KR20160069244A - 마이크로폰을 구비하는 차량 - Google Patents

마이크로폰을 구비하는 차량 Download PDF

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Abstract

마이크로폰을 구비하는 차량을 개시한다. 본 발명의 일 측면에 따르면 차량의 탑승 공간에서의 마이크로폰의 설치 위치를 개선함으로써 음파의 집중도를 높이는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 또 다른 측면에 따르면 차량의 탑승 공간에서의 마이크로폰의 설치 위치를 고려하여 탑승 공간 내부의 음파의 반사 면의 구조를 개선함으로써 음파의 집중도를 높이는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 본 발명에 따른 차량은, 차량의 탑승 공간에서 발생하는 음파의 집중도가 높은 위치에 설치되는 마이크로폰과; 마이크로폰을 통해 수신되는 음파를 음성 신호로 변환하는 신호 처리부를 포함한다.

Description

마이크로폰을 구비하는 차량{VEHICLE HAVING MICROPHONE}
본 발명은 차량에 관한 것으로, 탑승자의 발화에 의해 발생하는 음파를 수신하기 위한 마이크로폰을 구비하는 차량에 관한 것이다.
차량에 설치되는 마이크로폰은 탑승자의 발화에 의해 발생하는 음파를 수신하기 위한 것이다. 탑승자의 발화는 음성 인식 제어 또는 핸즈프리 통화를 위한 것일 수 있다.
음성 인식 제어란 음성에 포함된 음향학적 정보로부터 음운 즉 언어적 정보를 추출하여 이를 기계가 인지하고 반응하도록 하는 일련의 과정이다. 음성으로 대화하는 것은 수많은 인간과 기계의 정보 교환 매체 중 가장 자연스럽고 간편한 방법으로 인식되고 있지만 기계와 음성으로 대화하기 위해서는 인간의 음성을 기계가 처리할 수 있는 코드로 변환을 해줘야 하는 제약이 따르게 된다. 이런 코드로 변환해주는 과정이 바로 음성 인식이다. 자동차에서도 사용자의 편의를 위해 음성 인식 제어를 기반으로 하는 사용자 인터페이스가 마련되어 있다. 특히 오디오/비디오/내비게이션(Audio/Video/Navigation, 이하 AVN)에도 음성 인식 기반의 제어가 이루어져서 직접 버튼을 누르거나 터치스크린을 터치하지 않고도 AVN의 기능을 사용할 수 있다.
핸즈프리(Hands-Free) 통화는 휴대 전화를 차량의 마이크로폰 및 스피커와 연동시켜서 탑승자가 휴대 전화를 직접 조작하지 않고도 차량의 마이크로폰 및 스피커를 이용하여 통화할 수 있도록 하는 장치이다.
이와 같은 음성 인식 제어와 핸즈프리 통화의 운용을 위해서는 탑승자의 발화에 의해 발생하는 음파를 수신하기 위한 마이크로폰이 필요하다. 마이크로폰은 차량 내부의 탑승 공간의 어느 한 곳에 설치되는데, 주로 운전석 근처의 위쪽 천정에 설치되는 경우가 많다.
탑승자의 발화에 의해 발생하는 음파는 대부분 탑승자의 전면을 향해 진행한다. 따라서 마이크로폰이 천정에 설치되는 종래의 경우에는 마이크로폰에서의 음파의 수신율이 낮을 수 밖에 없고, 이로 인해 음성 인식률 또는 통화 품질이 저하될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면 차량의 탑승 공간에서의 마이크로폰의 설치 위치를 개선함으로써 음파의 집중도를 높이는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면 차량의 탑승 공간에서의 마이크로폰의 설치 위치를 고려하여 탑승 공간 내부의 음파의 반사 면의 구조를 개선함으로써 음파의 집중도를 높이는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적의 본 발명에 따른 차량은, 차량의 탑승 공간에서 발생하는 음파의 집중도가 높은 위치에 설치되는 마이크로폰과; 마이크로폰을 통해 수신되는 음파를 음성 신호로 변환하는 신호 처리부를 포함한다.
상술한 차량에 있어서, 음파의 집중도는, 음파가 차량의 윈드쉴드에 반사된 후 마이크로폰에 집중되는 정도이다.
상술한 차량에 있어서, 음파의 집중도의 측정은, 탑승 공간에 탑승한 사용자의 머리의 위치가 미리 설정된 아이립스(eyellipse)의 값을 만족하는 위치일 때 사용자의 발화에 의해 발생하는 음파의 집중도를 측정하는 것이다.
