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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erfassen von Umgebungsgeräuschen in einer Umgebung eines Fahrzeugs, ein System zum Erkennen einer Geräuschquelle in einer Umgebung eines Fahrzeugs, eine Dachfinne für ein Fahrzeug sowie ein Fahrzeug.
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In modernen Fahrzeugen (Autos, Transporter, Lastwagen, Motorräder, Transportfahrzeuge etc.) werden durch eine Vielzahl von Sensoren Daten erfasst und ausgewertet. Basierend auf diesen Daten werden verschiedene Fahrzeugfunktionen teil- oder vollautomatisiert ausgeführt. Die Erfassung von Fahrzeugdaten innerhalb des Fahrzeugs sowie von Informationen über die Umgebung des Fahrzeugs trägt dabei zu einer Erhöhung der Sicherheit sowie zu einer Steigerung des Fahrkomforts bei. Durch die Auswertung der verfügbaren Daten können Fahrerassistenzfunktionen realisiert und ein teil- und/oder vollautomatisiertes Fahren eines Fahrzeugs ermöglicht werden.
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Unter anderem können akustische Daten der Umgebung (Umgebungsgeräusche) erfasst werden, um Gefahrenquellen zu detektieren und den Fahrer bei einer Reaktion auf diese Gefahrenquellen zu unterstützen. Beispielsweise kann eine Erkennung von Signalen von Einsatzfahrzeugen und eine Zuordnung einer Herkunftsrichtung erfolgen, um den Fahrer des Fahrzeugs zu warnen und/oder ein Ausweichmanöver einzuleiten.
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Die
DE 10 2016 006 802 A1 offenbart in diesem Zusammenhang eine Vorrichtung zur Erfassung eines von einem Einsatzfahrzeug ausgehenden optischen und/oder akustischen Sondersignals. Die Vorrichtung kann in einem Dachbereich eines Fahrzeugs angeordnet werden.
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Oft erfordert die Integration derartiger Fahrerassistenzsysteme aufwändige Änderungen am Design des Fahrzeugs. Zum Beispiel müssen Sensoren spezifische Positionsanforderungen erfüllen und es muss der Fahrzeugaufbau geändert werden, um die Sensorik sowie entsprechende Fahrerassistenzsysteme aufnehmen zu können.
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Eine spezifische Herausforderung bei der Entwicklung von akustischen Sensoranordnungen ist der Schutz vor externen (Umwelt-) Einflüssen wie zum Beispiel Feuchtigkeit (Regenwasser, Hochdruckreiniger etc.). Dieser Schutz sollte aber zeitgleich eine möglichst minimale Dämpfung des externen akustischen Signals aufweisen.
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Ausgehend hiervon stellt sich der vorliegenden Erfindung die Aufgabe, einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Ansatz zur Erfassung von Umgebungsgeräuschen in einer Umgebung eines Fahrzeugs bereitzustellen. Insbesondere soll zuverlässige Detektion von Geräuschen ermöglicht werden und gleichzeitig eine hohe Robustheit gegenüber externen Einflüssen sichergestellt werden.
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Zum Lösen dieser Aufgabe betrifft die vorliegende Erfindung in einem ersten Aspekt eine Vorrichtung zum Erfassen von Umgebungsgeräuschen in einer Umgebung eines Fahrzeugs mit:
- - einem geschlossenen Gehäuse zum Anbringen an einem Exterieur des Fahrzeugs, wobei das Gehäuse mehrere Außenflächen aufweist, von denen mindestens eine Außenfläche als Schwingfläche zum Schwingen infolge einer Erregung durch Schallwellen aus der Umgebung ausgebildet ist;
- - einem Körperschallwandler, der innerhalb des Gehäuses an der Schwingfläche angebracht ist, um Schwingungen der Schwingfläche zu detektieren und ein Schwingungssignal mit Informationen zu den Schwingungen bereitzustellen; und
- - einer Schnittstelle zum Weiterleiten des Schwingungssignals an eine Auswerteeinheit.
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In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein System zum Erkennen einer Geräuschquelle in einer Umgebung eines Fahrzeugs, mit:
- - einer Vorrichtung wie zuvor beschrieben; und
- - einer Auswerteeinheit zum Auswerten der Schwingungssignale, um einen Ort und/oder eine Art der Geräuschquelle zu ermitteln.
