WO2020064327A1

WO2020064327A1 - Kraftfahrzeug und verfahren zur verarbeitung von schalleinwirkung von ausserhalb des kraftfahrzeugs

Info

Publication number: WO2020064327A1
Application number: PCT/EP2019/074138
Authority: WO
Inventors: Klaus Bader; Laura Bader; Hannah Kniesel
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2018-09-25
Filing date: 2019-09-10
Publication date: 2020-04-02
Anticipated expiration: 2021-03-25
Also published as: DE102018007582A1; US20210394716A1; CN112805677A; US11724667B2

Abstract

Die Erfindung offenbart ein Kraftfahrzeug mit Mittel zur Erkennung eines Nutzers anhand einem mitgeführten mobilen Gerät, mit einem Mikrofon das nach erfolgter Erkennung eines Nutzers von außerhalb auf das Kraftfahrzeug einwirkende Schallwellen in elektrische Signale umwandelt und einem Sprachsteuergerät zur Verarbeitung der von dem Mikrofon übermittelten Schallwellen. Das Kraftfahrzeug umfasst mehrere an verschiedenen Seiten in unterschiedliche Richtungen ausgerichtete Mikrofone die einwirkenden Schallwellen in elektrische Signale umwandeln und an das Sprachsteuergerät übermitteln. Erfindungsgemäß ist zur sprachlichen Kommunikation mit dem Nutzer das Sprachsteuergerät mit mehreren in die Fahrzeugumgebung gerichteten Lautsprechern verbunden ist, wobei eine Sprachausgabe nur über den oder die dem Nutzer nächstliegenden Lautsprecher erfolgt

Description

Kraftfahrzeug und Verfahren zur Verarbeitung von Schalleinwirkung von außerhalb des

Kraftfahrzeugs

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug eingerichtet zur Verarbeitung einer Schalleinwir- kung von außerhalb des Kraftfahrzeugs und zugehöriges Verfahren.

Aus der Offenlegung DE102016209991A1 ist eine Vorrichtung zur Betätigen einer Fahr- zeugkomponente mittels Spracheingabe bekannt. Dabei wird ein sich dem Fahrzeug näh- render Nutzer mittels einem mitgeführten mobilen Gerät wie beispielsweise einem

Schlüssel erkannt. Die Vorrichtung umfasst des Weiteren ein Sensor zur Erfassung einer Geste und/oder eine Spracheingabe. Die Spracheingabe wird mittels einem Mikrofon er- fasst, das durch die Spracheingabe bewirkte Schallwellen in elektrische Signale umwan- delt und einem Sprachsteuergerät zur Auswertung übermittelt.

Die Offenlegungsschrift DE 10 2017 219 234 A1 offenbart ein Verfahren und ein Kraft- fahrzeug mit einer Mikrofonanordnung für eine Erfassung einer Spracheingabe im Au- ßenbereich des Fahrzeugs. Eine Erfassungseinrichtung erkennt einen Nutzer anhand ei- nes mitgeführtes Benutzergerät, die Mikrofonanordnung ermittelt mittels Beamforming ein Richtungssignal der Spracheingabe. Anhand des Richtungssignal werden die dem Benut- zer am nächsten liegenden Mikrofone ausgewählt.

Aus der Offenlegungsschrift EP 1 884 421 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung be- kannt mit einer Einrichtung zur Erkennung und Positionsbestimmung eines Fahrzeugnut- zers. Des Weiteren umfasst die Einrichtung ein Sprachsteuergerät mit in die Fahr- zeugumgebung gerichteten Mikrofonen zur Erkennung und Umsetzung eines Sprachbe- fehls.

Nachteilig ist, dass auf ein Spracheingabe erfolgte Rückmeldungen dem Nutzer nicht zu- gewandt und dadurch in vielen Situationen schwer verständlich sind.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren bereit- zustellen, welche eine verbesserte Kommunikation des Fahrzeugs mit dem Nutzer er- möglicht. Die Aufgabe wird durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Verfahren nach Anspruch 10 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug verfügt über mehrere, in unterschiedliche

Richtungen ausgerichtete, an verschiedenen Seiten angeordnete Mikrofone, die einwirkende Schallwellen in Signale umwandeln und zur Auswertung an das

Sprachsteuergerät übermitteln. Durch die Verwendung mehrerer Mikrofone, die derart ausgerichtet sind, dass eine Schalleinwirkung von jeder Seite des Fahrzeugs gut erfassbar ist, kann der auf die Mikrofone einwirkender Schall besser ausgewertet werden, da immer eines der Mikrofone einer Schallquelle beziehungsweise einem sprechenden Nutzer weitgehend zugewandt ist und ein klares Signal liefert. Anhand des erkannten Sprachsignals werden Funktionen im Fahrzeug zuverlässig gesteuert. Beispielsweise können Aktoren angesteuert werden, die ein Türöffnen, eine Kofferraumöffnung, eine Öffnung einer Fahrzeugscheibe, eines Schiebedaches etc. bewirken. Das

