DE102022214197A1

DE102022214197A1 - Fahrzeug, das ein passives akustisches Erfassungssystem umfasst, passives akustisches Erfassungssystem, Steuervorrichtung und Verfahren zum Betreiben eines passiven akustischen Erfassungssystems

Info

Publication number: DE102022214197A1
Application number: DE102022214197.0A
Authority: DE
Inventors: Milan Stojiljkovic
Original assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2022-12-21
Filing date: 2022-12-21
Publication date: 2024-06-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug (1), das ein passives akustisches Erfassungssystem (2) umfasst. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungssystem (2) mindestens eine Sensorkonfiguration (3) umfasst, wobei die mindestens eine Sensorkonfiguration (3) mindestens eine Schalldrucksensorvorrichtung (4) umfasst.Die mindestens eine Schalldrucksensorvorrichtung (4) ist dazu ausgestaltet, eine akustische Umgebung innerhalb und/oder außerhalb des Fahrzeugs (1) zu erfassen und ein jeweiliges Audiosignal (8) zu erzeugen. Mindestens eine Steuervorrichtung (5) ist dazu ausgestaltet, mindestens ein akustisches Merkmal (6) des mindestens einen Audiosignals (8) zu extrahieren und eine Erfüllung einer Bedingung für ein akustisches Merkmal (6) durch das mindestens eine akustische Merkmal (6) zu untersuchen. Die mindestens eine Steuervorrichtung (5) ist dazu ausgestaltet, nach der Erkennung der Erfüllung der Bedingung für das akustische Merkmal (6) durch das mindestens eine akustische Merkmal (6) ein jeweiliges Steuersignal (10) an die mindestens eine Fahrzeugvorrichtung (9) zu senden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, das ein passives akustisches Erfassungssystem umfasst, ein passives akustisches Erfassungssystem, eine Steuervorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben eines passiven akustischen Erfassungssystems.
Ein Kraftfahrzeug kann die Umgebung erfassende Fahrzeugvorrichtungen umfassen, von denen einige als Radarvorrichtungen gestaltet sein können, um eine Umgebung des Fahrzeugs zu analysieren. Eine Radarvorrichtung sendet Radarsignale an die Umgebung des Fahrzeugs und empfängt reflektierte Signale der Radarsignale aus der Umgebung. Durch Analysieren der reflektierten Signale kann es möglich sein, Objekte in der Umgebung zu detektieren, die die Radarsignale reflektiert haben. Die Detektion von Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs ermöglicht die Unterstützung eines Fahrers, indem die Abstände zu anderen Fahrzeugen während Einparkvorgängen angezeigt werden oder die Geschwindigkeit des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit anderer Fahrzeuge in der Umgebung automatisch eingestellt wird.
Eine Verwendung von Vorrichtungen, die Ansätze zum Analysieren der Umgebung verwenden, die auf Radar, Lidar oder Kameras beruhen, kann in bestimmten Situationen jedoch eingeschränkt sein. Dementsprechend werden akustische Erfassungssysteme bereitgestellt, um die Umgebung des Fahrzeugs durch Analysieren einer Akustik der Umgebung zu erfassen.
Es befasst sich kein Stand der Technik mit Systemen, die auf Sensorkonfigurationen beruhen, die eine Korrelation zwischen unterschiedlichen Montagestellen von Schalldrucksensoren ausnutzen. Bis heute beruhen alle Bemühungen (ob akademische oder wirtschaftliche) auf genau einer Sensorkonfiguration, meist in Array-Anordnung, und so beruhen sie auf komplexer Verarbeitung, um minimale Informationen abzuleiten. Bei Automobilakustik- und Erfassungs-/Betätigungssystemen liegt der Schwerpunkt auf der Kommunikation und Innenraumanwendungen (z. B. Infotainment).
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein weiteres System zum Erfassen einer Umgebung eines Fahrzeugs bereitzustellen.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Entwicklungen mit praktischen und nicht trivialen weiteren Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen spezifiziert.
Die Erfindung umfasst ein passives akustisches Erfassungssystem, SonAD. SonAD steht für ein multifunktionelles Erfassungssystem, das in der Lage ist, akustische Umgebungen außerhalb von (fahrenden) Fahrzeugen zu erfassen, auf denen die Systeme installiert sind. Das Konzept basiert auf Schalldrucksensoren, die in der Lage sind, akustische Signale (Schall, Infraschall und Ultraschall) im Zusammenhang mit den statischen und beweglichen Quellen/Objekten, bei denen es sich nicht um das Egofahrzeug handelt, zu erfassen und analysieren. Sowohl Hardware- als auch Software-Komponenten stellen einen Teil der Lösung dar. SonAD bildet einen integralen Bestandteil eines Standardnetzwerks aus Sensoren, die verwendet werden, um auf den Bedarf nach Automobildiagnostik und hochautomatisiertem Fahren einzugehen. Die SonAD-Funktionalität kann ein bestehendes Netzwerk aus Automobilsensoren mit akustischen Informationen verbessern. Zu Beispielanwendungen im automatisierten Fahren zählen das Bereitstellen von Sensorredundanz im Falle eines Ausfalls eines anderen Umgebungssensors oder beim Validieren von Automobilsensorablesungen in Echtzeit usw. Das SonAD-System ist so konzipiert, dass es so einfach wie möglich (gemäß spezifischen Anwendungsfällen), kostengünstig, wirtschaftlich, in bestehende Automobilerfassungsnetzwerke integrierbar, erweiterungsfähig usw. ist. Das SonAD-System beruht auf akustischer passiver Erfassung dahingehend, dass das Erfassungssystem nur Signale aus der Umgebung empfängt, anders als aktive Systeme, wie Radarvorrichtungen, bei denen das Erfassungssystem das Signal in die Umgebung sendet und deren Echos detektiert.
Ein erster Aspekt bezieht sich auf ein Fahrzeug, das ein passives akustisches Erfassungssystem umfasst. Das Erfassungssystem umfasst mindestens eine Sensorkonfiguration.
Die mindestens eine Sensorkonfiguration umfasst mindestens eine Schalldrucksensorvorrichtung.
Die mindestens eine Schalldrucksensorvorrichtung ist dazu ausgestaltet, eine akustische Umgebung innerhalb und/oder außerhalb des Fahrzeugs zu erfassen und ein jeweiliges Audiosignal zu erzeugen. Das Erfassungssystem umfasst die mindestens eine Schalldrucksensorvorrichtung, die dazu ausgestaltet ist, die akustische Umgebung des Fahrzeugs zu erfassen und das Audiosignal zu erzeugen, das eine Geräuschkulisse der Umgebung des Fahrzeugs beschreiben kann.
Ein exakter Befestigungsort der mindestens einen Schalldrucksensorvorrichtung kann eine Strategie zur Steuerung des Einflusses von Hintergrundgeräuschen aus einer Umgebung des Fahrzeugs, primär von aerodynamischer Natur, widerspiegeln, sodass Hintergrundgeräusche in einem spezifischen Frequenzbereich und/oder Dynamikbereich des Audiosignals minimiert oder entfernt werden.
Das Erfassungssystem umfasst mindestens eine Steuervorrichtung, die dazu ausgestaltet ist, mindestens ein akustisches Merkmal des mindestens einen Audiosignals der mindestens einen Schalldrucksensorvorrichtung der mindestens einen Sensorkonfiguration zu extrahieren. Die mindestens eine Steuervorrichtung kann einen Mikroprozessor oder einen Mikrocontroller umfassen. Die mindestens eine Steuervorrichtung kann mindestens eine Analyse des Audiosignals in der Zeitdomäne und/oder der Zeit-Frequenz-Domäne durchführen und mindestens ein akustisches Merkmal der Geräuschkulisse des Fahrzeugs detektieren. Die mindestens eine Analyse des mindestens einen akustischen Merkmals kann die Grundlage für das Erfüllen der Bedingung für das akustische Merkmal bilden, wie für das hier vorgestellte Verfahren explizit definiert. Die mindestens eine Steuervorrichtung kann dazu ausgestaltet werden, mindestens ein akustisches Merkmal des Audiosignals zu extrahieren, das sich auf einen statischen Aspekt und/oder einen dynamischen Aspekt der akustischen Umgebung des Fahrzeugs gemäß mindestens einer Zeitdomänen- und/oder Zeit-Frequenz-Domänenanalyse des Audiosignals bezieht. Die mindestens eine Steuervorrichtung kann eine Signalverarbeitung anwenden, um die Hintergrundgeräusche von den spezifischen Geräuschen des Audiosignals zu trennen, sodass die spezifischen Geräusche unabhängig von der mindestens einen Steuervorrichtung des Erfassungssystems analysiert werden können.
Die mindestens eine Steuervorrichtung des Erfassungssystems ist dazu ausgestaltet, eine Erfüllung einer Bedingung für ein Merkmal durch das mindestens eine akustische Merkmal zu untersuchen, das aus dem mindestens einen Audiosignal der mindestens einen Sensorkonfiguration extrahiert wurde.
Die mindestens eine Steuervorrichtung ist dazu ausgestaltet, nach der Detektion der Erfüllung der das Merkmal betreffenden Bedingung durch das mindestens eine akustische Merkmal ein jeweiliges Steuersignal an die mindestens eine Fahrzeugvorrichtung zu senden.
Die mindestens eine Steuervorrichtung kann dazu ausgestaltet werden, das mindestens eine akustische Merkmal gemäß mindestens einer vordefinierten Zeitreihenanalyse zu untersuchen, wobei die mindestens eine Zeitreihenanalyse dazu ausgestaltet ist, eine Erfüllung der Bedingung für das akustische Merkmal gemäß dem hier beschriebenen Verfahren zu detektieren.
Das mindestens eine Steuersignal kann zwischen dem Erfassungssystem und mindestens einer Fahrzeugvorrichtung kommuniziert werden. Die mindestens eine Steuervorrichtung kann dazu ausgestaltet werden, die mindestens eine Fahrzeugvorrichtung auf einen vordefinierten Zustand einzustellen, indem das mindestens eine Steuersignal nach der Detektion der Erfüllung der das akustische Merkmal betreffenden Bedingung gesendet wird.
