行人报警系统的制作方法
本发明大体上涉及车辆音响系统，并且更具体地涉及行人报警系统。
背景技术：
电动车辆中的电动马达与传统的基于燃料的车辆中的内燃发动机相比是非常安静的。此外，随着传统的车辆的排气系统改进并且怠速启停系统变得更普遍，这些传统的车辆变得更安静。通常，安静的车辆在车辆和人很靠近的情况下也不被行人识别。
技术实现要素：
附加权利要求限定本申请。本公开概述了实施例的多个方面并且不应用于限制权利要求。其它实施例根据在此描述的技术可被预期，这对于本领域技术人员通过对以下附图和具体实施方式的查阅是显而易见的，并且这些实施例旨在在本申请的范围内。
一种示例公开的用于为电动车辆或抑制噪音的车辆模拟噪音以提醒行人的方法，包括从定位在车辆的前部的第一声音发生器产生第一频率范围的第一声音。方法也包括从定位在车辆的下面的第二声音发生器产生第二频率范围的第二声音。此外，示例方法包括基于车辆运动数据调节第一和第二声音的声学特征。
一种模拟车辆的噪音的示例装置，包括定位在车辆的前部的第一声音发生器、定位在车辆的下面的第二声音发生器、和声音控制器。示例的声音控制器从第一声音发生器产生第一声音和从第二声音发生器产生第二声音。示例的声音控制器也基于车辆运动数据调节第一和第二声音的声学特征。
一种包含指令的有形的计算机可读介质，该指令当被执行时引起车辆从定位在车辆的前部的第一声音发生器产生第一频率范围的第一声音。示例的指令当被执行时也引起车辆从定位在车辆的下面的第二声音发生器产生第二频率范围的第二声音。此外，示例的指令当被执行时引起车辆基于车辆运动数据调节第一和第二声音的声学特征。
附图说明
为了更好地理解本发明，可参考示出在以下附图中的实施例。附图中的部件不一定是按比例的并且相关的元件可被省略，或者在一些实例中比例可被放大，以便强调和清楚地举例说明在此描述的新特征。此外，系统部件可有不同设置，如本领域已知的。进一步地，在附图中，相同的附图标记指定遍及多个视图的对应部分。
图1是具有根据本发明的教导操作的车辆的系统图；
图2是图1的车辆的电子部件的框图；
图3举例说明了图1的示例的声音发生器；
图4是产生声音以提醒行人的示例方法的流程图。
具体实施方式
虽然本发明可以以各种形式实施，但附图中示出了以及将在之后描述一些示例性和非限制性实施例，应理解本公开被认为是本发明的范例并且不旨在将本发明限制为举例说明的特定实施例。
行人使用由车辆发出的声音在车辆和人距离很近的区域(例如，人行横道、停车场、狭窄街道等)中做出判断。通常，行人使用声音检测何时小汽车运动并判断它的相对位置。针对行人，很难判断安静的车辆的运动和相对位置，例如电动车辆和抑制噪音的传统车辆，即使车辆实际上正在移动。此外，各级政府(例如，市、县、行政区、州、省、辖区、乡村等)可对车辆强加发出最小量的噪音以为行人提供声音信息的要求，然而此外还有噪音污染法令。例如，美国国家公路交通安全管理局部分地基于由汽车工程师协会研发的测试由道路车辆发出的最低水平噪音的标准(saej2889)正在研发针对由道路车辆发出最低水平噪音的标准(参见，例如，nhtsa-2011-0148和49c.f.r.§571)。
如以下在此公开的，车辆包括在车辆的前面产生相对高音调的噪音的声音控制单元。此外，声音控制装置使用车辆和道路之间的空间作为共鸣腔在车辆下产生相对低音调的噪音。声音控制单元通信地连接至外部网络以接收本地信息以改变产生的声音的音高和/或强度。本地信息是基于由车辆的位置(例如，由全球定位系统(gps)接收器提供的坐标)。此外，本地信息可包括气象信息、关于声音的法律信息、地图信息、和/或行人信息。声音控制单元接收来自于各种电子控制单元(ecu)的车辆运动数据以基于车辆的运动状态改进产生的声音。声音控制单元可以不时连接至车辆附近的麦克风以接收反馈。基于这些来源，声音单元调节在车辆前和下部产生的声音。
图1是根据本发明的教导操作的车辆100的系统图。车辆100可以是抑制噪音的传统车辆、混合动力车辆、电动车辆、或燃料电池车辆等。车辆100可以是非自主、半自主、或自主车辆。车辆100包括关于移动性的部分，例如具有发动机或电动马达、变速器、悬架、驱动轴、和/或车轮等的动力传动系统。在举例说明的实例中，车辆100包括车载通信平台102、娱乐信息系统104、电子控制单元106、传感器108、声音发生器110a和110b、麦克风112、和声音控制单元114。
