DE60021805T2 - Umgebungsgeräuschabhängige Lautstärkeregelung für Nachrichten in einem Fahrzeug - Google Patents

Umgebungsgeräuschabhängige Lautstärkeregelung für Nachrichten in einem Fahrzeug Download PDF

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    • H03G3/32—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices the control being dependent upon ambient noise level or sound level

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein mobile Steuersysteme zur Bereitstellung von hörbaren Meldungen an einen Fahrer, und insbesondere die Anpassung des Schallpegels von Meldungen mit hoher Priorität von Navigationssystemen, Rückfahrwarnsystemen oder anderen Quellen von Meldungen mit hoher Priorität auf der Basis des Umgebungslärmpegels in einem Fahrzeug.
  • Die Verwendung von Navigationssystemen und anderen intelligenten Transportsystem (ITS)-Geräten wie z.B. Einparkhilfen und Rückfahrwarnsystemen in Kraftfahrzeugen ist zunehmend. Diese Systeme können hörbare Meldungen erzeugen, welche vom Fahrer gehört werden müssen. Das Fahrzeug kann auch ein Audio-Entertainment-System mit einem Verstärker und Lautsprechern umfassen, das zum Beispiel zum Abspielen der hörbaren Meldungen vom Navigationssystem benutzt werden kann. Doch jedes Entertainment-Audiosystem (wie z.B. AM, UKW, Kassetten, CD oder Mobiltelefon) sollte eine niedrigere Priorität aufweisen als die Meldungen mit hoher Priorität vom Navigations- oder sonstigen ITS-System. Einige Systeme des Stands der Technik erlauben dem Benutzer, im voraus eine Lautstärke für hörbare Meldungen des Navigationssystems einzustellen. Obwohl diese voreingestellte Lautstärke für die Bedingungen, unter denen sie eingestellt wurde, ideal sein kann, können Umgebungslärmbedingungen, einschließlich der Tonausgabe vom Audio-Entertainment-System, während des tatsächlichen Abspielens von Navigationsmeldungen viel größer sein, was die Navigationsmeldungen unhörbar macht.
  • Es sind Systeme des Stands der Technik bekannt, um den Umgebungslärmpegel zu überwachen und die Audiolautstärke bei Vorhandensein von Umgebungslärm oder proportional zu diesem zu verstärken. Doch in einem integrierten System, wo der Verstärker vom Audio- und dem Entertainment-System und der Quelle der Meldungssignale mit hoher Priorität gemeinsam benutzt wird, werden die Tonsignale mit niedriger Priorität ebenfalls verstärkt, wodurch die Hörbarkeit der Meldungssignale mit hoher Priorität verschlechtert wird. Dieses Problem wird in DE 3923207 vermieden, doch die gelehrte Technologie berücksichtigt nicht die veränderlichen Pegel des Umgebungslärms.
  • Der vorliegenden Erfindung gemäß wird ein Verfahren zum Erzeugen von hörbaren Sprachmeldungen von einem Prioritätsmeldungssystem in einem Fahrzeug bereitgestellt, wobei dieses Fahrzeug ein Entertainment-Audiosystem umfaßt, das Tonsignale mit niedriger Priorität erzeugt, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt des Messens eines Umgebungslärmpegels einschließlich aller Töne, die aus den Tonsignalen mit niedriger Priorität resultieren; Bestimmens eines Prioritätsschallpegels zum Erzeugen von Meldungssignalen mit hoher Priorität vom Prioritätsmeldungssystem dem gemessenen Umgebungslärmpegels entsprechend, durch Nachschlagen der programmierbaren Verstärkung in einer Schallpegel-Kalibrierungstabelle dem gemessenen Umgebungslärmpegel entsprechend; Anpassens einer programmierbaren Verstärkung für diese Meldungssignale mit hoher Priorität dem Prioritätsschallpegel entsprechend; und Abspielens der Meldungssignale mit hoher Priorität bei dieser angepaßten programmierbaren Verstärkung, wodurch die Meldungssignale mit hoher Priorität bei einem Schallpegel gehört werden, der um eine vorbestimmte Solldifferenz relativ größer ist als der Umgebungslärmpegel.
