DE102016121450A1

DE102016121450A1 - Adaptives Lautsprechersystem für ein Fahrzeug und Verfahren zur Wiedergabe von Audiodaten mit einem adaptiven Lautsprechersystem

Info

Publication number: DE102016121450A1
Application number: DE102016121450.7A
Authority: DE
Inventors: Alexander van Laack; Axel Torschmied; Stephan Preussler
Original assignee: Visteon Global Technologies Inc
Current assignee: Visteon Global Technologies Inc
Priority date: 2016-11-09
Filing date: 2016-11-09
Publication date: 2018-05-09

Abstract

Die Erfindung betrifft ein adaptives Lautsprechersystem, mit welchem eine akustische Wiedergabe von Audiodaten bei einer Änderung der Anzahl oder der Position von im Lautsprechersystem vorhandenen Lautsprechern angepasst werden kann. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Wiedergabe von Audiodaten mit dem adaptiven Lautsprechersystem. Das Lautsprechersystem ist vorzugsweise für eine Anwendung in einem Fahrzeug vorgesehen.Das adaptive Lautsprechersystem umfasst mindestens zwei räumlich entkoppelbare Lautsprechereinheiten (LSE) (1.1, 1.2, 1.3), wobei jede Lautsprechereinheit (1.1, 1.2, 1.3) eine Kommunikationseinrichtung (1.1.1, 1.2.1, 1.3.1), welche mit einer Schnittstelle zum Empfangen von Audiodaten und zum Datenaustausch mit mindestens einer weiteren LSE (1.1, 1.2, 1.3) eingerichtet ist, eine mit der Kommunikationseinrichtung (1.1.1, 1.2.1, 1.3.1) gekoppelte LSE-Erkennungseinrichtung (1.1.2, 1.2.2, 1.3.2), welche zum Erkennen einer Anzahl und einer Position von weiteren LSE (1.1, 1.2, 1.3) eingerichtet ist, einen mit der Kommunikationseinrichtung (1.1.1, 1.2.1, 1.3.1) gekoppelten Renderer (1.1.3, 1.2.3, 1.3.3) zum Rendern bereitgestellter Audiodaten nach einer auf der Anzahl und/oder der Position erkannter LSE (1.1, 1.2, 1.3) basierenden Renderkonfiguration und mindestens einen dem Renderer (1.1.3, 1.2.3, 1.3.3) zugeordneten Lautsprecher (1.1.4, 1.2.4, 1.3.4) zur akustischen Wiedergabe von gerenderten Audiodaten aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein adaptives Lautsprechersystem, mit welchem eine akustische Wiedergabe von Audiodaten bei einer Änderung der Anzahl oder der Position von im Lautsprechersystem vorhandenen Lautsprechern angepasst werden kann. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Wiedergabe von Audiodaten mit dem adaptiven Lautsprechersystem. Das Lautsprechersystem ist vorzugsweise für eine Anwendung in einem Fahrzeug vorgesehen.
Im Multimediabereich werden an die Wiedergabe von akustischen Informationen hohe Anforderungen gestellt. Um eine möglichst realitätsnahe Wiedergabe und einen räumlichen Klang einer akustischen Szene zu erzeugen, werden üblicherweise mehrere Lautsprecher eingesetzt, wobei die Wiedergabe der akustischen Signale rechnerisch gesteuert wird. Bei den bekannten Lautsprechersystemen ist es jedoch üblicherweise erforderlich, die einzelnen Lautsprecher nach einer vorgegebenen Anordnung zu positionieren, um eine für den Hörer optimale Wiedergabe der Audiosignale zu ermöglichen. Dabei wird die optimale Wiedergabe der Audiosignale in einem sogenannten Sweetspot erreicht. In Fahrzeugen werden die Anzahl und die Positionierung von Lautsprechern derart gewählt, dass sich der Bereich des Sweetspots auf alle Insassen erstrecken kann. Dabei wird die rechnerische Steuerung zur Audiowiedergabe über mehrere Kanäle, das heißt über mehrere Lautsprecher mittels eines akustischen Renderers erreicht, welcher die digitalen Audiodaten zur Wiedergabe aufbereitet und die einzelnen Lautsprecher ansteuert. Ein in einem Fahrzeug angeordnetes Lautsprechersystem mit mehreren Lautsprechern ist daher üblicherweise einem zentralen Renderer zugeordnet, welcher sich beispielsweise in der Head-Unit oder in einer zentralen Multimediaeinheit befindet. Eine entsprechende Vorrichtung der genannten Art ist beispielsweise aus der US 2015 0055807 A1 bekannt, mit welcher eine räumliche Klangdarstellung von Audiosignalen durch einen zentralen Renderer gesteuert wird.
