技术领域本申请涉及一种用于周围车辆鸣笛声音处理的微处理器以及采用该微处理器的提示装置和自动驾驶系统。
背景技术：
在车辆行驶过程中，驾驶员有时可能会因声音干扰(例如音频节目、周围声音等)而没有注意到其它车辆鸣笛，或是没有及时判断出鸣笛车辆的相对方位和速度。这有可能是很危险的，尤其是在车辆并线时，驾驶员如果没有注意到有车辆鸣笛，就有可能发生事故。此外，有的驾驶员存在一定的听力障碍，例如临时性的，也可能不能清楚地听到其它车辆鸣笛。因此，对鸣笛或其它警告声音进行识别和提示，对于安全驾驶是有利的。根据一种现有技术，通过快速傅里叶变换进行频谱分析以识别外界声音源的频段，由此判断声音源类型，并且提示警告声音。根据另一种现有技术，基于外界声音标签识别外部警示声音并由此调节车内音频输出。现有技术中存在的共同缺陷在于，只能向车内提供关于外部鸣笛的提示，而不能提供周围鸣笛车辆的位置和速度等信息。因此，现有技术为驾驶员决定最佳操控策略提供的帮助很有限。
技术实现要素：
本申请旨在针对周围车辆的鸣笛为驾驶员提供较多的驾驶提示，尤其是鸣笛车辆位置和速度的信息提示。为此，本申请在一个方面提供了一种用于周围车辆鸣笛声音处理的微处理器，包括：信号接收模块，其被构造成接收来自声音传感器阵列的鸣笛声音信号；滤波模块，其被构造成过滤掉环境噪音，只保留车辆鸣笛声音信号；以及信号处理模块，其被构造成基于各鸣笛声音信号之间的差异确定鸣笛车辆位置和速度，并且输出关于鸣笛车辆位置和速度的信息。根据本申请的一种可行实施方式，所述微处理器确定的鸣笛车辆位置为鸣笛车辆相对于微处理器所在车辆的相对位置，所述微处理器确定的鸣笛车辆速度为鸣笛车辆的行驶速度。根据本申请的一种可行实施方式，各鸣笛声音信号之间的差异为声音传感器阵列中各声音传感器接收到的鸣笛声音信号的时间差异和/或幅值差异，例如接收到的鸣笛起始和/或结束时的时间和/或幅值差异。根据本申请的一种可行实施方式，所述信号处理模块在确定鸣笛车辆位置和速度时，声音传感器阵列中各声音传感器之间的相对位置关系以及微处理器所在车辆的行驶速度被作为已知参数。本申请在其另一方面提供了一种周围车辆鸣笛提示装置，包括：前面描述的微处理器；以及分别与所述微处理器相连的声音传感器阵列和信息输出器件；其中，所述声音传感器阵列包括布置在配备有该周围车辆鸣笛提示装置的车辆的不同部位的多个声音传感器。根据本申请的一种可行实施方式，所述声音传感器阵列包括至少三个声音传感器，它们在水平平面中的投影位置彼此不同，优选尽可能彼此间隔最远的距离。根据本申请的一种可行实施方式，所述声音传感器阵列包括四个声音传感器，它们分布在配备有该周围车辆鸣笛提示装置的车辆的左前、右前、左后、右后部位中。根据本申请的一种可行实施方式，所述信息输出器件包括屏幕，例如仪表板屏幕，其被构造成显示周围鸣笛车辆相对于配备有该周围车辆鸣笛提示装置的车辆的位置以及鸣笛车辆的行驶速度。根据本申请的一种可行实施方式，所述屏幕上具有文字提示区，用于给出与周围鸣笛车辆的状况相关的文字或图形提示。根据本申请的一种可行实施方式，作为所述屏幕的替代或附加特征，所述信息输出器件包括座椅振动器件和/或扬声器。本申请在其又一方面提供了一种自动驾驶系统，包括：前面描述的微处理器，其输出的关于鸣笛车辆位置和速度的信息被用于车辆自动驾驶中的危险规避。根据本申请，通过布置在车辆外周的声音传感器阵列检测外部鸣笛。处理器利用来自声音传感器阵列的信号计算鸣笛车辆的位置和速度，并将计算出的信息提示给驾驶员(例如通过屏幕、座椅振动器件、扬声器等)以帮助驾驶员决定最佳操控策略，或是提供给自动驾驶系统，以实现危险规避。附图说明本申请的前述和其它方面将通过下面参照附图所做的详细介绍而被更完整地理解，在附图中：图1是根据本申请的周围车辆鸣笛提示装置的基本组成的示意性框图。