CN117395555A - 车外声音提示方法、装置、设备及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车外声音提示方法、装置、设备及计算机可读存储介质，车外声音提示方法应用于车辆，车辆的车身外面四周设置至少两个麦克风，车辆内设置至少两个扬声器，车外声音提示方法包括：获取各麦克风采集的环境声音信号；从各路环境声音信号中提取目标声音信号，并基于至少两个麦克风定位目标声音信号的声源方向；获取各扬声器各自对应的用于模拟声源方向的播放参数值，控制各扬声器按照各自对应的播放参数值播放目标声音信号。本发明实现了一种车外声音提示方案，在不影响车辆NVH性能的同时，保证驾驶者可以准确识别到车外声音，以便及时采取对策，消除安全隐患。

Description

车外声音提示方法、装置、设备及计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种车外声音提示方法、装置、设备及计算机可读存储介质。

背景技术

近年来，人们对车辆的驾驶舒适性提出了越来越高的要求，厂商在NVH(Noise、Vibration、Harshness，噪声、振动与声振粗糙度)方面投入大量的资源进行研究和优化，车辆的NVH性能水平在迅速提高。然而，NVH性能的提高，也导致驾驶者在驾驶车辆时，不能够准确及时地听到车外的声音，从而给驾驶者带来的安全隐患。例如，车辆行驶过程中遭遇特殊情况，邻车会鸣笛警示，如果此时驾驶者驾驶的车辆NVH性能较好，而且正在欣赏音乐，驾驶者就不能准确及时识别到车外的汽笛声，从而不能及时采取紧急对策，带来安全隐患。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种车外声音提示方法、装置、设备及计算机可读存储介质，旨在提出一种车外声音提示方案，在不影响车辆NVH性能的同时，保证驾驶者可以准确识别到车外声音，以便及时采取对策，消除安全隐患。

为实现上述目的，本发明提供一种车外声音提示方法，所述车外声音提示方法应用于车辆，所述车辆的车身外面四周设置至少两个麦克风，所述车辆内设置至少两个扬声器，所述车外声音提示方法包括：

获取各所述麦克风采集的环境声音信号；

从各路所述环境声音信号中提取目标声音信号，并基于至少两个所述麦克风定位所述目标声音信号的声源方向；

获取各所述扬声器各自对应的用于模拟所述声源方向的播放参数值，控制各所述扬声器按照各自对应的所述播放参数值播放所述目标声音信号。

可选地，所述获取各所述扬声器各自对应的用于模拟所述声源方向的播放参数值的步骤包括：

获取预先设置的参数映射表，其中，所述参数映射表中包含各所述扬声器的播放参数值与方向之间的映射关系；

按照所述声源方向查找所述参数映射表，得到各所述扬声器各自对应的用于模拟所述声源方向的播放参数值。

可选地，所述车辆内设置至少四个所述扬声器，所述声源方向通过车辆坐标系中的目标方位角表示，所述车辆坐标系为以驾驶座位置为原点建立水平坐标系；所述获取各所述扬声器各自对应的用于模拟所述声源方向的播放参数值的步骤包括：

从各个预设方位角中确定与目标方位角最接近的两个方位角，作为参考方位角，其中，所述预设方位角的数量大于所述扬声器的数量，对于每个所述预设方位角，预先分别设置各所述扬声器用于模拟来自于所述预设方位角的声源的播放参数值；

按照所述目标方位角与两个所述参考方位角之间的角度差，确定两个所述参考方位角分别对应的权重，其中，与所述目标方位角之间的角度差越小的参考方位角所对应的权重越大；

对于每个所述扬声器，按照两个所述参考方位角对应的权重对两个所述参考方位角对应预设的所述扬声器的播放参数值进行加权平均，得到所述扬声器用于模拟所述声源方向的播放参数值。

可选地，所述从各路所述环境声音信号中提取目标声音信号的步骤包括：

计算各路所述环境声音信号的信噪比，选取信噪比最高的一路所述环境声音信号作为待处理信号；

对所述待处理信号进行降噪处理得到降噪后信号；

从所述降噪后信号中提取目标声音信号。

可选地，所述从所述降噪后信号中提取目标声音信号的步骤包括：

采用与目标声音类型对应预设的自适应滤波器对所述降噪后信号进行滤波得到滤波后信号，并将所述滤波后信号作为目标声音信号；其中，所述自适应滤波器通过所述目标声音类型对应预设的模型信号与所述滤波后信号之间的误差自适应调整滤波器参数，以最小化所述误差。

可选地，所述麦克风为全指向麦克风，所述麦克风与所述车辆的车体之间设置软性隔振材料；所述车辆的车身外面四周设置至少三组所述麦克风，每组所述麦克风包括两个麦克风，且两个麦克风之间的间距大于所述车辆车尾宽度的二分之一，至少一组麦克风设置在所述车辆的右后侧，至少一组麦克风设置在所述车辆的左后侧，至少一组麦克风设置在所述车辆的后侧，设置在所述车辆左后侧的所述麦克风与设置在所述车辆右后侧的所述麦克风基于所述车辆平行于长度方向的中轴线对称设置。