상술한 차량에 있어서, 미리 설정된 아이립스의 값이 95% 아이립스이다.
상술한 차량에 있어서, 마이크로폰의 표면이 반사율이 낮은 재질로 이루어진다.
상술한 차량에 있어서, 마이크로폰의 표면이 무반사 재질로 이루어진다.
상술한 목적의 본 발명에 따른 또 다른 차량은, 윈드쉴드와; 차량의 탑승 공간에서 발생하여 윈드쉴드에 의해 반사되는 음파의 집중도가 높은 위치에 설치되는 마이크로폰을 포함한다.
상술한 차량에 있어서, 음파의 집중도의 측정은, 탑승 공간에 탑승한 사용자의 머리의 위치가 미리 설정된 아이립스(eyellipse)의 값을 만족하는 위치일 때 사용자의 발화에 의해 발생하는 음파의 집중도를 측정하는 것이다.
상술한 차량에 있어서, 미리 설정된 아이립스의 값이 95% 아이립스이다.
상술한 차량에 있어서, 마이크로폰의 표면이 반사율이 낮은 재질로 이루어진다.
상술한 차량에 있어서, 마이크로폰의 표면이 무반사 재질로 이루어진다.
상술한 목적의 본 발명에 따른 또 다른 차량은, 차량의 탑승 공간에 설치되는 마이크로폰과; 탑승 공간에서 발생하는 음파를 반사시켜서 마이크로폰에 집중되도록 하기 위한 형태의 내측 곡면을 갖는 윈드쉴드를 포함한다.
상술한 차량에 있어서, 음파의 집중도의 측정은, 탑승 공간에 탑승한 사용자의 머리의 위치가 미리 설정된 아이립스(eyellipse)의 값을 만족하는 위치일 때 사용자의 발화에 의해 발생하는 음파의 집중도를 측정하는 것이다.
상술한 차량에 있어서, 미리 설정된 아이립스의 값이 95% 아이립스이다.
상술한 차량에 있어서, 마이크로폰의 표면이 반사율이 낮은 재질로 이루어진다.
상술한 차량에 있어서, 마이크로폰의 표면이 무반사 재질로 이루어진다.
본 발명의 일 측면에 따르면 차량의 탑승 공간에서의 마이크로폰의 설치 위치를 개선함으로써 음파의 집중도를 높여서 마이크로폰의 수신율이 개선되도록 하는 효과를 제공한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면 차량의 탑승 공간에서의 마이크로폰의 설치 위치를 고려하여 탑승 공간 내부의 음파의 반사 면의 구조를 개선함으로써 음파의 집중도를 높여서 마이크로폰의 수신율이 개선되도록 하는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 외관을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 AVN의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에 나타낸 차량의 탑승 공간을 나타낸 도면이다.
도 4는 탑승자의 발화에 의해 발생한 음파의 진행 경로를 차량의 측면에서 바라 본 시점으로 나타낸 도면이다.
도 5는 탑승자의 발화에 의해 발생한 음파의 진행 경로를 차량의 평면(위쪽)에서 바라 본 시점으로 나타낸 도면이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 외관을 나타낸 도면이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 차량(100)의 탑승 공간의 전면에는 윈드쉴드(Windshield)(162)가 설치되어 탑승자를 바람이나 이물질 등으로부터 보호한다. 윈드쉴드(162)의 하단부는 크러쉬 패드(Crush Pad)(164)에 고정된다. 크러쉬 패드(164)는 엔진 룸과 운전석의 사이에 배치되어 차량의 충돌 발생 시 탑승자를 보호한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 AVN의 구성을 나타낸 도면이다. 도 2에 나타낸 AVN(Audio Video Navigation)(200)은 오디오와 비디오, 내비게이션이 하나의 헤드 유닛에 결합된 형태이다. 도 2에 나타낸 AVN(200)은 음성 인식 제어를 기반으로 한다. 도 2에 나타낸 바와 같이, AVN(200)의 구성은 크게 음성 인식 기능을 위한 요소와, 일반적인 입력 기능을 위한 요소, 방송/통신 기능을 위한 요소, 내비게이션 기능을 위한 요소, 오디오/비디오 기능을 위한 요소, 복수의 기능에 공통적으로 사용될 수 있는 요소로 구분할 수 있다.