Die bislang in Fahrzeugen verwendeten stationären Audiosysteme haben den Nachteil, dass sie nicht flexibel, das heißt nicht außerhalb ihrer stationären Anordnung, eingesetzt werden können, ohne dass die Wiedergabequalität beeinträchtigt wird. Es besteht jedoch der Wunsch, qualitativ hochwertige Lautsprechersysteme flexibel außerhalb des Fahrzeugs und unabhängig von einer vorgegebenen Zwangspositionierung einsetzen zu können, was sich beispielsweise beim Car-Sharing vorteilhaft erweist. Bei den bekannten Lautsprechersystemen besteht das Problem, dass die Wiedergabequalität bei einer Änderung der Anzahl und/oder der Positionierung von Lautsprechern nicht angepasst beziehungsweise kompensiert werden kann, sodass die Wiedergabequalität außerhalb der optimalen Anordnung und/oder einer Änderung der Lautsprecheranzahl beeinträchtigt wird. Zudem wird die Skalierbarkeit bei bekannten Systemen mit zentralen Renderern durch die Renderleistung beziehungsweise die Rechenleistung des zentral verwendeten Renderers beschränkt, wodurch eine flexible Steigerung der Systemleistung nicht gegeben ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr darin, ein Lautsprechersystem und ein Verfahren zum Betreiben des Lautsprechersystems vorzuschlagen, welches flexibel einsetzbar sowie skalierbar ist und dabei die Anforderungen an eine optimale Wiedergabequalität von Audiosignalen erfüllt.
Die Aufgabe wird durch ein adaptives Lautsprechersystem mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 und einem Verfahren gemäß Patentanspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den jeweils abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße adaptive Lautsprechersystem für ein Fahrzeug umfasst mindestens zwei, vorzugsweise mehrere räumlich entkoppelbare Lautsprechereinheiten, wobei jede Lautsprechereinheit, nachfolgend als LSE abgekürzt, ein Kommunikationsmodul aufweist, welches mit einer Schnittstelle zum Empfangen von Audiodaten und zum Datenaustausch mit mindestens einer weiteren LSE ausgebildet ist. Erfindungsgemäß weist eine LSE weiterhin eine mit der Kommunikationseinrichtung gekoppelte LSE-Erkennungseinrichtung auf, welche zum Erkennen einer Anzahl und einer Position von weiteren LSE konfiguriert ist. Bestandteile einer LSE sind zudem ein mit der Kommunikationseinrichtung gekoppelter Renderer zum Rendern bereitgestellter Audiodaten nach einer auf der Anzahl und/oder der Position erkannter LSE basierenden Renderkonfiguration und mindestens ein dem Renderer zugeordneter Lautsprecher zur akustischen Wiedergabe von mit dem Renderer gerenderten Audiodaten.
Zur Vereinfachung und besseren Lesbarkeit wird das adaptive Lautsprechersystem nachfolgend nur als Lautsprechersystem bezeichnet.
Erfindungsgemäß weist jede LSE einen eigenen Renderer auf, sodass jedem Renderer nur die Lautsprecher einer LSE zugeordnet sind. Die Erfindung ermöglicht somit eine flexible Anpassung der Lautsprecheranzahl, wobei die Lautsprecher unabhängig von einem einzigen zentralen Renderer betreibbar sind. Da die Systemleistung des Lautsprechersystems dabei nicht durch die Rechenleistung eines einzelnen Renderers beschränkt wird, ist eine flexible Skalierbarkeit des Lautsprechersystems gegeben. Vorteilhafterweise muss in dem Fahrzeug, in welchem das Lautsprechersystem anordenbar ist, kein zentraler Renderer bereitgestellt sein. Das erfindungsgemäße Lautsprechersystem kann daher in sämtlichen, insbesondere in älteren Fahrzeugen eingesetzt oder nachgerüstet werden.
Infolge der Ausbildung der Kommunikationseinrichtung in Verbindung mit der LSE-Erkennungseinrichtung ist jede in dem Lautsprechersystem vorhandene LSE in der Lage, mit einer weiteren LSE zu kommunizieren und dabei die Anzahl und die Position der weiteren LSE zu erkennen beziehungsweise zu bestimmen. Da der Renderer zum Rendern bereitgestellter Audiodaten nach einer auf der Anzahl und/oder der Position im Lautsprechersystem erkannter LSE basierenden Renderkonfiguration eingerichtet ist, kann die Wiedergabequalität von Audiosignalen auch bei veränderten Bedingungen aufrecht erhalten oder den veränderten Bedingungen angepasst werden. Dadurch kann das erfindungsgemäße Lautsprechersystem in unterschiedlichen Fahrzeuggrößen oder Fahrzeuginterieurausführungen eingesetzt werden, ohne dass eine Zwangsanordnung der LSE an exakt vorgegebenen Positionen erforderlich ist.
Vorteilhafterweise kann der Renderer weiter eingerichtet sein, um die Renderkonfiguration unmittelbar bei einer Änderung der Anzahl und/oder bei einer Änderung der Position von LSE selbstständig anzupassen. Dadurch ist es möglich, dass die Renderkonfiguration während des Betriebs des Lautsprechersystems angepasst werden kann. Zweckmäßigerweise können die Renderer der LSE eingerichtet sein, um untereinander zu kommunizieren oder Renderkonfigurationen über die Kommunikationseinrichtung an die Renderer weiterer LSE zu übertragen.