  • Der vorliegenden Erfindung gemäß wird ferner ein System für hörbare Sprachmeldungen für ein Fahrzeug bereitgestellt, umfassend: einen Tonaufnehmer, der einen Umgebungslärmpegel im Fahrzeug mißt; ein Entertainment-Audiosystem, das Tonsignale mit niedriger Priorität erzeugt; ein Prioritätsmeldungssystem, das Meldungssignale mit hoher Priorität erzeugt; und einen Verstärkungsregler, der auf Tonsignale mit niedriger Priorität eine erste regulierbare Verstärkung und auf Meldungssignale mit hoher Priorität eine zweite regulierbare Verstärkung anlegt, wobei die erste regulierbare Verstärkung von einem Benutzer manuell angepaßt wird und die zweite regulierbare Verstärkung dem gemessenen Umgebungslärmpegel entsprechend angepaßt wird, wodurch die Meldungssignale mit hoher Priorität bei einem Schallpegel gehört werden, der um eine vorbestimmte Solldifferenz relativ höher ist als der Umgebungslärmpegel, gekennzeichnet durch eine Schallpegel-Kalibrierungstabelle, die die zweite regulierbare Verstärkung jeweils einer Vielzahl von gemessenen Umgebungslärmpegeln entsprechend speichert.
  • Diese Erfindung weist den Vorteil auf, daß der Schallpegel, bei dem Meldungssignale mit hoher Priorität gehört werden, relativ zum Umgebungslärmpegel geregelt wird, einschließlich jedes Umgebungsgeräuschs, das durch Tonsignale mit niedriger Priorität vom Entertainment-Audio-System erzeugt wird und durch einen gemeinsamen Verstärker verstärkt wird.
  • Die Erfindung wird nun beispielhaft Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlich beschrieben, wobei:
  • 1 ein Wellen-Plot ist, der die Solldifferenz zwischen dem mittleren Umgebungslärmpegel und dem Schallpegel von Meldungen mit hoher Priorität zeigt;
  • 2 ein Wellen-Plot ist, der einen neu angepaßten Pegel für Meldungen mit hoher Priorität bei Vorhandensein einer erhöhten Umgebungslärmpegels zeigt;
  • 3 eine schematische Darstellung/ein Blockdiagramm ist, das die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 4 ein Flußdiagramm ist, das eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Abspielen von Meldungen mit hoher Priorität zeigt;
  • 5 eine Schallpegel-Kalibrierungstabelle der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 6 ein Flußdiagramm ist, das die Benutzeranpassung einer Schallpegel-Kalibrierungstabelle zeigt; und
  • 7 ist Flußdiagramm ist, das den Zusatz einer Rückkopplung für einen Regelreis zeigt, um die erfolgreiche Mitteilung von Meldungen mit hoher Priorität zu gewährleisten.
  • 1 zeigt eine Umgebungslärmpegel-Wellenform 10, die in einem Fahrzeug vorhanden ist, wie sie zum Beispiel von einem Mikrofon durch Tonaufnahme bestimmt wird. Der Umgebungslärmpegel wird mit einem Mittelungsfenster 11 bewertet, das eine vorgegebene Zeitdauer aufweist, die von der Zeit getrennt ist, während welcher eine Meldung mit hoher Priorität abgespielt wird. Ein mittlerer Umgebungslärmpegel 12 wird während des Mittelungsfensters 11 bestimmt. Eine Meldung mit hoher Priorität 13 wird bei einem Standard- oder Benutzerpräferenzpegel abgespielt, der um eine Solldifferenz 14 größer ist als der Umgebungslärmpegel. Die Solldifferenz wird so vorgegeben, daß sie ausreicht, um die Hörbarkeit der Meldung mit hoher Priorität sicherzustellen, ohne daß diese vom Umgebungsgeräsch überdeckt wird.
