WO2012143578A1 - Sistema para el reconocimiento de señales sonoras relevantes para la práctica de la conducción de vehículos de automoción - Google Patents

Sistema para el reconocimiento de señales sonoras relevantes para la práctica de la conducción de vehículos de automoción Download PDF

Info

Publication number
WO2012143578A1
WO2012143578A1 PCT/ES2011/000339 ES2011000339W WO2012143578A1 WO 2012143578 A1 WO2012143578 A1 WO 2012143578A1 ES 2011000339 W ES2011000339 W ES 2011000339W WO 2012143578 A1 WO2012143578 A1 WO 2012143578A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sound
reception
relevant
sound signal
driving
Prior art date
Application number
PCT/ES2011/000339
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ignacio Requena Rodriguez
Alfonso Sorribes Quintanilla
Original Assignee
Advantaria, Sl
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Advantaria, Sl filed Critical Advantaria, Sl
Publication of WO2012143578A1 publication Critical patent/WO2012143578A1/es

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/09—Arrangements for giving variable traffic instructions
    • G08G1/0962—Arrangements for giving variable traffic instructions having an indicator mounted inside the vehicle, e.g. giving voice messages
    • G08G1/0965—Arrangements for giving variable traffic instructions having an indicator mounted inside the vehicle, e.g. giving voice messages responding to signals from another vehicle, e.g. emergency vehicle
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/09—Arrangements for giving variable traffic instructions
    • G08G1/095—Traffic lights

Definitions

  • the invention falls within the sector of systems, devices and accessories related to the safety of motor vehicles, in the case where these elements are independent of the engine propulsion system.
  • the present invention relates to a system that allows the driver of a motor vehicle to perceive that the emission of a sound signal relevant to the practice of driving it is occurring in the vicinity of his vehicle.
  • sound signals considered relevant may include the sound emission of a horn, a siren of a vehicle with a passing preference, an audible warning of the vehicle in reverse or even an alert exclamation made by a pedestrian.
  • the mentioned driver receives, in turn, another visual, audible or vibratory signal, or a combination of these, which alerts him, more easily perceptibly, of the reception of said sound signal coming from the exterior of the vehicle and that, inside, it may be being received in an attenuated way.
  • This new warning signal will be transmitted instantaneously after the reception of the external sound signal and will be done in such a way that it does not cause distraction in the work of driving the vehicle.
  • the transmitted sound signal it may consist of a remission with a modified volume and devoid of ambient noise of the received signal, or a modification of another genre of this signal, or a new signal generated specifically for this purpose. .
  • it can be a loudspeaker if it is sound signals (filtered amplification of the received signal or another acoustic signal generated "ex profeso"), on the other hand, it can be light emitters or visual representations on a screen, or It may well be vibration generating devices placed in a contact area such as the steering wheel.
  • this can be done by direct connection to the vehicle's power supply system, by specific photovoltaic panels, or by means of batteries or batteries (disposable or rechargeable).
  • the identification and process element of the relevant sound signal can be connected to other electronic elements of the vehicle (radio, GPS, etc.) in order to attenuate the volume of the possible sounds that may be generated by them during The emission of the warning signal. This can be perform by means of a specific control signal or by reducing the power supply of these devices.
  • phase related to the identification and processing of the signal is considered as the phase that implies the greatest technical difficulty.
  • this processor can be checked, upon receipt of the signal, if the windows of the vehicle are open. In this case, the issuance of a warning can be redundant, since the sound signal will be perceived directly by the driver. It must be taken into account that some on-board computers already have an "open window" control option for the case of vehicle exit and closing, otherwise, it is easy to incorporate said feature by installing sensors in the windows .
  • any relevant sound signal will, in turn, be composed of a combination of sounds, each of which will have characteristic values for the described parameters.
  • any relevant sound signal will, in turn, be composed of a combination of sounds, each of which will have characteristic values for the described parameters.
  • identification of alarm expressions produced by the human voice such as the expression in Spanish '"Beware!, Or the English voice "Careful!”, Among others, it is recommended to use voice recognition program modules already existing and that allow instant identification of these expressions.
  • Figure 1 shows a front view of a car and the location therein of the previous receiving elements.
  • Figure 2 shows a rear view of a car and the location therein of the rear receiving elements.
  • Figure 3 shows a superior scheme of the different elements involved in the emission, reception and processing of an external sound signal of interest.
  • Figure 4 shows a diagram of the different elements that make up the device.
  • Figure 5 shows a view of the instrumentation panel of the car incorporating a warning screen with the relative location of the source of the sound signal.
  • Figure 6 shows a diagram of the relative distances between the source of the sound signal and the receiving elements.
  • Figure 7 shows a diagram where the relative distances of Figure 6 between the sending source and the receiving elements are used for the physical location of the first.
  • Figure 8 shows a side view of the location of the sound warning emitting elements on the dashboard and the back of the driver's seat, as well as the warning screen on the instrument panel.
  • Figure 9 shows a top view of the location of the sound warning emitting elements on the dashboard and the back of the driver's seat, as well as their projection on a vertical cylindrical surface.
  • the sound signal receiving devices are located at the ends of the vehicle bumpers (12).
  • the situation of the same has been decided, on the one hand, for aesthetic reasons, so that they are integrated in the body of the car and are covered with the same material as the rest of the adjacent bumper.
  • the receiving devices maintain the maximum possible distance between them, and that they are located in the same horizontal plane parallel to the ground in order to facilitate the calculation of the location of the sound source.
  • the electronic signal processing and filtering system will proceed to filter, analyze and Discriminate all the sounds received, interrupted, during the running of the vehicle.
  • the electronic filters (15 ) transmit these characteristics to the processor for the comparison of the signals received at each point (16).
  • This comparison is made automatically by minimum displacements in the temporal axis (typically less than 3 hundredths of a second) between the signals perceived in the different receivers and that have been identified as coming from a signal of interest, as well as by a rescaling of the intensity to take into account the different values of this magnitude received at each receiving point.
  • the calculation of the physical location of the source of the relevant sound signal can be done by comparing the intensities received at the different receivers.
  • the intensity of the sound signal will be proportional to the pressure of the wave at that point. That is, a decrease proportional to the inverse of the square of the distance to the source of the sound will follow.
  • Figure 6 shows the distances between the sound source and each of the receiving elements (40, 41, 42 and 43).
  • Figure 7 shows the intersection of the spheres generated with center in each of the receiving elements and whose radius coincides with the distances to the sound source (again 40, 41, 42 and 43). This point of intersection will coincide with the origin of the sound wave.
  • the ratio between the intensities will be similar to the ratio between the inverses of the squares of the distances to the source. Based on this relationship, and knowing the ratio between intensities, the processor can be programmed to identify the location of the focus.
  • warning signal In this preferred embodiment of the invention a sound nature warning is combined accompanied by a reduction in volume by the devices that are emitting sound inside the passenger compartment, and a visual nature warning by means of a graphic representation on the panel of instruments (figure 5).
  • the automatic reduction of the volume of the entertainment devices connected to the control panel of the vehicle, such as the radio or the music player (20) will be regulated by means of the connection interface with it.
  • the received sound signal is filtered to eliminate possible interference from ambient noise and is re-transmitted with a volume adapted to the driver's hearing capacity (around 64 decibels).
  • This volume is modifiable through a regulator (35), which can be modified using the usual selection buttons on the instrument panel.
  • each speaker will emit a different volume in order to reproduce a situation in which the driver is able to perceive the spatial orientation of the origin of the sound.
  • Figures 3, 8 and 9 show the location of the different speakers that will re-transmit the modified sound signal.
  • Three speakers are located on the dashboard of the vehicle (7, 8 and 9) and two others are located on the driver's back (10 and 11).
  • the source is assumed to be located at a point on the described circumference and forming an angle with respect to the horizontal axis of symmetry of the driver's head similar to the angle formed by the symmetry axis of the vehicle with the vector that joins the center of it with the sound source (45). As seen, all angles are considered contained in a horizontal plane.
  • figure 5 shows the installation of the visual element for the notification of the reception of the relevant sound signal.
  • This indicator often consists of an electronic display (31) that shows a superior representation of the vehicle (32), and that, if the vehicle is in motion with one of its doors incorrectly closed, illuminates the affected door.
  • this same upper representation of the vehicle can be used to alert the reception of a relevant sound signal (33 and 34), also placing it at its relative angle (45) with respect to the center of symmetry of the car. It has been found that for a faster assimilation by the driver of the location of said signal, it is advisable to place the silhouette of the vehicle with its longitudinal axis forming 90 ° with the horizontal.
  • FIG 5 on the other hand, in figure 5, six screens (36) are also shown, which will be used to provide other important information such as the distance to the sound source.
  • the fact of using six screens is motivated by the need for the information to appear in the area adjacent to the graphic representation of the sound signal without overlapping it. In this way, the information will be shown only on one screen.
  • the screen in which the information will be displayed will be the one located in the area attached to the representation of the sound signal at any given time.
  • this design includes the presence of six small digital cameras for recording images on the body of the vehicle, four of them located next to receivers 1, 2, 3 and 4, and another two on the sides, at medium height in the gates between doors Rear and front.
  • the six screens (36) located in the instrument panel (30) instead of a graphic representation, the images collected in real time by these cameras are shown simultaneously to the identification of an external signal.
  • the total duration of the process from the reception of an external sound signal of interest to the emission of the different types of warning signals in this case, is also typically less than 3 hundredths of a second.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