Im Sinne der Erfindung ist unter dem Begriff Renderkonfiguration eine Rendereinstellung zu verstehen, welche die Parameter zur rechnerischen Verarbeitung bereitgestellter Audiodaten vorgibt. Die Parameter können beispielsweise eine Frequenzmodulation und/oder eine Amplitudenmodulation sowie eine Zeitverzögerung der wiederzugebenden Audiosignale betreffen. Unter dem Begriff Renderkonfiguration, der auch als Rendering bezeichnet werden kann, ist auch das Prinzip der Wellenfeldsynthese zu verstehen. Dabei werden einzelne Wellenanteile berechnet und synthetisiert, um einen raumechten Klang zu erzeugen.
Zum Erkennen der Anzahl im Lautsprechersystem vorhandener LSE kann eine aktivierte LSE ein Erkennungssignal aussenden, welches von weiteren LSE - welche sich in einer Erkennungsreichweite befinden und für eine Einkopplung in das Lautsprechersystem aktiv sind - erkannt werden, wobei die Summe aller Erkennungssignale der Anzahl der im System vorhandenen LSE entspricht.
Zum Erkennen der Position von im Lautsprechersystem vorhandenen LSE kann jede LSE einen Signalprozessor aufweisen, wobei die Signalprozessoren der LSE untereinander kommunizieren können. Zur Positionsbestimmung von LSE kann der Signalprozessor einer im Lautsprechersystem vorhandenen LSE als Basiseinheit vorgesehen sein, wobei die Signalprozessoren der LSE derart konfiguriert sind, das sie mit der Basiseinheit kommunizieren können, das heißt Daten beziehungsweise Signale an die Basiseinheit zu senden und Daten beziehungsweise Signale von der Basiseinheit zu empfangen. Die Positionsbestimmung basiert auf einer Bestimmung der X-Y-Abstände zwischen den LSE beziehungsweise auf einer Bestimmung der X-Y-Abstände zwischen den LSE und einer als Basiseinheit vorgesehenen LSE in einem virtuellen X-Y-Koordinatensystem, wobei die Basiseinheit einen virtuellen Koordinatenursprung bilden kann.
Die X- und Y-Abstände von LSE gegenüber einem im Koordinatenursprung angeordneten Signalprozessor können auf verschiedene Arten und Weisen ermittelt und übertragen werden, zum Beispiel mittels Ultraschall, Funk - wie Radar als Funkortung und Funkabstandsmessung auf Basis elektromagnetischer Wellen (englisch „Radio Detection and Ranging“), drahtlose Wiedergabe (englisch „Wifi“ für „wireless fidelity“) oder drahtloses Funknetz (englisch „WLAN“ für „wireless local area network“), Bluetooth, Radio, sowie optischer oder mechanischer Prinzipien, magnetischer Sensoren, eines Globalen Positionsbestimmungssystems (kurz GPS) als Navigationssatellitensystem oder Ähnlichem. Dabei können die X-Y-Abstände auch aus einer Kombination der verschiedenen Verfahren ermittelt werden. Die Kommunikation und damit das Übertragen von Daten beziehungsweise Signalen zwischen den Signalprozessoren der LSE erfolgen über eine Drahtverbindung oder eine drahtlose Verbindung.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Lautsprechersystems kann jede LSE ein separates Gehäuse aufweisen, in dem das Kommunikationsmodul, die LSE-Erkennungseinrichtung, der Renderer und der mindestens eine Lautsprecher angeordnet sind. Dabei kann das LSE-Gehäuse Verbindungselemente zur Versorgung mit elektrischer Energie und/oder Verbindungselemente zur Kommunikation mit weiteren LSE aufweisen. Weiterhin kann jede LSE beziehungsweise jedes LSE-Gehäuse eine mit einer elektrischen Energieversorgung eines Fahrzeugs elektrisch koppelbare Adapterschale aufweisen, über welche eine LSE mit elektrischer Energie versorgt wird.
Zum Bereitstellen von Audiodaten an das erfindungsgemäße Lautsprechersystem kann die Kommunikationseinrichtung einer LSE mit einer externen Quelle für Audiodaten gekoppelt werden. Vorzugsweise wird immer nur eine LSE mit einer externen Quelle für Audiodaten gekoppelt, wobei die gekoppelte Kommunikationseinrichtung die empfangenen Audiodaten an die Kommunikationseinrichtungen von weiteren in dem Lautsprechersystem vorhandenen LSE überträgt. Als externe Quelle für Audiodaten kommen beispielsweise eine Head-Unit beziehungsweise ein Infotainmentsystem eines Fahrzeugs oder ein mobiles Gerät, wie beispielsweise ein Smartphone, in Frage. Dabei kann die Kopplung zwischen den Kommunikationseinrichtungen der LSE und der externen Quelle gemäß einer besonders einfachen Ausführungsvariante mit einer Kabelverbindung realisiert sein.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Lautsprechersystems kann die Kommunikationseinrichtung mit einer Drahtlosschnittstelle ausgebildet sein, welche ein WLAN-Modul, ein Bluetooth-Modul, ein IR-Modul und/oder ein NFC-Modul aufweist, sodass Audiodaten oder Daten zur Kommunikation der LSE untereinander drahtlos übertragen werden können.