Sprachsteuergerät ermittelt anhand von Laufzeitunterschieden von durch eine

Spracheingabe bewirkten elektrischen Signalen eine Position eines durch das mobile Gerät identifizierten Nutzers. Sind beispielsweise die Mikrofone an vier Seiten eines Kraftfahrzeugs angeordnet, d.h. an Vorderseite Rückseite und an den zwei Seitenseiten, dann ermöglicht das System eine Bestimmung eines Standortes eines Nutzers relativ zum Fahrzeug. Die Position des Nutzers, von der die Spracheingabe ausgeht wird aus der Zeitdifferenz der an den verschiedenen Mikrofonen auftreffenden, durch die

Spracheingabe bewirkten Schallsignale bestimmt. Erfindungsgemäß ist das

Sprachsteuergerät zur Kommunikation mit dem Nutzer mit mehreren in die

Fahrzeugumgebung gerichteten Lautsprechern verbunden, wobei für eine

Sprachausgabe nur der oder die dem Nutzer nächstliegende Lautsprecher ansteuerbar sind. Bei einer vor einem Lautsprecher stehenden Nutzer stellt dieser den

nächstliegenden dar, da der Abstand zu den anderen Lautsprechern signifikant größer ist und die Abstandunterschiede eine vorgegebene Toleranz überschreiten. Befindet sich der Nutzer in einer Position zwischen zwei Lautsprechern und liegen die

Abstandsunterschiede zu beiden Lautsprechern innerhalb der vorgegebenen Toleranz, dann sind die beiden Lautsprecher als die nächstliegenden zu bezeichnen. In weiterer Abwandlung wird die Lautstärke des Lautsprechers in Abhängigkeit des Abstandes der Nutzerposition verändert. Im Falle einer vom Fahrzeug weiter entfernten Position des Nutzers wird eine Lautsprecherausgabe gegenüber einem am Fahrzeug näher positionierten Nutzer mit höherer Lautstärke und/oder Intensität ausgegeben. In vorteilhafter Weise ermöglicht die Lautstärkeanpassung ein zuverlässiges Verstehen der Sprachausgabe und vermeidet gleichzeitig eine unnötige Geräuschbelastung der Umgebung. Des Weiteren wird erfindungsgemäß die Lautstärke und/oder eine Frequenz der Sprachausgabe in Abhängigkeit der Umgebungsgeräusche angepasst. Bei einem in einer viel befahrenen Straße stehenden Kraftfahrzeug mit hohem Umgebungslärm bewirkt das Sprachsteuergerät gegenüber einem beispielsweise nachts in einem ruhigen Wohngebiet stehenden Fahrzeug eine Informationsausgabe mit einer höheren Lautstärke bzw. Schalldruck. Des Weiteren kann die Frequenz der Sprachausgabe derart verändert werden, dass diese sich von Umgebungsgeräuschen abhebt und dadurch besonders gut verständlich ist. Gegenüber tieffrequenten Umgebungsgeräuschen wird die Frequenz der Sprachausgabe erhöht, gegenüber höherfrequenten Umgebungsgeräuschen erniedrigt. Lautstärke, Schalldruck und Frequenz der von den Mikrophonen des Fahrzeugs erfassten Schallsignalen der Umgebung werden von dem mit den Mikrophonen in Verbindung stehenden Sprachsteuergerät bestimmt.

In einer weiteren Ausführungsform ermittelt das Sprachsteuergerät, ob der auf die Mikro- fone einwirkende Schall eine Spracheingabe eines Nutzers zuordenbar ist. Das Sprach- steuergerät ermittelt durch Auswertung von Energielevel und Sprachmerkmalen, ob die Schalleinwirkung eine Spracheeingabe ist. In vorteilhafter Weise können dadurch Schal- leinwirkungen wie Verkehrslärm, Türschlagen etc. erkannt und von einer weiteren Aus- wertung ausgeschlossen werden. Neben einer Reduzierung der Rechenbelastung des Sprachsteuergerätes ermöglicht eine Unterdrückung von Störgeräuschen eine Fehlinter- pretation, die eine ungewollte Ansteuerung eines Aktors verursacht.