La presente invención se refiere a un sistema que permite al conductor de un vehículo (12) percibir que en la proximidad del mismo se está produciendo la emisión de una señal sonora relevante (5) para la práctica de la conducción, tal como la emisión sonora de un claxon (6), una sirena de preferencia de paso, un aviso sonoro de retroceso de otro vehículo o una exclamación de alerta realizada por un viandante, y que, en el interior del vehículo (11), puede estar siendo recibida de modo atenuado. Mediante la utilización de este sistema, el conductor recibe, a su vez, otra señal visual, sonora o vibratoria, o una combinación de éstas (30). Esta nueva señal de aviso será transmitida instantáneamente tras la recepción de la señal sonora externa y se hará de tal modo que no produzca distracción en las labores de conducción.

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema para el reconocimiento de señales sonoras relevantes para la práctica de la conducción de vehículos de automoción
Ámbito de la técnica
La invención se encuadra dentro del sector de sistemas, dispositivos y accesorios relacionados con la seguridad de los vehículos automóviles, en el caso en que estos elementos son independientes del sistema de propulsión motor.
Estado de la técnica
Los sucesivos avances relativos a la mejora del confort en el habitáculo de los vehículos automóviles han venido acompañados por un mayor grado de aislamiento sonoro en su interior. En la actualidad, los sonidos provenientes del exterior o del sistema motor del automóvil quedan atenuados, en gran medida, en el caso habitual de que la totalidad de las puertas, portones o ventanas del vehículo se encuentren completamente cerrados.
A las mejoras relativas al confort de los ocupantes se han ido incorporando, desde hace décadas, otras innovaciones que tienen como objeto la ayuda a la navegación del conductor, el entretenimiento de los pasajeros, u otros. Entre éstos podemos citar como ejemplo la incorporación de dispositivos de localización mediante tecnología GPS, radios, dispositivos de reproducción audiovisual, dispositivos "sin manos" para el uso del teléfono móvil, etc. Por otro lado, las consideraciones relativas a la seguridad de los ocupantes se han transformado en un asunto prioritario, tanto para los cuerpos legislativos, desde un punto de vista normativo, como para los fabricantes de vehículos, desde un punto de vista de la innovación técnica. Entre los mecanismos de seguridad utilizados comúnmente, se encuentra el uso habitual de una bocina o claxon para el aviso mediante la emisión de señales sonoras, de la existencia de una situación de peligro inminente percibida por el conductor de otro vehículo automóvil.
Es, asimismo, habitual la utilización de otras señales de naturaleza sonora para avisar de la presencia en la vía de un vehículo de emergencia con preferencia de paso (sirenas de bomberos, policía, ambulancias, etc), así como para avisar de situaciones de peligro potencial tales como el retroceso de un vehículo industrial con escasa visibilidad trasera. Las situaciones anteriormente descritas entran en conflicto entre si, toda vez que la percepción desde el interior del habitáculo de las señales sonoras emitidas por el claxon de otro vehículo, por una sirena, por el dispositivo de aviso de retroceso u otros, pueden quedar reducidas por el avanzado aislamiento acústico, llegándose a atenuar en varias decenas de decibelios. Este efecto se ve agravado si esta atenuación se combina con la utilización de alguno de los mencionados dispositivos de ayuda a la navegación, comunicación o entretenimiento que son, a su vez, fuente de emisiones sonoras.
De este modo, es posible que, en determinadas situaciones, el conductor de un vehículo no pueda percibir con la suficiente claridad e intensidad alguna de las señales sonoras externas mencionadas, generándose, de este modo, un riesgo para la seguridad de los ocupantes de ambos vehículos, o de terceros.
En relación a los componentes necesarios para la fabricación del dispositivo objeto de la presente invención, se destaca que todos ellos, por separado, son elementos de uso común en aplicaciones industriales habituales, siendo novedosa su combinación, disposición y uso. Se realiza, no obstante, un desarrollo específico de software para el proceso de identificación y tratamiento electrónico de las señales acústicas. Este desarrollo de software se basa, tanto en las tecnologías de última generación existentes para el reconocimiento de sonido y su filtrado, como en software de cálculo para la ubicación, en su caso, del origen y trayectoria del foco emisor de la señal acústica. De este modo, los componentes eléctricos y electrónicos necesarios, como micrófonos receptores, altavoces emisores, pantallas de representación visual, procesadores, etc, están actualmente disponibles para el desarrollo de industrial de la invención. Descripción detallada de la invención
Tal y como se infiere del título, la presente invención se refiere a un sistema que permite al conductor de un vehículo automóvil percibir que en la proximidad de su vehículo se está produciendo la emisión de una señal sonora relevante para la práctica de la conducción del mismo. Entre estas señales sonoras consideradas relevantes se pueden contar la emisión sonora de un claxon, una sirena de un vehículo con preferencia de paso, un aviso sonoro de vehículo en retroceso o incluso una exclamación de alerta realizada por un viandante.
Mediante la utilización de este sistema, el mencionado conductor recibe, a su vez, otra señal visual, sonora o vibratoria, o una combinación de éstas, que le alerta, de forma más fácilmente perceptible, de la recepción de la mencionada señal sonora proveniente del exterior del vehículo y que, en su interior, puede estar siendo recibida de modo atenuado. Esta nueva señal de aviso será transmitida instantáneamente tras la recepción de la señal sonora externa y se hará de tal modo que no produzca distracción en las labores de conducción del vehículo. En relación a la señal sonora transmitida, ésta puede consistir bien en una reemisión con volumen modificado y desprovista de ruidos ambientales de la señal recibida, bien en una modificación de otro género de esta señal, o bien en una nueva señal generada específicamente para este fin.
Habitualmente se pueden implementar respuestas adicionales a la emisión de una señal de aviso destinada al conductor del vehículo, tales como una reducción simultánea del volumen de la radio, del dispositivo reproductor de música, del navegador GPS, del manos libres del móvil, o de cualquier otro dispositivo que se encuentre emitiendo sonido, para facilitar la percepción de esta señal de aviso.
En relación a la demora en el tiempo existente entre la recepción de la señal sonora y la emisión posterior de una señal de aviso, ésta es prácticamente inapreciable. La demora se verá únicamente condicionada por la velocidad de procesamiento, por el tiempo de transmisión del circuito eléctrico, y, sobre todo, en el caso de un análisis de la ubicación física del origen de la señal, por el desfase temporal entre el instante de recepción en cada uno de los micrófonos debido a sus distintas distancias a la fuente de emisión. En relación a este desfase, se conoce que la velocidad de propagación del sonido en la atmósfera a 20 °C corresponde aproximadamente a 343 m/s con una variación inferior al 5% para diferencias atmosféricas elevadas de presión y temperatura. De este modo, teniendo en cuenta las modernas técnicas de procesamiento electrónico y transmisión de datos, y atendiendo al hecho de que la distancia máxima entre los distintos puntos receptores de la señal sonora situados en el vehículo será habitualmente inferior a 10 metros, podemos considerar una demora entre la recepción de la señal y la transmisión del aviso típicamente inferior a 3 centésimas de segundo. La distancia recorrida durante esta demora por un vehículo que circule a una velocidad de 120 kilómetros por hora será de aproximadamente un metro. Para la realización de un sistema como el descrito en la invención, se necesita integrar, al menos, los siguientes componentes: un dispositivo receptor de señales sonoras, un elemento de filtrado y procesamiento electrónico de frecuencias e intensidades con el fin de discriminar la señal sonora de interés de entorno sonoro, así como un dispositivo emisor de señales de aviso. Este último dispositivo variará en función de la naturaleza de las señales emitidas. Por un lado puede tratarse de un altavoz si se trata de señales sonoras (amplificación filtrada de la señal recibida u otra señal acústica generada "ex profeso"), por otro lado, puede tratarse de emisores luminosos o de representaciones visuales en una pantalla, o bien puede tratarse de dispositivos generadores de vibración colocados en algún área de contacto como, por ejemplo, el volante.
Entre las distintas opciones barajadas, se considera aconsejable incluir tres o más receptores distanciados, con el fin de posibilitar el cálculo de la ubicación de la fuente de la señal sonora. Esta localización física del origen de la señal se hará mediante una comparación entre las distintas intensidades percibidas en cada punto, tal y como se describe en detalle al exponer una realización preferida en el apartado posterior de este documento.
En relación a la alimentación eléctrica de los componentes ésta se puede realizar mediante conexión directa con el sistema de alimentación eléctrico del vehículo, mediante placas fotovoltaicas específicas, o mediante pilas o baterías (desechables o recargables).
Se puede, asimismo, conectar el elemento de identificación y proceso de la señal sonora relevante a otros elementos electrónicos del vehículo (radio, GPS, etc) con el fin de atenuar el volumen de los eventuales sonidos que puedan estar siendo generados por los mismos durante la emisión de la señal de aviso. Esto se puede realizar mediante una señal de control específica o mediante una reducción de la alimentación eléctrica de estos dispositivos.
Se considera la fase relativa a la identificación y procesamiento de la señal como la fase que implica una mayor dificultad técnica. Para realizar esta labor se contará con un procesador electrónico similar al ordenador de navegación instalado en la mayoría de los automóviles actuales o bien a una ampliación de funciones del procesador ya existente.
Asimismo, mediante la utilización de este procesador, se puede comprobar, a la recepción de la señal, si se encuentran abiertas las ventanas del vehículo. En este caso, la emisión de un aviso puede resultar redundante, puesto que la señal sonora será percibida directamente por el conductor. Hay que tener en cuenta que algunos ordenadores de abordo ya disponen de una opción de control de "ventana abierta" para el caso de salida y cierre del vehículo, siendo, en caso contrario, sencillo incorporar dicha característica mediante la instalación de sensores en las ventanas.
De este modo, mediante la utilización de un software adicional y específico instalado en este procesador, se puede identificar la naturaleza del origen de la señal sonora recibida. Esto se hace mediante análisis de la frecuencia, la intensidad, el timbre (distribución de intensidad de armónicos múltiplos del fundamental), el ancho de banda, la evolución de la emisión y la duración del sonido, entre otras. Por lo general, cualquier señal sonora relevante estará, a su vez, compuesta por una combinación de sonidos, cada uno de los cuales tendrá unos valores característicos para los parámetros descritos. Mediante el estudio conjunto de estos sonidos se puede discriminar el sonido e identificarlo como proveniente de una fuente sonora de interés y posteriormente filtrarlo para separarlo de otros ruidos ambientales. En el caso de identificación de expresiones de alarma producidas por la voz humana, tales como la expresión en castellano '"¡Cuidado!", o la voz inglesa "Careful!", entre otras, se recomienda utilizar módulos de programas de reconocimiento de voz ya existentes y que permiten la identificación instantánea de estas expresiones.
En relación a la ubicación física del origen de la señal sonora relevante, que se ha mencionado anteriormente, se realiza mediante la utilización de tres o más receptores distanciados. Puede decidirse no incluir esta identificación en el sistema objeto de la invención, pero se considera aconsejable su incorporación. Más adelante se detallará el funcionamiento de este mecanismo mediante el recurso a los gráficos del documento. Asimismo, mediante ubicaciones sucesivas del origen de la señal se puede determinar la trayectoria. No obstante, en algunas ocasiones, puede resultar difícil observar la trayectoria de la señal con la suficiente celeridad para resultar relevante.
Dada la mayor sensibilidad de los micrófonos actuales frente al oído humano con respecto a la percepción de sonidos de intensidad reducida, es necesario establecer una intensidad sonora umbral, y, en caso de haberse determinado la posición de la fuente sonora, una distancia mínima hasta el origen de la misma para que la señal pueda ser considerada relevante. En el caso de exclamaciones provenientes de una voz humana, se considera necesario ampliar este rango ya que las mismas pueden referirse a peligros en la proximidad del receptor percibidos por una persona que se encuentra alejada del vehículo. Por otro lado, y ateniendo, asimismo, a la reciente incorporación y experimentación de vehículos automatizados carentes de conductor, hay que destacar que un sistema de estas características puede resultar de gran utilidad también en éstos, toda vez que, a pesar de no existir el problema del posible aislamiento acústico de la persona que conduce, en un sistema autoguiado, sí que aparece la necesidad de identificar señales sonoras de peligro provenientes del exterior del vehículo. En este caso, se recomienda incluir el mencionado sistema de ubicación de la fuente de la señal sonora mediante el recurso a la utilización de varios receptores distanciados entre si. De esta forma se genera una señal de aviso de carácter electrónico que contiene la información obtenida acerca de la naturaleza y ubicación del origen de la señal sonora externa, para su inmediato procesamiento por parte del sistema de guiado automático del vehículo. Este sistema determinará, en su caso, las medidas necesarias relativas a la modificación de la trayectoria del vehículo autoguiado.
Para finalizar hay que destacar que, dada la reciente aparición de dispositivos basados en el análisis de la emisión de señales electromagnéticas (láser, banda de Gigahertzios, etc) y la recepción y análisis de la demora y fracción de estas ondas reflejadas por otros objetos o vehículos, para calcular la distancia a los mismos, sobre todo en las nuevas generaciones de los denominados "coches inteligentes", se considera interesante la interacción del sistema objeto de la invención con los mismos con el fin de mejorar la determinación de la trayectoria de la fuente de la señal de interés. Descripción de los dibujos
La figura 1 muestra una vista frontal de un automóvil y la ubicación en el mismo de los elementos receptores anteriores.
La figura 2 muestra una vista trasera de un automóvil y la ubicación en el mismo de los elementos receptores posteriores.
La figura 3 muestra un esquema superior de los distintos elementos involucrados en la emisión, recepción y procesamiento de una señal sonora externa de interés.
La figura 4 muestra un esquema de los distintos elementos que conforman el dispositivo. La figura 5 muestra una vista del panel de instrumentación del automóvil que incorpora una pantalla de aviso con la ubicación relativa de la fuente de la señal sonora.
La figura 6 muestra un diagrama de las distancias relativas entre la fuente emisora de la señal sonora y los elementos receptores.
La figura 7 muestra un diagrama donde las distancias relativas de la figura 6 entre la fuente emisora y los elementos receptores son utilizadas para la ubicación física de la primera. La figura 8 muestra una vista lateral de la ubicación de los elementos emisores de alertas sonoras en el salpicadero y el respaldo del asiento del conductor, así como de la pantalla de aviso en el panel de instrumentos.
La figura 9 muestra una vista superior de la ubicación de los elementos emisores de alertas sonoras en el salpicadero y el respaldo del asiento del conductor, así como de la proyección de los mismos sobre una superficie cilindrica vertical.
A continuación se describen los distintos componentes que aparecen en los dibujos: 1 - Elemento receptor frontal derecho.
2 - Elemento receptor frontal izquierdo.
3 - Elemento receptor posterior izquierdo. 4 - Elemento receptor posterior derecho.
5 - Señal sonora relevante para la conducción (en este caso el sonido de una bocina).
6 - Fuente emisora de la señal sonora relevante (en este caso el claxon de otro automóvil).
7 - Emisor sonoro situado en el lateral derecho del panel de instrumentación.
8 - Emisor sonoro situado en la parte central del panel de instrumentación.
9 - Emisor sonoro situado en el lateral izquierdo del panel de instrumentación.
10 - Emisor sonoro situado en el lateral izquierdo del asiento del conductor.
11 - Emisor sonoro situado en el lateral derecho del asiento del conductor.
12 - Automóvil que incorpora el sistema objeto de la invención.
13 - Interfaz audiovisual conectada a la pantalla de aviso del panel de instrumentación.
14 - Dispositivo electrónico de tratamiento de las señales.
15 - Filtros de frecuencia e intensidad de la señal sonora.
16 - Dispositivo analizador de la posición, intensidad y frecuencia de la señal de interés.
17 - Dispositivo generador de señales de aviso.
18 - Interfaz reguladora del volumen de cada señal.
19 - Interfaz inhibidor del volumen de la radio / reproductor de música.
20 - Sensor de ventanilla abierta.
21 - Interfaz lógico con el valor del sensor de ventanilla.
22 - Radio / Reproductor de música del vehículo.
30 - Panel de instrumentación.
