步地，所述方法还包括：
测量车外行人警示音喇叭发声和行人耳旁噪声，计算出发声特征函数f(x)＝Wn/Yn，所述Wn为第n阶车外行人警示音喇叭发声，所述Yn为第n阶行人耳旁噪声，所述n表示每一主阶次噪声的阶数；
根据所述与发动机实时转速对应的每一主阶次噪声和所述发声特征函数的乘积计算补偿后的与发动机实时转速对应的每一主阶次噪声，并利用车外行人警示音喇叭播放所述补偿后的与发动机实时转速对应的每一主阶次噪声。
进一步地，所述根据所述发动机的多个主阶次噪声，建立所述发动机的每一主阶次噪声中发动机转速与声压级对应关系具体包括：
根据所述发动机的多个主阶次噪声，在EXCEL表格中形成所述发动机的每一主阶次噪声中发动机转速与声压级对应关系；
将所述EXCEL表格中所述发动机的每一主阶次噪声中发动机转速与声压级对应关系转换成一张非线性图表，所述发动机转速用所述非线性图表的X轴表示，所述声压级用所述非线性图表的Y轴表示。
进一步地，所述将所述发动机的每一主阶次噪声中发动机转速与声压级对应关系线性化具体包括：
利用EXCEL在所述一张非线性化图表中形成直线，所述直线表示为y＝Mx+N，所述y为待计算的声压级，所述M为所述直线斜率、所述N为所述直线起点的声压级，所述x为所述发动机转速。
本发明提供的一种车外行人警示音发声特征处理装置，所述装置包括：
采集单元，用于采集发动机声音样本；
提取单元，用于从所述发动机声音样本中提取发动机的多个主阶次噪声；
建立单元，用于根据所述发动机的多个主阶次噪声，建立所述发动机的每一主阶次噪声中发动机转速与声压级对应关系；
线性化处理单元，用于将所述发动机的每一主阶次噪声中发动机转速与声压级对应关系线性化；
第一计算单元，用于根据所述每一主阶次噪声中发动机转速与声压级线性关系、发动机实时转速计算每一主阶次噪声的声压级；
第二计算单元，用于根据所述发动机实时转速、每一主阶次噪声的阶次数，计算所述每一主阶次噪声的发声频率；
播放单元，用于根据所述每一主阶次噪声的声压级和所述每一主阶次噪声的发声频率，利用车外行人警示音喇叭播放与所述发动机实时转速对应的每一主阶次噪声。
进一步地，所述装置还包括测量单元和第三计算单元，其中：
所述测量单元，用于测量车外行人警示音喇叭发声和行人耳旁噪声，计算出发声特征函数f(x)＝Wn/Yn，所述Wn为第n阶车外行人警示音喇叭发声，所述Yn为第n阶行人耳旁噪声，所述n表示每一主阶次噪声的阶数；
所述第三计算单元，用于根据所述与发动机实时转速对应的每一主阶次噪声和所述发声特征函数的乘积计算补偿后的与发动机实时转速对应的每一主阶次噪声；
所述播放单元，还用于利用车外行人警示音喇叭播放所述补偿后的与发动机实时转速对应的每一主阶次噪声。
进一步地，所述建立单元具体用于：
根据所述发动机的多个主阶次噪声，在EXCEL表格中形成所述发动机的每一主阶次噪声中发动机转速与声压级对应关系；
将所述EXCEL表格中所述发动机的每一主阶次噪声中发动机转速与声压级对应关系转换成一张非线性图表，所述发动机转速用所述非线性图表的X轴表示，所述声压级用所述非线性图表的Y轴表示。
进一步地，所述线性化处理单元具体用于：
利用EXCEL在所述一张非线性化图表中形成直线，所述直线表示为y＝Mx+N，所述y为待计算的声压级，所述M为所述直线斜率、所述N为所述直线起点的声压级，所述x为所述发动机转速。
本发明提供的一种汽车，所述汽车包括上述车外行人警示音发声特征处理装置。
实施本发明，具有如下有益效果：
通过本发明，从燃油车或者混动动力车采集发动机声音样本，从发动机声音样本中提取多个主阶次噪声，分析得到发动机转速与声压级的线性关系，根据电动车发动机转速计算声压级和发声频率，利用车外行人警示音喇叭播放警示音，解决了现有电动车低速行驶，车行声音小，无警示音易造成交通事故的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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是本发明实施例提供的车外行人警示音发声特征处理方法的流程图。