可选地，所述基于至少两个所述麦克风定位所述目标声音信号的声源方向的步骤包括：

计算各路所述环境声音信号的信噪比，选取信噪比最高的所述环境声音信号对应的两组所述麦克风，作为两组声源定位麦克风；

基于所述两组声源定位麦克风分别对所述目标声音信号进行声源定位，基于所述两组声源定位麦克风定位得到的结果得到所述目标声音信号的声源方向。

可选地，所述获取各所述麦克风采集的环境声音信号的步骤之前，还包括：

在检测到车辆启动后，检测所述车辆是否处于封闭状态；

若所述车辆处于封闭状态，则执行所述获取各所述麦克风采集的环境声音信号的步骤。

为实现上述目的，本发明还提供一种车外声音提示装置，所述车外声音提示装置部署于车辆，所述车辆的车身外面四周设置至少两个麦克风，所述车辆内设置至少两个扬声器，所述车外声音提示装置包括：

获取模块，用于获取各所述麦克风采集的环境声音信号；

提取模块，用于从各路所述环境声音信号中提取目标声音信号，并基于至少两个所述麦克风定位所述目标声音信号的声源方向；

控制模块，用于获取各所述扬声器各自对应的用于模拟所述声源方向的播放参数值，控制各所述扬声器按照各自对应的所述播放参数值播放所述目标声音信号。

为实现上述目的，本发明还提供一种车外声音提示设备，车外声音提示设备包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的车外声音提示程序，车外声音提示程序被处理器执行时实现如上的车外声音提示方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有车外声音提示程序，车外声音提示程序被处理器执行时实现如上的车外声音提示方法的步骤。

在本发明实施例中，通过在车辆的车身外四周设置至少两个麦克风，实现车外环境声音信号的采集和声源定位，获得车外的目标声音信号和目标声音信号的声源方向，再通过在车内设置的至少两个扬声器来回放该目标声音信号，并且，通过获取各扬声器各自对应的用于模拟该声源方向的播放参数值，控制各扬声器按照各自对应的该播放参数值播放该目标声音信号，可以使得在不影响车辆NVH性能的情况下，车内人员能够听清车外的声音并直观地感受到车外声音的方向，从而方便车内人员识别车外声音，在遇到危险时及时采取对策，消除安全隐患。

附图说明

图1为本发明车外声音提示方法第一实施例的流程示意图；

图2为本发明实施例涉及的一种预设方位角的示例图；

图3为本发明实施例涉及的一种车内扬声器布置位置示意图；

图4为本发明实施例涉及的一种扬声器控制方案示意图；

图5为本发明实施例涉及的一种基于自适应滤波器提取汽笛声信号的原理示意图；

图6为本发明实施例涉及的一种车外麦克风的设置结构示意图；

图7为本发明实施例涉及的一种车外麦克风布置位置示意图；

图8为本发明实施例涉及的一种车外声音提示流程示意图；

图9为本发明车外声音提示装置较佳实施例的功能模块示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，图1为本发明车外声音提示方法第一实施例的流程示意图。

本发明实施例提供了车外声音提示方法的实施例，需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。本发明实施例车外声音提示方法应用于车辆，车辆可以是具有封闭驾驶室的车辆，具体车型在本实施例中并不做限制。本实施例中，车外声音提示方法包括步骤S10～S30：

步骤S10，获取各所述麦克风采集的环境声音信号。

在本实施例中，在车辆的车身外面四周设置至少两个麦克风，车辆内设置至少两个扬声器，以实现本发明实施例中所提出的车外声音提示方案。需要说明的是，车辆中还可能设置有实现其他功能的麦克风和扬声器，例如实现语音通话、音乐播放的麦克风和扬声器，在功能不冲突的情况下，本实施例中实现车外声音提示方案的麦克风和扬声器，也可以用于实现其他功能，从而节约以及降低车辆硬件系统的复杂度。并且，以下为便于描述，各实施例中提到的麦克风和扬声器均指实现本发明实施例车外声音提示方案的麦克风和扬声器。

麦克风设置在车身外面四周但具体位置在本实施例中并不做限制。扬声器设置在车内但具体位置在本实施例中也不做限制。

在本实施例中，通过设置在车身外面四周的麦克风，可以采集车辆外部的声音信号(以下称为环境声音信号)。通过至少两个麦克风可以获取到至少两路环境声音信号。

在具体实施方式中，车辆可以是在启动后即开始通过麦克风采集环境声音信号；或者可以是在接收到用户触发的指令后开启车外声音提示功能，进而开始通过麦克风采集环境声音信号；或者，可以是在检测到预先设置的自动触发条件后，开启车外声音提示功能，进而开始通过麦克风采集环境声音信号，例如，自动触发条件可以是在车辆启动后检测到车辆处于封闭状态或进入音乐播放状态，其中，封闭状态可以是指车窗和车门均关闭的状态。

步骤S20，从各路所述环境声音信号中提取目标声音信号，并基于至少两个所述麦克风定位所述目标声音信号的声源方向。

从各路环境声音信号中提取出目标声音信号。在一可行实施方式中，可以预先设置的一种或多种特定的声音类型，目标声音信号可以是从各路环境声音信号中所提取出来的该一种或多种特定种声音类型的声音信号；例如，可以从各路环境声音信号中提取出汽笛声的声音信号作为目标声音信号，又如，可以从各路环境声音信号中提取出警示音的声音信号作为目标声音信号，又如，可以从各路环境声音信号中提取人声的声音信号作为目标声音信号。提取目标声音信号的方式在本实施例中并不做限制，例如可以采用针对某种声音类型设置的滤波器来对环境声音信号进行滤波，从而提取出该种声音类型的声音信号作为目标声音信号。

