本公开总体涉及车辆免提通信，并且更具体地，涉及响应hvac(暖通空调)引起的车辆麦克风抖振。
背景技术：
车辆越来越多地制造有免提通信系统。这些免提通信系统通过经由麦克风和车辆的声音系统来路由与连接的电话的来往呼叫来减少驾驶员分心。驾驶员使用方向盘上的控件与免提通信系统进行交互。
技术实现要素：
所附权利要求限定了该应用。本公开总结了实施例的各方面，并且不应用于限制权利要求。根据本文所描述的技术可想到其他实施方式，这对于本领域普通技术人员通过检查以下附图和详细描述将是显而易见的，并且这些实施方式旨在在本申请的范围内。
公开了用于响应hvac引起的车辆麦克风抖振的示例实施例。所公开的车辆的示例包括麦克风、扬声器和抖振检测器。示例麦克风电连接到语音激活系统的输入端。示例扬声器位于车辆的前驾驶员侧。示例抖振检测器在按钮被激活时确定由麦克风捕获的信号的抖振因子。此外，示例抖振检测器响应于抖振因子满足阈值来激活继电器以将扬声器电连接到语音激活系统的输入端。
根据本发明，提供了一种车辆，包含：
电连接到语音激活系统的输入端的麦克风；
位于所述车辆的前驾驶员侧的扬声器；和
抖振检测器，所述抖振检测器用于以下操作：
响应于激活事件，确定由所述麦克风捕获的信号的抖振因子；和响应于所述抖振因子满足基于风机的风机速度的阈值，激活继电器以将所述扬声器电连接到所述语音激活系统的所述输入端。
根据本发明的一个实施例，扬声器是高频扬声器。
根据本发明的一个实施例，扬声器集成到所述车辆的所述前驾驶员侧的内部门把手总成中。
根据本发明的一个实施例，激活事件是一键通按钮的激活，并且其中所述抖振检测器在所述一键通按钮被激活时监视由所述麦克风捕获的所述信号、以及在所述一键通按钮未激活时不监视所述麦克风捕获的所述信号。
根据本发明的一个实施例，当所述扬声器连接到所述语音激活系统的所述输入端时，所述继电器使所述麦克风从所述语音激活系统的所述输入端分离。
根据本发明的一个实施例，所述抖振检测器执行以下操作来确定所述抖振因子：
对在所述麦克风上捕获的所述信号执行快速傅立叶变换，以生成频域信号；和
计算第一关注频率和第二关注频率之间的所述频域信号的均方根值。
根据本发明的一个实施例，第一关注频率为0hz，以及第二关注频率为1000hz。
根据本发明的一个实施例，所述抖振检测器执行以下操作来确定所述抖振因子：
对在所述麦克风上捕获的所述信号应用低通滤波器，所述低通滤波器具有关注频率处的截止频率；和
计算随时间变化的所述滤波信号的分贝水平。
根据本发明的一个实施例，关注频率为20hz。
根据本发明的一个实施例，激活事件是当在300hz到3400hz之间的频率范围中由麦克风捕获的信号的均方根值大于阈值。
一种用于检测电连接到车辆的语音激活系统的输入端的麦克风的抖振的示例方法包括当按钮被激活时确定由麦克风捕获的信号的抖振因子。该示例方法还包括响应于抖振因子满足阈值，激活继电器以将扬声器电连接到语音激活系统的输入端，扬声器位于车辆的前驾驶员侧。
根据本发明，提供了一种用于检测电连接到车辆的语音激活系统的麦克风的抖振的方法，所述方法包含：
当按钮被激活时，确定由所述麦克风捕获的信号的抖振因子；和
响应于所述抖振因子满足基于风机的风机速度的阈值，激活继电器以将门把手总成中的扬声器电连接到所述语音激活系统的所述输入端。
根据本发明的一个实施例，扬声器是高频扬声器。
根据本发明的一个实施例，方法包括当所述按钮被激活时监视由所述麦克风捕获的所述信号，以及当所述按钮未激活时不监视所述麦克风捕获的所述信号。
根据本发明的一个实施例，当所述扬声器连接到所述语音激活系统的所述输入端时，所述继电器使所述麦克风从所述语音激活系统的所述输入端分离。
根据本发明的一个实施例，确定所述抖振因子包括：
对在所述麦克风上捕获的所述信号执行快速傅里叶变换，以生成频域信号；和
计算第一关注频率和第二关注频率之间的所述频域信号的均方根值。
根据本发明的一个实施例，第一关注频率为0hz，第二关注频率为1000hz。
