WO2020127408A1 - Protective cap for a microphone which can be arranged on the exterior of a vehicle, corresponding microphone, sensor system, and vehicle - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a protective cap according to claim 1 for a microphone that can be arranged on an outside of a vehicle. Furthermore, the inven tion relates to a microphone according to claim 3 for a vehicle comprising a protective cap according to the invention. In addition, the invention relates to the sensor system according to claim 9 comprising an arrangement of several microphones according to the invention. Furthermore, the invention relates to a vehicle according to claim 1 1 comprising a plurality of sensor systems according to the invention.
- Speakers with acoustic lenses for adjustable sound distribution are also known from the prior art.
- DE 10 2016 006 802 A1 discloses a method and a device for detecting at least one special signal originating from an emergency vehicle.
- the invention has for its object to provide a device for microphones in the automotive field, the microphones protects against mechanical influences such as stone chips or water jets and directs or bundles sound in a targeted manner.
- the protective cap according to the invention solves this problem with the features of claim 1.
- the microphone according to the invention solves this problem with the features of claim 3.
- the sensor system according to the invention solves this problem with the features of claim 9.
- the vehicle according to the invention solves this problem with the features of Claim 11.
- the protective cap according to the invention is constructed for a microphone that can be arranged on an outside of a vehicle.
- the protective cap is designed to protect a microphone diaphragm against influences from road traffic.
- the protective cap is also designed as an acoustic lens for guiding, bundling and / or masking sound waves.
- a vehicle is preferably a road vehicle, preferably a passenger or truck.
- a protective cap is a component that is wholly or partially pulled over a microphone to protect the microphone against environmental influences.
- the protective cap is preferably permeable to sound.
- the protective cap is made of a metal, for example aluminum, or a plastic.
- the protective cap can have openings, preferably micro-openings.
- the protective cap comprises a porous material.
- the protective cap is preferably produced in an additive process.
- the protective cap is made in a 3D printing process.
- the protective cap is designed to offer a scope of protection of at least IPX6K. The degree of protection indicates the suitability of components for various environmental conditions.
- the protected systems are divided into corresponding protection types, so-called International Protection, abbreviated IP codes.
- the ISO 20653 2013 standard for road vehicles - degrees of protection (IP code) - protection against third-party objects, water and contact - electrical equipment describes the status of road vehicles. IPX6K offers protection against strong water jets under increased pressure, specifically for road vehicles.
- the protective cap is preferably a replaceable protective cap.
- the protective cap advantageously comprises a latching device, by means of which the protective cap can be attached to the microphone when in use.
- the acoustic lens is made of aluminum, for example.
- the acoustic lens Depending on the geometry of the acoustic lens, sound waves are directed, bundled and / or hidden. This makes it possible, in particular, to bundle the sound waves evenly or to specifically hide defined areas.
- the geometry of the acoustic lens is advantageously adjustable, for example by means of adjustable side parts of the acoustic lens. This allows sound beam widths to be adapted to the respective environment relatively quickly and easily. This is particularly advantageous when used with a microphone on a vehicle.
- the acoustic lens can be rotated, pivoted and / or tilted.
- the directional cone can be set, for example, to a front, rear or side area of the vehicle. In particular, the opening of the directional cone is variable.
- the protective cap can be adjusted, that is to say can be aligned, as a function of data from other environment detection sensors, such as radar, lidar or camera. If, for example, a vehicle camera detects other vehicles standing in the front right area of the own vehicle, this detection is processed by an evaluation device. One result of the processing is that there are noises from stationary vehicles in the front right area.
- the evaluation device converts this information into a control signal for the acoustic lens. By means of this control signal, the acoustic lens is set such that incoming sound waves are masked out from the front right area of the vehicle. This makes it easier to hear noise from approaching emergency vehicles, for example from the rear of your own vehicle, because the interference from standing vehicles is masked out. This makes it easier to hear follow-up horn signals from emergency vehicles.
- the protective cap is advantageously designed to protect the microphone membrane from driving wind, rain water, water jets, snow, ice and / or foreign bodies, in particular stones or insects that hit it.
- the protective cap thus protects the microphone membrane, in particular, from mechanical influences in road traffic.
- the microphone according to the invention is designed for a vehicle to detect traffic noise. When in use, the microphone is located on an outside of the vehicle.
- the microphone comprises a protective cap according to the invention.
- a microphone is a sensor that detects sound waves and converts them into an electrical signal, preferably an electrical voltage.
- the microphone includes one Sound transducer.
- the sound transducer is a component that converts sound waves, in particular sound pressure changes, into electrical signals.
- a transducer is an arrangement of a magnet and an electrical coil.
- the sound transducer works according to the principle of a condenser microphone, Koh lemikrofone or piezo microphone.
- the microphone is a wired one, for example a USB microphone, or a wireless microphone, for example a Bluetooth microphone.
- a microphone membrane is excited to vibrate by the sound pressure.
- the movement of the microphone membrane simulates the temporal distribution of the sound pressure.
- the shape of the microphone membrane, the weight of the microphone membrane, the thickness of the microphone membrane and the material of the microphone membrane influence, among other things, the frequency range, limit sound pressure, intrinsic noise and / or sound character of the microphone.
- the properties and the resulting influences of the microphone membrane are used in accordance with the invention in order to minimize the noise, for example wind noise, which occurs in a vehicle environment.
- the microphone according to the invention is designed for the automotive sector. This means in particular that the microphone is insensitive to temperatures in the range from -50 ° C to + 90 ° C, preferably -40 ° C to + 50 ° C. Furthermore, the microphone is insensitive to vibrations.
- the microphone includes attachment means to be attached to the vehicle. This means that the microphone can be retrofitted to existing vehicles as a retrofit solution. Alternatively, the microphone is permanently installed in the vehicle body.
- the microphone is protected against influences from road traffic.
- the protective cap protects the microphone against wind, rain water, water jets, snow, ice and / or foreign bodies, in particular stones or insects hitting it.
- the protective cap bundles incoming sound waves as an acoustic lens and / or hides them.
- the microphone preferably comprises a housing.
- the protective cap can be integrated into the housing.
- the housing provides additional protection for the microphone.
- the housing advantageously comprises fastening means for fastening to the vehicle.
- the housing is permanently installed in the vehicle body.
- the housing is made of a metal, for example aluminum, or a plastic.
- the housing comprises ribs.
- the protective cap can be arranged on the housing by means of the ribs.
- the protective cap can be replaced by means of the ribs as a supporting structure, for example in order to be cleaned or checked for correct functioning.
- the housing has at least one opening for pressure compensation, in particular for pressure compensation for static pressures. If the microphone is arranged on the outside of the vehicle when in use, the driving wind generated while driving exerts pressure on the microphone. The proportional static pressure is compensated through the opening.
- the at least one opening is advantageously constructed as a bandpass filter.
- the at least one opening represents a high-pass filter.
- the high-pass filter particularly preferably allows sound waves to pass through at frequencies greater than 300 Hz.
- a first protective membrane is arranged between the protective cap and the microphone membrane.
- the first protective membrane is a flexible or a rigid membrane.
- the first protective membrane protects the microphone from environmental influences.
- the first protective membrane is preferably a microporous membrane made of plastic, preferably made of polytetrafluoroethylene.
