CN117121097A - 用于声学输出交通工具的功能性系统噪声的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
用于声学输出交通工具(1)的功能性系统噪声的方法，包括：‑探测交通工具(1)的行驶速度；‑获取音频数据，该音频数据表征功能性系统噪声的频谱；‑基于交通工具(1)的行驶速度将音频数据如此处理成匹配的音频数据，即使得在频谱之内至少一个频率和/或至少一个频率范围改变；‑基于匹配的音频数据提供音频信号以用于通过用于交通工具(1)的声学输出设备(6)输出到用户(13)处。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于声学输出交通工具的功能性系统噪声(或称为系统声响，即)的方法以及装置。在此获取或者调取表征功能性系统噪声的频谱的音频数据且基于此提供音频信号以用于通过声学输出设备输出到交通工具的用户处。
背景技术
迄今为止在交通工具中通常对于闪光器使用声音文件.wav，该声音文件如有可能通过取决于速度的音强匹配(取决于速度的音强匹配缩写为“GALA”)加以补充。这具有如下优点：声音在较高的速度的情况下被更好地感知，因为此时会出现由于风噪声、滚动噪声和轮胎噪声引起的掩盖。
在速度较小时且在静止时存在问题。对于隔音非常好的型号而言、对于电动交通工具(“EV”)或带有启动/停止功能的交通工具而言，闪光器通常被太过存在、没有价值或太令人讨厌地感知。特别地，这能够归因于在大于2000Hz的范围中的频率，所述频率在行驶期间是必要的，以为了即使在风噪声、滚动噪声和轮胎噪声的情况下也可感知声音。
迄今为止使用的取决于速度的音强匹配(GALA)提高了整个谱的音强。
如果只缩小音强，那么常常发生，无法在舒适和清晰可听之间找到正确的等级。
从现有技术中对于耳机而言为了抑制环境噪声已知所谓的“噪声消除”。“噪声消除”原理是耗费较高的且成本高的且此外需要硬件，该硬件迄今为止尚未在交通工具中使用(同样由于成本)。
从US2016/0185282A1中已知转弯音频模块，该转弯音频模块使用音频滤波器，以为了滤出不期望的频率。此外，转弯音频模块能够具有放大器，该放大器实现转弯音频信号的音强的逐步的缩减和/或提高。
从DE 10359126 A1已知用于产生闪光器噪声的装置和方法。根据行驶方向指示器的所选择的方向，闪光器噪声能够在相应的交通工具侧上更大声地且因此可更好感知地且可空间定位地被输出。此外能够实现将闪光器噪声的音强与交通工具内部空间中的噪声级或与一定的行驶情况(例如在交通工具静止时)匹配。
发明内容
本发明的任务在于，克服从现有技术中已知的缺点且给交通工具或者交通工具的音频模块(该音频模块用于功能性系统噪声的音频展现且该音频模块尤其只允许一个声音文件)提供用于声学输出功能性系统噪声的方法以及装置，该系统噪声对于所有情况、尤其地在交通工具(以高的速度)行驶期间而且还在静止时一样地起作用且对于交通工具的用户感知为舒适的。
该任务根据本发明通过独立权利要求的对象解决。本发明的有利的实施方案和改进方案是从属权利要求的对象。
根据本发明的用于声学输出交通工具的功能性系统噪声的方法包括探测交通工具的行驶速度。此外，获取音频数据，该音频数据表征功能性系统噪声的频谱。此外，基于交通工具的行驶速度将音频数据如此处理成匹配的音频数据，即使得在频谱之内至少一个频率和/或至少一个频率范围改变、尤其提高和/或下降。优选地，在频率和/或频率范围改变时(分别)在所述频率处或在所述频率范围中(尤其跨越整个频率范围)改变、尤其提高和/或缩减功能性系统噪声的幅度。
此外，基于匹配的音频数据提供音频信号以尤其用于通过用于交通工具的(至少一个)声学输出设备输出到用户处。