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Zudem betreffen Aspekte der Erfindung eine Dachfinne für ein Fahrzeug sowie ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung wie zuvor beschrieben oder mit einem System wie zuvor beschrieben. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein entsprechendes Verfahren.
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Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Insbesondere können das Verfahren, das System, die Dachfinne und das Fahrzeug entsprechend der für die Vorrichtung in den abhängigen Ansprüchen beschriebenen Ausgestaltungen ausgeführt sein.
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Die Grundidee der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, eine Aufnahme akustischer Signale innerhalb eines geschlossenen Gehäuses zu ermöglichen. Die akustischen Signale, also die Schwingungen der Luft, treffen eine Außenfläche eines geschlossenen Gehäuses. Zumindest eine Außenfläche ist dazu ausgebildet, durch die Schallwellen zum Schwingen angeregt zu werden (Schwingflächen). Die Schwingfläche schwingt. Mittels eines Körperschallwandlers im Inneren des Gehäuses, der an die Schwingfläche angebracht ist, kann im Inneren des Gehäuses der Schall außerhalb des Gehäuses detektiert werden. Es wird ein Schwingungssignal erzeugt, das Informationen über die Schwingung umfasst. Das Schwingungssignal wird über eine Schnittstelle weitergeleitet. In einer Auswerteeinheit kann ausgehend von dem Schwingungssignal eine Aussage bezüglich der Quelle des Schalls getroffen werden. Insbesondere ist es möglich, festzustellen, ob es sich bei der Schallquelle um eine potentielle Gefahrenquelle handelt, an welcher räumlichen Position sich die Schallquelle befindet, wie weit die Schallquelle entfernt ist etc. Die von der Auswerteeinheit ermittelten Informationen können dann einem Fahrer des Fahrzeugs zur Verfügung gestellt werden und/oder innerhalb eines Fahrassistenzsystems verwendet werden. Beispielsweise kann ein Signal einer Signalanlage eines Einsatzfahrzeugs detektiert werden und dem Fahrer des Fahrzeugs eine Warnung ausgegeben werden.
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Durch die Verwendung eines geschlossenen Gehäuses wird ein Schutz gegenüber externen Einflüssen wie Wasser, Wind etc. erreicht. Es wird sichergestellt, dass Geräusche detektiert werden können, auch wenn es regnet oder sich das Fahrzeug bewegt. Eine Beeinträchtigung durch Umwelteinflüsse wird weitestgehend vermieden. Eine langfristige Anwendbarkeit wird gewährleistet.
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Im Gegensatz zu bisherigen Ansätzen ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Anbringen an einem Exterieur eines Fahrzeugs, sodass der Umgebungsschall unmittelbar wahrgenommen werden kann. Es ist nicht erforderlich, dass der Schall über einen entsprechenden Schallkanal in einen Innenraum des Fahrzeugs geleitet wird.
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Zudem ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung ein nachträgliches Anbringen an ein Fahrzeug. Damit kann ein einfaches Nachrüsten erfolgen (Retrofit-Lösung). Kosten können eingespart werden. Vorzugsweise wird hierzu eine Position an der Dachfinne eines Autos verwendet bzw. ist die Vorrichtung in eine Dachfinne integriert. Zumeist liegen an einer Position einer Dachfinne bereits entsprechende Anschlüsse zum Anschließen einer Sensoranordnung an ein Bordnetz bzw. an ein Fahrzeuginformations- oder Fahrerassistenzsystem vor. Die Position einer Dachfinne erlaubt zudem, dass Geräusche aus allen Richtungen um das Fahrzeug detektiert werden können, da es nur wenige durch Fahrzeugteile abgeschattete Bereiche gibt.