음성 인식 기능을 위한 구성은 음성 인식 버튼(204)과 마이크로폰(206), 음성 인식 처리부(208), 명령 출력 인터페이스(218)를 포함한다. 방송/통신 기능을 위한 요소는 안테나(152)와 튜너부(254), 방송 신호 처리부(256), 통신 신호 처리부(258), 방송용 데이터베이스(290)를 포함한다. 내비게이션 기능을 위한 요소는 내비게이션 데이터베이스(262)와 내비게이션 구동부(264)를 포함한다. 오디오/비디오 기능을 위한 요소는 오디오/비디오 입력부(272)와 오디오/비디오 재생부(274)를 포함한다. 일반적인 입력 기능을 위한 구성은 입력부(272)를 포함한다. 복수의 기능에 공통적으로 사용될 수 있는 요소는 메모리(210)와 제어부(212), 디스플레이(214), 스피커(216)를 포함한다. 이와 같은 기능 상의 구분은 위에 기재한 것에 한정되지 않으며, 어느 하나의 기능을 위한 요소가 다른 기능을 위해서도 사용될 수 있다.
음성 인식 버튼(204)은 사용자(예를 들면 운전자)가 AVN(200)의 오디오 기능과 비디오 기능, 내비게이션 기능, 정보 통신 기능 등의 복합 기능을 실행하여 이용할 수 있도록 한다. 이를 위해 음성 인식 버튼(204)은 푸쉬-투-토크(Push-To-Talk, PTT) 방식의 원-키 조작을 지원한다. 음성 인식 버튼(204)은 사용자가 운전 중에도 편리하게 조작할 수 있도록 스티어링 휠(202)에 설치될 수 있다. 스티어링 휠(202)은 차량(100)의 바퀴를 좌우로 움직여 차량(100)의 진행 방향을 변경하는데 사용되는 조향 장치이다. 사용자는 운전 중하는 동안 항상 스티어링 휠(202)을 파지하기 때문에, 음성 인식 버튼(204)을 스티어링 휠(202)에 설치하면 사용자가 운전 중에 음성 인식 버튼(204)을 편리하게 조작할 수 있다. 스티어링 휠(202) 외에, 사용자가 운전 중에 음성 인식 버튼(204)을 용이하게 조작할 수 있는 위치라면 차량(100)의 어느 위치에도 음성 인식 버튼(204)이 설치될 수 있다.
마이크로폰(206)은 음성 인식 제어 기능이 실행 중인 상태에서 사용자가 발성하는 음성 신호를 수신하고 수신된 음성 신호를 전기 신호로 변환한다. 마이크로폰(206)은 음성 인식 제어를 위해 마련된 마이크로폰이거나, 차량(100)의 핸즈프리용 마이크로폰을 공유하는 것일 수 있다. 또한 마이크로폰(206)은 사용자가 휴대한 모바일 단말기의 마이크로폰 일 수 있다. 모바일 단말기의 마이크로폰을 이용할 경우 모바일 단말기와 AVN(200)은 블루투스 등의 근거리 통신을 통해 서로 연결되어야 한다.
음성 인식 처리부(208)는 마이크로폰(206)에 의해 변환된 전기 신호를 대상으로 음성 인식을 수행하고, 음성 인식의 결과로서 음성 명령 정보를 추출한다. 음성 인식 처리부(208)에서 추출된 음성 명령 정보는 제어부(212)에 전달된다.
명령 출력 인터페이스(218)는 음성 인식의 결과로서 추출되는 음성 명령 정보에 상응하는 제어 명령의 신호를 제어부(212)로부터 제어 대상 장치로 전달하기 위한 것이다.
안테나(152)는 방송 신호의 수신을 위한 목적 또는 통신 신호의 송신 및 수신을 위한 목적으로 공중의 전파를 받거나 또는 공중으로 전파를 보내기 위한 장치이다. 안테나(152)는 튜너부(254)에 통신 가능하도록 연결된다. 따라서 안테나(152)가 받은 전파는 튜너부(254)에 전달된다. 안테나(152)는 복수의 서로 다른 형태의 방송/통신 신호를 위해 복수의 형태의 안테나로 구성될 수 있다.