声学输出设备优选地为交通工具的声学输出设备且尤其为交通工具的扬声器。优选地，声学输出设备是交通工具的音频系统的一部分。它还能够为(用户的)(移动)终端设备，该(移动)终端设备能够相对于交通工具(自由)运动。
换句话说，该方法涉及功能性系统噪声(还称为功能性系统声音)的音频展现，其中优选地为了音频展现取决于交通工具的(行驶)速度进行功能性系统噪声的改变、尤其功能性系统噪声的频谱的改变。
优选地，频谱的改变不是整个频谱的(全局的)按比例变化(例如通过改变整个功能性系统声音的音强)。优选地频谱的改变是功能性系统音调的改变，尤其通过提升和/或下降单个频率或者频率范围。尤其地原始的频谱以及已改变的频谱不同，尤其即使在音强相同的情况下。
所建议的方法提供输出的声音或者输出的功能性系统噪声与环境噪声的(取决于速度的)协调的优点，该协调通过取决于速度地提高和/或下降功能性系统噪声的频率范围实现。
由此有利地实现，在(交通工具)静止时声音或者功能性系统噪声相比于在现有技术中更舒适地被感知。此外声音或者功能性系统噪声还满足在行驶期间的(例如可感知性的)要求。此外，所建议的方法是相对成本适宜的，因为参数、例如(环境和/或交通工具内部空间)噪声不必实时测量。此外有利的是，不必形成新的声音或者功能性系统噪声且不必专门地对于每个型号优化新的声音或者功能性系统噪声。
此外利用所述方法有利地建议一种成本适宜的、高效的且能够利用相对低的技术耗费实现的(尤其简单)方法。此外所述方法提供如下优点：该方法需要少的计算能力且因此是性能好的。
优选地，取决于交通工具的(行驶)速度至少一个频率范围且特别优选地取决于交通工具的(行驶)速度确定的或者预设的频率范围通过数据处理(成改变的音频数据)且尤其借助于“EQing”(均衡)加强或减弱。
功能性系统噪声尤其为行驶有关的噪声(或者为行驶有关的功能性声音)。优选地功能性系统噪声从以下群组中选择，该群组包括交通工具的闪光器或者行驶方向指示器、交通工具的警告和/或提示音、用于声学反馈的噪声或者用于声学回馈的噪声、还可设想(例如由导航设备)输出的语音指令等等以及其组合。
优选地，表征功能性系统噪声的频谱的音频数据或表征它的数据在交通工具的(尤其内部的)储存设备上调取。获取音频数据能够在此理解为调取储存设备的这些数据。
优选地，通过操纵操作元件(例如行驶方向指示器)和/或(实行的)用户输入或该范围内触发和/或引起音频数据的获取。
对于优选的方法而言，在交通工具速度减小时在所述频谱内至少一个频率范围(相比于至少一个另外的频率范围和优选地相比于所有其余的频率范围)下降。频率范围优选地为大于800Hz、优选地大于1000Hz、优选地大于1500Hz且特别优选地大于2000Hz的频率。这提供如下优点：在相对较低的行驶速度的情况下高的频率范围具有更少份额的功能性系统噪声和更小的音强。
优选地，在交通工具速度增加时在所述频谱内至少一个频率范围(相比于至少一个另外的频率范围和优选地相比于所有其余的频率范围)增强。该频率范围优选地为大于800Hz、优选地大于1000Hz、优选地大于1500Hz且特别优选地大于2000Hz的频率。这提供如下优点：特性(高的频率能够在相对高的速度时良好地穿透行驶噪音且能够良好地被感知的)在此可以在交通工具速度增加时越来越多地被使用。
优选地，在交通工具的(行驶)速度升高时，例如在1.5kHz和5kHz之间、优选地在2kHz和5kHz之间的频率范围增强。
这提供如下优点：即使在较高的内部空间噪声(例如轮胎噪声、滚动噪声、风噪声等)信号或者其可感知性也能够被保证。与此相反，在交通工具静止时优选地信号在那个区域中更强地被过滤，以为了过滤常常尖锐的且被各种人感受为不舒服的区域。
优选地，在交通工具的(行驶)速度升高时大于1000Hz的频率、优选地在交通工具的(行驶)速度进一步升高时大于1.5kHz的频率且在交通工具的(行驶)速度再次升高时大于2000Hz的频率被增强。