Für eine von einem Fahrzeug unabhängige Energieversorgung des Lautsprechersystems kann zumindest eine LSE eine Energieversorgungseinrichtung, vorzugsweise mit einer wiederaufladbaren Batterie, aufweisen, mit welcher die weiteren im Lautsprechersystem vorhandenen LSE mit elektrischer Energie versorgt werden. Zweckmäßigerweise sind die LSE bei dieser Ausführungsvariante miteinander über Kabelverbindungen verbunden, um mit elektrischer Energie versorgt zu werden. Vorteilhafterweise kann die wiederaufladbare Batterie über eine in einem Fahrzeug angeordnete Adapterschale mit elektrischer Energie aufgeladen werden. Ein Laden der wiederaufladbaren Batterie kann induktiv erfolgen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann jede LSE eine Energieversorgungseinrichtung, vorzugsweise mit einer wiederaufladbaren Batterie, aufweisen, sodass die LSE unabhängig voneinander mit elektrischer Energie versorgt werden. Eine separate Energieversorgung für jede LSE begünstigt die Flexibilität des erfindungsgemäßen Lautsprechersystems. Vorteilhafterweise kann das Lautsprechersystem außerhalb des Fahrzeugs, beispielsweise im Freien betrieben werden, wobei eine beliebige Anordnung oder Erweiterung der Anzahl der LSE möglich ist.
Erfindungsgemäß weist eine LSE mindestens einen Lautsprecher zur akustischen Wiedergabe von gerenderten Audiodaten auf. Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Lautsprechersystems können die LSE mit mehreren Lautsprechern ausgebildet sein. Gemäß einer Ausführungsvariante kann ein LSE mindestens einen Hochtöner, mindestens einen Mitteltöner und mindestens einen Tieftöner aufweisen. Weiterhin kann es zudem vorgesehen sein, dass zumindest eine LSE einen Subwoofer als Tiefbass aufweist.
Die Erfindung umfasst weiterhin ein Verfahren zur akustischen Wiedergabe von Audiodaten mit dem erfindungsgemäßen adaptiven Lautsprechersystem. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur akustischen Wiedergabe von bereitgestellten Audiodaten werden zunächst eine Anzahl und/oder eine Position von im Lautsprechersystem vorhandenen Lautsprechereinheiten (LSE) erfasst, wobei an jedem Renderer einer LSE eine auf der Anzahl erfasster LSE und/oder der erfassten Positionen der LSE basierende Renderkonfiguration zum Rendern der bereitgestellten Audiodaten eingestellt wird, und die derart gerenderten Audiodaten mit den jeweils den Renderern zugeordneten Lautsprechern wiedergegeben werden.
Durch die Überwachung der Anzahl und der Postion von im Lautsprechersystem vorhandenen LSE können Veränderungen des Lautsprechersystems erfasst und die Renderkonfigurationen der Renderer unmittelbar angepasst werden, sodass stets eine optimale Wiedergabequalität der Audiodaten gewährleistet ist.
Eine Zuordnung einer LSE zu dem Lautsprechersystem kann durch eine Aktivierung beziehungsweise durch ein Einschalten der zuzuordnenden LSE erreicht werden, wobei die LSE ein Erkennungssignal aussendet, welches von der/den weiteren LSE erkannt wird. Die durch die Zuordnung einer weiteren LSE geänderte LSE-Anzahl beziehungsweise Lautsprecheranzahl des Lautsprechersystems führt an den Renderern zu einer Anpassung der Renderkonfiguration der bereitgestellten Audiodaten.
Weiterhin werden die Renderkonfigurationen an den Renderern der LSE durch eine Änderung der bei der LSE-Positionsbestimmung ermittelten X-Y-Abstände zwischen den LSE angepasst, sodass eine Anpassung der Audiowiedergabe bei einer Änderung der LSE-Anordnung realisiert werden kann.
