用于对声波信号源定位的方法、装置、系统和车辆制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于在车辆中对声波信号源定位的方法，包括：采集至少两个声波信号；基于所述至少两个声波信号，计算(102)声波信号源(20)相对于车辆(10)的相对位置；获取(103)车辆(10)的位置；和基于车辆(10)的位置和所计算的声波信号源(20)相对于车辆(10)的相对位置，确定(104)声波信号源(20)的定位信息。此外，本发明专利技术涉及一种用于在车辆中对声波信号源定位的装置、一种用于在车辆中对声波信号源定位的系统以及一种包括这样的系统的车辆。

【技术实现步骤摘要】
用于对声波信号源定位的方法、装置、系统和车辆
本专利技术实施例涉及对汽车电子
，更具体而言，涉及用于在车辆中对声波信号源定位的方法、装置、系统以及包括所述系统的车辆。
技术介绍
救护车、警车和消防车等特种车辆执行任务时往往需要争分夺秒，需要通行在路上的其他车辆避让。因此，在世界大部分地区，在道路行驶中，避让救护车、警车和消防车等特种车辆是一项法定义务。机动车驾驶人在行驶中遇有执行急救任务的救护车、警车或者消防车，应当采取靠边停车、减速等方式主动避让。这也对广大驾驶人提出了要求：当行驶在路上时，要及时察觉急救车等特种车辆的通行需求并且通过鸣笛声音传来的方向判断其所在位置，立即避让出特种车辆的通行通道并且对特种车辆让行。受车内条件限制，车内人员往往只能察觉到鸣笛的声音，但是很难通过该声音准确地辨识出声音传来的方向。有时，即使能够估计鸣笛的大致方向，但由于无法观察到该特种车辆，无法准确确定出其所在位置，更不用说判断该特种车辆的位置。因此，如何解决上述问题，成为一个亟待解决的问题。
技术实现思路
为了解决现有技术的问题，本专利技术的一个实施例提供了一种用于在车辆中对声波信号源定位的方法，所述方法包括：-采集至少两个声波信号；-基于所述至少两个声波信号，计算声波信号源相对于车辆的相对位置；-获取车辆的位置；和-基于车辆的位置和所计算的声波信号源相对于车辆的相对位置，确定声波信号源的定位信息。在此，车辆按本专利技术意义可以理解为任意类型的车辆，借助所述车辆可以运输一个或多个人员和/或货物。所述车辆特别是轿车、货车、摩托车、公共汽车等。所述车辆可以涉及内燃机汽车(ICE)、电动汽车(EV)、如燃料电池车(FCV)和纯电动车辆(BEV)以及混合动力电动汽车(HEV)、如插入式混合动力车辆(PHEV)等。根据本专利技术，所述声波信号可以涉及车辆外部的声波信号源发出的任意声音、例如警报声、警笛声、警铃声、鸣笛声、广播声、人声、噪音等，所述声音可以由固定物体或移动物体发出，特别是还可以包括优选借助于扩音器放大的人声。所采集的声波信号可以涉及数字信号或模拟信号。在本专利技术中，所述至少两个声波信号由设置在车辆不同位置的至少两个声波采集装置采集，由此所述至少两个声波信号可以理解为在不同位置上分别采集到的至少两路声波信号。在此，所述声波采集装置的数量可以是两个或更多个。优选地可以使用传声器阵列。此外，可以使用例如可以设置在车内和/或车外的两处或更多处，如方向盘上、乘员座椅中、车辆的A、B、C柱中、后视镜中、车门的内侧和/或外侧、车顶蓬中、发动机罩中、行李箱中、翼板中等。为了提高定位精度，优选将声波采集装置间隔开较大距离地设置。优选地，声波采集装置可以是传声器或者说麦克风。在本专利技术中，声波信号的采集可以持续地、间断地或按照预设条件触发地进行，例如每隔5或10秒采集一次、在声强级高于如75分贝时或在识别出预设声波数据时触发。按照本专利技术，首先可以利用安装在车辆上的所述至少两个声波采集装置(麦克风)采集声波信号。然后基于所述至少两个声波信号，计算声波信号源相对于车辆的相对位置。在此，可以使用所述至少两个声波信号的时间差、强度差、音色差和/或相位差来计算所述相对位置。接着获取车辆的位置、特别是导航装置提供的实时位置。由此，基于车辆的位置和所计算的声波信号源相对于车辆的相对位置，确定声波信号源的定位信息。通过按照本专利技术的方法能够相对于人耳更为准确地且具体化地确定车辆外部的声波信号源的具体位置，从而便利于驾驶员或车辆后续的行驶操纵、如及时进行避让等。优选地，将接收到的声波信号与预设声波数据进行对比，例如在频率变化、声学特征或声纹方面进行对比，以判断接收到的声音信号是否为特定声音、如特种车辆的警报声。可想到的是，仅在识别到特种车辆的警报声时实施按照本专利技术所述的方法。还可想到的是，通过所述对比识别出特种车辆的类型：是警车、消防车、救护车还是工程车。此外，按照本专利技术的方法可以连续地实施，也就是说，在时间上不断地对声波信号源进行定位，以获知其运动状态等。通过按照本专利技术的方法可以将所确定的声波信号源的定位信息通过视觉、听觉等方式提供给驾驶员或者以数据方式提供给车辆的其他设备或系统，例如驾驶员辅助系统、自动纵向引导系统、自动横向引导系统或自动驾驶系统等，以进行避让行驶。按照本专利技术的一个实施例，所述方法进一步包括根据声波信号源的定位信息，在数字地图中标记声波信号源。由此，车辆可以根据确定出的声波信号源位置，将例如正在发出警报声的特种车辆的位置显示在数字地图、特别是导航装置的地图中。驾驶员因此可以在车载导航显示器上直观地观察到发出警报声的特种车辆的具体位置。由此，一方面可以减少人为判断的误差，使得驾驶员及时准确得知特种车辆的位置，迅速采取有效的避让操纵。另一方面，通过本专利技术完善任意自动化程度的自动化行驶的功能性。例如基于所确定的声波信号源的定位信息提示驾驶员接管车辆或者自动设计避让路线、完成避让驾驶操纵等。在此，示例性的自动化程度是辅助性的、部分自动化的、高度自动化的或完全自动化的行驶、特别是高度自动化的和完全自动化的行驶。通过本专利技术能够提高交通效率，也使得特种车辆的通行更加顺畅。按照本专利技术的一个实施例，所述方法进一步包括：借助于数字地图中的道路信息校正声波信号源的实际位置。在空气中的声波传播受各种因素影响：例如物体(如建筑物、物体)反射、干涉、衍射、空气扰动等。对于声波的测定精度远不如光学、电磁波等测量方式。在本专利技术中提出，借助于数字地图中的道路信息校正声波信号源的实际位置，以补偿声波基于上述因素造成的误差。在此，普遍地假定特种车辆在道路上行驶或停放，而在一般地区，道路的覆盖面积也通常仅占地表面积的一部分。由此，可以将道路设定为声波信号源的实际位置的边界条件，例如在所确定的位置为地图上的非道路区域时自动地将其纠正到道路、特别是行车道上的位置。例如，最简单地，可以校正到距离最近的道路上的位置。附加地在校正时还可以考虑声波信号的其他方面、如声强级在传播中的衰减或者参考在车辆其他位置上采集的声波信号。按照本专利技术的一个实施例，所述步骤“基于所述至少两个声波信号，计算声波信号源相对于车辆的相对位置”包括：-计算所述至少两个声波信号之间的时间差；和-基于所述至少两个声波信号的采集位置以及所述时间差，计算声波信号源相对于车辆的相对位置。在本专利技术中优选使用仅基于时间差的定位方式、即TDOA(timedifferenceofarrival)法或者说时延估计法来计算声波信号源相对于车辆的相对位置，因为时间差的测量不受所述至少两个声波采集装置是否同时均设置在车辆内部还是外部的限制，对于声波的处理也较为简单，对计算性能的要求较小。优选地，所述步骤“计算所述至少两个声波信号之间的时间差”包括：在所述至少两个声波信号中比较对于同一声音的接收时间。例如，可以比较所述至少两个声波信号中同一声音波形的上升沿、下降沿或峰值等出现的时间从而确定这些声波信号彼此之间的时间差。为了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于在车辆中对声波信号源定位的方法，其特征在于，所述方法包括：/n-采集(101)至少两个声波信号；/n-基于所述至少两个声波信号，计算(102)声波信号源(20)相对于车辆(10)的相对位置；/n-获取(103)车辆(10)的位置；和/n-基于车辆(10)的位置和所计算的声波信号源(20)相对于车辆(10)的相对位置，确定(104)声波信号源(20)的定位信息。/n

