(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
中华电动汽车网(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910433991.5
(22)申请日 2019.05.23
(71)申请人 天津博顿电子有限公司
地址 300000 天津市武清区徐官屯街泰源
道4号
(72)发明人 沈鑫　樊成　王冠　李趁前　
朱春雨　周钦义　吴宝忠　
(74)专利代理机构 天津英扬昊睿专利代理事务
所(普通合伙) 12227
代理人 石卓琼
(51)Int.Cl.
B60Q  5/00(2006.01)
(54)发明名称电动汽车行人警示音系统AVAS音频控制方法(57)摘要本发明为电动汽车行人警示音系统AVAS音频控制方法及装置，包括软件处理部分和硬件输出部分，所述软件处理部分嵌入在硬件输出部分上，所述硬件部分和CAN网络连接，通过DAC和功放输出电路输出音频声音，音频文件存储于外部FLASH中；所述软件部分包括主控单元、音频处理单元，所述主控单元包括车速处理单元和数据收发单元，且主控单元与音频处理单元集成于同一单品机芯片中。本发明为一种低成本且满足汽车零部件等级的电动汽车行人警示音系统AVAS音频控制方法，可以通过车辆CAN网络信息获取当前车速，档位，以及其他信息产生可以随车速实时变化音调并且根据加速度调节音量大小的行
车警示声音来使行人感受到车辆行驶状态。权利要求书1页  说明书3页  附图2页CN 111976591 A 2020.11.24
C N  111976591
A
1.电动汽车行人警示音系统AVAS音频控制方法及装置，其特征在于包括软件处理部分和硬件输出部分，所述软件处理部分嵌入在硬件输出部分上，所述硬件部分和CAN网络连接，通过DAC和功放输出电路输出音频声音，音频文件存储于外部FLASH或内部FLASH中；所述软件部分包括主控单元、音频处理单元，所述主控单元包括车速处理单元、数据收发单元，所述主控单元和音频处理单元集成于同一硬件单片机芯片上；
所述主控单元分别包括高优先级中断函数、中优先级中断函数和低优先级中断函数；在高优先级中断函数中，通过对Flash芯片中存储的声音文件进行读取，然后以车速、预设的音量包络参数、频率变化系数这三个参数对读取的声音数据进行处理，负责声音算法的实现；
在中优先级中断函数中，对CAN网络收到的数据进行解析，所选芯片有5个硬件CAN邮箱，这样保证了收到的数据不会有丢失的情况；
低优先级中断函数负责提供系统时钟基础，用于车速平滑算法和换挡间隔时间；
所述软件处理部分采用单片机的中断优先级分配，将发声方法放入最高优先级中断函数，将CAN总线信息接收放入中优先级中断函数，系统时钟中断放入低优先级中断函数，这样保证了发声效果不会因为其他任务的干扰导致异常；
音频DAC输出部分采用R2R电阻网络，此网络如果用于音频输出会在电阻精度不高的情况下会出现DAC输出不线性，因此选用高精度贴片电阻，配合软件方法来将输出控制在相对线性的区间，从而实现低成本音频DAC输出。
2.按照权利要求1所述的电动汽车行人警示音系统AVAS音频控制方法及装置，其特征在于所述单片机芯片为16BIT单片机芯片，在16BIT单片机芯片运算能力的基础上对外部存储FLASH或内部存储FLASH的声音文件进行读取，并进行音量查算法、电阻补偿算法、音频重采样算法、声音混合算法运算。
权　利　要　求　书1/1页CN 111976591 A
电动汽车行人警示音系统AVAS音频控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及电动汽车行人警示领域，尤其涉及一种电动汽车行人警示音系统AVAS 音频控制方法。
背景技术
[0002]电动化、智能化是汽车发展的必然趋势，如今随着传统汽车污染问题的日益严峻，电动汽车势必会逐渐增多，但由于电动汽车在低速行驶时机械噪音和轮胎噪音以及风噪都很小，导致低速行驶下不容易被行人发觉，因此会产生安全隐患，所以需要增加一种可以随车速发出声音的装置进行弥补。
[0003]为了弥补这一缺陷，中国发明专利CN106114352A(公开日为2016年11月16日) 公开了一种《基于电动车辆的警示方法、装置及车辆》，专利中根据车辆对行人的危险等级对行人和驾驶员进行智能警示，可以减小车辆对环境的噪声污染，并有利于行人提高警觉。但是并没有办法让行人感受到当前行驶过来的车辆速度变化幅度，特别是盲人通过时，危险系数高，容易导致危险事故发生。
发明内容
[0004]根据以上技术问题，本发明提供一种电动汽车行人警示音系统AVAS音频控制方法，可以通过车辆CAN网络信息获取当前车速、档位，以及其他信息产生可以随车速实时变化音调并且根据加速度调节音量大小的行车警示声音来使行人感受到车辆行驶状态；[0005]本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
[0006]电动汽车行人警示音系统AVAS音频控制方法及装置，其特征包括软件处理部分和硬件输出部分，所述软件处理部分嵌入在硬件输出部分基础上，通过读取外部或内部FLASH 中的音频文件后，利用内部算法处理和R2R电阻网络DAC 配合，产生音频信号，放大后输出。所述软件部分包括主控单元和音频处理单元、其中主控单元又包括车速处理单元、数据收发单元。另外，主控单元和音频处理单元集成于同一低成本16bit单片机芯片上，达到低成本要求；
[0007]所述主控单元分别包括高优先级中断函数、中优先级中断函数和低优先级中断函数；
[0008]在高优先级中断函数中，通过对外部/内部Flash芯片中存储的声音文件进行读取，然后以车速、预设的音量包络参数、频率变化系数这三个参数对读取的声音数据进行处理，负责声音算法的实现；