优选地，在1.5kHz和5kHz之间、优选地2kHz和5kHz之间的频率范围以下的频率范围至少自交通工具的预设的行驶速度起保持基本上相同或者不变。
优选地，在交通工具的(行驶)速度降低时大于2kHz的频率、优选地在交通工具的(行驶)速度进一步降低时大于1.5kHz的频率且在交通工具的(行驶)速度再次升高时大于1000Hz的频率被下降。优选地，基本上不下降的频率保持基本上不变。因此有利地，在速度降低时，通常被感知为不舒适且太过存在的高的频率缩小。
优选地，在1.5kHz和5kHz之间、优选地2kHz和5kHz之间的频率范围以下的频率范围至少自交通工具的预设的行驶速度起保持基本上相同或者不变。
在进一步优选的方法中，提供极限频率，在该极限频率之上所有系统噪声份额或者所有频率下降。优选地在该极限频率之下的频率不提升(且也不下降(参照频谱))。优选地在该极限频率以下的频率(基本上或者除了过渡区域之外)保持不变。
优选地，极限频率在800Hz和5000Hz之间、优选地在1000Hz和3000Hz之间、优选地在1000Hz和2500Hz之间、优选地在1500Hz和2500Hz之间且特别优选地在1800Hz和2200Hz之间的范围中选择。
优选地，极限频率至少在预设的第一行驶速度的情况下至少在700Hz处且优选地至少在800Hz处选择。优选地，极限频率至少在大于第一行驶速度的预设的第二行驶速度的情况下在至少1000Hz处选择。优选地，极限频率至少在大于第二行驶速度的预设的第三行驶速度的情况下在至少2000Hz处选择。优选地，自大于第三行驶速度的第四行驶速度起，不进行频谱的改变且尤其不进行滤波器的使用。
在进一步优选的方法中，极限频率取决于交通工具的行驶速度。因此能够有利地保证，随着速度降低，较高频率的较大频率范围被缩小。
优选地，极限频率基本上持续地随着交通工具的行驶速度变化。优选地随着交通工具速度减小极限频率降低。反过来，优选地随着交通工具速度增加极限频率升高。
在进一步优选的方法中，通过使用滤波器实现音频数据的处理，其中待使用的滤波器具有至少一个过滤参数，该至少一个过滤参数取决于交通工具的行驶速度获取。
优选地，对于每个行驶速度能够推导出针对(尤其每个)过滤参数的值。优选地，每个行驶速度关联有至少一个和优选地每个过滤参数。
优选地，作为过滤参数可设定和/或可改变所谓的增益或者音强加大或者音强减小(或者幅度改变)，其通过(在设定的频率处)处理音频数据产生。
优选地，作为过滤参数可设定和/或可改变过滤品质Q，该过滤品质尤其理解为所使用的滤波器的边缘陡度。通过设定Q能够尤其设定，在预设的中间频率(频带)周围的区域通过数据处理或者均衡器应该处理为多大。
优选地，(作为过滤参数)还可设定和/或可预设滤波器的中间频率和/或极限频率。
还可设想的是，过滤参数(至少对于预设的行驶速度)能够以用户专用的方式改变。
在进一步优选的方法中，滤波器从滤波器的群组中选择，该群组包括高通滤波器、低通滤波器、带通滤波器、带停滤波器，带阻滤波器、陷波滤波器、搁置滤波器(或称为牛尾滤波器，即Kuhschwanzfilter)(高架；低架)等以及其组合。
优选地，相比于交通工具的静止在预设的例如至少50km/h的交通工具速度的情况下，在大于2000Hz的频率的频率范围中(通过数据处理)引起至少10dB、优选地至少20dB、优选地至少30dB的幅度变化和尤其音强加大。
优选地，随着行驶速度提升附加地提高输出的整个功能性系统噪声的音强。
在进一步优选的方法中，基于交通工具特定的数据组进行所述至少一个频率和/或所述至少一个频率范围的改变，该数据组优选地存储在交通工具的储存设备上。因此能够例如对于预设的行驶速度(在储存设备中)存储针对过滤参数的值。优选地能够对于每个行驶速度由此插值得出针对至少一个过滤参数和优选地对于所有过滤参数的值。