Vorteilhafterweise können die bereitgestellten Audiodaten und die Renderkonfigurationen über WLAN, Bluetooth, Infrarot und/oder NFC drahtlos übertragen werden. Durch die Drahtlosübertragung kann das Lautsprechersystem in einem Fahrzeug auf einfache Weise installiert werden, ohne dass Kabel stören oder Kabel unter Verkleidungen des Fahrzeuginterieurs angebracht werden müssen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens können die bereitgestellten Audiodaten gemäß der Anzahl und/oder der Position erfasster LSE geteilt werden, wobei jeder Renderer einen Anteil der bereitgestellten Audiodaten rendert. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit eine gleichmäßige Verteilung der Renderleistung auf die im Lautsprechersystem lokalisierten Renderer.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens können die Renderkonfigurationen der Renderer mehrerer LSE derart eingestellt werden, dass eine räumliche Audiowiedergabe der bereitgestellten Audiodaten erzeugt wird. Weiterhin können die Renderkonfigurationen der Renderer mehrerer LSE derart eingestellt werden, dass Audiosignale gemäß einer Wellenfeldsynthese wiedergegeben werden können, um eine virtuelle akustische Umgebung zu erzeugen. Dabei kann es erforderlich sein, dass eine vorgegebene Anzahl LSE in einer vorgegebenen Positionierung angeordnet werden müssen oder eine vorgegebene Anzahl und Anordnung von LSE erkannt werden muss.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen.
Es zeigen:

1: eine Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen adaptiven Lautsprechersystems für ein Fahrzeug mit zwei externen Quellen für Audiodaten sowie
2: ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zur akustischen Wiedergabe von Audiodaten mit einem adaptiven Lautsprechersystem gemäß dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel.

1 zeigt eine Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen adaptiven Lautsprechersystems für ein Fahrzeug mit zwei externen Audioquellen 2, 3 zum Erzeugen und Aussenden von Audiodaten. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das adaptive Lautsprechersystem mit drei Lautsprechereinheiten (LSE) 1.1, 1.2, 1.3 gebildet, welche in einem nicht dargestellten Fahrzeug angeordnet sind. Die in 1 gezeigte Anordnung ist dabei nur schematisch dargestellt und entspricht nicht der tatsächlichen Anordnung der LSE 1.1, 1.2, 1.3 in einem Fahrzeug.
Da die LSE 1.1, 1.2, 1.3 im dargestellten Beispiel identisch ausgebildet sind, erfolgt die Beschreibung im Wesentlichen anhand der LSE 1.1. Mit dem Bezugszeichen 1.1.1 ist ein Kommunikationsmodul der LSE 1.1 gekennzeichnet, welches mit einer nicht dargestellten Schnittstelle zum Empfangen von Audiodaten von einer externen Audioquelle 2, 3 und zum Datenaustausch mit mindestens einer Kommunikationseinrichtung 1.2.1, 1.3.1 einer weiteren LSE 1.2, 1.3 eingerichtet ist. Bei den Audioquellen handelt es sich im Beispiel um eine Head-Unit 2 des Fahrzeugs oder um ein Smartphone 3 eines Fahrzeuginsassen. Die gestrichelt dargestellten Linien kennzeichnen Kommunikationsverbindungen 4 zwischen den Audioquellen 2, 3 und der Kommunikationseinrichtung 1.2.1 der LSE 1.2. Über die Kommunikationsverbindungen 4 werden Audiodaten an die LSE 1.2 bereitgestellt und von dort an die anderen LSE 1.1, 1.3 weitergeleitet.
Im gezeigten Beispiel weist die Schnittstelle der Kommunikationseinrichtung 1.1.1 ein Bluetooth-Modul auf, über welches eine Drahtloskommunikation über die gestrichelt dargestellten Kommunikationsverbindungen 5.1, 5.2 mit den weiteren LSE 1.2, 1.3 bereitgestellt ist. Die an die LSE 1.2 bereitgestellten Audiodaten können daher drahtlos an die weiteren LSE 1.1, 1.3 übertragen werden, wodurch eine barrierefreie Anordnung der LSE 1.1, 1.2, 1.3 im Fahrzeug möglich ist, da keine Kabel verwendet werden müssen.
Weiterhin weist die LSE 1.1 eine mit der Kommunikationseinrichtung 1.1.1 gekoppelte LSE-Erkennungseinrichtung 1.1.2 auf, welche zum Erkennen einer Anzahl und einer Position von weiteren LSE 1.2, 1.3 eingerichtet ist. Im vorliegenden Beispiel erkennt jede LSE 1.1, 1.2, 1.3, dass drei LSE 1.1, 1.2, 1.3 in das Lautsprechersystem eingebunden sind.
