汽車(chē)?guó)Q笛提示裝置及裝有該裝置的汽車(chē)及其提示方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種汽車(chē)?guó)Q笛提示裝置及裝有該裝置的汽車(chē)及其提示方法，該裝置包括拾音器、A/D轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理器，拾音器依次通過(guò)信號(hào)放大電路、A/D轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理器與提示裝置連接。其采用麥克風(fēng)拾音器陣列，采集車(chē)外其他車(chē)輛的喇叭聲音通過(guò)數(shù)據(jù)處理確定喇叭聲源的相對(duì)位置，在車(chē)內(nèi)通過(guò)顯示、或者聲音提示駕駛員。該裝置結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)單且有效地提高了車(chē)輛行駛中的安全性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】汽車(chē)?guó)Q笛提示裝置及裝有該裝置的汽車(chē)及其提示方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車(chē)部件【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是涉及一種汽車(chē)?guó)Q笛提示裝置安裝有該提示裝置的汽車(chē)及其實(shí)現(xiàn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]由于現(xiàn)代汽車(chē)的密閉性越來(lái)越好，而且許多人駕車(chē)時(shí)有喜愛(ài)聽(tīng)音樂(lè)的習(xí)慣等。因此，時(shí)常無(wú)法聽(tīng)見(jiàn)車(chē)外的鳴笛聲音，對(duì)交通安全造成危害。本發(fā)明采用車(chē)外采集汽車(chē)?guó)Q笛聲響，在車(chē)內(nèi)通過(guò)顯示或者語(yǔ)音提示，提高駕駛員的駕車(chē)安全。
[0003]申請(qǐng)?zhí)枮?01410328859.5的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種廣場(chǎng)音樂(lè)跟蹤提示裝置，包括一種中控裝置(I)，在廣場(chǎng)的各處設(shè)置聲音檢測(cè)裝置(2)，檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)音量與聲音類(lèi)別；在中控區(qū)域設(shè)置定向提示裝置(3)，使用時(shí)聲音檢測(cè)裝置(2)檢測(cè)特定區(qū)域的音量，當(dāng)音量超過(guò)設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，中控裝置(I)控制定向提示裝置(3)進(jìn)行定向提示；定向提示裝置
[3]底部設(shè)置電機(jī)(4)，可以實(shí)時(shí)任意角度的定向旋轉(zhuǎn)；定向提示裝置(3)的提示方式一般為聲音或LED燈光顯示；聲音檢測(cè)裝置(2)設(shè)置播音模塊，在需要時(shí)同步進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域的提示；定向提示裝置(3)可以設(shè)置定向強(qiáng)光照射裝置；可以實(shí)時(shí)檢測(cè)并控制廣場(chǎng)音樂(lè)的音量，營(yíng)造良好的廣場(chǎng)環(huán)境。該裝置雖然可以起到警示的作用，但并不利于車(chē)輛上使用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種汽車(chē)?guó)Q笛提示裝置，該裝置采用麥克風(fēng)拾音器陣列，采集車(chē)外其他車(chē)輛的喇叭聲音通過(guò)數(shù)據(jù)處理確定喇叭聲源的相對(duì)位置，在車(chē)內(nèi)通過(guò)顯示、或者聲音提示駕駛員。該裝置結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)單且有效地提高了車(chē)輛行駛中的安全性。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的的第一個(gè)目的在于提供一種汽車(chē)?guó)Q笛提示裝置，包括拾音器、A/D轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理器，所述拾音器依次通過(guò)信號(hào)放大電路、A/D轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理器與提示裝置連接。