在进一步优选的方法中，基于交通工具的通风设备的通风等级(备选或附加于交通工具的行驶速度)进行改变的音频数据的获取。因此有利地，在输出功能性系统噪声时还能够考虑交通工具的通风设备的噪声。
本发明此外涉及一种用于声学输出交通工具的功能性系统噪声的装置，该装置适合于且被规定用于，获取音频数据，该音频数据表征功能性系统噪声的频谱，和基于音频数据提供音频信号以用于通过用于交通工具的声学输出设备输出到用户处。
根据本发明，该装置具有探测设备，该探测设备配置成，探测(和/或获取)交通工具的行驶速度。此外，装置具有数据处理设备，该数据处理设备适合于且被规定用于，基于交通工具的行驶速度将音频数据如此处理成匹配的音频数据，即使得在频谱之内至少一个频率和/或至少一个频率范围改变。在此，装置配置成，基于匹配的音频数据提供音频信号。
因此在根据本发明的装置的范围内还建议，取决于速度至少一个预设的频率范围(借助于数据处理设备，尤其借助于“EQing”)加强或减弱。优选地，预设的频率范围尤其参照功能性系统噪声的频谱的至少一个另外的频率范围相对地(在其幅度和/或音强方面)改变且尤其加强或减弱。
由此还能够在交通工具静止时或者在低的速度时抑制和/或减弱感受为不舒服的高的频率，反之与此相比增强的高的频率在交通工具的高的速度的情况下有利地保证功能性系统噪声的良好的可感知性。
优选地，用于声学输出功能性系统噪声的装置设立成、适合于和/或被规定用于，实施上文描述的方法以及单独地或相互组合地实施已经在上文结合该方法描述的所有方法步骤。反过来，该方法能够单独地或相互组合地配备有在用于声学输出交通工具的功能性系统噪声的装置的范围内描述的所有特征。
用于声学输出功能性系统噪声的装置能够为组合仪表的一部分，该组合仪表表示交通工具的仪表组，该仪表组例如具有速度表、里程表、转速表、油箱指示器、冷却剂温度指示器、控制灯和/或行驶方向指示器(闪光器)。
本发明此外涉及一种交通工具、尤其机动车，包括上文描述的相应于实施形式的用于声学输出功能性系统噪声的装置，其中该装置优选地能够为交通工具的(固定的且尤其不可无破坏地松开的)组成部分。
交通工具尤其能够为(机动)道路交通工具。交通工具能够为机动车，该机动车尤其是由驾驶员本人控制的机动车(“仅限驾驶员”)、半自动、自动(例如自动等级3级或4级或5级(标准SAEJ3016))或自动驾驶的机动车。自动等级5级在此表示全自动驾驶的交通工具。交通工具同样能够为无人驾驶的运输系统。交通工具能够在此由驾驶员控制或自动驾驶。此外，除道路交通工具外，交通工具还能够为空中出租车、飞机和其它运载工具或其它类型的交通工具，例如航空、水上或轨道交通工具。
本发明的用于声学输出交通工具的功能性系统噪声的方法与交通工具中的或者交通工具的功能性系统噪声相结合地描述。但是本发明还能够转用到(尤其在交通工具的行驶期间)音乐的声学输出或其它音频输出。例如能够基于功能和/或经由实时借助于交通工具中的麦克风进行针对音乐的尤其动态的“EQing”(“均衡”)或者尤其动态的音调调节。申请人保留，同样对就此涉及的用于声学输出的方法和装置要求权利。
本发明此外涉及一种计算机程序或计算机程序产品，包括程序介质、尤其程序代码，该程序代码至少代表根据本发明的方法的各个方法步骤或其组合和优选地所描述的优选的实施形式中的一个或对其进行编码且构造成用于通过处理器设备实施。
本发明此外涉及一种数据储存器，根据本发明的计算机程序的至少一个实施形式或计算机程序的一个优选的实施形式储存在该数据储存器上。
附图说明
其它优点和实施形式从附图得出：
在其中：
图1显示了带有根据本发明的用于声学输出功能性系统噪声的装置的交通工具的示意图；