根据本发明的一个实施例，确定抖振因子包括：
对在所述麦克风上捕获的所述信号应用低通滤波器，所述低通滤波器具有关注频率处的截止频率；和
计算随时间变化的所述滤波信号的分贝水平。
根据本发明的一个实施例，关注频率为20hz。
一种有形计算机可读介质，包含指令，指令在执行时，使得车辆在按钮被激活时确定由可通信地连接到语音激活系统的输入端的麦克风捕获的信号的抖振因子。此外，指令还使得车辆响应于抖振因子满足阈值，激活继电器以将扬声器电连接到语音激活系统的输入端，扬声器位于车辆的前驾驶员侧。
根据本发明，提供了一种包含指令的有形计算机可读介质，该指令在执行时使得车辆执行以下操作：
当在关注的频率范围中由麦克风捕获的信号的均方根值大于第一阈值时，确定由可通信地连接到语音激活系统的输入端的麦克风捕获的信号的抖振因子；和
响应于所述抖振因子满足基于加热和空调系统的风机的风机速度的第二阈值，激活继电器以将扬声器电连接到语音激活系统的输入端，扬声器位于车辆的前驾驶员侧。
根据本发明，提供了一种车辆，包含：
电连接到语音激活系统的输入端的麦克风；
位于所述车辆的前驾驶员侧的扬声器；和
抖振检测器，所述抖振检测器用于以下操作：
响应于激活事件，确定由所述麦克风捕获的信号的抖振因子；和响应于所述抖振因子满足阈值，激活继电器以将所述扬声器电连接到所述语音激活系统的所述输入端。
根据本发明的一个实施例，扬声器是高频扬声器。
根据本发明的一个实施例，扬声器集成到所述车辆的所述前驾驶员侧的内部门把手总成中。
根据本发明的一个实施例，激活事件是一键通按钮的激活，并且其中所述抖振检测器在所述一键通按钮被激活时监视由所述麦克风捕获的所述信号、以及在所述一键通按钮未激活时不监视所述麦克风捕获的所述信号。
根据本发明的一个实施例，当所述扬声器连接到所述语音激活系统的所述输入端时，所述继电器使所述麦克风从所述语音激活系统的所述输入端分离。
根据本发明的一个实施例，所述抖振检测器执行以下操作来确定所述抖振因子：
对在所述麦克风上捕获的所述信号执行快速傅立叶变换，以生成频域信号；和
计算第一关注频率和第二关注频率之间的所述频域信号的均方根值。
根据本发明的一个实施例，第一关注频率为0hz，以及第二关注频率为1000hz。
根据本发明的一个实施例，所述抖振检测器执行以下操作来确定所述抖振因子：
对在所述麦克风上捕获的所述信号应用低通滤波器，所述低通滤波器具有关注频率处的截止频率；和
计算随时间变化的经滤波信号的分贝水平。
根据本发明的一个实施例，关注频率为20hz。
根据本发明的一个实施例，其中所述激活事件是包括以下的组中的一个：(a)一键通按钮的激活；或者(b)在关注频率范围中由所述麦克风捕获的信号大于阈值。
根据本发明，提供了一种用于检测电连接到车辆的语音激活系统的麦克风的抖振的方法，所述方法包含：
当按钮被激活时，确定由所述麦克风捕获的信号的抖振因子；和
响应于所述抖振因子满足阈值，激活继电器以将扬声器电连接到所述语音激活系统的所述输入端，扬声器位于车辆的前驾驶员侧。
根据本发明的一个实施例，扬声器是高频扬声器。
根据本发明的一个实施例，其中所述扬声器集成到所述车辆的所述前驾驶员侧的内部门把手总成中。
根据本发明的一个实施例，方法包括当所述按钮被激活时监视由所述麦克风捕获的所述信号，以及当所述按钮未激活时不监视所述麦克风捕获的所述信号。
根据本发明的一个实施例，当所述扬声器连接到所述语音激活系统的所述输入端时，所述继电器使所述麦克风从所述语音激活系统的所述输入端分离。
根据本发明的一个实施例，确定所述抖振因子包括：
对在所述麦克风上捕获的所述信号执行快速傅里叶变换，以生成频域信号；和
计算第一关注频率和第二关注频率之间的所述频域信号的均方根值。
根据本发明的一个实施例，第一关注频率为0hz，第二关注频率为1000hz。
根据本发明的一个实施例，确定抖振因子包括：
对在所述麦克风上捕获的所述信号应用低通滤波器，所述低通滤波器具有关注频率处的截止频率；和