对于一种声音类型，提取出的该种声音类型的目标声音信号可以有一路或多路，例如，多路环境声音信号中都有该种声音类型的声音信号，可以从多路环境声音信号中分别提取出一路目标声音信号，或者可以将提取到的多路声音信号融合成一路目标声音信号，或者仅从一路环境声音信号中提取出一路目标声音信号。具体在本实施例中并不做限制。每一种声音类型至少对应一路目标声音信号，那么，对于n种声音类型，至少提取出n路目标声音信号，以下以一路目标声音信号为例进行说明。

对于目标声音信号，可以通过至少两个麦克风来定位该目标声音信号的声源方向。声源方向即目标声音信号的发声源相对于车辆的方向。在本实施例中并不限制通过麦克风进行声源定位的具体实施方式。例如，在一可行实施方式中，可以采用两个麦克风形成的麦克风阵列来进行声源定位，声源发出声波传至麦克风阵列，与两个麦克风之间的连线形成一定角度，如果角度垂直为90°，则同时到达2颗麦克风，如果不垂直则麦克风之间出现延时，2颗麦克风信号叠加会由于声波入射角度不同出现不同结果，从而可以根据信号叠加的情况计算出声波的入射角，从而获得声源方向。在一可行实施方式中，声源方向可以通过车辆坐标系中的角度来表示，车辆坐标系可以预先根据需要设定并与麦克风的设置位置进行联合标定，使得通过至少两个麦克风定位到目标声音信号的声源相对于该两个麦克风组成的麦克风阵列的方向后，可以通过麦克风阵列的位置与车辆坐标系之间的对应关系，将麦克风阵列定位到的声源方向转换到车辆坐标系中的角度来表示。在一可行实施方式中，该车辆坐标系可以以车辆中驾驶员所在位置为原点，从而使得定位到的声源方向可以表征目标声音信号的声源相对于驾驶员的方向，进而使得在通过扬声器模拟该声源方向的声音信号时，可以真实地模拟出目标声音信号的声源相对于驾驶员的方向。

由于车辆外面的声音来自不同的方向，在本实施例中，通过设置至少两个麦克风，构成麦克风阵列，可以实现声源的定位。在一些可行实施方式中，可以设置两个以上的麦克风，从而实现更精准的声源定位。

步骤S30，获取各所述扬声器各自对应的用于模拟所述声源方向的播放参数值，控制各所述扬声器按照各自对应的所述播放参数值播放所述目标声音信号。

扬声器用于模拟声源方向的播放参数可以包括增益、时延等，具体在本实施例中并不做限制。通过至少两个扬声器，构成扬声器阵列，并控制各个扬声器的播放参数值，可以实现立体声，模拟声源的方向。在一些可行实施方式中，可以设置两个以上的扬声器，从而实现更精准的声源方向的还原。

在获取到目标声音信号的声源方向后，可以获取各个扬声器各自对应的用于模拟该声源方向的播放参数值，例如时延值和增益值。在本实施例中，对于获取各个扬声器的播放参数值的方式并不做限制。例如可以采用预先设置的声源方向与播放参数值之间的转换关系式计算得到；各个扬声器的转换关系式可以预先通过在测试环境中测试多组数据(每组数据包括扬声器的一组播放参数值与模拟出的一个声源方向)，根据测试的多组数据计算得到。

在获取到各个扬声器的播放参数值后，可以控制各个扬声器按照各自对应的播放参数值播放该目标声音信号。在一些可行实施方式中，在通过扬声器播放目标声音信号时，若车辆内部同时还播放其他音频信号，例如在播放音乐或导航音频，那么可以停止播放其他音频信号或降低其他音频信号的音量，以使得驾驶员能够更加清楚地听到回放的车外声音。

在一可行实施方式中，所述步骤S30中获取各所述扬声器各自对应的用于模拟所述声源方向的播放参数值的步骤，包括步骤S301～S302：

步骤S301，获取预先设置的参数映射表，其中，所述参数映射表中包含各所述扬声器的播放参数值与方向之间的映射关系。

在车辆中可以预先设置参数映射表，参数映射表包含各个扬声器的播放参数值与方向之间的映射关系(或者也可以称为对应关系)。其中，方向可以指车辆坐标系中的角度，那么，参数映射表中包括每个扬声器分别在各个角度下对应的播放参数值，这些播放参数值可以通过预先在测试环境下对扬声器的播放参数进行调试得到，也即，可以设置想要模拟的角度，然后通过调试各个扬声器的播放参数值，使得播放出的声音信号模拟出的声源方向即该角度所对应的声源方向，记录该角度和该播放参数值的对应关系，针对多个角度(例如0度、15度、30度、45度……345度、360度)分别进行调试后，可以获得多组对应关系，从而可以作为参数映射表设置在车辆中。

步骤S302，按照所述声源方向查找所述参数映射表，得到各所述扬声器各自对应的用于模拟所述声源方向的播放参数值。

在获取到目标声音信号的声源方向后，即可查找参数映射表，获得各扬声器与该声源方向对应的播放参数值，即各个扬声器各自对应的用于模拟声源方向的播放参数值。

在一可行实施方式中，所述步骤S301获取各所述扬声器各自对应的用于模拟所述声源方向的播放参数值的步骤，包括步骤S303～S305：

步骤S303，从各个预设方位角中确定与目标方位角最接近的两个方位角，作为参考方位角，其中，所述预设方位角的数量大于所述扬声器的数量，对于每个所述预设方位角，预先分别设置各所述扬声器用于模拟来自于所述预设方位角的声源的播放参数值。