图2是根据本申请的周围车辆鸣笛提示装置的声音传感器阵列布置以及配备有周围车辆鸣笛提示装置的车辆与周围鸣笛车辆之间位置关系的示意图。图3是根据本申请的周围车辆鸣笛提示装置的视频提示的示意图。具体实施方式本申请旨在提高车辆驾驶中的安全性。具体而言，本申请基于这样的认识，即在车辆行驶过程中，如果有周围车辆鸣笛，则该鸣笛可能与本车辆的操作给周围车辆造成了不便或危险有关。例如，本车辆行驶过于缓慢而阻碍了后面车辆的正常行驶，后面车辆可能鸣笛以提醒驾驶员加速或让开车道。又如，在本车辆欲并线时，驾驶员可能未注意到欲并线车道上的其它车辆处在难以避让的相对位置和/或相对速度，则该其它车辆可能会鸣笛以提醒驾驶员此时并线条件不成熟。又如，本车辆虽然安全并线，但导致并线车道上的其它车辆不得不急刹车，则该其它车辆的驾驶员可能也会鸣笛而提醒驾驶员以后注意不要如此并线。其它各式各样的原因也有可能导致周围车辆鸣笛。在很多情况下，驾驶员没有注意到周围车辆鸣笛，或是虽然注意到有车辆鸣笛，但不能快速判断鸣笛车辆的位置和速度，这会导致危险状况，例如并线时与其它车辆相撞。为此，本申请基于外部车辆鸣笛信号，为驾驶员提供有用的辅助提示，至少是提供有关鸣笛车辆的相对于本车辆的位置以及鸣笛车辆的速度的提示，以有助于驾驶员决定后续操控策略。根据本申请的一个方面，提供了一种用于车辆的周围车辆鸣笛提示装置，如图1中示意性显示，其主要包括微处理器1以及分别与微处理器1相连的声音传感器阵列2和信息输出器件3。声音传感器阵列2包括布置在车辆外周部位中的多个声音传感器(例如麦克风)，例如，在图2所示的例子中，声音传感器阵列2包括布置在车辆4的左前、右前、左后、右后部位中的四个声音传感器2a、2b、2c、2d。这些声音传感器用于接收声音信号，包括周围车辆5的鸣笛声音6。微处理器1包括信号接收模块，用于接收来自这些声音传感器的声音信号，并对其进行处理。微处理器1中还包括滤波模块，用于过滤掉环境噪音，只保留车辆鸣笛声音。微处理器1还包括信号处理模块，用于根据鸣笛声音信号判断鸣笛车辆的位置和速度。根据本申请的基本原理，各声音传感器接收到的鸣笛声音的差异被用来判断鸣笛车辆的位置和速度。具体而言，对于配备有本申请的周围车辆鸣笛提示装置的本车辆4，来自其它车辆5的鸣笛声音6到达各声音传感器的时间(包括起始时间和结束时间)不同。根据本车辆4的行驶速度信息(例如，来自由车辆的CAN总线)以及各声音传感器接收到的其它车辆的鸣笛时间(包括起始时间和结束时间)的差异，可以计算出鸣笛车辆5相对于本车辆4的位置(包括纵向相对位置，即前后方向位置，和横向位置，即左右方向位置)以及鸣笛车辆5的速度(包括纵向速度和横向速度，可以是鸣笛车辆的绝对速度)。鸣笛车辆在两个方向上的位置和速度构成四个未知变量，为了求出这四个未知变量的值，声音传感器阵列需要包含至少三个声音传感器，它们在水平平面中的投影位置要彼此不同，优选尽可能彼此间隔最远的距离，且优选不共线，以使得彼此监测到的声音信号起始和结束时间尽可能不同。例如，可以将三个声音传感器布置在车辆的左前、右前、后部中间位置，或是布置在左后、右后、前部中间位置。为了提高检测的可靠性，可以采用四个(例如，图2中所示的)或更多个声音传感器。从一般意义上讲，假定声音传感器阵列2包括n(n≥3)个声音传感器，则微处理器1可以从它们获取n个鸣笛声音起始时间和n个鸣笛声音结束时间。微处理器1中可以将各声音传感器的分布位置、车辆4的行驶速度(纵向速度)作为已知变量，用作输入变量的有效参数为n-1个鸣笛声音起始时间差值和n-1个鸣笛声音结束时间差值。利用这2×(n-1)个输入参数，可以计算出鸣笛车辆5相对于本车辆4的纵向相对位置、横向相对位置以及鸣笛车辆5的纵向速度、横向速度。