Die Erfindung umfasst auch Ausführungsformen, die zusätzliche technische Vorteile bieten.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die mindestens eine Schalldrucksensorvorrichtung eine omnidirektionale Erfassungseigenschaft in Bezug auf einen Einfallswinkel einer akustischen Welle. Die mindestens eine Schalldrucksensorvorrichtung kann als Druckfeldmikrofon mit einer omnidirektionalen Eigenschaft gestaltet werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die mindestens eine Schalldrucksensorvorrichtung eine direktionale Eigenschaft in Bezug auf einen Einfallswinkel einer akustischen Welle.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die mindestens eine Schalldrucksensorvorrichtung dazu gestaltet, Infraschall und/oder Schall und/oder Ultraschall zu erfassen. Mit anderen Worten ist die mindestens eine Schalldrucksensorvorrichtung dazu gestaltet, eine akustische Umgebung des Fahrzeugs (innerhalb oder außerhalb) zu erfassen, die Infraschall, Schall und Ultraschall aus der Umgebung umfassen kann. Traditionell liegt der Schall zwischen 20 Hz und 20 kHz. Infraschall umfasst akustische Wellen unter 20 Hz, während Ultraschall akustische Wellen über 20 kHz umfasst. Üblicherweise sind Infraschallsensoren viel teurer und zugleich weniger zuverlässig, während die Ultraschallsensorvorrichtungen kostengünstiger und aufgrund der anwendungsfallorientierten Gestaltung zuverlässiger sind. Schalldrucksensorvorrichtungen, die dazu gestaltet sind, den Frequenzbereich des Schalls aufzunehmen, werden Mikrofone statt Schallsensoren genannt. Anders gesagt, es gibt kaum Anwendungsfälle in Bezug auf den Infraschallbereich einer akustischen Welle. SonAD unterscheidet Schalldrucksensorvorrichtungen nicht auf Grundlage ihres spezifizierten Frequenzbereichs. So können SonAD Systemkonfigurationen erzeugen, die eine oder mehrere Schalldrucksensorvorrichtungen umfassen können, die in der Lage sind, Infraschall, Schall oder Ultraschall der Umgebung eines Fahrzeugs zu erfassen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst das Erfassungssystem mehrere Schalldrucksensorvorrichtungen. Eine Anzahl fahrzeugeigener Schalldrucksensorvorrichtungen kann von einer einzelnen Schalldrucksensorvorrichtung bis hin zu einem Array von Schalldrucksensorvorrichtungen reichen, je nach eingestelltem Merkmal, das von dem SonAD-System abzudecken ist. In einigen Anwendungen können zusätzliche Funktionalitäten von Schalldrucksensorvorrichtungen angestrebt werden, und das System sollte erweiterbar und modular genug sein, um innovative Anwendungen unterzubringen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst das Erfassungssystem mehrere Sensorkonfigurationen. Das Erfassungssystem kann unterschiedliche Anordnungen der mindestens einen Schalldrucksensorvorrichtung 11 an der Karosserie des Fahrzeugs spezifizieren. Eine betreffende Erfassungssystemkonfiguration kann eine Einzelsensor-Anordnung an einem einzigen Sensorbefestigungsort hervorbringen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst mindestens eine der Sensorkonfigurationen mindestens zwei der Schalldrucksensorvorrichtungen. Die mindestens eine Steuervorrichtung ist dazu ausgestaltet, das mindestens eine akustische Merkmal der Audiosignale der mindestens zwei Schalldrucksensorvorrichtungen kombiniert oder getrennt zu extrahieren. Das Erfassungssystem kann mindestens eine multiaurale Sensorkonfiguration umfassen, die mindestens zwei der Schalldrucksensorvorrichtungen umfasst. Die mindestens eine Steuervorrichtung kann dazu ausgestaltet sein, mindestens zwei Audiosignale von mindestens zwei der Schalldrucksensorvorrichtungen) zu autokorrelieren, um das mindestens eine akustische Merkmal zu extrahieren. Eine betreffende Erfassungssystemkonfiguration kann eine Einzelsensor-Anordnung an willkürlich verteilten mehreren Sensormontagestellen und eine Mehrsensor-Anordnung in Reihe und planare Sensorarrays hervorbringen. Wenn das Erfassungssystem mehr als eine Schalldrucksensorvorrichtung spezifiziert, kann genau eine Schalldrucksensorvorrichtung zur primären Schalldrucksensorvorrichtung der jeweiligen Sensorkonfiguration erklärt werden. Die mindestens zwei Schalldrucksensorvorrichtungen können in Mehrsensorkonfiguration befestigt sein, wobei die Mehrsensorkonfiguration zwei oder mehr Schalldrucksensoren hervorbringen kann, die beim Bereitstellen unabhängiger Funktionalitäten an SonAD autonom sein können oder beim Bereitstellen einer einzelnen Funktionalität an SonAD voneinander abhängig sein können. Binaurale Sensorkonfigurationen können eine oder mehrere Konfigurationen gepaarter Schalldrucksensoren umfassen, wobei die Schalldrucksensoren Mikrofone mit einer omnidirektionalen oder bidirektionalen Eigenschaft sein können. Paare omnidirektionaler Schalldrucksensorvorrichtungen können als beabstandete Schalldrucksensorvorrichtungen ohne Winkelneigung, beabstandete Mikrofone mit einem Winkel von 30 Grad, beabstandete Mikrofone mit einem Winkel von 60 Grad und beabstandete Schalldrucksensorvorrichtungen mit einem Winkel von 120 Grad angeordnet sein. Paare von direktionalen Schalldrucksensorvorrichtungen können als beabstandete Kardioidschalldrucksensorvorrichtung ohne Winkelneigung, beabstandete Kardioidschalldrucksensorvorrichtungen mit einem Winkel von 120 Grad, bidirektionales Blumlein-Achter-Muster und Ähnliches angeordnet sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung befindet sich mindestens eine der Schalldrucksensorvorrichtungen an einer Außenseite des Fahrzeugs und ist dazu ausgestaltet, die akustische Umgebung außerhalb des Fahrzeugs zu erfassen. Die mindestens eine Schalldrucksensorvorrichtung kann an einem Fahrzeugunterboden des Fahrzeugs befestigt sein. Als Minimum sollte das Fahrzeug mit der Schalldrucksensorvorrichtung ausgestattet sein, die derart befestigt ist, dass der Einfluss von Hintergrundgeräuschen - primär aerodynamischen Geräuschen - in dem interessierenden Frequenzbereich und Dynamikbereich minimiert oder vollständig entfernt wird. Die Schalldrucksensorvorrichtung sollte auch in der Lage sein, den Straßenbedingungen in Bezug auf Widerstandsfähigkeit gegenüber Stößen, Schwingungen, extremen Temperaturen, Staub, Wasserspritzern und anderen Umgebungseinflüssen standzuhalten, die die spezifizierte Funktionalität der Schalldrucksensorvorrichtung beeinträchtigen können. SonAD kann jede Art von Schalldrucksensorvorrichtung spezifizieren, solange sie die Anforderungen für die Straßenbedingungen und Installation in einem fahrenden Fahrzeug erfüllt. So kann SonAD die Schalldrucksensorvorrichtungen umfassen, die zur Verwendung in freien Feldern, diffusen Feldern und Druckfeldern einer akustischen Umgebung gestaltet sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst mindestens eine der Schalldrucksensorvorrichtungen eine Windschutzscheibe.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung befindet sich mindestens eine der Schalldrucksensorvorrichtungen in einem Innenraum des Fahrzeugs und ist dazu ausgestaltet, die akustische Umgebung innerhalb des Fahrzeugs zu erfassen. Die mindestens eine Schalldrucksensorvorrichtung kann in einem begrenzten Raum des Fahrzeugs oder in einer Fahrerkabine des Fahrzeugs befestigt sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die mindestens eine Steuervorrichtung dazu ausgestaltet, ein Sensorsignal einer Sensorvorrichtung des Fahrzeugs zu empfangen und das jeweilige Steuersignal in Abhängigkeit von dem Sensorsignal und dem mindestens einen akustischen Merkmal zu erzeugen. Mit anderen Worten kann die mindestens eine Steuervorrichtung zur Sensorfusion ausgestaltet sein. Die mindestens eine Steuervorrichtung kann dazu ausgestaltet sein, das Sensorsignal eines Lidarsystems zu empfangen und das Steuersignal zu senden, wobei ein Inhalt und/oder ein Ziel des Steuersignals von der erfüllten Bedingung für ein akustisches Merkmal und einem Inhalt des Sensorsignals abhängen kann.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein passives akustisches Erfassungssystem.
Das Erfassungssystem umfasst mindestens eine Sensorkonfiguration.
Die mindestens eine Sensorkonfiguration umfasst mindestens eine Schalldrucksensorvorrichtung.
Die mindestens eine Schalldrucksensorvorrichtung ist dazu ausgestaltet, eine akustische Umgebung innerhalb und/oder außerhalb eines Fahrzeugs zu erfassen und ein jeweiliges Audiosignal zu erzeugen.
Das Erfassungssystem umfasst mindestens eine Steuervorrichtung, die dazu ausgestaltet ist, mindestens ein akustisches Merkmal des mindestens einen Audiosignals der mindestens einen Schalldrucksensorvorrichtung der mindestens einen Sensorkonfiguration zu extrahieren.
Die mindestens eine Steuervorrichtung des Erfassungssystems ist dazu ausgestaltet, eine Erfüllung einer Bedingung für ein Merkmal durch das mindestens eine akustische Merkmal zu untersuchen, das aus dem mindestens einen Audiosignal der mindestens einen Sensorkonfiguration extrahiert wurde.
Die mindestens eine Steuervorrichtung ist dazu ausgestaltet, nach der Detektion der Erfüllung der das Merkmal betreffenden Bedingung durch das mindestens eine akustische Merkmal ein jeweiliges Steuersignal an die mindestens eine Fahrzeugvorrichtung zu senden.
Ein dritter Aspekt der Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für ein passives akustisches Erfassungssystem. Die Steuervorrichtung ist dazu ausgestaltet, mindestens ein Audiosignal mindestens einer Schalldrucksensorvorrichtung mindestens einer Sensorkonfiguration zu empfangen.