图2显示了闪光器噪声的频谱；
图3显示了在使用带有预设的第一过滤参数的所谓的高架滤波器之后的来自图2的闪光器噪声的频谱；且
图4显示了在使用带有预设的第二过滤参数的所谓的高架滤波器之后的来自图2的闪光器噪声的频谱。
具体实施方式
图1显示了带有根据本发明的用于声学输出功能性系统噪声的装置10的交通工具1的示意图。功能性系统噪声能够例如为闪光器噪声(或者闪光器声音)，其在交通工具1的方向盘4处的闪光器2被操纵的情况下借助于以参考标号6表示的且在图1中示意性示出的声学输出设备6输出到用户13处。
图2显示了闪光器噪声的频谱。在此参考标号20表示随频率(以单位Hz)变化的闪光器噪声的音强L(以单位dB)。
为了在交通工具1的高的行驶速度的情况下而且在低的行驶速度的情况下能够同等地感知闪光器噪声，用于闪光器的声音文件(“wav”)如有可能通过取决于速度的音强匹配加以补充。
尤其来自闪光器噪声的频谱的高的频率(其在此在图2中例如以参考标号30表示)，确保更好地穿透例如尤其在高的行驶速度情况下出现的噪声加强的滚动噪声，该滚动噪声是相对低频的。
但是恰恰例如在大于2000Hz的范围中的该频率30通常被认为太过存在、没有价值或太令人讨厌。如果只缩小音强，那么常常发生，不再能找到在舒适和清晰可听之间的正确的等级。
图3显示了在使用带有预设的第一过滤参数的所谓的高架滤波器(参考标号30、32、34)之后的来自图2的闪光器噪声的频谱22，在图3中能够利用调节器12、14和16改变所述第一过滤参数。在此此处滤波器的(高)频利用调节器12，滤波器的“增益”(在此在-30dB处设定)利用调节器14并且用于(过滤品质)Q的值(在0.025和40之间)利用调节器16。
在此“增益”尤其理解为通过使用滤波器对噪声产生的音强加大或者音强减小(幅度变化，以单位dB)。
过滤品质Q尤其理解为所使用的滤波器的边缘陡度。因此能够例如利用Q设定，在所选择的中间频率32(频带)周围的区域34通过滤波器应该改变多大。
在图3中示出的设定中，它被设定到在-30dB处的最大负值。相应地在更高的频率的情况下(至少自设定的中间频率32起变化了2kHz)实现明显的幅度缩减(减小了最高达30dB)。
取决于交通工具1的(行驶)速度，在此将高架滤波器带标记地使用到带有频谱20的闪光器声音(来自图2)上。在交通工具的(行驶)速度为0km/h的情况下滤波器在2000Hz、带有-30dB的0.7的Q的情况下起作用且因此大于2000Hz的频率的音强明显缩小。
因此通过获得的(匹配的)频谱22(其从来自图2的频谱在使用滤波器、在此为高架滤波器之后获得)，声音在静止时明显更舒适地被感受。高切滤波器(所谓的低通滤波器)也是可行的。
图4显示了在将高架滤波器使用到带有来自图2的频谱的闪光器噪声上之后的所获得的频谱22的结果，其中在此过滤参数与图3相比(部分)不同地选择。尤其地与图3中选择的过滤参数相比针对增益和Q选择另外的过滤参数。在图4中示出的高架滤波器(其特征在于参考标号30、32、34)的应用中针对增益选择值+0.96dB以及针对Q选择值0.734。
由此针对闪光器噪声的较高的频率范围得到明显较小的(不显著的)幅度提高，而在图3中通过使用带有在其中设定的过滤参数的滤波器引起带有大于2kHz的频率的频率范围的显著下降。
在此，取决于交通工具1的(行驶)速度，匹配滤波器的参数(尤其主要增益区域-30dB至+1dB)。这能够经由数据组与相应的交通工具匹配。
该功能在此专门地针对闪光器描述，但是也能够应用于交通工具中的其它功能性声音。
作为进一步的扩展阶段，基于功能或经由借助于交通工具中的麦克风进行的实时测量针对音乐的“EQing”和/或将通风等级包含在内是可设想的。该工作原理不仅能够降低频率而且能够提升频率。
