ES2926793T3 - Sistemas para generar señales de audio y métodos asociados - Google Patents

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Abstract

La presente divulgación está dirigida a métodos, dispositivos y sistemas para reproducir señales de audio asociadas con un vehículo eléctrico. El método incluye, por ejemplo, (1) determinar la velocidad del vehículo eléctrico; (2) recibir, desde una memoria, una pluralidad de características de frecuencia de sonido correspondientes a la velocidad determinada del vehículo eléctrico; y (3) generar un segmento de señal de audio correspondiente a las características de frecuencia de sonido recibidas por un altavoz del vehículo eléctrico. Las características de frecuencia del sonido incluyen una pluralidad de segmentos. Cada uno de los segmentos incluye una amplitud de varias características de frecuencia en un sonido producido por un conjunto de tren motriz (por ejemplo, un motor eléctrico) en un rango de velocidad. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistemas para generar señales de audio y métodos asociados
CAMPO TÉCNICO
La presente tecnología se dirige en general a métodos y sistemas para generar señales de audio asociadas con un motor eléctrico de un vehículo eléctrico. Más en particular, la presente tecnología está dirigida a sistemas para simular el sonido del motor eléctrico en un intervalo de velocidad y a continuación reproducir sonidos similares cuando el vehículo eléctrico está en funcionamiento en ese intervalo de velocidad para notificar a otros la presencia del vehículo eléctrico.
ANTECEDENTES
En términos generales, los motores eléctricos son más silenciosos que los motores de combustión tradicionales durante el funcionamiento, especialmente cuando el motor eléctrico apenas comienza a funcionar (por ejemplo, a una velocidad de rotación más baja). Sin embargo, algunas jurisdicciones pueden requerir que un vehículo eléctrico proporcione ciertos sonidos como advertencia o indicación de la presencia de ese vehículo eléctrico por razones de seguridad. Por lo tanto, resulta ventajoso disponer de un aparato, un sistema y un método mejorados para abordar las necesidades antes mencionadas. Algunos dispositivos y métodos conocidos, respectivamente, se conocen a partir de los documentos EP 3166103 A1 y US 2015/199955 A1.
Resumen
De acuerdo con la presente invención, se proporciona un método tal como se define en la reivindicación 1. Un vehículo eléctrico de acuerdo con la presente invención se define en la reivindicación 3. Las reivindicaciones dependientes muestran algunos ejemplos de dicho método y dicho vehículo, respectivamente. El siguiente resumen se proporciona para comodidad del lector e identifica varias formas de realización representativas de la tecnología descrita. En términos generales, la presente tecnología proporciona un sistema y un método mejorados para generar señales de audio asociadas con un motor eléctrico (o un conjunto de tren motriz, que puede tener un motor eléctrico, una correa de transmisión, un conjunto de engranajes de transmisión u otros dispositivos adecuados impulsados por el motor eléctrico) de un vehículo eléctrico. La presente tecnología es una forma de generar y reproducir sonidos de audio que imitan de cerca cómo suena un vehículo eléctrico a diferentes velocidades. En un ejemplo no cubierto por la invención reivindicada, los sonidos generados por un motor eléctrico del vehículo eléctrico se muestrean en un intervalo de muestreo (por ejemplo, cuando el vehículo eléctrico viaja de 15 a 30 KPH, o kilómetros por hora) cuando son lo suficientemente fuertes para ser detectados. Los sonidos muestreados se analizan y miden para identificar ciertas características de frecuencia (por ejemplo, identificar ciertas frecuencias asociadas con ondas de audio significativas). Sobre la base de las características de frecuencia identificadas, se sintetiza un conjunto de señales de audio correspondientes al sonido del motor eléctrico en un intervalo objetivo más amplio (por ejemplo, cuando el vehículo eléctrico viaja desde 0 kilómetros por hora, KPH, hasta su velocidad máxima). Mediante esta disposición, la presente tecnología puede generar señales de audio que proporcionan al operador u otros transeúntes un sonido continuo, suave y "natural" cuando el vehículo eléctrico funciona a cualquier velocidad dentro del intervalo objetivo. La presente tecnología también permite que un usuario personalice el sonido del vehículo eléctrico con el fin de generar varios temas, mejorando así las experiencias generales del usuario.
Otro ejemplo, no cubierto por la invención reivindicada, de la presente tecnología incluye proporcionar un método para analizar el sonido medido de un motor eléctrico u otros dispositivos en el vehículo (sonidos de neumáticos, frenos, etc.). En el proceso de análisis, la presente tecnología puede identificar varias características de frecuencia dominantes en el sonido medido y sus armónicos. En algunas formas de realización, la amplitud de estas frecuencias identificadas se representa en relación con la velocidad del vehículo para un intervalo de velocidad en el que los sonidos son audibles. El gráfico de las curvas de amplitud frente a velocidad para las frecuencias identificadas puede interpolarse o sintetizarse de otro modo para un intervalo de velocidad en el que los sonidos del vehículo generalmente no son audibles. A partir de las características de frecuencia interpoladas y medidas, se genera una forma de onda que representa los sonidos del vehículo a cualquier velocidad (0 KPH a máximo de KPH). La presente tecnología puede extrapolar, interpolar o ajustar de otro modo las curvas de frecuencia de característica identificadas, para generar curvas de frecuencia de característica procesadas en cualquier intervalo (por ejemplo, un intervalo en el que puede operar el motor eléctrico), incluido un intervalo que no tiene mediciones de sonido correspondientes.
Durante el funcionamiento del vehículo, la forma de onda sintetizada se reproduce a través de un altavoz para que los transeúntes puedan oír cómo se acerca el vehículo. En algunas formas de realización, la forma de onda se procesa además con una función de "entrada gradual" o de "fundido" tal como se muestra en las Figuras 5 y 6 para que el vehículo creado artificialmente suene natural (como velocidades más lentas) y se mezcle con los sonidos reales del vehículo (a velocidades más altas).