Die Steuervorrichtung ist dazu ausgestaltet, mindestens ein akustisches Merkmal des mindestens einen Audiosignals der mindestens einen Schalldrucksensorvorrichtung der mindestens einen Sensorkonfiguration zu extrahieren.
Die mindestens eine Steuervorrichtung des Erfassungssystems ist dazu ausgestaltet, eine Erfüllung einer Bedingung für ein Merkmal durch das mindestens eine akustische Merkmal zu untersuchen, das aus dem mindestens einen Audiosignal der mindestens einen Sensorkonfiguration extrahiert wurde. Die mindestens eine Steuervorrichtung ist dazu ausgestaltet, nach der Detektion der Erfüllung der das Merkmal betreffenden Bedingung durch das mindestens eine akustische Merkmal ein jeweiliges Steuersignal an die mindestens eine Fahrzeugvorrichtung zu senden.
Die mindestens eine Steuervorrichtung kann dazu ausgestaltet werden, mindestens ein Steuersignal auf Grundlage der Informationen zu erzeugen, die von dem mindestens einen akustischen Merkmal des Audiosignals stammen. Das mindestens eine Steuersignal kann zwischen dem Erfassungssystem und mindestens einer Fahrzeugvorrichtung kommuniziert werden. Die mindestens eine Steuervorrichtung kann dazu ausgestaltet werden, die mindestens eine Fahrzeugvorrichtung auf einen vordefinierten Zustand einzustellen, indem das mindestens eine Steuersignal nach der Detektion der Erfüllung der das akustische Merkmal betreffenden Bedingung gesendet wird.
Die mindestens eine Steuervorrichtung kann eine Recheneinheit umfassen. Eine Recheneinheit kann insbesondere als eine Verarbeitungsschaltungen umfassende Datenverarbeitungsvorrichtung verstanden werden. Die Recheneinheit kann daher Daten verarbeiten, um Rechenvorgänge durchzuführen. Dies kann auch Vorgänge zum Durchführen indizierte Zugänge zu einer Datenstruktur umfassen, zum Beispiel eine Lookup-Tabelle (look-up table - LUT). Die Recheneinheit kann einen oder mehrere Computer, einen oder mehrere Mikrocontroller und/oder eine oder mehrere integrierte Schaltungen umfassen, zum Beispiel eine oder mehrere anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (application-specific integrated circuits - ASIC), eine oder mehrere im Feld programmierbare Gatteranordnung(en) (field-programmable gate arrays - FPGA), und/oder ein oder mehrere Ein-Chip-Systeme (systems on a chip - SoC). Die Recheneinheit kann auch einen oder mehrere Prozessoren umfassen, zum Beispiel einen oder mehrere Mikroprozessoren, eine oder mehrere zentrale Verarbeitungseinheiten (central processing units - CPU), eine oder mehrere Grafikverarbeitungseinheiten (graphics processing units - GPU) und/oder einen oder mehrere Signalprozessoren, insbesondere einen oder mehrere digitale Signalprozessoren (digital signal processors - DSP). Die Recheneinheit kann auch einen physischen oder virtuellen Cluster von Computern oder anderen dieser Einheiten umfassen. In verschiedenen Ausführungsformen umfasst die Recheneinheit eine oder mehrere Hardware- und/oder Software-Schnittstellen und/oder eine oder mehrere Speichereinheiten. Eine Speichereinheit kann als flüchtiger Datenspeicher, zum Beispiel ein dynamischer Direktzugriffsspeicher (digital signal processors - DRAM) oder ein statischer Direktzugriffsspeicher (static random access memory - SRAM) implementiert sein, oder als nicht flüchtiger Datenspeicher, zum Beispiel ein Nur-Lese-Speicher (read-only memory - ROM), ein programmierbarer Nur-Lese-Speicher (programmable read-only memory - PROM), ein löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Speicher (erasable programmable read-only memory - EPROM), ein elektrisch löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Speicher (electrically erasable programmable read-only memory - EEPROM), Flash-Speicher oder Flash-EEPROM, ein ferroelektrischer Direktzugriffsspeicher (ferroelectric random access memory - FRAM),, ein magnetoresistiver Direktzugriffsspeicher (magnetoresistive random access memory - MRAM) oder ein Phasenwechsel-Direktzugriffsspeicher (phase-change random access memory - PCRAM).
Ein vierter Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines passiven akustischen Erfassungssystems. Das passive akustische Erfassungssystem umfasst mindestens eine Steuervorrichtung und mindestens eine Sensorkonfiguration. Die mindestens eine Sensorkonfiguration umfasst mindestens eine Schalldrucksensorvorrichtung.
Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

Einen Schritt des Erfassens einer akustische Umgebung innerhalb und/oder außerhalb eines Fahrzeugs und Erzeugen eines jeweiligen Audiosignals durch die mindestens eine Schalldrucksensorvorrichtung der mindestens einen Sensorkonfiguration.

Einen Schritt des Extrahierens mindestens eines akustischen Merkmals des mindestens einen Audiosignals der mindestens einen Schalldrucksensorvorrichtung der mindestens einen Sensorkonfiguration durch die mindestens eine Steuervorrichtung;
Einen Schritt des Untersuchens einer Erfüllung einer Bedingung für ein Merkmal durch das mindestens eine akustische Merkmal, das aus dem mindestens einen Audiosignal der mindestens einen Sensorkonfiguration durch die mindestens eine Steuervorrichtung extrahiert wurde.
Einen Schritt des Sendens eines jeweiligen Steuersignals an mindestens eine Fahrzeugvorrichtung nach der Detektion der Erfüllung der das Merkmal betreffenden Bedingung durch das mindestens eine akustische Merkmal durch die mindestens eine Steuervorrichtung.
Für Anwendungsfälle oder Anwendungssituationen, die in dem Verfahren auftreten können und die hier nicht explizit beschrieben sind, kann vorgesehen werden, dass gemäß dem Verfahren eine Fehlermeldung und/oder eine Eingabeaufforderung für eine Benutzerrückmeldung ausgegeben wird und/oder eine Standardeinstellung und/oder ein vordefinierter Ausgangszustand eingestellt wird.
Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
Im Folgenden wird eine beispielhafte Implementierung der Erfindung beschrieben. Die Figuren zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, die ein passives akustisches Erfassungssystem umfasst, und
2 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Betreiben eines passiven akustischen Erfassungssystems.

Die im Folgenden erläuterte Ausführungsform ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. In der Ausführungsform stellen die beschriebenen Bestandteile der Ausführungsform jedoch jeweils individuelle Merkmale der Erfindung dar, die als unabhängig voneinander zu betrachten sind und die die Erfindung ebenfalls unabhängig voneinander jeweils weiterentwickeln und dadurch ebenfalls als Bestandteil der Erfindung individuell oder in einer anderen als der dargestellten Kombination anzusehen sind. Ferner kann die beschriebene Ausführungsform durch bereits beschriebene weitere Merkmale der Erfindung ergänzt werden.
In den Figuren sind Elemente, die die gleiche Funktion bereitstellen, mit identischen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt schematische Darstellungen eines Fahrzeugs, das ein passives akustisches Erfassungssystem umfasst.
Eine Ausführungsform des in 1 dargestellten Erfassungssystems 2 implementiert ein High-Level-Konzept eines Erfassungssystems 2, das einem Fahrzeug 1 eine passive akustische Erfassungsdetektionsfähigkeit verleiht.
Das Fahrzeug 1 kann ein Pkw oder ein Nutzfahrzeug 1 sein, der bzw. das mindestens eine Fahrzeugvorrichtung umfasst, wobei die mindestens eine Fahrzeugvorrichtung 10 eine Radarvorrichtung sein kann, die dazu ausgestaltet ist, eine Umgebung des Fahrzeugs 1 zu analysieren.
Es kann nötig sein, bestimmte Funktionen der mindestens einen Fahrzeugvorrichtung 10 zu deaktivieren, wenn das Fahrzeug 1 sich in spezifischen Umgebungen wie Tunneln befindet, da die Konfidenz von Daten, die von der mindestens einen Fahrzeugvorrichtung 10 bereitgestellt werden, in tunnelartigen Umgebungen reduziert wird. Die Beschränkungen der mindestens einen Fahrzeugvorrichtung 10 können reduziert werden, wenn die Fusion von Daten von der mindestens einen Fahrzeugvorrichtung 10 und einem zusätzlichen die Umgebung erfassenden Fahrzeugsystem realisiert werden.
Das Erfassungssystem 2 kann mindestens eine Steuervorrichtung 5 umfassen, die dazu ausgestaltet ist, ein Audiosignal 8 zu analysieren, das eine Geräuschkulisse einer Umgebung des Fahrzeugs 1 verkörpert.
Die mindestens eine Steuervorrichtung 5 kann einen Mikroprozessor oder einen Mikrocontroller umfassen. Die mindestens eine Steuervorrichtung 5 kann mindestens eine Analyse des Audiosignals 8 in der Zeitdomäne und/oder der Zeit-Frequenz-Domäne durchführen und mindestens ein akustisches Merkmal 6 der Geräuschkulisse des Fahrzeugs 1 detektieren. Die mindestens eine Analyse des mindestens einen akustischen Merkmals 6 kann die Grundlage für das Detektieren einer Erfüllung der Bedingung für ein akustisches Merkmal 7 bilden. Die mindestens eine Steuervorrichtung 5 kann dem Fahrzeug 1 mindestens ein Steuersignal 10 bereitstellen, um die mindestens eine Vorrichtung des Fahrzeugs 1 auf mindestens einen vordefinierten Zustand einzustellen.
Die Fusion kann einen Empfang eines Sensorsignals 11 der mindestens einen Vorrichtung des Fahrzeugs 1 durch die mindestens eine Steuervorrichtung 5 umfassen. Die mindestens eine Steuervorrichtung 5 kann dazu ausgestaltet sein, das Steuersignal 10 in Abhängigkeit von einem Inhalt des Sensorsignals 11 und der erfüllten Bedingung für das akustische Merkmal 6 zu erzeugen und zu senden.