车辆内可以设置至少四个扬声器，各个扬声器在车内的设置位置在本实施方式中并不做限制，例如，各个扬声器可以是围绕驾驶座的位置设置。目标声音信号的声源方向可以通过车辆坐标系中的目标方位角表示，车辆坐标系为以驾驶座位置为原点建立水平坐标系。

为实现更加准确地在车内模拟出车外声音的方向，本实施方式中，预先可以设置多个预设方位角，对于每个预设方位角，预先分别设置各个扬声器用于模拟来自于该预设方位角的声源的播放参数值。这些播放参数值可以通过预先在测试环境下对扬声器的播放参数进行调试得到，也即，可以设置想要模拟的角度，然后通过调试各个扬声器的播放参数值，使得播放出的声音信号模拟出的声源方向即该角度所对应的声源方向。预设方位角的数量大于车内所设置的扬声器的数量，从而使得能够模拟出多于扬声器数量的声源方向，提高模拟出的车外声音的方向的准确度。在具体实施方式中，可以将车辆坐标系中方位角范围进行等份划分，得到多个预设方位角，也即，每两个相邻预设方位角之间的角度差是相等的。例如，车内扬声器数量为4个的情况下，可以设置如图2所示的L、R、RR、RL和B这5个预设方位角。

预先设置的能够模拟出的预设方位角的数量是有限的，不可能穷举所有的角度，在这种情况下，为了能够模拟出预设方位角之外的声源方向，本实施方式中，可以基于两个与目标方位角之间角度差最小的参考方位角所对应设置的播放参数值，计算出用于模拟目标方位角对应的声源方向的播放参数值，从而，更进一步地提高模拟出的车外声音的方向的准确度。需要说明的是，两个参考方位角是夹持着目标方位角的，也即，一个参考方位角大于目标方位角，另一个参考方位角小于目标方位角。

步骤S304，按照所述目标方位角与两个所述参考方位角之间的角度差，确定两个所述参考方位角分别对应的权重，其中，与所述目标方位角之间的角度差越小的参考方位角所对应的权重越大。

在具体实施方式中，两个参考方位角对应的权重之和可以设置为1。确定两个参考方位角分别对应的权重的方式有很多种，在本实施方式中并不做限制，只需要保证与目标方位角之间的角度差越小的参考方位角所对应的权重越大即可。在一可行实施方式中，可以计算其中一个参考方位角与目标方位角之间的角度差占两个参考方位角与目标方位角之间的角度差之和的比例，作为另一参考方位角对应的权重。

步骤S305，对于每个所述扬声器，按照两个所述参考方位角对应的权重对两个所述参考方位角对应预设的所述扬声器的播放参数值进行加权平均，得到所述扬声器用于模拟所述声源方向的播放参数值。

例如，设置四个扬声器，分别为SPKR1、SPKR2、SPKR3、SPKR4，两个参考方位角分别为d1和d2，d1参考方位角对应预设的各个扬声器的播放参数值分别为SPKR1-d1、SPKR2-d1、SPKR3-d1、SPKR4-d1，d2参考方位角对应预设的各个扬声器的播放参数值分别为SPKR1-d2、SPKR2-d2、SPKR3-d2、SPKR4-d2，d1和d2对应的权重分别为φ1和φ2，那么，扬声器SPKR1用于模拟目标声音信号的声源方向的播放参数值为(SPKR1-d1*φ1+SPKR1-d2*φ2)，扬声器SPKR2用于模拟目标声音信号的声源方向的播放参数值为(SPKR2-d1*φ1+SPKR2-d2*φ2)，SPKR3和SPKR4依次类推。

在一可行实施方式中，如图3所示，车辆内部设置6个扬声器。如图4所示，可以将提取到的目标声音信号经过DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理器)内部处理，分配给不同通道(扬声器)，根据声源定位算法输出的方位信息，DSP给6个通道不同的增益和延时处理，然后在车内6个扬声器播放，扬声器之间相互配合共同模拟出实际目标声音信号的声源所在方位的声场。

在本实施例中，通过在车辆的车身外四周设置至少两个麦克风，实现车外环境声音信号的采集和声源定位，获得车外的目标声音信号和目标声音信号的声源方向，再通过在车内设置的至少两个扬声器来回放该目标声音信号，并且，通过获取各扬声器各自对应的用于模拟该声源方向的播放参数值，控制各扬声器按照各自对应的该播放参数值播放该目标声音信号，可以使得在不影响车辆NVH性能的情况下，车内人员能够听清车外的声音并直观地感受到车外声音的方向，从而方便车内人员识别车外声音，在遇到危险时及时采取对策，消除安全隐患。

基于上述第一实施例，提出本发明车外声音提示方法第二实施例，在本实施例中，所述步骤S20中从各路所述环境声音信号中提取目标声音信号的步骤，包括S201～S203：

步骤S201，计算各路所述环境声音信号的信噪比，选取信噪比最高的一路所述环境声音信号作为待处理信号。

在本实施例中，在获取到各个麦克风采集的环境声音信号后，可以分别计算各路环境声音信号的信噪比。由于麦克风设置的位置不同，车外声音的声源方向会变化，所以有些麦克风采集到的声音信号会更强烈、更清楚一些，另一些麦克风采集的声音信号可能会弱一些。通过计算各路环境声音信号的信噪比，选取信噪比最高的一路环境声音信号作为待处理信号，以便于提取出更加清晰的目标声音信号，从而在车内回放时使得车内人员能够更加清楚地听到车外的声音。

步骤S202，对所述待处理信号进行降噪处理得到降噪后信号。

在确定待处理信号后，可以对待处理信号进行降噪处理，以下将降噪处理后的信号称为“降噪后信号”以示区分。降噪处理的方式有很多种，在本实施例中并不做限制。例如，可以通过谱减法对待处理信号进行降噪。车辆行驶过程中麦克风会拾取到除目标声音信号之外的很多噪音，例如发动机噪音、胎噪、风噪和环境噪音等，经过降噪可以进一步地降低环境声音信号中的噪声，从而更利于提取出清晰的目标声音信号，从而在车内回放时使得车内人员能够更加清楚地听到车外的声音。

步骤S203，从所述降噪后信号中提取目标声音信号。

在获取到降噪后信号后，再从降噪后信号中提取出目标声音信号。提取目标声音信号的方式在本实施例中并不做限制，例如可以采用针对某种声音类型设置的滤波器来对降噪后信号进行滤波，从而提取出该种声音类型的声音信号作为目标声音信号。

在一可行实施方式中，所述步骤S203包括：

步骤S2031，采用与目标声音类型对应预设的自适应滤波器对所述降噪后信号进行滤波得到滤波后信号，并将所述滤波后信号作为目标声音信号；其中，所述自适应滤波器通过所述目标声音类型对应预设的模型信号与所述滤波后信号之间的误差自适应调整滤波器参数，以最小化所述误差。

在本实施方式中，可以采用自适应滤波器来提取目标声音信号，从而提高提取到的目标声音信号的精准性。具体而言，对于所需要提取的声音类型(以下称为目标声音类型以示区分)，可以在车辆中设置该目标声音类型对应的自适应滤波器。采用目标声音类型对应预设的自适应滤波器来对降噪后信号进行滤波，滤波后的信号称为“滤波后信号”以示区分，滤波后信号即目标声音类型所对应的目标声音信号，自适应滤波器的滤波器参数在提取目标声音信号的过程中会基于自适应算法进行调整，也即，可以基于与目标声音类型对应预设的模型信号和滤波器信号之间的误差来自适应调整滤波器参数，调整的目标是最小化该误差。其中，目标声音类型对应的模型信号可以是预先采集目标声音类型的声音信号,例如预先采集的汽笛声、警示音、人声等。例如，在一可行实施方式中，如图5所示，目标声音类型是汽笛声，对于带有噪声和汽笛声的原始信号(环境声音信号或待处理声音信号)，可以采用参数可调数字滤波器对该信号进行滤波，得到滤波后信号，基于滤波后信号和汽笛声模型信号，可以计算误差信号，根据误差信号采用自适应算法来调整参数可调数字滤波器的滤波器参数。

基于上述第一和/或第二实施例，提出本发明车外声音提示方法第三实施例，在本实施例中，车辆的车身外面四周可以设置至少三组麦克风，每组麦克风包括两个麦克风，且两个麦克风之间的间距大于车辆车尾宽度的二分之一，至少一组麦克风设置在车辆的右后侧，至少一组麦克风设置在车辆的左后侧，至少一组麦克风设置在车辆的后侧。两个麦克风作为一组进行声源定位，通过设置间距大于车辆车尾宽度的二分之一，可以使得两个麦克风能够更加精准地进行声源定位。车尾宽度可以是指平行于车辆纵向对称平面并分别紧靠车辆两侧固定突出部分的两个平面之间的距离。通过设置多组麦克风，可以更精准地采集和定位来自各个方向的环境声音信号，例如，车辆左侧的麦克风组更利于采集和定位左边传递过来的环境声音信号，车辆右侧的麦克风组更利于采集和定位右边传递过来的环境声音信号，车辆后侧的麦克风组可以更利于采集和定位后方传递过来的环境声音信号。在一可行实施方式中，麦克风可以采用全指向麦克风，例如全指向MEMS麦克风，以进一步提高声源方向定位的准确度。在一可行实施方式中，如图6所示，麦克风与车辆的车体之间可以设置软性隔振材料，以减少车体的振动传递至麦克风导致的噪声，从而提高采集到的目标声音信号的信噪比。在一可行实施方式中，设置在车辆左后侧的麦克风与设置在车辆右后侧的麦克风可以是基于车辆平行于长度方向的中轴线对称设置的，使得左右两侧的麦克风定位算法可复用性高，从而降低麦克风定位算法的实现复杂度。在一可行实施方式中，设置在车辆左后侧的一组麦克风中距离车尾边缘更近的麦克风与车尾边缘之间的距离，与设置在车辆后侧的一组麦克风中距离车辆左侧边缘更近的麦克风与左侧边缘之间的距离，可以设置得相等，使得左右两侧和后侧的麦克风定位算法可复用性高，从而降低麦克风定位算法的实现复杂度。

在一可行实施方式中，可以设置三组麦克风，如图7所示，每组麦克风包括两个麦克风，①和②为一组，设置在车辆左后侧，③和④为一组，设置在车辆右后侧，⑤和⑥为一组，设置在车辆后侧，也即车尾一侧。如此，可以在设置较少的麦克风的情况下，尽可能精准地采集和定位来自四面八方的环境声音信号。