In einer modifizierten Ausführungsform erkennt das Sprachsteuergerät ein durch die Spracheingabe übermittelten Befehl und führt im Kontext des Standortes des Nutzers eine Fahrzeugfunktion aus. Beispielsweise wird ein Sprachbefehl„Tür öffnen“ im Kontext des Standortes beziehungsweise der Position des Nutzers relativ zum Fahrzeug ermittelt. Steht der Nutzer vor der Fahrertür, dann wird nur genau diese durch Ansteuerung eines Aktors geöffnet, entsprechend werden bei einem Standort vor der Beifahrertür oder vor dem Kofferraum auch nur diese geöffnet. In Analogie können nach dieser Logik auch Fenster oder andere Bauteile geöffnet oder geschlossen werden. Ein durch einen Sprachbefehl bewirkte Fahrzeugfunktion wird in Abhängigkeit des Standortes des den Sprachbefehl ausgebenden Nutzers relativ zum Fahrzeug ausgeführt, d.h. die Fahrzeugfunktion wird an einem dem Nutzer nächstgelegenen Bauteil, auf das sich eine Bezeichnung in dem Sprachbefehl bezieht, ausgeführt.

In einer weiteren Ausführungsform wertet das Sprachsteuergerät nach Ermittlung des Standortes eines Nutzers nur Signale von einem dem Nutzer nächstliegenden Mikrofon aus, die Signale der anderen Mikrofone werden nicht berücksichtigt indem diese nicht ausgewertet oder die Kanäle des Sprachsteuergerätes zu diesen Mikrofonen

abgeschaltet oder passiv geschaltet werden. In vorteilhafter Weise wird nach erfolgter Standortbestimmung des Nutzers auf ein Mikrofon umgeschaltet, so dass Halleffekte oder sonstige gegenseitige Störungen der Mikrofone unterbunden sind. Alternativ oder zusätzlich werden nach erfolgter Standortbestimmung für eine Sprachausgabe an den Nutzer je nach Standort nur dem Nutzer am nächsten liegende Lautsprecher angesteuert. Die Sprachausgabe erfolgt beispielsweise mit einer Meldung über die Bereitschaft Befehle zu empfangen oder einer Aufforderung zu einer erneuten Spracheingabe, da diese nicht verstanden wurde. Die Nutzung des dem Nutzer nächstgelegenen

Lautsprecher reduziert in vorteilhafter weise eine akustische Belästigung der Umgebung.

In einer modifizierten Ausführungsform überprüft das Sprachsteuergerät, ob die

Schalleinwirkung einer Spracheingabe einem hinterlegten Stimmmuster entspricht. Das hinterlegte Stimmmuster entspricht beispielweise dem eines Fahrzeugnutzers, das in einer vorausgehenden Einrichtungsverfahren ermittelt und im Sprachsteuergerät hinterlegt wurde. Mittels dem hinterlegten Stimmmuster kann bestimmt werden, ob ein durch den Schlüssel erkannter Nutzer der Vorrichtung eine weitergehende Berechtigung, bestätigt durch Übereinstimmung seiner Stimme mit dem hinterlegten Stimmmuster, aufweist. In vorteilhafter Weise wird beispielsweise ein den Fahrzeugschlüssel mitführendes Kind erkannt, aber aufgrund fehlender Übereinstimmung seiner Stimme mit einem im Sprachsteuergerät hinterlegten Stimmmuster mit einer Spracheingabe kann das Kind keine Fahrzeugfunktionen steuern.

In weiteren Ausgestaltung der Erfindung fährt das Sprachsteuergerät mit Erkennung eines Nutzers durch ein mobiles Gerät von einem Ruhezustand in einen betriebsbereiten Zustand hoch, so dass von dem Mikrofon erzeugte elektrische Signale auswertbar sind. Sobald die Mittel zur Erkennung eines Nutzers anhand einem mitgeführten Gerät denselben erkannt haben, wird das Sprachsteuergerät hochgefahren. Beispielsweise im Fahrzeug angeordnete Antennen erkennen ein mobiles Gerät in Form eines Schlüssels oder eines Smartphones. Alternativ führt auch ein mittels einem Funkschlüssel gesendete Signal zum Öffnen des Fahrzeugs zum Erkennen des Nutzers. Sobald ein Nutzer erkannt ist, empfängt das Sprachsteuergerät eine Information von den Mitteln zur Erkennung eines Nutzers wie beispielsweise von einem Schließsteuergerät, worauf das

Sprachsteuergerät von einem Passivmodus wie beispielsweise einem Schlafmodus in einen betriebsbereiten Zustand hochgefahren wird. Über das Erreichen der

Betriebsbereitschaft wird einem Nutzer eine akustische oder optische beispielsweise durch Blinken einer Leuchteinrichtung ausgegeben. Über Bewegung von Bauteilen, beispielsweise ein Ein- oder Ausklappen der Spiegel, kann der Nutzer zusätzlich oder alternativ über die Betriebsbereitschaft des Sprachsteuersystems informiert werden. Sobald das Sprachsteuersystem betriebsbereit ist, kann ein Nutzer

Fahrzeugkomponenten von außerhalb des Fahrzeugs sprachbetätigen. Das

Sprachsteuersystem ist nur betriebsbereit, wenn sich auch ein Nutzer in der Nähe befindet, dadurch lässt sich ein Ruhestromverbrauch des Fahrzeugs vermindern. Mit dem Starten eines Fahrzeugmotors, wird das Sprachsteuersystem wieder in einen