Die mindestens eine Schalldrucksensorvorrichtung 4 kann als Druckfeldmikrofon mit einer omnidirektionalen Eigenschaft gestaltet werden. Das Erfassungssystem 2 kann unterschiedliche Anordnungen der mindestens einen Schalldrucksensorvorrichtung 4 an der Karosserie des Fahrzeugs 1 spezifizieren. Eine betreffende Konfiguration 3 eines Erfassungssystems 2 kann eine Einzelsensor-Anordnung an einer einzigen Sensormontagestelle, eine Einzelsensor-Anordnung an willkürlich verteilten mehreren Sensormontagestellen und eine Mehrsensor-Anordnung in Reihe und ebene Sensorarrays hervorbringen.
Wenn das Erfassungssystem 2 mehr als eine Schalldrucksensorvorrichtung 4 spezifiziert, wird genau eine Schalldrucksensorvorrichtung 4 zur primären akustischen Umgebungserfassungsvorrichtung des Erfassungssystems 2 in Bezug auf die Bereitstellung einer Tunneldetektionsfähigkeit an das Fahrzeug 1 erklärt.
Ein exakter Befestigungsort der mindestens einen Schalldrucksensorvorrichtung 4 kann eine Strategie zum Steuern des Einflusses von Hintergrundgeräuschen aus einer Umgebung des Fahrzeugs 1 widerspiegeln, primär von aerodynamischer Natur, sodass die Hintergrundgeräusche in einem spezifischen Frequenzbereich und/oder Dynamikbereich des Audiosignals 8 minimiert oder entfernt werden. Die mindestens eine Steuervorrichtung 5 kann eine Signalverarbeitung anwenden, um die Hintergrundgeräusche von den spezifischen Geräuschen des Audiosignals 8 zu trennen, sodass die spezifischen Geräusche unabhängig von der mindestens einen Steuervorrichtung 5 des Erfassungssystems 2 analysiert werden können.
Schließlich kann das Erfassungssystem 2 mit dem Umgebungserfassungsnetzwerk des Fahrzeugs 1 verbunden werden, um eine Datenübertragung von dem Erfassungssystem 2 zu der mindestens einen Vorrichtung des Fahrzeugs 1 zu ermöglichen, die als Radarvorrichtung gestaltet sein kann.
Die Erfindung betrifft ein Erfassungssystem 2 zum Erfassen einer akustischen Umgebung des Fahrzeugs 1 (innen oder außen), die Infraschall, Schall und Ultraschall aus der Umgebung umfassen kann. Traditionell liegt der Schall zwischen 20 Hz und 20 kHz. Infraschall umfasst akustische Wellen unter 20 Hz, während Ultraschall akustische Wellen über 20 kHz umfasst. Üblicherweise sind Infraschallsensorvorrichtungen viel teurer und zugleich weniger zuverlässig, während die Ultraschallsensorvorrichtungen kostengünstiger und aufgrund der anwendungsfallorientierten Gestaltung zuverlässiger sind. Vorrichtungen, die dazu gestaltet sind, den Frequenzbereich des Schalls aufzunehmen, werden Mikrofone statt Schallsensorvorrichtungen genannt. Anders gesagt, es gibt kaum Anwendungsfälle in Bezug auf den Infraschallbereich einer akustischen Welle.
Erfassungssystem 2 unterscheidet Schalldrucksensorvorrichtungen 4 nicht auf Grundlage ihres bestimmten Frequenzbereichs. So kann das Erfassungssystem 2 Systemkonfigurationen 3 erzeugen, die eine oder mehrere Schalldrucksensorvorrichtungen 4 umfassen können, die in der Lage sind, Infraschall, Schall oder Ultraschall der Umgebung eines Fahrzeugs 1 zu erfassen.
Die Anzahl der Schalldrucksensorvorrichtungen 4 in dem Fahrzeug 1 kann von einer einzelnen Schalldrucksensorvorrichtung 4 bis hin zu einem Array der Schalldrucksensorvorrichtungen 4 reichen, je nach eingestelltem Merkmal, das von dem Erfassungssystem 2 abzudecken ist. In einigen Anwendungen können zusätzliche Funktionalitäten aus Schalldrucksensorvorrichtungen 4 angestrebt werden und das System sollte erweiterbar und modular genug sein, um innovative Anwendungen unterzubringen.
Als Minimum sollte das Fahrzeug 1 mit einer Außenerfassungseinheit ausgestattet sein, die derart befestigt ist, dass der Einfluss von Hintergrundgeräuschen - primär aerodynamischen Geräuschen - in dem interessierenden Frequenzbereich und Dynamikbereich minimiert oder vollständig entfernt wird. Die Schalldrucksensorvorrichtung 4 sollte auch in der Lage sein, den Straßenbedingungen in Bezug auf Widerstandsfähigkeit gegenüber Stößen, Schwingungen, extremen Temperaturen, Staub, Wasserspritzern und anderen Umgebungseinflüssen standzuhalten, die die spezifizierte Funktionalität der Schalldrucksensorvorrichtung 4 beeinträchtigen können.
Das Erfassungssystem 2 kann jede Art von Schalldrucksensorvorrichtung 4 bestimmen, solange sie die Anforderungen für die Straßenbedingungen und Installation in einem fahrenden Fahrzeug 1 erfüllt. So kann das Erfassungssystem 2 Schalldrucksensorvorrichtungen 4 umfassen, die zur Verwendung in freien Feldern, diffusen Feldern und Druckfeldern der akustischen Umgebung gestaltet sind.
Das Erfassungssystem 2 kann Schalldrucksensorvorrichtungen 4 umfassen, die mit einer omnidirektionalen Eigenschaft oder einer direktionalen Eigenschaft des Polardiagramms gestaltet sind, das die Empfindlichkeit des Sensors in verschiedenen Neigungswinkeln akustischer Wellen darstellt.
Omnidirektionale Schalldrucksensorvorrichtungen 4 sind die Grundlage des Erfassungssystems 2, da sie weniger anfällig für Geräusch- und Schwingungseinflüsse von dem Fahrzeug 1 und seiner Umgebung sind, insbesondere für Sensorarray-Konfigurationen 3, die eine Wiederherstellung anderer Richtcharakteristiken als omnidirektionaler erfordern können. Omnidirektionale Schalldrucksensorvorrichtungen 4 haben bestimmte Vorteile gegenüber direktionalen Schalldrucksensorvorrichtungen 4. In Mehrsensorarray-Konfigurationen 3 (d. h. Arrays) ermöglicht ein omnidirektionales Muster die Wiederherstellung/Synthese direktionaler Muster als Nachverarbeitungsschritt.
Der mindestens eine Schalldrucksensor muss sowohl für eine Stelle zur Montage am Fahrzeug 1 als auch im Fahrzeug 1 straßentauglich sein. Die folgenden Eigenschaften sollten bei der Auswahl des Schalldrucksensors für eine betreffende Spezifikation eines Erfassungssystems 2 berücksichtigt werden: Wetterbeständigkeit, Stoß- und Schwingungsfestigkeit, Betriebstemperatur und Feuchtigkeitsbereich, Montagemöglichkeiten, Anfälligkeit für Windgeräusche, Dynamikbereich, Frequenzbereich, Stromversorgungsanforderungen, Konstruktionsmaterialien, Anschlusstyp usw.
Die mindestens eine Schalldrucksensorvorrichtung 4 kann mit der mindestens einen Steuervorrichtung 5 des Erfassungssystems 2 durch entweder drahtgebundene Verbindung oder drahtlose Verbindung verbunden sein.
Primäre Informationen einer Leistungsspezifikation der Schalldrucksensorvorrichtung 4 umfassen einen Frequenzbereich, einen Dynamikbereich und eine Richtcharakteristik der Schalldrucksensorvorrichtung 4, wobei sich primäre Informationen auf die primären Auswahlkriterien beziehen, die zu verwenden sind, wenn die Sensorspezifikationen des Erfassungssystems 2 abgeleitet werden und tatsächliche Schalldrucksensorvorrichtungen 4 ausgewählt werden.
Sekundäre Informationen der Leistungsspezifikation der Schalldrucksensorvorrichtung 4 umfassen Faktoren in Bezug auf Ausgestaltung, Betriebstemperatur usw.
Tertiäre Informationen können bestimmte Signalkonditionierungsanforderungen, Signalverstärkungsanforderungen oder Sensorstromversorgungsanforderungen umfassen.
Andere Informationen, die für die Leistungsspezifikation der Schalldrucksensorvorrichtung 4 relevant sind, umfassen Faktoren in Bezug auf Aufbau und Herstellung der Schalldrucksensorvorrichtung 4, wie Baumaterialien. Das Erfassungssystem 2 stellt mindestens eine monaurale Sensorkonfiguration 3 bereit.
Die Schalldrucksensorvorrichtung 4 kann in Einzelsensor- und Mehrsensorkonfiguration 3 befestigt sein, wobei die Mehrsensorkonfiguration 3 zwei oder mehr Schalldrucksensorvorrichtungen 4 hervorbringen kann, die beim Bereitstellen unabhängiger Funktionalitäten an das Erfassungssystem 2 autonom sein können oder beim Bereitstellen einer einzelnen Funktionalität an das Erfassungssystem 2 voneinander abhängig sein können.
Binaurale Sensorkonfigurationen 3 können eine oder mehrere Konfigurationen 3 gepaarter Schalldrucksensorvorrichtungen 4 umfassen, wobei die Schalldrucksensorvorrichtungen 4 Mikrofone mit einer omnidirektionalen oder bidirektionalen Eigenschaft sein können. Paare omnidirektionaler Mikrofone können als beabstandete Mikrofone ohne Winkelneigung, beabstandete Mikrofone mit einem Winkel von 30 Grad, beabstandete Mikrofone mit einem Winkel von 60 Grad und beabstandete Mikrofone mit einem Winkel von 120 Grad angeordnet sein. Paare von direktionalen Mikrofonen können als beabstandete Kardioidmikrofone ohne Winkelneigung, beabstandete Kardioidmikrofone mit einem Winkel von 120 Grad, bidirektionales Blumlein-Achter-Muster und Ähnliches angeordnet sein.