[0009]在中优先级中断函数中，对CAN网络收到的数据进行解析，所选芯片有5 个硬件CAN邮箱，这样保证了收到的数据不会有丢失的情况；
[0010]低优先级中断函数负责提供系统时钟基楚的预算，用于车速平滑算法和换挡间隔时间的运算；
[0011]所述软件处理部分采用单片机的中断优先级分配，将发声方法放入最高优先级中
断函数，将CAN总线信息接收放入中优先级中断函数，系统时基中断放入低优先级中断函数，这样保证了发声效果不会因为其他任务的干扰导致异常；
[0012]音频DAC输出部分采用R2R电阻网络，此网络如果用于音频输出会在电阻精度不高的情况下会出现DAC输出不线性，因此选用高精度贴片电阻，配合软件方法来将输出控制在相对线性的区间，从而实现低成本音频DAC输出，并保证较好的音质。
[0013]所述数据收发单元为总线收发。
[0014]所述单片机芯片为16BIT单片机芯片，在16BIT单片机芯片运算能力的基础上对外部存储FLASH或内部存储FLASH的声音文件进行读取，并进行音量查算法、电阻补偿算法、音频重采样算法、声音混合算法运算。
[0015]音量查算法、音频重采样算法、声音混合算法可以根据总线收到的参数对声音文件进行实时运算，并生成目标音频数据，再结合电阻补偿算法将目标音频数据转换为外部R2R电阻网络DAC可执行的数字数据。
[0016]本系统还支持进程包络曲线生成，变调幅度调节，声音总音量调节。本发明的有益效果为：本发明为一种低成本且满足汽车零部件等级的电动汽车行人警示音系统AVAS音频控制方法及装置，可以通过车辆CAN网络信息获取当前车速，档位，以及其他信息产生可以随车速实时变化音调并且根据加速度调节音量大小的行车警示声音来使行人感受到车辆行驶状态。
附图说明
[0017]图1为本发明系统示意图。
[0018]图2为本发明软件框架示意。
[0019]图3声音加权混合方法示意图。
具体实施方式
[0020]实施例1
[0021]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功能得到清晰地了解，下面将进行具体阐述：
[0022]实施例1
[0023]本发明电动汽车行人警示音系统AVAS音频控制方法及装置，包括软件处理部分和硬件输出部分，所述软件处理部分嵌入在硬件输出部分基础上，通过读取外部或内部FLASH 中的音频文件后，利用内部算法处理和R2R电阻网络DAC 配合，产生音频信号，放大后输出。所述软件部分包括主控单元和音频处理单元、其中主控单元又包括车速处理单元、数据收发单元。另外，主控单元和音频处理单元集成于同一低成本16bit单片机芯片上，达到低成本要求；
[0024]所述主控单元分包括高优先级中断函数、中优先级中断函数和低优先级中断函数；在高优先级中断函数中，通过对Flash芯片中存储的声音文件进行读取，然后以车速、预设的音量包络参数、频率变化系数这三个参数对读取的声音数据进行处理，负责声音算法的实现；在中优先级中断函数中，对CAN网络收到的数据进行解析，所选芯片有5个硬件CAN 邮箱，这样保证了收到的数据不会有丢失的情况；低优先级中断函数负责提供系统时基，用
于车速平滑算法和换挡间隔时间；硬件输出部分采用R2R电阻网络，此网络如果用于音频输出会在电阻精度不高的情况下会出现DAC输出不线性，因此选用高精度贴片电阻，配合软件方法来将输出控制在相对线性的区间，从而实现低成本音频DAC输出。所述数据收发单元为总线收发。芯片上存储有声音文件、音量查算法、电阻补偿算法、音频重采样算法、声音混合算法。
[0025]实施例2
[0026]电动汽车行人警示音系统AVAS音频控制方法及装置，包括高优先级中断函数，中优先级中断函数和低优先级中断函数，其中高优先级中断函数负责声音方法的实现，中优先级中断函数负责CAN总线数据的接收和解析，能够从中获取车速，档位和油门开度，低优先级中断函数负责提供系统时钟基础，用于车速平滑方法和换挡间隔时间。
[0027]高优先级中断函数通过对Flash中读取到的音频数据进行重新采样，使用车速信号作为参数将现
有的声音数据按照车速计算出的偏移量以22050HZ的频率重新对波形进行采样得到当前需要播放的声音，然后根据当前车速值在音量进程包络曲线数据表中查对应的音量数值与当前的播放数据相乘，得到当前输出数据，将当前输出数据送入硬件输出函数，对数据进行符合硬件需要的数据处理，送入R2R电阻网络输出音频模拟量来实现发声如图3。车速增加到 20KM/H以前属于音量增加阶段，可以按照预设的音量进程包络曲线进行音量的变化，在车速从20KM/H到30KM/H的过程为音量减小阶段，可以按照预设的音量进程包络曲线进行音量的变化，声音在0KM/H到30KM/H的区间会产生音调增减变化和音量的淡入淡出变化。图2中的车速平滑方法可以将CAN网络收到的两次车速值按照预设的步进长度进行插值处理；
[0028]图2中的音量查方法可以根据油门开度以及当前车速快速的查当前的音量值；
[0029]图2中的音频重采样方法利用数学公式，相对精确的计算原声音数据中未描述的数据，可以保证采样率不变最大程度保留原来声音的音质来达到重新采样播放。[0030]本系统方法还支持双路声音的计算与混合，通过调用第二通道数据处理，将Flash 中存储的其他声音读取，然后进行图3中方法的处理，可以实时将第二通道声音数据经过声音加权混合方法的处理进行声音叠加，此处理不会对单独音频有可识别的音量及音质影响。
[0031]本发明工作时，以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本发明提到
的各个部件为现有领域常见技术，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。