Ruhezustand zurückgefahren, so dass das Fahrzeug aus Sicherheitsgründen nicht mehr von außen gesteuert werden kann. Das Fahrzeug verfügt unabhängig von einem im Fahrzeuginnenraum, beispielsweise in einer Headunit bereits vorhandenen

Spracheingabesystem über ein eigenes Sprachsteuergerät zur Verarbeitung der

Spracheingabe von außen. Das Sprachsteuergerät kann damit optimiert auf die

Spracheingabe von außen ausgelegt werden, ohne auf Restriktionen des für den

Innenraum ausgelegten Spracheingabesystem einzugehen. Das Sprachsteuergerät muss schnell von einem Ruhe- in einen Betriebszustand hochfahren können, darf nicht ganz abgeschaltet werden und im Ruhezustand nur wenig Strom verbrauchen.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind die Mikrofone jeweils im Front-, Heck- und beiden Seitenbereichen angeordnet. Die Mikrofonanordnung ermöglicht in vorteilhafter Weise eine Standortbestimmung eines Nutzers im Umkreis von 360 Grad des Fahrzeugs.

In weiterer Ausgestaltung sind die in den Seitenbereichen angeordneten Mikrofone in den Seitenspiegeln angeordnet. Die Seitenspiegel bieten einen von Witterungsbedingungen geschützten Bauraum zur Anordnung der Mikrofone. Gleichzeitig wird durch die von der Fahrzeugkontur abgehobene Lage der Fahrzeugspiegel ein guter Empfang von Schall- wellen, insbesondere bewirkt durch Sprache, der Mikrofone gewährleistet. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Verarbeitung einer Schalleinwirkung von au- ßerhalb eines Fahrzeugs werden mehrere, an verschiedenen Seiten des Kraftfahrzeugs angeordneten Mikrofonen ausgewertet. In vorteilhafter weise kann das Fahrzeug von je- der Position im Umkreis des Fahrzeugs zuverlässig bedient werden. Erfindungsgemäß wird eine sprachliche Kommunikation mit dem Nutzer über mit dem Sprachsteuergerät verbundene mehrere in die Fahrzeugumgebung gerichtete Lautsprecher durchgeführt, wobei für eine Sprachausgabe nur der oder die dem Nutzer nächstliegende Lautsprecher angesteuert werden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Be- schreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Aus- führungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestell- te Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Dabei zeigen:

Fig. 1 Kraftfahrzeug mit an mehreren Seiten angeordneten Mikrofonen,

Fig. 2 Verfahren der Standortbestimmung eines Nutzers bei einem Kraftfahrzeug nach Fig. 1 und

Fig. 3 Ablaufdiagramm zur Durchführung eines Verfahrens zur Verarbeitung ei- ner Schalleinwirkung mit einem Kraftfahrzeug nach Fig. 1.

In Fig. 1 ist ein Kraftfahrzeug 1 dargestellt, das zur Verarbeitung einer Schalleinwirkung von außerhalb eingerichtet ist. Das Kraftfahrzeug 1 verfügt über ein Mittel 3, das einen Nutzer anhand eines mitgeführten mobilen Gerätes 5 in einem definierten Umkreis von beispielsweise 5m erkennt. Bei dem mobilen Gerät 5 kann es sich beispielsweise um ein Smartphone oder einen Fahrzeugschlüssel handeln. Das Mittel 3 empfängt eine von dem mobilen Gerät 3 ausgesendete Kennung. Das Mittel 3 ist beispielsweise als

Schließsteuergerät ausgeführt und wird im Folgenden als solches bezeichnet. Die Aussendung der Kennung kann automatisch oder durch den Nutzer initiiert durch Betätigung des mobilen Gerätes erfolgen.

Das Schließsteuergerät 3 ist mit einem Sprachsteuergerät 7 verbunden, das

Sprachsteuergerät 7 ist weiter mit vier Mikrofonen 9, 1 1 , 13, 15 verbunden, die jeweils in beiden Seitenspiegel sowie an der Front und Heckseite des Fahrzeugs 1 angeordnet sind. Des Weiteren ist das Sprachsteuergerät 7 mit Lautsprechern 9a, 11 a, 13a, 15a zur Kommunikation mit einem Nutzer 17 verbunden. Die Lautsprecher 9a, 11 a, 13a, 15a sind bevorzugt an den die Mikrofone 9, 11 , 13, 15 aufweisenden Seiten des Fahrzeugs angeordnet.