Zu Vorteilen von omnidirektionalen Schalldrucksensorvorrichtungen 4 zählen: geringere Größe im Vergleich zu direktionalen Schalldrucksensorvorrichtungen 4, robuster gegenüber Umgebungseinflüssen wie Stößen und Schwingungen, größere Verfügbarkeit, geringere Kosten usw.
Das Erfassungssystem 2 kann jede Art von Befestigung für die Schalldrucksensorvorrichtung 4 bestimmen, solange sie die Anforderungen eines spezifizierten Anwendungsfalls erfüllt. So kann das Erfassungssystem 2 Schalldrucksensorvorrichtungen 4 umfassen, die an einer Karosserie eines Fahrzeugs 1 befestigt und zur äußeren Umgebung hin ausgerichtet sind. Ein exakter Ort an einer Karosserie des Fahrzeugs 1 kann den Bedarf eines Anwendungsfalls widerspiegeln, der die Grundlage einer benutzerdefinierten Sensorkonfiguration 3 eines Erfassungssystems 2 bildet. Die mindestens eine Schalldrucksensorvorrichtung 4 kann in dem Fahrzeug 1 über feste/verschraubte Verbindungen, Klebstoff, Magnetbefestigung und Ähnliches befestigt sein. Der optimale Befestigungsansatz spiegelt eine Strategie zur Minimierung des Einflusses von Stößen und Schwingungen auf die mindestens eine Schalldrucksensorvorrichtung 4 wieder. Die optimale Befestigung berücksichtigt auch potenziell nachteilige Auswirkungen auf die bestimmte Richtcharakteristik der mindestens einen Schalldrucksensorvorrichtung 4. Das Erfassungssystem 2 kann Schalldrucksensorvorrichtungen 4 bestimmen, die an unterschiedlichen Orten befestigt sind, zum Beispiel Stellen zur Montage am Fahrzeug 1 und im Fahrzeug 1, sodass eine Korrelationsanalyse zwischen den akustischen Signalen der äußeren und der inneren Umgebung eines Fahrzeugs 1 durchgeführt werden kann.
Die mindestens eine Schalldrucksensorvorrichtung 4 kann am Fahrzeug 1 befestigt sein. Sensorvorrichtungen, die an der Karosserie des Fahrzeugs 1 befestigt sind, sind anfällig für Hintergrundgeräusche aerodynamischer Natur, und genaue Montagestellen sollten eine Strategie widerspiegeln, um den Einfluss von Hintergrundgeräuschen auf den korrekten Betrieb der außerhalb befestigten Schalldrucksensorvorrichtungen 4 zu minimieren. Die Schalldrucksensorvorrichtung 4 kann an der Karosserie des Fahrzeugs 1 bündig montiert sein, um den Einfluss von aerodynamischen Geräuschen zu reduzieren, oder kann an Stellen befestigt sein, die sich in der Wirbelzone eines aerodynamischen Strömungsfeldes befinden, wie unter dem Griff einer Hintertür eines Pkw 1 oder an einem ähnlichen Ort in anderen Typen von Fahrzeug 1. Am Fahrzeug 1 befestigte Schalldrucksensorvorrichtungen 4 sind primär zum Erfassen einer äußeren Umgebung des Fahrzeugs 1 gestaltet, wobei die äußere Umgebung als Fernfeldumgebung des Fahrzeugs 1 angesehen wird. Eine Fernfeldumgebung kann akustische Informationen bereitstellen, die für die Umgebungsklassifikation, Detektion des Fahrzeugs 1, Notfallszenariodetektion und Komfort- und Sicherheitsfunktionen relevant sind. Am Fahrzeug 1 befestigte Schalldrucksensorvorrichtungen 4 sind üblicherweise omnidirektional und vom Freifeld- oder Druckfeldtyp. In einigen Anwendungsfällen kann es vorteilhaft sein, direktionale Schalldrucksensorvorrichtungen 4 einzusetzen, wenn eine korrekte Ausgestaltung angewandt wird, da direktionale akustische Sensorvorrichtungen anfälliger für Umgebungseinflüsse wie Stöße, Schwingungen, Temperatur, Feuchtigkeit und Ähnliches sind.
Der mindestens eine Schalldrucksensor kann im Fahrzeug 1 befestigt sein. Die Schalldrucksensorvorrichtungen 4 können im Inneren des Fahrzeugs 1 befestigt sein, nämlich im Innenraums des Fahrzeugs 1. Wie zuvor spiegelt der genaue Ort des Schalldrucksensors den direkten Bedarf des Anwendungsfalls wieder, für den eine betreffende Sensorkonfiguration 3 aus dem Erfassungssystem 2 abgeleitet wird. Die Hintergrundgeräusche müssen unter Umständen abgeschwächt werden, genau wie im Falle einer außerhalb befestigten Schalldrucksensorvorrichtung 4, obwohl die Natur der Hintergrundgeräusche anders sein wird als die aerodynamischen Strömungsgeräuschen, die sich aus der regulären Fahrt eines Fahrzeugs 1 ergeben. Im Fahrzeug 1 befestigte akustische Sensorvorrichtungen sind hauptsächlich für die Erfassung der Umgebung im Innenraum, Erfassung der äußeren Umgebung, Psychoakustik, Tonqualitätanalyse, Infotainment-Zwecke, Notfallszenarioerfassung und Komfort- und Sicherheitsfunktionen des Fahrzeugs 1 vorgesehen. Im Fahrzeug 1 befestigte Schalldrucksensorvorrichtungen 4 sind üblicherweise omnidirektional und vom Typ diffuses Feld oder Druckfeld, wobei der Typ diffuses Feld auf frei hängende Sensorvorrichtungen zutrifft und der Druckfeldtyp auf bündig montierte Sensorvorrichtungen im Inneren der Karosserie des Fahrzeugs 1 oder Innenausstattung wie Beifahrersitzen beispielsweise zutrifft. Die Schalldrucksensorvorrichtung 4 kann in begrenzten Räumen des Fahrzeugs 1 befestigt sein. Die Schalldrucksensorvorrichtungen 4 können in begrenzten Räumen wie Motorraum und anderen Räumen eines Fahrzeugs 1 befestigt sein. Da es keine aerodynamischen Strömungsgeräusche gibt, müssen die in begrenzten Räumen befestigten Schalldrucksensorvorrichtungen 4 nicht bündig montiert sein. Die Befestigung der Schalldrucksensorvorrichtungen 4 in begrenzten Räumen ist hauptsächlich zur Zustandsüberwachung, Notfallszenariodetektion und Komfort- und Sicherheitsfunktionen vorgesehen. Schalldrucksensorvorrichtungen 4 in begrenzten Räumen sind üblicherweise omnidirektional und vom Drucktyp. Die Schalldrucksensorvorrichtung 4 kann auf Bodenhöhe an der Karosserie des Fahrzeugs 1 befestigt sein. Die Schalldrucksensorvorrichtungen 4 können für die Nahfeldumgebungserfassung, Überwachung der Straßen-Reifen-Interaktion und Detektion von Rollgeräuschen, Notfallszenariodetektion, Notbremsungsdetektion, Zustandsüberwachung und Komfort- und Sicherheitsfunktionen nahe der Bodenhöhe befestigt sein.
Eine genaue Montagestelle der mindestens einen Schalldrucksensorvorrichtung 4 kann eine Strategie zum Steuern des Einflusses von Hintergrundgeräuschen aus einer Umgebung des Fahrzeugs 1 und von dem Fahrzeug 1 innewohnenden Geräuschen und Schwingungen widerspiegeln, sodass Hintergrundgeräusche in einem spezifischen Frequenzbereich und/oder Dynamikbereich des Audiosignals 8 minimiert oder entfernt werden. Die mindestens eine Steuervorrichtung 5 kann eine Signalverarbeitung anwenden, um die Hintergrundgeräusche von den spezifischen Geräuschen des Audiosignals 8 zu trennen, sodass die spezifischen Geräusche unabhängig von der mindestens einen Steuervorrichtung 5 des Erfassungssystems 2 analysiert werden können. Im Allgemeinen werden Hintergrundgeräusche als beliebige störende Geräusche angesehen, die von dem Erfassungssystem 2 eingefangen und in einem Audiosignal 8 neben spezifischen Geräuschen gespeichert werden. In diesem Sinne unterscheidet das Erfassungssystem 2 nicht unterschiedliche Typen von Hintergrundgeräuschen, obwohl es sie auf Grundlage der spezifischen Sensorkonfiguration 3 priorisieren kann. Beispielsweise können Hintergrundgeräusche aerodynamischer Natur die am Fahrzeug 1 befestigten Schalldrucksensorvorrichtungen 4 negativ beeinflussen und einen geringen oder keinen Einfluss auf die im Fahrzeug 1 befestigten Schalldrucksensorvorrichtungen 4 haben. Aus diesem Grund wird das Thema nur in High-Level-Hinsicht weiter ausgeführt und sollte in Bezug auf die spezifischen Implementierungen des Erfassungssystems 2 und interessierende Anwendungsfälle herangezogen werden.
Die folgenden Quellen von Hintergrundgeräuschen können die Leistung des Erfassungssystems 2 negativ beeinflussen: Umwelt - Strömungsgeräusche sind hauptsächlich bei den am Fahrzeug 1 befestigten Schalldrucksensorvorrichtungen 4 ein Thema, die der Umgebung direkt ausgesetzt sind, obwohl im Fahrzeug 1 befestigte Sensorvorrichtungen unter speziellen Fahrszenarien, die höhere Reisegeschwindigkeiten beinhalten, auch beträchtliche Windgeräusche von außen aufnehmen können. Aerodynamische Geräusche als Quelle - aufgrund von durch Fahrzeug 1 hervorgerufenen Wirbeln, während die Luft während der Fahrt niedergedrückt wird. Ein Problem insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten des Egofahrzeugs 1. In der Nähe befindliche Verkehrsteilnehmer können auch aerodynamische Strömungsgeräusche erzeugen, die von dem Erfassungssystem 2 detektiert werden. Beispielsweise wird ein großer Lkw, der das Fahrzeug 1 bei hohen Geschwindigkeiten überholt, für die Dauer des Vorbeifahrens aerodynamische Störungen in der unmittelbaren Umgebung von Fahrzeug 1 hervorrufen, die durch die von dem Lkw erzeugten Wirbel ausgeweitet werden. Äußere Strömungsphänomene sind die größte Geräuschquelle im Innenraum. Unterschiedliche Phänomene und geräuscherzeugende Mechanismen sowie die Art der erzeugten Geräusche bilden aerodynamische Strömungsgeräusche.
