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Die
Erfindung betrifft ein Audiosystem und ein Verfahren zur Beschallung
von Insassen eines Fahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftfahrzeugs.
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Audiosysteme
für Fahrzeuge sind allgemein bekannt. Sie umfassen typischerweise
eine oder mehrere Tonquellen (Radio, CD-Spieler, digitale Tonquellen,
I-POD, DVD-Spieler, etc.), einen ein- oder mehrkanaligen Audioverstärker
sowie einen oder mehrere Lautsprecher oder Lautsprechersysteme.
In heutigen Personenkraftwagen werden typischerweise zumindest vier
Lautsprecher oder Lautsprechersysteme verbaut (links vorn, rechts
vorn, links hinten, rechts hinten). Zur Beeinflussung des Raumklangs und
der Audioqualität stellen bekannte Audiosysteme einerseits
Mittel zur Beeinflussung der aus jedem der Lautsprecher bzw. Lautsprechersysteme
kommenden Lautstärke (Balance-Control zur Einstellung des Lautstärkenverhältnisses
links – rechts, Fader-Control zur Einstellung des Lautstärkenverhältnisses
vorne – hinten) und andererseits Mittel zur Änderung oder
Anpassung des Frequenzgangs der über die Lautsprecher abgestrahlten
Audiosignale bereit. Je nach Ausführungsform des im Audiosystem
vorhandenen Klangreglers, kann das erzeugte Klangbild den Hörgewohnheiten
der Insassen angepasst werden. In den meisten Ausführungsvarianten
ist eine Bass- bzw. Höhen-Regelung vorhanden, bei hochwertigeren
Audiosystemen kann ein mehrkanaliger graphischer oder parametrischer
Equalizer zur Klangregelung eingebaut sein.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist, ein Audiosystem bzw. ein Verfahren
zur Beschallung von Insassen eines Fahrzeugs anzugeben, das die
Audioqualität, bzw. den Raumklang für die Insassen
verbessert.
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Die
Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen
Ansprüche.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile
der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von
Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren
dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten
Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand
der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in
den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung
sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung
in der Beschreibung bzw. in den Figuren.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren zum Beschallen von
Insassen in einem Fahrzeug mit einem Audiosystem, wobei das Fahrzeug
zwei oder mehr Sitzplätze aufweist, umfasst folgende Schritte:
Ermitteln eines aktuellen Sitzplatzbelegungszustandes des Fahrzeugs,
und Einstellen einer Wiedergabecharakteristik durch das Audiosystem
in Abhängigkeit des ermittelten Sitzplatzbelegungszustandes.
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Das
Verfahren ermöglicht somit im Grundsatz eine Anpassung
bzw.. Änderung von Audiosignalen des Audiosystems und damit
letztlich eine Anpassung bzw. Änderung der für
die Insassen wahrnehmbaren Raumklangs bzw. der Audioqualität
in Abhängigkeit des Sitzplatzbelegungszustandes. Die beiden
erfindungsgemäßen Verfahrensschritte werden bevorzugt
automatisiert, d. h. ohne eine erforderliche Bedienung durch einen
Insassen, ausgeführt. Natürlich sind auch Ausführungsformen
realisierbar, bei denen der Sitzplatzbelegungszustand von einem Fahrzuginsassen
ermittelt und dem Audiosystem, bspw. mittels einer Eingabe, vorgegeben
wird.
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Unter
dem Begriff „Sitzplatzbelegungszustand” wird vorliegend
im einfachsten Fall ein binärer Zustand je Sitzplatz des
Fahrzeugs: „Sitz belegt” bzw. „Sitz nicht
belegt” verstanden. in einem viersitzigen Personenkraftwagen
ergeben sich somit unter der Voraussetzung, dass immer ein Fahrer
anwesend ist, acht verschiedene Sitzplatzbelegungszustände:
Fahrer, Fahrer + Beifahrer, Fahrer + Person hinten rechts, Fahrer
+ Person hinten links, Fahrer + Beifahrer + Person hinten links,
Fahrer + Beifahrer + Person hinten rechts, Fahrer + Personen hinten
links und rechts, Fahrer + Beifahrer + Personen hinten links und
rechts.
