智能聲學(xué)傳感器系統(tǒng)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(shù)字媒體技術(shù)研究所IDMT的專家們正在研究“聽力汽車”（Hearing Car），并開發(fā)基于人工智能的系統(tǒng)解決方案，用于車輛附近的聲學(xué)事件識別。該系統(tǒng)還包括用于優(yōu)化人機交互的車載腦電圖(EEG)移動系統(tǒng)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(mào)易展上深入介紹了“聽力汽車”研究的最新進展。

現(xiàn)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(guān)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(guān)鍵信息，然而，傳統(tǒng)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(shù)）分部開發(fā)智能聲學(xué)傳感器系統(tǒng)將為汽車配備聽覺的原因。與其他駕駛員輔助系統(tǒng)相結(jié)合，智能聲學(xué)系統(tǒng)可為必要的駕駛操作或（預(yù)測性）維護提供相關(guān)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(xué)感知技術(shù)來檢測警報器發(fā)出的方向。?Fraunhofer IDMT / Anika B?decker.

“我們代表汽車制造商和供應(yīng)商，正在開發(fā)和測試新的傳感器技術(shù)和算法，用于測試軌道和道路上的聲環(huán)境監(jiān)測、聲源定位、信號增強和語音交互，”Fraunhofer IDMT聽力汽車項目經(jīng)理Moritz Brandes解釋道。出于研究和開發(fā)的目的，專家們正在使用自己的車間來設(shè)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(xùn)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(qū)進行試駕。

聲學(xué)轉(zhuǎn)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(jiān)控交通，包括轉(zhuǎn)彎時出現(xiàn)的盲點。對此類攝像頭系統(tǒng)的補充-聲學(xué)事件分析或重要環(huán)境噪聲的檢測，可以極大地增強當(dāng)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(guān)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(fēng)可以擴大駕駛員在轉(zhuǎn)向車輛時對聲音信息的感知，以幫助防止事故發(fā)生。

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

聲學(xué)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(fēng)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(jù)位置以及相應(yīng)的麥克風(fēng)硬件準確記錄和再現(xiàn)環(huán)境噪聲。開發(fā)人員希望，該功能將提高駕駛員在執(zhí)行不同操作時的注意力，并積極防止事故發(fā)生。

用于優(yōu)化人機交互的移動腦電圖(EEG)系統(tǒng)

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(yīng)。但是，當(dāng)車輛自動駕駛時，人的注意力和反應(yīng)能力會發(fā)生多大變化呢？Fraunhofer IDMT-HSA的研究人員正在通過調(diào)查科學(xué)上稱為警戒狀態(tài)的變化來解決這個問題。為此，他們開發(fā)了一種移動腦電圖傳感器系統(tǒng)，通過放置在頭部的電極記錄大腦活動。警戒是指在單調(diào)的活動中保持持續(xù)注意力的狀態(tài)。參觀者在弗勞恩霍夫展位能夠親身體驗?zāi)X電圖數(shù)據(jù)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(fā)生變化：神經(jīng)元大腦活動。腦電圖數(shù)據(jù)不僅可以在實驗室中記錄，還可以在現(xiàn)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(nèi)飾的創(chuàng)新系統(tǒng)。借助YourSound技術(shù)，用戶可以快速直觀地個性化音頻設(shè)備的聲音，例如耳機、智能音箱或車輛中的多媒體系統(tǒng)，從而在車內(nèi)創(chuàng)造自己的個人聲音體驗。YourSound技術(shù)可以集成到信息娛樂系統(tǒng)中，用于創(chuàng)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(chǔ)。一旦用戶設(shè)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(dǎo)體芯科技》雜志