一种氛围灯控制方法及系统与流程

本发明涉及车载氛围灯技术领域，更具体地说，它涉及一种氛围灯控制方法及系统。

背景技术：

随着人民生活水平的提高，消费者对汽车驾驶和乘坐的舒适性要求也越来越高。当前，很多的汽车制造商都在汽车内部设置了车内氛围灯，以改善车内的灯光环境，提高的驾乘舒适性。

目前氛围灯控制系统一般包括用于供用户的操作生成控制命令的人机交互界面、用于接收控制命令并根据该控制命令输出氛围灯控制信号的氛围灯控制器以及设于汽车内部不同位置的且用于接收氛围灯控制信号的氛围灯节点模块，通过人机交互界面内预设的各种氛围灯的发光模式，来使氛围灯有规律的干煸其发光亮度以及发光色域，达到光影变换的效果。

然而，通过用户意愿进行操作，改变氛围灯的发光状态过于单调，不能够智能调节，而且单纯靠手操不利于驾驶员的安全驾驶，用户体验不佳。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种氛围灯控制方法及系统，其具有便于使用，安全的、车载氛围灯发光模式丰富的优点。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种氛围灯控制方法，基于氛围灯控制系统，包括：

预设模式信号，车载氛围灯接收所述模式信号后进入相应的工作模式，所述工作模式具有多种不同表现的形式；

等周期的采集当前车内的音频数据，根据所述音频数据的频谱特性或用户意愿选择所述工作模式。

通过上述技术方案，车载氛围灯可根据音频数据的频谱特性，也就是当前车厢内播放的音乐进行选择进入不同的工作模式，进行相应的光影变换，改变亮度和色域，使氛围灯的发光状态不再单调，也减少了驾驶员手操的情况出现，便捷、安全、产品效果好；也可供用户自己选择工作模式，使车载氛围灯产生客户愿意产生的光影效果，丰富产品的功能，提升产品竞争力。

本发明进一步设置为：所述工作模式包括律动模式、单色静态模式以及多色循环模式；

所述模式信号包括与所述律动模式对应的律动驱动信号、与所述单色静态模式对应的静态信号以及与所述多色循环模式对应的循环信号；

进入所述律动模式时，依据频谱特性将所述音频数据转换形成与所述车载氛围灯的亮度和色域对应的所述律动驱动信号；

进入所述单色静态模式时，所述静态信号对应固定的所述亮度和所述色域；

进入所述多色循环模式时，所述循环信号对应按照预定顺序循环的所述亮度和所述色域；

接收所述模式信号后生成用于驱动所述车载氛围灯工作的发光控制命令。

通过上述技术方案，律动模式下的车载氛围灯与单色静态模式以及多色循环模式两两之间具有较强的区分度，切换效果明显。

本发明进一步设置为：所述根据所述音频数据选择所述工作模式，包括：

实时获取所述音频数据在每个所述周期内的幅频特征；

若所述幅频特征的幅值在预设时间内高于预设阀值，则进入所述律动模式。

通过上述技术方案，因为车厢内的音乐播放的音量大小在通常情况下是大于车厢内人声说话，而且因为车辆本身隔音效果的存在，外界音量的大小也小于音乐播放的音量，因此，通过实时的检测音频数据的幅频特征的幅值，可自动判断是否进入律动模式，更加智能，方便。

本发明进一步设置为：所述根据所述音频数据选择所述工作模式，包括：

若所述幅频特征的幅值在预设时间内低于预设阀值，则进入所述单色静态模式。

通过上述技术方案，使用户在心理上形成差异感，可明显区分车厢内音乐播放下的律动模式与单色静态模式的区别，提升用户体验。

本发明进一步设置为：所述依据频谱特性将所述音频数据转换形成与所述车载氛围灯的亮度和色域对应的律动驱动信号，包括：

实时获取所述音频数据在每个所述周期内的幅频特征；

将所述幅频特征位于预设阈值范围外的所述音频数据清除，取剩下的所述音频数据为有效数据；

将所述有效数据内位于同一有效阈值内的所述音频数据划分为一个频段；

计算预定数量的所述频段内的有效幅频特征，根据所述有效幅频特征生成所述律动驱动信号。

通过上述技术方案，对预设阈值范围外的所述音频数据进行清除，可以理解在一定程度上将噪声与音乐分离，清除噪声，提升音频数据的采集质量，从而使律动模式下的车载氛围灯的光影变换更加贴合音乐节奏，提升用户体验。

本发明进一步设置为：所述计算预定数量的所述频段内的有效幅频特征，包括：

计算各个所述频段内的各个所述幅频特征的幅值和频率值的均值，作为对应所述频段的有效幅频特征。

通过上述技术方案，对预定数量下的频段的有效幅频特征进行计算，求出均值，而非音频数据在时间轴上与车载氛围灯的发光状态连续对应，可减少不必要的功耗，节省资源。而且，在预定数量不同的情况下，可以实现对音乐与车载氛围灯的发光状态匹配的灵敏度上改变，预定数量越大，则灵敏度越低，反之灵敏度越高，以防止在音乐的幅频特征变化过快而导致的车载氛围灯的发光状态也变化过快的情况，减少对用户的视线或眼睛产生的影响。

本发明进一步设置为：所述幅值越高，所述车载氛围灯的亮度越强，色域越红；

所述幅值越低，所述车载氛围灯的亮度越低，色域越蓝。

通过上述技术方案，红色域给用户的感觉偏暖，蓝色域给用户的感觉偏冷，可以形成明显的视觉冲击，使用户可以更容易的感受变化，提升用户体验。

本发明进一步设置为：一种氛围灯控制系统，包括人机交互模块、与所述人机交互模块电连接的氛围灯控制器以及与所述氛围灯控制器电连接的车载氛围灯；

所述氛围灯控制器包括车载MCU、第一传输线、第二传输线、音频采集模块、电源模块、驱动模块；

所述人机交互模块，通过所述第一传输线以及所述音频采集模块与所述车载MCU电连接，用于所述车载氛围灯的工作模式的选择以及音乐的播放，所述音频采集模块用于等周期的采集当前车内的音频数据，所述车载MCU对所述音频数据进行处理，根据所述音频数据选择所述工作模式；

所述车载MCU，用于预设模式信号，通过所述第二传输线与所述驱动模块电连接后与所述车载氛围灯电连接，所述驱动模块用于根据所述模式信号生成用于驱动所述车载氛围灯工作的发光控制命令。

本发明进一步设置为：所述车载MCU包括与所述音频采集模块电连接的幅频特征采集模块、与所述幅频特征采集模块电连接的滤波模块、与所述滤波模块电连接的分段模块以及与所述分段模块电连接的计算处理模块以及与所述计算处理模块电连接的信号生成模块；

所述幅频特征采集用于实时获取所述音频数据在每个所述周期内的幅频特征；

所述滤波模块用于将所述幅频特征位于预设阈值范围外的所述音频数据清除，取剩下的所述音频数据为有效数据；

所述分段模块用于将所述有效数据内位于同一有效阈值内的所述音频数据划分为一个频段；

所述计算处理模块用于计算预定数量的所述频段内的有效幅频特征，根据所述有效幅频特征生成律动驱动信号。

本发明进一步设置为：所述音频采集模块包括与所述人机交互模块电连接的差分信号采集模块；

所述差分信号采集模块包括电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、运放A、开关器件U；

所述电容C1、所述电容C2、所述电阻R1、所述电阻R2依次串联，所述电容C3、所述电容C4、所述电阻R3、所述电阻R4依次串联，所述电容C1远离所述电容C2的一端以及所述电容C3远离所述电容C4的一端均接地；

所述电容C1与所述电容C2的电连接处为第一输入端，所述电容C3与所述电容C4的电连接处为第二输入端，所述开关器件U包括依次串联的双向二极管D1以及双向二极管D2，所述双向二极管D1与所述双向二极管D2的电连接处接地，所述第一输入端与所述双向二极管D1远离所述双向二极管D2的一端电连接，所述第二输入端与所述双向二极管D2远离所述双向二极管D1的一端电连接，

所述电阻R5的两端分别电连接在所述电阻R1与所述电阻R2的电连接处以及所述电阻R3与所述电阻R4的电连接处；

所述电阻R2远离所述电阻R1的一端与所述运放A的同向输入端电连接，所述电阻R4远离所述电阻R3的一端与所述运放A的反向输入端以及所述电阻R6的一端电连接，所述运放A的输出端与所述电阻R6远离所述电阻R4的一端以及所述电阻R7的一端电连接，所述电阻R7远离所述运放A输出端的一端与所述电容C6电连接后接地，所述电容C5并联在所述电阻R6两端；

所述电阻R8的一端与所述运放的同相输入端电连接，其另一端分别与所述电阻R9和所述电阻R10以及所述电容C7的一端电连接，所述电阻R9远离所述电阻R8的一端接收稳定电压5V，所述电阻R10和所述电容C7远离所述电阻R8的一端均接地。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)车载氛围灯可根据音频数据的频谱特性，也就是当前车厢内播放的音乐进行选择进入不同的工作模式，进行相应的光影变换，改变亮度和色域，使氛围灯的发光状态不再单调，也减少了驾驶员手操的情况出现，便捷、安全、产品效果好，也可供用户自己选择工作模式，使车载氛围灯产生客户愿意产生的光影效果，丰富产品的功能，提升产品竞争力；

(2)通过所述若所述幅频特征的幅值在预设时间内低于预设阀值，则进入所述单色静态模式，使用户在心理上形成差异感，可明显区分车厢内音乐播放下的律动模式与单色静态模式的区别，提升用户体验。

附图说明

图1为本发明实施例的系统结构示意图；

图2为本发明实施例中氛围灯控制器的系统结构；

图3为本发明实施例中部分步骤流程图；

图4为本发明实施例中音频采集模块的部分电路图。

附图标记：1、人机交互模块；2、氛围灯控制器；21、车载MCU；211、幅频特征采集模块；212、滤波模块；213、分段模块；214、计算处理模块；215、信号生成模块；22、第一传输线；23、第二传输线；24、音频采集模块；241、差分信号采集模块；25、电源模块；26、驱动模块；3、车载氛围灯。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

本发明公开了一种氛围灯控制方法，基于氛围灯控制系统，包括：

预设模式信号，车载氛围灯3接收模式信号后进入相应的工作模式；

等周期的采集当前车内的音频数据，根据音频数据的频谱特性以及用户意愿选择工作模式。在实际实施的过程中，该音频数据的音乐源可以为通过存储介质、广播、视频或者其它优选形式播放的音乐源，周期性的获取该音乐源的某一时间段的音频数据，并对该音频数据进行频谱特性处理，使车载氛围灯3依据处理结果进入相应的工作模式。

模式信号包括与律动模式对应的律动驱动信号、与单色静态模式对应的静态信号以及与多色循环模式对应的循环信号。

进入律动模式时，依据频谱特性将音频数据转换形成与车载氛围灯3的亮度和色域对应的律动驱动信号。可以使车载氛围灯3的灯光显示与音乐对应，具有节奏感。

进入单色静态模式时，静态信号对应固定的亮度和色域，也就是说车载氛围灯3的亮度和色域保持不变。

进入多色循环模式时，循环信号对应按照预定顺序循环的亮度和色域，例如按照红-蓝-黄-绿-青-紫的顺序进行发光显示。

接收模式信号后，生成用于驱动车载氛围灯3工作的发光控制命令。

一种氛围灯控制系统，如图1所示，包括人机交互模块1、与人机交互模块1电连接的氛围灯控制器2以及与氛围灯控制器2电连接的车载氛围灯3，车载氛围灯3可采用RGB三色封装LED灯组，RGB的混色原理上支持汽车上显示无限种类的氛围灯光色，在本实施例中，可在律动模式下切换256色。