- the microphone comprises a second protective membrane in the area of openings in the protective cap.
- the second protective membrane between the protective cap and the microphone membrane is preferred, in particular preferably arranged between the protective cap and the first protective membrane.
- the material of the second protective membrane is advantageously an acoustically transparent foam.
- the second protective membrane reduces wind noise and protects against dirt, for example against insects that have penetrated between the protective cap and the first protective membrane.
- the sensor system according to the invention comprises an arrangement of several microphones according to the invention.
- the sensor system is therefore an acoustic sensor.
- the protective caps of the microphones can be aligned.
- the protective caps of the microphones are preferably mounted such that they can be rotated, pivoted and / or tilted. This allows the acoustic lenses to be aligned in a targeted manner.
- a signal-to-noise ratio of at least one of the several microphones is optimized due to the targeted bundling of sound for this one microphone and the sound suppression for the other microphones.
- the geometry of the acoustic lenses is rigid.
- the arrangement is an array.
- the microphones of the array can be arranged as desired, for example offset from one another, in particular circular, rectangular or linear.
- the arrangement preferably comprises four microphones arranged next to one another. Such an arrangement is surprisingly very suitable for Ge noise absorption and relatively easy to obtain.
- a vehicle comprises several sensor systems according to the invention.
- a first sensor system is arranged in a front left area of the vehicle.
- a second sensor system is arranged in a front right area of the vehicle.
- a third sensor system is arranged in a rear left area of the vehicle.
- a fourth sensor system is arranged in a rear right area of the vehicle.
- This arrangement with four sensor systems enables 360 ° detection of ambient noise.
- the sensor systems each include four microphones arranged side by side.
- useful signals from the front left area of the vehicle are to be searched.
- data from other environment detection sensors are merged in order to use the fusion to recognize that the front left area of the vehicle must be searched for acoustic signals.
- the acoustic lenses of the front sensor systems are specifically adjusted.
- the acoustic lenses of the sensor system which is arranged in front of the left area of the vehicle, are set such that sound concentration is achieved for the outer left microphone of this sensor system and for the three microphones arranged to the right of the outer left microphone, a sound suppression is achieved becomes.
- the acoustic lens of the outer right microphone of this sensor system is set in such a way that the striking sound is masked out.
- the sensor system, which is arranged in the front right area of the vehicle is not activated in this example. Without alignment of the acoustic lenses, the signals from the microphones of the sensor system in the front left area have the same signal-to-noise ratio.
- the noise component of the outer left microphone of this sensor system is small compared to the three microphones arranged to the right of it, and the useful signal component is comparatively large. This means that a strongly disturbed signal can be switched off.
- FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of a microphone according to the invention with an embodiment of a protective cap according to the invention
- FIG. 2 shows a front view of the microphone from FIG. 1,
- FIG. 3 shows an exemplary embodiment for using the microphone from FIG. 1,
- FIG. 5 shows an embodiment of a vehicle with four sensor systems from FIG. 4, Fig. 6a signal-to-noise ratios of the microphones of the front left sensor system from Fig. 5 without alignment of the acoustic lenses and
- Fig. 6b signal-to-noise ratios from Fig. 6a with alignment of the acoustic Lin sen.
- the microphone 20 is integrated in a housing 22.
- the housing 22 comprises an opening 24.
- a pressure compensation for static pressures takes place via the opening 24.
- the opening 24 fulfills the function of a high-pass filter for the microphone 20.
- length of the opening 24 and / or position of the opening 24 in the housing 22 in particular sound waves with frequencies less than 300 Hz are filtered.
- the microphone 20 includes a protective cap 10.
- the protective cap 10 is placed over the microphone 20.
- the protective cap 10 protects the microphone 20, in particular the microphone membrane 21, from mechanical influences which can occur in road traffic. Examples of such mechanical influences are stone chips or water spray.
- the protective cap 10 is designed as an acoustic lens 11.
- the acoustic lens 1 1 bundles and / or hides adjustable areas of incoming sound.
- the protective cap 10 and thus also the acoustic lens 11 is exchangeably attached to the housing 22 by means of a structure of ribs 23.
- FIG. 2 shows the housing 22.
- the housing 22 is a component that can be attached to existing vehicles as a retrofit solution or is integrated in new vehicles.
- the microphone 20 and the acoustic lens 11 are integrated into the housing 22.
- FIG. 3 shows the use of the microphone 20 with a protective cap 10.
- the microphone 20 is arranged on an outside 2 of a vehicle 1.
- the vehicle 1 is a car, for example, but can also be a commercial vehicle, in particular a truck 3, or other road vehicle.
- the microphone 20 is arranged on a roof of the vehicle 1. Alternatively, the microphone 20 is arranged in the area of a bumper or on a side area of the vehicle.
- four microphones 20 are arranged in a row, namely from left to right, an outer left microphone I, a middle left microphone ml, a middle right microphone mr and an outer right microphone r.
- the vehicle 5 shows a vehicle 1, for example a car.
- the vehicle 1 comprises four sensor systems 30, namely a sensor system 30 arranged in front left, front right, rear left and rear right in relation to vehicle 1.
- a truck drives to the right of the vehicle.
- Driving noises of the truck are interference signals S in relation to a useful signal N, which is to be detected from a front left area of the vehicle.
- the acoustic lenses 1 1 of the microphones I, ml, mr and r are aligned in such a way that the sound concentration of the microphone I is optimal.
- the signal-to-noise ratio SNR of the microphone I is thus optimal relative to the microphones ml, mr and r.
- FIGS. 6a The effect of the alignment of the acoustic lenses 11 on the signal-to-noise ratio SNR is shown in FIGS. 6a, without alignment, and 6b, with alignment. With the alignment of the acoustic lenses 1 1, the useful signal N in the microphone I is improved. Reference sign
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Abstract
The invention relates to a protective cap (10) for a microphone (20) which can be arranged on the exterior (2) of a vehicle (1) for protecting a microphone membrane (21) against influences emanating from road traffic. The protective cap is designed as an acoustic lens (11) for conducting, bundling, and/or suppressing sound waves. The invention additionally relates to a microphone (20) for a vehicle (1) for detecting traffic noises, wherein the microphone (20) is arranged on the exterior (2) of the vehicle (1) when used and comprises a protective cap (10) according to the invention. The invention additionally relates to a sensor system (30) and to a vehicle (1) comprising multiple sensor systems (30) according to the invention.
Description
SCHUTZKAPPE FÜR EIN AN EINER AUSSENSEITE EINES FAHRZEUGES PROTECTIVE CAP FOR AN OUTSIDE OF A VEHICLE
ANORDENBARES MIKROFON, SOWIE ENTSPRECHENDES MIKROFON, ARRANGeable MICROPHONE AND CORRESPONDING MICROPHONE,
SENSORSYSTEM UND FAHRZEUG SENSOR SYSTEM AND VEHICLE
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzkappe nach Anspruch 1 für ein an einer Außenseite eines Fahrzeuges anordenbares Mikrofon. Ferner bezieht sich die Erfin dung auf ein Mikrofon nach Anspruch 3 für ein Fahrzeug umfassend eine erfin dungsgemäße Schutzkappe. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf Sensorsystem nach Anspruch 9 umfassend eine Anordnung von mehreren erfindungsgemäßen Mik rofonen. Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf ein Fahrzeug nach Anspruch 1 1 umfassend mehrere erfindungsgemäße Sensorsysteme. The invention relates to a protective cap according to claim 1 for a microphone that can be arranged on an outside of a vehicle. Furthermore, the inven tion relates to a microphone according to claim 3 for a vehicle comprising a protective cap according to the invention. In addition, the invention relates to the sensor system according to claim 9 comprising an arrangement of several microphones according to the invention. Furthermore, the invention relates to a vehicle according to claim 1 1 comprising a plurality of sensor systems according to the invention.
