DE102016214299A1

DE102016214299A1 - Kommunikationssystem für ein Fahrzeug und Verfahren zur Kommunikation in einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE102016214299A1
Application number: DE102016214299.2A
Authority: DE
Inventors: Hermann Künzner; Julian Eichhorn
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2016-08-03
Filing date: 2016-08-03
Publication date: 2018-02-08

Abstract

Erfindungsgemäß ist ein Kommunikationssystem für ein Fahrzeug mit einer Fahrgastzelle vorgesehen. Dieses umfasst zumindest zwei in einem Fahrzeug ausgebildete Kommunikationsbereiche, wobei in jedem der beiden Kommunikationsbereiche zumindest eine Lautsprechereinrichtung zum Ausgeben von Audiosignalen an einen, den Kommunikationsbereich nutzenden Benutzer und zumindest eine Mikrofoneinrichtung zum Empfangen von, von einem den Kommunikationsbereich nutzenden Benutzer ausgegebenen Audiosignalen angeordnet ist, wobei die Lautsprechereinrichtungen und die Mikrofoneinrichtungen in der Fahrgastzelle angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft Kommunikationssystem für ein Fahrzeug und ein Verfahren zur Kommunikation in einem Fahrzeug.
In Kraftfahrzeugen sollen zum Telefonieren Freisprecheinrichtungen verwendet werden, um einen Fahrzeuglenker nicht vom Verkehrsgeschehen abzulenken. Eine Freisprecheinrichtung, welche auch als Freisprechanlage bezeichnet wird, ist eine Kombination aus fest in einem Gerät, z. B. einem Mobiltelefon oder Fahrzeug installiertem Lautsprecher und Mikrofon.
Beim Telefonieren über Freisprecheinrichtung entstehen Rückkopplungen. Durch Rückkopplungsunterdrücker ist es möglich ohne eine Abschirmung des Hörers am Ohr und ohne Sprechtaste frei zu sprechend. Bei aufwendigeren Freisprecheinrichtungen werden durch die Analyse der Signale mehrerer Mikrofone Umgebungsgeräusche unterdrückt. Dadurch wird auch in lauten Umgebungen Verständlichkeit gewährleistet.
Ein Headset ist eine tragbare Alternative zu einer Freisprecheinrichtung und ist eine Kombination aus Kopfhörer und Mikrofon, die ein zweiseitiges Kommunizieren ermöglicht. Mit seinen technischen Komponenten erfüllt ein Headset die gleichen Aufgaben wie ein Telefonhörer.
Weiterhin ist bei Speed-Booten und Rally-Fahrzeugen eine Kommunikation zwischen Pilot und Kopilot über in den Helm integrierte Kopfhörer-/Mikrofoneinrichtungen bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kommunikationssystem für ein Fahrzeug sowie ein entsprechendes Verfahren bereitzustellen, mittels denen eine verbesserte Kommunikation in einer Fahrgastzelle des Fahrzeugs möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß ist ein Kommunikationssystem für ein Fahrzeug mit Fahrgastzelle vorgesehen. Dieses umfasst zumindest zwei in einem Fahrzeug ausgebildete Kommunikationsbereiche, wobei in jedem der beiden Kommunikationsbereiche zumindest eine Lautsprechereinrichtung zum Ausgeben von Audiosignalen an einen, den Kommunikationsbereich nutzenden Benutzer und zumindest eine Mikrofoneinrichtung zum Empfangen von, von einem den Kommunikationsbereich nutzenden Benutzer ausgegebenen Audiosignalen angeordnet ist, wobei die Lautsprechereinrichtungen und die Mikrofoneinrichtungen in der Fahrgastzelle angeordnet sind.
Als Fahrzeug kann ein Boot, wie z.Β. ein Speedboot, ein Flugzeug, ein Hubschrauber und insbesondere ein offener oder ein geschlossener PKW vorgesehen sein.
Unter einer Fahrgastzelle wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Innenraum eines Fahrzeuges mit zumindest zwei Passagier- bzw. Sitzplätzen verstanden, die nicht durch schallabweisende Trennwände oder dergleichen, wie dies bspw. bei Chauffeurlimousinen der Fall ist, unterteilt bzw. abgetrennt sind sondern bei welchen sich Schall zwischen den Passagierplätzen ausbreiten kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, dass bei der mobilen Kommunikation in einer Fahrgastzelle Mobilfunktelefonate des Fahrers und/oder der Passagiere durch Gespräche anderer im Fahrzeug anwesender Personen oder durch Nebengeräusche, wie zum Beispiel Fahrgeräusche, Verkehrslärm und Musik, gestört werden. Wenn beispielsweise zwei oder mehr Personen im Fahrzeug gleichzeitig telefonieren, können sich diese voneinander unabhängigen Sprachkommunikation durch Übersprechen gegenseitig stören.