计算随时间变化的经滤波信号的分贝水平。
根据本发明的一个实施例，关注频率为20hz。
根据本发明，提供一种有形计算机可读介质，包含指令，所述指令在执行时，使得车辆执行以下操作：
在按钮被激活时，确定由可通信地连接到语音激活系统的输入端的麦克风捕获的信号的抖振因子，以及
响应于所述抖振因子满足阈值，激活继电器以将扬声器电连接到所述语音激活系统的输入端，所述扬声器位于所述车辆的前驾驶员侧。
附图说明
为了更好地理解本发明，可以参考以下附图中所示的实施例。附图中的部件不一定按比例绘制，并且可以省略相关的元件，或者在某些情况下可能会夸大其比例，以便强调并且清楚地说明本文所描述的新颖特征。此外，如本领域已知的，系统部件可以被不同地布置。此外，在附图中，相同的附图标记在几个视图中表示相应的部分。
图1示出了根据本公开的教导操作的车辆的内部；
图2和图3是描绘在图1的车辆的麦克风上检测hvac引起的抖振的曲线图；
图4是图1的车辆的电子部件的框图；
图5是可以由图4的电子部件实现的用于检测和减少hvac引起的车辆麦克风抖振的方法的流程图。
具体实施方式
尽管可以以各种形式实施本发明，但是在附图中示出并且将在下文中描述一些示例性和非限制性实施例，同时理解本公开将被视为本发明的示例并且不旨在将本发明限制于所示的具体实施例。
语音激活系统使用车辆的麦克风的输入端。语音激活系统包括免提呼叫系统、语音识别系统、车辆通信系统和/或处理来自麦克风的信号的其他系统。例如，免提呼叫系统建立与移动设备(例如，智能手机、智能手表、平板电脑等)的连接，使得麦克风被用作移动设备的音频输入端以及车辆的扬声器被用作设备的音频输出端。作为另一个示例，具有数字个人助理(例如苹果公司
如下所述，语音激活系统监视车辆的麦克风的音频输入。系统评估音频输入以确定抖振因子。当抖振因子满足(例如，大于或者等于)相应的阈值时，该系统确定hvac系统正在引起麦克风的抖振。当抖振因子满足阈值时，系统切换到从车辆中的一个扬声器捕获音频输入。通过(a)确定由麦克风捕获的信号的低频(例如，0hz至1000hz、20hz至500hz等)内容和/或(b)确定由麦克风捕获的信号的波动强度，来测量抖振因子。在一些示例中，阈值的水平是基于hvac系统的风机速度。为了改变音频输入，语音激活系统激活断开车辆麦克风并且将车辆的扬声器中的一个(例如，驾驶员侧高频扬声器等)连接到语音激活系统的输入端的继电器。这使得扬声器充当麦克风。以这种方式，语音激活系统即使在hvac系统正在抖振麦克风时也接收来自驾驶员的语音输入。
图1示出了根据本公开的教导操作的车辆102的内部100。车辆102可以是标准汽油动力车辆、混合动力车辆、电动车辆、燃料电池车辆和/或任何其他移动性实施方式的车辆。车辆102包括与移动性相关的部件，例如具有发动机、变速器、悬架、驱动轴和/或车轮等的动力传动系统。车辆102可以是非自主的、半自主的(例如，一些例程运动功能由车辆102控制)或者自主的(例如，运动功能由车辆102控制而不需要直接驾驶员输入)。在所示示例中，车辆102包括信息娱乐主机单元104、hvac系统106、扬声器108a和108b、麦克风110、一键通(push-to-talk(ptt))按钮112和抖振检测器114。
信息娱乐主机单元104提供车辆102和用户(例如，驾驶员)之间的接口。信息娱乐主机单元104包括用于接收来自用户的输入和显示信息的数字和/或模拟接口(例如，输入设备和输出设备)。输入设备可以包括例如控制旋钮、仪表板、用于图像捕获和/或视觉命令识别的数字摄像机、触摸屏、音频输入设备(例如，客舱麦克风)、按钮或者触摸板。输出设备可以包括仪表板输出端(例如，拨号盘、照明设备)、致动器、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。在所示示例中，信息娱乐主机单元104包括用于信息娱乐系统(例如福特汽车公司