Niederfrequenzanregungen von Druckschwankungen, die auf die Außenflächen ausgeübt werden, die die Karosserie des Fahrzeugs 1 ausbilden und potenziell die Oberflächen zu Resonanzen anregen. Mittelfrequenz- und Hochfrequenzanregungen äußerer Hohlräume am Unterboden. Hochfrequenzgeräusche, die aus Druckschwankungen an Seitenfenstern und ähnlichen Dichtungen erzeugt werden. Hochfrequenzanregungen, die entweder von den Strömungsquellen am Fahrzeug 1 oder von Strömungsquellen aus der äußeren Umgebung kommen können. Umgebung - Atmosphärische Windgeräusche. Meteorologische Phänomene, die mit den von einem fahrenden Fahrzeug 1 erzeugten aerodynamischen Strömungsgeräuschen gekoppelt werden können. Meistens haben sie selbst bei mäßigen Geschwindigkeiten des Fahrzeugs 1 weniger Einfluss als die aerodynamischen Strömungsgeräusche. Kann ein Indikator für eine statische Position des Fahrzeugs 1 sein (d. h. der Einfallswinkel ist ein anderer als bei einen fahrenden Fahrzeug 1). Umgebung - Rollgeräusche o. Reifen-Straße-Interaktion. Lauteste Komponente des vom Fahrzeug 1 erzeugten Geräuschs in modernen Fahrzeugen 1 (insbesondere mit Verbrennungsmotoren). Rollgeräusche des Egofahrzeugs 1 können als Tonquelle für die Stimulation der Umgebungen außerhalb des Fahrzeugs 1 eingesetzt werden, d. h. als Stimulus für Umgebungsreaktionsprüfungen. Anwendbar auf das Egofahrzeug 1 und andere teilnehmende Fahrzeuge 1. Umgebung - Statische Geräuschquellen aus der Umgebung des Fahrzeugs 1, die als Vorbeifahr-Geräuschereignisse registriert werden, wie Geräusche, die von Industrieanlagen an die Umgebung abgegeben werden, oder nahegelegene Verkehrslinien (Straße und Schiene), öffentliche Geräusche usw. Öffentliche Geräusche o. industrielle Geräusch. Transportgeräusche (in Entfernungen, aus denen die Quellen als Punktquelle, Linienquelle oder Flächenquelle angesehen werden können. Umgebung - Quellen von dynamischen Geräuschen aus der Umgebung des Fahrzeugs 1, die als Geräuschereignisse des Vorbeifahrens (ein Verkehrsteilnehmer, der das Fahrzeug 1 überholt, das das Erfassungssystem 2 trägt, oder umgekehrt, sowie Verkehr in der Gegenrichtungsspur) oder halbkonstante Geräuschereignisse registriert werden können (aktueller Verkehr in derselben Richtung wie das Fahrzeug 1, das das Erfassungssystem 2 trägt, wobei „halb-“ darauf hindeutet, dass die Verkehrsteilnehmer für einen beliebigen Zeitraum und unter dem Einfluss der Verkehrsdynamiken, wobei ein beliebiges der Fahrzeuge 1 beschleunigen oder entschleunigen kann, in derselben Richtung, aber in einer Parallelspur zu dem Fahrzeug 1, das das Erfassungssystem 2 trägt, fahren können). Verkehrsteilnehmer - reguläre Fahrbedingungen und somit Standardgeräusche von Verkehrsteilnehmern in derselben Spur, der Parallelspur oder im Gegenverkehr zu dem Fahrzeug 1, das mit dem Erfassungssystem 2 ausgestattet ist. Notfallsirenen von Verkehrsteilnehmern (Krankenwagen, Polizei, Feuerlöschfahrzeuge und ähnliche). Allgemeine Geräuschquellen. Umgebung - Straßenzustand kann die Leistung des Erfassungssystems 2 aufgrund von Stößen und Schwingungen im Zusammenhang mit Straßentyp, Fahrtyp, Fahrgeschwindigkeit, Zustand und Qualität der Straßenoberfläche usw. beeinflussen. Geräuschquellen im Fahrzeug 1 können umfassen: Im Fahrzeug 1 - Infotainment, Musik, Kommunikation, Im Fahrzeug 1 - Innenraumgeräusche, akkumulierte Geräusche im Innenraum aus äußeren und inneren luftbedingten und strukturbedingten Geräuschquellen. Im Fahrzeug 1- durch Fahrzeug 1 induziert, während sich das Fahrzeug 1, das mit dem Erfassungssystem 2 ausgestattet ist, in Bewegung befindet, statische Situationen (z. B. geparktes Fahrzeug 1 mit einem abgewürgten Motor) stellen an dieser Stelle keinen Teil des Schutzumfangs dar. Motorgeräusche (tonal, Niederfrequenz, insbesondere bei niedrigen Geschwindigkeiten ein Problem). Gangschaltungsgeräusche. Beschleunigungs-/Entschleunigungsbedingte Geräusche. Brummen, Quietschen, Klappern. Notbremsung. Autosirenen.
Eine genaue Montagestelle der mindestens einen Schalldrucksensorvorrichtung 4 kann eine Strategie zum Steuern des Einflusses von Hintergrundgeräuschen aus einer Umgebung des Fahrzeugs 1 und für Fahrzeug 1 inhärente Geräusche und Schwingungen widerspiegeln, sodass die Hintergrundgeräusche in einem spezifischen Frequenzbereich entfernt werden.
Eine genaue Montagestelle der mindestens einen Schalldrucksensorvorrichtung 4 kann eine Strategie zum Steuern des Einflusses von Hintergrundgeräuschen aus einer Umgebung des Fahrzeugs 1 und für Fahrzeug 1 inhärente Geräusche und Schwingungen widerspiegeln, sodass die Hintergrundgeräusche in einem spezifischen Frequenzbereich entfernt werden. Am Fahrzeug 1 befestigte Schalldrucksensorvorrichtungen 4, die nicht bündig montiert oder in einem windgeschützten Teil einer Karosserie des Fahrzeugs 1 angeordnet sind, müssen unter Umständen mit einer Windschutzscheibe ausgestattet werden, um den Einfluss von atmosphärischen Windgeräuschen und aerodynamischen Strömungsgeräuschen aufgrund der Bewegung des Fahrzeugs 1 zu minimieren. Gestalt und Qualität der Windschutzscheibe beeinflussen die erzielte Geräuschverringerung und sollten an konkreten Gestaltungsbesonderheiten, technischen Eigenschaften und beabsichtigter Nutzung der Schalldrucksensorvorrichtung 4 ausgerichtet sein. Außerdem muss die Gestalt der Windschutzscheibe für Schallfelder an genauen Sensormontagestellen optimiert werden, von denen einige beispielsweise Freifeldbedingungen oder Laminarströmungsbedingungen umfassen können. Der Steuerungsabschnitt des Erfassungssystems 2 kann mindestens eine Steuervorrichtung 5 umfassen, die auf kostengünstigen Automobilmikroprozessoren beruhen, oder, wenn größere Datenmengen zur Nachverarbeitung und Analyse gespeichert werden müssen, kann ein FGPA-Elektroniksystem verwendet werden. In einigen Fällen kann die Konfiguration 3 des Erfassungssystems 2 in der Lage sein, eine bestehende Vorrichtung zum Ausüben der Rolle der Steuervorrichtung 5 einzusetzen, wie zum Beispiel eine Radarvorrichtung, die in der Lage sein kann, die Notwendigkeiten des Erfassungssystems 2 in Bezug auf Signalaufnahme und Nachverarbeitung und Analyse akustischer Signalen zu verbessern. Die Steuervorrichtung 5 des mindestens einen Erfassungssystems 2 ist innerhalb des Fahrzeugs 1 derart angeordnet, dass sie der Umgebung innerhalb eines fahrenden Fahrzeugs 1 standhält. Die mindestens eine Steuervorrichtung 5 stellt eine angemessene Speicherkapazität bereit, um Aufnahme, Vor- und Nachbereitung und Löschen von der mindestens einen Schalldrucksensorvorrichtung 4 aufgenommener Daten in Echtzeit und für die Dauer der Fahrbedingungen zu ermöglichen. Die mindestens eine Steuervorrichtung 5 kann dazu ausgestaltet sein, ein Kernsystem zu beherbergen, das eine Sensorschicht, eine Wahrnehmungsschicht und eine Fusionsschicht umfasst. Die Sensorschicht des Steuerungssystems wird zur Sensorstromversorgung und Signalvorkonditionierung mit dem Ziel, die vom Kernsystem angefragten Daten zu liefern, verwendet. Die Wahrnehmungsschicht kann dazu ausgestaltet sein, Einzelsensoralgorithmen auszuführen und geeignete Mittel bereitzustellen, um die Daten mit anderen Elementen des Kernsystems zu verknüpfen. Die Fusionsschicht kann für die gleichen Zwecke ausgestaltet sein wie die Wahrnehmungsschicht, aber mit Mehrsensoralgorithmen oder einer Kombination mehrerer Faktoren, die von der Wahrnehmungsschicht abgeleitet sind.