  • 2 zeigt einen Umgebungslärmpegel einer Umgebungslärmpegel-Wellenform 15, die einen Durchschnitt 16 aufweist, der während eines Mittelungsfensters 11 bestimmt wird und größer ist als der Umgebungslärmpegel von 1. Beim Abspielen von Meldungen mit hoher Priorität wird ein neu angepaßter Mitteilungspegel 17 verwendet, der die gleiche Solldifferenz 14 über dem Umgebungslärmpegel 16 aufweist. Daher werden Meldungen mit hoher Priorität bei einem Schallpegel gehört, der um die vorgegebene Solldifferenz relativ größer ist als der Umgebungslärmpegel, ungeachtet der tatsächlichen Größe des Umgebungslärmpegels. Die Solldifferenz 14 kann durch ein Anpassungsverfahren definiert werden, das nur bei einem Umgebungslärmpegel im Fahrzeug vom Benutzer durchgeführt wird. Alternativ dazu kann die Solldifferenz 14 einem Standardwert entsprechen, der vor der Herstellung des Systems bestimmt wird.
  • Eine bevorzugte Vorrichtung der vorliegenden Erfindung wird in 3 gezeigt. Ein programmierbarer Verstärkungsregler 20 empfängt Anweisungsaudiosignale (z.B. „Nach rechts abbiegen") von einem Navigationssystem 21, akustische Warnsignale (z.B. Pieptöne) von einem Rückfahrwarnsystem 22, und AM/UKW/Kassetten/CD/Mobiltelefon-Signale von einem Entertainment/Kommunikationssystem 23. Audiosignale von jeder Quelle werden bei einer jeweiligen programmierbaren Verstärkung erzeugt und dann den Eingängen eines Audioverstärkers 24 zum Anlegen einer festen Verstärkung und dann Lautsprechern 25 zur Wiedergabe zugeführt. Ein Mikrofon 26 nimmt Umgebungslärmsignale auf, die von einem Verstärker 27 verstärkt werden und durch einen Analog-Digital-Wandler (A/D) 28 in digitale Proben umgewandelt werden. Digitalisierte Tonsignale vom A/D 28 werden von einem Mikroprozessor 30 ausgewertet, um während eines Mittelungsfensters (z.B. zwei Sekunden) den mittleren Umgebungslärm zu ermitteln. Der Mikroprozessor 30 führt dem programmierbaren Verstärkungsregler 20 Steuersignale zu, um geeignete Verstärkungen zu wählen. Dadurch kann ein Verstärkungswert für Entertainment/Kommunikationssignale vom Mikroprozessor 30 einem Lautstärkeeinstellknopf entsprechend geregelt werden, der vom Benutzer verstellt werden kann. Eine programmierbare Verstärkung für Anweisungsaudiosignale vom Navigationssystem 21 und Warnsignale vom Rückfahrwarnsystem 22 (hierin als Meldungssignale mit hoher Priorität bezeichnet) werden vom Mikroprozessor 30 mit dem Verfahren, das in 4 gezeigt wird; dem gemessenen mittleren Umgebungslärmpegel entsprechend geregelt.
  • Demnach wird der Umgebungslärmpegel in Schritt 31 gemessen. Die programmierbare Verstärkung für die Meldung mit hoher Priorität wird in Schritt 32 eingestellt. In Schritt 33 kann der Mikroprozessor 30 bei Bedarf andere Audioquellen deaktivieren, um den Konflikt mit der Meldung mit hoher Priorität zu reduzieren. In Schritt 34 wird die Meldung mit hoher Priorität über den Audioverstärker und die Lautsprecher abgespielt.
  • Die programmierbare Verstärkung für die Meldung mit hoher Priorität wird anhand einer Schallpegel-Kalibrierungstabelle bestimmt, wie in 5 gezeigt. Der mittlere Umgebungslärmpegel kann in mV gemessen werden, wie vom Mikrofon erfaßt. Die Schallpegel-Kalibrierungstabelle stellt einen Prioritätsverstärkungswert bereit, der jedem einzelnen von einer Vielzahl von mittleren Umgebungslärmpegelbereichen entspricht. Wenn demnach der mittlere Umgebungslärmpegel in einem Bereich von 0 mV bis zum mittleren Umgebungslärmpegel A1 liegt, dann wird der Verstärkungswert zum Erzeugen der Prioritätsmeldung auf eine vorbestimmte Verstärkung G1 eingestellt. Der Verstärkungswert G1 ist für ein bestimmtes Fahrzeug (d.h. Verstärkerkonfiguration, Lautsprecheranordnung, Mikrofonanordnung, Fahrgastzellengröße) geeignet, um die Meldung mit hoher Priorität mit einem Schallpegel zu erzeugen, der um die vorbestimmte Solldifferenz relativ größer als der Umgebungslärmpegel ist. Dementsprechend wird bei einem mittleren Umgebungslärmpegel im Bereich von A1 – A2 ein Standardverstärkungswert G2 bestimmt, und so weiter. Da die Empfindlichkeit des Ohrs auf die Erhöhung des Schallpegels einer logarithmischen Skale folgt; nimmt auch die Erhöhung aufeinanderfolgender Standardverstärkungswerte logarithmisch zu. Töne von den Tonsignalen mit niedrigerer Priorität des Entertainment-Audiosystems sowie Hintergrund-, Straßen- und Windgeräusche können sämtlich zum mittleren Umgebungslärmpegel beitragen, dessen kombiniertes Ergebnis in einem der Tabellenbereiche liegt. Das Einstellen der programmierbaren Verstärkung für Meldungssignale mit hoher Priorität dem Verstärkungswert aus der Schallpegel-Kalibrierungstabelle entsprechend gewährleistet, daß die Meldung mit hoher Priorität bei einem Schallpegel wiedergegeben wird, der relativ größer ist als der Umgebungslärmpegel und von den Fahrzeuginsassen leicht gehört werden kann.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können Standardverstärkungswerte in der Schallpegel-Kalibrierungstabelle der Benutzerpräferenz entsprechend geändert werden. Daher kann ein individueller Benutzer die Solldifferenz ändern, um welche Meldungen mit hoher Priorität über dem Umgebungslärmpegel gehört werden. Dies kann erreicht werden, indem dem Besitzer erlaubt wird, bei einem bestimmten Umgebungslärmpegel einen vorbestimmten Verstärkungswert neu einzustellen, und dann der Rest der Schallpegel-Kalibrierungstabelle angepaßt wird, um die neue Soll differenz beizubehalten. Der Benutzer kann eine Anpassungsroutine im Audiosystem initiieren, indem er zum Beispiel mit Hilfe der Systemkonsole eine spezielle Prozedur aus einem Menü wählt. Während dieser Spezialroutine wird der mittlere Umgebungslärmpegel während eines Mittelungsfensters gemessen, wie durch Schritt 40 in 6 gezeigt. Nachdem der Umgebungslärmpegel bestimmt wurde, werden Testmeldungen abgespielt, und der Benutzer stellt in Schritt 41 eine Sollautstärke für die Testmeldungen ein. In Schritt 42 wird ein neuer Prioritätsverstärkungswert in der Schallpegel-Kalibrierungstabelle dem gemessenen Umgebungslärmpegel entsprechend gespeichert. Die anderen Standardverstärkungswerte werden in Schritt 43 angepaßt, um eine entsprechende Änderung im Schallpegel zu gewährleisten. Zum Beispiel kann der Benutzer die eine Istverstärkung manuell ändern, indem er sie um 10% erhöht. Alle anderen Standardverstärkungswerte werden dann automatisch erhöht, wobei die logarithmische Progression der Verstärkungswerte berücksichtigt wird. Daher werden Standardverstärkungswerte für Umgebungslärmpegelbereiche, die kleiner sind als derjenige, in dem die manuelle Änderung durchgeführt wurde, einer logarithmischen Progression entsprechend um eine Menge erhöht, die kleiner als 10% ist. Standardverstärkungswerte für Umgebungslärmpegelbereiche, die größer sind als derjenige, in dem die manuelle Änderung durchgeführt wurde, werden der logarithmischen Progression , entsprechend um eine Menge erhöht, die größer als 10% ist.