Zudem ist in einer Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeuges keine konkrete diskrete Kommunikation möglich, d.h., eine Kommunikation ohne dass weitere Passgiere den Inhalt der Kommunikation mitbekommen.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, pro Benutzer bzw. Gesprächsteilnehmer im Raum eine entsprechende Lautsprechereinrichtung sowie eine entsprechende Mikrofoneinrichtung vorzusehen.
Mit dem erfindungsgemäßen Kommunikationssystem ist es möglich, dass ein oder mehrere Passagiere eines Fahrzeuges miteinander und/oder gleichzeitig nach außerhalb des Fahrzeuges mit hoher Kommunikations- bzw. Sprachqualität und relativ diskret kommunizieren können.
Zur indirekten Kommunikation können auch Audio- und Videotelefonieeinrichtungen mit in das System integriert sein. Auf diese Weise ist es möglich, einen oder mehrere abwesende Gesprächsteilnehmer in die Kommunikation mit einzubeziehen. Dementsprechend können in einem oder mehreren der Kommunikationsbereiche entsprechende Bildschirmeinrichtungen vorgesehen sein.
Die Mikrofoneinrichtungen und/oder die Lautsprechereinrichtungen können ortsfest im Fahrzeug angeordnet sein. Ortsfest bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass die Mikrofoneinrichtungen und/oder die Lautsprechereinrichtungen stationär im Fahrzeug befestigt sind und lediglich innerhalb vorbestimmter Parameter verstellbar sind, um sie an die Bedürfnisse des Benutzers, wie z.B. die Position des oder der Ohren und des Mundes, anzupassen. Auf diese Weise können die Mikrofoneinrichtungen und/oder die Lautsprechereinrichtungen innerhalb des Kommunikationsbereichs, d.h. örtlich begrenzt auf den Benutzer angepasst werden.
Die ortsfesten Mikrofoneinrichtungen und/oder die Lautsprechereinrichtungen sind somit nicht, wie Headsets am Benutzer angeordnet.
Weiterhin kann eine Steuereinrichtung zum Steuern der Lautsprechereinrichtungen und/oder der Mikrofoneinrichtungen vorgesehen sein.
Zudem kann die Steuereinrichtung einen Kommunikationsserver darstellen, an welcher Mobiltelefone der Benutzer über eine Datenverbindung, z.B. mittels Bluetooth oder Kabel verbunden werden können, wobei der Kommunikationsserver die Sprachsignale von und zu den Mobilfunktelefonen und von und zu den Kommunikationsbereichen verwaltet und lenkt. Die externe Kommunikation erfolgt dann über die Mobiltelefone der Benutzer über entsprechende Funkverbindungen. Am Kommunikationsserver können den verbundenen Mobiltelefonen die entsprechenden Kommunikationsbereiche zugewiesen werden.
Zusätzlich und/oder alternativ kann ein jeder Kommunikationsserver mit einem oder mehreren in das Fahrzeug integrierten Telefoneinrichtung verbunden sein. Die externe Kommunikation erfolgt dann über eine fahrzeuginterne Funkeinrichtung.
Die Steuereinrichtung kann die Lautsprechereinrichtungen derart ansteuern, dass der Schallpegel der Lautsprechereinrichtungen auf einen vorbestimmten Wert begrenzt ist, wobei der Wert derart gewählt ist, dass es zu keinem oder nur geringem Übersprechen mit einem anderen Kommunikationsbereich kommt.
Weiterhin können Mittel zum Abschirmen der Kommunikationsbereiche vorgesehen sein, die derart ausgebildet sind, dass ein Übersprechen verhindert wird. Die Mittel können mechanische Mittel zum Abschirmen der Lautsprechereinrichtungen und/oder der Mikrofoneinrichtungen sein, so dass eine gerichtete Schallaussendung und/oder ein gerichteter Schallempfang erfolgt.
Somit können Störgeräusche aus der Umgebung und auch direkter Körperschall vom Benutzer ausgeblendet werden.
Hierfür kann die Lautsprechereinrichtung beispielsweise als Richtlautsprecher ausgebildet sein. Die Mikrofoneinrichtung kann beispielsweise als Richtmikrophon mit Richtcharakteristik ausgebildet sein.
Die Mittel zum Abschirmen der Kommunikationsbereiche können einen digitalen Signalprozessor umfassen. In diesem Fall sind dann mehrere Mikrofoneinrichtungen vorgesehen. Neben einem Nutzmikrofon, das die Mikrofoneinrichtung zur Aufnahme der vom Benutzer ausgegeben Signale ausbildet nimmt zumindest eine weitere Mikrofoneinrichtung in einem Kommunikationsbereich Neben- und Stör- und Umgebungsgeräusche auf.
Die vom Benutzer ausgegeben Signale werden im Folgenden als Nutzsignale bezeichnet. Im digitalen Signalprozessor werden dann die Signale miteinander verglichen und die Nutzsignale herausgerechnet.
Die Steuereinrichtung kann zum Ausführen einer Schallanalyse ausgebildet sein, wobei Sprachsignale aus unterschiedlichen Kommunikationsbereichen unterschieden und den Kommunikationsbereichen zugeordnet werden.
Hierbei kann vorgesehen sein, dass Schallsignale herausgefiltert werden, welche von einem Kommunikationsbereich stammen, der nicht der Kommunikationsbereich ist, in dem die Mikrofoneinrichtung angeordnet ist, mit welcher die Schallsignale erfasst worden sind.
Somit ist es möglich die Signale herauszufiltern, so dass diese nicht an einen anderen Kommunikationspartner weitergeleitet werden, wodurch die Sprachqualität erheblich verbessert wird.
Bei gleichzeitiger Nutzung zweier Kommunikationsbereiche können entsprechend die Signale die mittels der Mikrofoneinrichtung in einem zweiten Kommunikationsbereich aufgenommen werden einfach herausgefiltert werden, so dass diese nicht an den Kommunikationspartner des, den ersten Kommunikationsbereich nutzenden Benutzers weitergeleitet werden.
Die Unterscheidung der Sprachsignale kann mittels einer Signal- bzw. Schallanalyse, wie z.B. einer Spektralanalyse ausgeführt werden, bei der Schalldämpfungseigenschaften der Kommunikationsbereiche herangezogen werden, die die Ausbreitung von Schall innerhalb der Kommunikationsbereiche und zwischen den Kommunikationsbereichen bzw. in der Fahrgastzelle beschreiben. Diese Wird an Hand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele erläutert.
Weiterhin ist ein entsprechendes Verfahren zur Kommunikation in einem Fahrzeug vorgesehen. Dieses umfasst die folgenden Schritte:
Empfangen eines Mobilfunksignals in einem Fahrzeug,
Zuweisen des Signals zu einem Kommunikationsbereich mittels einer Steuereinrichtung,
und Aktivieren der Lautsprechereinrichtungen und der Mikrofoneinrichtungen in dem entsprechenden Kommunikationsbereich mittels der Steuereinrichtung.
Die Merkmale und Vorteile des Verfahrens entsprechen denen der vorstehend beschriebenen Vorrichtung.
Es zeigen:
1 einen im Bereich des Fahrersitzes ausgebildeten Kommunikationsbereich,
2 eine Anordnung mehrerer Kommunikationsbereiche in einer Fahrgastzelle,
3 die Fahrgastzelle aus 2 in einer Kommunikationssituation, bei der der Fahrer mit einem fahrzeuginternen System kommuniziert,
4 die Fahrgastzelle aus 2 in einer Kommunikationssituation, bei der der Fahrer mit einem externen Kommunikationsteilnehmer kommuniziert,
4 die Fahrgastzelle aus 2, bei der in vier Kommunikationsbereichen Benutzer innerhalb der Fahrgastzelle über das Kommunikationssystem miteinander kommunizieren,
5 die Fahrgastzelle aus 2, wobei ein Passagier hinten rechts extern kommuniziert,
6 die Fahrgastzelle aus 2, wobei nur der Passagier hinten rechts extern kommuniziert, und
7 die Fahrgastzelle aus 2, wobei der Fahrer mit einem Passagier hinten rechts kommuniziert.
Im Folgenden wir der Aufbau eines erfindungsgemäße Kommunikationssystem 1 anhand einer Fahrgastzelle 2 mit vier Kommunikationsbereichen I, II, III, IV erläutert (2).
Der Kommunikationsbereich I ist dabei im Bereich des Fahrersitzes ausgebildet. Der Kommunikationsbereich II ist im Bereich des Beifahrersitzes ausgebildet. Auf der Rückbank sind hinten links und hinten rechts die zwei Kommunikationsbereiche II und IV ausgebildet (2). Entsprechend der Anzahl der Sitzplätze in einem Kraftfahrzeug können auch fünf oder mehr Kommunikationsbereiche vorgesehen sein.
Ein einzelner der Kommunikationsbereiche I, II, III, IV wird nachfolgend beispielhaft näher erläutert (1). In jedem der Kommunikationsbereiche ist ein Sitz 3 mit einer Sitzfläche 4 und einer Rückenlehne 5 mit einer daran befestigten Kopfstütze 6 angeordnet.
Im Bereich der Kopfstütze 6 ist eine Lautsprechereinrichtung 7 angeordnet, wobei die Lautsprechereinrichtung 7 zwei, im Bereich der Ohren eines Benutzers angeordnete (ohrnah), Richt-Stereolautsprecher umfasst.
Weiterhin ist an der Kopfstütze 6 eine Mikrofoneinrichtung 8 vorgesehen. Die Mikrofoneinrichtung 8 ist durch ein, im Bereich des Mundes eines Benutzers angeordnetes (mundnah), Richtmikrophon ausgebildet.
Alle vier Kommunikationsbereiche I, II, III, IV umfassen die vorstehend beschriebenen ortsfesten Lautsprechereinrichtungen 7.1, 7.2, 7.3, 7.4 und die ortsfesten Mikrofoneinrichtungen 8.1, 8.2, 8.3, 8.4. Diese Lautsprechereinrichtungen 7.1, 7.2, 7.3, 7.4 und Mikrofoneinrichtungen 8.1, 8.2, 8.3, 8.4 sind mit einer zentralen Steuereinrichtung (nicht dargestellt) verbunden.
Die Steuereinrichtung ist zum Steuern der Schallsignale die von den Lautsprechereinrichtungen 7.1, 7.2, 7.3, 7.4 ausgeben und von den Mikrofoneinrichtungen 8.1, 8.2, 8.3, 8.4 aufgenommen werden ausgebildet. Weiterhin kann die Steuereinrichtung eine Schallanalyse ausführen, um einzelne Signale zu bestimmen bzw. um einzelne Signale, wie z.B. ein Sprachsignal eines Benutzers, aus einem mittels der Mikrofoneinrichtung aufgenommenen Schallsignal von einem Schallsignal eines weiteren Benutzers zu trennen.
Die Steuereinrichtung stellt einen Kommunikationsserver dar, mit dem die Mobiltelefone (nicht dargestellt) der Benutzer über eine Datenverbindung, z.B. mittels Bluetooth oder Kabel verbunden sind, wobei der Kommunikationsserver die Sprachsignale von und zu den Mobilfunktelefonen und von und zu den Kommunikationsbereichen I, II, III, IV verwaltet und lenkt. Die externe Kommunikation erfolgt dann über die Mobiltelefone der Benutzer über entsprechende Funkverbindungen. Am Kommunikationsserver werden den verbundenen Mobiltelefonen die entsprechenden Kommunikationsbereiche zugewiesen.
Im Folgenden wird eine solche Schallanalyse, die beispielsweise mittels einer Fourier-Analyse durchgeführt werden kann, kurz erläutert.
Ein Benutzer a, zum Beispiel der Fahrer, befindet sich dabei in dem ersten Kommunikationsbereich I, der im Bereich des Fahrersitzes 3.1 ausgebildet ist. Wenn die Person a spricht, erzeugt sie ein Nutzsignal A. Dieses Sprachsignal wird mittels der in diesem Kommunikationsbereich I angeordneten Mikrofoneinrichtung 8.1 aufgenommen.
Neben dem Nutzsignal A empfängt die Mikrofoneinrichtung 8.1 auch weitere Störsignale aus der Umgebung (Gespräche weiterer Passagiere, Stör- und Nebengeräusche). Dieses Gesamtsignal SI wird von der Mikrofoneinrichtung an die zentrale Steuereinrichtung weitergeleitet.
Auf dem Beifahrersitz 3.2 bzw. dem im Bereich des Beifahrersitzes ausgebildeten Kommunikationsbereich II befindet sich ein zweiter Benutzer b, der ebenfalls spricht und dabei ein Nutzsignal B erzeugt. Die entsprechende, in diesem Kommunikationsbereich II vorgesehene, Mikrofoneinrichtung 8.2 empfängt ebenfalls ein Gesamtsignal SII.
In der vorliegenden Erläuterung werden nur die Schallsignale der Benutzer a und b betrachtet.
Wenn sowohl Benutzer a und Benutzer b über die in dem jeweiligen Kommunikationsbereichen I, II angeordneten Mikrofoneinrichtungen 8.1, 8.2 und Lautsprechereinrichtungen 7.1, 7.2 telefonieren, erfasst die Mikrofoneinrichtung 8.1 somit entsprechende Signale SI, die sowohl das Nutzsignal A als auch das Nutzsignal B von Person a und Person b sowie die Störsignale enthalten. Auch die im Bereich des Beifahrersitzes 3.2 angeordnete Mikrofoneinrichtung 8.2 nimmt das entsprechende Signal SII auf, welches sowohl das Nutzsignal B als auch das Nutzsignal A enthält. Dieses Signal SII wird ebenfalls an die zentrale Steuereinrichtung übermittelt.