Die mindestens eine Steuervorrichtung 5 ist in der Lage, Verbindungen einer Vielfalt an Schalldrucksensorvorrichtungen 4 über Schnittstellen zu ermöglichen, die an jenen ausgerichtet sind, die von den Sensorherstellern bereitgestellt werden. Die mindestens eine Steuervorrichtung 5 kann der Schalldrucksensorvorrichtung 4 eine Stromversorgung und Signalkonditionierung bereitstellen. Die mindestens eine Steuervorrichtung 5 kann mindestens einen Kanal zum Verbinden der mindestens einen Schalldrucksensorvorrichtung 4 umfassen. So kann die mindestens eine Steuervorrichtung 5 ein Einzelkanalsignalaufnahmesystem oder ein Mehrkanalsignalaufnahmesystem sein. Die mindestens eine Steuervorrichtung 5 kann Mittel zum Umwandeln analoger Signale in digitale Signale bereitstellen. Die mindestens eine Steuervorrichtung 5 kann auch eine Verbindung drahtloser Schalldrucksensorvorrichtungen 4 ermöglichen, wobei in diesem Fall geeignete Kommunikationsprotokolle in der Systemausgestaltung enthalten sein müssen. Das Erfassungssystem 2 nimmt akustische Signale aus einer Umgebung eines Fahrzeugs 1 über mindestens eine Schalldrucksensorvorrichtung 4 auf, die die Luftdruckänderungen im Laufe der Zeit registriert. Im nächsten Schritt wird das akustische Signal dann in einer spezifizierten Abtastrate und Bit-Auflösung durch mindestens eine Steuervorrichtung 5 des Erfassungssystems 2 digitalisiert. Ein Zwischenschritt kann benutzerdefinierte Signalkonditionierung umfassen, um auf den Bedarf des ausgewählten Schalldrucksensors einzugehen. Beispielsweise muss die mindestens eine Steuervorrichtung 5 unter Umständen einen Signalvorkonditionierungsschritt bereitstellen, der von der ausgewählten Sensortechnologie abhängt, die zum Beispiel ein Kondensatormikrofon, ein dynamisches Mikrofon oder ein MEMS-Mikrofon umfassen kann. Eine Sensorkonfiguration 3 des Erfassungssystems 2 kann jede der aufgezählten Schalldrucksensorvorrichtungen 4 entweder zusammen oder einzeln umfassen, und mindestens eine Steuervorrichtung 5 des Erfassungssystems 2 muss unter Umständen separate Vorkonditionierungsmerkmale für jeden der Sensortypen bereitstellen. Die mindestens eine Steuervorrichtung 5 stellt Mittel zum Ausführen mindestens einer Signalverarbeitungsaufgabe und mindestens einer Analyse in der Zeitdomäne und Zeit-Frequenz-Domäne bereit. Signalverarbeitung kann auf den internen Signalverarbeitungs-Toolboxen beruhen, die beispielsweise über Radarvorrichtungen verfügbar sind. Auf diese Weise kann ein hoher Grad an Wiederverwendbarkeit und Kompatibilität zwischen Vorrichtungen erzielt werden.
Die mindestens eine Steuervorrichtung 5 kann Audiosignale 8 für Zwischenverarbeitungsanforderungen erzeugen und speichern. Die mindestens eine Steuervorrichtung 5 kann eine Extraktion akustischer Merkmale 6 aus einem Audiosignal 8 und mindestens eine Zeitreihenanalyse der extrahierten Merkmale durchführen. Das Erfassungssystem 2 kann jede Art von Stromversorgung für die mindestens einen Schalldrucksensorvorrichtung 4 bestimmen. Es gibt Unterschiede zwischen den Messgütemikrofonen und Verbrauchergütemikrofonen, die sich entsprechend den Anwendungsanforderungen beide als Kandidaten für das Erfassungssystem 2 eignen.
Die Stromversorgung der Schalldrucksensorvorrichtung 4 kann auf Grundlage eines Gestaltungsansatzes der gewählten Schalldrucksensorvorrichtung 4 variieren. Das Erfassungssystem 2 kann Möglichkeiten zum Bereitstellen der Leistung an die Sensorvorrichtungen in seinem Netzwerk umfassen. Zu anderen Zeiten können Schalldrucksensorvorrichtungen 4 bereits Mittel zum Sicherstellen der Stromversorgung aufweisen, die einen Teil der Schalldrucksensorvorrichtung 4 bildet. Mindestens eine Steuervorrichtung 5 des Erfassungssystems 2 kann einen Mikroprozessor als Host für digitale Audiotreiber umfassen, die zum Beeinflussen digitaler Audiosignale 8 notwendig sind. Die Spezifika von Audiotreibern müssen eine genaue Berücksichtigung des Mikroprozessors wiedergeben, der in einer betreffenden Konfiguration 3 des Erfassungssystems 2 eingesetzt ist. Die mindestens eine Steuervorrichtung 5 kann mit einem Netzwerk eines Fahrzeugs 1 durch standardisierte Protokolle wie CAN verbunden sein, sodass Steuersignale 10 zwischen Erfassungssystem 2 und anderen Vorrichtungen des Fahrzeugs 1, wie Radarvorrichtungen, kommuniziert werden können, die einen Teil des Sensornetzwerks des Fahrzeugs 1 bilden. Das Erfassungssystem 2 kann dazu ausgestaltet sein, unabhängig oder als Teil der Erfassung von Fahrzeug 1 betrieben zu werden. Das Erfassungssystem 2 kann eine Extraktion akustischer Merkmale 6 aus Audiosignalen 8 umfassen, um verschiedene Aspekte von Schall, Infraschall oder Ultraschall zu bestimmen. Die akustischen Merkmale 6 sind nicht für den High-Level-Kontext des Erfassungssystems 2 definiert, sondern für die Konfigurationen 3 des Erfassungssystems 2 spezifiziert, die auf spezifische Anwendungsfälle abzielen.
Das Erfassungssystem 2 legt den Schwerpunkt auf akustische Merkmale 6, die nicht auf einem vorherigen Training des Systems beruhen, wie zum Beispiel beim maschinellen Lernen. Akustische Merkmale 6 können High-Level-Merkmale oder Low-Level-Merkmale sein. Die aus einem Audiosignal 8 extrahierten akustischen Merkmale 6 können temporale akustische Merkmale 6, spektrale akustische Merkmale 6 oder hybride akustische Merkmale 6 sein. Temporale akustische Merkmale 6, die auch als Zeitdomänenmerkmale bezeichnet werden, werden aus Zeitdomänensignalen extrahiert und werden aus einer Array-Präsentation einzelner Proben eines digitalen Audiosignals 8 berechnet. Zu Beispielen für temporale akustische Merkmale 6 zählen Messgrößen für Gesamtlevelüberwachung, statistische Messgrößen (quadratischer Mittelwert der Amplitude, Spitze-Spitze, Scheitelfaktor, Energie in Zeitdomäne usw.), Trendreihen und Vorhersagen (einfache lineare Regression, multiple Regression, gleitender Durchschnitt, exponentielle Glättung usw.), Hüllkurvengleichrichtung und Ähnliche. Spektrale akustische Merkmale 6, auch als Frequenzdomänenmerkmale bezeichnet, stellen Informationen dazu bereit, wie die Energie des Signals in unterschiedlichen Frequenzen und über Messgrößen verteilt wird, die Form, Größe, Trend oder Position eines Spektrums kennzeichnen. Zu Beispielen für spektrale akustische Merkmale 6 zählen Merkmale, die von der Frequenzanalyse abgeleitet sind (Momentspektrum, gemitteltes Spektrum, Spektralspitze, Spektrumsschwerpunkt, spektrale Entropie, Strahlungsfluss, Spektral-Roll-off-Frequenz, Spektralkurtosis, Frequenzspreizung, spektrale Ebenheit, ein Mel-Frequenz-Spektralkoeffizient usw.), Merkmale, die von der Spektralanalyse abgeleitet sind, Frequenzdomänen-Hüllkurvengleichrichtung usw. Hybride akustische Merkmale 6 kombinieren die Low-Level-Merkmale und High-Level-Merkmale, wobei ein Merkmalvektor sowohl die Zeit- als auch die Frequenzdomäne abdeckt.
Zu Beispielen für hybride akustische Merkmale 6 zählen eine Kurzzeit-FourierTransformation und eine Wavelet-Transformation. Transiente akustische Merkmale 6 können die Zeit- und Frequenzdomänenanalyse kombinieren, die an speziellen Anforderungen für die Verarbeitung und Analyse von Signalen ausgerichtet ist, die eine sehr kurze Dauer und meist eine hohe Energie aufweisen. Zu Beispielen für transiente akustische Merkmale 6 zählen Stoß/Impuls-Merkmal-Extraktion, Impuls/Transient-Analyse, Kurtosis usw. Akustische Merkmale 6 können in Bezug auf den Frequenzbereich eines Audiosignals 8, aus dem sie extrahiert werden, breitbandig oder schmalbandig sein. Akustische Merkmale 6 können einen breiten oder schmalen Dynamikbereich eines Audiosignals 8 umfassen, aus dem sie extrahiert werden.
Akustische Merkmale 6 können auf Grundlage von Korrelation unterschieden werden. Stark korrelierende Merkmale können aufgrund hoher Vorhersagegenauigkeit allein stehen, wobei Beispiele für stark korrelierende Merkmale den quadratischen Mittelwert eines Audiosignals 8, einen Spektrumsschwerpunkt oder eine spektrale Entropie umfassen können. Verstärkungsmerkmale weisen einzeln eine geringere Korrelation auf und sind nur dann bedeutungsvoll, wenn sie miteinander kombiniert werden, wie dies bei Nulldurchgangsrate, Strahlungsfluss oder Spektral-Roll-off-Frequenz der Fall ist.
Das Erfassungssystem 2 kann für zahlreiche Anwendungen in der Automobilindustrie verwendet werden, entweder für Anwendungsfälle, in denen das Erfassungssystem 2 einzeln verwendet werden kann, oder in Anwendungsfällen, in denen das Erfassungssystem 2 zu dem Erfassungsnetzwerk des Fahrzeugs 1 beiträgt und mit den Radardaten oder Kameradaten zu fusionierende Informationen hinzufügt. Beispielsweise kann das Erfassungssystem 2 zur Tunneldetektion verwendet werden, um die Radarvorrichtungen beim Pausieren spezifischer Funktionalität zu unterstützen, wenn das Fahrzeug 1, das die Radarvorrichtung und das Erfassungssystem 2 umfasst, eine Tunnelumgebung durchquert.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Betreiben eines passiven akustischen Erfassungssystems.