Sobald das Schließsteuergerät 3 den Fahrzeugschlüssel 5 im Umkreis des Fahrzeugs 1 detektiert hat, wird diese Information von dem Schließsteuergerät 3 an das

Sprachsteuergerät 7 übermittelt, worauf das Sprachsteuergerät 7 aus einem passiven Zustand, d.h. aus einem ausgeschalteten Zustand oder einem Schlafmodus in einen betriebsbereiten Zustand hochgefahren wird. Im betriebsbereiten Zustand ist das Sprachsteuergerät 7 bereit von den Mikrofonen 9, 1 1 , 13, 15 durch eine Schalleinwirkung bewirkte elektrische Signale zu empfangen und zu verarbeiten. Das Sprachsteuergerät 7 umfasst gemäß Fig. 2 einen Sprachdetektor 21 zur Unterscheidung von Sprache und sonstigen Schalleinwirkungen der Umgebung. Desweitern umfasst das

Sprachsteuergerät 9 ein Sprachbiometriemodul 10, das eine Analyse und Klassifizierung von Stimmmerkmalen durchführt. Das Sprachbiometriemodul 10 wertet die Stimme des Nutzers 17 aus und vergleicht die Stimmmerkmale mit zuvor in im

Sprachbiometriemodul 10 hinterlegten Mustern. Das Sprachbiometriemodul 10 kann damit bestimmen, ob die Stimme einem hinterlegten Muster entspricht oder nicht. Ein Sprachanalysemodul 12 wertet eine erkannte Spracheingabe aus und bestimmt ein dem erkannten Befehl zugehöriges Signal 18 an einen Aktor. Der Sprachdetektor 21 , das Sprachbiometriemodul 10 und das Sprachanalysemodul 12 werden in nachfolgender Beschreibung als Teil des Sprachsteuergeräts 7 gesehen und sind mit der Bezeichnung Sprachsteuergerät 7 umfasst. Das Sprachsteuergerät 7 erkennt weiter Spracheingaben eines Nutzers, die Spracherkennung erfolgt onboard, d.h. im Fahrzeug selbst ohne Einbeziehung externer Server, so dass das Sprachsteuergerät 7 auch in Tiefgaragen on Internetempfang funktionsfähig ist.

Nach Fig. 2 werden die elektrischen Signale der Mikrofonen 9, 1 1 , 13, 15 über jeweils eine Signalleitung 19 dem Sprachdetektor 21 des Sprachsteuergeräts 7 zugeführt. Die in Fig, 1 gezeigten Lautsprecher 9a, 1 1 a, 13a, 15a sind ebenfalls mit dem Sprachsteuergerät verbunden, zu besseren Übersichtlichkeit wird auf die Darstellung in Fig. 2 verzichtet.

Sobald das Sprachsteuergerät 7 mittels den Signaldetektoren 21 die elektrischen Signale der Mikrofone 9, 11 , 13, 15 als Sprache eines Nutzers 17 identifiziert hat, werden diese mittels dem Sprachbiometriemodul 10 und dem Sprachanalysemodul 12 ausgewertet. Weiter ermittelt das Sprachsteuergerät 7 einen zeitlichen Versatz der elektrischen Signale, der aufgrund unterschiedlichem Abstand des sprechenden Nutzers 17 zu den Mikrofonen 9, 1 1 , 13, 15 zustande kommt. In vorliegendem Fall hält sich der Nutzer 17 an der Fahrzeugrückseite im Bereich des Kofferraums 23 auf. Die Schallsignale einer Spracheingabe des Nutzers 17 werden von den Mikrofonen 9, 11 , 13, 15 empfangen und in elektrische Signale umgesetzt. Der Zeitunterschied des Auftreffens der Schallsingale auf die Mikrofone 9, 11 , 13, 15 wird aus dem Zeitpunkt des Auftretens t1 , t2, t3, t4 der elektrischen Signale bestimmt. Bezogen auf eine Zeitachse t tritt in vorliegendem Fall das elektrische Signal des Mikrofons 1 1 zum frühesten Zeitpunkt t1 auf, das elektrische Signal der Mikrofone 9, 13 treten gleichzeitig zu einem gegenüber t1 späteren Zeitpunkt t2 und t4 auf und das elektrische Signal des Mikrofons 15 tritt als spätestes Signal auf.

Die von dem Sprachsteuergerät 7 ermittelten Zeiten t1 , t2, t3, t4 werden zur Ermittlung des Standortes des Nutzers 17 verwendet. Aus den zu den gleichem Zeitpunkt t2 und t4 auftretenden Signale der in den Außenspiegeln angeordneten Mikrofonen 9, 13 bestimmt das Sprachsteuergerät 7, dass der Nutzer 17 symmetrisch zu den Mikrofonen 9, 13 steht. Des Weiteren bestimmt das Sprachsteuergerät 7 aus den Zeitpunkt t1 und t3, dass der Nutzer 17 dem Mikrofon 1 1 am nächsten und zu dem Mikrofon 15 am weitesten entfernt steht. Aus den Zeiten t1 , t2, t3, t4 lässt sich der Standort des Nutzers 17 mittig an der Fahrzeugrückseite bestimmen. Durch entsprechende Auswertung der Zeitpunkte des Auftretens der Mikrofonsignale lassen sich beliebige Standorte des Fahrzeugnutzers 17 in einem 360 Grad Umkreis des Fahrzeugs 1 bestimmen.

