一种模拟音效装置及控制方法与流程

1.本发明涉及汽车电子技术领域，尤其涉及一种一种模拟音效装置及控制方法。


背景技术：

2.电动化、无人化的电动汽车是汽车未来发展的必然趋势，电动汽车已被纳入我国的发展战略中。然而，电动汽车没有传统燃油汽车的发动机，汽车在点火时无声无息，对于习惯了传统燃油汽车点火发动的车主，缺乏听觉冲击。而且，目前车载娱乐系统的内置功放一般采用的是传统的模拟功放，带载能力一般，因此播放模拟音效的效果较差，车主想获得更好的听觉效果，则需要加装外置功放，而目前市场上的外接功放大部分体积比较大，需要安装在后尾箱中，挤占了大量空间，而且走线复杂。
3.因此，亟需一种解决上述缺点的技术方案。


技术实现要素：

4.本发明提供一种一种模拟音效装置及控制方法，旨在解决现有技术中的缺陷，实现电动汽车模拟传统燃油汽车发动机引擎声效，提高产品竞争力。
5.为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：本发明一方面提供一种模拟音效装置，包括：处理模块，以及与所述处理模块连接的人机交互模块、点火信息模块、转速获取模块、存储器模块、数字功放模块，所述数字功放模块还与扬声器模块连接；所述人机交互模块，用于展示模拟音效类型，接收选定的模拟音效类型；所述点火信息模块，用于获取车辆点火信号；所述转速获取模块，用于获取车辆电动机的转速信号；所述存储器模块，用于存储模拟音效的声音样本库；所述处理模块，用于接收选定的模拟音效类型、点火信息、当前转速信息，从存储器模块中读取相应的声音样本文件，输出和转速对应的发动机模拟音效，对所述模拟音效信号进行处理，控制车载数字功放的工作状态；所述数字功放模块，用于根据车辆模块输出的控制信号对模拟音效进行放大；所述扬声器模块，用于播放发动机模拟音效。
6.具体地，所述处理模块包括：索引号确定单元，以及与所述索引号确定单元连接的索引号计算单元、随机数单元、读取单元，所述读取单元还与挂载单元、第一幅值单元连接，所述第一幅值单元与所述第二赋值单元连接，所述第二幅值单元与控制参数单元连接；所述挂载单元，用于将存储器模块挂载到处理模块；所述索引号计算单元，用于计算与当前电动机转速最接近的声音样本的索引号作为初始索引号；所述随机数单元，用于产生符合预设条件的伪随机数；
所述索引号确定单元，用于将初始索引号与伪随机数相加得到最终索引号；所述第一幅值单元，用于计算当前声音样本的初始幅度；所述第二赋值单元，用于根据所述初始幅度得到当前声音样本的峰峰值；所述控制参数单元，用于计算控制数字功放的第一控制参数和第二控制参数。
7.具体地，所述数字功放模块由若干个受控的、相同的功率单元级联而成，每一个功率单元的输出为下一个功率单元的输入，每个功率单元的控制信号为pwm波形。
8.具体地，所述存储器模块为flash。
9.本发明另一方面提供一种模拟音效装置控制方法，包括：步骤1、当检测到车辆点火后，进入下一步；步骤2、系统开机，数字功放进行初始化，挂载存储器；步骤3、接收选定的模拟音效类型，生成对应的模拟音效波形；步骤4、对所述模拟音效波形进行处理，控制车载数字功放的工作状态，驱动座舱内扬声器播放。
10.具体地，所述步骤2中的挂载存储器包括如下步骤：步骤201、为flash中所有数据节点建立相应的节点内核描述符；步骤202、为flash中每个文件建立相应的文件内核描述符，并与所述节点内核描述符建立相互连接关系；步骤203、读取flash中每个目录文件的所有目录项的文件名，并对所述文件名按照内置算法进行计算，将计算得到的数值插入到所述文件内核描述符的链表中；步骤204、将所有所述文件内核描述符加入数据结构哈希表，并将所述哈希表保存到falsh首个有效擦除块上的日志节点中；步骤205、注册文件系统；步骤206、初始化超级块；步骤207、读取所述falsh首个有效擦除块上的日志节点；步骤208、对所述日志节点进行处理，建立数据节点之间、数据节点与文件之间以及文件名及其索引结点编号之间的映射关系，完成挂载存储器。