如图2所示，氛围灯控制器2包括车载MCU21、第一传输线22、第二传输线23、音频采集模块24、电源模块25、驱动模块26；

人机交互模块1，可以是常说的车载中控大屏模块，可通过第一传输线22以及音频采集模块24与车载MCU21电连接，用于车载氛围灯3的工作模式的选择以及音乐的播放。不同的整车架构中，第一传输线22的形式会不同，也可能有多种形式组合。可能是CAN总线、FlexRay总线+CAN总线等情况，根据控制的节点数和效果不同。

音频采集模块24用于等周期的采集当前车内的音频数据，车载MCU21对音频数据进行处理，根据音频数据选择工作模式；

车载MCU21，用于预设模式信号，通过第二传输线23与驱动模块26电连接后与车载氛围灯3电连接，驱动模块26用于根据模式信号生成用于驱动车载氛围灯3工作的发光控制命令。第二传输线23也可能采用不同形式，通常采用LIN总线、硬线等多种方式控制，LIN总线控制下的车载氛围灯3的每个节点为串行模式，可以自动寻址分配控制ID，安装也更加方便便捷。

LIN总线的信号中一般包含RGB三种基色信号以及氛围灯亮度调节信号。以律动模式为例，车载氛围灯3的律动驱动信号中包含某一种颜色的命令时，驱动模块26将该律动驱动信号中的颜色分解为RGB三种基色，并输出包含RGB三种基色的数据组作为发光控制命令，由此实现对氛围灯颜色的调节。

在上述方法中，根据音频数据选择工作模式，包括：

实时获取音频数据在每个周期内的幅频特征；

若幅频特征的幅值在预设时间内高于预设阀值，则进入律动模式。

若幅频特征的幅值在预设时间内低于预设阀值，则进入单色静态模式。

因为车厢内的音乐播放的音量大小在通常情况下是大于车厢内人声说话，而且因为车辆本身隔音效果的存在，外界音量的大小也小于音乐播放的音量，因此，通过实时的检测音频数据的幅频特征的幅值，可自动判断是否进入律动模式。例如，若当前音频数据的幅频特征的幅值在300ms内连续大于一定数值，则可进入律动模式。若当前音频数据的幅频特征的幅值在2.5S内连续小于一定数值，则可进入单色静态模式。因为现有的车载中控大屏模块在与用户手机通过蓝牙连接后，用户接收通话时，播放中的音乐会自动终端，由此，可以实现在用户通话时，从律动模式到单色静态模式的转换，更加智能，方便。

律动模式和单色静态模式下的车载氛围灯3的发光策略使用户在心理上形成差异感，可明显区分车厢内音乐播放下的律动模式与单色静态模式的区别，提升用户体验。

在上述方法中，如图3所示，依据频谱特性将音频数据转换形成与车载氛围灯3的亮度和色域对应的律动驱动信号，包括步骤：

S1、实时获取音频数据在每个周期内的幅频特征；

S2、将幅频特征位于预设阈值范围外的音频数据清除，取剩下的音频数据为有效数据。在该步骤中，实际目的是进行噪声的滤除，通过傅里叶算法即可对相同频域内的数据进行叠加，连续噪音信号可分配到低频段缓存区，间歇性噪音信号可分配到高频段缓存区，将低频段和高频段的噪音信号清除，例如20HZ以下和15K以上的数据会清除，不参与律动控制，可提升音频数据的采集质量，从而使律动模式下的车载氛围灯3的光影变换更加贴合音乐节奏，提升用户体验。

S3、将有效数据内位于同一有效阈值内的音频数据划分为一个频段。在该步骤中，意味着选取有效数据中的一段作为一个参与律动控制的频段，也可以是全部，这取决于硬件的处理速度以及效率。选取其中的一小段，可提升音频数据的处理效率，也有利于保证控制的实时性，进一步的，减少了系统链路延时的影响，充分利用了整车资源，增强了系统的安全性和稳定。