Zum Erkennen der Position von im Lautsprechersystem vorhandenen LSE 1.1, 1.2, 1.3 weist jede LSE 1.1, 1.2, 1.3 einen nicht dargestellten Signalprozessor auf, wobei die Signalprozessoren der LSE 1.1, 1.2, 1.3 untereinander kommunizieren. Zur Positionsbestimmung der LSE 1.1, 1.2, 1.3 kann der Signalprozessor einer im Lautsprechersystem vorhandenen LSE 1.1, 1.2, 1.3 als Basiseinheit vorgesehen sein, wobei die Basiseinheit den Ursprung eines virtuellen X-Y-Koordinatensystems bildet. Im vorliegenden Beispiel kann die LSE 1.2 als Basiseinheit vorgesehen sein, wobei zur Positionsbestimmung die X- und Y-Abstände der LSE 1.1 und 1.3 gegenüber dem im Koordinatenursprung angeordneten Signalprozessor der LSE 1.2 bestimmt werden. Dabei können die X-Y-Abstände der LSE 1.1 und 1.3 zur Basiseinheit 1.2 auf verschiedene Arten und Weisen ermittelt und übertragen werden, zum Beispiel mittels Ultraschall, Funk - wie Radar als Funkortung und Funkabstandsmessung auf Basis elektromagnetischer Wellen (englisch „Radio Detection and Ranging“), drahtlose Wiedergabe (englisch „Wifi“ für „wireless fidelity“) oder drahtloses Funknetz (englisch „WLAN“ für „wireless local area network“), Bluetooth, Radio - sowie optischer oder mechanischer Prinzipien, magnetischer Sensoren, eines Globalen Positionsbestimmungssystems (kurz GPS) als Navigationssatellitensystem oder Ähnlichem. Dabei können die X-Y-Abstände auch aus einer Kombination der verschiedenen Verfahren ermittelt werden. Die Kommunikation und damit das Übertragen von Daten beziehungsweise Signalen zwischen den Signalprozessoren der LSE 1.1, 1.2, 1.3 erfolgen über eine Drahtverbindung oder eine drahtlose Verbindung.
Jede LSE 1.1, 1.2, 1.3 weist einen mit der Kommunikationseinrichtung 1.1.1, 1.2.1, 1.3.1 gekoppelten Renderer 1.1.3, 1.2.3, 1.3.3 zum Rendern bereitgestellter Audiodaten nach einer auf der Anzahl und/oder der Position erkannter LSE 1.1, 1.2, 1.3 basierenden Renderkonfiguration auf. Die Renderkonfiguration eines Renderers 1.1.3, 1.2.3, 1.3.3 legt die Rendereinstellung fest, mit welcher die von mindestens einer der Audioquellen 2, 3 bereitgestellten Audiodaten oder Anteile dieser Audiodaten für eine akustische Wiedergabe gerendert werden. Erfindungsgemäß werden die Renderkonfigurationen bei einer Änderung der Anzahl oder der Position im Lautsprechersystem eingebundenen LSE 1.1, 1.2, 1.3 angepasst. Das erfindungsgemäße Lautsprechersystem ermöglicht somit eine flexible Gruppierung von LSE 1.1, 1.2, 1.3, wobei LSE 1.1, 1.2, 1.3 hinzugefügt oder vom Lautsprechersystem entkoppelt werden können.
Weiterhin weist die LSE 1.1, 1.2, 1.3 einen dem Renderer 1.1.3, 1.2.3, 1.3.3 zugeordneten Lautsprecher 1.1.4, 1.2.4, 1.3.4 zur akustischen Wiedergabe der von dem Renderer 1.1.3, 1.2.3, 1.3.3 gerenderten Audiodaten auf.
Zur Versorgung mit elektrischer Energie können die LSE 1.1, 1.2, 1.3 mit einer elektrischen Energieversorgung des Fahrzeugs verbunden sein. Dies kann beispielsweise über in dem Fahrzeug installierte Adapterschalen realisiert sein, in denen die LSE 1.1, 1.2, 1.3 angeordnet und gehalten sind.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsvariante weist jede LSE 1.1, 1.2, 1.3 eine mit einer wiederaufladbaren Batterie ausgebildeten Energieversorgungseinrichtung auf, mit welcher die LSE 1.1, 1.2, 1.3 unabhängig voneinander betrieben werden. Dadurch ist es möglich, die LSE 1.1, 1.2, 1.3 unabhängig vom Fahrzeug im Freien zu verwenden, wobei die Anordnung beliebig gewählt werden kann, da eine durch die Änderung der Anordnung der LSE 1.1, 1.2, 1.3 hervorgerufene Veränderung der Wiedergabequalität akustischer Signale durch eine Anpassung der Renderkonfigurationen an den Renderern 1.1.3, 1.2.3, 1.3.3 kompensiert werden kann.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zur akustischen Wiedergabe von Audiodaten mit einem adaptiven Lautsprechersystem gemäß dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel.
Bei dem Verfahren zur akustischen Wiedergabe von Audiodaten werden, wie der Schrittfolge 6 zum Einstellen von Renderkonfigurationen zu entnehmen ist, zunächst die Anzahl und/oder die Positionen beziehungsweise die Anordnung von im Lautsprechersystem vorhandenen Lautsprechereinheiten (LSE) 1.1, 1.2, 1.3 erfasst. Im ersten Schritt 6.1 werden die LSE 1.1, 1.2, 1.3 eingeschaltet oder für eine Einkopplung in das Lautsprechersystem aktiviert, wobei die LSE 1.1, 1.2, 1.3 ein Erkennungssignal aussenden, welches von den LSE-Erkennungseinrichtungen 1.1.2, 1.2.2, 1.3.2 weiterer LSE 1.1, 1.2, 1.3 empfangen werden kann. Im folgenden Schritt 6.2 werden die Anzahl und die Positionen von weiteren LSE 1.1, 1.2, 1.3 bestimmt, wobei die Anzahl im Lautsprechersystem vorhandener LSE 1.1, 1.2, 1.3 der Summe erkannter Erkennungssignale entspricht.