La presente tecnología, como por ejemplo en una forma de realización cubierta por la invención reivindicada, proporciona métodos para reproducir un sonido suave y continuo correspondiente a un motor eléctrico u otros dispositivos adecuados. Por ejemplo, el archivo de sonido sintetizado se puede dividir en varios segmentos o fragmentos. En una forma de realización, cada fragmento está asociado con una velocidad particular (por ejemplo, un segmento o fragmento por unidad de velocidad, tal como se muestra en la Figura 6). Por ejemplo, un fragmento está asociado con 11 KPH y otro fragmento asociado con 12 KPH, etc. Por supuesto, son posibles otras asociaciones, por ejemplo un segmento para un intervalo de 2-4 KPH y otro para 4-6 KPH etc. La presente tecnología reproduce el segmento o fragmento correspondiente a un estado actual del vehículo eléctrico (por ejemplo, la velocidad de desplazamiento actual). Con el fin de mejorar las experiencias del usuario para generar un sonido realista, los segmentos se reproducen de una manera que minimiza las discontinuidades. En una forma de realización, los segmentos se reproducen hacia adelante cuando se acelera, se reproducen hacia atrás cuando se desacelera y se reproducen hacia adelante y hacia atrás cuando se viaja a velocidad constante, tal como se muestra en detalle con referencia a las Figuras 7-9.
En algunas formas de realización cubiertas por la invención reivindicada, la tecnología descrita puede generar varios tipos de sonidos basados en el sonido de un motor eléctrico, con el fin de proporcionar experiencias de usuario personalizadas. Por ejemplo, la tecnología reivindicada puede medir el sonido de un motor eléctrico y a continuación analizar el sonido en varias frecuencias de base e identificar las características del sonido medido. La tecnología descrita puede entonces ajustar las características del sonido aumentando o disminuyendo la amplitud de las ondas sonoras en las frecuencias de base.
En algunos ejemplos no cubiertos por la invención reivindicada, la tecnología descrita puede generar o simular sonidos en respuesta al funcionamiento de un motor eléctrico por parte del usuario. Por ejemplo, la tecnología reivindicada puede ajustar el sonido del motor eléctrico para que suene como un supercoche, un automóvil deportivo, un tren, un camión, otros tipos de vehículos o dispositivos, etc., cuando el usuario opera el motor eléctrico.
En algunos ejemplos no cubiertos por la invención reivindicada, la tecnología descrita permite que un usuario personalice los sonidos de un motor eléctrico y, en consecuencia, mejora la experiencia del usuario y la diversión de la operación. Por ejemplo, un usuario puede hacer que un motor eléctrico suene como el zumbido de una nave espacial (por ejemplo, para simular algo del futuro). Mediante esta disposición, la tecnología descrita puede mejorar la experiencia del usuario cuando opera el motor eléctrico. En algunas formas de realización cubiertas por la invención reivindicada, la tecnología descrita puede generar sonidos simulados correspondientes a la acción del usuario. En dichas formas de realización, cuando el usuario solicita al motor eléctrico que aumente su potencia de salida, la tecnología reivindicada puede, en consecuencia, aumentar el volumen de los sonidos simulados.
En algunas formas de realización cubiertas por la invención reivindicada, el sonido de un motor eléctrico u otros dispositivos puede medirse, analizarse y a continuación reproducirse en "tiempo real". En dichas formas de realización, por ejemplo, la tecnología descrita puede medir/analizar primero el sonido de un motor eléctrico y a continuación generar sonidos simulados dentro de un corto período de tiempo. En algunas formas de realización, la tecnología reivindicada puede monitorear constante o periódicamente el sonido de un motor eléctrico y ajustar los sonidos simulados en consecuencia.
En algunas formas de realización cubiertas por la invención reivindicada, la presente descripción se puede implementar como un método para reproducir señales de audio asociadas con un vehículo eléctrico. El método puede incluir, por ejemplo, (1) determinar la velocidad del vehículo eléctrico; (2) recibir, desde una memoria, una pluralidad de características de frecuencia de sonido correspondientes a la velocidad determinada del vehículo eléctrico; (3) generar un segmento de señal de audio correspondiente a las características de frecuencia de sonido recibidas; y (4) reproducir el segmento de señal de audio por medio de un altavoz del vehículo eléctrico. Las características de frecuencia del sonido pueden incluir una pluralidad de segmentos, y cada uno de los segmentos puede incluir una amplitud de varias características de frecuencia en un sonido producido por un conjunto de tren motriz en un intervalo de velocidad.
En algunas formas de realización cubiertas por la invención reivindicada, la presente descripción puede implementarse como un vehículo eléctrico. El vehículo eléctrico puede incluir, por ejemplo, (1) un procesador; (2) conjunto del tren motriz acoplado al procesador; (3) una memoria acoplada al procesador y configurada para almacenar una pluralidad de características de frecuencia de sonido correspondientes al vehículo eléctrico; y (4) un altavoz configurado para reproducir el segmento de la señal de audio. Las características de frecuencia del sonido pueden incluir una pluralidad de segmentos, y cada uno de los segmentos puede incluir una amplitud de un número de características de frecuencia en un sonido producido por el conjunto del tren motriz en un intervalo de velocidad. El procesador está configurado para generar un segmento de señal de audio en función de la velocidad de desplazamiento del vehículo eléctrico y las características de frecuencia del sonido.
En algunos ejemplos no cubiertos por la invención reivindicada, la presente descripción puede implementarse como un sistema (por ejemplo, un sistema de alerta acústica de vehículos o sistemas audibles de vehículos que se aproximan, abreviados como AVAS) que puede generar sonido de vehículos para peatones (VSP). En dichas formas de realización, el sistema puede generar sonidos en base a las características de un conjunto de tren motriz de un vehículo eléctrico cuando el vehículo eléctrico está en funcionamiento. El sistema puede mejorar la seguridad de los peatones al notificar a los peatones la existencia del vehículo eléctrico.