[0006]優(yōu)選的是，拾音器至少為三個(gè)且同時(shí)安裝在汽車(chē)的外部同一平面上的不同位置。
[0007]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述提示裝置為揚(yáng)聲器。
[0008]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述提示裝置為顯示器。
[0009]在上述任一方案中優(yōu)選的是，信號(hào)處理器為單片微型計(jì)算機(jī)MCU。
[0010]在上述任一方案中優(yōu)選的是,信號(hào)處理器為數(shù)字信號(hào)處理器DSP。
[0011]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述至少三個(gè)拾音器分別通過(guò)單獨(dú)的放大電路、單獨(dú)的A/D轉(zhuǎn)換器與信號(hào)處理器連接。
[0012]如在上述任一方案中優(yōu)選的是，信號(hào)處理器與提示裝置連接。
[0013]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述至少三個(gè)拾音器組成陣列式結(jié)構(gòu)固定安裝在車(chē)輛的外部。
[0014]本發(fā)明的第二個(gè)目的是，提供一種汽車(chē)，該汽車(chē)采用本發(fā)明中的汽車(chē)?guó)Q笛提示裝置。
[0015]本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一種汽車(chē)?guó)Q笛提示方法，該方法采用本發(fā)明中的汽車(chē)?guó)Q笛提示裝置，具體是包括信息采集步驟，該提示方法還包括如下步驟:
A:信息傳輸；
B:信息處理；
C:信息提示。
[0016]優(yōu)選的是，在信息采集步驟中，通過(guò)安裝在汽車(chē)外部的拾音器采集車(chē)輛尾部或車(chē)輛側(cè)面的聲音信號(hào)。
[0017]在上述任一方案中優(yōu)選的是，在步驟A中，拾音器將采集的聲音信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并依次通過(guò)獨(dú)立的信號(hào)放大電路、獨(dú)立的A/D轉(zhuǎn)換器傳遞給信號(hào)處理器。
[0018]在上述任一方案中優(yōu)選的是，在步驟B中，信號(hào)處理器對(duì)電信號(hào)進(jìn)行處理。
[0019]在上述任一方案中優(yōu)選的是，在步驟C中，提示裝置接收經(jīng)過(guò)信號(hào)處理器處理完畢的電信號(hào)并轉(zhuǎn)換為聲音信息。
[0020]在上述任一方案中優(yōu)選的是，在信息采集步驟中，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器，同步采集外部的喇叭聲音。
[0021]在上述任一方案中優(yōu)選的是，在步驟B中，.通過(guò)拾音器接收的時(shí)間差，計(jì)算確定喇叭聲源的相對(duì)位置。
[0022]本發(fā)明的原理如下:由于聲波在空氣中傳播速度一定，根據(jù)不同的拾音器對(duì)同一聲音采集的相位差別，計(jì)算出同一聲音到達(dá)每對(duì)拾音器的時(shí)間差值。如果得到了某個(gè)聲源發(fā)出的聲音到達(dá)一對(duì)拾音器的時(shí)間差，則這個(gè)聲源就處于以這對(duì)拾音器所處的位置為焦點(diǎn)，到達(dá)時(shí)間差所對(duì)應(yīng)的聲音傳輸距離為參數(shù)的雙曲面上。使用多對(duì)拾音器得到多個(gè)時(shí)間差，也就得到了多個(gè)雙曲面，聲源位置就處于這些雙曲面的相交點(diǎn)處。聲音在空氣中傳播的速度為340m/s，如果聲源在2個(gè)拾音器的軸線(xiàn)上，當(dāng)兩個(gè)拾音器之間的距離為1cm時(shí)，拾音器檢測(cè)到聲音的時(shí)間差為290us。增大拾音器間的距離有利于提高檢出的分辨率。在本發(fā)明中，全部的拾音器必須同步采樣，因此，系統(tǒng)中每路拾音器都有獨(dú)立放大電路和A/D轉(zhuǎn)換器，信號(hào)放大后進(jìn)入獨(dú)立的高速A/D，同步采集喇叭信號(hào)。