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In der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird auf die Verwendung eines herkömmlichen Mikrofons verzichtet, bei dem die Geräusche umgeleitet werden. Hierdurch wird erreicht, dass keine leicht zu beschädigenden Teile den Umwelteinflüssen ausgesetzt sind. Eine höhere Robustheit wird erreicht.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Schwingfläche ein erstes Material und umfasst eine weitere Außenfläche ein zweites Material. Dabei ist das erste Material vorzugsweise weicher als das zweite Material. Die Schwingflächen und die Außenflächen können demnach aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Durch die Verwendung unterschiedlicher Materialien wird eine hohe Sensitivität sichergestellt. Für die Schwingflächen kann ein Material verwendet werden, das dazu geeignet ist, durch Mikroschwingungen, die durch Luftschall erzeugt werden, in Schwingung versetzt zu werden. Für die weiteren Außenflächen kann ein stabiles Material verwendet werden. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn das erste Material weicher als das zweite Material ist. Dann kann durch die Schwingflächen eine Detektion der Geräusche erfolgen, wohingegen durch die weiteren Außenflächen die Stabilität des Gehäuses gewährleistet bleibt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Dicke der Schwingfläche geringer ist als eine Dicke der weiteren Außenfläche und umfasst die Schwingfläche vorzugsweise dasselbe Material wie die weiteren Außenflächen. Die Schwingflächen können dünner als die anderen Außenflächen sein. Hierdurch können die Schwingflächen im Vergleich zu den weiteren Außenflächen besser schwingen. Geräusche in der Umgebung können mit erhöhter Sensitivität detektiert werden. Zudem kann eine einfache Herstellung erfolgen, da lediglich ein einziges Material verarbeitet werden muss.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weisen die Schwingflächen eine richtungsabhängige Steifigkeit auf. Eine Erregung durch Schallwellen und/oder Vibrationen aus einer ersten Richtung bewirkt eine geringere Schwingung als eine Erregung durch Schallwellen und/oder Vibrationen aus einer zweiten Richtung. Durch die Verwendung einer richtungsabhängigen Steifigkeit kann erreicht werden, dass Schall aus einer Richtung besonders gut bzw. weniger gut in Schwingungen der Schwingfläche umgesetzt wird. Beispielsweise können Schwingungen, die vom Fahrzeug selbst kommen und nicht detektiert werden sollen, unterdrückt werden. Geräusche des eigenen Fahrzeugs werden also gedämpft. Die Sensitivität wird erhöht. Umgebungsgeräusche können bei geringen Störungen wahrgenommen werden.
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Weiter vorteilhaft umfasst die Schwingfläche parallele Rippen. Eine Erregung durch Schallwellen und/oder Vibrationen aus einer Richtung im Wesentlichen parallel zu den Rippen bewirkt eine geringere Schwingung als eine Erregung durch Schallwellen und/oder Vibrationen aus einer anderen Richtung. Die richtungsabhängige Steifigkeit kann vorzugsweise durch die Verwendung von parallelen Rippen erzeugt werden. Parallele Rippen können dabei insbesondere durch Bereiche abwechselnder Materialstärken erzeugt werden. Geräusche aus einer Richtung, die im Wesentlichen parallel zu den Rippen ist, werden gedämpft. Geräusche aus einer Richtung, die im Wesentlichen orthogonal zu den Rippen orientiert ist, führen zu Schwingungen mit unveränderter Intensität und können so ungedämpft wahrgenommen werden. Es wird eine richtungsabhängige Sensitivität des erfindungsgemäßen Schallsensors erreicht.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung verlaufen die Rippen parallel zu einer Hochachse des Fahrzeugs. Schallwellen und/oder Vibrationen aus Richtung des Fahrzeugs werden gedämpft, wenn die Vorrichtung auf einem Dach des Fahrzeugs angebracht ist. Insbesondere ist es möglich, Geräusche bzw. Vibrationen aus Richtung des Fahrzeugs zu dämpfen. Eigene Geräusche, wie beispielsweise Motorgeräusche oder Laufgeräusche der Reifen, werden gedämpft, sodass es möglich ist, die Geräusche der Umgebung mit höherer Sensitivität wahrzunehmen. Dies gilt insbesondere, wenn die Vorrichtung auf einem Dach des Fahrzeugs angebracht ist, sodass Geräusche des eigenen Fahrzeugs von unten kommen und Umgebungsgeräusche von allen Seiten kommen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Körperschallwandler einen Magnet und eine Spule und/oder ist als mikroelektromechanischer, MEMS, Beschleunigungssensor ausgebildet. Die Verwendung eines Magnets in einer Spule bzw. eines MEMS-Beschleunigungssensors ermöglicht eine kostengünstige Realisierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Zudem kann eine hohe Genauigkeit bei der Detektion der Umgebungsgeräusche erreicht werden.