Schutzkappen für Mikrofone im Bereich Studioaufnahmen, Liveaufnahmen, Theater und Konzerten sind allgemein aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise offenbart die DE1953512 A1 ein Mikrofon mit einer Schutzkappe. Protective caps for microphones in the field of studio recordings, live recordings, theater and concerts are generally known from the prior art. For example, DE1953512 A1 discloses a microphone with a protective cap.
Aus dem Stand der Technik sind ferner Lautsprecher bekannt mit akustischen Linsen für eine einstellbare Klangverteilung. Speakers with acoustic lenses for adjustable sound distribution are also known from the prior art.
Aus dem Stand der Technik sind außerdem akustische Sensoranordnungen zur De tektion von externen Geräuschen außerhalb des Fahrzeuges bekannt. Beispielswei se offenbart die DE 10 2016 006 802 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Er fassung zumindest eines von einem Einsatzfahrzeug ausgehenden Sondersignals. Acoustic sensor arrangements for the detection of external noises outside the vehicle are also known from the prior art. For example, DE 10 2016 006 802 A1 discloses a method and a device for detecting at least one special signal originating from an emergency vehicle.
Eine Herausforderung bei der Entwicklung derartiger akustischer Sensoranordnun gen ist der Schutz vor externen Einflüssen wie zum Beispiel Regenwasser und Fahrtwind. Dieser Schutz sollte aber zeitgleich eine möglichst minimale Dämpfung des externen akustischen Signals aufweisen. A challenge in the development of such acoustic sensor arrangements is the protection against external influences such as rain water and wind. However, this protection should at the same time have the lowest possible attenuation of the external acoustic signal.
Hier setzt die Erfindung an. Der Erfindung hat die Aufgabe zugrunde gelegen, eine Vorrichtung für Mikrofone im automotive Bereich bereitzustellen, die die Mikrofone
gegen mechanische Einflüsse wie zum Beispiel Steinschlag oder Wasserstrahl schützt und Schall gezielt leitet oder bündelt. This is where the invention comes in. The invention has for its object to provide a device for microphones in the automotive field, the microphones protects against mechanical influences such as stone chips or water jets and directs or bundles sound in a targeted manner.
Die erfindungsgemäße Schutzkappe löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des An spruchs 1. Das erfindungsgemäße Mikrofon löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 3. Das erfindungsgemäße Sensorsystem löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Das erfindungsgemäße Fahrzeug löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 11. The protective cap according to the invention solves this problem with the features of claim 1. The microphone according to the invention solves this problem with the features of claim 3. The sensor system according to the invention solves this problem with the features of claim 9. The vehicle according to the invention solves this problem with the features of Claim 11.
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen sind in der nachfolgenden Be schreibung, den Unteransprüchen und den Figuren angegeben. Further developments and advantageous refinements are specified in the following description, the dependent claims and the figures.
Die erfindungsgemäße Schutzkappe ist konstruiert für ein an einer Außenseite eines Fahrzeuges anordenbares Mikrofon. Die Schutzkappe ist ausgeführt zum Schutz ei ner Mikrofonmembran gegen von im Straßenverkehr ausgehenden Einflüssen. Fer ner ist die Schutzkappe ausgeführt als eine akustische Linse zum Leiten, Bündeln und/oder Ausblenden von Schallwellen. The protective cap according to the invention is constructed for a microphone that can be arranged on an outside of a vehicle. The protective cap is designed to protect a microphone diaphragm against influences from road traffic. The protective cap is also designed as an acoustic lens for guiding, bundling and / or masking sound waves.
Die nachfolgenden Definitionen und weiteren Ausführungen gelten für den gesamten Gegenstand der Erfindung. The following definitions and further explanations apply to the entire subject matter of the invention.
Ein Fahrzeug ist vorzugsweise ein Straßenfahrzeug, bevorzugt ein Personen-oder Lastkraftwagen. A vehicle is preferably a road vehicle, preferably a passenger or truck.
Eine Schutzkappe ist ein Bauteil, das ganz oder teilweise über ein Mikrofon gezogen wird zum Schutz des Mikrofons gegen Umwelteinflüsse. Die Schutzkappe ist vor zugsweise schalldurchlässig. Die Schutzkappe ist aus einem Metall, zum Beispiel Aluminium, oder einem Kunststoff. Die Schutzkappe kann Öffnungen, vorzugsweise Mikroöffnungen, besitzen. Beispielsweise umfasst die Schutzkappe ein poröses Ma terial. Die Schutzkappe ist bevorzugt hergestellt in einem additiven Verfahren. Zum Beispiel ist die Schutzkappe hergestellt in einem 3D-Druck Verfahren.
Die Schutzkappe ist ausgeführt, einen Schutzumfang von wenigstens IPX6K zu bie ten. Die Schutzart gibt die Eignung von Bauteilen für verschiedene Umgebungsbe dingungen an. Die geschützten Systeme werden in entsprechende Schutzarten, so genannte International Protection, abgekürzt IP-Codes, eingeteilt. Die Norm ISO 20653:2013 Straßenfahrzeuge - Schutzarten (IP-Code) - Schutz gegen fremde Ob jekte, Wasser und Kontakt - Elektrische Ausrüstungen beschreibt den Stand für Stra ßenfahrzeuge. IPX6K bietet Schutz gegen starkes Strahlwasser unter erhöhtem Druck, spezifisch für Straßenfahrzeuge. Die Schutzkappe ist vorzugsweise eine aus wechselbare Schutzkappe. A protective cap is a component that is wholly or partially pulled over a microphone to protect the microphone against environmental influences. The protective cap is preferably permeable to sound. The protective cap is made of a metal, for example aluminum, or a plastic. The protective cap can have openings, preferably micro-openings. For example, the protective cap comprises a porous material. The protective cap is preferably produced in an additive process. For example, the protective cap is made in a 3D printing process. The protective cap is designed to offer a scope of protection of at least IPX6K. The degree of protection indicates the suitability of components for various environmental conditions. The protected systems are divided into corresponding protection types, so-called International Protection, abbreviated IP codes. The ISO 20653: 2013 standard for road vehicles - degrees of protection (IP code) - protection against third-party objects, water and contact - electrical equipment describes the status of road vehicles. IPX6K offers protection against strong water jets under increased pressure, specifically for road vehicles. The protective cap is preferably a replaceable protective cap.
Vorteilhafterweise umfasst die Schutzkappe eine Rastvorrichtung, mittels der die Schutzkappe bei Verwendung an dem Mikrofon befestigt werden kann. The protective cap advantageously comprises a latching device, by means of which the protective cap can be attached to the microphone when in use.