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:通過(guò)車(chē)外拾音器傳感器采集喇叭聲音信號(hào)，在車(chē)內(nèi)顯示或語(yǔ)音提示；陣列式布置的拾音器，采集車(chē)外喇叭聲音信號(hào)，區(qū)分聲源位置；高速AD轉(zhuǎn)換器實(shí)時(shí)同步采樣各個(gè)拾音器采集的聲頻信號(hào)，通過(guò)DSP識(shí)別喇叭聲頻信號(hào)，得到各個(gè)拾音器采集的聲頻信號(hào)的時(shí)序關(guān)系，解算聲源位置；根據(jù)信號(hào)幅值判斷聲源的強(qiáng)度，并給出不同的提示。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為按照本發(fā)明的汽車(chē)?guó)Q笛提示裝置的一優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0025]圖中附圖標(biāo)記:1:拾音器、2:信號(hào)放大電路、3:A/D轉(zhuǎn)換器、4信號(hào)處理器、5:提示
>J-U ρ?α裝直。

【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例作進(jìn)一步闡述說(shuō)明。
[0027]實(shí)施例1:汽車(chē)?guó)Q笛提示裝置如圖1所示，一種汽車(chē)?guó)Q笛提示裝置，該裝置安裝應(yīng)用于車(chē)輛上。具體包括一個(gè)拾音器
1、一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器、一個(gè)信號(hào)處理器及一個(gè)提示裝置5。所述拾音器I固定安裝在車(chē)輛的外部并通過(guò)信號(hào)放大電路2與所述A/D轉(zhuǎn)換器3連接。所述A/D轉(zhuǎn)換器3通過(guò)線(xiàn)路與信號(hào)處理器4固定連接。此外，信號(hào)處理器4通過(guò)線(xiàn)路與提示裝置5連接。在本實(shí)施例中，所述信號(hào)處理器4為單片機(jī)MCU。所述拾音器I拾取車(chē)輛尾部傳來(lái)的聲音信息并將聲音信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。所述電信號(hào)通過(guò)信號(hào)放大電路2將電信號(hào)放大并通過(guò)高速A/D轉(zhuǎn)換器3將經(jīng)過(guò)信號(hào)放大電路2放大的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。所述單片機(jī)MCU將所述數(shù)字信號(hào)處理并傳遞給提示裝置5，所述提示裝置5顯示或語(yǔ)音提示駕駛員后方有車(chē)輛。在本實(shí)施例中，所述提示裝置為液晶顯示器。
[0028]實(shí)施例2:
如圖1所示，一種車(chē)輛鳴笛提示裝置，包括與三個(gè)拾音器I獨(dú)立連接的信號(hào)放大電路2及三個(gè)獨(dú)立連接的高速A/D轉(zhuǎn)換器3。其中，每一路拾音器I都通過(guò)單獨(dú)的信號(hào)放大電路2與單獨(dú)的高速A/D轉(zhuǎn)換器3連接。每個(gè)高速A/D轉(zhuǎn)換器3分別通過(guò)線(xiàn)路與信號(hào)處理器4連接。在本實(shí)施例中，信號(hào)處理器為數(shù)字信號(hào)處理器DSP。所述信號(hào)處理器DSP通過(guò)線(xiàn)路與所述提示裝置4連接。在本實(shí)施例中，所述提示裝置5為揚(yáng)聲器。所述三個(gè)拾音器I同時(shí)安裝在車(chē)輛的外部同一平面上的不同位置形成陣列式擺放安裝。當(dāng)安裝有本車(chē)輛鳴笛提示裝置時(shí)，當(dāng)后方來(lái)往車(chē)輛的喇叭發(fā)出聲音，前方車(chē)輛的外部安裝的三個(gè)拾音器I拾取聲音數(shù)據(jù)，并把該數(shù)據(jù)通過(guò)獨(dú)立的信號(hào)放大電路2、獨(dú)立的A/D轉(zhuǎn)換器3傳遞給信號(hào)處理器DSP。所述信號(hào)處理器DSP處理信息并通過(guò)安裝在前方車(chē)輛儀表上的蜂鳴器發(fā)出語(yǔ)音提示信息提醒駕駛員注意后方來(lái)車(chē)。所述該提示信息可以是單一的蜂鳴聲音也可以是汽車(chē)音響喇叭的語(yǔ)音提示。
[0029]本發(fā)明的工作原理是:由于聲波在空氣中傳播速度一定，根據(jù)三個(gè)拾音器對(duì)同一聲音采集的相位差別，計(jì)算出同一聲音到達(dá)每對(duì)拾音器的時(shí)間差值。如果得到了某個(gè)聲源發(fā)出的聲音到達(dá)一對(duì)拾音器的時(shí)間差，則這個(gè)聲源就處于以這對(duì)拾音器所處的位置為焦點(diǎn)，到達(dá)時(shí)間差所對(duì)應(yīng)的聲音傳輸距離為參數(shù)的雙曲面上。使用多對(duì)拾音器得到多個(gè)時(shí)間差，也就得到了多個(gè)雙曲面，聲源位置就處于這些雙曲面的相交點(diǎn)處。在本實(shí)施例中，每?jī)蓚€(gè)高速拾音器組成一對(duì)可以組成三對(duì)。聲音在空氣中傳播的速度為340m/s，如果聲源在2個(gè)拾音器的軸線(xiàn)上，當(dāng)兩個(gè)拾音器之間的距離為1cm時(shí)，拾音器檢測(cè)到聲音的時(shí)間差為290us。通過(guò)本實(shí)施例，使用數(shù)字信號(hào)處理器DSP計(jì)算出后方車(chē)輛的方位。
[0030]實(shí)施例3: —種船舶鳴笛提示裝置
如圖1所示，一種船舶鳴笛提示裝置，包括安裝在船上的鳴笛提示裝置，該鳴笛提示裝置，包括安裝在船尾部的三個(gè)拾音器I。每一個(gè)拾音器I都通過(guò)單獨(dú)的信號(hào)放大電路2與單獨(dú)的A/D轉(zhuǎn)換器3連接。三個(gè)單獨(dú)的A/D轉(zhuǎn)換器3與同一個(gè)信號(hào)處理器4連接。所述信號(hào)處理器4通過(guò)你線(xiàn)路與船的操控臺(tái)上安裝的喇叭連接。當(dāng)船舶上的拾音器I是去到后方來(lái)船發(fā)出的聲音時(shí)，拾音器I將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)通過(guò)信號(hào)放大電路2傳遞給A/D轉(zhuǎn)換器3，所述A/D轉(zhuǎn)換器3將模擬信號(hào)抓換為數(shù)字信號(hào)并通過(guò)信號(hào)處理器4。經(jīng)過(guò)信號(hào)處理器4處理過(guò)的電信號(hào)傳遞給安裝在船舶上的喇叭。所述喇叭將接收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲音信息繼而實(shí)現(xiàn)提醒駕駛員的目的。
[0031]實(shí)施例四: 如圖1所示，在本實(shí)施中與實(shí)施例三所不同的是:所述信號(hào)處理器4通過(guò)線(xiàn)路與發(fā)光體連接。所述發(fā)光體安裝在船舶的尾部和/或尾部，繼而實(shí)現(xiàn)燈光提醒與警示的目的。
[0032]實(shí)施例5:
如圖1所示:一種汽車(chē)?guó)Q笛提示方法，該方法應(yīng)用本發(fā)明中的汽車(chē)?guó)Q笛提示裝置，該裝置包括三個(gè)拾音器I。所述三個(gè)拾音器同時(shí)陣列式的安裝在車(chē)輛的外部且同一平面上。三個(gè)拾音器I通過(guò)線(xiàn)路分別連接有信號(hào)放大電路2。三個(gè)獨(dú)立的信號(hào)放大電路2分別連接有高速的高速A/D轉(zhuǎn)換器3。高速A/D轉(zhuǎn)換器3同時(shí)與安裝在車(chē)輛上的信號(hào)處理器4連接。所述信號(hào)處理器4通過(guò)線(xiàn)路與車(chē)輛操控臺(tái)上的提示裝置5連接。在本實(shí)施例中，提示裝置為液晶顯示屏。該汽車(chē)?guó)Q笛提示方法包括信息采集步驟，此外，該提示方法還包括如下步驟:A:信息傳輸；
B:信息處理；
C:信息提示。
[0033]在信息采集步驟中，三個(gè)拾音器I采集車(chē)輛尾部后方發(fā)出的聲音信息。具體是。當(dāng)后方車(chē)輛發(fā)出鳴笛提不時(shí)，拾音器I拾取后方車(chē)輛發(fā)出的聲音信息。拾音器I將聲音信息轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。
[0034]在步驟A中，三個(gè)拾音器I將采集的聲音信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳遞給獨(dú)立的信號(hào)放大電路2。所述信號(hào)放大電路2接收到的模擬信號(hào)放大并傳遞給獨(dú)立的高速的A/D轉(zhuǎn)換器3。所述A/D轉(zhuǎn)換器3將接收到的信號(hào)獨(dú)立放大電路傳遞過(guò)來(lái)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并傳輸?shù)叫盘?hào)處理器4.。
[0035]在步驟B中，信號(hào)處理器4接收來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換器3發(fā)出的數(shù)字信號(hào)并對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理。所述信號(hào)處理器4將處理完成的數(shù)字信號(hào)傳遞給提示裝置4。
[0036]在步驟C中，提示裝置4接收經(jīng)過(guò)信號(hào)處理器4處理完畢的電信號(hào)進(jìn)行輸出，實(shí)現(xiàn)提示裝置的顯示。