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Weiter vorteilhaft ist in einer Ausgestaltung mindestens eine weitere Außenfläche als Schwingfläche ausgebildet. Die Schwingflächen sind zudem in unterschiedliche Richtungen bezüglich einer Hochachse des Fahrzeugs ausgerichtet, wenn das Gehäuse am Fahrzeug angebracht ist. Wenn mehrere Außenflächen als Schwingflächen ausgebildet sind, wird die richtungsabhängige Geräuschdetektion verbessert. Es kann festgestellt werden, aus welcher Richtung ein Geräusch kommt. Zudem werden weitere Signalverarbeitungsansätze ermöglicht.
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Unter einem Umgebungsgeräusch versteht sich hierin insbesondere eine zeitlich begrenzte Schallemission. Ein Körperschallwandler setzt eine Bewegung bzw. eine Schwingung in eine elektrische Spannung um. Das Schwingungssignal versteht sich insbesondere als zeitlich veränderliche elektrische Spannung. Die Außen- und Schwingflächen eines Gehäuses grenzen einen Bereich innerhalb des Gehäuses von einer Umgebung ab.
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Unter einem Exterieur eines Fahrzeugs versteht sich insbesondere die Außenhaut des Fahrzeugs. Unter einem geschlossenen Gehäuse versteht sich insbesondere ein wasser- und winddichtes Gehäuse. Das Gehäuse bzw. die Vorrichtung kann in einer beliebigen Position am Exterieur des Fahrzeugs positioniert werden. Insbesondere kann die Vorrichtung an der Position einer Dachantenne/Dachfinne angeordnet sein bzw. in eine Dachantenne/Dachfinne integriert sein.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs;
- 2 eine schematische perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- 3 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems in einem erfindungsgemäßen Fahrzeug;
- 4 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Schnittansicht;
- 5 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems in einer Schnittansicht;
- 6 eine schematische Darstellung einer Schwingfläche mit Rippen; und
- 7 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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In der 1 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 10 dargestellt. Das Fahrzeug umfasst eine Vorrichtung 12 zum Erfassen von Umgebungsgeräuschen von einer Schallquelle 14 in einer Umgebung des Fahrzeugs 10. Beispielsweise kann als Schallquelle 14 eine Sirene eines vorbeifahrenden Einsatzfahrzeugs 16 erfasst werden.
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Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird es ermöglicht, dass mittels einer Auswertung akustischer Emissionen einer Schallquelle 14 in einer Umgebung des Fahrzeugs 10 eine Erkennung von Situationen bzw. von Gefahrenquellen erfolgen kann. Hierbei kann einerseits eine Lokalisierung der Schallquelle 14 erfolgen, also festgestellt werden, von wo der Schall kommt. Andererseits kann eine Einordnung des empfangenen Geräuschs zum Klassifizieren der Schallquelle 14 erfolgen, also festgestellt werden, um welche Art von Schallquelle 14 es sich handelt. Beispielsweise kann festgestellt werden, dass sich dem eigenen Fahrzeug 10 von hinten ein Einsatzfahrzeug 16 mit eingeschalteter Sirene nähert. Für die Klassifizierung und Lokalisierung der Schallquelle können lernende Algorithmen wie zum Beispiel neuronale Netzwerke eingesetzt werden.
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Um diese Funktion bereitzustellen, ist die Vorrichtung 12 an einem Exterieur des Fahrzeugs 10 befestigt. Die Vorrichtung ist also in einem ungeschützten und Umwelteinflüssen ausgesetzten Bereich angebracht. Insbesondere kann sich die Vorrichtung 12 an einer Außenhaut des Fahrzeugs 10 befinden. Im dargestellten Beispiel ist die Vorrichtung 12 auf dem Dach des Fahrzeugs 10 befestigt.