在一可行实施方式中，麦克风可以采用全指向高信噪比麦克风，例如采用SNR(信噪比)≥65dB的麦克风，以提高采集到的环境声音信号的信噪比。

在一可行实施方式中，所述步骤S20中基于至少两个所述麦克风定位所述目标声音信号的声源方向的步骤，包括S204～S205：

步骤S204，计算各路所述环境声音信号的信噪比，选取信噪比最高的所述环境声音信号对应的两组所述麦克风，作为两组声源定位麦克风。

在车辆的车身外面四周设置多组麦克风的情况下，可以在对目标声音信号进行声源定位时，计算分别各个麦克风采集的环境声音信号的信噪比。对于一组麦克风，以其两个麦克风采集的环境声音信号中较高的信噪比代表该组麦克风采集的环境声音信号的信噪比，将各组麦克风采集的环境声音信号的信噪比进行比较，选取信噪比最高两组麦克风，并且为示区分，将这两组麦克风称为声源定位麦克风。

需要说明的是，在具体实施方式中，可以每隔一段时间(时间长短可以根据对声源方向定位的实时性需求而设置，实时性要求越高，间隔时间越短)就重新基于最新采集的环境声音信号来选取声源定位麦克风，也即，选取那两组麦克风来进行声源定位是具有实时性的，并不是一成不变的，从而可以实时地进行精确的声源方向定位。

步骤S206，基于所述两组声源定位麦克风分别对所述目标声音信号进行声源定位，基于所述两组声源定位麦克风定位得到的结果得到所述目标声音信号的声源方向。

在确定两组声源定位麦克风后，可以基于这两组声源定位麦克风分别对目标声音信号进行声源定位。两组麦克风获得的定位结果可以是一个角度范围，在具体实施方式中，可以从两个角度范围所重合的部分中确定目标声音信号的声源方向，例如，将两个角度范围所重合的范围中最中间的角度作为目标声源信号的声源方向。

在本实施例中，通过设置多组麦克风，每组麦克风包括两个麦克风，选取信噪比最高的两组麦克风，通过两组麦克风分别对目标声音信号进行声源方向定位后，再结合两组麦克风的定位结果得到最终的定位得到的声源方向，提高了声源方向定位的精确度，从而在车内回放目标声音信号时，能够更加准确地模拟出目标声音信号的方向，使得车内人员能够更加准确地判断车外的情况。

在一可行实施方式中，可以按照如图8所示的流程进行车外声音提示。车辆的车身外面设置的麦克风进行车外信号采集，获得环境声音信号；对环境声音信号进行降噪和滤波，提取目标声音信号；再基于麦克风的波束形成原理实现声源定位，获得目标声音信号的声源方向；再通过车内的各个扬声器回放该目标声音信号，并通过获取与各个扬声器相匹配的播放参数值，来模拟出目标声音信号的声源方向。

此外，本发明实施例还提出一种车外声音提示装置，所述车外声音提示装置部署于车辆，所述车辆的车身外面四周设置至少两个麦克风，所述车辆内设置至少两个扬声器，参照图9，车外声音提示装置包括：

获取模块10，用于获取各所述麦克风采集的环境声音信号；

提取模块20，用于从各路所述环境声音信号中提取目标声音信号，并基于至少两个所述麦克风定位所述目标声音信号的声源方向；

控制模块30，用于获取各所述扬声器各自对应的用于模拟所述声源方向的播放参数值，控制各所述扬声器按照各自对应的所述播放参数值播放所述目标声音信号。

在一可行实施方式中，所述控制模块30还用于：

获取预先设置的参数映射表，其中，所述参数映射表中包含各所述扬声器的播放参数值与方向之间的映射关系；

按照所述声源方向查找所述参数映射表，得到各所述扬声器各自对应的用于模拟所述声源方向的播放参数值。

所述车辆内设置至少四个所述扬声器，所述声源方向通过车辆坐标系中的目标方位角表示，所述车辆坐标系为以驾驶座位置为原点建立水平坐标系；所述获取各所述扬声器各自对应的用于模拟所述声源方向的播放参数值的步骤包括：

从各个预设方位角中确定与目标方位角最接近的两个方位角，作为参考方位角，其中，所述预设方位角的数量大于所述扬声器的数量，对于每个所述预设方位角，预先分别设置各所述扬声器用于模拟来自于所述预设方位角的声源的播放参数值；

按照所述目标方位角与两个所述参考方位角之间的角度差，确定两个所述参考方位角分别对应的权重，其中，与所述目标方位角之间的角度差越小的参考方位角所对应的权重越大；

对于每个所述扬声器，按照两个所述参考方位角对应的权重对两个所述参考方位角对应预设的所述扬声器的播放参数值进行加权平均，得到所述扬声器用于模拟所述声源方向的播放参数值。

在一可行实施方式中，所述提取模块20还用于：

计算各路所述环境声音信号的信噪比，选取信噪比最高的一路所述环境声音信号作为待处理信号；

对所述待处理信号进行降噪处理得到降噪后信号；

从所述降噪后信号中提取目标声音信号。

在一可行实施方式中，所述提取模块20还用于：

采用与目标声音类型对应预设的自适应滤波器对所述降噪后信号进行滤波得到滤波后信号，并将所述滤波后信号作为目标声音信号；其中，所述自适应滤波器通过所述目标声音类型对应预设的模型信号与所述滤波后信号之间的误差自适应调整滤波器参数，以最小化所述误差。

在一可行实施方式中，所述麦克风为全指向麦克风，所述麦克风与所述车辆的车体之间设置软性隔振材料；所述车辆的车身外面四周设置至少三组所述麦克风，每组所述麦克风包括两个麦克风，且两个麦克风之间的间距大于所述车辆车尾宽度的二分之一，至少一组麦克风设置在所述车辆的右后侧，至少一组麦克风设置在所述车辆的左后侧，至少一组麦克风设置在所述车辆的后侧，设置在所述车辆左后侧的所述麦克风与设置在所述车辆右后侧的所述麦克风基于所述车辆平行于长度方向的中轴线对称设置。

在一可行实施方式中，所述提取模块20还用于：

计算各路所述环境声音信号的信噪比，选取信噪比最高的所述环境声音信号对应的两组所述麦克风，作为两组声源定位麦克风；

基于所述两组声源定位麦克风分别对所述目标声音信号进行声源定位，基于所述两组声源定位麦克风定位得到的结果得到所述目标声音信号的声源方向。

在一可行实施方式中，所述车外声音提示装置还包括：

检测模块，用于在检测到车辆启动后，检测所述车辆是否处于封闭状态；

所述获取模块10还用于：若所述车辆处于封闭状态，则执行所述获取各所述麦克风采集的环境声音信号的操作。

本发明车外声音提示装置的具体实施方式的拓展内容与上述车外声音提示方法各实施例基本相同，在此不做赘述。

本发明实施例还提供一种车外声音提示设备，车外声音提示设备部署于车辆中，车辆的车身外面四周设置至少两个麦克风，车辆内设置至少两个扬声器，车外声音提示设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的车外声音提示程序，所述车外声音提示程序被所述处理器执行时实现如下操作：

获取各所述麦克风采集的环境声音信号；

从各路所述环境声音信号中提取目标声音信号，并基于至少两个所述麦克风定位所述目标声音信号的声源方向；

获取各所述扬声器各自对应的用于模拟所述声源方向的播放参数值，控制各所述扬声器按照各自对应的所述播放参数值播放所述目标声音信号。

在一可行实施方式中，所述获取各所述扬声器各自对应的用于模拟所述声源方向的播放参数值的操作包括：

获取预先设置的参数映射表，其中，所述参数映射表中包含各所述扬声器的播放参数值与方向之间的映射关系；

按照所述声源方向查找所述参数映射表，得到各所述扬声器各自对应的用于模拟所述声源方向的播放参数值。

在一可行实施方式中，所述车辆内设置至少四个所述扬声器，所述声源方向通过车辆坐标系中的目标方位角表示，所述车辆坐标系为以驾驶座位置为原点建立水平坐标系；所述获取各所述扬声器各自对应的用于模拟所述声源方向的播放参数值的操作包括：

从各个预设方位角中确定与目标方位角最接近的两个方位角，作为参考方位角，其中，所述预设方位角的数量大于所述扬声器的数量，对于每个所述预设方位角，预先分别设置各所述扬声器用于模拟来自于所述预设方位角的声源的播放参数值；

按照所述目标方位角与两个所述参考方位角之间的角度差，确定两个所述参考方位角分别对应的权重，其中，与所述目标方位角之间的角度差越小的参考方位角所对应的权重越大；

对于每个所述扬声器，按照两个所述参考方位角对应的权重对两个所述参考方位角对应预设的所述扬声器的播放参数值进行加权平均，得到所述扬声器用于模拟所述声源方向的播放参数值。

在一可行实施方式中，所述从各路所述环境声音信号中提取目标声音信号的操作包括：

计算各路所述环境声音信号的信噪比，选取信噪比最高的一路所述环境声音信号作为待处理信号；

对所述待处理信号进行降噪处理得到降噪后信号；

从所述降噪后信号中提取目标声音信号。

在一可行实施方式中，所述从所述降噪后信号中提取目标声音信号的操作包括：

采用与目标声音类型对应预设的自适应滤波器对所述降噪后信号进行滤波得到滤波后信号，并将所述滤波后信号作为目标声音信号；其中，所述自适应滤波器通过所述目标声音类型对应预设的模型信号与所述滤波后信号之间的误差自适应调整滤波器参数，以最小化所述误差。

在一可行实施方式中，所述麦克风为全指向麦克风，所述麦克风与所述车辆的车体之间设置软性隔振材料；所述车辆的车身外面四周设置至少三组所述麦克风，每组所述麦克风包括两个麦克风，且两个麦克风之间的间距大于所述车辆车尾宽度的二分之一，至少一组麦克风设置在所述车辆的右后侧，至少一组麦克风设置在所述车辆的左后侧，至少一组麦克风设置在所述车辆的后侧，设置在所述车辆左后侧的所述麦克风与设置在所述车辆右后侧的所述麦克风基于所述车辆平行于长度方向的中轴线对称设置。

在一可行实施方式中，所述基于至少两个所述麦克风定位所述目标声音信号的声源方向的操作包括：

计算各路所述环境声音信号的信噪比，选取信噪比最高的所述环境声音信号对应的两组所述麦克风，作为两组声源定位麦克风；

基于所述两组声源定位麦克风分别对所述目标声音信号进行声源定位，基于所述两组声源定位麦克风定位得到的结果得到所述目标声音信号的声源方向。

在一可行实施方式中，所述获取各所述麦克风采集的环境声音信号的操作之前，所述车外声音提示程序被所述处理器执行时还实现如下操作：

在检测到车辆启动后，检测所述车辆是否处于封闭状态；

若所述车辆处于封闭状态，则执行所述获取各所述麦克风采集的环境声音信号的步骤。

本发明车外声音提示设备和计算机可读存储介质的各实施例，均可参照本发明车外声音提示方法各个实施例，此处不再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种车外声音提示方法，其特征在于，所述车外声音提示方法应用于车辆，所述车辆的车身外面四周设置至少两个麦克风，所述车辆内设置至少两个扬声器，所述车外声音提示方法包括：