11.具体地，所述步骤3包括：步骤301、预先建立声音样本库，并建立对应的索引号；步骤302、获取当前电动机转速；步骤303、计算与所述当前电动机转速最接近的声音样本的索引号作为初始索引号；步骤304、根据预设规则得到最终索引号，所述预设规则为：将所述初始索引号与一个平均值为零的伪随机数相加；步骤305、根据所述最终索引号从所述声音样本库中读取对应的声音样本，得到对应的模拟音效波形。
12.具体地，所述伪随机数的范围为[-3,3]。
[0013]
具体地，所述步骤4包括：步骤401、对当前声音样本的串行数字信号进行加权运算，获得所述声音样本的初始幅度；
步骤402、获取选定的模拟音效类型、当前模拟音效的音量值；步骤403、根据所述选定的模拟音效类型、音量值和所述当前声音样本的初始幅度，计算得到当前声音样本的峰峰值；步骤404、根据所述峰峰值及每个功率单元的供电电压确定第一控制参数和第二控制参数，所述第一控制参数为占空比为100%的控制信号的数量，第二控制参数为占空比；步骤405、以所述第一控制参数、第二控制参数控制数字功放的工作状态。
[0014]
具体地，所述第一控制参数n=[upp/u0]，第二控制参数m={upp/u0}，u0表示每个功率单元的供电电压，upp表示当前声音样本的峰峰值，[]表示取整，{}表示取余数。
[0015]
本发明的有益效果在于：本发明通过通过接收选定的模拟音效类型，生成对应的模拟音效波形，并对模拟音效波形进行处理，控制车载数字功放的工作状态，驱动座舱内扬声器播放，实现了电动汽车模拟传统燃油汽车发动机引擎声效，提高了产品竞争力。
附图说明
[0016]
图1是本发明的模拟音效装置的结构示意图；图2是本发明的处理模块的结构示意图；图3是本发明的数字功放模块的结构示意图；图4是本发明的模拟音效装置控制方法的流程示意图。
具体实施方式
[0017]
下面结合附图具体阐明本发明的实施方式，附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制。
[0018]
实施例1如图1所示，本实施例提供一种基于车载功放的模拟音效装置，包括：处理模块，以及与所述处理模块连接的人机交互模块、点火信息模块、转速获取模块、存储器模块、数字功放模块，所述数字功放模块还与扬声器模块连接。
[0019]
所述人机交互模块，用于展示模拟音效类型，接收选定的模拟音效类型。
[0020]
在本实施例中，所述模拟音效类型包括普通引擎音效、跑车引擎音效等。
[0021]
所述点火信息模块，用于获取车辆点火信号。
[0022]
所述转速获取模块，用于获取车辆电动机的转速信号。
[0023]
所述存储器模块，用于存储模拟音效的声音样本库。
[0024]
所述处理模块，用于接收选定的模拟音效类型、点火信息、当前转速信息，从存储器模块中读取相应的声音样本文件，输出和转速对应的发动机模拟音效，对所述模拟音效信号进行处理，控制车载数字功放的工作状态。
[0025]
所述数字功放模块，用于根据车辆模块输出的控制信号对模拟音效进行放大。
[0026]
所述扬声器模块，用于播放发动机模拟音效。
[0027]
在本实施例中，所述存储器模块为flash。
[0028]
如图2所示，在本发明的另一个实施例中，所述处理模块包括：索引号确定单元，以及与所述索引号确定单元连接的索引号计算单元、随机数单元、读取单元，所述读取单元还与挂载单元、第一幅值单元连接，所述第一幅值单元与所述
第二赋值单元连接，所述第二幅值单元与控制参数单元连接；所述挂载单元，用于将存储器模块挂载到处理模块；所述索引号计算单元，用于计算与当前电动机转速最接近的声音样本的索引号作为初始索引号；所述随机数单元，用于产生符合预设条件的伪随机数；所述索引号确定单元，用于将初始索引号与伪随机数相加得到最终索引号；所述第一幅值单元，用于计算当前声音样本的初始幅度；所述第二赋值单元，用于根据所述初始幅度得到当前声音样本的峰峰值；所述控制参数单元，用于计算控制数字功放的第一控制参数和第二控制参数。
[0029]
如图3所示，在本发明的另一个实施例中，所述数字功放模块由若干个受控的、相同的功率单元级联而成，每一个功率单元的输出为下一个功率单元的输入，每个功率单元的控制信号为pwm波形。
[0030]
实施例2如图4所示，本实施例提供一种基于车载功放的模拟音效装置控制方法，包括：步骤1、当检测到车辆点火后，进入下一步。
[0031]
在具体实施时，可以通过can总线获取车辆的点火信息，也可以通过检测点火硬线的电平值来获取点火信息。
