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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kalibrierverfahren für ein Fahrzeugmikrophon, ein Verfahren zur Ereigniserkennung in der Nähe eines Fahrzeugs mittels eines Mikrophons sowie ein Mikrophonsystem für ein Fahrzeug.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Der Standard IEC 61094-5 zeigt ein Verfahren zum Kalibrieren von Mikrophonen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Kalibrierverfahren für ein Fahrzeugmikrophon anzugeben.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Kalibrierverfahren für ein Fahrzeugmikrophon mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Demgemäß ist vorgesehen:
- - ein Kalibrierverfahren für ein Fahrzeugmikrophon zur positionsabhängigen und fahrzeugmodellabhängigen Kalibrierung mit den folgenden Schritten: Anbringen eines Mikrophons an einer gegenüber einem Fahrzeug vorgegebenen Position; Wiedergeben eines Audiosignals mittels eines Lautsprechers; Erfassen der wiedergegebenen Audiosignale mittels des Mikrophons; Vergleichen der erfassten Audiosignale und der wiedergegebenen Audiosignale; softwaregestütztes Anpassen eines Frequenzgangs des Mikrophons aufgrund des Vergleichens der Audiosignale.
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Als Karosserie bezeichnet man den Aufbau eines Kraftfahrzeuges.
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Kraftfahrzeuge im Sinne dieser Patentanmeldung sind motorgetriebene Landfahrzeuge. Davon sind auch Schienenfahrzeuge umfasst.
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Ein Audiosignal ist ein elektrisches Signal, das akustische Informationen transportiert.
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Ein Mikrophon ist ein Schallwandler, der Luftschall als Schallwechseldruckschwingungen in entsprechende elektrische Spannungsänderungen als Mikrophonsignal umwandelt.
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Lautsprecher sind Wandler, die ein Eingangssignal in mechanische Schwingungen, als Schall wahrnehmbar, umwandeln.
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Der Frequenzgang ist der Zusammenhang zwischen Ein- und Ausgangssignal eines linearen zeitinvarianten Systems bezüglich der Amplitude und der Phase. Er ist die Fourier-Transformierte der Impulsantwort des Systems. Der Frequenzgang ist eine komplexe Funktion der Frequenz. Er gibt für sinusförmige Signale das Verhältnis zwischen Eingangssignal und Ausgangssignal an.
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Eine Schallabschattung entsteht, wenn sich auf dem direkten Schallweg von der Schallquelle zum Hörer oder zum Mikrophon Hindernisse befinden, z. B. Säulen oder Menschen. Die entstehende Abschattung ist ein Gebiet verminderten Schalldrucks oder Schalldruckpegels auf der schallquellen-abgewandten Seite des Hindernisses.
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Reflexion bezeichnet das Zurückwerfen von Wellen an einer Grenzfläche, an der sich der Wellenwiderstand oder der Brechungsindex des Ausbreitungsmediums ändert.
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Die Beugung oder Diffraktion ist die Ablenkung von Wellen an einem Hindernis. Durch Beugung kann sich eine Welle in Raumbereiche ausbreiten, die auf geradem Weg durch das Hindernis versperrt wären. Jede Art von physikalischen Wellen kann Beugung zeigen.
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Fahrparameter sind Eigenschaften einer Fahrbewegung, beispielsweise eine Geschwindigkeit, einer Beschleunigung, Auf- oder Abtrieb, ein Reifenschlupf oder dergleichen.
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Umweltparameter sind Eigenschaften der Umgebung, beispielsweise Wetterbedingungen, ein Fahrbahnzustand, Fahrbahneigenschaften oder dergleichen.
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Die grundlegende Idee der Erfindung ist es, Fahrzeugmikrophone am Fahrzeug anzubringen und dort mithilfe eines Lautsprechers zu kalibrieren. So lässt sich der Einfluss der Fahrzeugkarosserie auf das Übertragungsverhalten der Mikrophone berücksichtigen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit eine automatisierte Kalibrierung von Fahrzeugmikrophonen am Fahrzeug. Dies ist vorteilhaft gegenüber einer fahrzeugmodellabhängigen Vermessung eines Fahrzeugs und einer Vorkalibrierung der Mikrophone in Abhängigkeit des Fahrzeugmodells aufgrund einer Vermessung des Fahrzeugs oder Simulationen des Schallverhaltens.
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Ferner ermöglicht es das Verfahren auf günstigere Mikrophone zurückzugreifen, da sich Mikrophone in günstigeren Preisklassen hinsichtlich deren Aufnahmeverhalten häufig aufgrund von Fertigungstoleranzen bzw. individuellen Abweichung vom mittleren Frequenzgang voneinander unterscheiden, auch wenn es sich um Mikrophone einer gleichen Modellreihe handelt. Dementsprechend lassen sich derartige Fertigungstoleranzen von Mikrophonen einfach im Rahmen eines Kalibrierverfahrens berücksichtigen, also ausgleichen.