hvac系统106通过通风口118向车辆102的内部100提供热或冷空气。通风口118是可调节的，以将空气流(由虚线120表示)引导到车辆102的内部100的不同部分。在所示示例中，空气流向上。hvac系统106的控件有助于设定温度、风机速度和位置(例如，空气流应该被引导到哪个通风口118)。风机速度设置改变了由hvac系统106的风机输出的空气流的力。hvac系统106经由车辆数据总线(例如，下面的图4的车辆数据总线406)广播风机速度设置。
在所示示例中，扬声器108a和108b包括中频域扬声器108a和高频扬声器108b。或者，在一些示例中，扬声器108a和108b是全频域扬声器。示例扬声器108a和108b内置在车辆102的门122中。附加地或替代地，在一些示例中，扬声器108a和108b内置在车辆102的仪表板121中。在所示示例中，中频域扬声器108a位于门122的下部并且高频扬声器108b位于内部门把手总成124上。或者，在一些示例中，高频扬声器108b并入到车辆102的a柱126中。
麦克风110指向车辆102的驾驶员以捕获驾驶员的声音。在一些示例中，麦克风是指向心脏位置的麦克风。在所示的示例中，麦克风110并入到顶置中央控制台128中。或者，在一些示例中，麦克风并入仪表板121或者方向盘130中。当来自hvac系统106的通风口118的空气流指向麦克风110时，空气流使麦克风110的振膜偏转和变形，降低了从驾驶员捕获的声音的信噪比。
ptt按钮112在由驾驶员按下时激活语音激活系统。在所示示例中，ptt按钮112并入到方向盘130中。在一些示例中，车辆102可以包括若干ptt按钮112，以适应方向盘130上的不同的手位置。替代地或附加地，在一些示例中，抖振检测器114使用全自动或半自动方法来发起麦克风信号的处理以激活语音激活系统。例如，抖振检测器114可以基于检测麦克风110捕获的信号的均方根值(rms)何时高于特定频率范围(例如，300hz至3400hz，等)内的阈值来激活语音激活系统。如本文中所使用的，“激活事件”是指基于(a)ptt按钮112或者(b)全自动或半自动方法，启动麦克风信号的处理以激活语音激活系统。
抖振检测器114(a)检测来自通风口118的空气流何时指向麦克风110，以及(b)在检测到抖振时，将扬声器108a和108b中的一个连接到语音激活系统。抖振检测器114在ptt按钮112被激活时分析由麦克风110捕获的信号以确定抖振因子。抖振检测器114通过(a)确定由麦克风110捕获的信号的低频(例如，0hz至1000hz、20hz至500hz等)内容来测量抖振因子(有时称为“lf抖振因子”)和/或通过(b)确定由麦克风110捕获的信号的波动强度来测量抖振因子(有时称为“波动抖振因子”)。抖振检测器114将抖振因子与阈值进行比较。在一些示例中，抖振检测器114测量并且比较多于一个抖振因子以减少错误确定的变化(例如，经由投票算法等)。阈值是基于所测量的抖振因子的类型。在一些示例中，抖振检测器114还基于风机速度来调节阈值的水平。当抖振因子满足(例如，大于或者等于)阈值时，抖振检测器114激活继电器(例如，下面的图4的继电器404)，以将到语音激活系统的输入从麦克风110切换到扬声器108a和108b中的一个。在一些示例中，抖振检测器114将输入切换到位于车辆102的前驾驶员侧的高频扬声器108b。
图2是描绘在图1的车辆102的麦克风110上检测hvac引起的抖振的曲线图200。在所示示例中，抖振检测器114测量lf抖振因子。当来自hvac系统106的气流撞击在麦克风110上时，空气压力使得麦克风110的振膜以一组非周期性可测量的频率移位。在来自麦克风110的信号中测量的压力振荡在频域中出现为低频内容。抖振检测器114对该信号执行快速傅里叶变换(fft)以确定低频内容。例如，当麦克风110的振膜正经历抖振时，变换的信号可以显示从0-1000hz的升高的频谱内容。抖振检测器114计算遍及关注频率范围(例如，0-1000hz)而计算的均方(rms)值(例如，以分贝(db))。将计算的rms值与lf阈值202进行比较。lf阈值202是基于在通风口118指向麦克风110时测量的rms值。在一些示例中，针对每个风机速度来确定阈值rms值。抖振检测器114经由车辆数据总线(例如，下面的图4的车辆数据总线406)从hvac系统106接收风机速度。抖振检测器114在ptt按钮112被激活时测量lf抖振因子。所示示例描绘了具有抖振的信号204和没有抖振的信号206。
图3是描绘在图1的车辆102的麦克风110上检测hvac引起的抖振的曲线图300。曲线图300描绘了调制信号。调制信号包括由麦克风上的气流抖振(其产生称为波动强度的听觉)引起的分量。这些波动发生在20hz以下。为了测量波动，抖振检测器114(a)施加低通滤波器(例如，在20hz处)，并且(b)计算随时间变化的声音的db或a加权分贝(dba)水平。波动阈值302是基于信号随时间波动的长期平均值。在一些示例中，在ptt按钮112被激活之后，在时间延迟(例如五秒等)处测量波动。计算信号(例如，由麦克风110捕获的信号)的波动值的示例由e.zwicker和h.fastl在1999年1月的“心理声学事实和模型第二次更新版(psychoacousticsfactsandmodelssecondupdateedition)”中描述，其全部内容通过引用并入本文。所示的示例描绘了具有抖振的信号304和没有抖振的信号306。
图4是图1的车辆102的电子部件400的框图。在所示示例中，电子部件400包括信息娱乐主机单元104、hvac系统106、扬声器108a和108b、麦克风110、ptt按钮112、语音激活系统402、继电器404和车辆数据总线406。
在所示示例中，信息娱乐主机单元104包括处理器(dsp)或控制器408和存储器410。在一些示例中，信息娱乐主机单元104构造为包括抖振检测器114。或者，在一些示例中，抖振检测器114连同其自己的处理器和存储器可以并入另一个电子控制单元(ecu)(例如，语音激活系统402)中。处理器或控制器408可以是任何合适的处理设备或者一组处理设备，例如但不限于：微处理器、数字信号处理器、基于微控制器的平台、合适的集成电路、一个或多个现场可编程门阵列(fpga)和/或一个或多个专用集成电路(asic)。存储器410可以是易失性存储器(例如，ram(随机存取存储器)，其可以包括易失性ram、磁性ram、铁电ram和任何其它合适的形式)；非易失性存储器(例如，磁盘存储器、闪速存储器、eprom(可擦除可编程只读存储器)、eeprom(电可擦除可编程只读存储器)、基于忆阻器的非易失性固态存储器等)，不可变存储器(例如eprom)，只读存储器和/或高容量存储设备(例如，硬盘驱动器、固态驱动器等)。在一些示例中，存储器410包括多种存储器，特别是易失性存储器和非易失性存储器。
存储器410是其上可以嵌入诸如用于操作本公开的方法的软件的一组或多组指令的计算机可读介质。指令可以体现本文所描述的一种或多种方法或逻辑。在特定实施例中，指令可以在指令执行期间完全地或者至少部分地驻留在存储器410、计算机可读介质和/或在处理器408中的任何一个或多个中。
术语“非暂时性计算机可读介质”和“计算机可读介质”应理解为包括单个介质或者多个介质(例如集中式或分布式数据库)，和/或存储一组或多组指令的相关联的高速缓存和服务器。术语“非暂时性计算机可读介质”和“计算机可读介质”还包括能够存储、编码或者携带用于由处理器执行的一组指令或者使系统执行本文公开的方法或操作中的任何一种或更多的任何有形介质。如本文所使用的，术语“计算机可读介质”被明确地定义为包括任何类型的计算机可读存储设备和/或存储盘并且排除传播信号。
语音激活系统402经由短距离无线模块(例如，蓝牙、低功耗蓝牙等)通信地连接到支持蜂窝的移动设备(例如，电话、智能手表、平板电脑等)等)。语音激活系统包括免提呼叫系统、语音识别系统和/或数字辅助系统等。当语音激活系统402通信地连接到移动设备时，移动设备的音频输入和输出被路由到语音激活系统402。当麦克风不被hvac系统106的气流抖振时，语音激活系统402将麦克风110用作移动设备的输入端并且将扬声器108a和108b的用作移动设备的输出端。