In einem Schritt S1 kann die mindestens eine Schalldrucksensorvorrichtung 4 der mindestens einen Sensorkonfiguration 3 eine akustische Umgebung innerhalb und/oder außerhalb eines Fahrzeugs 1 erfassen und ein jeweiliges Audiosignal 8 erzeugen.
In einem Schritt S2 kann die Steuervorrichtung 5 mindestens ein akustisches Merkmal 6 des mindestens einen Audiosignals 8 der mindestens einen Schalldrucksensorvorrichtung 4 der mindestens einen Sensorkonfiguration 3 extrahieren.
In einem Schritt S3 kann die mindestens eine Steuervorrichtung 5 eine Erfüllung einer Bedingung für ein Merkmal durch das mindestens eine akustische Merkmal 6, das aus dem mindestens einen Audiosignal 8 extrahiert wurde, untersuchen.
In einem Schritt S4 kann die mindestens eine Steuervorrichtung 5 nach der Detektion der Erfüllung der das Merkmal betreffenden Bedingung durch das mindestens eine akustische Merkmal 6 ein jeweiliges Steuersignal 10 an die mindestens eine Vorrichtung des Fahrzeugs 1 senden.
Insgesamt zeigt das Beispiel, wie ein System für eine passive akustische Erfassung durch die Erfindung bereitgestellt wird.
Bezugszeichen

1: Fahrzeug
2: Erfassungssystem
3: Sensorkonfiguration
4: Schalldrucksensorvorrichtung
5: Steuervorrichtung
6: akustisches Merkmal
7: Bedingung für das akustische Merkmal
8: Audiosignal
9: Fahrzeugvorrichtung
10: Steuersignal
11: Sensorsignal
S1-S4: Schritte zum Ausführen des Verfahrens

Claims

Fahrzeug (1), das ein passives akustisches Erfassungssystem (2) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass - das Erfassungssystem (2) mindestens eine Sensorkonfiguration (3) umfasst, wobei die mindestens eine Sensorkonfiguration (3) mindestens eine Schalldrucksensorvorrichtung (4) umfasst, wobei - die mindestens eine Schalldrucksensorvorrichtung (4) dazu ausgestaltet ist, eine akustische Umgebung innerhalb und/oder außerhalb des Fahrzeugs (1) zu erfassen und ein jeweiliges Audiosignal (8) zu erzeugen; wobei - das Erfassungssystem (2) mindestens eine Steuervorrichtung (5) umfasst, die dazu ausgestaltet ist, mindestens ein akustisches Merkmal (6) des mindestens einen Audiosignals (8) der mindestens einen Schalldrucksensorvorrichtung (4) der mindestens einen Sensorkonfiguration (3) zu extrahieren; - wobei die mindestens eine Steuervorrichtung (5) des Erfassungssystems (2) dazu ausgestaltet ist, eine Erfüllung einer Bedingung für das akustische Merkmal (6) durch das mindestens eine akustische Merkmal (6), das aus dem mindestens einen Audiosignal (8) der mindestens einen Sensorkonfiguration (3) extrahiert wurde, zu untersuchen; und - wobei die mindestens eine Steuervorrichtung (5) dazu ausgestaltet ist, nach der Detektion der Erfüllung der das akustische Merkmal (6) betreffenden Bedingung durch das mindestens eine akustische Merkmal (6) ein jeweiliges Steuersignal (10) an mindestens eine vordefinierte Fahrzeugvorrichtung (9) zu senden.
Fahrzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Schalldrucksensorvorrichtung (4) eine omnidirektionale Erfassungseigenschaft umfasst, die sich auf einen Einfallwinkel einer akustischen Welle bezieht.
Fahrzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Schalldrucksensorvorrichtung (4) eine direktionale Eigenschaft umfasst, die sich auf einen Einfallswinkel einer akustischen Welle bezieht.
Fahrzeug (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Schalldrucksensorvorrichtung (4) dazu gestaltet ist, Infraschall und/oder Schall und/oder Ultraschall zu erfassen.
Fahrzeug (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungssystem (2) mehrere Schalldrucksensorvorrichtungen (4) umfasst.
Fahrzeug (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungssystem (2) mehrere Sensorkonfigurationen (3) umfasst.
Fahrzeug (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass - mindestens eine von der mindestens einen Sensorkonfiguration (3) mindestens zwei von den Schalldrucksensorvorrichtungen (4) umfasst und - die mindestens eine Steuervorrichtung (5) dazu ausgestaltet ist, das mindestens eine akustische Merkmal (6) der Audiosignale (8) von mindestens zwei Schalldrucksensorvorrichtungen (4) kombiniert oder getrennt zu extrahieren.
Fahrzeug (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich mindestens eine der Schalldrucksensorvorrichtungen (4) an einer Außenseite des Fahrzeugs (1) befindet und dazu ausgestaltet ist, die akustische Umgebung außerhalb des Fahrzeugs (1) zu erfassen.
Fahrzeug (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Schalldrucksensorvorrichtungen (4) an einem Fahrzeugunterboden des Fahrzeugs (1) befestigt ist.
Fahrzeug (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Schalldrucksensorvorrichtungen (4) eine Windschutzscheibe umfasst.
Fahrzeug (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich mindestens eine der Schalldrucksensorvorrichtungen (4) im Innenraum des Fahrzeugs (1) befindet und dazu ausgestaltet ist, die akustische Umgebung innerhalb des Fahrzeugs (1) zu erfassen.
Fahrzeug (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Steuervorrichtung (5) dazu ausgestaltet ist, ein Sensorsignal (11) einer Sensorvorrichtung des Fahrzeugs (1) zu empfangen und ein jeweiliges Steuersignal (10) in Abhängigkeit von dem Sensorsignal (11) und dem mindestens einen akustischen Merkmal (6) zu erzeugen.
Passives akustisches Erfassungssystem (2), dadurch gekennzeichnet, dass - das Erfassungssystem (2) mindestens eine Sensorkonfiguration (3) umfasst, wobei die mindestens eine Sensorkonfiguration (3) mindestens eine Schalldrucksensorvorrichtung (4) umfasst, - die mindestens eine Schalldrucksensorvorrichtung (4) dazu ausgestaltet ist, eine akustische Umgebung innerhalb und/oder außerhalb des Fahrzeugs (1) zu erfassen und ein jeweiliges Audiosignal (8) zu erzeugen; - das Erfassungssystem (2) mindestens eine Steuervorrichtung (5) umfasst, die dazu ausgestaltet ist, mindestens ein akustisches Merkmal (6) des mindestens einen Audiosignals (8) der mindestens einen Schalldrucksensorvorrichtung (4) der mindestens einen Sensorkonfiguration (3) zu extrahieren; - die mindestens eine Steuervorrichtung (5) des Erfassungssystems (2) dazu ausgestaltet ist, eine Erfüllung einer Bedingung für ein Merkmal durch das mindestens eine akustische Merkmal (6) zu untersuchen, das aus dem mindestens einen Audiosignal (8) der mindestens einen Sensorkonfiguration (3) extrahiert wurde; und - die mindestens eine Steuervorrichtung (5) dazu ausgestaltet ist, nach der Detektion der Erfüllung der das Merkmal betreffenden Bedingung durch das mindestens eine akustische Merkmal (6) ein jeweiliges Steuersignal (10) an mindestens eine Fahrzeugvorrichtung (9) zu senden.
Steuervorrichtung (5) für ein passives akustisches Erfassungssystem (2), dadurch gekennzeichnet, dass - die Steuervorrichtung (5) dazu ausgestaltet ist, mindestens ein Audiosignal (8) mindestens einer Schalldrucksensorvorrichtung (4) mindestens einer Sensorkonfiguration (3) zu empfangen; - die Steuervorrichtung (5) dazu ausgestaltet ist, mindestens ein akustisches Merkmal (6) des mindestens einen Audiosignals (8) der mindestens einen Schalldrucksensorvorrichtung (4) der mindestens einen Sensorkonfiguration (3) zu extrahieren; - die mindestens eine Steuervorrichtung (5) des Erfassungssystems (2) dazu ausgestaltet ist, eine Erfüllung einer Bedingung für ein Merkmal durch das mindestens eine akustische Merkmal (6) zu untersuchen, das aus dem mindestens einen Audiosignal (8) der mindestens einen Sensorkonfiguration (3) extrahiert wurde; und - die mindestens eine Steuervorrichtung (5) dazu ausgestaltet ist, nach der Detektion der Erfüllung der das Merkmal betreffenden Bedingung durch das mindestens eine akustische Merkmal (6) ein jeweiliges Steuersignal (10) an mindestens eine Fahrzeugvorrichtung (9) zu senden.
Verfahren zum Betreiben eines passiven akustischen Erfassungssystems (2), wobei das passive akustische Erfassungssystem (2) mindestens eine Steuervorrichtung (5) und mindestens eine Sensorkonfiguration (3) umfasst, wobei die mindestens eine Sensorkonfiguration (3) mindestens eine Schalldrucksensorvorrichtung (4) umfasst, umfassend die folgenden Schritte: - Erfassen einer akustischen Umgebung innerhalb und/oder außerhalb eines Fahrzeugs (1) und Erzeugen eines jeweiligen Audiosignals (8) durch die mindestens eine Schalldrucksensorvorrichtung (4) der mindestens einen Sensorkonfiguration (3); - Extrahieren mindestens eines akustischen Merkmals (6) des mindestens einen Audiosignals (8) der mindestens einen Schalldrucksensorvorrichtung (4) der mindestens einen Sensorkonfiguration (3) durch die mindestens eine Steuervorrichtung (5); - Untersuchen einer Erfüllung einer Bedingung für ein Merkmal durch das mindestens eine akustische Merkmal (6), das aus dem mindestens einen Audiosignal (8) der mindestens einen Sensorkonfiguration (3) durch die mindestens eine Steuervorrichtung (5) extrahiert wurde; und - Senden eines jeweiligen Steuersignals (10) an mindestens eine Fahrzeugvorrichtung (9) nach der Erkennung der Erfüllung der Bedingung für das Merkmal durch das mindestens eine akustische Merkmal (6) durch die mindestens eine Steuervorrichtung (5).