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Bevorzugt
erfolgt das Ermitteln des Sitzplatzbelegungszustandes mittels an
den Sitzplätzen vorhandener Sensoren. Einfache derartige
Sensoren erkennen eine Sitzbelegung bevorzugt in Abhängigkeit des
auf dem Sitzplatz lastenden Gewichts. Wird dabei ein Gewichts-Grenzwert
erreicht oder überschritten, meldet der Sensor den Zustand „Sitz
belegt”. Weiterentwickelte Sensoren erlauben neben dem Gewicht
auch die Erfassung des Volumens eines auf einem Sitz befindlichen
Objektes. Aus der Duckschriften
DE 198 12 626 A1 ist darüber hinaus
ein Sitzplatzbelegungszustandssensor bekannt, der Gewicht, Größe
und Lage eines Objekts auf dem Sitzplatz erkennt.
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Vorliegend
wird der Begriff „Sitzplatzbelegungszustand” breit
verstanden. Er kann neben den vorstehend genannten binären
Zustandangaben insbesondere auch alle denkbaren Parameter umfassen,
die das Objekt auf einem Sitzplatz selbst kennzeichnen.
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Zur
Erkennung, ob ein Sitz mit einem Insassen, d. h. einem Menschen,
oder einem oder mehreren anderen Objekten belegt ist, wird das Ermitteln des
Sitzplatzbelegungszustandes bevorzugt zusätzlich oder ausschließlich
mittels einer Auswertung von Bilddaten durchgeführt, die
von einer oder mehrer den Innenraum des Fahrzeugs aufnehmender Kameras
erzeugt werden. Der Sitzplatzbelegungszustand gibt somit bevorzugt
nicht nur an, ob ein im Fahrzeug verfügbarer Sitz belegt
ist oder nicht, sondern auch, ob ein Insasse oder ein anderes Objekt
den Sitz belegt, wie die Lage und Größe des Insassen
ist, etc.
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Der
Begriff „Einstellen” wird vorliegend synonym mit
den Begriffen „Anwenden”, „Auswählen
und Anwenden” oder „Ermitteln und Anwenden” verwendet.
Auch der Begriff „Wiedergabecharakteristik” wird vorliegend
breit verstanden. Er umfasst insbesondere alle durch das Audiosystem
beeinflussbaren Parameter, die einen Raumklang im Fahrzeug charakterisieren
bzw. beeinflussen können, bspw. einen Frequenzgang, ein
bestimmtes Frequenzspektrum, und/oder eine Phasenlage und/oder eine
Amplitude (Lautstärke) und/oder ein Zeitversatz der letztlich über
die Lautsprecher abgestrahlten Audiosignale oder Audiodaten. Die
Wiedergabecharakteristik schließt insbesondere die Abhängigkeit
der vorstehenden Parameter vom jeweiligen Audio- bzw. Wiedergabekanal
ein (bspw. links vorne, rechts vorne, links hinten rechts hinten).
Die Wiedergabecharakteristik legt somit einen akustischen Parametersatz fest,
der letztlich den Raumklang und die Audioqualität im Fahrzeug
bestimmt.
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Das
Einstellen einer Wiedergabecharakteristik bedeutet somit die sitzplatzbelegungszustandsabhängige
Anwendung eines entsprechenden akustischen Parametersatzes. Ein
geänderter Sitzplatzbelegungszustand bewirkt somit eine
entsprechende Änderung der Wiedergabecharakteristik, d
h. bspw. eine Änderung von Audiosignalen und/oder Audiodaten,
hinsichtlich deren Frequenzgang und/oder Phasenlage und/oder Amplitude
und/oder Zeitversatz.
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Bevorzugt
wird von dem Audiosystem für jeden möglichen Sitzplatzbelegungszustand
eine eigene Wiedergabecharakteristik bereitstellt.
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Bevorzugt
werden für ein Fahrzeug mit vier Sitzplätzen:
zwei oder acht unterschiedliche Wiedergabecharakteristika des Audiosystems
zur Anwendung kommen bzw. durch das Audiosystem bereitgestellt.
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Die
bereitgestellten Wiedergabecharakteristiken können bspw.
herstellerseitig mittels akustischer Einmessung ermittelt und im
Audiosystem hinterlegt werden. Alternativ oder zusätzlich
kann die Wiedergabecharakteristik auch mittels einer automatischen
akustischen Einmessung durch das Audiosystem, bspw. jeweils aktuell,
ermittelt werden.
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In
einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen
Verfahrens werden zur automatischen akustischen Einmessung, von
im Innenraum des Fahrzeugs, insbesondere von an oder in der Nähe
der einzelnen Sitzplätze, angebrachten Mikrophonen aufgenommene
Audiosignale ausgewertet. Zur akustischen Einmessung sind heute
Verfahren und Vorrichtungen bekannt (bspw. Audyssey MultEQ XT),
die eine präzise Anpassung des Audiosystems an die verwendete
Lautsprecher-Konfiguration, den Hörraum (bspw. Fahrzeuginnenraum)
und vorgegebene Sitzpositionen im Hörraum ermöglichen
und auch vorliegend bevorzugt zur Anwendung gelangen.
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Ein
weitere Verbesserung des für einen Insassen wahrnehmbaren
Raumklangs kann dadurch erzielt werden, dass im Fahrzeug ein Objekterkennungsmittel
vorhanden ist, mit dem eine Position des Kopfes eines jeweiligen
Insassen im Fahrzeug ermittelt werden kann. Das Ermitteln und Anwenden
der Wiedergabecharakteristik erfolgt dabei zusätzlich in Abhängigkeit
der jeweils ermittelten Kopfpositionen der Insassen. Dadurch kann
die Wiedergabecharakteristik des Audiosystems und somit der Raumklang auf
die von dem Objekterkennungsmittel pro Insassen aktuell ermittelte
Kopfposition abgestimmt werden.
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In
einer weiteren Ausführungsform ist im Fahrzeug ein Objekterkennungsmittel
vorhanden, mit dem eine Position der Ohren eines jeweiligen Insassen
im Fahrzeug ermittelt werden kann. Das Ermitteln und Anwenden der
Wiedergabecharakteristik erfolgt hierbei zusätzlich in
Abhängigkeit der jeweils ermittelten Ohrenposition der
Insassen. Dies erlaubt eine unmittelbare Abstimmung des Raumklangs
auf die aktuelle Position der Hörorgane der Insassen. In beiden
vorstehenden Ausführungsformen müssen die Wiedergabecharakteristiken
natürlich in Abhängigkeit der möglichen
Kopf- bzw. Ohrenpositionen vom Audiosystem bereitgestellt werden
können, d. h. vorher ermittelt worden sein.
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Eine
weitere Ausführungsform des Verfahrens basiert darauf,
dass im Fahrzeug für einen oder mehrere Sitzplätze
Kopfhöreranschlüsse vorhanden sind. Das Einstellen
einer Wiedergabecharakteristik des Audiosystems erfolgt in dieser
Ausführungsform zusätzlich in Abhängigkeit
von einem aktuellen Kopfhörernutzungszustand.
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Dabei
wird unter dem Begriff „Kopfhörernutzungszustand” vorliegend
ein vom Sitzplatz abhängiger binärer Zustand: „Kopfhörer
wird benutzt” bzw. „Kopfhörer wird nicht
benutzt” verstanden. Der Kopfhörerbenutzungszustand
kann bspw. mittels Sensoren erfasst werden, die einen eingesteckten
Kopfhörerstrecker in einer dafür vorgesehenen
Kopfhörerbuchse erkennen.
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Bevorzugt
wird der Kopfhörerbenutzungszustand durch ein Schaltelement
bestimmt, das für jeden Kopfhöreranschluss vorgesehen
ist und mit dem Audiosignale an den Kopfhöreranschluss
freischaltbar und abschaltbar sind. Dabei entspricht jeweils die Freischaltung
der Audiosignale dem Zustand „Kopfhörer wird benutzt”.
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Mit
der zusätzlichen Erfassung der Kopfhörerbenutzungszustandes
kann somit die Wiedergabecharakteristik des Audiosystems optimal
auf diejenigen Insassen abgestimmt werden, welche über
die Lautsprecher beschallt werden.
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Der
vorrichtungsgemäße Teil der Aufgabe wird durch
ein Audiosystem für ein Fahrzeug zur Beschallung von Insassen
des Fahrzeugs erfüllt, wobei das Fahrzeug zwei oder mehr
Sitzplätze aufweist. Das Audiosystem zeichnet sich dadurch
aus, dass ein erstes Mittel, mit dem ein aktueller Sitzplatzbelegungszustand
des Fahrzeugs ermittelbar ist, und ein zweites Mittel vorhanden
ist, mit dem eine Wiedergabecharakteristik des Audiosystems in Abhängigkeit des
ermittelten Sitzplatzbelegungszustandes einstellbar ist.
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Die
in Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
vorstehend gemachten Ausführungen sind in analoger Weise
auf das erfindungsgemäße Audiosystem übertragbar,
so dass hierauf verwiesen wird.
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Bevorzugt
ist das erste Mittel mit Sensoren, vorzugsweise an oder in den Sitzen
angebrachten Sensoren, verbindbar ist, mittels denen der aktuelle Sitzplatzbelegungszustand
erfass- und/oder ermittelbar ist. Vorzugsweise umfassen die Sensoren
eine oder mehrere Videokameras, die den Innenraum des Fahrzeugs
aufnehmen, wobei in diesem Fall bevorzugt mit dem ersten Mittel
aus dabei gewonnenen Bilddaten nach entsprechender Bilddatenauswertung einen
Sitzplatzbelegungszustand ermittelbar ist.
