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一种电动汽车的行人警示方法及系统

阅读：264发布：2021-06-06

专利汇可以提供一种电动汽车的行人警示方法及系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种电动汽车的行人警示方法及系统，其在不降低声音质量的同时，较好地控制行人警示器的发声传播方向，避免破坏车内原有声场。用于电动汽车的行人警示方法，包括如下步骤：A、提供车身参数；B、根据所述车身参数合成音源；C、对所述合成音源进行虚拟低音处理，去除低频部分，只保留高频部分；D、对处理后的音源进行聚焦处理，并通过扬声器阵列播放，将声音限定为向指定方向传播。，下面是一种电动汽车的行人警示方法及系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于电动汽车的行人警示方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、提供车身参数；
B、根据所述车身参数合成音源；
C、对所述合成音源进行虚拟低音处理，去除低频部分，只保留高频部分；
D、对处理后的音源进行聚焦处理，并通过扬声器阵列播放，将声音限定为向指定方向传播。
2.根据权利要求1所述的行人警示方法，其特征在于，所述步骤C具体包括依次执行的如下步骤：
C1、对所述合成音源进行低通滤波；
C2、对所述步骤C1处理后的音频信号进行非线性处理；
C3、将所述合成音源和所述步骤C2处理后的音频信号进行叠加，并进行高通滤波。
3.根据权利要求2所述的行人警示方法，其特征在于，所述步骤C1中低通滤波的截止频率和所述步骤C3中高通滤波的截止频率一致。
4.根据权利要求2所述的行人警示方法，其特征在于，所述步骤C2中，采用非线性处理函数对所述步骤C1处理后的音频信号进行非线性处理，所述非线性处理函数为tan(x)，其中x为输入信号。
5.根据权利要求1所述的行人警示方法，其特征在于，所述步骤D中，采用最大声能量之比方法对处理后的音源进行聚焦处理。
6.根据权利要求1所述的行人警示方法，其特征在于，所述步骤D中，Gb为所述扬声器阵列至允许声传播的区域处的声传递函数矩阵，Gd为扬声器阵列至不允许声传播的区域处的声传递函数矩阵，则扬声器阵列的权重向量w满足最优问题
7.根据权利要求1所述的行人警示方法，其特征在于，所述步骤A中，所述车身参数包括车速、点火开关、油门参数、档位中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的行人警示方法，其特征在于，所述步骤B中，采用录音重放方式，根据所述车身参数合成音源。
9.一种电动汽车的行人警示系统，其特征在于，所述行人警示系统用于执行如权利要求1-8任一项所述的行人警示方法，所述行人警示系统包括：
车身参数接口模块，其用于提供车身参数；
DSP处理模块，其用于根据所述车身参数合成音源并对合成音源进行虚拟低音处理和聚焦处理；
多通道功放模块，其用于驱动扬声器阵列；及
扬声器阵列，其用于播放声音。
10.根据权利要求9所述的行人警示系统，其特征在于，所述DSP处理模块包括：
合成处理模块，其用于根据所述车身参数合成音源；
虚拟低音处理模块，其用于对所述合成音源进行低通滤波，对处理后的音频信号进行非线性处理，及将所述合成音源和非线性处理后的音频信号进行叠加，并进行高通滤波；
阵列信号处理模块，其用于对处理后的音源进行聚焦处理，将声音限定为向指定方向传播。

说明书全文

一种电动汽车的行人警示方法及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及电动汽车技术领域，具体涉及一种电动汽车的行人警示方法及系统。

背景技术

[0002] 由于电动汽车不使用内燃机，车子低速行驶时相当安静，因此当车在行人背后行驶时，行人常常无法注意到车的存在，增加了发生车祸的概率。目前，中国已经出台草案，要求电动车强制安装行人警示器，提醒有车存在。

[0003] 在实际应用中，行人警示器的声音不仅向外传播，同时也向内传播。从应用要求上来讲，行人警示器的声音是起警示作用，应该仅向外传播，只能由行人听到，如果此声音再向内传播传进车内，会打破车内的原有调节好的声场，导致车内驾驶员和乘客舒适度下降。