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Es versteht sich, dass das Kalibrierverfahren sich sowohl zum Kalibrieren von Fahrzeugmikrophonen an einem bestimmten Fahrzeug als auch zum Kalibrieren von Fahrzeugmikrophonen an einem bestimmten Fahrzeugmodell eignet.
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Dementsprechend kann vorgesehen sein, dass ein Fahrzeugmikrophon für ein Fahrzeugmodell derart kalibriert wird, dass das Fahrzeugmikrophon an dem Modell, für welches es kalibriert wurde, montiert wird und nach der Montage nicht weiter kalibriert werden muss. Die Erfindung ermöglicht dies, indem das Kalibrierverfahren für Fahrzeugmikrophone, die an einem bestimmten Fahrzeugmodell anzubringen sind, einmalig durchgeführt wird.
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Alternativ ist es auch denkbar, Fahrzeugmikrophone erst nach deren Montage am Fahrzeug mittels eines Kalibrierverfahren zu kalibrieren.
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Dementsprechend umfasst der Begriff „Anbringen eines Mikrophons“ in dieser Patentanmeldung sowohl die dauerhafte Montage eines Fahrzeugmikrophons im Rahmen der Fahrzeugmontage vor dessen Auslieferung als auch das Anbringen eines Mikrophons an einem Fahrzeug im Rahmen des Kalibrierverfahrens, wobei das Mikrophon nach der Durchführung des Verfahrens wieder vom Fahrzeug entfernt wird.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird der Lautsprecher an einem gegenüber dem Fahrzeug vorgegebenen Ort zur Wiedergabe des Audiosignals positioniert. Insbesondere kann vorgesehen sein, das Fahrzeugmikrophon am Fahrzeug in einer Anlage mit automatisch beweglichen Lautsprechern zu kalibrieren. Somit lässt sich die Arbeitszeit zur Durchführung eines Kalibrierverfahrens reduzieren, da die Lautsprecherpositionen anhand eines vorgegebenen Programms abgefahren werden können.
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Somit lassen sich ferner individuelle Merkmale einer Fahrzeugkarosserie berücksichtigen, ohne dass die Karosserie mit aufwändigen Mitteln vermessen werden muss bzw. das Verhalten von Schallwellen in der Nähe der Fahrzeugkarosserie simuliert werden muss.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das wiedergegebene Audiosignal mehrere Frequenzen auf. Dementsprechend kann vorgesehen sein, auch breitbandige Audiosignale für die Kalibrierung von Fahrzeugmikrophonen zu verwenden.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung werden mehrere Mikrophone an mehreren gegenüber dem Fahrzeug vorgegebenen Positionen angebracht.
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Zwar ist es bekannt, dass mehrere Mikrophone sich gegenseitig beeinflussen können, da Mikrophone ein Schallfeld verändern können. Tritt dieses Phänomen auf, lassen sich dessen Effekte allerdings aufgrund einer geeigneten Lautsprecherpositionierung und/oder aufgrund der Auswahl von geeigneten Audiosignalen beheben. Dementsprechend kann sich ergeben, dass die Vorteile der gleichzeitigen Kalibrierung mehrerer Mikrophone am Fahrzeug überwiegen.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung werden Einflüsse der Fahrzeugkarosserie auf die erfassten Audiosignale ermittelt und der Frequenzgang aufgrund der Einflüsse wird angepasst.
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Aufgrund von unterschiedlichen Karosserieformen, verschiedenen Montagepunkten an verschiedenen Fahrzeugtypen sowie von verschiedenen Materialien in der Nähe von Mikrophonen werden Audiosignale an einem Fahrzeug von mehreren Mikrophonen oft unterschiedlich erfasst. Dementsprechend erfasst ein Fahrzeugmikrophon an einer Stoßstange Schall auf andere Art und Weise, wie ein Fahrzeugmikrophon, das auf einem Fahrzeugdach installiert ist, selbst wenn die Schallwellen bezüglich der Mikrophone aus der gleichen Richtung kommen.
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Dabei ist es weiter zweckmäßig, Einflüsse aufgrund von Reflexionen an der Karosserie und/oder Abschattungen aufgrund der Karosserie und/oder Beugungen aufgrund der Karosserie zu berücksichtigen. Beispielsweise kommt es in einem Bereich einer Stoßstange zur Abschattung von Schallwellen, wohingegen es in der Nähe oder auf einem Fahrzeugdach vorwiegend zu Reflexionen kommt. Diese Effekte lassen sich beispielsweise durch Messungen oder durch Simulationen berücksichtigen.