Mit Bestimmung des Standortes des Nutzers 17 werden die Mikrofone 9, 13, 15 abgeschaltet und nur das Mikrofon 11 für weitere Spracheingaben ausgewählt. Das Sprachsteuergerät 7 ist weiter eingerichtet, mit dem Nutzer 7 eine Kommunikation durchzuführen. Hierzu sind jedem Mikrofon 9, 1 1 , 13, 15 wie in Fig. 1 dargestellt

Lautsprecher 9a, 11 a, 13a, 15a zugeordnet, mittels denen beispielsweise bei einem nicht verstandenen Befehl zu einer Wiederholung aufgefordert wird. Mit Erkennung des Standortes des Nutzers 17 wird entsprechend der Mikrofonauswahl auch nur der dem Nutzer 17 nächstgelegene Lautsprecher 9a, 11 a, 13a, 15a verwendet, weitere

Lautsprecher werden abgeschaltet. Ein von dem Sprachsteuergerät 7 durch die Spracheingabe des Nutzers 7 übermittelter Befehl wird im Kontext des Standortes des Nutzers an einen Aktor weitergeleitet.

Beispielsweise wird durch die Spracheingabe„Öffnen“ ermittelt, dass eine Tür oder der Kofferraum geöffnet werden soll. Im Kontext des Standortes des Nutzers 17 auf der Fahrzeugrückseite ist definiert, dass der Kofferraum geöffnet werden soll, worauf das Signal an einen Aktor zum Öffnen des Kofferraums gesendet wird. Unter Aktor sind im Sinne der Anmeldung Fahrzeugeinrichtungen wie Steller zur Bewegung von Bauteilen, Mikrofone, Lautsprecher aber auch andere zur Ausführung von Funktionen eingerichtete Steuergeräte zu verstehen.

Das Sprachdialogsystem 7 ist weiter eingerichtet, mit dem Nutzer 7 eine Kommunikation durchzuführen. Hierzu sind einem jedem nicht gezeigten Mikrofon 9, 11 , 13, 15

Lautsprecher 9a, 11 a, 13a, 15a zugeordnet, mittels denen beispielsweise eine Begrüßung eine Information oder bei einem nicht verstandenen Befehl zu einer Wiederholung aufgefordert wird.

Die Fig. 3 zeigt Schritte einer Verarbeitung einer Schalleinwirkung von außerhalb des Fahrzeugs mit einem in den vorhergehenden Figuren beschriebenen Kraftfahrzeug 1. Gemäß S100 erfolgt eine Erkennung eines Nutzers 17 anhand eines von diesem mitgeführten mobilen Geräts 5. Sobald der Nutzer 17 erkannt ist, wird gemäß S102 ein Sprachsteuersystem 7 in einen betriebsbereiten Zustand versetzt. Der betriebsbereite Zustand wird dem Nutzer durch eine Ansage über Lautsprecher 9a, 11 a, 13a, 15a und/oder optische Signale angezeigt. In diesem Schritt wird ein Schlüsselwort des Nutzers 17 erwartet. Wird im Schritt S103 eine Schalleinwirkung als eine Spracheingabe in Form eines Schlüsselwortes erkannt, gibt das Sprachsteuersystem 7 im Schritt S104 über Lautsprecher 9a, 11 a, 13a, 15a eine Aufforderung an einen Nutzer 7 zur Eingabe eines Wunsches oder Befehls aus. Im Schritt 104 werden weiter im Sprachsteuergerät 7 die durch das Schlüsselwort bewirkten, von den Mikrofonen 9, 11 , 13, 15 übermittelten elektrischen Signale bezüglich zeitlichem Auftreten analysiert und ein Standort des Nutzers 17 ermittelt. In Kenntnis des Standortes werden für weitere Spracheingaben des Nutzers 17 nur elektrische Signale des dem Nutzer 17 am nächsten liegenden Mikrofons 9, 1 1 , 13, 15 und zur Sprachausgabe nur die oder der des dem Nutzer 17 am

nächstliegenden Lautsprecher 9a, 11 a, 13a, 15a verwendet. Weiter wird in Abhängigkeit des Abstandes des Nutzers vom Fahrzeug 1 und des Umgebungslärms die Lautstärke angepasst, je weiter der Nutzer vom Fahrzeug entfernt steht und je größer der

Umgebungslärm, desto lauter ist die Ausgabe. Im Schritt S105 ist das System bereit Befehle zu empfangen. Wird in S103 kein

Schlüsselwort erkannt oder erfolgt im Schritt S105 innerhalb einer vorgegebenen Zeit kein Befehl, geht das Sprachsteuersystem 7 wieder in den betriebsbereiten Zustand nach Schritt S102.

