DE102018007830A1

DE102018007830A1 - Verfahren zur Erfassung von Außengeräuschen

Info

Publication number: DE102018007830A1
Application number: DE102018007830.3A
Authority: DE
Inventors: Christoph Gäng; Markus Kutschke
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2018-10-04
Filing date: 2018-10-04
Publication date: 2019-03-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung von Außengeräuschen und deren örtlicher Entstehung in der Umgebung eines Fahrzeugs mittels akustischen Umgebungssensoren, wobei die Bewegungsrichtung des Außengeräusches nachverfolgt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Außengeräusche richtungsabhängig in dem Inneren des Fahrzeugs über Surround-Lautsprecher wiedergegeben werden, wenn die Bewegungsrichtung der erfassten Schallquelle (4) und die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs eine potenzielle Überschneidung haben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung von Außengeräuschen und deren örtlicher Entstehung in der Umgebung eines Fahrzeugs nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
Außengeräusche, insbesondere laute Außengeräusche, welche auf eine Gefahr hinweisen, beispielsweise das Quietschen von bremsenden Reifen, das Hupen eines weiteren Verkehrsteilnehmers oder dergleichen waren über die Jahre und in der intuitiv erlernten Fahrpraxis vieler Fahrzeugnutzer ein entscheidender Bestandteil. In der heutigen Zeit, in der Fahrzeuge zunehmend schallisoliert ausgeführt werden, gehen diese Geräusche im Innenraum leicht unter, insbesondere wenn gleichzeitig über eine Medienanlage beispielsweise Musik abgespielt, Radio gehört oder gegebenenfalls auch über eine Freisprecheinrichtung telefoniert wird. Dies kann letztlich zu Sicherheitseinbußen bei manuell gefahrenen Fahrzeugen führen.
Aus dem Bereich der autonom fahrenden Fahrzeuge sind nun eine Vielzahl von Umfeldsensoren bekannt. Über diese Umfeldsensoren können Objekte in der Umgebung eines Fahrzeugs in vielfältiger Art und Weise erkannt werden. Die DE 10 2017 103 374 A1 beschreibt eine Vielzahl von solchen Sensoren zur Umfelderfassung im dortigen „Hintergrund der Erfindung“. Die Offenbarung fügt dann dieser Liste von Sensoren einen weiteren Aspekt hinzu, nämlich die Verarbeitung von Audiosignalen mit einem oder insbesondere mehreren Mikrofonen als akustische Umgebungssensoren. Hierdurch kann eine Schallwelle in der Umgebung eines Fahrzeugs geortet werden. Über Richtmikrofone oder durch Laufzeitversatz bei einem Mikrofon kann auch die Richtung, aus welcher der Schall zu dem Fahrzeug gelangt, abgeschätzt werden. Bei einer zeitlich aufeinanderfolgenden Erfassung ist es dann möglich, eine Bewegung der Schallquelle nachzuverfolgen.
Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, den oben genannten Nachteil zu beheben und einer ein Fahrzeug fahrenden Person gezielt intuitive Warnhinweise zu geben, ohne über Piktogramme, standardisierte Warntöne oder ähnliches arbeiten zu müssen, da diese im Allgemeinen intuitiv wenig verständlich sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen im Anspruch 1, und hier insbesondere im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich auch aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht es vor, dass Außengeräusche und deren örtliche Entstehung in der Umgebung eines Fahrzeugs mittels akustischen Umgebungssensoren erfasst werden. Wie auch im Stand der Technik