Bei der Ausbreitung von Schallwellen tritt an Grenzflächen eine Richtungsänderung auf, die in Analogie zur Ausbreitung von Lichtwellen als Schallbrechung bezeichnet wird. Akustische Linsen nutzen analog zu optischen Linsen die Brechung, um When sound waves propagate, a change of direction occurs at interfaces, which is called sound refraction in analogy to the propagation of light waves. Acoustic lenses use refraction in the same way as optical lenses
Schallwellen zu sammeln oder zu zerstreuen. Die akustische Linse ist beispielsweise aus Aluminium gefertigt. Collect or disperse sound waves. The acoustic lens is made of aluminum, for example.
In Abhängigkeit einer Geometrie der akustischen Linse werden Schallwellen gezielt geleitet, gebündelt und/oder ausgeblendet. Damit ist es insbesondere möglich, die Schallwellen gleichmäßig zu bündeln oder definierte Bereiche gezielt auszublenden. Vorteilhafterweise ist die Geometrie der akustischen Linse einstellbar, beispielsweise durch verstellbare Seitenteile der akustischen Linse. Damit können Schallbündelbrei ten relativ einfach und schnell auf die jeweilige Umgebung angepasst werden. Dies ist insbesondere bei Verwendung mit einem Mikrofon an einem Fahrzeug von Vorteil. Alternativ ist die akustische Linse dreh-, schwenk- und/oder kippbar gelagert. Depending on the geometry of the acoustic lens, sound waves are directed, bundled and / or hidden. This makes it possible, in particular, to bundle the sound waves evenly or to specifically hide defined areas. The geometry of the acoustic lens is advantageously adjustable, for example by means of adjustable side parts of the acoustic lens. This allows sound beam widths to be adapted to the respective environment relatively quickly and easily. This is particularly advantageous when used with a microphone on a vehicle. Alternatively, the acoustic lens can be rotated, pivoted and / or tilted.
In einer Fahrzeugumgebung entstehen verschiedene allseitige Störgeräusche, die Signalgeräusche überlagern. Mit Hilfe der akustischen Linse wird durch Einstellung der Schallbündelweite erreicht, dass zum Beispiel nur Schallwellen aus einem relativ engen Richtungskegel die Mikrofonmembran zum Schwingen anregen. Schallwellen aus dem Außenbereich dieses Richtungskegels werden ausgeblendet. Damit werden
Geräusche, deren Quelle innerhalb des Richtungskegels angeordnet sind, mit weni ger Störanteilen besser hörbar. Der Richtungskegel ist beispielsweise auf einen vor deren, hinteren oder seitlichen Bereich des Fahrzeuges einstellbar. Insbesondere ist die Öffnung des Richtungskegels variabel. In a vehicle environment, there are various all-round disturbing noises that overlay signal noises. With the help of the acoustic lens, by adjusting the sound beam width, it is achieved that, for example, only sound waves from a relatively narrow directional cone excite the microphone membrane to vibrate. Sound waves from the outside of this directional cone are masked out. With that Noise, the source of which is located within the directional cone, can be heard better with less interference. The directional cone can be set, for example, to a front, rear or side area of the vehicle. In particular, the opening of the directional cone is variable.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Schutzkappe in Abhängig keit von Daten weiterer Umfelderfassungssensoren, wie zum Beispiel Radar, Lidar oder Kamera, einstellbar, das heißt ausrichtbar. Erfasst zum Beispiel eine Fahrzeug kamera im vorderen rechten Bereich des eigenen Fahrzeuges stehende weitere Fahrzeuge, wird diese Erfassung von einer Auswerteeinrichtung verarbeitet. Ein Er gebnis der Verarbeitung ist, dass in dem vorderen rechten Bereich Störgeräusche von stehenden Fahrzeugen vorhanden sind. Diese Information wandelt die Auswer teeinrichtung in ein Steuersignal für die akustische Linse um. Mittels dieses Steuer signals wird die akustische Linse derart eingestellt, dass eintreffende Schallwellen aus dem vorderen rechten Bereich des Fahrzeuges ausgeblendet werden. Damit werden Geräusche von herannahenden Einsatzfahrzeugen, beispielsweise aus dem hinteren Bereich des eigenen Fahrzeuges, besser hörbar, weil die Störanteile der stehenden Fahrzeuge ausgeblendet sind. Folgeton hornsignale von Einsatzfahrzeu gen werden damit besser hörbar. In a preferred embodiment of the invention, the protective cap can be adjusted, that is to say can be aligned, as a function of data from other environment detection sensors, such as radar, lidar or camera. If, for example, a vehicle camera detects other vehicles standing in the front right area of the own vehicle, this detection is processed by an evaluation device. One result of the processing is that there are noises from stationary vehicles in the front right area. The evaluation device converts this information into a control signal for the acoustic lens. By means of this control signal, the acoustic lens is set such that incoming sound waves are masked out from the front right area of the vehicle. This makes it easier to hear noise from approaching emergency vehicles, for example from the rear of your own vehicle, because the interference from standing vehicles is masked out. This makes it easier to hear follow-up horn signals from emergency vehicles.
Vorteilhafterweise ist die Schutzkappe ausgeführt, die Mikrofonmembran vor Fahrt wind, Regenwasser, Wasserstrahlen, Schnee, Eis und/oder Fremdkörpern, insbe sondere auftreffenden Steinen oder Insekten, zu schützen. Damit schützt die Schutz kappe die Mikrofonmembran insbesondere vor mechanischen Einflüssen im Stra ßenverkehr. The protective cap is advantageously designed to protect the microphone membrane from driving wind, rain water, water jets, snow, ice and / or foreign bodies, in particular stones or insects that hit it. The protective cap thus protects the microphone membrane, in particular, from mechanical influences in road traffic.
Das erfindungsgemäße Mikrofon ist für ein Fahrzeug zum Erfassen von Verkehrsge räuschen konstruiert. Bei Verwendung ist das Mikrofon an einer Außenseite des Fahrzeuges angeordnet. Das Mikrofon umfasst eine erfindungsgemäße Schutzkap pe. The microphone according to the invention is designed for a vehicle to detect traffic noise. When in use, the microphone is located on an outside of the vehicle. The microphone comprises a protective cap according to the invention.
Ein Mikrofon ist ein Sensor, der Schallwellen erfasst und in ein elektrisches Signal, vorzugsweise eine elektrische Spannung, umformt. Das Mikrofon umfasst einen
Schallwandler. Der Schallwandler ist ein Bauteil, das Schallwellen, insbesondere Schallwechseldrücke, in elektrische Signale umwandelt. Ein Schallwandler ist zum Beispiel eine Anordnung eines Magneten und einer elektrischen Spule. Alternativ funktioniert der Schallwandler nach dem Prinzip eines Kondensatormikrofons, Koh lemikrofons oder Piezomikrofons. Das Mikrofon ist ein kabelgebundenes, zum Bei spiel ein USB-Mikrofon, oder ein drahtloses Mikrofon, zum Beispiel ein Bluetooth- Mikrofon. A microphone is a sensor that detects sound waves and converts them into an electrical signal, preferably an electrical voltage. The microphone includes one Sound transducer. The sound transducer is a component that converts sound waves, in particular sound pressure changes, into electrical signals. For example, a transducer is an arrangement of a magnet and an electrical coil. Alternatively, the sound transducer works according to the principle of a condenser microphone, Koh lemikrofone or piezo microphone. The microphone is a wired one, for example a USB microphone, or a wireless microphone, for example a Bluetooth microphone.