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Das
zweite Mittel kann dazu ausgebildet und eingerichtet sein, die Wiedergabecharakteristik
mittels einer automatischen akustischen Einmessung zu ermitteln.
Vorzugsweise ist das zweite Mittel zur automatischen akustischen
Einmessung mit im Innenraum des Fahrzeugs, insbesondere an oder
in der Nähe der einzelnen Sitzplätze, angebrachten
Mikrophonen verbindbar. Die Mikrophone dienen im Rahmen der akustischen
Einmessung zur Erfassung von über die Lautsprecher abgegebenen
Einmesssignalen.
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Das
zweite Mittel ist bevorzugt dazu ausgebildet und eingerichtet bei
einer erforderlichen Änderung der Wiedergabecharakteristik
eine Änderung von Audiosignalen und/oder Audiodaten, hinsichtlich deren
Frequenzgang und/oder Phasenlage und/oder Amplitude und/oder Zeitversatz
zu bewirken. Weiterhin werden diese Änderungen vom zweiten
Mittel audiokanalabhängig ausgeführt (bspw. vorne
links, vorne rechts, hinten links, hinten rechts).
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In
einer bevorzugten Ausführungsvariante ist das Audiosystem
mit einem Objekterkennungsmittel verbindbar ist, mit dem eine aktuelle
Position eines Kopfes eines jeweiligen Insassen im Fahrzeug ermittelbar
ist. Zudem ist das zweite Mittel derart ausgeführt, dass
die Ermittlung und Anwendung der Wiedergabecharakteristik in Abhängigkeit
der jeweils ermittelten Kopfpositionen der Insassen erfolgt.
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In
einer weiteren Ausführungsvariante ist das Audiosystem
mit einem Objekterkennungsmittel verbindbar, mit dem eine aktuelle
Position von Ohren eines jeweiligen Insassen im Fahrzeug ermittelbar ist.
In diesem Fall ist das zweite Mittel derart ausgeführt,
dass die Ermittlung und Anwendung der Wiedergabecharakteristik zusätzlich
in Abhängigkeit der jeweils ermittelten Ohrenpositionen
der Insassen erfolgt.
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Eine
weitere Ausführungsvariante basiert darauf, dass im Fahrzeug
für einen oder mehrere Sitzplätze mit dem Audiosystem
verbindbare Kopfhöreranschlüsse vorhanden sind.
Zudem ist das zweite Mittel derart ausgeführt, dass die
Ermittlung und Anwendung der Wiedergabecharakteristik zusätzlich
in Abhängigkeit von einem aktuellen Kopfhörernutzungszustand
erfolgt.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren bzw. das erfindungsgemäße
Audiosystem ermöglichen eine Verbesserung des Raumklangs
und eine Reduktion des Bedienaufwandes für den oder die
Insassen eines Fahrzeugs.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen
und Figuren weiter erläutert. Es zeigen:
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1 schematischer
Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens, und
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2 schematischer
Aufbau eines erfindungsgemäßen Audiosystems
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Die 1 zeigt
einen schematischen Ablauf eines erfindungsgemäßen
Verfahrens. Das Verfahren wird von einem Audiosystem zum Beschallen
von Insassen in einem Fahrzeug in diesem Ausführungsbeispiel
automatisiert ausgeführt, wobei das Fahrzeug zwei oder
mehr Sitze aufweist. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass
in einem ersten Schritt 101 ein Ermitteln eines aktuellen
Sitzplatzbelegungszustandes des Fahrzeugs und in einem zweiten Schritt 102,
in Abhängig des ermittelten Sitzplatzbelegungszustandes,
ein Einstellen einer Wiedergabecharakteristik durch das Audiosystem
erfolgt. Die Wiedergabecharakteristik wird in diesem Ausführungsbeispiel
von dem Audiosystem jeweils für einen der möglichen
Sitzplatzbelegungszustände bereitgestellt. Das Erstellen
der Wiedergabecharakteristiken basiert auf einer akustischen Einmessung.
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Vorzugsweise
wird bei der akustischen Einmessung der Abstand zwischen jedem einzelnen Lautsprecher
bzw. Lautsprechersystem und der Haupt-Hörposition der Sitzplätze
gemessen und die Verzögerungen werden so eingestellt, dass
der Ton von den einzelnen Lautsprechern gleichzeitig mit den anderen
Tönen an der Hörposition eintrifft. Schließlich
wird der Wiedergabepegel der einzelnen Lautsprecher bestimmt und
die Lautstärke der Lautsprecher so eingestellt, dass die
Lautstärkepegel für alle Lautsprecher gleich sind.