kann dabei die Bewegungsrichtung der Schallquelle nachverfolgt werden. Erfindungsgemäß ist es nun so, dass die erfassten Außengeräusche richtungsabhängig in dem Inneren des Fahrzeugs über Surround-Lautsprecher wiedergegeben werden, und zwar immer dann, wenn die Bewegungsrichtung des erfassten Außengeräusches und die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs eine potenzielle Überscheidung haben. Das erfindungsgemäße Verfahren erfasst also Außengeräusche um das Fahrzeug herum. Sind diese Außengeräusche auf einer Bewegungsbahn, welche auf eine Kollisionsgefahr mit dem Fahrzeug hinweist, dann werden diese Außengeräusche gezielt herausgegriffen, über entsprechende Richtmikrofone als bevorzugte akustische Sensoren erfasst und gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung in Echtzeit über ein Surround-System des Fahrzeugs im Inneren wiedergegeben. Das entsprechende Geräusch, beispielsweise das Quietschen von Reifen eines bremsenden Fahrzeugs, wird dann genau aus der Richtung im Inneren des Fahrzeugs wiedergegeben, aus der es bei einem nicht schallisolierten Fahrzeug ebenfalls zu hören wäre. Dadurch wird eine das Fahrzeug fahrende Person intuitiv auf eine potenzielle Gefahr aufmerksam gemacht, ohne dass zuerst die gedankliche Umsetzung ausgehend von einem abstrakten Piktogramm oder Warnton erfolgen muss. Die das Fahrzeug fahrende Person ist damit in der Lage, sehr viel schneller als auf eine abstrahierte Warnung hin zu reagieren, sodass letztlich ein Zeitvorteil bei der Reaktion und damit letztlich ein Sicherheitsvorteil für den Straßenverkehr entsteht.
Die Bewegung der Schallquelle des Außengeräusches selbst kann dabei als prognostizierter Bewegungspfad aus der bisherigen erfassten Bewegung entsprechend extrapoliert werden, sodass beispielsweise bei einer erneuten Überprüfung der Position, typischerweise mehrfach pro Sekunde, die Position des Außengeräusches bzw. des Objektes, welches das Außengeräusch aussendet, in seiner Bewegungsrichtung erkannt und protokolliert werden kann. Auf dieser Basis lässt sich dann ein am ehesten zu erwartender Pfad der Bewegung (most-probable-path) antizipieren. Kollidiert dieser mit dem prognostizierten Bewegungspfad bzw. der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs dann wird das Objekt, welches die Außengeräusche aussendet, als potenziell gefährlich klassifiziert und das Einspielen der Außengeräusche, vorzugsweise in Echtzeit, in das Innere des Fahrzeugs initiiert. Beim Einsatz unterschiedlicher akustischer Umgebungssensoren ist es beispielsweise möglich, mit einfacheren Mikrofonen die Gefahrensituation an sich zu erfassen. Erst dann, wenn das Objekt als potenziell gefährlich klassifiziert ist, können die außen angebrachten Richtmikrofone aktiviert werden, um dann in Echtzeit das Außengeräusch in das Innere des Fahrzeugs einzuspielen und so durch den Einsatz der hochwertigen Richtmikrofone eine sehr exakte dreidimensionale räumliche Zuordnung des Außengeräusches auch im Inneren des Fahrzeugs abzubilden.
Eine das Fahrzeug fahrende Person reagiert dann ganz instinktiv und ohne die zeitliche Notwendigkeit, visuelle und/oder akustische „künstliche“ Warnmeldungen interpretieren zu müssen, auf die Gefahr.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Idee ergeben sich auch aus dem Ausführungsbeispiel, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher dargestellt ist.
Dabei zeigen:

1 ein prinzipmäßiges Szenario in einer Vogelperspektive zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
2 das Innere eines Fahrzeugs zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Prinzipansicht.

In der Darstellung der 1 ist in einer Vogelperspektive rein beispielhaft eine Straßenkreuzung 1 von oben zu erkennen. Auf der in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel von oben nach unten durchlaufenden Vorfahrtstraße 9 bewegt sich ein mit 2 bezeichnetes Fahrzeug in der mit F bezeichneten Fahrtrichtung vorwärts. Aus einer der Querstraßen 3 kommt ein mit 4 bezeichnetes Fahrzeug entsprechend der Fahrtrichtung f. Eine das Fahrzeug 4 steuernde Person hat das Fahrzeug 2 offensichtlich übersehen und fährt in die Kreuzung 1 ein. In diesem Augenblick erkennt die das Fahrzeug 4 fahrende Person den Fehler und bremst scharf ab, wodurch es zu einem Quietschen der Reifen des Fahrzeugs 4 kommt. Dieses Quietschen der bremsenden Reifen des Fahrzeugs 4 wäre nun im Normalfall ein Hinweis für eine das Fahrzeug 2 fahrende Person, dass hier eine potenzielle Gefahr droht, insbesondere da die beiden Fahrtrichtungen f und F sich im Bereich der Kreuzung kreuzen, sodass also prinzipiell eine Kollisionsgefahr besteht.
Bei einem stark schallisolierten Fahrzeug 2 kann es nun jedoch sein, dass dieses Geräusch nicht oder nicht in ausreichendem Maße zu der das Fahrzeug 2 fahrenden Person durchdringt, insbesondere wenn in dem Fahrzeug 2 auch noch eine Musikanlage läuft oder dergleichen. Es kann in dieser Situation also trotz des prinzipiell vorhandenen Geräusches, welches die das Fahrzeug 2 fahrende Person hätte warnen können, zu einer Kollision kommen. Um genau dem entgegenzuwirken, ist das Fahrzeug 2 nun mit akustischen Sensoren 5 ausgestattet, beispielsweise einer Sensorik mit Richtmikrofonen, welche hier im Dachbereich des Fahrzeugs 2 entsprechend angedeutet ist. Über diese Mikrofone kann zuerst das entsprechende Außengeräusch, also das Quietschen der Reifen in dem hier beschriebenen Szenario, erfasst werden. Sobald ein solches Geräusch erfasst worden ist, und sobald dessen potenzielle Bewegungslinie, die Fahrtrichtung f, erkannt worden ist, kann prognostiziert werden, dass die zu erwartende Bewegungslinie der Fahrtrichtung f und die Bewegungslinie des Fahrzeugs 2, nämlich die Fahrtrichtung F, im Bereich der Kreuzung 1 einander kreutzen. In diesem Fall, und nur dann, um eine unnötige Geräuschbelastung der das Fahrzeug 2 fahrenden Person mit nicht sicherheitsrelevanten Geräuschen zu vermeiden, wird das erfasste Außengeräusch in Echtzeit in das in 2 dargestellte Innere 6 des Fahrzeugs 2 eingespielt. Hierfür verfügt das Fahrzeug 2 über Surround-Lautsprecher, beispielsweise im Rahmen einer ohnehin vorhandenen Medien-Surround-Anlage. In der Darstellung der 2 sind rein beispielhaft vier derartige Surround-Lautsprecher 7 im Inneren 6 des Fahrzeugs 2 angedeutet. Je nach Ausgestaltung ermöglichen diese Surround-Lautsprecher eine Abgabe des von den Richtmikrofonen 5 außen aufgenommenen Außengeräuschs, nämlich der quietschenden Reifen des Fahrzeugs 4, in das Innere 6 des Fahrzeugs 2 genau aus der Richtung, aus der das entsprechende Außengeräusch relativ zum Fahrzeug 2 aufgetreten ist. In der Darstellung der 2 ist dies durch einen Pfeil 8, welcher diese Schallrichtung symbolisiert, angedeutet.
Mit ausreichender Lautstärke, sodass das Außengeräusch auch von der das Fahrzeug 2 fahrenden Person sicher gehört wird, wird nun also das Quietschen der Reifen als Außengeräusch in das Innere 6 des Fahrzeugs 2 eingespielt. Dadurch wird die das Fahrzeug 2 fahrende Person intuitiv gewarnt und kann entsprechend abbremsen und/oder ausweichen, um eine Kollision doch noch zu verhindern. Dadurch, dass ein in der Realität ebenso auftretendes warnendes Außengeräusch, wie beispielsweise das Quietschen der Reifen, oder auch das Geräusch einer Kollision, eine Hupe oder dergleichen intuitiv zu einer Reaktion anregt, kann die Reaktionszeit und insbesondere die Interpretationszeit gegenüber einer Darstellung über akustisch künstliche Warntöne und/oder Piktogramme eingespart werden, sodass die Chance, die Kollision noch zu verhindern oder zumindest in ihrem Ausmaß zu beschränken, durch die Weitergabe der Außengeräusche in das Innere 6 des Fahrzeugs 2 gesteigert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102017103374 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Erfassung von Außengeräuschen und deren örtlicher Entstehung in der Umgebung eines Fahrzeugs (2) mittels akustischen Umgebungssensoren (5), wobei die Bewegungsrichtung des Außengeräusches nachverfolgt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Außengeräusche richtungsabhängig in dem Inneren (6) des Fahrzeugs (2) über Surround-Lautsprecher (7) wiedergegeben werden, wenn die Bewegungsrichtung (f) der erfassten Schallquelle (4) und die Bewegungsrichtung (F) des Fahrzeugs (2) eine potenzielle Überschneidung haben.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als akustische Umgebungssensoren (5) Richtmikrofone eingesetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung (f) der Schallquelle (4) als prognostizierter Bewegungspfad aus der bereits erfassten Bewegung (f) extrapoliert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wiedergabe im Inneren (6) des Fahrzeugs (2) in Echtzeit erfolgt.