31 - Pantalla de aviso de ubicación de la fuente de la señal sonora.
32 - Representación gráfica del vehículo.
33 - Representación gráfica de la señal sonora.
34 - Representación gráfica de la fuente de la señal sonora.
35 - Indicador gráfico de volumen de la señal sonora.
36 - Divisiones de la pantalla para información adicional.
40 - Proyección horizontal de la distancia de la fuente de la señal sonora al receptor 4. 41 - Proyección horizontal de la distancia de la fuente de la señal sonora al receptor 3.
42 - Proyección horizontal de la distancia de la fuente de la señal sonora al receptor 1.
43 - Proyección horizontal de la distancia de la fuente de la señal sonora al receptor 2.
44 - Proyección horizontal de la distancia entre el centro de simetría del vehículo y la fuente de la señal sonora.
45 - Ángulo que forman el eje de simetría del vehículo con la proyección horizontal de la distancia entre el centro de simetría del vehículo y la fuente de la señal sonora.
50 - Asiento del conductor del vehículo. 51 - Respaldo del asiento del conductor del vehículo.
60 - Ubicación aproximada de la cabeza de la persona al volante.
61 - Superficie cilindrica centrada en el hipotético eje vertical de la cabeza del conductor.
62 - Proyección sobre la superficie cilindrica de la ubicación del emisor sonoro 11. 63 - Proyección sobre la superficie cilindrica de la ubicación del emisor sonoro 10.
Descripción de una realización preferida
A continuación se describe una realización preferida de la invención. En ella, tal y como se muestra en las figuras 1 , 2 y 3, los dispositivos receptores de la señal sonora (elementos 1 , 2, 3 y 4) se encuentran situados en los extremos de los parachoques del vehículo (12). La situación de los mismos se ha decidido, por un lado, por motivos estéticos, de forma que queden integrados en la carrocería del automóvil y estén recubiertos del mismo material que el resto del parachoques colindante. Por otro lado, se ha buscado que los dispositivos receptores mantengan entre si la máxima distancia posible, y que estén situados en un mismo plano horizontal paralelo al suelo con el fin de facilitar el cálculo de la ubicación de la fuente sonora.
En relación a la recepción de las señales sonoras, tal y como se aprecia en las figuras 3 y 4, cuando se produce la emisión de una señal sonora externa considerada relevante (5) por parte de una fuente sonora (6), (en este caso la bocina de un automóvil cuyo conductor ha percibido un potencial riesgo de colisión entre la trayectoria de ambos vehículos), ésta alcanza sucesivamente los receptores 4, 3, 1 y 2, respectivamente, por este orden. La demora temporal debida a las diferentes distancias recorridas por el frente de ondas sonoro (ver figura 6) permitirá ubicar su origen, tal y como se verá más adelante. En todo momento existe una presencia continuada de todo tipo de ruido sonoro en las inmediaciones de los receptores, aún en ausencia de emisiones externas de señales relevantes. De este modo, siempre que los sensores (20) determinen que todas las ventanas y portones se hallan cerrados, y que el habitáculo está, hasta cierto punto, aislado acústicamente, el sistema electrónico de procesamiento y filtrado de señales procederá a filtrar, analizar y discriminar todos los sonidos recibidos, interrumpidamente, durante la marcha del vehículo. En el caso en el que las características de frecuencia, intensidad, timbre, ancho de banda, evolución de la emisión y duración umbral del sonido, se correspondan con las propias de alguno de los tipos de señal sonora considerada relevante, los filtros electrónicos (15) transmitirán estas características al procesador para la comparación de las señales recibidas en cada punto (16). Esta comparación se realiza automáticamente mediante mínimos desplazamientos en el eje temporal (típicamente inferiores a 3 centésimas de segundo) entre las señales percibidas en los distintos receptores y que han sido identificadas como provenientes de una señal de interés, así como mediante un reescalado de la intensidad para tener en cuenta los diferentes valores de esta magnitud recibidos en cada punto receptor.
Como se ha mencionado con anterioridad, el cálculo de la ubicación física de la fuente emisora de la señal sonora relevante se puede realiza mediante la comparación entre las intensidades recibidas en los diferentes receptores. La intensidad de la señal sonora será proporcional a la presión de la onda en ese punto. Esto es, seguirá un decrecimiento proporcional al inverso del cuadrado de la distancia a la fuente del sonido.
En la figura 6 se muestran las distancias entre la fuente sonora y cada uno de los elementos receptores (40, 41 , 42 y 43). En la figura 7 se muestra la intersección de las esferas generadas con centro en cada uno de los elementos receptores y cuyo radio coincide con las distancias a la fuente sonora (de nuevo 40, 41 , 42 y 43). Este punto de intersección coincidirá con el origen de la onda sonora. De este modo, una vez adquirida la señal en los cuatro puntos receptores se procede a comparar las intensidades relativas percibidas en cada uno de ellos. La ratio entre las intensidades será similar a la ratio entre las inversas de los cuadrados de las distancias a la fuente. Atendiendo a esta relación, y conociendo la proporción entre intensidades, se puede programar el procesador para que identifique la ubicación del foco. Por simplicidad, en las figuras 6 y 7 se ha hecho una representación gráfica en la cual la fuente sonora está situada en el mismo plano que los elementos receptores. En el caso habitual de que el origen de la onda no se encuentre incluido en dicho plano, no habrá ninguna variación con respecto al método utilizado para el cálculo del mismo (de las dos soluciones matemáticas posibles, sólo una tendrá un componte vertical positiva y por tanto se considerará válida).