[0004] 一般来说，由于行人已经习惯传统发动机声音，只有这些声音才能真正起到警示作用，因此为提高发声质量，行人警示器合成的声音应该尽量逼近传统的发动机声音。大部分发动机声音主要集中在低频，而如果对低频信号做传播方向控制，需要阵列长度比较长，否则起不到效果。但是车前舱内空间有限，无法提供所需的长度，因此低频控制效果较差，如果想要较高的发声质量，起不到控制传播方向效果。

发明内容

[0005] 针对上述问题，本发明提供一种电动汽车的行人警示方法及系统，其在不降低声音质量的同时，较好地控制行人警示器的发声传播方向，避免破坏车内原有声场。

[0006] 根据本发明的第一个方面，本发明采用的技术方案为：

[0007] 一种用于电动汽车的行人警示方法，包括如下步骤：

[0008] A、提供车身参数；

[0009] B、根据所述车身参数合成音源；

[0010] C、对所述合成音源进行虚拟低音处理，去除低频部分，只保留高频部分；

[0011] D、对处理后的音源进行聚焦处理，并通过扬声器阵列播放，将声音限定为向指定方向传播。

[0012] 优选地，所述步骤C具体包括依次执行的如下步骤：

[0013] C1、对所述合成音源进行低通滤波；

[0014] C2、对所述步骤C1处理后的音频信号进行非线性处理；

[0015] C3、将所述合成音源和所述步骤C2处理后的音频信号进行叠加，并进行高通滤波。

[0016] 更优选地，所述步骤C1中低通滤波的截止频率和所述步骤C3中高通滤波的截止频率一致。

[0017] 更优选地，所述步骤C2中，采用非线性处理函数对所述步骤C1处理后的音频信号进行非线性处理，所述非线性处理函数为tan(x)，其中x为输入信号。

[0018] 优选地，所述步骤D中，采用最大声能量之比方法对处理后的音源进行聚焦处理。

[0019] 更优选地，所述步骤D中，Gb为所述扬声器阵列至允许声传播的区域处的声传递函数矩阵，Gd为扬声器阵列至不允许声传播的区域处的声传递函数矩阵，则扬声器阵列的权重向量w满足最优问题

[0020] 优选地，所述步骤A中，所述车身参数包括车速、点火开关、油门参数、档位等中的一种或几种。

[0021] 优选地，所述步骤B中，采用录音重放方式，根据所述车身参数合成音源。

[0022] 根据本发明的第二个方面，本发明采用的一种技术方案为：

[0023] 一种电动汽车的行人警示系统，所述行人警示系统用于执行如上所述的行人警示方法，所述行人警示系统包括：

[0024] 车身参数接口模块，其用于提供车身参数；

[0025] DSP处理模块，其用于根据所述车身参数合成音源并对合成音源进行虚拟低音处理和聚焦处理；

[0026] 多通道功放模块，其用于驱动扬声器阵列；及

[0027] 扬声器阵列，其用于播放声音。

[0028] 优选地，所述DSP处理模块包括：

[0029] 合成处理模块，其用于根据所述车身参数合成音源；

[0030] 虚拟低音处理模块，其用于对所述合成音源进行低通滤波，对处理后的音频信号进行非线性处理，及将所述合成音源和非线性处理后的音频信号进行叠加，并进行高通滤波；

[0031] 阵列信号处理模块，其用于对处理后的音源进行聚焦处理，将声音限定为向指定方向传播。

[0032] 本发明采用以上方案，相比现有技术具有如下优点：

[0033] 通过阵列信号处理结合虚拟低音处理，可以控制行人警示器的发声只向外传播，而不对内传播，避免了破坏车内原有声场的可能性。行人警示器的发声即可以起到警示行人的作用，又不会引起车内驾驶员和乘客烦恼；又可以去除低频部分，只保留高频部分，在同样指向性的情况下，可以降低阵列长度，占用车内前舱更小的空间，有效降低成本，同时，尽管只保留高频部分，但由于心理听觉因素，行人仍可感觉到低频的存在，不降低发声质量，仍能起到较强的警示作用。因此，通过本发明的行人警示方法及系统，可以使用较短的阵列，在不降低声音质量的同时，仍能较好的控制行人警示器的发声传播方向，只起行人警示作用，不增加车内人员烦恼度，可以有效降低成本，更加具有实用性。附图说明