  • In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Mikrofon, das verwendet wird, um den Umgebungslärmpegel zu messen, ferner verwendet werden, um eine Rückkopplung für einen Regelkreis bereitzustellen, um das Sicherstellen der Hörbarkeit von Meldungssignalen mit hoher Priorität zu unterstützen. Der Mikroprozessor kann während der Wiedergabe einer Meldung mit hoher Priorität den Umgebungslärmpegel überwachen oder kann versuchen, die Meldung mit hoher Priorität zum Beispiel durch Frequenzanalyse direkt selbst zu erkennen.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform einer Rückkopplung für einen Regelkreis wird in 7 gezeigt. Eine Meldung mit hoher Priorität wird in Schritt 45 abgespielt. Beim Abspielen der Meldung wird in Schritt 46 ein neuer Umgebungslärmpegel gemessen. Der mittlere Umgebungslärmpegel sollte um die Zusatzenergie aus der Meldung mit hoher Priorität erhöht werden, die beim relativ größeren Schallpegel wiedergegeben wird. In Schritt 47 erfolgt eine Prüfung auf die erwartete Erhöhung hin. Die Meldung mit hoher Priorität ist erkennbar, wenn der Umgebungslärmpegel auf die erwartete Menge erhöht wurde. Wenn die Erhöhung erkannt wird, dann ist nichts weiter zu tun und das Verfahren wird in Schritt 47 beendet. Wenn eine ausreichende Erhöhung im Umgebungslärmpegel in Schritt 47 nicht erkennbar ist, dann erfolgt in Schritt 48 eine Prüfung, um zu bestimmen, ob die Meldungssignale mit hoher Priorität bereits bei der maximal verfügbaren Verstärkung des Verstärkungssystems abgespielt werden. Wenn sie nicht bei maximaler Verstärkung sind, dann wird in Schritt 49 eine Erhöhung der programmierbaren Verstärkung durchgeführt. Zusätzlich können andere Tonquellen, die unter der Kontrolle des Mikroprozessors sind, deaktiviert werden, um andere Beiträge zum Umgebungslärmpegel (zum Beispiel durch Stummschalten der Entertainment-Audiosignale) zu reduzieren. Wenn die maximale Lautstärke in Schritt 48 bereits erreicht wurde, und wenn keine anderen Quellen deaktiviert werden können, dann kann in Schritt 50 eine optische Anzeige erfolgen, um den Fahrer entweder über den tatsächlichen Inhalt der Meldung mit hoher Priorität zu informieren oder ihn nur zu warnen, daß eine Meldung versucht wurde. Zur optischen Anzeige kann ein Graphikdisplay oder eine Anzeigelampe verwendet werden.
  • In einer weiteren Verbesserung der vorliegenden Erfindung können den Meldungen mit hoher Priorität verschiedene Prioritätsstufen zugewiesen werden. Zum Beispiel kann Warnsignalen beim Rückwärtsfahren eine höhere Priorität zugewiesen werden als den Anweisungsaudiosignalen des Navigationssystems. Meldungen können dann aufeinanderfolgend ausgegeben werden, wobei Meldungen mit der höchsten Priorität zuerst wiedergegeben werden.

