智能声学传感器系统支持听力汽车

来源：《半导体芯科技》杂志

明天的车辆将配备听觉，这将使它们能够感知自行车铃声、玩耍的孩子或接近的紧急车辆的警报声。德国奥尔登堡弗劳恩霍夫（Fraunhofer）数字媒体技术研究所IDMT的专家们正在研究“听力汽车”（Hearing Car），并开发基于人工智能的系统解决方案，用于车辆附近的声学事件识别。该系统还包括用于优化人机交互的车载脑电图(EEG)移动系统和用于个性化声音体验的YourSound助手。弗劳恩霍夫的研究人员在2023年9月5-8日于慕尼黑举行的IAAMOBILITY贸易展上深入介绍了“听力汽车”研究的最新进展。

现代车辆隔离外部噪音，以满足最终客户对驾驶舒适性的要求，特别是在较高速度下。因此，对于做出正确驾驶决策至关重要的噪音常常被太晚听到，或者根本听不到。虽然救护车警报器、潮湿的道路或轮胎中的螺丝等外部噪音可以为驾驶员提供关键信息，然而，传统的车辆传感器在检测这些噪音方面已达到极限。这就是为什么Fraunhofer IDMT在奥尔登堡的HSA（听力、语音和音频技术）分部开发智能声学传感器系统将为汽车配备听觉的原因。与其他驾驶员辅助系统相结合，智能声学系统可为必要的驾驶操作或（预测性）维护提供相关信息。

人类能否可靠地听到并检测到接近的紧急车辆的方向？Fraunhofer IDMT的听力汽车采用外部声学感知技术来检测警报器发出的方向。

“我们代表汽车制造商和供应商，正在开发和测试新的传感器技术和算法，用于测试轨道和道路上的声环境监测、声源定位、信号增强和语音交互，”Fraunhofer IDMT听力汽车项目经理Moritz Brandes解释道。出于研究和开发的目的，专家们正在使用自己的车间来设置演示器和自己的测试车辆来测试组件和算法。奥尔登堡HSA分部的员工在完成试驾培训课程后将获得试驾国际资格。他们代表客户在不同的气候区进行试驾。

声学转向助手：就像把耳朵放在盲点一样

如今，卡车和汽车使用摄像头而不是后视镜来监控交通，包括转弯时出现的盲点。对此类摄像头系统的补充-声学事件分析或重要环境噪声的检测，可以极大地增强当前以及自动驾驶车辆的感官功能。Fraunhofer IDMTHSA分部正在对用于检测和定位交通相关噪声的算法进行具体研究，以确保未来的车辆更安全地融入交通流。例如，卡车摄像臂和后视镜中的麦克风可以扩大驾驶员在转向车辆时对声音信息的感知，以帮助防止事故发生。

汽车的听觉提高道路安全，助力自动驾驶车辆和预测性维护。

声学后视摄像头：就像在汽车后部有耳朵一样

无论驾驶员是倒车进入停车位、挂上拖车还是以其他方式操纵车辆，声音信号都可以极大地帮助提高驾驶员和路人的安全。安装在车辆上的麦克风和智能软件使驾驶员无需打开车窗即可与车外的人互动。Fraunhofer IDMT正在研究根据位置以及相应的麦克风硬件准确记录和再现环境噪声。开发人员希望，该功能将提高驾驶员在执行不同操作时的注意力，并积极防止事故发生。

用于优化人机交互的移动脑电图(EEG)系统

驾驶员需要时刻注意交通状况，以便及时对紧急情况做出反应。但是，当车辆自动驾驶时，人的注意力和反应能力会发生多大变化呢？Fraunhofer IDMT-HSA的研究人员正在通过调查科学上称为警戒状态的变化来解决这个问题。为此，他们开发了一种移动脑电图传感器系统，通过放置在头部的电极记录大脑活动。警戒是指在单调的活动中保持持续注意力的状态。参观者在弗劳恩霍夫展位能够亲身体验脑电图数据的记录方式。

通过移动脑电图测量，研究人员可以检测注意力发生变化：神经元大脑活动。脑电图数据不仅可以在实验室中记录，还可以在现实驾驶情况下记录。

YourSound：个性化的声音体验

Fraunhofer IDMT-HSA分部还在IAA Mobility展会上展示了其用于汽车内饰的创新系统。借助YourSound技术，用户可以快速直观地个性化音频设备的声音，例如耳机、智能音箱或车辆中的多媒体系统，从而在车内创造自己的个人声音体验。YourSound技术可以集成到信息娱乐系统中，用于创建定制的声音配置，然后作为未来车辆中所有音频播放的基础。一旦用户设置了自己的偏好，无论音量或驾驶情况如何，他们都会获得更好的聆听体验。

审核编辑：汤梓红