申请人保留对申请文件中公开的所有特征作为对本发明重要而要求权利，只要这些特征单独或以组合的方式与现有技术相比是新颖的。进一步指出的是，在各个图中还描述了本身可为有利的特征。本领域技术人员直接意识到，图中描述的某一特征也可为有利的，而无需采用来自该图中的其它特征。此外，本领域技术人员意识到，通过单个图或不同图中所显示的多个特征的组合也能够产生优点。
参考标号列表
1交通工具
2行驶方向指示器
4方向盘
6输出设备
10用于声学输出的装置
12用于频率的调节器
13用户
14用于增益(幅度改变)的调节器
16用于过滤品质Q的调节器
20闪光器噪声的频谱
30标记的频率范围
32中间频率
34频带
f频率
L音强
Claims (10)
1.一种用于声学输出交通工具(1)的功能性系统噪声的方法，包括：
-探测所述交通工具(1)的行驶速度；
-获取音频数据，该音频数据表征所述功能性系统噪声的频谱；
-基于所述交通工具(1)的行驶速度将所述音频数据如此处理成匹配的音频数据，使得在所述频谱之内至少一个频率和/或至少一个频率范围改变、尤其提高或下降；
-基于所述匹配的音频数据提供音频信号以用于通过用于所述交通工具(1)的声学输出设备(6)输出到用户(13)处。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在交通工具速度减小时在所述频谱之内至少一个频率范围下降。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，提供极限频率，在该极限频率之上所有系统噪声份额下降。
4.根据前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述极限频率取决于所述交通工具(1)的行驶速度。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述音频数据的处理通过使用滤波器实现，其中待使用的所述滤波器具有至少一个过滤参数，该过滤参数取决于所述交通工具的行驶速度获取。
6.根据前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述滤波器从滤波器的群组中选择，该群组包括高通滤波器、低通滤波器、带通滤波器、带停滤波器、带阻滤波器、陷波滤波器、搁置滤波器等以及其组合。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个频率和/或所述至少一个频率范围的改变基于交通工具特定的数据组实现，该数据组优选地存储在所述交通工具的储存设备上。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，已改变的音频数据的获取基于所述交通工具(1)的通风设备的通风等级实现。
9.一种用于声学输出交通工具(1)的功能性系统噪声的装置(10)，该装置适合于且被规定用于，获取音频数据，该音频数据表征所述功能性系统噪声的频谱和基于音频数据提供音频信号以用于通过用于交通工具的声学输出设备(6)输出到用户(13)处，其特征在于，所述装置(10)具有探测设备，该探测设备配置成，探测所述交通工具(1)的行驶速度，且所述装置(10)具有数据处理设备，该数据处理设备适合于且被规定用于，基于所述交通工具(1)的行驶速度将音频数据如此处理成匹配的音频数据，使得在所述频谱之内至少一个频率和/或至少一个频率范围改变，其中所述装置配置成用于，基于所述匹配的音频数据提供所述音频信号。
10.一种交通工具(1)、尤其机动车，包括根据前述权利要求所述的用于声学输出的装置(10)。
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