Una vez identificada la naturaleza de la señal como proveniente de una fuente externa relevante, y una vez ubicada la posición física de la misma, se procede a emitir una señal de aviso. En esta realización preferida de la invención se combina un aviso de naturaleza sonora acompañado de una reducción de volumen por parte de los dispositivos que se encuentren emitiendo sonido en el interior del habitáculo, y un aviso de naturaleza visual mediante una representación gráfica en el panel de instrumentos (figura 5). La reducción automática del volumen de los dispositivos de entretenimiento conectados al panel de control del vehículo, tales como la radio o el reproductor de música (20) se regulará mediante la interfaz de conexión con el mismo.
De este modo, una vez identificada, la señal sonora recibida es filtrada para eliminar posibles interferencias de ruido ambiental y es reemitida con un volumen adaptado a la capacidad auditiva del conductor (en torno a 64 decibelios). Este volumen es modificable a través de un regulador (35), que puede ser modificado utilizando los botones de selección habituales en el panel de instrumentos. Asimismo, cada altavoz emitirá un volumen diferente con el fin de reproducir una situación en la que el conductor sea capaz de percibir la orientación espacial del origen del sonido.
En las figuras 3, 8 y 9 se aprecia la ubicación de los distintos altavoces que reemitirán la señal sonora modificada. Tres altavoces se encuentran situados en el salpicadero del vehículo (7, 8 y 9) y otros dos se hallan situados en el respaldo del conductor (10 y 11).
Mediante la representación de un cilindro imaginario vertical en la figura 9 (61) centrado sobre el hipotético eje de la cabeza del conductor, se puede analizar el cálculo de la intensidad a emitir en cada uno de los 5 altavoces. Esta superficie cilindrica se ha elegido de forma que contenga los tres altavoces localizados en el salpicadero (7, 8 y 9). Por simplicidad, se han centrado los cálculos en la componente horizontal del sonido, ya que la componente vertical de la fuente externa se puede considerar aproximadamente constante en un entorno entre cero y 2 metros sobre la superficie del terreno. De ese modo, se considera como componente vertical de la representación una circunferencia contenida en el cilindro y situada entre los altavoces 8 y 10.
Para analizar el volumen sonoro que deberá ser emitido por cada uno de los cinco altavoces se supone la fuente situada en un punto sobre la circunferencia descrita y formando un ángulo con respecto al eje horizontal de simetría de la cabeza del conductor similar al ángulo formado por el eje de simetría del vehículo con el vector que une el centro del mismo con la fuente sonora (45). Como se ha visto, todos los ángulos se consideran contenidos en un plano horizontal.
De este modo, se puede calcular el volumen equivalente que se percibiría desde la situación de cada uno de los altavoces (7, 8, 9, 10 y 11) en caso de una emisión sonora realizada desde el punto descrito situado en la circunferencia. Estos valores calculados corresponderán al volumen de la señal que será emitido por cada uno de los altavoces. Mediante este sistema el conductor será capaz de percibir la orientación espacial del origen del sonido.
Por su parte, la figura 5 muestra la instalación del elemento visual para el aviso de la recepción de la señal sonora relevante. En este caso, se ha optado por la modificación del indicador de "puerta abierta" ya existente en muchos vehículos. Éste indicador a menudo consiste en una pantalla electrónica (31) que muestra una representación superior del vehículo (32), y que, caso de encontrarse el vehículo en marcha con alguna de sus puertas mal cerradas, ilumina la puerta afectada. De este modo, se puede utilizar esta misma representación superior del vehículo para alertar de la recepción de una señal sonora relevante (33 y 34), situándola, asimismo, en su ángulo relativo (45) con respecto al centro de simetría del automóvil. Se ha comprobado que para una más rápida asimilación por parte del conductor de la ubicación de la mencionada señal, es aconsejable colocar la silueta del vehículo con su eje longitudinal formando 90° con la horizontal.
Por otra parte en la figura 5, se muestran, también, seis pantallas (36) que se utilizarán para proporcionar otra información de importancia tal como la distancia a la fuente sonora. El hecho de utilizar seis pantallas está motivado por la necesidad de que la información aparezca en el área colindante a la representación gráfica de la señal sonora sin superponerse con la misma. De este modo, la información aparecerá mostrada únicamente en una pantalla. La pantalla en la que se mostrará la información será aquella que se encuentre situada en el área anexa a la representación de la señal sonora en cada momento dado.
Asimismo, se ha desarrollado otra alternativa en relación al contenido de esta representación visual en el panel de instrumentos. En este diseño se incluye la presencia de seis pequeñas cámaras digitales de grabación de imágenes en la carrocería del vehículo, cuatro de ellas situadas junto a los receptores 1 , 2, 3 y 4, y otras dos en los laterales, a media altura en las barras de separación entre puertas traseras y delanteras. En esta alternativa, en las seis pantallas (36) situadas en el panel de instrumentos (30), en lugar de una representación gráfica, se muestran las imágenes recogidas en tiempo real por estas cámaras simultáneamente a la identificación de una señal externa. Con el fin de facilitar la interpretación de la situación por parte del conductor, se considera recomendable mostrar únicamente, en las pantallas correspondientes, las imágenes recogidas por las dos o tres cámaras más cercanas a la ubicación identificada de la fuente sonora. De este modo se consigue atraer directamente la atención hacia la zona afectada. Para finalizar, hay que destacar que la duración total del proceso desde la recepción de una señal sonora externa de interés hasta la emisión de los distintos tipos de señales de aviso, en este caso, es también típicamente inferior a 3 centésimas de segundo.