[0034] 为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0035] 图1为根据本发明的一种行人警示方法的虚拟低音处理的流程图；

[0036] 图2为一种扬声器阵列的声传播方向的示意图；

[0037] 图3示出了图2所示扬声器阵列在频率分别为100Hz，400Hz和800Hz情况下的声传播指向性图；

[0038] 图4示出了根据本发明的一种行人警示系统的结构框图。

具体实施方式

[0039] 下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。

[0040] 本实施例提供一种电动汽车的行人警示方法，其具体流程如下。

[0041] (1)、通过CAN网络或硬线等方式接收诸如车速、点火开关、油门等相关车身参数。

[0042] (2)、合成处理，根据车身参数，通过算法合成相应音源，可采用已知的算法，如录音重放方式。

[0043] (3)、虚拟低音处理，具体如图1所示，包括以下三个依次进行的步骤：

[0044] a、进行低通滤波，低通滤波的截止频率根据阵列长度进行选择，一般截止频率与阵列长度成反比关系，阵列长度越长，截止频率可选的越低，阵列长度越短，截止频率可选的越高；

[0045] b、将a处理完的音频信号进行非线性处理，产生谐波。可采用已知的非线性处理函数，比如tan(x)，其中x为输入信号。

[0046] c、对B处理完的音频信号与原始音频进行叠加，并进行高通滤波器，去除低频部分，截止频率与A中的频率一致。

[0047] (4)、阵列信号处理，通过聚焦处理，将声音限定为某一方向传播，本实施例中具体采用最大声能量之比方法进行处理。

[0048] 具体如图2所示，扬声器阵列为有8个扬声器构成的阵列，环绕扬声器阵列的“○”代表允许声传播的方向和区域，“×”代表不允许声传播的方向和区域。Gb为所述扬声器阵列至允许声传播的区域处的声传递函数矩阵，Gd为扬声器阵列至不允许声传播的区域处的声传递函数矩阵，则扬声器阵列的权重向量w满足最优问题

[0049] 扬声器阵列中各相邻扬声器的间距为4cm，其在频率分别为100Hz、400Hz和800Hz情况下的指向性图如图3所示。从图3中可以看出，扬声器阵列在100Hz基本没有指向性效果，而传统的发动机声音基波主要集中在200Hz以下，因此如果直接采用阵列信号处理，对发动机声音低频基本没有控制效果，无法阻上其向内传播，而通过虚拟低音处理后，只保留高频部分，这样在同等阵列长度下，仍可取得较好的指向性控制效果，同时由于心理声学因素存在，行人仍能感受到低频的存在，并不会降低发动机合成声的质量。

[0050] (5)将处理后的音频信号发送至所通道功放，驱动扬声器阵列播放，扬声器阵列播放的声音即为指向车外行人的警示音。

[0051] 参照图4所示，一种电动汽车的行人警示系统，所述行人警示系统用于执行如上所述的行人警示方法，所述行人警示系统包括：

[0052] 车身参数接口模块，其用于提供车身参数，具体通过CAN网络或硬线方式连接，并接受车速、点火开关、油门等车身参数，以传递给后续的DSP处理模块；

[0053] DSP处理模块，其用于根据所述车身参数合成音源并对合成音源进行虚拟低音处理和聚焦处理，具体为DSP处理芯片；

[0054] 多通道功放模块，其用于驱动扬声器阵列；及

[0055] 扬声器阵列，其用于播放声音，由多个扬声器形成。本实施例中，扬声器阵列具体为由8个扬声器线性排列形成的阵列，此外，其还可以为环形阵列等。

[0056] 所述DSP处理模块具体包括：

[0057] 合成处理模块，其用于根据所述车身参数合成音源；

[0058] 虚拟低音处理模块，其用于对所述合成音源进行低通滤波，对处理后的音频信号进行非线性处理，及将所述合成音源和非线性处理后的音频信号进行叠加，并进行高通滤波；

[0059] 阵列信号处理模块，其用于对处理后的音源进行聚焦处理，将声音限定为向指定方向传播。

[0060] 上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，是一种优选的实施例，其目的在于熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限定本发明的保护范围。凡根据本发明的精神实质所作的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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