继电器404与扬声器108a和108b中的一个、麦克风110和抖振检测器114连接。当未由抖振检测器114激活时，继电器404将麦克风110与语音激活系统402的输入端电连接。当由抖振检测器114激活时，继电器404将扬声器108a和108b中的一个(例如，前驾驶员侧的高频扬声器108b)而非麦克风110电连接到语音激活系统402的输入端。在一些示例中，继电器404是固态继电器。或者，在一些示例中，继电器404是基于晶体管的继电器。
车辆数据总线406通信地连接信息娱乐主机单元104和hvac系统106。在一些示例中，车辆数据总线406包括一个或多个数据总线。车辆数据总线406可以根据由国际标准组织(iso)11898-1定义的控制器局域网(can)总线协议、面向媒体的系统传输(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/或以太网总线协议ieee802.3(2002年以前)等来实施。
图5是可以由图4的电子部件400实现的用于检测和减少hvac引起的麦克风110抖振的方法的流程图。最初，在框502，抖振检测器114监视ptt按钮112和/或由麦克风110捕获的信号。在框504，抖振检测器114确定是否已经发生了激活事件。例如，当ptt按钮112已经被激活时，可能发生激活事件。作为另一示例，当由麦克风110捕获的信号的rms值大于关注频率范围(例如，300hz至3400hz等)中的阈值时，可能发生激活事件。如果激活事件已经发生，则该方法继续到框506。否则，如果激活事件还没有发生，则该方法返回到框502。
在框506，抖振检测器114确定由麦克风110捕获的信号上的抖振因子。抖振检测器114基于lf抖振因子(如上面在图2中所公开的)和/或波动抖振因子(如上面在图3中所公开的)来确定抖振因子。在框508，抖振检测器114确定是否检测到抖振。当在框506处计算的抖振因子满足(例如，大于或者等于)阈值时，抖振检测器114确定检测到抖振。如果检测到抖振，则方法在步骤510处继续。否则，如果没有检测到抖振，则方法在框512处继续。在框510，抖振检测器114将继电器404激活以将扬声器108a和108b中的一个电连接到语音激活系统402的输入端。在框512，抖振检测器114不激活继电器，使得麦克风110电连接到语音激活系统402的输入端。
图5的流程图表示存储在存储器(例如图4的存储器410)中的机器可读指令，该机器可读指令包含一个或多个程序，当由处理器(诸如图6的处理器408)执行时，该程序使得车辆102实现图1和图4的示例抖振检测器114。此外，尽管参考图5所示的流程图描述了示例程序，但是也可以使用实现示例抖振检测器114的许多其它方法。例如，可以改变框的执行顺序，和/或可以改变、消除或者组合描述的框中的一些。
在本申请中，转折连词的使用旨在包括连词。定冠词或者不定冠词的使用不旨在表示基数。特别地，对“该(the)”对象或者“一个(a)”和“一个(an)”对象的引用也旨在表示可能的多个这样的对象中的一个。此外，连词“或”可以用于传达同时存在的特征而不是相互排斥的替代。换句话说，连词“或”应该被理解为包括“和/或”。术语“包括(includes)”、“包括(including)”和“包括(include)”是包容性的，并且分别与“包含(comprises)”、“包含(comprising)”和“包含(comprise)”相同。
上述实施例，特别是任何“优选”实施例是实施方式的可能示例，并且仅仅为了清楚地理解本发明的原理而提出。在不脱离本文所描述的技术的精神和原理的情况下，可以对上述实施例进行许多变化和修改。所有修改旨在被包括在本公开的范围内并由所附权利要求保护。