튜너부(254)는 안테나(152)가 받은 전파를 전달받아 중간 주파수 신호 등으로 변환한다. 또한 튜너부(254)는 송신하고자 하는 데이터 신호를 공중에 전파할 수 있는 형태로 변환하여 안테나(152)를 통해 공중으로 보낸다. 즉, 튜너부(254)는 특정 대역의 신호만을 추출하거나 반송파 신호에 데이터 신호를 결합하는 등의 작업을 수행한다. 튜너부(254)는 방송 신호의 수신과 통신 신호의 송신 및 수신을 수행한다. 방송 신호는 라디오 방송 신호와 디엠비(Digital Multimedia Broadcasting) 방송 신호를 포함할 수 있다. 통신 신호는 전지구 위치 파악 시스템(Global Positioning System) 위성(이하 GPS 위성)과의 위성 통신 신호를 포함할 수 있다. 또한 통신 신호는 텔레매틱스(Telematics)를 위한 통신 신호를 포함할 수 있다. 튜너부(254)에서 어떤 신호를 수신하여 처리할 것인지는 제어부(212)에서 튜너부(254)로 전달되는 제어 신호에 의해 결정된다. 예를 들면 제어부(212)에서 특정 채널의 라디오 방송 신호를 수신하도록 튜너부(254)로 제어 신호를 발생시키면 튜너부(254)는 제어부(212)로부터 전달되는 제어 신호에 응답하여 해당 채널의 라디오 방송 신호를 수신한다. 만약 제어부(212)에서 텔레매틱스 신호의 송신을 위한 제어 신호 및 송신 데이터를 튜너부(254)로 전달하면, 튜너부(254)는 제어부(212)로부터 전달되는 제어 신호에 응답하여 송신 데이터를 공중으로 보낼 수 있는 형태로 변환하고, 변환된 신호를 안테나(152)를 통해 공중으로 보낸다. 또한 튜너부(254)는 방송 신호에 포함되어 있는 방송 채널의 정보를 획득한다. 튜너부(254)에 입력되는 방송 신호에는 방송 채널의 명칭과 서비스 ID(IDentification), 방송 데이터가 포함된다. 튜너부(254)는 방송 신호에 포함되어 있는 방송 채널의 명칭과 서비스 ID, 방송 데이터를 추출하여 후단의 방송 신호 처리부(256)와 제어부(212)에 전달한다.
방송 신호 처리부(256)는 튜너부(254)를 거친 방송 신호를 비디오 방송 신호와 오디오 방송 신호로 구분하여 일련의 신호 처리를 수행한다. 방송 신호 처리부(256)에서 이루어지는 일련의 신호 처리는 아날로그-디지털 변환이나 디지털-아날로그 변환, 비디오 데이터를 디스플레이(214)를 구동할 수 있는 형태의 신호로 변환하는 것 등을 포함할 수 있다.
통신 신호 처리부(258)는 GPS 위성과의 통신 신호와 텔레매틱스 통신 신호의 처리를 수행한다. 즉, 통신 신호 처리부(258)는 수신되는 통신 신호를 제어부(212)에 전달하기 위한 데이터의 형태로 변환하거나, 튜너부(254) 및 안테나(152)를 통해 송신하고자 하는 데이터를 제어부(212)로부터 전달받아 통신 가능한 형태의 신호로 변환한다.
내비게이션 데이터베이스(262)는 내비게이션을 구현하기 위한 데이터들을 포함한다. 내비게이션 데이터베이스(262)는 메모리 카드나 DVD(Digital Versatile Disc) 형태일 수 있다. 또한 유선/무선 방식의 링크(예를 들면 카플레이(CarPlay) 또는 안드로이드 오토(Android Auto))를 통해 연결되는 모바일 단말기로부터 제공되는 내비게이션 데이터를 내비게이션 데이터베이스로서 활용할 수도 있다.
내비게이션 구동부(264)는 내비게이션 데이터베이스(262)로부터 제공되는 데이터를 이용하여 디스플레이(214) 상에 내비게이션 화면을 구성한다. 이를 위해 사용자가 설정한 목적지와 경유지, 경로 형태 등의 내비게이션 설정 정보를 제어부(212)로부터 제공받는다. 또한 내비게이션의 구현을 위해 GPS 위성과의 통신을 통해 확보한 차량(100)의 현재 위치 정보를 제어부(212)로부터 제공받는다.