Los aparatos, sistemas y métodos de acuerdo con las formas de realización de la presente tecnología se describen en las reivindicaciones adjuntas.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La Figura 1 es un diagrama de bloques que ilustra un sistema configurado de acuerdo con una forma de realización representativa cubierta por la invención reivindicada, de la tecnología descrita.
Las Figuras 2A y 2B son diagramas esquemáticos que ilustran las características de frecuencia analizadas en un intervalo de muestreo de acuerdo con ejemplos representativos, no cubiertos por la invención reivindicada, de la tecnología descrita.
La Figura 3 es un diagrama esquemático que ilustra las características de frecuencia generadas en un intervalo objetivo de acuerdo con ejemplos representativos, no cubiertos por la invención reivindicada, de la tecnología descrita.
La Figura 4 es un diagrama esquemático que ilustra una forma de onda sintetizada basada en características de frecuencia generadas de acuerdo con ejemplos representativos, no cubiertos por la invención reivindicada, de la tecnología descrita.
La Figura 5 es un diagrama esquemático que ilustra una forma de onda sintetizada ajustada de acuerdo con ejemplos representativos, no cubiertos por la invención reivindicada, de la tecnología descrita.
La Figura 6 es un diagrama esquemático que ilustra segmentos de la forma de onda sintetizada ajustada descrita en la Figura 5.
Las Figuras 7, 8 y 9 son diagramas esquemáticos que ilustran métodos para reproducir los segmentos descritos en la Figura 6 y cubiertos por la invención reivindicada.
Las Figuras 10 y 11 son diagramas de flujo que ilustran un ejemplo no cubierto por la invención reivindicada (Fig. 10) y una forma de realización cubierta por la invención reivindicada (Fig. 11), de acuerdo con la presente tecnología.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
La Figura 1 es un diagrama de bloques que ilustra un sistema 100 configurado de acuerdo con formas de realización representativas de la tecnología descrita. En algunas formas de realización, el sistema 100 puede ser un vehículo eléctrico, como por ejemplo un scooter eléctrico, o un sistema que está acoplado y conectado a un vehículo eléctrico. El sistema 100 incluye un procesador 101, una memoria 103 acoplada al procesador 101, un motor eléctrico 105 (o un conjunto de tren motriz que tiene un motor eléctrico y otros elementos/dispositivos de transmisión como por ejemplo una correa, una cadena, un juego de engranajes, etc.) configurado para mover el sistema 100, una batería 107 configurada para alimentar el motor eléctrico 105, uno o más sensores 109 y un componente de comunicación 115. El procesador 101 puede controlar otros componentes en el sistema 100. La memoria 103 puede almacenar instrucciones, señales u otra información asociada con el sistema 100. La batería 107 proporciona energía al motor eléctrico 105 de manera que el motor eléctrico 105 puede mover el sistema 100. Los sensores 109 están configurados para medir y/o monitorear los componentes y las características operativas del sistema 100. En algunas formas de realización, los sensores 109 pueden incluir un sensor de audio, un sensor de presión de fluido, un sensor de temperatura, un sensor de velocidad, un sensor de ubicación, un giroscopio, un sensor de par de torsión, etc. El componente de comunicación 115 está configurado para comunicarse con otros dispositivos o sistemas (por ejemplo, un teléfono inteligente de un usuario, un servidor que proporciona servicios al sistema 100, una estación/quiosco de intercambio de baterías, un vehículo, etc.) a través de una o más conexiones inalámbricas, por ejemplo, red de área amplia (WAN), red de área local (LAN) o red de área personal (PAN).
El sistema incluye además una memoria de sonido 111 configurada para almacenar señales de audio digital o información de sonido asociada con el sistema 100, un componente de procesamiento de sonido 113 configurado para ajustar los sonidos asociados con el sistema 100 y un altavoz 117 configurado para reproducir los sonidos o señales de audio asociadas con el sistema 100 a un operador 10, un peatón 11 y/o un conductor/pasajero de un vehículo 12. En algunas formas de realización, el altavoz 117 se puede colocar para reproducir los sonidos en una dirección particular (por ejemplo, una dirección de desplazamiento del sistema 100).
En algunas formas de realización, el sensor 109 incluye un velocímetro (o sensor GPS) que detecta la velocidad del sistema 100. La velocidad medida se transmite al procesador 101 que está programado para recuperar un fragmento de sonido (por ejemplo, un archivo de audio digital) almacenado en la memoria 103 o la memoria de sonido 111 que está asociado con la velocidad y proporciona el segmento de sonido para el componente de procesamiento de sonido. 113 que acondiciona el segmento de sonido para su reproducción a través del altavoz 117. Tal como se describirá con más detalle a continuación, dependiendo de la potencia informática a bordo del sistema 100, los sonidos sintetizados del vehículo (es decir, el segmento/fragmento de sonido) pueden precargarse en la memoria de sonido 111 a partir de un análisis realizado en un laboratorio remoto o calculado/determinado por el equipo de procesamiento en el propio sistema.
Con el fin de producir un segmento de sonido/archivo de sonido (por ejemplo, un archivo de audio digital ".wav") que representa el sonido del sistema 100 en su intervalo de velocidad operativa, los sonidos reales del sistema se graban en un intervalo de velocidad en el que pueden ser escuchados. En una forma de realización, los sonidos se graban en un intervalo de velocidad (por ejemplo, un intervalo de velocidad de 15 a 30 KPH) en el que el sistema 100 genera señales audibles significativas que pueden detectarse con un micrófono. En algunas formas de realización, el intervalo de muestreo puede ser un intervalo operativo del motor eléctrico 105 (por ejemplo, 1000-3000 RPM).