获取各所述麦克风采集的环境声音信号；

从各路所述环境声音信号中提取目标声音信号，并基于至少两个所述麦克风定位所述目标声音信号的声源方向；

获取各所述扬声器各自对应的用于模拟所述声源方向的播放参数值，控制各所述扬声器按照各自对应的所述播放参数值播放所述目标声音信号。

2.如权利要求1所述的车外声音提示方法，其特征在于，所述获取各所述扬声器各自对应的用于模拟所述声源方向的播放参数值的步骤包括：

获取预先设置的参数映射表，其中，所述参数映射表中包含各所述扬声器的播放参数值与方向之间的映射关系；

按照所述声源方向查找所述参数映射表，得到各所述扬声器各自对应的用于模拟所述声源方向的播放参数值。

3.如权利要求1所述的车外声音提示方法，其特征在于，所述车辆内设置至少四个所述扬声器，所述声源方向通过车辆坐标系中的目标方位角表示，所述车辆坐标系为以驾驶座位置为原点建立水平坐标系；所述获取各所述扬声器各自对应的用于模拟所述声源方向的播放参数值的步骤包括：

从各个预设方位角中确定与目标方位角最接近的两个方位角，作为参考方位角，其中，所述预设方位角的数量大于所述扬声器的数量，对于每个所述预设方位角，预先分别设置各所述扬声器用于模拟来自于所述预设方位角的声源的播放参数值；

按照所述目标方位角与两个所述参考方位角之间的角度差，确定两个所述参考方位角分别对应的权重，其中，与所述目标方位角之间的角度差越小的参考方位角所对应的权重越大；

对于每个所述扬声器，按照两个所述参考方位角对应的权重对两个所述参考方位角对应预设的所述扬声器的播放参数值进行加权平均，得到所述扬声器用于模拟所述声源方向的播放参数值。

4.如权利要求1所述的车外声音提示方法，其特征在于，所述从各路所述环境声音信号中提取目标声音信号的步骤包括：

计算各路所述环境声音信号的信噪比，选取信噪比最高的一路所述环境声音信号作为待处理信号；

对所述待处理信号进行降噪处理得到降噪后信号；

从所述降噪后信号中提取目标声音信号。

5.如权利要求4所述的车外声音提示方法，其特征在于，所述从所述降噪后信号中提取目标声音信号的步骤包括：

采用与目标声音类型对应预设的自适应滤波器对所述降噪后信号进行滤波得到滤波后信号，并将所述滤波后信号作为目标声音信号；其中，所述自适应滤波器通过所述目标声音类型对应预设的模型信号与所述滤波后信号之间的误差自适应调整滤波器参数，以最小化所述误差。

6.如权利要求1所述的车外声音提示方法，其特征在于，所述麦克风为全指向麦克风，所述麦克风与所述车辆的车体之间设置软性隔振材料；所述车辆的车身外面四周设置至少三组所述麦克风，每组所述麦克风包括两个麦克风，且两个麦克风之间的间距大于所述车辆车尾宽度的二分之一，至少一组麦克风设置在所述车辆的右后侧，至少一组麦克风设置在所述车辆的左后侧，至少一组麦克风设置在所述车辆的后侧，设置在所述车辆左后侧的所述麦克风与设置在所述车辆右后侧的所述麦克风基于所述车辆平行于长度方向的中轴线对称设置。

7.如权利要求6所述的车外声音提示方法，其特征在于，所述基于至少两个所述麦克风定位所述目标声音信号的声源方向的步骤包括：

计算各路所述环境声音信号的信噪比，选取信噪比最高的所述环境声音信号对应的两组所述麦克风，作为两组声源定位麦克风；

基于所述两组声源定位麦克风分别对所述目标声音信号进行声源定位，基于所述两组声源定位麦克风定位得到的结果得到所述目标声音信号的声源方向。

8.如权利要求1至7中任一项所述的车外声音提示方法，其特征在于，所述获取各所述麦克风采集的环境声音信号的步骤之前，还包括：

在检测到车辆启动后，检测所述车辆是否处于封闭状态；

若所述车辆处于封闭状态，则执行所述获取各所述麦克风采集的环境声音信号的步骤。

9.一种车外声音提示装置，其特征在于，所述车外声音提示装置部署于车辆，所述车辆的车身外面四周设置至少两个麦克风，所述车辆内设置至少两个扬声器，所述车外声音提示装置包括：

获取模块，用于获取各所述麦克风采集的环境声音信号；

提取模块，用于从各路所述环境声音信号中提取目标声音信号，并基于至少两个所述麦克风定位所述目标声音信号的声源方向；

控制模块，用于获取各所述扬声器各自对应的用于模拟所述声源方向的播放参数值，控制各所述扬声器按照各自对应的所述播放参数值播放所述目标声音信号。

10.一种车外声音提示设备，其特征在于，所述车外声音提示设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的车外声音提示程序，所述车外声音提示程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的车外声音提示方法的步骤。

11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有车外声音提示程序，所述车外声音提示程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的车外声音提示方法的步骤。