오디오/비디오 입력부(272)는 광 디스크 드라이브(Optical Disc Drive)일 수 있다. 또는 오디오/비디오 입력부(272)는 범용 직렬 버스(USB) 입출력 장치 또는 예비 입출력 단자(일명 AUX)일 수 있다. 또는 오디오/비디오 입력부(272)는 모바일 단말기와의 무선 연결을 위한 블루투스 장치일 수 있다. 오디오/비디오 입력부(272)에 블루투스를 통해 연결되는 모바일 단말기는 이동 전화 또는 휴대용 디지털 음원 재생 장치일 수 있다.
오디오/비디오 재생부(274)는 오디오/비디오 입력부(272)를 통해 입력되는 오디오/비디오 데이터를 스피커(216) 또는 디스플레이(214)로 출력될 수 있도록 한다. 예를 들면 오디오/비디오 입력부(272)가 광 디스크 드라이브일 때, 광 디스크 드라이브는 광 디스크(CD/DVD/BD 등)에 기록되어 있는 오디오/비디오 데이터를 판독하여 오디오/비디오 데이터를 인출하고, 오디오/비디오 재생부(274)는 오디오/비디오 입력부(272)에 의해 인출된 오디오/비디오 데이터를 스피커(216) 또는 디스플레이(214)를 구동할 수 있는 형태의 신호로 변환하여 스피커(216) 또는 디스플레이(214)로 전달함으로써 오디오/비디오가 재생될 수 있도록 한다. 광 디스크 이외의 다른 매체로부터 제공되는 오디오/비디오 데이터의 경우에도 오디오/비디오 재생부(274)를 거치면서 스피커(216) 또는 디스플레이(214)를 구동할 수 있는 형태의 신호로 변환될 수 있다.
입력부(282)는 AVN(200)에 마련되는 적어도 하나의 버튼 또는 디스플레이(214) 상에 구현되는 터치스크린일 수 있다. 사용자는 입력부(282)의 조작을 통해 AVN(200)의 복합 기능 중 하나를 선택할 수 있고 선택한 기능으로부터 기대하는 작업이 이루어질 수 있도록 다양한 설정을 가할 수 있다. 앞서 설명한 스티어링 휠(102)의 음성 인식 버튼(104)도 입력부(282)를 구성하는 적어도 하나의 버튼에 포함될 수 있다.
제어부(212)는 AVN(200)의 동작 전반에 관여하여 필요한 제어를 수행한다. 예를 들면 음성 인식 버튼(104)의 조작에 응답하여 메모리(210)의 음성 인식 기능 관련 어플리케이션을 구동하여 초기 진입 화면이 표시되고 관련 음성 안내 메시지가 출력되도록 한다. 또한 제어부(212)는 음성 인식 처리부(208)로부터 제공되는 음성 명령 정보를 전달받아 해당 음성 명령 정보에 상응하는 제어 명령을 발생시켜서 음성 명령 정보에 해당하는 제어가 이루어지도록 한다. 또한 제어부(212)는 방송/통신 신호의 처리를 수행할 수 있다. 만약 방송/통신 신호의 처리 후 발생하는 오디오/비디오 데이터가 스피커(216) 또는 디스플레이(214)로 출력되어야 하는 경우 해당 오디오/비디오 데이터가 스피커(216) 또는 디스플레이(214)로 전달되도록 제어함으로써 필요한 오디오/비디오 데이터의 출력이 이루어질 수 있도록 한다. 또한 제어부(212)는 사용자가 내비게이션 기능을 선택하는 경우 내비게이션 데이터베이스(262)와 내비게이션 구동부(264), 디스플레이(214), 스피커(216)를 제어하여 내비게이션이 구현될 수 있도록 한다. 또한 제어부(212)는 오디오/비디오 입력부(272)를 통해 입력되는 오디오/비디오 데이터가 오디오/비디오 재생부(274)에 의해 재생되어 스피커(216) 또는 디스플레이(214)로 전달되도록 제어함으로써 필요한 오디오/비디오 데이터의 출력이 이루어질 수 있도록 한다. 또한 제어부(212)는 튜너부(254)가 방송 신호로부터 추출한 방송 채널의 명칭을 텍스트로 변환하여 음성 인식 처리부(208)로 전달한다.
메모리(210)는 AVN(200)의 음성 인식 기능과 방송/통신 기능, 내비게이션 기능, 오디오/비디오 기능 각각을 수행하기 위해 실행되는 다양한 어플리케이션들과, 어플리케이션들의 실행에 필요한 화면 표시 데이터와 음성 데이터, 효과음 데이터 등이 저장된다.