车载通信平台102包括有线或无线网络接口以实现和外部网络116和/或移动装置118(例如，智能手机、智能手表、平板电脑等)通信。车载通信平台102也包括控制有线或无线网络接口的硬件(例如，处理器、存储器、存储装置、天线等)和软件。在举例说明的实例中，车载通信平台102包括蜂窝式调制解调器120和/或专用短程通信(dsrc)收发器122。此外，车载通信平台102包括无线局域网(wlan)控制器124、辅助端口(aux)126、和gps接收器128。蜂窝式调制解调器120包括用于基于标准的网络(例如，全球移动通信系统(gsm)、通用移动通信系统(umts)、长期演进(lte)、码分多址(cdma)、全球微波接入互操作性(ieee802.16m)；和无线千兆比特(ieee802.11ad)等)的控制器。wlan控制器124包括通过无线局域网连接至移动装置118的控制器，例如，wi-fi(无线保真技术)
示例的dsrc收发器122包括天线、无线电和软件以广播消息和建立车辆100和安装在基础设施132(例如，交通信号、交通控制箱、灯柱、隧道、桥梁、建筑物等)、由行人136保持的启用dsrc的移动装置134、和/或其它车辆的dsrc收发器的dsrc节点130之间的直接连接。dsrc是无线通信协议或系统，主要用于运输，在5.9ghz谱带操作。关于dsrc网络的更多信息和网络如何可与车辆硬件和软件通信在美国交通部核心2011年6月的系统要求说明(syrs)报告中可获得(在http://www.its.dot.gov/meetings/pdf/coresystem_se_syrs_reva％20(2011-06-13).pdf可获得)，其因此通过引用它整体连同syrs报告的第11-14页引用的全部文件被合并于此。dsrc系统可被安装在车辆上和沿着路边的基础设施。合并了基础设施信息的dsrc系统被称为“路边”系统。dsrc可结合其它技术，例如全球定位系统(gps)、可视光通信(vlc)、蜂窝通信、和短程雷达，以促进车辆传达它们的位置、速度、前进方向、与其它对象的相对位置并与其它车辆或外部计算机系统交换信息。dsrc系统可与其它系统集成，例如手机。
当前，dsrc网络是由dsrc缩写或名称识别。然而，其它名称有时被使用，通常涉及车辆连接计划(connectedvehicleprogram)等。这些系统的大部分是纯dsrc或ieee802.11无线标准的变体。将在本公开中始终使用术语dsrc。然而，除了纯dsrc系统之外，这也意味着覆盖小汽车和路边基础设施系统之间的专用无线通信系统，其与gps集成并基于用于无线局域网(例如，802.11p等)的ieee802.11协议。
娱乐信息系统104提供移动装置118和/或车辆100的乘员(例如，驾驶员、乘客等)、和声音控制单元114之间的接口。在举例说明的实例中，娱乐信息系统104通信地连接至移动装置118(例如，通过辅助端口126、通过wlan控制器124等)。娱乐信息系统104帮助乘员挑选(例如，通过移动装置118、通过以下图2的娱乐信息主机单元等)声音配置文件。声音配置文件为声音控制单元提供基线波形(例如，音高、振幅等)以用于产生车辆100外部的噪音。此外，声音配置文件可包含声音特征，例如一组谐波，并且可控制启动时间、衰减时间、持续时间、释放时间(adsr)包络。此外，在一些实例中，声音配置文件也基于车辆100的速度提供由车辆100的内部音响系统播放的波形。例如，当选择大排量车模式(musclecarmode)时，声音控制单元114产生例如
ecu106监测并控制车辆100的子系统。ecu106通过车辆数据总线(例如，以下图2的车辆数据总线204)传输性能(例如，ecu106的状态、传感器读数、控制状态、错误和诊断代码等)和/或接收来自于其它ecu106的请求。一些车辆100可具有定位在车辆100周围各个位置中的、通过车辆数据总线通信连接的七十或更多的ecu106。ecu106是分散的电子元件组，其包括它们自己的电路(例如，集成电路、微处理器、存储器、存储装置等)和固件、传感器、驱动器、和/或安装硬件。ecu106可包括，例如，变速器控制、发动机/马达控制、转向控制、和制动控制。示例的ecu106为声音控制单元114提供车辆运动数据以控制由声音发生器110a和110b发出的声音以反映车辆的驾驶条件(例如，车辆正在怠速、车辆正在减速、车辆正在加速等)。