Eine Mikrofonmembran wird durch die Schallwechseldrücke zum Schwingen ange regt. Die Schwingung der Mikrofonmembran bildet durch ihre Bewegung die zeitliche Verteilung des Schallwechseldrucks nach. Die Form der Mikrofonmembran, das Ge wicht der Mikrofonmembran, die Dicke der Mikrofronmembran als auch das Material der Mikrofonmembran beeinflussen unter anderem den Frequenzbereich, Grenz schalldruck, Eigenrauschen und/oder Klangcharakter des Mikrofons. Die Eigenschaf ten und die daraus resultierenden Einflüsse der Mikrofonmembran werden erfin dungsgemäß eingesetzt, um die in einer Fahrzeugumgebung entstehenden Störge räusche, zum Beispiel Fahrtwindgeräusche, zu minimieren. A microphone membrane is excited to vibrate by the sound pressure. The movement of the microphone membrane simulates the temporal distribution of the sound pressure. The shape of the microphone membrane, the weight of the microphone membrane, the thickness of the microphone membrane and the material of the microphone membrane influence, among other things, the frequency range, limit sound pressure, intrinsic noise and / or sound character of the microphone. The properties and the resulting influences of the microphone membrane are used in accordance with the invention in order to minimize the noise, for example wind noise, which occurs in a vehicle environment.
Das erfindungsgemäße Mikrofon ist für den automotive Bereich ausgeführt. Dies be deutet insbesondere, dass das Mikrofon unempfindlich gegen Temperaturen im Be reich von -50°C bis +90°C, vorzugsweise -40°C bis +50°C, ist. Ferner ist das Mikro fon unempfindlich gegen Erschütterungen. The microphone according to the invention is designed for the automotive sector. This means in particular that the microphone is insensitive to temperatures in the range from -50 ° C to + 90 ° C, preferably -40 ° C to + 50 ° C. Furthermore, the microphone is insensitive to vibrations.
Das Mikrofon umfasst Befestigungsmittel, um an das Fahrzeug befestigt zu werden. Damit kann das Mikrofon als Retrofitlösung an Bestandsfahrzeugen nachgerüstet werden. Alternativ ist das Mikrofon in der Fahrzeugkarosserie fest verbaut. The microphone includes attachment means to be attached to the vehicle. This means that the microphone can be retrofitted to existing vehicles as a retrofit solution. Alternatively, the microphone is permanently installed in the vehicle body.
Mit der erfindungsgemäßen Schutzkappe ist das Mikrofon geschützt gegen von im Straßenverkehr ausgehenden Einflüssen. Insbesondere schützt die Schutzkappe das Mikrofon gegen Fahrtwind, Regenwasser, Wasserstrahlen, Schnee, Eis und/oder Fremdkörpern, insbesondere auftreffenden Steinen oder Insekten. Zusätzlich bündelt die Schutzkappe als akustische Linse eintreffende Schallwellen und/oder blendet diese aus.
Bevorzugt umfasst das Mikrofon ein Gehäuse. Die Schutzkappe ist in das Gehäuse integrierbar. Das Gehäuse bietet zusätzlichen Schutz für das Mikrofon. Vorteilhafter weise umfasst das Gehäuse Befestigungsmittel zum Befestigen am Fahrzeug. Alter nativ ist das Gehäuse fest in der Fahrzeugkarosserie verbaut. Das Gehäuse ist aus einem Metall, zum Beispiel Aluminium, oder einem Kunststoff. With the protective cap according to the invention, the microphone is protected against influences from road traffic. In particular, the protective cap protects the microphone against wind, rain water, water jets, snow, ice and / or foreign bodies, in particular stones or insects hitting it. In addition, the protective cap bundles incoming sound waves as an acoustic lens and / or hides them. The microphone preferably comprises a housing. The protective cap can be integrated into the housing. The housing provides additional protection for the microphone. The housing advantageously comprises fastening means for fastening to the vehicle. Alternatively, the housing is permanently installed in the vehicle body. The housing is made of a metal, for example aluminum, or a plastic.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Gehäuse Rippen. Die Schutzkappe ist mittels der Rippen an das Gehäuse anordenbar ist. Insbesondere kann die Schutzkappe mittels der Rippen als tragende Struktur ausgewechselt wer den, um zum Beispiel gesäubert oder auf korrektes Funktionieren überprüft zu wer den. In an advantageous embodiment of the invention, the housing comprises ribs. The protective cap can be arranged on the housing by means of the ribs. In particular, the protective cap can be replaced by means of the ribs as a supporting structure, for example in order to be cleaned or checked for correct functioning.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besitzt das Gehäuse wenigstens eine Öffnung zum Druckausgleich, insbesondere zum Druckausgleich für statische Drü cke. Wenn das Mikrofon bei Verwendung an der Außenseite des Fahrzeuges ange ordnet ist, übt der bei Fahrt entstehende Fahrtwind einen Druck auf das Mikrofon aus. Durch die Öffnung wird der anteilige statische Druck ausgeglichen. In a further embodiment of the invention, the housing has at least one opening for pressure compensation, in particular for pressure compensation for static pressures. If the microphone is arranged on the outside of the vehicle when in use, the driving wind generated while driving exerts pressure on the microphone. The proportional static pressure is compensated through the opening.
Die wenigstens eine Öffnung ist vorteilhafterweise als ein Bandpass-Filter konstruiert. Insbesondere stellt die wenigstens eine Öffnung einen Hochpassfilter dar. Besonders bevorzugt lässt der Hochpassfilter Schallwellen mit Frequenzen größer als 300 Hz passieren. The at least one opening is advantageously constructed as a bandpass filter. In particular, the at least one opening represents a high-pass filter. The high-pass filter particularly preferably allows sound waves to pass through at frequencies greater than 300 Hz.
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung ist zwischen der Schutzkappe und der Mikrofonmembran eine erste Schutzmembran angeordnet. Die erste Schutzmembran ist eine flexible oder eine starre Membran. Die erste Schutzmembran schützt das Mikrofon vor Umwelteinflüssen. Vorzugsweise ist die erste Schutzmembran eine mik roporöse Membran aus Kunststoff, bevorzugt aus Polytetrafluorethylen. According to a further aspect of the invention, a first protective membrane is arranged between the protective cap and the microphone membrane. The first protective membrane is a flexible or a rigid membrane. The first protective membrane protects the microphone from environmental influences. The first protective membrane is preferably a microporous membrane made of plastic, preferably made of polytetrafluoroethylene.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das Mikrofon im Bereich von Öffnungen der Schutzkappe eine zweite Schutzmembran. Bevorzugt ist die zweite Schutzmembran zwischen der Schutzkappe und der Mikrofonmembran, besonders
bevorzugt zwischen der Schutzkappe und der ersten Schutzmembran, angeordnet. Vorteilhafterweise ist das Material der zweiten Schutzmembran ein akustisch trans parenter Schaumstoff. Die zweite Schutzmembran reduziert Windgeräusche und schützt gegen Verschmutzungen, beispielsweise vor Insekten, die zwischen Schutz kappe und erste Schutzmembran eingedrungen sind. According to a further aspect of the invention, the microphone comprises a second protective membrane in the area of openings in the protective cap. The second protective membrane between the protective cap and the microphone membrane is preferred, in particular preferably arranged between the protective cap and the first protective membrane. The material of the second protective membrane is advantageously an acoustically transparent foam. The second protective membrane reduces wind noise and protects against dirt, for example against insects that have penetrated between the protective cap and the first protective membrane.