Somit empfängt die zentrale Steuereinrichtung die zwei Signale SI und SII.
Die Akustik einer Fahrgastzelle wird vor allem durch deren Formgebung und durch die die Oberflächen bildenden Materialien bestimmt. Die Akustik einer Fahrgastzelle kann vermessen werden. Hierbei können auch Dämpfungswerte a₁ und a₂ bestimmt werden, die angeben, wie stark der Schall einer Schallquelle, die sich in einem Kommunikationsbereich einer Fahrgastzelle befindet, gedämpft wird, bis er an einer Mikrofoneinrichtung in demselben oder einem anderen Kommunikationsbereich der Fahrgastzelle ankommt.
Im Folgenden wird auch davon ausgegangen, dass die beiden Kommunikationsbereiche 3 (I), 4 (II) im Wesentlichen gleich ausgebildet sind, was in der Realität auch für den Kommunikationsbereich des Fahrers bzw. des Fahrzeuglenkers und den Kommunikationsbereich des Beifahrers gilt. Der Dämpfungsfaktor a₁ beschreibt die Dämpfung, wenn ein Schallsignal von der Schallquelle (Mund des Fahrers bzw. Benutzers) zur Mikrofoneinrichtung 12.3, die sich in dem Kommunikationsbereich 3 (I) (Fahrersitz) des Benutzers befindet, und der Dämpfungsfaktor a₂ beschreibt die Dämpfung von der Schallquelle (Mund des Beifahrers) zur Mikrofoneinrichtung 12.4 in dem anderen Kommunikationsbereich 4 (II) (Beifahrersitz).
Somit können die beiden Signale SI und SII, welche von den Mikrofoneinrichtungen 12.3 und 12.4 empfangen werden, durch folgende Formeln dargestellt werden. SI = a₁ × A + a₂ × B SII = a₂ × A + a₁ × B
A ist das von der Person a im Kommunikationsbereich I erzeugte Schallsignal und B ist das von der Person b im Kommunikationsbereich II erzeugte Schallsignal.
Weitere Geräusche werden hierbei nicht berücksichtigt. Die Schall- bzw. Nutzsignale A, B von den Personen a und b lassen sich grundsätzlich durch mehrere Sinuswellen unterschiedlicher Frequenz darstellen, wobei die interschiedlichen Frequenzen mit unterschiedlichen Intensitäten i im Gesamten Schallsignal enthalten sind. Die unterschiedlichen Frequenzen werden im Folgenden als Spektralkomponenten bezeichnet. Die Schallintensität i kann z.B. der Quotient aus Schalleistung und der zur Richtung des Energietransportes senkrechten Fläche sein. A = i₁·f₁ + i₂·f₂ + i₃·f₃ + i₄·f₄ B = i₅·f₅ + i₆·f₂ + i₇·f₆ + i₈·f₇
Die einzelnen Spektralkomponenten können unabhängig voneinander betrachtet werden (Superpositionsprinzip), womit sich das Gleichungssystem, z.B. für die Frequenz f₁ wie folgt umformulieren lässt: SI(f₁) = a₁·i₁·f₁ + 0 SII(f₁) = a₂·i₁·f₁ + 0
Ein Sprachsignal kann durch Spektralanalyse (z. B. Fourier-Analyse) in die Schallwellen unterschiedlicher Spektralkomponenten zerlegt werden.
Bestimmt man das Verhältnis der Spektralkomponenten für f₁ dann ergibt sich folgendes:
Das bedeutet, dass die Spektralkomponente f₁ ausschließlich vom Benutzer a stammt.
Bei Spektralkomponenten die in beiden Signalen vorhanden sind ist es etwas aufwändiger. Dies wird nachfolgend anhand der Spektralkomonente f₂ gezeigt: SI(f₂)= a₁·i₂·f₂ + a₂·i₆·f₂ SII(f₂)= a₂·i₂·f₂ + a₁·i₆·f₂ sI = SI:f₂ = a₁·i₂ + a₂·i₆ (1) sII = SII:f₂ = a₂·i₂ + a₁·i₆ (2)
Dies kann umgeformt werden zu:
wobei sI(f₂)·f₂ die Spektralkomponente des Signals SI der Frequenz F₁ und sII(f₂)·f₂ die Spektralkomponente des Signals SIII der Frequenz F₂ sind.