图2是本发明实施例提供的传统燃油车或者混合动力车的发动机声音样本图。
图3是本发明实施例提供的发动机的主阶次噪声示意图。
图4是本发明实施例提供的2阶噪声线性关系图。
图5是本发明实施例提供的4阶噪声线性关系图。
图6是本发明实施例提供的6阶噪声线性关系图。
图7是本发明实施例提供的8阶噪声线性关系图。
图8是本发明实施例提供的车外行人警示音发声特征处理装置的结构图。
具体实施方式
本专利中，获取燃油车或者混合动力车的发动机声音样本，从中抽象出主阶次噪声，根据电动车发动机转速计算出警示音，以下结合附图和实施例对该具体实施方式做进一步说明。
如图1所示，本发明实施例提供了车外行人警示音发声特征处理方法，所述方法包括：
步骤S11、获取发动机声音样本。
需要说明的是，现有的电动车声音非常小，行人更习惯燃油车和混动力车发动机声音，因此为了模拟发动机声音，需要采集如图2所示的燃油车或者混合动力车的发动机声音样本。
步骤S12、从所述发动机声音样本中提取发动机的多个主阶次噪声。
需要说明的是，不同的发动机的噪声主阶次并不一样，本实施例中的发动机主阶次为2阶、4阶、6阶和8阶，在实际中也有可能是3阶、6阶、9阶和12阶；在本实施例中提取的多个主阶次噪声表示在图3中。
步骤S13、根据所述发动机的多个主阶次噪声，建立所述发动机的每一主阶次噪声中发动机转速与声压级对应关系。
具体地，步骤S13具体包括：
根据所述发动机的多个主阶次噪声，在EXCEL表格中形成所述发动机的每一主阶次噪声中发动机转速与声压级对应关系，具体参照表1；
表1
将所述EXCEL表格中所述发动机的每一主阶次噪声中发动机转速与声压级对应关系转换成一张非线性图表，在本实施例中是散点图形成折线图，所述发动机转速用所述非线性图表的X轴表示，所述声压级用所述非线性图表的Y轴表示。
参照图4、图5、图6和图7，分别表示2阶、4阶、6阶和8阶噪声中发动机转速与声压级对应关系，图中实线为发动转速与声压级对应关系折线图。
S14、将所述发动机的每一主阶次噪声中发动机转速与声压级对应关系线性化。
具体地，利用EXCEL在所述一张非线性化图表中形成直线，所述直线表示为y＝Mx+N，所述y为待计算的声压级，所述M为所述直线斜率、所述N为所述直线起点的声压级，所述x为所述发动机转速。
具体到2阶，y＝0.17x+31.9；具体到4阶，y＝0.22x+26.4；具体到6阶，y＝0.15x+26.9；具体到8阶，y＝0.2x+24.3。
当然也可以取所述发动机的每一主阶次噪声中声压值最大的和声压值最小的两个点形成直线，线性化的目的是为了更符合行人接收信号的习惯。
S15、根据所述每一主阶次噪声中发动机转速与声压级线性关系、发动机实时转速计算每一主阶次噪声的声压级。
需要说明的是，只需要将发动机实时转速代入步骤S14中函数中x，即可以计算出每一主阶次噪声的声压级。
S16、根据所述发动机实时转速、每一主阶次噪声的阶次数，计算所述每一主阶次噪声的发声频率。
2阶噪声：Y2＝A2·B2，其中A2＝0.17x+31.9，代表2阶噪声声压级与发动机转速的关系，B2＝(x/60)×2，代表2阶噪声发声频率与转速的关系，x代表发动机实时转速；
4阶噪声：Y4＝A4·B4，其中A4＝0.22x+26.4，代表4阶噪声声压级与发动机转速的关系，B4＝(x/60)×4，代表4阶噪声发声频率与转速的关系，x代表发动机实时转速；
6阶噪声：Y6＝A6·B6，其中A6＝0.15x+26.9，代表6阶噪声声压级与发动机转速的关系，B6＝(x/60)×6，代表6阶噪声发声频率与转速的关系，x代表发动机实时转速；
8阶噪声：Y8＝A8·B8,其中A8＝0.2x+24.3，代表8阶噪声声压级与发动机转速的关系，B8＝(x/60)×8，代表8阶噪声发声频率与转速的关系，x代表发动机实时转速。
S17、根据所述每一主阶次噪声的声压级和所述每一主阶次噪声的发声频率，利用车外行人警示音喇叭播放与所述发动机实时转速对应的每一主阶次噪声。