Der dritte Schritt 6.3 betrifft das Einstellen der Renderkonfigurationen, welche an jedem Renderer 1.1.3, 1.2.3, 1.3.3 einer LSE 1.1, 1.2, 1.3 zum Rendern von Audiodaten eingestellt wird, wobei die jeweils eingestellte Renderkonfiguration von der zuvor im Schritt 6.2 bestimmten Anzahl und Positionierung beziehungsweise Anordnung der LSE 1.1, 1.2, 1.3 abhängt.
In einem weiteren Schritt 7, welcher gleichzeitig oder im Anschluss an den Schritt 6.3 erfolgen kann, werden die Kommunikationseinheiten der Audioquellen 2, 3 mit mindestens einer Kommunikationseinrichtung 1.1.1, 1.2.1, 1.3.1 für eine Datenübertragung von Audiodaten gekoppelt. Vorzugsweise werden die Audiodaten über Bluetooth, WLAN, NFC oder IR drahtlos übertragen. Nach der Kopplung zur Datenübertagung können die von mindestens einer Audioquelle 2, 3 bereitgestellten Audiodaten an die LSE 1.1, 1.2, 1.3 beziehungsweise an die Renderer 1.1.3, 1.2.3, 1.3.3 der LSE 1.1, 1.2, 1.3 übertragen werden, wie mit den Pfeilen schematisch dargestellt ist. Die übertragenen bereitgestellten Audiodaten werden im Schritt 8 an den Renderern 1.1.3, 1.2.3, 1.3.3, entsprechend der in Schritt 6.3 voreingestellten Renderkonfiguration, gerendert. Die akustische Wiedergabe der derart gerenderten Audiodaten erfolgt in Schritt 9 über die Lautsprecher 1.1.4, 1.2.4, 1.3.4 der LSE 1.1, 1.2, 1.3.
Vorteilhafterweise wird der Schritt 6.2 permanent oder in vorgegeben Zeitintervallen im Bereich von wenigen Millisekunden durchgeführt, um Änderungen der Anzahl oder Position der LSE 1.1, 1.2, 1.3 unmittelbar erkennen zu können. Sofern in Schritt 6.2 eine Änderung der Anzahl oder Position im Lautsprechersystem vorhandener LSE 1.1, 1.2, 1.3 festgestellt wird, werden die Renderkonfigurationen an den Renderern 1.1.3, 1.2.3, 1.3.3 entsprechend der festgestellten Änderung angepasst.
Bezugszeichenliste

1.1 / 1.2/ 1.3: Lautsprechereinheit, LSE
1.1.1 / 1.2.1 / 1.3.1: Kommunikationseinrichtung
1.1.2 / 1.2.2 / 1.3.2: Lautsprechereinheit-Erkennungseinrichtung
1.1.3 / 1.2.3 / 1.3.3: Renderer
1.1.4 / 1.2.4 / 1.3.4: Lautsprecher
2: Audioquelle, Head unit
3: Audioquelle, Smartphone
4: Kommunikationsverbindung
5.1 / 5.2: Kommunikationsverbindung
6: Schrittfolge zum Einstellen von Renderkonfigurationen
6.1: Schritt, Einschalten / Aktivieren der LSE
6.2: Schritt, Erkennen der Anzahl und Positionen der LSE
6.3: Schritt, Einstellen der Renderkonfiguration
7: Schritt, Kopplung
8: Schritt, Rendern
9: Schritt, akustische Wiedergabe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 20150055807 A1 [0002]

Claims

Adaptives Lautsprechersystem für ein Fahrzeug, umfassend: mindestens zwei räumlich entkoppelbare Lautsprechereinheiten (LSE) (1.1, 1.2, 1.3), wobei jede Lautsprechereinheit (1.1, 1.2, 1.3) aufweist: eine Kommunikationseinrichtung (1.1.1, 1.2.1, 1.3.1), welche mit einer Schnittstelle zum Empfangen von Audiodaten und zum Datenaustausch mit mindestens einer weiteren LSE (1.1, 1.2, 1.3) eingerichtet ist, eine mit der Kommunikationseinrichtung (1.1.1, 1.2.1, 1.3.1) gekoppelte LSE-Erkennungseinrichtung (1.1.2, 1.2.2, 1.2.3), welche zum Erkennen einer Anzahl und einer Position von weiteren LSE (1.1, 1.2, 1.3) eingerichtet ist, einen mit der Kommunikationseinrichtung (1.1.1, 1.1.2, 1.1.3) gekoppelten Renderer (1.1.3, 1.2.3, 1.3.3) zum Rendern bereitgestellter Audiodaten nach einer auf der Anzahl und/oder der Position erkannter LSE (1.1, 1.2, 1.3) basierenden Renderkonfiguration und mindestens einen dem Renderer (1.1.3, 1.2.3, 1.3.3) zugeordneten Lautsprecher (1.1.4, 1.2.4, 1.3.4) zur akustischen Wiedergabe von gerenderten Audiodaten.
Adaptives Lautsprechersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Renderer (1.1.3, 1.2.3, 1.3.3) eingerichtet ist, bei einer Änderung der Anzahl und/oder bei einer Änderung der Position von LSE (1.1, 1.2, 1.3) die Renderkonfiguration anzupassen.
Adaptives Lautsprechersystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede LSE (1.1, 1.2, 1.3) ein separates Gehäuse aufweist, in welchem die Kommunikationseinrichtung (1.1.1, 1.2.1, 1.3.1), die LSE-Erkennungseinrichtung (1.1.2, 1.2.2, 1.3.2), der Renderer (1.1.3, 1.2.3, 1.3.3) und der mindestens eine Lautsprecher (1.1.4, 1.2.4, 1.3.4) angeordnet sind.
Adaptives Lautsprechersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede LSE (1.1, 1.2, 1.3) eine mit einer elektrischen Energieversorgung eines Fahrzeugs elektrisch koppelbare Adapterschale aufweist, über welche eine LSE (1.1, 1.2, 1.3) mit elektrischer Energie versorgt wird.
Adaptives Lautsprechersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinrichtung (1.1.1, 1.2.1, 1.3.1) mit einer externen Audioquelle (2, 3) koppelbar ist.
Adaptives Lautsprechersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle der Kommunikationseinrichtung (1.1.1, 1.1.2, 1.1.3) als eine Drahtlosschnittstelle ausgebildet ist, welche ein WLAN-Modul, ein Bluetooth-Modul, ein IR-Modul und/oder ein NFC-Modul aufweist.
Adaptives Lautsprechersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine LSE (1.1, 1.2, 1.3) eine Energieversorgungseinrichtung aufweist, mit welcher die weiteren im Lautsprechersystem vorhandenen LSE (1.1, 1.2, 1.3) mit elektrischer Energie versorgt werden.
Adaptives Lautsprechersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede LSE (1.1, 1.2, 1.3) eine Energieversorgungseinrichtung aufweist, mit welcher die LSE (1.1, 1.2, 1.3) unabhängig voneinander mit elektrischer Energie versorgt werden.
Adaptives Lautsprechersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine LSE (1.1, 1.2, 1.3) mindestens einen Hochtöner, mindestens einen Mitteltöner und mindestens einen Tieftöner aufweist.
Adaptives Lautsprechersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine LSE (1.1, 1,2, 1.3) einen Subwoofer als einen Tiefbass aufweist.
Verfahren zur akustischen Wiedergabe von Audiodaten mit einem adaptiven Lautsprechersystem nach den Ansprüchen 1 bis 10 bei welchem zur akustischen Wiedergabe von bereitgestellten Audiodaten zunächst eine Anzahl und/oder eine Position von im Lautsprechersystem vorhandenen Lautsprechereinheiten (LSE) (1.1, 1.2, 1.3) erfasst wird/werden, wobei an jedem Renderer (1.1.3, 1.2.3, 1.3.3) einer LSE (1.1, 1.2, 1.3) eine auf der Anzahl erfasster LSE (1.1, 1.2, 1.3) und/oder der erfassten Positionen der LSE (1.1, 1.2, 1.3) basierende Renderkonfiguration zum Rendern der bereitgestellten Audiodaten eingestellt wird und die derart gerenderten Audiodaten mit den jeweils den Renderern (1.1.3, 1.2.3, 1.3.3) zugeordneten Lautsprechern (1.1.4, 1.2.4, 1.3.4) wiedergegeben werden.
Verfahren nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, dass die Renderkonfigurationen der Renderer (1.1.3, 1.2.3, 1.3.3) bei einer Änderung der Anzahl und/oder der Position der LSE (1.1, 1.2, 1.3) angepasst werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Audiodaten und die Renderkonfigurationen über WLAN, Bluetooth, Infrarot und/oder NFC drahtlos übertragen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die bereitgestellten Audiodaten gemäß der Anzahl und/oder der Position erfasster LSE (1.1, 1.2, 1.3) geteilt werden, wobei jeder Renderer (1.1.3, 1.2.3, 1.3.3) einen Anteil der bereitgestellten Audiodaten rendert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Renderkonfigurationen der Renderer (1.1.3, 1.2.3, 1.3.3) mehrerer LSE (1.1, 1.2, 1.3) derart eingestellt werden, dass eine räumliche Audiowiedergabe der bereitgestellten Audiodaten erzeugt wird.