传感器108可以以任何适当的方式设置在车辆100中和周围。传感器108可包括配置为测量车辆100的外部周围的特性的摄像机、声纳、雷达、激光雷达、超声传感器、光学传感器、或红外装置。此外，一些传感器108可安装在车辆100的乘客舱内部或车辆100的车身中(例如，发动机舱、轮舱等)以测量车辆100的内部中的特性。例如，这样的传感器108可包括加速计、里程表、转速计、俯仰和横摆传感器、轮速传感器、摄像机、麦克风、和热敏电阻、胎压传感器、生物传感器等。传感器108测量车辆100的状态(例如，怠速、加速、减速、移动、停止、倒退、速度等)。
车辆100包括至少两个声音发生器110a和110b。声音发生器110a和110b通信地连接至声音控制单元114。其中一个声音发生器110a被定位在车辆100的前部。前声音发生器110a产生高频声音(例如，1280hz至20,480hz)。另一个声音发生器110b被定位在车辆100的下面并且定向为使用车辆100和道路之间的空间作为共鸣腔。下声音发生器110b产生低频声音(例如，20hz至1280hz)。麦克风112感应由下声音发生器110b产生的声音。麦克风112提供反馈至声音控制单元114。如以下图3中描述的，声音发生器110a和110b响应于从声音控制单元114接收到的信号产生声音。
声音控制单元114(在此有时被称为“声音控制器”)产生信号，该信号用于使用声音发生器110a和110b产生声音。声音控制单元114基于通过娱乐信息系统104接收到的本地数据和车辆运动数据产生声音模型。在一些实例中，车辆运动数据包括来自于ecu106和/或传感器108的信息，例如(a)变速器的位置、(b)发动机或马达的每分钟转数(rpm)、(c)方向盘位置、(d)车辆速度、(e)天气(例如，雨天)、(f)节气门的位置、和/或(g)制动踏板的位置。此外，在一些实例中，本地数据包括由外部网络116上的服务器提供的信息，例如(a)地图数据、(b)交通数据、(c)行人密度数据、(d)法律法规(例如，声音条例等)、(e)当日时间、和/或(f)事件日历。在一些实例中，输入包括外部反馈信息，例如(a)连接至安装在基础设施132上的dsrc节点130的麦克风138和/或由行人136携带的启用dsrc的移动装置134。声音控制单元114使用输入以改进由车辆100的乘员选择的标准声音配置文件或基线声音配置文件。
在一些实例中，声音控制单元114基于来自ecu106和/或传感器108的车辆运动数据动态地改变声音配置文件。例如，声音控制单元114可基于发动机或马达的每分钟转数(rpm)改变某些频率范围的振幅。作为另一实例，声音控制单元114可基于测量的制动力和/或测量的减速度改变某些频率范围的振幅。此外，声音的压缩可使声音表现为更大而不增加声音发生器110a和110b的尺寸。在一些实例中，声音控制单元114基于车辆100的位置动态地控制声音配置文件。在一些这样的实例中，当车辆100在人行横道的附近时，声音控制单元114放大由声音发生器110a和110b产生的噪音。
声音控制单元114包括自适应滤波器140以产生用于声音发生器110a和110b的信号。自适应滤波器140基于声音配置文件和来自于麦克风112的反馈产生信号。在自适应滤波器140内，低频滤波器可链接或结合高频滤波器以匹配分别由前声音发生器110a和下声音发生器110b产生的两个声音范围之间的声音的相位。以这样的方式，泛音列被产生以致人类听觉系统可使用振幅和相位差来定位声音。麦克风112感应由下声音发生器110b产生和受共鸣腔影响而改变的声音。自适应滤波器140修改至下声音发生器110b的信号直到声音匹配声音配置文件。
图2是图1的车辆的电子部件200的框图。在举例说明的实例中，电子部件200包括车载通信平台102、娱乐信息主机单元202、ecu106、传感器108、声音发生器110a和110b、麦克风112、声音控制单元114、和车辆数据总线204。