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In der 2 ist schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung 12 dargestellt. Die Vorrichtung 12 umfasst ein geschlossenes Gehäuse 18, das dazu ausgebildet ist, an einem Exterieur eines Fahrzeugs angebracht zu werden. Das Gehäuse weist mehrere Außenflächen 20 auf. Mindestens eine der Außenflächen ist als Schwingfläche 22 ausgebildet. An der Schwingfläche ist ein Körperschallwandler 24 befestigt, der innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und somit vor Umwelteinflüssen geschützt ist. Der Körperschallwandler 24 stellt ein Schwingungssignal mit Informationen zu einer Schwingung der Schwingfläche 22 bereit, das über eine Schnittstelle 26 für die weitere Verarbeitung zur Verfügung gestellt wird.
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Das Gehäuse 18 ist geschlossen ausgebildet. Das Gehäuse lässt insbesondere kein Wasser und/oder keinen Wind ins Innere. Beispielsweise kann das Gehäuse als Kunststoff-Gehäuse ausgebildet sein. Das Gehäuse 18 eignet sich zum Anbringen an einem Exterieur des Fahrzeugs. Hierzu verfügt das Gehäuse 18 über eine entsprechende Anschlussstelle, durch die ein Anschrauben oder anderweitiges Befestigen an der Außenhaut des Fahrzeugs ermöglicht wird. Dadurch, dass das Gehäuse 18 geschlossen ist, sind die darin liegenden weiteren Bestandteile der Vorrichtung vor Umwelteinflüssen geschützt.
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Das Gehäuse weist mehrere Außenflächen 20 auf, die wie in der perspektivischen Darstellung gezeigt, in unterschiedliche Richtungen orientiert sind. Mindestens eine dieser Außenflächen 20 ist als Schwingfläche 22 ausgebildet bzw. wird als Schwingfläche verwendet. Die Schwingfläche 22 besteht aus einem Material und weist Eigenschaften auf, die es erlauben, dass die Schwingfläche 22 durch Schall außerhalb des Gehäuses zum Schwingen angeregt wird. Durch die Verwendung mehrerer Schwingflächen 22, die in unterschiedliche Richtungen orientiert sind, kann Schall aus verschiedenen Richtungen empfangen und detektiert werden.
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An der Schwingfläche 22 ist innerhalb des Gehäuses 18 und vor Umwelteinflüssen geschützt ein Körperschallwandler 24 angebracht. Der Körperschallwandler 24 entspricht insbesondere einem Beschleunigungssensor. Der Körperschallwandler 24 ist dafür geeignet, Schwingungen der Schwingfläche 22 in ein elektrisches Signal (Schwingungssignal) zu wandeln. Die Schwingfläche 22 wird also durch Umgebungsgeräusche zum Schwingen angeregt und die Schwingung wird erfasst. Das Schwingungssignal umfasst daher Informationen zu den Umgebungsgeräuschen. Insbesondere kann der Körperschallwandler 24 als mikroelektromechanischer (MEMS) Sensor ausgebildet sein. Der Körperschallwandler übergibt das Schwingungssignal an eine Schnittstelle 26. Der Körperschallwandler 24 kann zusätzlich eine Einheit zum Vorverarbeiten des Signals umfassen.
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Die Schnittstelle 26 kann insbesondere als Steckverbindung ausgebildet sein, um das Schwingungssignal weiterzuleiten. Beispielsweise kann eine Steckverbindung zu einem Bordnetz des Fahrzeugs vorgesehen sein. Es versteht sich, dass die Schnittstelle 26 auch als drahtlose Schnittstelle oder in anderer Form ausgebildet sein kann. Durch die Weiterleitung des Schwingungssignals an eine Auswerteeinheit kann das Schwingungssignal weiterverarbeitet werden.
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In der 3 ist ein erfindungsgemäßes System 28, das in einem Fahrzeug 10 integriert ist, dargestellt. Neben der Vorrichtung 12 umfasst das System 28 zudem eine Auswerteeinheit 30. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Auswerteeinheit 30 innerhalb des Fahrzeugs 10 angeordnet. Beispielsweise kann die Auswerteeinheit 30 einer zentralen Recheneinheit des Fahrzeugs 10 entsprechen. Ebenfalls ist es möglich, dass die Auswerteeinheit 30 in Software implementiert ist, wobei die Software auf einer Recheneinheit bzw. auf einem Steuergerät des Fahrzeugs 10 ausgeführt wird.