Los sonidos del sistema 100 sobre el intervalo de muestreo se almacenan en una memoria digital y se analizan en el dominio de la frecuencia para identificar las frecuencias dominantes del motor y los armónicos que dan al motor su sonido característico. Estos componentes de frecuencia normalmente variarán en amplitud dependiendo de la velocidad del vehículo. Por ejemplo, tal como se muestra en la Figura 2A, la frecuencia de base o fundamental del motor que funciona a 30 KPH se mide a aproximadamente 233 Hz, con octavas significativas (es decir, sobretonos) medidas a 466, 932, 1864 y 3729 Hz. Los armónicos parciales también se detectan a 622, 739, 830, 1108, 1661, 2217, 2489, 2960 y 3322 Hz. En otras formas de realización, el sonido del motor se puede medir en varios conjuntos de frecuencias de base, dependiendo de factores como por ejemplo las características del motor.
A medida que disminuye la velocidad o RPM, la frecuencia de estas señales detectadas disminuye. La frecuencia de estos componentes detectados frente a la velocidad del vehículo (o RPM del motor) se traza para producir una serie de curvas tal como se muestra en la Figura 2A y la Figura 3. En función de los gráficos de características de frecuencia identificados, las curvas se analizan para predecir cuáles serían los componentes de frecuencia en un intervalo en que los sonidos generados por el sistema son generalmente inaudibles durante el uso en el mundo real (por ejemplo, en la calle). Por ejemplo, el intervalo objetivo de los sonidos predichos se puede determinar para un intervalo de velocidad en el que opera el sistema 100 (por ejemplo, desde 0 hasta el máximo de KPH).
En algunas formas de realización, los gráficos de frecuencia frente a velocidad se analizan mediante métodos de ajuste de curvas (por ejemplo, interpolación, splines, ajuste polinomial, etc.) para predecir cuáles serían los componentes de frecuencia del motor y sus armónicos y sobretonos a velocidades en las que los sonidos son inaudibles durante el uso. Una vez que se ajustan las curvas para todo el intervalo de velocidades del sistema 100, se crea un archivo de sonido como por ejemplo un archivo de ondas para todo el intervalo de velocidades. Dicho archivo puede ser relativamente corto para que pueda almacenarse en una memoria económicamente asequible del sistema 100. Este archivo de ondas sintetizadas se puede usar con el fin de generar sonidos para que los reproduzca el altavoz 117.
En algunas formas de realización, el componente de procesamiento de sonido 113 puede ajustar aun más el conjunto de señales de audio sintetizadas para experiencias de usuario personalizadas. Por ejemplo, el componente de procesamiento de sonido 113 puede "aparecer gradualmente" el conjunto de señales de audio sintetizadas con una función parabólica y/o "hacer un fundido" de las mismas mediante una función lineal (véase, por ejemplo, la Figura 5).
En algunas formas de realización, el archivo de sonido se divide en múltiples segmentos. Por ejemplo, cada uno de los múltiples segmentos puede corresponder a un intervalo de velocidad particular (por ejemplo, un KPH). Los segmentos pueden generarse y almacenarse en la memoria de sonido 111 para su uso posterior. Por ejemplo, el procesador 101 se puede programar para reproducir los segmentos almacenados correspondientes a la velocidad de desplazamiento actual del sistema 100.
En algunas formas de realización, los segmentos almacenados se pueden reproducir en una dirección o modo hacia adelante o hacia atrás para proporcionar un sonido natural al usuario. En algunas formas de realización, la dirección en la que se reproducen los segmentos almacenados se determina de acuerdo con un cambio de la velocidad de desplazamiento (por ejemplo, aceleración o desaceleración). Los detalles de dichas formas de realización se analizan a continuación con referencia a las Figuras 7-9.
En algunas formas de realización, la creación del archivo de sonido (es decir, el segmento/fragmento de la señal de sonido) que representa el sonido del sistema 100 (por ejemplo, un vehículo) se realiza en un laboratorio basándose en grabaciones del vehículo. A continuación, el archivo de sonido se almacena en el vehículo en el momento de la fabricación. En otras formas de realización, el archivo de sonido del vehículo puede incluirse en las actualizaciones de software de un vehículo existente a través de una conexión por cable o inalámbrica (por ejemplo, a través de un teléfono inteligente conectado al vehículo). En todavía otras formas de realización, dependiendo de la potencia de procesamiento (por ejemplo, la potencia de procesamiento del procesador 101 representado en la FIG. 1) disponible en el vehículo, el archivo de sonido puede generarse en el propio vehículo. Por ejemplo, el vehículo puede incluir un micrófono colocado para detectar los sonidos creados cuando se indica al usuario que conduzca a ciertas velocidades. Los sonidos se graban, se almacenan en la memoria y se analizan mediante un procesador de señales a bordo del vehículo para producir el archivo de sonido de manera similar a la que se realiza en el laboratorio. Los segmentos generados se pueden almacenar entonces en la memoria de sonido 111. El altavoz 117 puede entonces reproducir estos segmentos de las formas descritas anteriormente. En algunas formas de realización, los segmentos se pueden almacenar como firmware del sistema 100.
Las Figuras 2A y 2B son diagramas esquemáticos que ilustran las características de frecuencia analizadas en un intervalo de muestreo de acuerdo con formas de realización representativas de la tecnología descrita. En la Figura 2A, se identifican tres categorías diferentes de frecuencias en un intervalo de muestreo de velocidades de 15 a 30 KPH.
Las frecuencias más destacadas se pueden identificar como una frecuencia de base y sus sobretonos y armónicos parciales. También pueden identificarse componentes de alta frecuencia, pero en una forma de realización se ignoran estas señales de alta frecuencia. En las formas de realización ilustradas, la frecuencia de base es la frecuencia más prominente en el intervalo de muestreo (por ejemplo, la que tiene la mayor amplitud entre las ondas de audio en todas las frecuencias). Tal como se muestra en la Figura 2A, la frecuencia de base es de aproximadamente 233 hercios a 30 KPH.