【技术特征摘要】
1.用于在车辆中对声波信号源定位的方法，其特征在于，所述方法包括：
-采集(101)至少两个声波信号；
-基于所述至少两个声波信号，计算(102)声波信号源(20)相对于车辆(10)的相对位置；
-获取(103)车辆(10)的位置；和
-基于车辆(10)的位置和所计算的声波信号源(20)相对于车辆(10)的相对位置，确定(104)声波信号源(20)的定位信息。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
-根据声波信号源(20)的定位信息，在数字地图(30)中标记(105)声波信号源(20)。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
-借助于数字地图(30)中的道路信息校正(106)声波信号源(20)的实际位置。


4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述步骤“基于所述至少两个声波信号，计算(102)声波信号源(20)相对于车辆(10)的相对位置”包括：
-计算所述至少两个声波信号之间的时间差；和
-基于所述至少两个声波信号的采集位置以及所述时间差，计算声波信号源(20)相对于车辆(10)的相对位置。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤“计算所述至少两个声波信号之间的时间差”包括：
-在所述至少两个声波信号中比较对于同一声音的接收时间。


6.根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
-通过所采集的声波信号的频移来判断声波信号源的运动方向和速度。


7.根据权利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
-在计算(102)声波信号源(20)相对于车辆(10)的相对位置时考虑声波信号的幅值。


8.用于在车辆中对声波信号源定位的装置，其特征在于，所述装置(200)包括：
-声波采集模块(201)，用于采集至少两个声波信号；
-相对位置计算模块(202)，基于所述至少两个声波信...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·博嫩肯佩尔，
申请(专利权)人：宝马股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE