一种基于环境噪声的汽车喇叭自适应音量控制系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于环境噪声的汽车喇叭自适应音量控制系统，该系统从汽车行驶过程中周围环境噪声不断变化的特性出发，提出集噪声采集、分析、智能音量映射、喇叭声音输出于一体，有效解决了汽车鸣笛示警需求和喇叭音量过大造成的噪声污染之间的矛盾；所提系统包括噪声采集器、中央处理器、功放喇叭三个核心部件，噪声采集器实时采集汽车行驶过程中的环境噪声，中央处理器将噪声音量信号数模转换、调用智能音量映射模块输出喇叭鸣笛音量给功放喇叭；智能音量映射模块中输出音量的增幅参数值可根据不同地区实际情况和法规监管灵活调整，以满足不同地区的实际需求；通过控制变量法和分层抽样法进行的大量现场实验充分验证了本发明专利技术的有效性。发明专利技术的有效性。发明专利技术的有效性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于环境噪声的汽车喇叭自适应音量控制系统


[0001]本专利技术属于汽车喇叭控制
，尤其涉及一种基于环境噪声的汽车喇叭自适应音量控制系统。

技术介绍

[0002]汽车喇叭是由汽车驾驶员控制的声音预警系统，是驾驶过程中汽车与行人之间、汽车与汽车之间交换信息的主要方式，在过去的很长一段时间内有效的避免了绝大多数交通事故的发生。但为了有效的发挥车人、车车之间的警示作用，汽车喇叭不得不设置成很高的音量，这种高音量的设计造成了极大的噪声污染，尤其是随着道路交通环境的日益复杂和汽车保有量的持续增长，汽车喇叭使用的频率也越来越高，所造成的噪声污染直接影响了人们的正常生活，甚至引发了恶劣的安全事故。研究表明，当噪声超过 80 分贝时，会使人感到心烦意乱，无法正常的工作、学习和休息，噪声还会使色觉、视野发生异常，如果噪声长期作用于人的中枢神经系统，会使大脑皮层的兴奋和抑制失调，出现多梦、失眠、心慌、记忆力减退等症状，严重的还会产生精神错乱。更严重的是噪声污染所引发的安全事故，如2018年7月，湖北省某小区内一老人在身边垃圾车违规鸣笛后突发疾病，倒地后抢救无效死亡。基于此，为了减少汽车喇叭产生的噪声污染给人们带来的伤害，各国不得不出台相关法律对汽车鸣笛严加限制。
[0003]此外，各国为了达成碳排放的目标，都在大力推动电动汽车的普及，在可预见的将来，电动汽车将成为公路的主宰者。由于其低噪声行驶的特点，电动汽车在常规低速行车过程中很难引起行人的注意，使得驾驶员不得不提高汽车喇叭的使用频率，这进一步加剧了噪声污染对人们生活的负面影响。因此，如何优化这种汽车喇叭单一大音量的输出模式，使其既能起到信息交换的示警功能，又能降低其产生的噪声污染成为亟需解决的问题。
[0004]尽管研究者针对如何减少交通噪声对人们生活的负面影响方面已进行了诸多研究，但大多研究采用减少鸣笛次数的方法，这种方法无法满足汽车的示警需求；少数研究对汽车喇叭的音量进行调节，但并未从基于汽车周围环境噪声音量动态控制鸣笛音量的角度进行研究。本专利技术提出了基于环境噪声音量制汽车喇叭鸣笛音量的方法，在满足汽车鸣笛示警需求的同时有效降低了噪声污染。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对汽车行驶过程中鸣笛示警需求与喇叭音量过大造成噪声污染之间的矛盾，提出了一种基于环境噪声的汽车喇叭自适应音量控制系统（简称自适应音量控制系统）。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]本专利技术的核心部件由三部分构成，包括：中央处理器、噪声采集器、功放喇叭。所述中央处理器是自适应音量控制系统的处理核心，它首先通过噪声采集器采集环境噪声，并将模拟信号转换为数字信号；其次通过智能音量映射模块实现输出音量大小的控制；最后，
将输出的音量传送给功放喇叭鸣笛；在具体实施例中其功能由Arduino开发板完成。噪声采集器负责实时采集汽车行驶过程中的环境噪声，在具体实施例中其功能由噪声传感器完成，噪声传感器通过内置场效应管，灵敏的实现环境噪声的采集。功放喇叭根据中央处理器的指令实时播放指定大小的喇叭音量，在具体实施例中功放喇叭通过音频放大芯片将输出声音播放出来。
[0008]具体服务流程如下：
[0009]机动车启动后，基于环境噪声的汽车喇叭自适应音量控制系统监听汽车喇叭的状态；
[0010]中央处理器监听到鸣笛指令后，通过噪声采集器实时采集环境噪声；
[0011]中央处理器获取环境噪声并对环境噪声进行处理；
[0012]中央处理器调用智能音量映射模块确定适宜的输出音量；
[0013]中央处理器传送鸣笛指令及输出音量给功放喇叭；
[0014]功放喇叭接收鸣笛指令并按照接收到的音量大小鸣笛。
[0015]与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果如下：
[0016]本专利技术从汽车行驶过程中周围环境噪声不断变化的特性出发，提出集噪声采集、分析、智能音量映射、喇叭声音输出于一体的汽车喇叭自适应音量控制系统，有效解决了汽车鸣笛示警需求和喇叭音量过大造成的噪声污染之间的矛盾；所提系统包括噪声采集器、中央处理器、功放喇叭三个核心部件，噪声采集器实时采集汽车行驶过程中的环境噪声，中央处理器将音量信号数模转换、调用智能音量映射模块输出喇叭鸣笛音量给功放喇叭鸣笛；智能音量映射模块中输出音量的增幅参数值可根据不同地区实际情况和法律法规灵活调整，以满足不同地区的实际需求；通过控制变量法和分层抽样法进行的大量现场实验充分验证了本专利技术的有效性。
附图说明
[0017]图1为本专利技术实施例一种自适应音量控制系统的部件功能图；
[0018]图2为本专利技术实施例的智能音量映射模块图；
[0019]图3为本专利技术实施例的原型系统图；
[0020]图4为本专利技术实施例优化方案的应急大音量系统的服务流程图；
[0021]图5为本专利技术实施例优化方案的行人车际双系统的服务流程图。
具体实施方式
[0022]下面结合附图和具体的实施例对本专利技术做进一步的解释说明:
[0023]由于汽车在不同时间通过不同地段时，其环境噪声的音量大小不同，为了既能实现汽车喇叭的示警功能，又能减少汽车喇叭带来的噪声污染，本专利技术提出了基于环境噪声的汽车喇叭自适应音量控制系统。该系统基于环境噪声音量的大小通过增加音量增幅值的设计，动态输出汽车喇叭的音量。
[0024][0025]如图1所示为自适应音量控制系统的部件功能图，自适应音量控制系统的核心部件由中央处理器(该实施例中采用Arduino开发板)、噪声采集器(该实施例中采用噪声传感
器)、功放喇叭三部分组成。Arduino开发板是该系统的处理核心，在汽车启动后即监听汽车喇叭的状态，当收到鸣笛指令后，Arduino开发板首先通过噪声采集器实时采集环境噪声并对环境噪声进行处理；然后调用智能音量映射模块确定适宜的输出音量；最后，将输出的音量传送给功放喇叭鸣笛。噪声传感器通过内置场效应管，灵敏的实现环境噪声的采集。功放喇叭通过音频放大芯片将输出声音播放出来。注：的值可以根据系统需求调整，本实施例中，参考多次现场实验的结果及实验展示需求，取值为。
[0026]需要指出的是，由于Arduino开发板的单线程作业特性，只能在接收到鸣笛指令后开始环境噪声的采集。为了精准的反应环境噪声的音量，该实施例采用的方法是，取一秒内环境噪声音量的平均值作为环境噪声的大小。
[0027][0028]其中，为系统采用的1秒内环境噪声的平均音量，为噪声传感器实时采集的环境噪声音量，每10毫秒采集一次环境噪声，因此，喇叭会在收到鸣笛指令一秒后响起。若实际使用中，需要实时鸣笛或根据环境噪声的最大音量取值时，更换可支持多线程作业的中央处理器，或调整环境噪声的取值方式即可。
[0029]此外，智能音量映射模块，即基于环境噪声音量获得喇叭鸣笛音量的模块，是实现鸣笛音量自适应控制的关键步骤，其具体设计如下：
[0030]Arduino开发板通过噪声传感器采集到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于环境噪声的汽车喇叭自适应音量控制系统，其特征在于，包括：环境噪声的采集与处理、智能音量映射模块、核心三部件的中央处理器和噪声采集器和功放喇叭；所述系统的服务流程为：汽车启动后，基于环境噪声的汽车喇叭自适应音量控制系统监听汽车喇叭的状态；中央处理器监听到鸣笛指令后，通过噪声采集器实时采集环境噪声；中央处理器获取环境噪声并对环境噪声进行处理；中央处理器调用智能音量映射模块确定适宜的输出音量；中央处理器传送鸣笛指令及输出音量给功放喇叭；功放喇叭接收鸣笛指令并按照接收到的音量大小鸣笛。2.根据权利要1所述的环境噪声的采集与处理，其特征在于，中央处理器采集一秒内汽车周围环境噪声的音量并将其平均值作为环境噪声的大小；其中，为系统采用的1秒内环境噪声的平均音量，为噪声传感器实时采集的环境噪声音量，每10毫秒采集一次环境噪声，因此，喇叭会在收到鸣笛指令一秒后响起；若实际使用中，需要实时鸣笛或根据环境噪声的最大音量取值时，只需在监听鸣笛指令的同时，不断按需求计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡昊翰，
申请(专利权)人：蔡昊翰，
类型：发明
国别省市：