Das erfindungsgemäße Sensorsystem umfasst eine Anordnung von mehreren erfin dungsgemäßen Mikrofonen. Das Sensorsystem ist damit ein Akustiksensor. Die Schutzkappen der Mikrofone sind ausrichtbar. Vorzugsweise sind die Schutzkappen der Mikrofone dreh-, schwenk- und/oder kippbar gelagert. Damit können die akusti schen Linsen gezielt ausgerichtet werden. In Abhängigkeit der Ausrichtung der akus tischen Linsen wird ein Signal-Rausch-Verhältnis wenigstens eines der mehreren Mikrofone aufgrund der gezielten Schallbündelung für dieses eine Mikrofon und der Schallausblendung für die anderen Mikrofone optimiert. Dabei ist insbesondere die Geometrie der akustischen Linsen starr. Die Anordnung ist ein Array. Die Mikrofone des Arrays können beliebig, beispielsweise versetzt zueinander, insbesondere kreis förmig, rechteckförmig oder linienförmig, angeordnet sein. The sensor system according to the invention comprises an arrangement of several microphones according to the invention. The sensor system is therefore an acoustic sensor. The protective caps of the microphones can be aligned. The protective caps of the microphones are preferably mounted such that they can be rotated, pivoted and / or tilted. This allows the acoustic lenses to be aligned in a targeted manner. Depending on the orientation of the acoustic lenses, a signal-to-noise ratio of at least one of the several microphones is optimized due to the targeted bundling of sound for this one microphone and the sound suppression for the other microphones. In particular, the geometry of the acoustic lenses is rigid. The arrangement is an array. The microphones of the array can be arranged as desired, for example offset from one another, in particular circular, rectangular or linear.
Vorzugsweise umfasst die Anordnung vier nebeneinander angeordnete Mikrofone. Eine derartige Anordnung ist überraschenderweise sehr gut geeignet zur Ge räuschaufnahme und relative einfach zu erhalten. The arrangement preferably comprises four microphones arranged next to one another. Such an arrangement is surprisingly very suitable for Ge noise absorption and relatively easy to obtain.
Erfindungsgemäß umfasst ein Fahrzeug mehrere erfindungsgemäße Sensorsyste me. Ein erstes Sensorsystem ist in einem vorderen linken Bereich des Fahrzeuges angeordnet. Ein zweites Sensorsystem ist in einem vorderen rechten Bereich des Fahrzeuges angeordnet. Ein drittes Sensorsystem ist in einem hinteren linken Be reich des Fahrzeuges angeordnet. Ein viertes Sensorsystem ist in einem hinteren rechten Bereich des Fahrzeuges angeordnet. Diese Anordnung mit vier Sensorsys temen ermöglicht eine 360° Erfassung von Umgebungsgeräuschen. Beispielsweise umfassen die Sensorsysteme jeweils vier nebeneinander angeordnete Mikrofone. In diesem Beispiel soll beispielsweise nach Nutzsignalen aus dem vorderen linken Be reich des Fahrzeuges gesucht werden. Insbesondere werden hierzu Daten von wei teren Umfelderfassungssensoren fusioniert, um mittels der Fusion zu erkennen, dass
der vordere linke Bereich des Fahrzeuges nach akustischen Signalen zu durchsu chen ist. Beispielsweise wurde mit einer Kamera erkannt, dass rechts neben dem Fahrzeug ein LKW fährt. Die Fahrgeräusche des LKWs sind Störgeräusche relativ zu aus dem vorderen Bereich zu detektierenden Nutzsignalen. Diese Störgeräusche sind auszublenden. Hierzu werden die akustischen Linsen der vorderen Sensorsys teme gezielt eingestellt. Die akustischen Linsen des Sensorsystems, das in dem vor deren linken Bereich des Fahrzeuges angeordnet ist, werden derart eingestellt, dass für das äußere linke Mikrofon dieses Sensorsystems eine Schallbündelung erreicht wird und für die drei rechts neben dem äußeren linken Mikrofon angeordneten Mikro fone eine Schallausblendung erreicht wird. Insbesondere wird die akustische Linse des äußeren rechten Mikrofons dieses Sensorsystem derart eingestellt, dass der ein treffende Schall ausgeblendet wird. Das Sensorsystem, das im vorderen rechten Be reich des Fahrzeuges angeordnet ist, wird in diesem Beispiel nicht angesteuert. Oh ne Ausrichtung der akustischen Linsen besitzen die Signale der Mikrofone des Sen sorsystems in dem vorderen linken Bereich das gleiche Signal-Rausch-Verhältnis.According to the invention, a vehicle comprises several sensor systems according to the invention. A first sensor system is arranged in a front left area of the vehicle. A second sensor system is arranged in a front right area of the vehicle. A third sensor system is arranged in a rear left area of the vehicle. A fourth sensor system is arranged in a rear right area of the vehicle. This arrangement with four sensor systems enables 360 ° detection of ambient noise. For example, the sensor systems each include four microphones arranged side by side. In this example, for example, useful signals from the front left area of the vehicle are to be searched. In particular, data from other environment detection sensors are merged in order to use the fusion to recognize that the front left area of the vehicle must be searched for acoustic signals. For example, it was recognized with a camera that a truck was driving to the right of the vehicle. The driving noises of the truck are disturbing noises relative to useful signals to be detected from the front area. This noise is to be masked out. For this purpose, the acoustic lenses of the front sensor systems are specifically adjusted. The acoustic lenses of the sensor system, which is arranged in front of the left area of the vehicle, are set such that sound concentration is achieved for the outer left microphone of this sensor system and for the three microphones arranged to the right of the outer left microphone, a sound suppression is achieved becomes. In particular, the acoustic lens of the outer right microphone of this sensor system is set in such a way that the striking sound is masked out. The sensor system, which is arranged in the front right area of the vehicle, is not activated in this example. Without alignment of the acoustic lenses, the signals from the microphones of the sensor system in the front left area have the same signal-to-noise ratio.
Mit Ausrichtung der akustischen Linsen ist der Rauschanteil des äußeren linken Mik rofons dieses Sensorsystems im Vergleich zu den drei rechts davon angeordneten Mikrofonen klein und der Nutzsignalanteil vergleichsweise groß. Damit lässt sich ein jeweils stark gestörtes Signal abschalten. With the alignment of the acoustic lenses, the noise component of the outer left microphone of this sensor system is small compared to the three microphones arranged to the right of it, and the useful signal component is comparatively large. This means that a strongly disturbed signal can be switched off.