[0037]在信息采集步驟中，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器，同步采集外部的喇叭聲音。
[0038]在步驟B中，.通過(guò)拾音器接收的時(shí)間差，計(jì)算確定喇叭聲源的相對(duì)位置。
[0039]由于聲波在空氣中傳播速度一定，信號(hào)處理器4根據(jù)三個(gè)拾音器I對(duì)同一聲音采集的相位差別，計(jì)算出同一聲音到達(dá)每對(duì)拾音器的時(shí)間差值。如果得到了某個(gè)聲源發(fā)出的聲音到達(dá)一對(duì)拾音器的時(shí)間差，則這個(gè)聲源就處于以這對(duì)拾音器所處的位置為焦點(diǎn)，到達(dá)時(shí)間差所對(duì)應(yīng)的聲音傳輸距離為參數(shù)的雙曲面上。使用多對(duì)拾音器得到多個(gè)時(shí)間差，也就得到了多個(gè)雙曲面，聲源位置就處于這些雙曲面的相交點(diǎn)處。在本實(shí)施例中，每?jī)蓚€(gè)高速拾音器組成一對(duì)可以組成三對(duì)。聲音在空氣中傳播的速度為340m/s，如果聲源在2個(gè)拾音器的軸線(xiàn)上，當(dāng)兩個(gè)拾音器之間的距離為1cm時(shí)，拾音器檢測(cè)到聲音的時(shí)間差為290us。通過(guò)本實(shí)施例，使用數(shù)字信號(hào)處理器DSP計(jì)算出后方車(chē)輛的方位。最終實(shí)現(xiàn)提示駕駛員后方來(lái)車(chē)的目的。
[0040]實(shí)施例6:與實(shí)施例2所不同的是:在本實(shí)施例中，所述提示裝置5為通過(guò)振動(dòng)電機(jī)使方向盤(pán)振動(dòng)。
[0041]需要說(shuō)明的是，本發(fā)明所舉實(shí)施例只是為了更清楚地表達(dá)本發(fā)明方法，并不用于限制本發(fā)明。凡是依照本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。例如，在上述實(shí)施例中，應(yīng)用MCU或DSP與液晶顯示器的組合方式?；蛘呤牵瑧?yīng)用MCU或DSP與喇叭的組合方式。亦或是應(yīng)用MCU或DSP與振動(dòng)裝置的組合等。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種汽車(chē)?guó)Q笛提示裝置，包括拾音器、A/D轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理器，其特征在于:拾音器依次通過(guò)信號(hào)放大電路、A/D轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理器與提示裝置連接。
2.如權(quán)利要求1所述的汽車(chē)?guó)Q笛提示裝置，其特征在于:拾音器至少為三個(gè)且同時(shí)安裝在汽車(chē)的外部同一水平面的不同位置。
3.如權(quán)利要求1所述的汽車(chē)?guó)Q笛提示裝置，其特征在于:所述提示裝置為揚(yáng)聲器。
4.如權(quán)利要求1所述的汽車(chē)?guó)Q笛提示裝置，其特征在于:所述提示裝置為顯示器。
5.如權(quán)利要求1所述的汽車(chē)?guó)Q笛提示裝置，其特征在于:信號(hào)處理器為單片機(jī)MCU。
6.權(quán)利要求1所述的汽車(chē)?guó)Q笛提示裝置，其特征在于:信號(hào)處理器為數(shù)字信號(hào)處理器DSP。
7.權(quán)利要求2所述的汽車(chē)?guó)Q笛提示裝置，其特征在于:所述至少三個(gè)拾音器分別通過(guò)單獨(dú)的放大電路、單獨(dú)的A/D轉(zhuǎn)換器與信號(hào)處理器連接。
8.如權(quán)利要求7所述的汽車(chē)?guó)Q笛提示裝置，其特征在于:信號(hào)處理器與提示裝置連接。
9.一種汽車(chē)，包括汽車(chē)?guó)Q笛提示裝置，其特征在于:該車(chē)輛采用權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)的汽車(chē)?guó)Q笛提示裝置。
10.汽車(chē)?guó)Q笛提示方法，包括信息采集步驟，其特征在于，該提示方法還包括如下步驟: A:信息傳輸； B:信息處理； C:信息提示。
【文檔編號(hào)】B60Q5/00GK104401255SQ201410598960
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】杭和平, 邵明剛, 李月琴, 許立群 申請(qǐng)人:北京聯(lián)合大學(xué)