디스플레이(214)는 AVN(200)의 음성 인식 기능과 방송/통신 기능, 내비게이션 기능, 오디오/비디오 기능 등의 복합 기능이 수행될 때 수반되는 비디오를 출력한다. 예를 들면 각 기능 별 안내 화면이나 메시지, 비디오 자료 등이 디스플레이(214)를 통해 출력된다.
스피커(216)는 AVN(200)의 음성 인식 기능과 방송/통신 기능, 내비게이션 기능, 오디오/비디오 기능 등의 복합 기능이 수행될 때 수반되는 오디오를 출력한다. 예를 들면, 각 기능 별 안내 멘트나 효과 음, 오디오 자료 등이 스피커(216)를 통해 출력된다.
도 3은 도 1에 나타낸 차량의 탑승 공간을 나타낸 도면이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 탑승 공간의 1열 좌석(운전자가 탑승하는 운전석과 동반 탑승자가 탑승하는 동반자석)의 전면에는 앞서 도 1에서 설명한 것처럼 크러쉬 패드(164)에 윈드쉴드(162)가 고정 설치된다. 크러쉬 패드(164)의 어느 한 곳에는 본 발명의 실시 예에 따른 마이크로폰(206)이 설치된다. 본 발명의 실시 예에서, 마이크로폰(206)의 설치 위치는 다음과 같이 결정될 수 있다.
예를 들면, 차량(100)의 탑승 공간에서 탑승자의 발화에 의해 발생하는 음파의 집중도가 가장 높은 위치에 마이크로폰(206)이 설치된다. 이 경우는 윈드쉴드(162)의 실내 측 곡면의 형상에 따라 결정되는 음파의 집중도에 의해 마이크로폰(206)의 설치 위치가 결정된다. 즉 윈드쉴드(162)의 형상에 마이크로폰(206)의 위치가 종속되는 형태이다. 도 3에서 탑승자(운전자 및 동반자)가 음성 인식 제어 또는 핸즈프리 통화를 위해 발화하면 탑승자의 발화에 의해 발생하는 음파가 탑승자의 전면을 향해 진행한 후 윈드쉴드(162)의 실내 측 곡면에 반사된다. 윈드쉴드(162)는 차량(100)이 주행하는 동안 저항을 줄이기 위해 일정 수준의 곡률을 갖는 곡면으로 이루어지기 때문에 곡면의 윈드쉴드(162)에서 반사되는 음파는 윈드쉴드(162)의 곡면의 작용에 의해 탑승 공간의 어느 한 곳으로 집중될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시 예에서는 차량(100)의 탑승 공간에서 탑승자의 발화에 의해 발생하는 음파가 윈드쉴드(162)에 반사된 후 어느 위치에서 가장 집중도가 높은지를 실험을 통해 확인하고, 음파의 집중도가 가장 높은 위치에 마이크로폰(206)을 설치함으로써 마이크로폰(206)의 수신율을 높인다.
또 다른 예로는, 위의 실시 예가 윈드쉴드(162)의 형상에 마이크로폰(206)의 위치가 종속되는 형태인 것과는 반대로, 마이크로폰(206)의 위치에 윈드쉴드(162)의 형상을 다르게 설계한다. 차량(100)의 탑승 공간에 마이크로폰(206)의 설치 위치가 결정되면, 차량(100)의 탑승 공간에서 발생하는 음파가 윈드쉴드(162)의 내측 곡면에 반사된 후 고정되어 있는 마이크로폰(206)에 집중되도록 하기 위한 윈드쉴드(162)의 실내 측 곡면의 형태를 결정한다. 마이크로폰(206)을 탑승 공간의 특정 위치에 반드시 설치해야 할 필요가 있을 때(예를 들면 실내 공간의 디자인의 관점에서) 마이크로폰(206)의 설치 위치가 고정된 상태에서 탑승 공간에서 탑승자의 발화에 의해 발생하는 음파가 이 마이크로폰(206)의 설치 위치로 집중되도록 윈드쉴드(162)의 실내 측 곡면의 형태를 결정한다.
도 4는 탑승자의 발화에 의해 발생한 음파의 진행 경로를 차량의 측면에서 바라 본 시점으로 나타낸 도면이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 탑승자의 발화에 의해 발생하는 음파는, 마이크로폰(206)에 직접 입력되는 1차 입력 음파(402)(실선으로 표시)와, 윈드쉴드(162) 등에 반사된 후 마이크로폰(206)에 간접 입력되는 2차 입력 음파(404)(점선으로 표시)로 구분할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 차량(100)에서는 마이크로폰(206)에 직접 입력되는 1차 입력 음파(402)는 물론 윈드쉴드(162) 등에 반사된 후 마이크로폰(206)에 입력되는 2차 입력 음파(404)의 마이크로폰(206)으로의 집중도를 높임으로써 마이크로폰(206)의 수신율이 더욱 개선되도록 한다.