娱乐信息主机单元202提供车辆100和用户(例如，驾驶员、乘客等)之间的接口。娱乐信息主机单元202包括数字和/或模拟接口(例如，输入装置和输出系统)以接收来自于用户的输入和显示信息。输入装置例如可包括控制旋钮、仪表板、用于图像捕捉和/或视觉命令识别的数字摄像机、触摸屏、声音输入装置(例如，客舱麦克风)、按钮、或触摸板。输出装置可包括仪表组输出(例如，刻度盘、照明装置)、驱动器、抬头显示器、中央控制台显示器(例如，液晶显示器(“lcd”)、有机发光二极管(“oled”)显示器、平板显示器、固态显示器等)、和/或扬声器。在举例说明的实例中，娱乐信息主机单元202包括娱乐信息系统104。在一些实例中，娱乐信息主机单元202在中央控制台显示器上显示娱乐信息系统104。此外，娱乐信息主机单元202的输入控制娱乐信息系统104。
在图2的举例说明的实例中，声音控制单元114包括处理器或控制器(mcu)206、存储器208、和自适应滤波器140。处理器或控制器206可以是任何适当的处理装置或处理装置组，例如，但不限于：微处理器、基于微控制器的平台、适当的集成电路、一个或多个专用集成电路(asic)、或一个或多个现场可编程门阵列(fpga)。存储器208可以是易失存储器(例如，ram(随机存取存储器)，其可包括非易失性ram、磁性ram、铁电ram、和任何其它适当的形式)；非易失性存储器(例如，盘存储器、闪速存储器、eprom(可擦可编程只读存储器)、eeprom(电可擦可编程只读存储器)、基于忆阻器的非易失性固态存储器等)、不变存储器(例如，eprom)、只读存储器、和/或大容量存储装置(例如，硬盘驱动器、固态驱动器等)。在一些实例中，存储器208包括多个类型的存储器，特别是易失存储器和非易失存储器。在一些实例中，存储器208包括可由用户选择的声音配置文件。
存储器208是计算机可读介质，在其上可嵌入一组或多组指令，例如用于操作本发明的方法的软件。指令可体现在此描述的方法或逻辑的一个或多个。在特定的实施例中，指令可在指令的执行期间完全或至少部分地驻留在存储器208、计算机可读介质中的任何一个或多个内和/或处理器206内。
术语“永久性计算机可读介质”和“计算机可读介质”应被理解为包括单个介质或多个介质，例如存储一组或多组指令的集中式或分布式数据库、和/或相关的缓存和服务器。术语“永久性计算机可读介质”和“计算机可读介质”也包括任何有形的介质，其能够存储、编码或承载由处理器执行的一组指令，或导致系统执行在此公开的方法或操作的任何一个或多个。如在此使用的，术语“计算机可读介质”被清楚地限定以包括任何类型的计算机可读存储装置和/或存储盘并且不包括传播信号。
自适应滤波器140将由声音控制单元114保存的声音配置文件转换为发送至声音发生器110a和110b的信号。自适应滤波器140基于声音配置文件产生信号。自适应滤波器140接收由声音发生器110a和110b产生的声音的反馈。在一些实例中，反馈从麦克风112接收。此外，或可选择地，在一些实例中，反馈从附接至基础设施132的dsrc节点130的麦克风和/或启用dsrc的移动装置134的麦克风接收(例如，经由dsrc收发器122)。例如，基于车辆100的位置，声音控制单元114可请求来自于车辆100附近的装置(例如，dsrc节点130、启用dsrc的移动装置134等)的反馈。自适应滤波器140将接收到的反馈与声音配置文件比较并调整发送至声音发生器110a和110b的信号。
车辆数据总线204通信地连接至ecu106和传感器108。在一些实例中，车辆数据总线204包括一个或多个数据总线。车辆数据总线204可根据由国际标准化组织(iso)11898-1限定的控制器局域网(can)总线协议、媒体导向系统传输(most)总线协议、can灵活数据(can-fd)总线协议(iso11898-7)和/、k-线总线协议(iso9141和iso14230-1)、和/或ethernet(以太网)tm总线协议(ieee802.3(2002年起))等实施。在一些实例中，ecu106和传感器108被组织在单独的数据总线上以例如管理安全、数据拥堵、数据管理等。例如，灵敏的ecu106(例如，制动控制单元、发动机控制单元等)可在与其他ecu106(例如，车身控制单元、娱乐信息主机单元102等)分离的总线上。