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Dabei ist es weiter zweckmäßig, wenn die Einflüsse der Karosserie in Abhängigkeit weiterer Fahrparameter und/oder Umweltparameter ermittelt werden. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein Fahrzeug zur Kalibrierung von Fahrzeugmikrophonen auf einer Teststrecke mit vorbestimmten Fahrparametern und/oder mit vorbestimmten Umweltparametern bewegt wird und Lautsprecher ein Audiosignal wiedergeben, wenn sich das Fahrzeug bezüglich des Lautsprechers in einer vorgegebenen Position befindet. Dabei umfasst der Begriff Fahrparameter sämtliche Parameter, die von dem Fahrzeug vorgegeben sind, beispielsweise die Geschwindigkeit, Beschleunigung, Geräusche im Fahrzeuginnenraum oder dergleichen. Umweltparameter umfassen sämtliche Parameter, die sich von dem Fahrzeug nicht beeinflussen lassen, beispielsweise Wetterbedingungen, Fahrbahnbedingungen oder dergleichen.
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Es versteht sich, dass ein Verfahren zur Ereigniserkennung in der Nähe eines Fahrzeugs mittels eines Mikrophons, welches mittels eines Kalibrierverfahrens wie es vorstehend beschrieben wurde, kalibriert wurde, wobei das Verfahren mittels einer künstlichen Intelligenz eine Auswerteeinheit aufgrund von erfassten Schallsignalen, die während des Betriebs eines Fahrzeugs erfasst wurden, Ereignisse in der Nähe des Fahrzeugs erkennt, vorteilhaft ist.
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Dementsprechend kann vorgesehen sein, dass die künstliche Intelligenz Geräusche von anderen Fahrzeugen erfasst und hieraus Schlussfolgerungen zieht. Derartige Geräusche können beispielsweise Bremsgeräusche und/oder Steuergeräusche sein. Dementsprechend lässt sich von der künstlichen Intelligenz das Rutschen eines vorausfahrenden Fahrzeugs aufgrund von Rutschgeräuschen erkennen, woraufhin vorgesehen sein kann, dass der Fahrer eines Fahrzeugs, welches ein Mikrophonsystem aufweist, gewarnt wird.
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Es versteht sich ferner, dass ein Mikrophonsystem mit wenigstens einem Mikrophon, welches mittels eines Kalibrierverfahren wie es vorstehend beschrieben wurde, kalibriert wurde und eingerichtet ist, an einer gegenüber einem Fahrzeug vorgegebenen Position angebracht zu werden und Schallsignale während des Betriebs eines Fahrzeugs zu erfassen, und mit einer Auswerteeinheit, welche eingerichtet ist, Ereignisse aufgrund der erfassten Schallsignale zu erkennen, vorteilhaft ist.
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Figurenliste
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
- 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung;
- 2 ein schematisches Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung.
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Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
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In den Figuren der Zeichnungen sind gleiche, funktionsgleiche und gleichwirkende Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nicht anders ausgeführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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1 zeigt ein Blockschaltbild eines Verfahrens zum Kalibrieren eines Mikrophonsystems 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. In dem Schritt S1 wird ein Mikrophon an einer gegenüber einem Fahrzeug vorgegebenen Position 18 bzw. 19 angebracht. Es kann vorgesehen sein, dass Mikrophon 12 vorübergehend zur Durchführung des Kalibrierverfahrens oder dauerhaft an dem Fahrzeug 16 zur Nutzung des Fahrzeugs 16 anzubringen. In dem Schritt S2 wird ein Audiosignal mittels eines Lautsprechers wiedergegeben. In dem Schritt S3 wird das wiedergegebene Audiosignal mittels des Mikrophons 12 erfasst. In dem Schritt S4 wird das erfasste Audiosignal mit dem wiedergegebenen Audiosignal verglichen. In dem Schritt S5 wird der Frequenzgang des Mikrophons 12 aufgrund des Vergleichens der Audiosignale mittels einer Software angepasst. Die Software ermöglicht eine automatisierte Anpassung des Frequenzgangs.
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2 zeigt ein Blockschaltbild eines Mikrophonsystems 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das Mikrophonsystem 10 umfasst mehrere Mikrophone 12, die an einem Fahrzeug 16 montiert sind. In 2 sind zwei Mikrophone 12 dargestellt. Die beiden Mikrophone 12 sind jeweils in einer Position 18 bzw. 19 am Fahrzeug 16 montiert. Beide Mikrophone 12 sind mit einer Auswerteeinheit 14 datenverbunden. Die Datenverbindung kann drahtlos oder drahtgebunden ausgebildet sein. Die Auswerteeinheit 14 ist eingerichtet, von den Mikrophonen 12 erfasste Schallsignale auszuwerten.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Mikrophonsystem
- 12
- Mikrophon
- 14
- Auswerteeinheit
- 16
- Fahrzeug
- 18
- Position
- 19
- Position
- S1 - S5
- Verfahrensschritte