도 4의 경우, 윈드쉴드(162)의 실내 측 곡면의 형태가 먼저 결정된 상태에서 해당 윈드쉴드(162)가 설치되었을 때의 탑승 공간 내에서의 음파의 집중도가 높은 위치에 마이크로폰(206)을 설치한다. 또 다른 방법으로는 마이크로폰(206)의 설치 위치를 먼저 결정한 상태에서 마이크로폰(206)의 설치 위치에 음파의 집중도가 가장 높도록 윈드쉴드(162)의 실내 측 곡면의 형태를 설계한다.
도 4에서 운전자의 머리 주변에 일점 쇄선으로 표시된 타원(452)은 음파의 집중도를 측정할 때 운전자의 머리가 위치하는 영역을 규정한 아이립스(Eyellipse)를 나타낸 것이다. 운전자가 운전석에 착석했을 때 운전자의 신장과 운전 자세에 따라 운전자의 눈의 위치가 매우 다양하게 분포할 수 있으며, 이 때의 분포 형태가 타원(ellipse)을 이룬다. 이 타원의 장축과 단축을 표시한 값을 아이립스(eyellipse)라고 표현한다. 아이립스는 "아이(eye)"와 "엘립스(ellipse)"가 결합된 용어로서, 일본 공업 규격(Japanese Industrial Standard)(JIS) 또는 자동차 기술자 협회(Society of Automotive Engineers)(SAE) 규격에 규정되어 있다. 운전자의 눈의 위치는 곧 입의 위치를 결정하는 것이 된다. 따라서 눈의 분포를 나타내는 아이립스를 입의 위치에도 적용할 수 있다. 도 4에서 아이립스(452)는 차량(100)의 운전석에 착석한 발화자의 발화 위치(입의 위치)가 차량(100)의 탑승 공간에 위치할 수 있는 공간 영역이다. 본 발명의 실시 예에 따른 차량(100)에서는 탑승자의 머리 위치가 미리 설정된 값의 아이립스(예를 들면 아이립스 95%(95% tangent cutoff eyellipse))인 경우를 가정하고 음파의 집중도를 측정한다. 이로써 일반적인 발화 위치를 적용한 음파의 집중도를 측정할 수 있다.
또한 마이크로폰(206)은 그 표면을 저반사 재질 또는 무반사 재질로 구성하는 것이 바람직하다. 도 4에서 크러쉬 패드(164)의 표면은 어두운 색상의 저반사(또는 무반사) 재질로 이루어진다. 그 이유는 크러쉬 패드(164)의 표면이 밝은 고반사의 재질로 이루어질 경우 윈드쉴드(162)의 내측 표면에 반사되어 탑승자의 시야 확보를 저해할 수 있기 때문이다. 같은 이유로, 마이크로폰(206)의 표면의 재질을 저반사 재질 또는 무반사 재질로 구성함으로써 마이크로폰(206)이 윈드쉴드(162)의 내측 표면에 반사되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
도 5는 탑승자의 발화에 의해 발생한 음파의 진행 경로를 차량의 평면(위쪽)에서 바라 본 시점으로 나타낸 도면이다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 탑승자의 발화에 의해 발생하는 음파는, 마이크로폰(206)에 직접 입력되는 1차 입력 음파(502)(실선으로 표시)와, 윈드쉴드(162) 등에 반사된 후 마이크로폰(206)에 간접 입력되는 2차 입력 음파(504)(점선으로 표시)로 구분할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 차량(100)에서는 마이크로폰(206)에 직접 입력되는 1차 입력 음파(502)은 물론 윈드쉴드(162) 등에 반사된 후 마이크로폰(206)에 입력되는 2차 입력 음파(504)의 마이크로폰(206)으로의 집중도록 높임으로써 마이크로폰(206)의 수신율이 더욱 개선되도록 한다.