需要说明的是，计算出来的主阶次噪声会在发出受到发舱的干扰而减弱，需要对发出声音进行补偿。
进一步地，所述方法还包括：
测量车外行人警示音喇叭发声和行人耳旁噪声，计算出发声特征函数f(x)＝Wn/Yn，所述Wn为第n阶车外行人警示音喇叭发声，所述Yn为第n阶行人耳旁噪声，所述n表示每一主阶次噪声的阶数；
根据所述与发动机实时转速对应的每一主阶次噪声和所述发声特征函数的乘积计算补偿后的与发动机实时转速对应的每一主阶次噪声，并利用车外行人警示音喇叭播放所述补偿后的与发动机实时转速对应的每一主阶次噪声。
如图8所示，本发明实施例提供了车外行人警示音发声特征处理装置，所述装置包括：
采集单元21，用于采集发动机声音样本；
提取单元22，用于从所述发动机声音样本中提取发动机的多个主阶次噪声；
建立单元23，用于根据所述发动机的多个主阶次噪声，建立所述发动机的每一主阶次噪声中发动机转速与声压级对应关系；
线性化处理单元24，用于将所述发动机的每一主阶次噪声中发动机转速与声压级对应关系线性化；
第一计算单元25，用于根据所述每一主阶次噪声中发动机转速与声压级线性关系、发动机实时转速计算每一主阶次噪声的声压级；
第二计算单元26，用于根据所述发动机实时转速、每一主阶次噪声的阶次数，计算所述每一主阶次噪声的发声频率；
播放单元27，用于根据所述每一主阶次噪声的声压级和所述每一主阶次噪声的发声频率，利用车外行人警示音喇叭播放与所述发动机实时转速对应的每一主阶次噪声。
进一步地，所述装置还包括测量单元和第三计算单元，其中：
所述测量单元，用于测量车外行人警示音喇叭发声和行人耳旁噪声，计算出发声特征函数f(x)＝Wn/Yn，所述Wn为第n阶车外行人警示音喇叭发声，所述Yn为第n阶行人耳旁噪声，所述n表示每一主阶次噪声的阶数；
所述第三计算单元，用于根据所述与发动机实时转速对应的每一主阶次噪声和所述发声特征函数的乘积计算补偿后的与发动机实时转速对应的每一主阶次噪声；
所述播放单元，还用于利用车外行人警示音喇叭播放所述补偿后的与发动机实时转速对应的每一主阶次噪声。
进一步地，所述建立单元具体用于：
根据所述发动机的多个主阶次噪声，在EXCEL表格中形成所述发动机的每一主阶次噪声中发动机转速与声压级对应关系；
将所述EXCEL表格中所述发动机的每一主阶次噪声中发动机转速与声压级对应关系转换成一张非线性图表，所述发动机转速用所述非线性图表的X轴表示，所述声压级用所述非线性图表的Y轴表示。
进一步地，所述线性化处理单元具体用于：
利用EXCEL在所述一张非线性化图表中形成直线，所述直线表示为y＝Mx+N，所述y为待计算的声压级，所述M为所述直线斜率、所述N为所述直线起点的声压级，所述x为所述发动机转速。
本发明实施例提供了汽车，所述汽车包括上述车外行人警示音发声特征处理装置。
实施本发明，具有如下有益效果：
通过本发明，从燃油车或者混合动力车采集发动机声音样本，从声音样本中提取多个主阶次噪声，分析得到发动机转速与声压级的线性关系，根据电动车发动机转速计算声压级和发声频率，利用车外行人警示音喇叭播放警示音，解决了现有电动车低速行驶，车行声音小，无警示音易造成交通事故的问题。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种车外行人警示音发声特征处理方法，其特征在于，所述方法包括：
S11、获取发动机声音样本；
S12、从所述发动机声音样本中提取发动机的多个主阶次噪声；
S13、根据所述发动机的多个主阶次噪声，建立所述发动机的每一主阶次噪声中发动机转速与声压级对应关系；
S14、将所述发动机的每一主阶次噪声中发动机转速与声压级对应关系线性化；
S15、根据所述每一主阶次噪声中发动机转速与声压级线性关系、发动机实时转速计算每一主阶次噪声的声压级；
S16、根据所述发动机实时转速、每一主阶次噪声的阶次数，计算所述每一主阶次噪声的发声频率；
S17、根据所述每一主阶次噪声的声压级和所述每一主阶次噪声的发声频率，利用车外行人警示音喇叭播放与所述发动机实时转速对应的每一主阶次噪声；