Claims

REIVINDICACIONES
1 - Sistema electrónico receptor de señales sonoras situado, embarcado, transportado o integrado en un vehículo, y que contiene, al menos, un dispositivo que permite la transformación de sonidos en señales eléctricas analógicas o digitales, un sistema electrónico de proceso, así como un dispositivo generador o transmisor de señales sonoras; caracterizado por ser capaz de procesar los distintos sonidos externos recibidos y discriminar, de entre todos ellos, la recepción de una señal sonora relevante para la conducción del vehículo.
2 - Sistema electrónico receptor de señales sonoras que permite discriminar la recepción de sonidos relevantes para la conducción de un vehículo según la reivindicación 1 , caracterizado por poder identificar, mediante la comparación de la señal sonora obtenida en, al menos, tres receptores separados entre si, la ubicación de la fuente emisora de la señal, su trayectoria, o ambas.
3 - Sistema electrónico receptor de señales sonoras que permite discriminar la recepción de sonidos relevantes para la conducción de un vehículo según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por emitir, a su vez, una señal de naturaleza visual característica en el interior del habitáculo con el fin de dar a conocer la mencionada recepción de un sonido externo relevante.
4 - Sistema electrónico receptor de señales sonoras que permite discriminar la recepción de sonidos relevantes para la conducción de un vehículo según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por emitir, a su vez, una señal sonora característica en el interior del habitáculo con el fin de dar a conocer la mencionada recepción de un sonido externo relevante.
5 - Sistema electrónico receptor de señales sonoras que permite discriminar la recepción de sonidos relevantes para la conducción de un vehículo según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por emitir, a su vez, una señal vibratoria característica en un dispositivo situado en el volante de dirección o en otro área de contacto con el fin de dar a conocer la mencionada recepción de un sonido externo relevante.
6 - Sistema electrónico receptor de señales sonoras que permite discriminar la recepción de sonidos relevantes para la conducción de un vehículo según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por emitir, a su vez, una combinación de dos o más señales características, de naturaleza, sonora, vibratoria o visual con el fin de dar a conocer la mencionada recepción de un sonido externo relevante. 7 - Sistema electrónico receptor de señales sonoras que permite discriminar la recepción de sonidos relevantes para la conducción de un vehículo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por mostrar la posición relativa, con respecto al vehículo portador del sistema, de la fuente del sonido externo a través de una representación gráfica en una pantalla.
8 - Sistema electrónico receptor de señales sonoras que permite discriminar la recepción de sonidos relevantes para la conducción de un vehículo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por emitir, a su vez, dentro del habitáculo, una versión filtrada del sonido externo recibido, desprovisto de aquellos elementos que no constituyen la señal de interés.
9 - Sistema electrónico receptor de señales sonoras que permite discriminar la recepción de sonidos relevantes para la conducción de un vehículo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por generar, en su caso, una señal electrónica compatible con los sistemas de conducción automática del vehículo, caso de tratarse de un ejemplar con capacidades de autoguiado, permitiéndole alterar o modificar las características de la conducción para adaptarse a las nuevas circunstancias que causan la emisión del sonido externo. 10 - Sistema electrónico receptor de señales sonoras que permite discriminar la recepción de sonidos relevantes para la conducción de un vehículo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por incorporar, en distintos puntos de la carrocería, varias cámaras para la captación de imágenes en movimiento, y cuyas imágenes son emitidas en una o más pantallas en el panel de instrumentos o en otro punto del salpicadero para facilitar la identificación de la fuente del sonido externo relevante.
PCT/ES2011/000339 2010-11-25 2011-11-24 Sistema para el reconocimiento de señales sonoras relevantes para la práctica de la conducción de vehículos de automoción WO2012143578A1 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES201001506A ES2383538B1 (es) 2010-11-25 2010-11-25 Sistema de reconocimiento de señales sonoras relevantes para la practica de la conduccion de vehiculos de automocion
ESP201001506 2010-11-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012143578A1 true WO2012143578A1 (es) 2012-10-26