La categoría de "sobretonos" se refiere a las ondas de audio que pueden formar sobretonos de la frecuencia de base (por ejemplo, cualquier oscilación cuya frecuencia sea un múltiplo entero de la frecuencia de base, excluida la frecuencia de base). En las formas de realización ilustradas, los "sobretonos" pueden oscilar entre aproximadamente 466 y 3729 hercios.
La categoría de "armónicos parciales" se refiere a las ondas de audio que pueden formar armónicos de la frecuencia de base (por ejemplo, cualquier oscilación cuya frecuencia sea un múltiplo entero de la frecuencia de base, incluida la frecuencia de base). En las formas de realización ilustradas, los "armónicos parciales" pueden oscilar entre aproximadamente 622 y 3322 hercios.
Tal como se muestra en la Figura 2A, las características de frecuencia se trazan o analizan como curvas de características de frecuencia. Las características de frecuencia identificadas que se muestran en la Figura 2A se utilizan para generar características de frecuencia en un intervalo de velocidades en las que el vehículo es generalmente inaudible. Al hacerlo, las características de frecuencia generadas en el intervalo objetivo pueden "preservar" las principales características de una fuente de sonido original (por ejemplo, el motor eléctrico 105). En consecuencia, las características de frecuencia generadas pueden utilizarse para simular el sonido generado por la fuente de sonido original.
La Figura 3 es un diagrama esquemático que ilustra las características de frecuencia generadas en un intervalo objetivo de acuerdo con formas de realización representativas de la tecnología descrita. En las formas de realización ilustradas, el intervalo objetivo es un intervalo de velocidad de cero a 30 KPH. Tal como se muestra, las características de frecuencia generadas están en forma de curvas de característica de frecuencia. Las curvas que se muestran en la Figura 3 se pueden generar a partir de las curvas que se muestran en la Figura 2A mediante extrapolación, interpolación, ajuste de curvas y/u otros algoritmos adecuados. En algunas formas de realización, las características de frecuencia generadas pueden formarse en base a un estudio empírico (por ejemplo, un estudio basado en las experiencias del usuario). Tal como se muestra, las curvas generadas en la Figura 3 cubren un intervalo (por ejemplo, 0-30 KPH) mayor que las curvas de la Figura 2A (por ejemplo, 15-30 KPH). Como resultado, las curvas generadas en la Figura 3 se pueden utilizar para crear sonidos que "suenen como" la fuente de sonido original (por ejemplo, el sonido del conjunto del tren motriz del vehículo con el sistema 100 integrado) en un intervalo objetivo mayor que el intervalo de muestreo.
Una vez que se determinan las curvas de frecuencia en función de la velocidad para todas las velocidades operativas previstas del vehículo, se genera el archivo de sonido. En función de la fidelidad requerida, el altavoz que se utilizará y otros factores de ingeniería de audio, el archivo de sonido puede ser bastante corto. En una forma de realización, un archivo de sonido de 1,8 segundos resulta suficiente para representar el sonido de un scooter eléctrico en intervalos de velocidad de 0 a 30 KPH. El archivo de sonido reproduce la frecuencia de los diferentes componentes de frecuencia a cada velocidad.
La Figura 4 es un diagrama esquemático que ilustra una forma de onda sintetizada basada en características de frecuencia generadas de acuerdo con formas de realización representativas de la tecnología descrita. La forma de onda sintetizada se puede crear sintetizando o combinando ondas de audio de múltiples categorías de frecuencia (por ejemplo, las categorías de "frecuencia de base", "sobretonos" y "armónicos parciales" descritas anteriormente).
En las formas de realización ilustradas, la forma de onda sintetizada se crea combinando las ondas de las categorías de "sobretonos" y "armónicos parciales" con la misma ponderación (por ejemplo, la mitad por categoría) de amplitud. En otras formas de realización, la forma de onda sintetizada se puede crear mediante diferentes combinaciones de categorías con varias proporciones, dependiendo de múltiples factores, como por ejemplo proporcionar diferentes temas de audio a los usuarios.
La Figura 5 es un diagrama esquemático que ilustra una forma de onda sintetizada ajustada de acuerdo con formas de realización representativas de la tecnología descrita. En algunas formas de realización, la forma de onda sintetizada en la Figura 4 se puede ajustar aún más a medida que se reproduce. La amplitud de la envolvente de la forma de onda sintetizada correspondería al volumen del altavoz al reproducir las señales de audio. En las formas de realización ilustradas, la forma de onda sintetizada se puede ajustar mediante un "fundido" basado en una función parabólica en un primer intervalo de velocidad de 0 a 14 KPH, una respuesta plana de aproximadamente 14,5 - 23,5 KPH y una reducción lineal en la amplitud de la forma de onda de 23,5 -30 km/h. Esto puede crear, por ejemplo, un vehículo con sonido natural que imite cómo aumenta el sonido del vehículo al aumentar la velocidad y a continuación reduce la contribución del sonido sintetizado a medida que se escuchan los sonidos reales del vehículo. La forma de onda incremental proporciona un sonido claro a los usuarios o transeúntes. En un segundo intervalo de velocidad (por ejemplo, de 14,5 a 23,5 KPH), la forma de onda sintetizada se puede reproducir a todo volumen. En un tercer intervalo de velocidad (por ejemplo, de 23,5 a 30 KPH), la forma de onda sintetizada se puede ajustar mediante un “fundido" basado en una función lineal a medida que el sonido natural del vehículo aumenta con la velocidad. Por lo tanto, para proporcionar una experiencia de usuario de audio suave y natural, la tecnología actual puede realizar un “fundido” de la forma de onda en el tercer intervalo de velocidad. En otras formas de realización, la forma de onda sintetizada se puede ajustar mediante otras funciones adecuadas. Los intervalos de los intervalos de velocidad primero, segundo y tercero pueden variar de acuerdo con el volumen del sonido producido por el propio vehículo. Por ejemplo, un vehículo con un conjunto de tren motriz más silencioso puede producir un sonido lo suficientemente fuerte como para que el peatón lo perciba solo cuando la velocidad de este vehículo supera los 60 km/h, entonces el primer, segundo y tercer intervalo de velocidad podrían configurarse como 0-20 km/h. 20-40KPH y 40-60KPH.