Erfolgt im Schritt S105 die Eingabe eines Befehls, dann wird im Schritt S 108 eine empfangene Eingabe analysiert. Ist die Eingabe nicht als Spracheingabe erkennbar sondern lediglich eine Schalleinwirkung aus der Umgebung, dann geht das

Sprachsteuersystem 7 im Schritt 105 wieder auf Empfangsbereitschaft. Wird die Eingabe aufgrund des Energielevels und der Erkennung von Sprachmerkmalen als Spracheingabe detektiert, dann wird im Schritt S1 10 überprüft, ob die Stimme mit der die Spracheingabe getätigt wurde mit einem im Sprachsteuergerät 7 hinterlegten Stimmmuster

übereinstimmt. Stimmt die Stimme der Spracheingabe nicht mit einem der hinterlegten Stimmmuster überein, dann wird der Nutzer beispielsweise über Lautsprecher 9a, 11 a, 13a, 15a informiert, dass er nicht berechtigt ist und das Sprachsteuersystem geht im Schritt 105 wieder auf Empfangsbereitschaft.

Stimmt die Stimme der Spracheingabe mit einem hinterlegten Stimmmuster überein, dann wird im Schritt 1 12 überprüft, ob die Spracheingabe einem Sprachbefehl entspricht. Ein Sprachbefehl kann mittels aus dem Stand der Technik bekannten Methoden wie einer natürliche Spracherkennung oder einem Vergleich einer Eingabe mit im

Sprachsteuergerät 7 hinterlegten Befehlen ermittelt werden. Ist die Spracheingabe als Befehl erkannt und verstanden worden, dann wird im Schritt S1 14 ein diesem Befehl zugeordnetes Signal 18 an eine Fahrzeugeinrichtung unter Berücksichtigung des

Standortes des Nutzers 17 zur Ausführung übermittelt. Steht der Nutzer 17 beispielsweise vor der Fahrertür, dann bewirkt eine als Befehl erkannte Spracheingabe wie„öffnen“ eine Ansteuerung eines Aktors zur Öffnung der Fahrertür. Ansteuerbar sind alle vernetzten Fahrzeugeinrichtungen, welche insbesondere über CAN-Bus und/oder Relais-Karte angesteuert werden können, beispielsweise Türen, Fenster, Verdunkelungseinrichtung, Kofferraumdeckel, Schiebedach, Lüftung, nutzerbezogene Sitzeinstellung etc. Ebenso kann ein Befehl die akustische Ausgabe über Lautsprecher 9a, 11 a, 13a, 15a der im Kombiinstrument verfügbaren Fahrzeugdaten wie Tank- oder Batteriestand,

Kilometerstand etc. bewirken.

Wird im Schritt S112 die Spracheingabe nicht verstanden, dann erfolgt im Schritt S116 ein Sprachdialog mit dem Nutzer 17, wobei dieser aufgefordert wird eine erneute Eingabe zu tätigen. Erfolgt eine erneute Spracheingabe in einem vorgegebenen Zeitfenster dann wird diese im Schritt S108 analysiert, erfolgt keine Spracheingabe in dem vorgegebenen Zeitfenster geht das Sprachsteuersystem im Schritt 105 wieder auf

Empfangsbereitschaft.

In einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsform wird bereits nach erfolgreicher Eingabe des Schlüsselwortes im Schritt S103 eine Überprüfung mit einem hinterlegten Stimmmuster entsprechend Schritt S1 10 durchgeführt. Bei Übereinstimmung mit im Sprachsteuergerät 7 hinterlegten Stimmmuster wird entsprechend Schritt 104

fortgefahren. Bei fehlender Übereinstimmung wird der Nutzer 17 analog Schritt S1 10 informiert, dass er nicht berechtigt ist und das Sprachsteuersystem geht wieder in den betriebsbereiten Zustand nach Schritt S102.

In einer weiteren Ausführungsform wird von dem Sprachsteuergerät 7 erkannt, dass ein auf das Fahrzeug einwirkender Schall ein Sondersignal 18 eines Einsatzfahrzeugs ist, siehe Fig. 2. In Analogie zur Bestimmung des Standorts eines Fahrzeugnutzers 17 wird der Standort eines nicht dargestellten Einsatzfahrzeugs bestimmt. Der Standort des Einsatzfahrzeugs bezogen auf das Kraftfahrzeug 1 wird auf einem nicht dargestellten Display einem Fahrer des Fahrzeugs angezeigt. Alternativ oder zusätzlich kann die Richtung des herannahenden Einsatzfahrzeugs durch akustische und/oder haptische Signale im Fahrzeug einem Nutzer angezeigt werden.

Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele

eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der

Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen, beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente, vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden

Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.

Claims

Daimler AG Patentansprüche

1. Kraftfahrzeug eingerichtet zur Verarbeitung einer Schalleinwirkung von außerhalb mit

-einem Mittel (3) zur Erkennung eines Nutzers (17) anhand einem von dem Nutzer mitgeführten mobilen Gerät (5),

-einem Sprachsteuergerät (7), wobei

nach erfolgter Erkennung des Nutzers (17) von außerhalb mehrere an

verschiedenen Seiten des Kraftfahrzeugs (1 ) in unterschiedliche Richtungen ausgerichtete Mikrofone (9, 11 , 13, 15) die einwirkende Schallwellen in elektrische Signale umwandeln und an das Sprachsteuergerät (7) übermitteln und wobei das Sprachsteuergerät (7) anhand Laufzeitunterschieden der elektrischen Signale bewirkt durch unterschiedliche Abstände des Nutzers (17) zu den Mikrofonen (9, 11 , 13, 15) ein Standort des Nutzers (17) relativ zum Fahrzeug ermittelt,

dadurch gekennzeichnet, dass

zur sprachlichen Kommunikation mit dem Nutzer (17) das Sprachsteuergerät (7) mit mehreren in die Fahrzeugumgebung gerichteten Lautsprechern (9a, 1 1a, 13a, 15a) verbunden ist, wobei eine Sprachausgabe nur über den oder die dem Nutzer (17) nächstliegenden Lautsprecher erfolgt.

2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Sprachsteuergerät (7) die Lautstärke der über den oder die Lautsprecher (9a, 1 1a, 13a, 15a) ausgegebene Sprachausgabe in Abhängigkeit des Abstandes zwischen dem ermittelten Standort des Nutzers zum Fahrzeug (1 ) und/oder der Umgebungsgeräusche verändert.

3. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass das Sprachsteuergerät (7) durch Auswertung der elektrischen Signale ermittelt, ob die Schallwellen einer Spracheingabe des Nutzers (17) zuordenbar sind.

4. Kraftfahrzeug nach Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Sprachsteuergerät (7) ein durch die Spracheingabe übermittelten Befehl erkennt und im Kontext des Standortes des Nutzers (17) eine Fahrzeugfunktion bewirkt.

5. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Sprachsteuergerät (7) nach Ermittlung des Standortes eines Nutzers (17) nur Signale von einem dem Nutzer nächstliegenden Mikrofon (9, 1 1 , 13, 15) auswertet.

6. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Sprachsteuergerät (7) ermittelt, ob die Schalleinwirkung einer Spracheingabe einem hinterlegten Stimmmuster entspricht.

7. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Sprachsteuergerät (7) mit Erkennung eines Nutzers mittels dem Mittel (3) von einem Ruhezustand in einen betriebsbereiten Zustand hochfährt, so dass von den Mikrofonen (9, 11 , 13, 15) erzeugte elektrische Signale auswertbar sind.

8. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Mikrofone (9, 11 , 13, 15) und/oder die Lautsprecher (9a, 1 1a, 13a, 15a) jeweils im Front-, Heck- und in beiden Seitenbereichen des Fahrzeugs angeordnet sind.

9. Kraftfahrzeug nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, dass

die in den Seitenbereichen angeordneten Mikrofone (9, 13) und oder die

Lautsprecher (9a, 13a) in den Seitenspiegeln angeordnet sind.

10. Verfahren zur Verarbeitung einer Schalleinwirkung von außerhalb eines

Fahrzeugs (1 ) umfassend die folgenden Schritte:

-Erkennung eines Nutzers (17),

-nach Erkennung des Nutzers (17) Umwandlung von auf das Fahrzeug (1 ) einwirkenden Schallwellen in elektrische Signale mittels mehreren in die

Fahrzeugumgebung gerichteten Mikrofonen (9, 11 , 13, 15),

- Übermittlung der elektrischen Signale an ein Sprachsteuergerät (7),

- Auswertung der durch die Mikrofone (9, 11 , 13, 15) übermittelten Signale und

- Ermittlung eines Standortes des Nutzers (17) relativ zum Fahrzeug

anhand der durch unterschiedliche Abstände des Nutzers zu den Mikrofonen (9, 11 , 13, 15) bewirkten Laufzeitunterschieden der elektrischen Signale,

gekennzeichnet durch,

Kommunikation mit dem Nutzer (17) über mit dem Sprachsteuergerät (7) verbundene in die Fahrzeugumgebung gerichtete mehrere Lautsprecher (9a, 1 1a, 13a, 15a), wobei für eine Sprachausgabe nur der oder die dem Nutzer

nächstliegenden Lautsprecher angesteuert werden.