[0032]
步骤2、系统开机，数字功放进行初始化，挂载存储器。
[0033]
由于系统内置了多种发动机的模拟音效，因此存储器（flash）的容量较大。
[0034]
在本实施例中，所述存储器为flash。
[0035]
为了更快的挂载falsh存储器，所述步骤2中的挂载存储器包括如下步骤：步骤201、为flash中所有数据节点建立相应的节点内核描述符。
[0036]
步骤202、为flash中每个文件建立相应的文件内核描述符，并与所述节点内核描述符建立相互连接关系。
[0037]
步骤203、读取flash中每个目录文件的所有目录项的文件名，并对所述文件名按照内置算法进行计算，将计算得到的数值插入到所述文件内核描述符的链表中。
[0038]
步骤204、将所有所述文件内核描述符加入数据结构哈希表，并将所述哈希表保存到falsh首个有效擦除块上的日志节点中。
[0039]
步骤205、注册文件系统。
[0040]
在本实施例中，是文件系统为jffs2。
[0041]
步骤206、初始化超级块。
[0042]
步骤207、读取所述falsh首个有效擦除块上的日志节点。
[0043]
步骤208、对所述日志节点进行处理，建立数据节点之间、数据节点与文件之间以及文件名及其索引结点编号之间的映射关系，完成挂载存储器。
[0044]
本实施例提供的存储器挂载方法无需遍历整个flash，因此大大提高了挂载速度。
[0045]
步骤3、接收选定的模拟音效类型，生成对应的模拟音效波形。
[0046]
在本实施例中，所述模拟音效类型包括普通引擎音效、跑车引擎音效等，跑车引擎音效可以包括不同的跑车型号，例如法拉利f1、gt-r等。
[0047]
在具体实施时，可以通过设置一个人机交互界面，供用户选择各种内置的模拟音
效。
[0048]
在本实施例中，所述步骤3包括：步骤301、预先建立声音样本库，并建立对应的索引号。
[0049]
所述声音样本库用于存储各种发动机转速对应的声音样本，可以通过对实际各种车型的发动机在不同转速下的声音进行录制处理而得到。
[0050]
步骤302、获取当前电动机转速。
[0051]
在具体实施时，可以通过汽车can总线获得当前电动机转速。
[0052]
步骤303、计算与所述当前电动机转速最接近的声音样本的索引号作为初始索引号。
[0053]
步骤304、根据预设规则得到最终索引号，所述预设规则为：将所述初始索引号与一个平均值为零的伪随机数r相加。
[0054]
在本实施例中，所述伪随机数r的范围为[-3,3]。
[0055]
本实施例通过增加伪随机数r，可以在电动机转速变化较慢时，使得模拟音效更加自然。
[0056]
步骤305、根据所述最终索引号从所述声音样本库中读取对应的声音样本，得到对应的模拟音效波形。
[0057]
根据当前转速信号，将离散的声音样本连接而成，即得到模拟音效波形。
[0058]
步骤4、对所述模拟音效波形进行处理，控制车载数字功放的工作状态，驱动座舱内扬声器播放。
[0059]
在本实施例中，所述步骤4包括：步骤401、对当前声音样本的串行数字信号进行加权运算，获得所述声音样本的初始幅度。
[0060]
步骤402、获取选定的模拟音效类型、当前模拟音效的音量值。
[0061]
步骤403、根据所述选定的模拟音效类型、音量值和所述当前声音样本的初始幅度，计算得到当前声音样本的峰峰值。
[0062]
步骤404、根据所述峰峰值及每个功率单元的供电电压确定第一控制参数n和第二控制参数m，所述第一控制参数为占空比为100%的控制信号的数量，第二控制参数为占空比m。
[0063]
在本实施例中，所述n=[upp/u0]，m={upp/u0}，u0表示每个功率单元的供电电压，upp表示当前声音样本的峰峰值，[]表示取整，{}表示取余数。
[0064]
步骤405、以所述第一控制参数n、第二控制参数m控制数字功放的工作状态。
[0065]
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例，不能以此来限定本发明的权利保护范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。