La Figura 6 es un diagrama esquemático que ilustra segmentos de la forma de onda sintetizada ajustada descrita en la Figura 5. La forma de onda sintetizada se puede dividir en varios segmentos de señal de audio. En una forma de realización, cada diferencia de velocidad de 1 KPH está asociada con un segmento de 60 milisegundos del archivo de audio. Tal como se muestra, la forma de onda sintetizada se divide en segmentos según la velocidad de desplazamiento de un sistema o un vehículo eléctrico (por ejemplo, un segmento por unidad de velocidad). Los segmentos correspondientes a la velocidad detectada del vehículo se reproducen a través del altavoz del vehículo.
Las Figuras 7, 8 y 9 son diagramas esquemáticos que ilustran métodos para reproducir los segmentos descritos en la Figura 6. La presente tecnología puede reproducir los segmentos en una dirección o manera normal (por ejemplo, hacia adelante) o en una dirección o manera inversa, dependiendo de la velocidad del vehículo.
En una forma de realización, la velocidad del vehículo se detecta al mismo ritmo que la longitud del archivo de audio, por ejemplo, cada 60 milisegundos. Si la velocidad del vehículo aumenta, los segmentos de audio correspondientes se reproducen en la dirección de avance. Si se detecta que la velocidad del vehículo está disminuyendo, los segmentos de audio correspondientes se reproducen en la dirección inversa. En una forma de realización, con el fin de evitar una discontinuidad de audio apreciable cuando el vehículo mantiene una velocidad constante, los segmentos de audio se reproducen hacia adelante y hacia atrás o viceversa.
En las formas de realización que se muestran en la Figura 8, cuando el vehículo eléctrico viaja a la misma velocidad, el segmento de audio se reproduce primero en la dirección de avance y a continuación en la dirección opuesta (por ejemplo, en la dirección de retroceso). A continuación, el proceso se repite mientras el vehículo mantenga la misma velocidad. Esta disposición proporciona una forma de onda suave (por ejemplo, en comparación con reproducir el segmento de principio a fin y a continuación comenzar de nuevo desde el principio, tal como se muestra en la Figura 7).
En algunas formas de realización, cuando el vehículo eléctrico está acelerando, todos los segmentos se reproducen en forma normal (por ejemplo, en la Figura 9, la velocidad acelera de 24 a 26 KPH y el segmento de 24 KPH se reproduce en la dirección de avance comenzando desde el principio) seguido por el segmento de 25 KPH en la dirección de avance, etc.). En algunas formas de realización, cuando el vehículo eléctrico está desacelerando, el siguiente segmento se reproduce en forma inversa (por ejemplo, en la Figura 9, la velocidad se desacelera de 26 a 24 KPH y el segmento de 26 KPH se reproduce en la dirección inversa seguido de la reproducción del segmento de 25 KPH en la dirección inversa, etc.). Mediante esta disposición, la presente tecnología puede reproducir la forma de onda general de una manera suave y continua, lo que mejora la experiencia del usuario.
La Figura 10 es un diagrama de flujo que muestra un método 1000 para generar señales de audio asociadas con un motor eléctrico de un vehículo eléctrico (por ejemplo, para simular sonidos cuando opera el motor eléctrico). En algunas formas de realización, el método 1000 puede implementarse en un sistema (por ejemplo, el sistema 100) de la presente descripción. En algunas formas de realización, el método 1000 se puede implementar en un vehículo eléctrico. En algunas formas de realización, el método 1000 puede utilizarse para configurar un sistema de sonido del vehículo. Por ejemplo, el sistema de sonido del vehículo puede incluir un procesador y una memoria/almacenamiento de sonido acoplados al procesador. En dichas formas de realización, el método 1000 puede generar segmentos de audio basados en análisis (por ejemplo, formas de realización descritas en el presente documento con referencia a las Figuras 1-2B) y almacenar los segmentos de audio en la memoria de sonido. Una vez hecho esto, los segmentos de audio almacenados en la memoria de sonido se pueden utilizar fácilmente (por ejemplo, para que los reproduzca un altavoz asociado con el sistema de sonido del vehículo).
Tal como se muestra en la Figura 10, el método 1000 se establece en el bloque 1001 mediante el análisis de un primer conjunto de información de audio asociado con el motor eléctrico para identificar múltiples características de frecuencia de la información de audio en un primer intervalo. En algunas formas de realización, el primer conjunto de información de audio puede medirse mediante un sensor de audio (por ejemplo, un micrófono). En algunas formas de realización, las múltiples características de frecuencia incluyen ondas de audio en varias frecuencias (por ejemplo, las formas de realización descritas anteriormente con referencia a las Figuras 2A y 2B). En algunas formas de realización, el primer intervalo puede ser un intervalo de muestreo (por ejemplo, un intervalo de muestreo decidido por la velocidad del vehículo o por la velocidad del motor). En algunas formas de realización, las múltiples características de frecuencia pueden estar en forma de curvas/líneas de características de frecuencia. En algunas formas de realización, las múltiples características de frecuencia pueden incluir una amplitud de una frecuencia de base, sobretonos y armónicos frente a la velocidad del vehículo. En algunas formas de realización, las múltiples características de frecuencia pueden incluir frecuencias altas que van desde alrededor de 9460 a 10540 hercios, frecuencias armónicas que van desde alrededor de 466 a 3729 hercios, frecuencias armónicas que van desde alrededor de 622 a 3322 hercios, y una frecuencia de base de alrededor de 233 hercios. En algunas formas de realización, las múltiples características de frecuencia se pueden determinar al menos en función del carácter de un altavoz del vehículo eléctrico (por ejemplo, de manera que los segmentos de audio correspondientes puedan reproducirse de forma óptima por ese altavoz).