또한 운전석의 운전자뿐만 아니라 동반자석의 동반 탑승자의 발화에 의한 음파의 2차 간접 입력도 함께 고려하여 운전자 및 동반 탑승자 모두의 음파의 집중도가 높은 위치에 마이크로폰(206)을 설치한다. 이 경우 운전자의 발화에 의한 음파의 수신율뿐만 아니라 동반 탑승자의 발화에 의한 음파의 수신율도 높아져서 운전자와 동반 탑승자가 함께 마이크로폰(206)을 이용한 통화를 할 수 있고, 이 때 높은 통화 감도를 얻을 수 있다.
도 5의 경우에도, 윈드쉴드(162)의 실내 측 곡면의 형태가 먼저 결정된 상태에서 해당 윈드쉴드(162)가 설치되었을 때의 탑승 공간 내에서의 음파의 집중도가 높은 위치에 마이크로폰(206)을 설치한다. 또 다른 방법으로는 마이크로폰(206)의 설치 위치를 먼저 결정한 상태에서 마이크로폰(206)의 설치 위치에 음파의 집중도가 가장 높도록 윈드쉴드(162)의 실내 측 곡면의 형태를 설계한다.
152 : 안테나
162 : 윈드쉴드
164 : 크러쉬 패드
200 : AVN(Audio/Video/Navigation)
202 : 스티어링 휠
204 : 음성 인식 버튼
206 : 마이크로폰
208 : 음성 인식 처리부
210 : 메모리
212 : 제어부
214 : 디스플레이
216 : 스피커
218 : 명령 출력 인터페이스
256 : 방송 신호 처리부
258 : 통신 신호 처리부
262 : 내비게이션 데이터베이스
264 : 내비게이션 구동부
272 : 오디오/비디오 입력부
274 : 오디오/비디오 재생부
282 : 입력부

Claims (16)

  1. 차량의 탑승 공간에서 발생하는 음파의 집중도가 높은 위치에 설치되는 마이크로폰과;
    상기 마이크로폰을 통해 수신되는 음파를 음성 신호로 변환하는 신호 처리부를 포함하는 차량.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 음파의 집중도는, 상기 음파가 상기 차량의 윈드쉴드에 반사된 후 상기 마이크로폰에 집중되는 정도인 차량.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 음파의 집중도의 측정은, 상기 탑승 공간에 탑승한 사용자의 머리의 위치가 미리 설정된 아이립스(eyellipse)의 값을 만족하는 위치일 때 상기 사용자의 발화에 의해 발생하는 상기 음파의 집중도를 측정하는 것인 차량.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 미리 설정된 아이립스의 값이 95% 아이립스인 차량.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 마이크로폰의 표면이 반사율이 낮은 재질로 이루어지는 차량.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 마이크로폰의 표면이 무반사 재질로 이루어지는 차량.
  7. 윈드쉴드와;
    차량의 탑승 공간에서 발생하여 상기 윈드쉴드에 의해 반사되는 음파의 집중도가 높은 위치에 설치되는 마이크로폰을 포함하는 차량.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 음파의 집중도의 측정은, 상기 탑승 공간에 탑승한 사용자의 머리의 위치가 미리 설정된 아이립스(eyellipse)의 값을 만족하는 위치일 때 상기 사용자의 발화에 의해 발생하는 상기 음파의 집중도를 측정하는 것인 차량.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 미리 설정된 아이립스의 값이 95% 아이립스인 차량.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 마이크로폰의 표면이 반사율이 낮은 재질로 이루어지는 차량.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 마이크로폰의 표면이 무반사 재질로 이루어지는 차량.
  12. 차량의 탑승 공간에 설치되는 마이크로폰과;
    상기 탑승 공간에서 발생하는 음파를 반사시켜서 상기 마이크로폰에 집중되도록 하기 위한 형태의 내측 곡면을 갖는 윈드쉴드를 포함하는 차량.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 음파의 집중도의 측정은, 상기 탑승 공간에 탑승한 사용자의 머리의 위치가 미리 설정된 아이립스(eyellipse)의 값을 만족하는 위치일 때 상기 사용자의 발화에 의해 발생하는 상기 음파의 집중도를 측정하는 것인 차량.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 미리 설정된 아이립스의 값이 95% 아이립스인 차량.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 마이크로폰의 표면이 반사율이 낮은 재질로 이루어지는 차량.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 마이크로폰의 표면이 무반사 재질로 이루어지는 차량.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111717143A (zh) * 2020-06-30 2020-09-29 宁波吉利汽车研究开发有限公司 一种侧窗的降噪控制方法、***及车辆

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