Man kann somit alle Spektralkomponenten einer Schallquelle bzw. eines Benutzers zuzuordnen und die Sprachsignale der beiden Benutzer trennen und unabhängig voneinander weiterverarbeiten.
Das vom Benutzer des Kommunikationsbereichs I erzeugte Nutzsignal A kann somit vom anderen Nutzsignal B in der Fahrgastzelle 2 unterschieden werden, das von ebenfalls von der Mikrofoneinrichtung 8.1 aufgenommen wurde. Somit wird das Nutzsignal A von der zentralen Steuereinrichtung an den Gesprächspartner von a derart weitergeleitet, dass es wenige oder gar keine Komponenten des Nutzsignals B enthält.
Gleiches ist dementsprechend mit dem, vom Benutzer des Kommunikationsbereichs II, erzeugten Nutzsignal B möglich.
Der Fahrer a und der Beifahrer b können gleichzeitig mittels des Kommunikationssystems 1 mit externen Gesprächspartnern telefonieren. Die Schallsignale der Gesprächspartner werden mittels Mikrofonen in elektrische Sprachsignale umgewandelt, die mittels des Kommunikationssystems 1 und daran gekoppelten Telefoneinrichtungen (nicht dargestellt) zwischen den Gesprächspartnern ausgetauscht werden. Die elektrischen Sprachsignale der externen Gesprächspartner werden an den Lautsprechereinrichtungen 7.1 und 7.2 ausgegeben und werden von den Mikrofoneinrichtungen der jeweils anderen Kommunikationsbereiche erfasst. Sie stellen hier kein Nutzsignal sondern ein Störsignal dar, das möglichst vom Nutzsignal getrennt werden sollte. Diese Trennung kann mit der oben erläuterten Schallanalyse ausgeführt werden. Alternativ kann dieses elektrische Sprachsignal, das vom externen Gesprächspartner stammt, direkt von den jeweiligen Signalen SI bzw. SII abgezogen werden, bevor diese Signale der weiteren Schallanalyse zugeführt werden. Das vom externen Gesprächspartner erzeugte elektronische Sprachsignal liegt im Kommunikationssystem 1 bereits als elektrisches Signal vor und muss lediglich in der Signalstärke an die erfassten Signale SI und SII angepasst werden, um es hiervon trennen zu können. Eine entsprechende Signalverarbeitung ist mit allen bereits vorliegenden elektrischen Sprachsignalen möglich.
Zudem oder alternativ können die Lautsprecher- und Mikrofoneinrichtungen über entsprechenden Mittel zum Abschirmen abgeschirmt sein. Dann empfangen die Mikrofoneinrichtungen weniger Störsignale und die Lautsprechereinrichtungen geben die Nutzsignale gerichteter an den Benutzer aus.
Weiterhin kann eine weitere Mikrofoneinrichtung (nicht dargestellt) zum Aufnehmen von weiteren Stör- oder Nebengeräuschen, wie zum Beispiel Fahr- oder Außengeräuschen vorgesehen sein. Diese empfängt ebenfalls die Nutzsignale A und B. Eine oder mehrere derartiger Mikrofoneinrichtungen sind dann möglichst weit entfernt von den im Fahrzeug befindlichen Schallquellen, wie z.B. den Benutzern des Kommunikationssystems 1, angeordnet.
Alternativ können hierfür auch die nicht benutzten Mikrofoneinrichtungen 8.1, 8.2, 8.3 und/oder 8.4 des Kommunikationssystems verwendet werden.
Die Störsignale, wie z.B. Fahrgeräusche oder dergleichen, können mittels der vorstehend beispielhaft aufgezeigten Schallanalyse ebenfalls ermittelt werden. Somit ist es möglich auch diese Signale aus den Signalen SI bzw. SII herauszufiltern, um möglichst nur die Nutzsignale A und B an die entsprechenden Gesprächspartner weiterzuleiten.
Da die Störsignale, umfassend die unerwünschten Sprach- und Schallsignale, bekannt sind, kann vorgesehen sein Gegenschall und/oder Rauschen in den jeweiligen Kommunikationsbereichen zu erzeugen, wobei die Mittel zur Erzeugung von Gegenschall und/oder Rauschen von der Steuereinrichtung angesteuert werden, um den durch Geräusche bzw. anderen Fahrzeuginsassen erzeugten Schallpegel in den Kommunikationsbereichen zu überlagern. Als Mittel zum Erzeugen von Gegenschall sind dann weitere, entsprechend im Fahrzeuginnenraum angeordnete, Lautsprechereinrichtungen (nicht dargestellt) zum Erzeugen von interferenzfähigem Gegenschall vorgesehen.