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Von der Vorrichtung 12 wird also ein Schwingungssignal erfasst und der Auswerteeinheit 30 zur Verfügung gestellt. Die Auswerteeinheit 30 kann insbesondere feststellen, um was für ein Geräusch es sich bei dem erfassten Geräusch handelt (Identifizieren der Schallquelle) und woher das Geräusch kommt (Lokalisieren der Schallquelle). Auf Basis dieser Information kann beispielsweise ein Fahrerassistenzsystem dem Fahrer des Fahrzeugs 10 eine Entscheidung vorschlagen.
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In der 4 ist eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 12' dargestellt. Die Darstellung ist dabei als perspektivische Schnittansicht in einer Ebene orthogonal zu einer Hochachse 32 des Fahrzeugs zu verstehen, wenn die Vorrichtung 12' an dem Fahrzeug befestigt ist. Das Gehäuse 18 ist achteckig ausgebildet. Die acht Außenflächen 20 sind in unterschiedliche Richtungen orientiert, wenn die Vorrichtung 12' an einem Fahrzeug befestigt ist. Die Außenflächen 20 des Gehäuses 18 ragen in der Darstellung also ausgehend von einer Bodenplatte 34 oder Grundplatte in den Raum hinein, wobei die Abdeckung nicht dargestellt ist. Die Vorrichtung 12' kann also insbesondere auf einem Dach eines Fahrzeugs angebracht werden. Die Bodenplatte 34 ist dann in Kontakt mit der Außenhaut des Fahrzeugs auf dem Dach.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind von acht Außenflächen 20 insgesamt vier als Schwingflächen 22 ausgebildet und jeweils mit einem Körperschallwandler 24 versehen. Die Schnittstelle 26 ist auf der Bodenplatte 34 angeordnet. Durch die Auswertung der vier bereitgestellten Schwingungssignale wird erreicht, dass eine Lokalisierung der Schallquelle erfolgen kann.
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In der 5 ist schematisch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems 28' dargestellt. Die gezeigte perspektivische Schnittdarstellung entspricht dabei der vorigen Figur.
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In der dargestellten Ausführungsform des Systems 28' ist innerhalb des Gehäuses 18 zusätzlich zu den Körperschallwandlern 24 und der Schnittstelle 26 eine Auswerteeinheit 30 vorgesehen. Die Auswerteeinheit 30 kann die Schwingungssignale auswerten, um Informationen bezüglich der Schallquelle zu ermitteln. Die ermittelten Informationen können dann an ein Bordnetz des Fahrzeugs bzw. an ein entsprechendes Steuergerät des Fahrzeugs weitergeleitet werden. Dadurch, dass innerhalb des Gehäuses 18 die Auswertung der Körperschallsignale erfolgt, eignet sich das System 28' für eine nachträgliche Installation (Retrofitlösung). Es wird ermöglicht, dass das System 28' nachträglich an einem Fahrzeug angebracht wird. An dem Fahrzeug wird sozusagen eine erfindungsgemäße Vorrichtung 12 mitsamt der notwendigen Auswertung nachgerüstet.
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Als vorteilhaft hat es sich insbesondere herausgestellt, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung 12 bzw. das erfindungsgemäße System 28 als Dachfinne ausgebildet ist oder auch in eine Dachfinne mit weiteren Funktionen zusammen integriert ist. Zur nachträglichen Ausrüstung eines Fahrzeugs ist es dann möglich, die bestehende Dachfinne auszutauschen.
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In der 6 ist schematisch eine einzelne Schwingfläche 22 dargestellt.