所述方法还包括：
测量车外行人警示音喇叭发声和行人耳旁噪声，计算出发声特征函数f(x)＝Wn/Yn，所述Wn为第n阶车外行人警示音喇叭发声，所述Yn为第n阶行人耳旁噪声，所述n表示每一主阶次噪声的阶数；
根据所述与发动机实时转速对应的每一主阶次噪声和所述发声特征函数的乘积计算补偿后的与发动机实时转速对应的每一主阶次噪声，并利用车外行人警示音喇叭播放所述补偿后的与发动机实时转速对应的每一主阶次噪声。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S13具体包括：
根据所述发动机的多个主阶次噪声，在EXCEL表格中形成所述发动机的每一主阶次噪声中发动机转速与声压级对应关系；
将所述EXCEL表格中所述发动机的每一主阶次噪声中发动机转速与声压级对应关系转换成一张非线性图表，所述发动机转速用所述非线性图表的X轴表示，所述声压级用所述非线性图表的Y轴表示。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S14具体包括：
利用EXCEL在所述一张非线性化图表中形成直线，所述直线表示为y＝Mx+N，所述y为待计算的声压级，所述M为所述直线斜率、所述N为所述直线起点的声压级，所述x为所述发动机转速。
4.一种车外行人警示音发声特征处理装置，其特征在于，所述装置包括：
采集单元，用于采集发动机声音样本；
提取单元，用于从所述发动机声音样本中提取发动机的多个主阶次噪声；
建立单元，用于根据所述发动机的多个主阶次噪声，建立所述发动机的每一主阶次噪声中发动机转速与声压级对应关系；
线性化处理单元，用于将所述发动机的每一主阶次噪声中发动机转速与声压级对应关系线性化；
第一计算单元，用于根据所述每一主阶次噪声中发动机转速与声压级线性关系、发动机实时转速计算每一主阶次噪声的声压级；
第二计算单元，用于根据所述发动机实时转速、每一主阶次噪声的阶次数，计算所述每一主阶次噪声的发声频率；
播放单元，用于根据所述每一主阶次噪声的声压级和所述每一主阶次噪声的发声频率，利用车外行人警示音喇叭播放与所述发动机实时转速对应的每一主阶次噪声；
所述装置还包括测量单元和第三计算单元，其中：
所述测量单元，用于测量车外行人警示音喇叭发声和行人耳旁噪声，计算出发声特征函数f(x)＝Wn/Yn，所述Wn为第n阶车外行人警示音喇叭发声，所述Yn为第n阶行人耳旁噪声，所述n表示每一主阶次噪声的阶数；
所述第三计算单元，用于根据所述与发动机实时转速对应的每一主阶次噪声和所述发声特征函数的乘积计算补偿后的与发动机实时转速对应的每一主阶次噪声；
所述播放单元，还用于利用车外行人警示音喇叭播放所述补偿后的与发动机实时转速对应的每一主阶次噪声。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述建立单元具体用于：
根据所述发动机的多个主阶次噪声，在EXCEL表格中形成所述发动机的每一主阶次噪声中发动机转速与声压级对应关系；
将所述EXCEL表格中所述发动机的每一主阶次噪声中发动机转速与声压级对应关系转换成一张非线性图表，所述发动机转速用所述非线性图表的X轴表示，所述声压级用所述非线性图表的Y轴表示。
6.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述线性化处理单元具体用于：
利用EXCEL在所述一张非线性化图表中形成直线，所述直线表示为y＝Mx+N，所述y为待计算的声压级，所述M为所述直线斜率、所述N为所述直线起点的声压级，所述x为所述发动机转速。
7.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括如权利要求4至权利要求6任一项所述的车外行人警示音发声特征处理装置。
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