En el bloque 1003, el método 1000 continúa generando un conjunto correspondiente de características de frecuencia en un segundo intervalo, en base a las múltiples características de frecuencia identificadas en el primer intervalo. En algunas formas de realización, el segundo intervalo puede ser un intervalo de velocidad del vehículo (por ejemplo, 0-30 KPH) mayor que el primer intervalo (por ejemplo, 15-30 KPH). En el bloque 1005, el método 1000 continúa generando un conjunto de segmentos de señales de audio asociados con diferentes velocidades del vehículo en el segundo intervalo. En algunas formas de realización, los segmentos de señal de audio pueden ser el segmento (por ejemplo, un conjunto de ondas de audio correspondientes a un intervalo de velocidad del vehículo) descrito anteriormente con referencia a la Figura 6. A continuación, en el bloque 1005, el método 1000 almacena el conjunto de segmentos de señal de audio en una memoria de sonido. La memoria de sonido está acoplada a un procesador del motor eléctrico. El procesador está configurado para controlar o comunicarse con el motor eléctrico. En algunas formas de realización, el procesador puede ser una unidad de control del motor. Una vez que los segmentos de la señal de audio se almacenan en la memoria de sonido, se pueden reproducir fácilmente (por ejemplo, para simular los sonidos del motor eléctrico) cuando un operador opera el vehículo eléctrico.
En algunas formas de realización, el método 1000 puede incluir además (1) determinar el primer intervalo a medir; y (2) operar el motor eléctrico en el primer intervalo. El primer intervalo puede corresponder a un primer intervalo de velocidad del vehículo entre una primera velocidad (por ejemplo, 15 KPH) del vehículo eléctrico y una segunda velocidad (por ejemplo, 30 KPH) del vehículo eléctrico. El método 1000 también puede incluir (1) medir señales de audio generadas por el motor eléctrico cuando el motor eléctrico está funcionando en el primer intervalo; y (2) identificar las múltiples características de frecuencia en base a las señales de audio medidas. En algunas formas de realización, el segundo intervalo puede corresponder a un segundo intervalo de velocidad del vehículo entre una tercera velocidad (por ejemplo, 0 KPH) del vehículo eléctrico y la segunda velocidad (por ejemplo, 30 KPH) del vehículo eléctrico.
En algunas formas de realización, el método 1000 puede incluir el ajuste del conjunto correspondiente de características de frecuencia en el segundo intervalo fundiendo el conjunto correspondiente de características de frecuencia en un intervalo de "aparición gradual" o un intervalo de "fundido". Las formas de realización relativas a estas características de "aparición gradual" y "fundido" se analizan anteriormente con referencia al componente de procesamiento de sonido 113 y la Figura 5.
La Figura 11 es un diagrama de flujo que muestra un método 1100 para reproducir señales de audio asociadas con un vehículo eléctrico (por ejemplo, para simular los sonidos del conjunto del tren motriz, específicamente, el motor eléctrico). En algunas formas de realización, el método 1100 se implementa en un sistema (por ejemplo, el sistema 100) de la presente descripción. En algunas formas de realización, el método 1100 se implementa en un vehículo eléctrico. En algunas formas de realización, el método 1100 se usa para configurar un sistema de sonido del vehículo. Por ejemplo, el sistema de sonido del vehículo incluye un procesador y una memoria/almacenamiento de sonido acoplados al procesador. En dichas formas de realización, el método 1100 reproduce segmentos de audio almacenados previamente por un altavoz asociado con el sistema de sonido del vehículo.
En el bloque 1101, el método 1100 comienza determinando la velocidad del vehículo eléctrico. En algunas formas de realización, esto se puede hacer mediante un sensor de velocidad o un velocímetro. En el bloque 1103, el método 1100 continúa recibiendo, desde una memoria (por ejemplo, la memoria de sonido descrita en el presente documento), un segmento de señal de audio correspondiente a la velocidad determinada del vehículo. El segmento de audio se genera a partir de una pluralidad de características de frecuencia de sonido correspondientes a la velocidad determinada del vehículo eléctrico. Específicamente, el segmento de señal de audio se genera a partir de una pluralidad de características de frecuencia de sonido, y las características de frecuencia de sonido corresponden a un sonido producido por un conjunto de tren motriz en un intervalo de velocidad. En algunas formas de realización, las características de frecuencia de sonido incluyen una pluralidad de segmentos, y cada uno de los segmentos incluye una amplitud de varias características de frecuencia en un sonido producido por el motor eléctrico en función de la velocidad del motor eléctrico en un intervalo de velocidad (por ejemplo, un intervalo de velocidad a la que el vehículo eléctrico puede viajar). La producción de los segmentos de la señal de audio podría referirse a la forma de realización descrita en la Figura 1-4. En el bloque 1105, el método 1100 reproduce entonces el segmento de señal de audio correspondiente a las características de frecuencia de sonido recibidas por un altavoz del vehículo eléctrico.