Claims (8)

  1. Verfahren zum Erzeugen hörbarer Sprachmeldungen von einem Prioritätsmeldungssystem in einem Fahrzeug, wobei dieses Fahrzeug ein Entertainment-Audiosystem umfaßt, das Tonsignale mit niedriger Priorität erzeugt, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt des: Messens eines Umgebungslärmpegels einschließlich aller Töne, die aus den Tonsignalen mit niedriger Priorität resultieren; Bestimmens eines Prioritätsschallpegels zum Erzeugen von Meldungssignalen mit hoher Priorität vom Prioritätsmeldungssystem dem gemessenen Umgebungslärmpegel entsprechend; Anpassens einer programmierbaren Verstärkung für diese Meldungssignale mit hoher Priorität dem Prioritätsschallpegel entsprechend; und Abspielens der Meldungssignale mit hoher Priorität bei dieser angepaßten programmierbaren Verstärkung, wodurch die Meldungssignale mit hoher Priorität bei einem Schallpegel gehört werden, der um eine vorbestimmte Solldifferenz relativ größer ist als der Umgebungslärmpegel; dadurch gekennzeichnet, daß die programmierbare Verstärkung dem gemessenen Umgebungslärmpegel entsprechend in einer Schallpegel-Kalibrierungstabelle nachgeschlagen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schallpegel-Kalibrierungstabelle vorbestimmte oder Standardverstärkungswerte enthält, die für das Fahrzeug geeignet sind.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die vorbestimmten Standardverstärkungswerte einer Benutzerpräferenz entsprechend in einem Verfahren geändert werden, das die Schritte umfaßt des: Messens eines Umgebungslärmpegels; Abspielens von Testmeldungen mit hoher Priorität den vorbestimmten oder Standardverstärkungswerten entsprechend; manuellen Änderns einer Istverstärkung für diese Testmeldungen; Anpassens des dem gemessenen Umgebungslärmpegel entsprechenden Standardverstärkungswerts an die manuell geänderte Istverstärkung; und Anpassens anderer vorbestimmten oder Standardverstärkungswerte in der Schallpegel-Kalibrierungstabelle, um entsprechende Änderungen im Schallpegel zu erhalten.
  4. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, wobei die Meldungssignale mit hoher Priorität aus Navigationsanweisungen von einem Fahrzeugnavigationssystem bestehen.
  5. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, wobei die Meldungssignale mit hoher Priorität und die Tonsignale mit niedriger Priorität von einem gemeinsamen Audioverstärker wiedergegeben werden.
  6. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, außerdem umfassend die Schritte des: erneuten Messens des Umgebungslärmpegels beim Abspielen der Meldungssignale mit hoher Priorität; Bestimmens, ob diese abgespielten Meldungssignale mit hoher Priorität erkennbar waren; wenn die abgespielten Meldungssignale mit hoher Priorität nicht erkennbar waren, dann das Erhöhen der programmierbaren Verstärkung und das erneute Abspielen der Meldungssignale mit hoher Priorität.
  7. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, außerdem umfassend den Schritt des Erzeugens einer optischen Anzeige dieser Meldungssignale mit hoher Priorität, wenn die programmierbare Verstärkung nicht weiter erhöht werden kann.
  8. System für hörbare Sprachmeldungen für ein Fahrzeug, umfassend: einen Tonaufnehmer (26), der einen Umgebungslärmpegel im Fahrzeug mißt; ein Entertainment-Audiosystem (23), das Tonsignale mit niedriger Priorität erzeugt; ein Prioritätsmeldungssystem (22), das Meldungssignale mit hoher Priorität erzeugt; und einen Verstärkungsregler (20), der auf Tonsignale mit niedriger Priorität eine erste regulierbare Verstärkung und auf Meldungssignale mit hoher Priorität eine zweite regulierbare Verstärkung anlegt, wobei die erste regulierbare Verstärkung von einem Benutzer manuell angepaßt wird und die zweite regulierbare Verstärkung dem gemessenen Umgebungslärmpegel entsprechend angepaßt wird, wodurch die Meldungssignale mit hoher Priorität bei einem Schallpegel gehört werden, der um eine vorbestimmte Solldifferenz relativ höher als der Umgebungslärmpegel ist; gekennzeichnet durch eine Schallpegel-Kalibrierungstabelle, die die zweite regulierbare Verstärkung jeweils einer Vielzahl von gemessenen Umgebungslärmpegeln entsprechend speichert.
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