Family

ID=46179248

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/ES2011/000339 WO2012143578A1 (es) 2010-11-25 2011-11-24 Sistema para el reconocimiento de señales sonoras relevantes para la práctica de la conducción de vehículos de automoción

Country Status (2)

Country Link
ES (1) ES2383538B1 (es)
WO (1) WO2012143578A1 (es)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3989202A1 (en) 2020-10-20 2022-04-27 Aptiv Technologies Limited Method for notifying hazards to a driver of a motor vehicle and device for implementing the same
WO2022108580A1 (en) * 2020-11-18 2022-05-27 Google Llc Detecting and handling driving event sounds during a navigation session

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020186201A1 (en) * 2001-06-12 2002-12-12 Koninklijke Philips Electronics N.V. Vehicle tracking and identification of emergency/law enforcement vehicles
US20040036627A1 (en) * 2002-05-21 2004-02-26 Knoski Jerry L. Emergency vehicle approaching alerting system
US7061402B1 (en) * 2003-10-09 2006-06-13 Robert Lawson Emergency vehicle warning system
US20070216539A1 (en) * 2005-10-12 2007-09-20 D Antoni Jennifer System to warn of an approaching emergency vehicle
US20080106435A1 (en) * 2006-11-08 2008-05-08 Bellsouth Intellectual Property Corporation Methods, Systems and Computer Program Products for Providing an Emergency Vehicle Alert

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020186201A1 (en) * 2001-06-12 2002-12-12 Koninklijke Philips Electronics N.V. Vehicle tracking and identification of emergency/law enforcement vehicles
US20040036627A1 (en) * 2002-05-21 2004-02-26 Knoski Jerry L. Emergency vehicle approaching alerting system
US7061402B1 (en) * 2003-10-09 2006-06-13 Robert Lawson Emergency vehicle warning system
US20070216539A1 (en) * 2005-10-12 2007-09-20 D Antoni Jennifer System to warn of an approaching emergency vehicle
US20080106435A1 (en) * 2006-11-08 2008-05-08 Bellsouth Intellectual Property Corporation Methods, Systems and Computer Program Products for Providing an Emergency Vehicle Alert

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3989202A1 (en) 2020-10-20 2022-04-27 Aptiv Technologies Limited Method for notifying hazards to a driver of a motor vehicle and device for implementing the same
WO2022108580A1 (en) * 2020-11-18 2022-05-27 Google Llc Detecting and handling driving event sounds during a navigation session
US11814062B2 (en) 2020-11-18 2023-11-14 Google Llc Detecting and handling driving event sounds during a navigation session

Also Published As

Publication number Publication date
ES2383538A1 (es) 2012-06-22
ES2383538B1 (es) 2013-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104658548B (zh) 用外部声音向车辆驾乘人员警告外部事件并掩蔽车内谈话
KR101977090B1 (ko) 차량 제어 장치 및 이를 구비한 차량의 제어방법
US7327235B2 (en) Alarm sound outputting device for vehicle and program thereof
US20180286232A1 (en) Traffic control using sound signals
CN107018467A (zh) 用于车辆的外部声音合成的系统和方法
CN110310618B (zh) 车辆行驶环境声音的处理方法、处理装置和车辆
JP2013198065A (ja) 音声提示装置
US20170303037A1 (en) Enhanced audio landscape
KR102526081B1 (ko) 차량 및 그 제어방법
JP5787173B2 (ja) 車両用音出力装置
JP7040513B2 (ja) 情報処理装置、情報処理方法及び記録媒体
JP2017068641A (ja) 障害物報知装置
ES2383538B1 (es) Sistema de reconocimiento de señales sonoras relevantes para la practica de la conduccion de vehiculos de automocion
KR20190079060A (ko) 차량의 승객 탐지 장치와 이를 이용한 경보 시스템 및 그 방법
CN111098864B (zh) 提示方法、装置、自动驾驶车辆及存储介质
KR20170044429A (ko) 컨트롤 패드, 그를 가지는 차량 및 그 제어 방법
KR20210096879A (ko) 차량 및 그 제어방법
JP5211747B2 (ja) 音響制御装置及び音響制御プログラム
JPWO2020039678A1 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
US20190206256A1 (en) Motor vehicle having a sound capture device
KR101503338B1 (ko) 차량 및 그 제어 방법
KR20220143309A (ko) 차량 및 그 제어 방법
JP5141292B2 (ja) 聴覚情報提供装置及び聴覚情報提供プログラム
KR101955984B1 (ko) 차량에 구비된 차량 제어 장치
EP4273832A1 (en) A vehicle and a system and method for use with a vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11863768

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11863768

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1