冗余的输入变量可以用于对计算结果进行修正，以提高计算结果的精度。此外，由于音波的振幅是随传播距离而变化(衰减)的，因此，各声音传感器接收到的鸣笛声音的幅值信息(鸣笛起始时的幅值或它们之间的差异，鸣笛结束时的幅值或它们之间的差异，鸣笛结束时的幅值衰减及其差异，等等)也可以作为前述时间参数的替代或附加特征用来计算鸣笛车辆的位置和速度。可以理解，在声音传感器数量足够多时，将本车速度以及各声音传感器位置参数作为已知变量，仅基于各声音传感器接收到的鸣笛起始时的时间和/或幅值差异或是仅基于各声音传感器接收到的鸣笛结束时的时间和/或幅值差异也可计算出鸣笛车辆的位置和速度。微处理器1基于来自声音传感器阵列2的鸣笛声音信息计算鸣笛车辆的位置和速度的具体过程，容易通过数学方式实现，这里不再详细描述。可以理解，鸣笛声音也可能来自本车辆4自身。在这种情况下，由于各声音传感器接收到的鸣笛开始和结束时的声音时间(和/或幅值)差异不变，因此，微处理器1容易判断出鸣笛不是来自其它车辆，因而不做进一步处理。在微处理器1判断出鸣笛的周围车辆的相对位置以及行驶速度后，向信息输出器件3发出指令，使之给予驾驶员相应提示。信息输出器件3可以包括屏幕，例如图3所示的仪表板屏幕7，在其上显示本车辆和鸣笛车辆，二者通过不同的图标加以区别，例如通过虚实线，以不同的颜色、亮度，通过闪光等。鸣笛车辆相对于本车辆的位置(纵向和横向位置)以及鸣笛车辆的速度也被显示。需要指出，不同车辆的喇叭的安装位置并不相同，但大多位于车辆前部、例如发动机舱内，因此，这里给出的鸣笛车辆的相对位置是大致上的位置，而非精确位置，因此，该相对位置的单位为米。此外，当鸣笛车辆与本车辆同向行驶时，其行驶大致等于其纵向速度。当鸣笛车辆的行驶方向不同于本车辆时，其行驶速度包含纵向和横向两个速度分量；在这种情况下，可以显示器行驶速度和相对于本车辆的方向(角度)。此外，微处理器1可以基于计算出的鸣笛车辆的位置和速度信息，判断本车辆当前的驾驶操控条件，例如可能存在危险等，并通过信息输出器件3给予驾驶员相应提示。为此，仪表板屏幕7上还可以具有文字提示区8，以给出相应的文字或图形提示。举例而言，在本车辆试图向左右某侧车道并线时，显示“并线危险”、“可以并线”等。作为附加或替代，信息输出器件3可以包括音频信息输出器件，用以通过音频提示鸣笛车辆的位置和速度信息和/或驾驶操控条件信息等。作为附加或替代，信息输出器件3可以包括振动信息输出器件，例如布置在驾驶员座椅中的振动元件等。本申请的周围车辆鸣笛提示装置通过来自扬声器阵列采集的鸣笛声音信息确定周围鸣笛车辆的位置和速度，并给予驾驶员相应提示，这大大地提高了车辆驾驶安全性。例如，在驾驶员欲并线时，周围车辆鸣笛提示装置可以根据欲并线车道上的其它车辆的鸣笛及时地提示驾驶员不宜并线，这样可以有效地避免并线时发生事故。本申请在其另一方面涉及用于周围车辆鸣笛声音处理装置的微处理器1，其被构造成如前所述基于来自声音传感器阵列的鸣笛声音信号判断鸣笛车辆的位置和速度并发出相应的提示指令。可以理解，上述微处理器1确定出的周围鸣笛车辆的位置和速度信息可以输出到车辆电脑或其它系统，用于其它各种目的，例如，用于车辆的自动驾驶。具体而言，现有的车辆自动驾驶系统利用摄像机、雷达传感器、激光测距器等获取周围的交通状况。在此基础上添加本申请的用于周围车辆鸣笛声音处理的微处理器，利用微处理器输出的周围鸣笛车辆位置和速度信息，可以更可靠地在自动驾驶过程中规避危险，尤其是并线时可能出现的危险。虽然这里参考具体的实施方式描述了本申请，但是本申请的范围并不局限于所示的细节。在不偏离本申请的基本原理的情况下，可针对这些细节做出各种修改。