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Nach
einer präzisen Messung der Interaktion der einzelnen Lautsprecher
wird die Raumkorrektur durchgeführt. Da jeder Raum den
Frequenzgangs der von den einzelnen Lautsprechern abgestrahlten Signale
beeinflusst und es deshalb an verschiedenen Positionen im Raum geänderte
Audiosignale wahrnehmbar sind, die sich von Sitzplatz zu Sitzplatz enorm
unterscheiden, ist es wichtig, das räumliche Kennfeld jeden
Lautsprechers an verschiedenen Stellen innerhalb des Hörraums
zu messen. Diese Messung (akustische Einmessung) an nur einer Stelle
ist nicht für die akustischen Probleme innerhalb des Raumes
repräsentativ und führt in den meisten Fällen
zu einer Beeinträchtigung der Gesamtleistung. Es ist daher
Ziel der Raumkorrektur den Raumklang für mehrere Zuhörer
zu optimieren. Dies wird dadurch erzielt, dass die an verschiedenen
Punkten des Raumes mittels eines oder mehrerer (Referenz-)Mikrophonen
gesammelten akustische Signale von den einzelnen Lautsprechern kombiniert
und ausgewertet werden, um schließlich eine Korrektur zu
erlauben, bei der die akustischen Auswirkungen des Raumes minimiert
und die Frequenzauflösung der menschlichen Wahrnehmung
anpasst werden. Darüber hinaus wirkt die Raumkorrektur
bevorzugt sowohl auf die Frequenzen, Phase, Amplitude sowie einen
Zeitversatz der über die je Lautsprecher abgestrahlten Audiosignale.
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2 zeigt
einen schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen
Audiosystems 200 für einen viersitzigen Personenkraftwagen 204.
Das Audiosystem 200 umfasst ein erstes Mittel 201,
mit dem ein aktueller Sitzplatzbelegungszustand ermittelbar ist, und
ein zweites Mittel 202, mit dem eine Wiedergabecharakteristik
des Audiosystems 200 in Abhängigkeit des ermittelten
Sitzplatzbelegungszustandes einstellbar ist. Das Audiosystem 200 umfasst
weiterhin eine Speichereinheit 203 zur Bereitstellung der
sitzplatzabhängigen Wiedergabecharakteristiken und vier
Lautsprecher 205–208. Jeder der vier
Sitze 209 weist mit dem ersten Mittel 201 verbundene
Sensoren 210 zur Ermittlung des aktuellen Sitzplatzbelegungszustandes
auf Weiterhin sind zwei mit dem ersten Mittel 201 verbundene
Videokameras 211 vorhanden, die zur Objekterkennung und
damit zusätzlich zur Kennzeichnung des aktuellen Sitzplatzbelegungszustandes
benutzt werden. Es ist durch entsprechende Bilddatenauswertung der
von den Videokameras 211 aufgenommenen Bilddaten möglich, einerseits
zu erkennen, ob ein Sitz durch eine Person oder ggf. durch ein oder
mehrere andere Objekte, bspw. Einkaufstüten etc, belegt
ist und wenn eine Person erkannt wird, an welcher aktuellen Position sich
der Kopf der Person befindet. Das Einstellen der Wiedergabecharakteristik
erfolgt somit vorliegend in Abhängigkeit des aktuellen
Sitzplatzbelegungszustandes inklusive der aktuellen Position des
Kopfes eines jeden Insassen.
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- 101
- Ermitteln
eine aktuellen Sitzplatzbelegungszustandes des Fahrzeugs
- 102
- Ermitteln
und Anwenden einer Wiedergabecharakteristik durch das Audiosystem
in Abhängigkeit des ermittelten Sitzplatzbelegungszustandes
- 200
- Audiosystem
- 201
- Erstes
Mittel
- 202
- Zweites
Mittel
- 203
- Speichereinheit
zur Bereitstellung von Wiedergabecharakteristiken
- 204
- Fahrzeug
- 205
- Lautsprecher
vorne rechts
- 206
- Lautsprecher
vorne links
- 207
- Lautsprecher
hinten links
- 208
- Lautsprecher
hinten rechts
- 209
- Sitzplätze
im Fahrzeug
- 210
- Sensoren
zur Erfassung der Sitzplatzbelegungszustandes
- 211
- Videokameras
zur Erfassung des Sitzplatzbelegungszustandes, zur Objekterkennung und
zur Erkennung der Kopfpositionen des Insassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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