S4、计算预定数量的频段内的有效幅频特征，根据有效幅频特征生成律动驱动信号。

步骤S4中，计算预定数量的频段内的有效幅频特征，包括：

计算各个频段内的各个幅频特征的幅值和频率值的均值，作为对应频段的有效幅频特征。对预定数量下的频段的有效幅频特征进行计算，求出均值，而非音频数据在时间轴上与车载氛围灯3的发光状态连续对应，可减少不必要的功耗，节省资源。而且，在预定数量不同的情况下，比如截取10个频段后得到的一个有效幅频特征对应1个律动驱动信号，也就是1个发光控制命令，而截取125个频段后同样得到的一个有效幅频特征对应1个律动驱动信号，可以实现对音乐与车载氛围灯3的发光状态匹配的灵敏度上改变，预定数量越大，则灵敏度越低，反之灵敏度越高，以防止在音乐的幅频特征变化过快而导致的车载氛围灯3的发光状态也变化过快的情况，减少对用户的视线或眼睛产生的影响。

为形成明显的视觉冲击，将车载氛围灯3与发光控制命令的对应逻辑设置为：

幅值越高，车载氛围灯3的亮度越强，色域越红；

幅值越低，车载氛围灯3的亮度越低，色域越蓝。利用红色域给用户的感觉偏暖，蓝色域给用户的感觉偏冷的强烈对比，可使用户可以更容易的感受变化，提升用户体验。

具体的，在上述的一种氛围灯控制系统中，车载MCU21包括与音频采集模块24电连接的幅频特征采集模块211、与幅频特征采集模块211电连接的滤波模块212、与滤波模块212电连接的分段模块213以及与分段模块213电连接的计算处理模块214以及与计算处理模块214电连接的信号生成模块215；

幅频特征采集用于实时获取音频数据在每个周期内的幅频特征；

滤波模块212用于将幅频特征位于预设阈值范围外的音频数据清除，取剩下的音频数据为有效数据；

分段模块213用于将有效数据内位于同一有效阈值内的音频数据划分为一个频段；

计算处理模块214用于计算预定数量的频段内的有效幅频特征，根据有效幅频特征生成律动驱动信号。

由此，可根据用户意愿选择不同的工作模式，使车载氛围灯3产生不同的光影效果，并在进入律动模式后，车载氛围灯3可根据当前车厢内播放的音乐进行相应的光影变换，改变亮度和色域，使氛围灯的发光状态不再单调，也减少了驾驶员手操的情况出现，便捷、安全、产品效果好。

音频采集模块24包括与人机交互模块1电连接的差分信号采集模块241；

如图4所示，差分信号采集模块241包括电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、运放A、开关器件U；

电容C1、电容C2、电阻R1、电阻R2依次串联，电容C3、电容C4、电阻R3、电阻R4依次串联，电容C1远离电容C2的一端以及电容C3远离电容C4的一端均接地；

电容C1与电容C2的电连接处为第一输入端，电容C3与电容C4的电连接处为第二输入端，开关器件U包括依次串联的双向二极管D1以及双向二极管D2，双向二极管D1与双向二极管D2的电连接处接地，第一输入端与双向二极管D1远离双向二极管D2的一端电连接，第二输入端与双向二极管D2远离双向二极管D1的一端电连接，

电阻R5的两端分别电连接在电阻R1与电阻R2的电连接处以及电阻R3与电阻R4的电连接处；

电阻R2远离电阻R1的一端与运放A的同向输入端电连接，电阻R4远离电阻R3的一端与运放A的反向输入端以及电阻R6的一端电连接，运放A的输出端与电阻R6远离电阻R4的一端以及电阻R7的一端电连接，电阻R7远离运放A输出端的一端与电容C6电连接后接地，电容C5并联在电阻R6两端；

电阻R8的一端与运放的同相输入端电连接，其另一端分别与电阻R9和电阻R10以及电容C7的一端电连接，电阻R9远离电阻R8的一端接收稳定电压5V，电阻R10和电容C7远离电阻R8的一端均接地。

上述差分信号采集模块241干扰小，精度高，可直接通过硬线连接采集音频进行处理，具有延时小，节奏跟随快，响应及时，不占用CAN总线带宽的优点。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。