智能聲學傳感器系統支持聽力汽車

明天的車輛將配備聽覺，這將使它們能夠感知自行車鈴聲、玩耍的孩子或接近的緊急車輛的警報聲。德國奧爾登堡弗勞恩霍夫（Fraunhofer）數字媒體技術研究所IDMT的專家們正在研究“聽力汽車”（Hearing Car），并開發基于人工智能的系統解決方案，用于車輛附近的聲學事件識別。該系統還包括用于優化人機交互的車載腦電圖(EEG)移動系統和用于個性化聲音體驗的YourSound助手。弗勞恩霍夫的研究人員在2023年9月5-8日于慕尼黑舉行的IAAMOBILITY貿易展上深入介紹了“聽力汽車”研究的最新進展。

現代車輛隔離外部噪音，以滿足最終客戶對駕駛舒適性的要求，特別是在較高速度下。因此，對于做出正確駕駛決策至關重要的噪音常常被太晚聽到，或者根本聽不到。雖然救護車警報器、潮濕的道路或輪胎中的螺絲等外部噪音可以為駕駛員提供關鍵信息，然而，傳統的車輛傳感器在檢測這些噪音方面已達到極限。這就是為什么Fraunhofer IDMT在奧爾登堡的HSA（聽力、語音和音頻技術）分部開發智能聲學傳感器系統將為汽車配備聽覺的原因。與其他駕駛員輔助系統相結合，智能聲學系統可為必要的駕駛操作或（預測性）維護提供相關信息。

△人類能否可靠地聽到并檢測到接近的緊急車輛的方向？Fraunhofer IDMT的聽力汽車采用外部聲學感知技術來檢測警報器發出的方向。?Fraunhofer IDMT / Anika B?decker.

“我們代表汽車制造商和供應商，正在開發和測試新的傳感器技術和算法，用于測試軌道和道路上的聲環境監測、聲源定位、信號增強和語音交互，”Fraunhofer IDMT聽力汽車項目經理Moritz Brandes解釋道。出于研究和開發的目的，專家們正在使用自己的車間來設置演示器和自己的測試車輛來測試組件和算法。奧爾登堡HSA分部的員工在完成試駕培訓課程后將獲得試駕國際資格。他們代表客戶在不同的氣候區進行試駕。

聲學轉向助手：就像把耳朵放在盲點一樣

如今，卡車和汽車使用攝像頭而不是后視鏡來監控交通，包括轉彎時出現的盲點。對此類攝像頭系統的補充-聲學事件分析或重要環境噪聲的檢測，可以極大地增強當前以及自動駕駛車輛的感官功能。Fraunhofer IDMTHSA分部正在對用于檢測和定位交通相關噪聲的算法進行具體研究，以確保未來的車輛更安全地融入交通流。例如，卡車攝像臂和后視鏡中的麥克風可以擴大駕駛員在轉向車輛時對聲音信息的感知，以幫助防止事故發生。

△汽車的聽覺提高道路安全，助力自動駕駛車輛和預測性維護。? Fraunhofer IDMT / Anika B?decker

聲學后視攝像頭：就像在汽車后部有耳朵一樣

無論駕駛員是倒車進入停車位、掛上拖車還是以其他方式操縱車輛，聲音信號都可以極大地幫助提高駕駛員和路人的安全。安裝在車輛上的麥克風和智能軟件使駕駛員無需打開車窗即可與車外的人互動。Fraunhofer IDMT正在研究根據位置以及相應的麥克風硬件準確記錄和再現環境噪聲。開發人員希望，該功能將提高駕駛員在執行不同操作時的注意力，并積極防止事故發生。

用于優化人機交互的移動腦電圖(EEG)系統

駕駛員需要時刻注意交通狀況，以便及時對緊急情況做出反應。但是，當車輛自動駕駛時，人的注意力和反應能力會發生多大變化呢？Fraunhofer IDMT-HSA的研究人員正在通過調查科學上稱為警戒狀態的變化來解決這個問題。為此，他們開發了一種移動腦電圖傳感器系統，通過放置在頭部的電極記錄大腦活動。警戒是指在單調的活動中保持持續注意力的狀態。參觀者在弗勞恩霍夫展位能夠親身體驗腦電圖數據的記錄方式。

△通過移動腦電圖測量，研究人員可以檢測注意力發生變化：神經元大腦活動。腦電圖數據不僅可以在實驗室中記錄，還可以在現實駕駛情況下記錄。? Fraunhofer IDMT /Leona Hofmann

YourSound：個性化的聲音體驗

Fraunhofer IDMT-HSA分部還在IAA Mobility展會上展示了其用于汽車內飾的創新系統。借助YourSound技術，用戶可以快速直觀地個性化音頻設備的聲音，例如耳機、智能音箱或車輛中的多媒體系統，從而在車內創造自己的個人聲音體驗。YourSound技術可以集成到信息娛樂系統中，用于創建定制的聲音配置，然后作為未來車輛中所有音頻播放的基礎。一旦用戶設置了自己的偏好，無論音量或駕駛情況如何，他們都會獲得更好的聆聽體驗。

來源：《半導體芯科技》雜志