Unter Gegenschall wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Schall verstanden, der künstlich erzeugt und von den Lautsprechereinrichtungen zum Erzeugen von interferenzfähigem Gegenschall ausgegeben wird, um mittels destruktiver Interferenz die Schallsignale der Störsignale auszulöschen. Dazu wird die Erzeugung eines Signals angestrebt, das dem des störenden Schalls mit entgegengesetzter Phase exakt entspricht. Dabei wird durch destruktive Interferenz die resultierende Amplitude (und damit die Schallenergie) in dem entsprechenden begrenzten Kommunikationsbereich geringer.
Im Folgenden werden verschiedene Kommunikationssituation mit dem erfindungsgemäßen Kommunikationssystems 1 beispielhaft anhand der 3 bis 7 erläutert.
Hierbei kann vorgesehen sein, dass der Fahrer ein fahrzeuginternes System, wie zum Beispiel ein Navigationssystem, mittels Spracheingabe steuert (3). Die anderen Personen im Fahrzeug erzeugen in diesem Beispiel keine Schallsignale.
Die in den Kommunikationsbereichen II, III und IV angeordneten Mikrofoneinrichtungen 8.2, 8.3, 8.4 werden verwendet, um Störgeräusche und Nebengeräusche zu empfangen. Mittels der vorstehend beschriebenen Schallanalyse ist es möglich, diese Signale aus dem Schallsignal SI, das die im Bereich des Kommunikationsbereichs I angeordnete Mikrofoneirichtung 8.1 aufnimmt, herauszufiltern um an das Navigationssystem möglichst nur das Nutzsignal A zu übertragen.
Gleiches ist möglich, wenn der Fahrer im Kommunikationsbereich I mit einem externen Kommunikationspartner, d.h., einem Kommunikationspartner, der sich nicht innerhalb der Fahrgastzelle bzw. des Fahrzeuginnenraums befindet, telefoniert (4).
Weiterhin ist auch eine Kommunikation von vier in den entsprechenden Kommunikationsbereichen I, II, III, IV angeordneten Benutzern über das Kommunikationssystem innerhalb der Fahrgastzelle möglich (5).
Mittels der vorstehenden Schallanalyse ist es möglich unerwünschte Schallsignale, die von den entsprechenden Mikrofoneinrichtungen 8.1, 8.2, 8.3, 8.4 aufgenommen werden, herauszufiltern.
Somit ist es möglich über die Lautsprechereinrichtungen 7.1, 7.2, 7.3, 7.4 nur die gewünschten Schallsignale an den oder die entsprechenden Benutzer auszugeben.
Gleiches ist ebenfalls möglich, wenn beispielsweise ein Benutzer hinten rechts im Fahrzeug im Kommunikationsbereich 6 telefoniert und die anderen Fahrzeuginsassen ruhig sind bzw. keine Schallsignale erzeugen (6). Dann wird von der Mikrofoneinrichtung 8.4 im Kommunikationsbereich IV ein Gesamtsignal SIV aufgenommen. Von diesem
Der besondere Vorteil der vorliegenden Erfindung zeigt sich insbesondere, wenn zwei im Fahrzeug befindliche Personen, wie beispielsweise der Fahrer und ein Passagier hinten rechts beide mit externen unterschiedlichen Gesprächspartnern kommunizieren (7). Dann kann ebenfalls wie vorstehend erläutert vorgegangen werden, indem der jeweilige externe Gesprächspartner nur die Signale auf Grundlage der Schallsignale ihres jeweiligen, im Kraftfahrzeug befindlichen, Gesprächspartners erhalten.
Bezugszeichenliste

1: Kommunikationssystem
2: Fahrgastzelle
3: Sitz
4: Sitzfläche
5: Rückenlehne
6: Kopfstütze
7: Lautsprechereinrichtung
8: Mikrofoneinrichtung

Claims

Kommunikationssystem für ein Fahrzeug mit einer Fahrgastzelle umfassend zumindest zwei in einem Fahrzeug ausgebildete Kommunikationsbereiche, wobei in jedem der beiden Kommunikationsbereiche zumindest eine Lautsprechereinrichtung zum Ausgeben von Audiosignalen an einen den Kommunikationsbereich nutzenden Benutzer und zumindest eine Mikrofoneinrichtung zum Empfangen von von einem den Kommunikationsbereich nutzenden Benutzer ausgegebenen Audiosignalen angeordnet ist, wobei die Lautsprechereinrichtung und die Mikrofoneinrichtung in der Fahrgastzelle angeordnet sind.
Kommunikationssystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrofoneinrichtungen und/oder die Lausprechereinrichtungen ortsfest im Fahrzeug angeordnet sind.
Kommunikationssystem gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung zum Steuern der Lausprechereinrichtungen und/oder der Mikrofoneinrichtungen vorgesehen ist
Kommunikationssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung die Lautsprechereinrichtungen derart ansteuert, dass der Schallpegel der Lautsprechereinrichtungen auf eine vorbestimmten Wert begrenzt ist, wobei der Wert derart gewählt ist, dass es zu keinem Übersprechen mit einem anderen Kommunikationsbereich kommt.
Kommunikationssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Abschirmen der Kommunikationsbereiche vorgesehen sind, die derart ausgebildet sind, dass ein Übersprechen verhindert wird, wobei die Mittel mechanische Mittel zum Abschirmen der Lautsprechereinrichtungen und/oder der Mikrofoneinrichtungen sind, sodass eine gerichtete Schallaussendung und/oder ein gerichteter Schallempfang erfolgt.
Kommunikationssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung zum Ausführen einer Schallanalyse ausgebildet ist, wobei Sprachsignale aus unterschiedlichen Kommunikationsbereichen unterschieden und den Kommunikationsbereichen zugeordnet werden.
Kommunikationssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Schallsignale herausgefiltert werden, welche von einem Kommunikationsbereich stammen, der nicht der Kommunikationsbereich ist, in dem die Mikrofoneinrichtung angeordnet ist, mit welcher die Schallsignale erfasst worden sind.
Kommunikationssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Unterscheidung der Sprachsignale mittels einer Schallanalyse, wie z. B. einer Spektralanalyse ausgeführt wird, bei der Schalldämpfungseigenschaften der Kommunikationsbereiche, welche die Ausbreitung von Schall innerhalb der Kommunikationsbereiche und zwischen den Kommunikationsbereichen beschreiben.
Kommunikationssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lautsprechereinrichtung und/oder die Mikrofoneinrichtung im Bereich einer Kopfstütze und/oder eines oberen Bereichs einer Rückenlehne eines in einem Kommunikationsbereich angeordneten Fahrzeugsitzes angeordnet ist.
Kommunikationssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Erzeugung von Gegenschall und/oder Rauschen in den jeweiligen Kommunikationsbereichen vorgesehen sind, die von der Steuereinrichtung angesteuert werden, um den durch Geräusche erzeugten Schallpegel in den Kommunikationsbereichen zu überlagern.
Verfahren zur Kommunikation in einem Fahrzeug umfassend die folgenden Schritte – Empfangen eines Mobilfunksignals in einem Fahrzeug – Zuweisen des Signals zu einem Kommunikationsbereich mittels einer Steuereinrichtung – Aktivieren der Lautsprechereinrichtung und der Mikrofoneinrichtung in dem entsprechenden Kommunikationsbereich mittels der Steuereinrichtung.
Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, die dass der Schallpegel der Lautsprechereinrichtungen auf einen vorbestimmten Wert begrenzt ist, wobei der Wert derart gewählt ist, dass es zu keinem Übersprechen mit einem anderen Kommunikationsbereich kommt.
Verfahren gemäß Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schallanalyse ausgeführt wird, wobei Sprachsignale aus unterschiedlichen Kommunikationsbereichen unterschieden und den Kommunikationsbereichen zugeordnet werden, wobei Schallsignale herausgefiltert werden, welche von einem Kommunikationsbereich stammen, der nicht der Kommunikationsbereich ist, in dem die Mikrofoneinrichtung angeordnet ist, mit welcher die Schallsignale erfasst worden sind, und wobei die Unterscheidung der Sprachsignale mittels einer Schallanalyse, z. B. einer Spektralanalyse, ausgeführt wird, bei der Schall-Dämpfungseigenschaften der Kommunikationsbereiche, welche die Ausbreitung von Schall innerhalb der Kommunikationsbereiche und zwischen den Kommunikationsbereichen beschreiben, verwendet werden.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, dass Gegenschall und/oder Rauschen in den jeweiligen Kommunikationsbereichen erzeugt wird, so dass der durch Geräusche erzeugte Schallpegel in den Kommunikationsbereichen überlagert wird, und wobei der Gegenschall an Hand der Signale, die in einem Kommunikationsbereich ermittelt wurden, der nicht der Kommunikationsbereich ist, in dem die Lautsprechereinrichtung angeordnet ist, mit welcher der Gegenschall erzeugt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Signale durch ein externes Mobilfunknetz, ein Drahtlosnetzwerk, ein internes Mobilfunknetz und /oder ein Bordnetzwerk bereitgestellt werden.