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Die Schwingfläche 22 verfügt in der dargestellten Ausführungsform über Rippen 36. Durch eine gerippte Struktur kann erreicht werden, dass Schallwellen aus einer Richtung zu geringeren Schwingungsamplituden führen als Schallflächen aus einer anderen Richtung. Insbesondere werden Schwingungen aus einer Richtung, die im Wesentlichen parallel zur Richtung der Rippen 36 ist, gedämpft. Wenn also die Schwingfläche 22 so ausgerichtet ist, dass die Rippen 36 parallel zu einer Hochachse des Fahrzeugs sind, werden Schwingungen, Vibrationen bzw. Schall, der vom Fahrzeug ausgeht, gedämpft. Hierdurch können Störungen bzw. Störgeräusche unterdrückt werden. Die Sensitivität gegenüber anderen Geräuschen aus einer Umgebung des Fahrzeugs kann erhöht werden. Schall, der aus einer Richtung kommt, die senkrecht bzw. im Wesentlichen senkrecht zu den Rippen 36 steht, wird besser wahrgenommen als Vibrationen oder Schall des eigenen Fahrzeugs. Es ist auch möglich, dass die richtungsabhängige Steifigkeit in anderer Weise realisiert wird.
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Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Schwingfläche 22 bzw. die Schwingflächen aus einem anderen Material besteht, als die weiteren Außenflächen 20 des Gehäuses. Insbesondere kann das Material der Schwingfläche 22 weicher als das Material der anderen Außenflächen sein. Durch die Verwendung von zwei Komponenten für die Schwingflächen und die weiteren Außenflächen kann die Stabilität des Gehäuses durch die weiteren Außenflächen gesichert sein wohingegen für die Schwingflächen ein für den Schalltransport geeignetes Material gewählt werden kann.
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Weiter alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Schwingflächen 22 dünner als die weiteren Außenflächen 20 sind. Durch die Verwendung eines dünneren Materials für die Schwingflächen 22 können diese leichter zum Schwingen gebracht werden, sodass auch leisere Geräusche erfasst werden können.
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In der 7 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Erfassen von Umgebungsgeräuschen dargestellt. Das Verfahren umfasst die Schritte des Anbringens S10 eines Gehäuses an einem Exterieur eines Fahrzeugs, des Detektierens S12 von Schwingungen der Schwingfläche, des Bereitstellens S14 eines Schwingungssignals und des Weiterleitens S16 des Schwingungssignals an eine Auswerteeinheit. Das Verfahren kann dabei insbesondere teilweise in Software implementiert sein.
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Die Erfindung wurde anhand der Zeichnungen und der Beschreibung umfassend beschrieben und erklärt. Die Beschreibung und Erklärung sind als Beispiel und nicht einschränkend zu verstehen. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt. Andere Ausführungsformen oder Variationen ergeben sich für den Fachmann bei der Verwendung der vorliegenden Erfindung sowie bei einer genauen Analyse der Zeichnungen, der Offenbarung und der nachfolgenden Patentansprüche.
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In den Patentansprüchen schließen die Wörter „umfassen“ und „mit“ nicht das Vorhandensein weiterer Elemente oder Schritte aus. Der undefinierte Artikel „ein“ oder „eine“ schließt nicht das Vorhandensein einer Mehrzahl aus. Ein einzelnes Element oder eine einzelne Einheit kann die Funktionen mehrerer der in den Patentansprüchen genannten Einheiten ausführen. Ein Element, eine Einheit, eine Vorrichtung und ein System können teilweise oder vollständig in Hard- und/oder in Software umgesetzt sein. Die bloße Nennung einiger Maßnahmen in mehreren verschiedenen abhängigen Patentansprüchen ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht ebenfalls vorteilhaft verwendet werden kann. Ein Computerprogramm kann auf einem nichtflüchtigen Datenträger gespeichert/vertrieben werden, beispielsweise auf einem optischen Speicher oder auf einem Halbleiterlaufwerk (SSD). Ein Computerprogramm kann zusammen mit Hardware und/oder als Teil einer Hardware vertrieben werden, beispielsweise mittels des Internets oder mittels drahtgebundener oder drahtloser Kommunikationssysteme. Bezugszeichen in den Patentansprüchen sind nicht einschränkend zu verstehen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fahrzeug
- 12, 12'
- Vorrichtung
- 14
- Schallquelle
- 16
- Einsatzfahrzeug
- 18
- Gehäuse
- 20
- Außenfläche
- 22
- Schwingfläche
- 24
- Körperschallwandler
- 26
- Schnittstelle
- 28, 28'
- System
- 30
- Auswerteeinheit
- 32
- Hochachse
- 34
- Bodenplatte
- 36
- Rippen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016006802 A1 [0004]