Die Erfindung wird beispielhaft in den folgenden Figuren erläutert. Es zeigen: The invention is exemplified in the following figures. Show it:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Mikrofons mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schutzkappe, 1 is a sectional view of an embodiment of a microphone according to the invention with an embodiment of a protective cap according to the invention,
Fig. 2 eine Frontansicht des Mikrofons aus Fig. 1 , 2 shows a front view of the microphone from FIG. 1,
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel für eine Verwendung des Mikrofons aus Fig. 1 , 3 shows an exemplary embodiment for using the microphone from FIG. 1,
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sensorsystems, 4 shows an embodiment of a sensor system according to the invention,
Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel eines Fahrzeuges mit vier Sensorsystemen aus Fig. 4,
Fig. 6a Signal-Rausch-Verhältnisse der Mikrofone des vorderen linken Sensorsys tems aus Fig. 5 ohne Ausrichtung der akustischen Linsen und 5 shows an embodiment of a vehicle with four sensor systems from FIG. 4, Fig. 6a signal-to-noise ratios of the microphones of the front left sensor system from Fig. 5 without alignment of the acoustic lenses and
Fig. 6b Signal-Rausch-Verhältnisse aus Fig. 6a mit Ausrichtung der akustischen Lin sen. Fig. 6b signal-to-noise ratios from Fig. 6a with alignment of the acoustic Lin sen.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugsziffern gleiche oder funktionsähnliche Tei le. Übersichtshalber sind in den einzelnen Figuren lediglich die für das jeweilige Ver ständnis relevanten Bezugsteile gekennzeichnet. In the figures, the same reference numerals designate the same or functionally similar parts. For the sake of clarity, only the reference parts relevant to the respective understanding are identified in the individual figures.
Fig. 1 zeigt ein Mikrofon 20 mit einer Mikrofonmembran 21 . Das Mikrofon 20 ist in einem Gehäuse 22 integriert. Das Gehäuse 22 umfasst eine Öffnung 24. Über die Öffnung 24 erfolgt ein Druckausgleich für statische Drücke. Die Öffnung 24 erfüllt für das Mikrofon 20 die Funktion eines Hochpassfilters. Abhängig von Durchmesser der Öffnung 24, Länge der Öffnung 24 und/oder Position der Öffnung 24 in dem Gehäu se 22 werden insbesondere Schallwellen mit Frequenzen kleiner als 300 Hz gefiltert. 1 shows a microphone 20 with a microphone membrane 21. The microphone 20 is integrated in a housing 22. The housing 22 comprises an opening 24. A pressure compensation for static pressures takes place via the opening 24. The opening 24 fulfills the function of a high-pass filter for the microphone 20. Depending on the diameter of the opening 24, length of the opening 24 and / or position of the opening 24 in the housing 22, in particular sound waves with frequencies less than 300 Hz are filtered.
Das Mikrofon 20 umfasst eine Schutzkappe 10. Die Schutzkappe 10 ist über das Mik rofon 20 gestülpt. Die Schutzkappe 10 schützt das Mikrofon 20, insbesondere die Mikrofonmembran 21 , vor mechanischen Einflüssen, die im Straßenverkehr auftreten können. Beispiele derartiger mechanischer Einflüsse sind Steinschlag oder Spritz wasser. The microphone 20 includes a protective cap 10. The protective cap 10 is placed over the microphone 20. The protective cap 10 protects the microphone 20, in particular the microphone membrane 21, from mechanical influences which can occur in road traffic. Examples of such mechanical influences are stone chips or water spray.
Die Schutzkappe 10 ist als eine akustische Linse 1 1 ausgeführt. Die akustische Linse 1 1 bündelt und/oder blendet einstellbare Bereiche von eintreffendem Schall aus. The protective cap 10 is designed as an acoustic lens 11. The acoustic lens 1 1 bundles and / or hides adjustable areas of incoming sound.
Die Schutzkappe 10 und damit auch die akustische Linse 1 1 ist mittels einer Struktur von Rippen 23 an dem Gehäuse 22 auswechselbar befestigt. The protective cap 10 and thus also the acoustic lens 11 is exchangeably attached to the housing 22 by means of a structure of ribs 23.
Zwischen der Schutzkappe 10 und der Mikrofonmembran 21 ist eine erste Schutz membran 25 angeordnet. Die erste Schutzmembran 25 schützt das Mikrofon 20, ins besondere die Mikrofonmembran 21 , vor Umwelteinflüssen, beispielsweise Wind und/oder Wasser.
Fig. 2 zeigt das Gehäuse 22. Das Gehäuse 22 ist ein Bauteil, das als Retrofitlösung an Bestandsfahrzeuge angebaut werden kann oder in Neufahrzeugen integriert ist. In das Gehäuse 22 ist das Mikrofon 20 und die akustische Linse 1 1 integriert. Between the protective cap 10 and the microphone membrane 21, a first protective membrane 25 is arranged. The first protective membrane 25 protects the microphone 20, in particular the microphone membrane 21, from environmental influences, for example wind and / or water. FIG. 2 shows the housing 22. The housing 22 is a component that can be attached to existing vehicles as a retrofit solution or is integrated in new vehicles. The microphone 20 and the acoustic lens 11 are integrated into the housing 22.
Fig. 3 zeigt die Verwendung des Mikrofons 20 mit Schutzkappe 10. Das Mikrofon 20 ist an einer Außenseite 2 eines Fahrzeuges 1 angeordnet. Das Fahrzeug 1 ist bei spielsweise ein Pkw, kann aber auch ein NKW, insbesondere ein LKW 3, oder sons tiges Straßenfahrzeug sein. Das Mikrofon 20 ist auf einem Dach des Fahrzeuges 1 angeordnet. Alternativ ist das Mikrofon 20 im Bereich einer Stoßstange oder an ei nem Seitenbereich des Fahrzeuges angeordnet. FIG. 3 shows the use of the microphone 20 with a protective cap 10. The microphone 20 is arranged on an outside 2 of a vehicle 1. The vehicle 1 is a car, for example, but can also be a commercial vehicle, in particular a truck 3, or other road vehicle. The microphone 20 is arranged on a roof of the vehicle 1. Alternatively, the microphone 20 is arranged in the area of a bumper or on a side area of the vehicle.
Bei dem Sensorsystem 30 der Fig. 4 sind vier Mikrofone 20 in einer Reihe angeord net, nämlich von links nach rechts ein äußeres linkes Mikrofon I, ein Mitte links Mikro fon ml, ein Mitte rechts Mikrofon mr und ein äußeres rechtes Mikrofon r. In the sensor system 30 of FIG. 4, four microphones 20 are arranged in a row, namely from left to right, an outer left microphone I, a middle left microphone ml, a middle right microphone mr and an outer right microphone r.
Fig. 5 zeigt ein Fahrzeug 1 , beispielsweise ein PKW. Das Fahrzeug 1 umfasst vier Sensorsysteme 30, nämlich ein im Bezug zum Fahrzeug 1 vorne links, vorne rechts, hinten links und hinten rechts angeordnetes Sensorsystem 30. Rechts neben dem Fahrzeug fährt ein LKW. Fahrgeräusche des LKWs sind Störsignale S in Bezug auf ein Nutzsignal N, das aus einem vorderen linken Bereich des Fahrzeuges detektiert werden soll. Die akustischen Linsen 1 1 der Mikrofone I, ml, mr und r werden derart ausgerichtet, dass die Schallbündelung des Mikrofons I optimal ist. Damit ist das Sig- nal-Rausch-Verhältnis SNR des Mikrofons I optimal relativ zu den Mikrofonen ml, mr und r. 5 shows a vehicle 1, for example a car. The vehicle 1 comprises four sensor systems 30, namely a sensor system 30 arranged in front left, front right, rear left and rear right in relation to vehicle 1. A truck drives to the right of the vehicle. Driving noises of the truck are interference signals S in relation to a useful signal N, which is to be detected from a front left area of the vehicle. The acoustic lenses 1 1 of the microphones I, ml, mr and r are aligned in such a way that the sound concentration of the microphone I is optimal. The signal-to-noise ratio SNR of the microphone I is thus optimal relative to the microphones ml, mr and r.