En algunas formas de realización, el método 1100 ajusta una amplitud del segmento de la señal de audio en función de la velocidad determinada del vehículo eléctrico. En otras palabras, el altavoz reproduce diferentes segmentos de audio a diferentes velocidades del vehículo. Por ejemplo, tal como se describe en la forma de realización correspondiente a la Figura 5, mientras que la velocidad del vehículo eléctrico aumenta desde el primer intervalo de velocidad, al segundo intervalo de velocidad y al tercer intervalo de velocidad, no solo el altavoz reproduce diferentes segmentos de audio que corresponden a diferentes velocidades del vehículo, sino también el volumen/amplitud del altavoz que se ajusta desde un aumento gradual (por ejemplo, entrada gradual basada en la función parabólica), volumen total y a continuación disminución (por ejemplo, “fundido” basado en la función lineal), y viceversa. En algunas formas de realización, el método 1100 puede reproducir los segmentos de audio de varias formas. Por ejemplo, en algunas formas de realización, el método 1100 puede reproducir un segmento de audio en las direcciones de avance/retroceso. En algunas formas de realización, cuando el vehículo eléctrico está acelerando, el método 1100 reproduce los segmentos hacia adelante. En algunas formas de realización, cuando el vehículo eléctrico está desacelerando, el método 1100 reproduce los segmentos de manera inversa. En algunas formas de realización, cuando la velocidad del vehículo eléctrico es generalmente (por ejemplo, más o menos 10%) la misma, el método 1100 reproduce repetidamente un segmento en las direcciones de avance y retroceso. Las formas de realización relacionadas con la reproducción de segmentos de audio en las direcciones de avance/retroceso se analizan en detalle anteriormente con referencia a las Figuras 7­ 9.
En algunas formas de realización, los segmentos de audio se almacenan en una memoria o almacenamiento de sonido. Cuando el sistema quiere reproducir un segmento de audio, el sistema accede a la memoria de sonido para recuperar ese segmento de audio. En algunas formas de realización, el sistema recupera múltiples segmentos de audio (por ejemplo, los que se reproducen con mayor frecuencia) y a continuación los almacena en una memoria caché acoplada a un procesador o dentro de él, de modo que estos segmentos de audio se pueden reproducir de manera rápida y efectiva.

Claims (5)

REIVINDICACIONES
1. Un método (1100) para reproducir señales de audio asociadas con un vehículo eléctrico (12), en que el método (1100) comprende:
determinar (1101) una velocidad del vehículo eléctrico (12);
recibir (1103), desde una memoria (103), un segmento de señal de audio correspondiente a la velocidad determinada del vehículo (12), en que el segmento de señal de audio se genera a partir de una pluralidad de características de frecuencia de sonido, y en que las características de frecuencia de sonido corresponden a un sonido producido por un conjunto de tren motriz; y
reproducir (1105) el segmento de audio por medio de un altavoz del vehículo eléctrico (12); en que la velocidad del vehículo eléctrico (12) es una primera velocidad de desplazamiento en un primer momento, en que el segmento de la señal de audio es un primer segmento de la señal de audio, y en que el método (1100) comprende además:
determinar una segunda velocidad de desplazamiento del vehículo eléctrico (12) en un segundo momento;
generar un segundo segmento de señal de audio en base a las características de frecuencia de sonido recibidas; y
reproducir el segundo segmento de señal de audio por el altavoz del vehículo eléctrico (12);
en que el método comprende además:
reproducir los segmentos dependiendo del cambio de velocidad de desplazamiento del vehículo, en que la velocidad del vehículo se detecta al mismo ritmo que la longitud del archivo de audio y en que cuando la primera velocidad de desplazamiento es inferior a la segunda velocidad de desplazamiento y la velocidad del vehículo está aumentando, se reproducen los segmentos primero y segundo hacia adelante;
cuando la primera velocidad de desplazamiento es mayor que la segunda velocidad de desplazamiento y la velocidad del vehículo está disminuyendo, se reproducen los segmentos primero y segundo de manera inversa; y
cuando el vehículo eléctrico viaja a la misma velocidad, el segmento de audio se reproduce, repetidamente, primero hacia adelante y a continuación hacia atrás;
en que el método comprende además:
recibir, desde la memoria (103), una pluralidad de características de frecuencia de sonido correspondientes a la velocidad determinada del vehículo eléctrico (12), en que las características de frecuencia de sonido incluyen una pluralidad de segmentos, y en que cada uno de los segmentos incluye una amplitud de un número de características de frecuencia en el sonido producido por el conjunto del tren motriz en el intervalo de velocidad; y generar el segmento de señal de audio correspondiente a las características de frecuencia de sonido recibidas; ajustar una amplitud del segmento de la señal de audio en base a la velocidad determinada del vehículo eléctrico (12);
aumentar el volumen del altavoz cuando se determina que la velocidad del vehículo eléctrico está aumentando en un primer intervalo de velocidad;
configurar el volumen del altavoz a todo volumen cuando se determina que la velocidad del vehículo está en un segundo intervalo de velocidad; y
disminuir el volumen del altavoz cuando se determina que la velocidad del vehículo eléctrico está aumentando en un tercer intervalo de velocidad.
2. El método (1100) de la reivindicación 1, en que el conjunto de tren motriz incluye un motor eléctrico.
3. Un vehículo eléctrico (12), que comprende:
un procesador (101) configurado para ejecutar un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores;
un conjunto de tren motriz acoplado al procesador (101);
una memoria (103), acoplada al procesador (101), configurada para almacenar una pluralidad de segmentos de señales de audio, en que cada uno de los segmentos de señales de audio se genera a partir de una pluralidad de características de frecuencia de sonido correspondientes al vehículo eléctrico (12), en que las características de frecuencia de sonido incluyen una pluralidad de segmentos correspondientes a un número de características de frecuencia en un sonido producido por un conjunto de tren motriz; y
un altavoz (117) configurado para reproducir el segmento de señal de audio; en que cada uno de los segmentos incluye una amplitud del número de características de frecuencia en el sonido producido por el conjunto del tren motriz en el intervalo de velocidad.
4. El vehículo eléctrico (12) de la reivindicación 3, en que el conjunto de tren motriz incluye un motor eléctrico (105).
5. El vehículo eléctrico (12) de la reivindicación 3, en que el conjunto de tren motriz incluye un motor eléctrico, una correa de transmisión y un juego de engranajes de transmisión.
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