图3举例说明了示例的声音发生器110。前声音发生器110a和下声音发生器110b是声音发生器300的实例。在举例说明的实例中，声音发生器110包括声音换能器302、主体304、和一个或多个可调节的音孔(tonehole)306。声音换能器302包括电磁铁和振动膜。可选择地，在一些实例中，声音换能器302包括哨(whistle)和振动膜。电动马达和撞击器(impactor)、或任何其它适当的机电装置。在举例说明的实例中，主体304是螺旋共鸣腔。主体304的长度影响声音发生器110的音调。例如，前声音发生器110a的主体304是相对短的，以及下声音发生器110b的主体304是相对长的。可调节的音孔306由声音控制单元114(例如，由螺线管)控制。可调节的音孔306打开和关闭以调节声音发生器110的音高。
图4是产生警示行人(例如，图1的行人136)的声音的示例方法的流程图。最初，在框402，声音控制单元114确定是否已经选择声音配置文件(例如，通过通信地连接至娱乐信息系统104的移动装置118、通过娱乐信息主机单元202等)。如果已经选择声音配置文件，在框404，声音控制单元114检索选择的声音配置文件(例如，从存储器208)。否则，如果没有选择声音配置文件中的一个，在框406，声音控制单元114检索默认的声音配置文件。在框408，声音控制单元114确定车辆100所处的市区的本地的法律信息是否可用。如果本地的法律信息是可用的，方法在框410继续。否则，如果本地的法律信息是不可用的，方法在框412继续。
在框410，声音控制单元114基于本地的法律信息修改声音配置文件。例如，地方性法规可指定车辆噪音的最小和/或最大振幅。在框412，声音控制单元114基于环境背景修改声音配置文件。例如，声音控制单元114可由于环境噪音(例如，交通噪音、关于天气的噪音等)修改声音配置文件。在框414，声音控制单元114基于车辆100的驾驶环境修改声音配置文件。驾驶环境包括车辆的速度、制动踏板的位置、加速踏板的位置、车辆100关于人行横道的位置、交通密度、和/或行人密度等。例如，声音控制单元114可响应于车辆减速修改由声音发生器110a和110b产生的声音的音高(例如，高频音调消退等)。
在框416，声音控制单元114，通过自适应滤波器140，基于修改的声音配置文件产生用于声音发生器110a和110b的信号。在框418，声音控制单元114，通过麦克风112，收集由声音发生器110a和110b产生的声音的反馈。在一些实例中，声音控制单元114也通过dsrc收发器122收集来自于附接至与基础设施132连接的dsrc节点130的麦克风138和/或由行人136携带的启用dsrc的移动装置134的麦克风的反馈。在框420，声音控制单元114确定是否基于在框418收集的反馈修改驱动声音发生器110a和110b的信号。如果声音控制单元114确定基于反馈修改驱动声音发生器110a和110b的信号，方法在框422继续。否则，如果声音控制单元114确定不基于反馈修改驱动声音发生器110a和110b的信号，方法返回至框412。在框422，声音控制单元114产生和应用修正系数至驱动声音发生器110a和110b的信号，以致由声音发生器110a和110b产生的声音接近声音配置文件中的目标声音。
图4的流程图是可由机器可读指令实施的方法，该指令包含一个或多个程序，该程序当由处理器(例如图2的处理器206)执行时，导致车辆100实施图1和2的声音控制单元114。进一步地，虽然示例的程序被参考举例说明在图4中的流程图描述，但是实施示例的声音控制单元114的多个其它方法可被选择性地使用。例如，框的执行的顺序可改变，和/或描述的框的一些可改变、去除、或结合。
在本发明中，反意连接词的使用旨在包括连接词。定冠词或不定冠词的使用不旨在指示基数。特别地，对“这、那”对象或“一、一个”对象的引用旨在也表示可能的多个这样的对象的一个。进一步地，连接词“或”可用于传达同时存在而非互斥方案的特征。换言之，连接词“或”应理解为包括“和/或”。术语“包括”是包括性的并具有与“包含”相同的范围。
上述实施例，以及特别的任何“优选的”实施例，是实施方式的可能实例并且仅提出用于清楚理解本发明的原理。在大体上不背离在此描述的技术的原理和精神的情况下可对上述实施例进行各种改变和修改。所有的改进旨在包括在此在本发明的范围内并受以下权利要求保护。
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