Die Auswirkung der Ausrichtung der akustischen Linsen 1 1 auf das Signal-Rausch- Verhältnis SNR ist in den Fig. 6a, ohne Ausrichtung, und 6b, mit Ausrichtung, darge stellt. Mit Ausrichtung der akustischen Linsen 1 1 ist das Nutzsignal N in dem Mikro fon I verbessert.
Bezuqszeichen The effect of the alignment of the acoustic lenses 11 on the signal-to-noise ratio SNR is shown in FIGS. 6a, without alignment, and 6b, with alignment. With the alignment of the acoustic lenses 1 1, the useful signal N in the microphone I is improved. Reference sign
1 Fahrzeug 1 vehicle
2 Außenseite 2 outside
3 LKW 3 trucks
10 Schutzkappe 10 protective cap
11 akustische Linse 11 acoustic lens
20 Mikrofon 20 microphone
21 Mikrofonmembran 21 microphone membrane
22 Gehäuse 22 housing
23 Rippe 23 rib
24 Öffnung 24 opening
25 erste Schutzmembran 25 first protective membrane
26 zweite Schutzmembran 26 second protective membrane
30 Sensorsystem 30 sensor system
I äußeres linkes Mikrofon I outer left microphone
ml Mitte links Mikrofon ml Middle left microphone
mr Mitte rechts Mikrofon mr middle right microphone
r äußeres rechtes Mikrofon r outer right microphone
N Nutzsignal N useful signal
S Störsignal S Interference signal
SNR Signal-Rausch-Verhältnis
SNR signal-to-noise ratio
Claims
1. Schutzkappe (10) für ein an einer Außenseite (2) eines Fahrzeuges (1 ) anorden bares Mikrofon (20) zum Schutz einer Mikrofonmembran (21 ) gegen von im Straßen verkehr ausgehenden Einflüssen, ausgeführt als eine akustische Linse (1 1 ) zum Lei ten, Bündeln und/oder Ausblenden von Schallwellen. 1. Protective cap (10) for an on an outside (2) of a vehicle (1) arrangeable microphone (20) for protecting a microphone membrane (21) against the effects of road traffic, designed as an acoustic lens (1 1) Conduct, bundle and / or block out sound waves.
2. Schutzkappe (10) nach Anspruch 1 , ausgeführt, die Mikrofonmembran (21 ) vor Fahrtwind, Regenwasser, Wasserstrahlen, Schnee, Eis und/oder Fremdkörpern, ins besondere auftreffenden Steinen oder Insekten, zu schützen. 2. Protective cap (10) according to claim 1, designed to protect the microphone membrane (21) from wind, rain water, water jets, snow, ice and / or foreign bodies, in particular striking stones or insects.
3. Mikrofon (20) für ein Fahrzeug (1 ) zum Erfassen von Verkehrsgeräuschen, wobei das Mikrofon (20) bei Verwendung an einer Außenseite (2) des Fahrzeuges (1 ) an geordnet ist, umfassend eine Schutzkappe (10) nach Anspruch 1 oder 2. 3. microphone (20) for a vehicle (1) for detecting traffic noise, the microphone (20) being arranged when used on an outside (2) of the vehicle (1), comprising a protective cap (10) according to claim 1 or 2nd
4. Mikrofon (20) nach Anspruch 3 umfassend ein Gehäuse (22), wobei die Schutz kappe (10) in das Gehäuse (22) integrierbar ist. 4. Microphone (20) according to claim 3 comprising a housing (22), wherein the protective cap (10) in the housing (22) can be integrated.
5. Mikrofon (20) nach Anspruch 4, wobei das Gehäuse (22) Rippen (23) umfasst und die Schutzkappe (10) mittels der Rippen (23) an das Gehäuse (22) anordenbar ist. 5. Microphone (20) according to claim 4, wherein the housing (22) comprises ribs (23) and the protective cap (10) can be arranged by means of the ribs (23) on the housing (22).
6. Mikrofon (20) nach Anspruch 4 oder 5, wobei das Gehäuse (22) wenigstens eine Öffnung (24) besitzt zum Druckausgleich. 6. Microphone (20) according to claim 4 or 5, wherein the housing (22) has at least one opening (24) for pressure equalization.
7. Mikrofon (20) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei zwischen der Schutzkappe (10) und der Mikrofonmembran (21 ) eine erste Schutzmembran (25) angeordnet ist. 7. Microphone (20) according to any one of claims 3 to 6, wherein a first protective membrane (25) is arranged between the protective cap (10) and the microphone membrane (21).
8. Mikrofon (20) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei das Mikrofon im Bereich von Öffnungen der Schutzkappe (10) eine zweite Schutzmembran (26) umfasst. 8. Microphone (20) according to any one of claims 3 to 7, wherein the microphone in the region of openings of the protective cap (10) comprises a second protective membrane (26).
9. Sensorsystem (30), umfassend eine Anordnung von mehreren Mikrofonen (20) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei Schutzkappen (10) der Mikrofone (20) aus- richtbar sind, um ein Signal-Rausch-Verhältnis wenigstens eines der mehreren Mik-
rofone (20) relativ zu wenigstens einem anderen der mehreren Mikrofone zu optimie ren. 9. Sensor system (30) comprising an arrangement of a plurality of microphones (20) according to one of claims 3 to 8, wherein protective caps (10) of the microphones (20) can be aligned to a signal-to-noise ratio of at least one of the plurality Mic to optimize the rofone (20) relative to at least one other of the plurality of microphones.
10. Sensorsystem (30) nach Anspruch 9, wobei die Anordnung vier nebeneinander angeordnete Mikrofone (20) umfasst. 10. Sensor system (30) according to claim 9, wherein the arrangement comprises four microphones (20) arranged side by side.
1 1 . Fahrzeug (1 ), umfassend mehrere Sensorsysteme (30) nach Anspruch 9 oder 10, wobei ein erstes Sensorsystem (30) in einem vorderen linken Bereich des Fahrzeu ges (1 ), ein zweites Sensorsystem (30) in einem vorderen rechten Bereich des Fahr zeuges (1 ), ein drittes Sensorsystem (30) in einem hinteren linken Bereich des Fahr zeuges (1 ) und ein viertes Sensorsystem (30) in einem hinteren rechten Bereich des Fahrzeuges (1 ) angeordnet ist.
1 1. Vehicle (1) comprising a plurality of sensor systems (30) according to claim 9 or 10, wherein a first sensor system (30) in a front left area of the vehicle (1), a second sensor system (30) in a front right area of the vehicle (1), a third sensor system (30) in a rear left area of the vehicle (1) and a fourth sensor system (30) in a rear right area of the vehicle (1) is arranged.
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