阅读说明：本技术 车辆的扬声器角度调节方法、系统及车辆 (Vehicle loudspeaker angle adjusting method and system and vehicle ) 是由 李洋 王松 于 2018-08-02 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种车辆的扬声器角度调节方法、系统及车辆。其中,车辆的扬声器角度调节方法,包括：采集车内人员的图像和/或采集所述车内人员的音频信号；根据所述车内人员的图像识别人耳位置和/或根据所述车内人员的音频信号判断人耳位置；根据所述人耳位置和所述多个扬声器的位置得到所述多个扬声器的发声方向指向所述人耳位置时的角度；根据所述角度调节所述多个扬声器的指向,以使所述多个扬声器的发声方向指向所述人耳位置。本发明的车辆的扬声器角度调节方法可以提升整车的音效效果,给乘客高品质的音乐体验,同时增加整车的科技感,提升车辆的竞争力。(The invention provides a method and a system for adjusting the angle of a loudspeaker of a vehicle and the vehicle. The method for adjusting the angle of the loudspeaker of the vehicle comprises the following steps: collecting images of people in a vehicle and/or collecting audio signals of the people in the vehicle; identifying the position of the human ear according to the image of the person in the vehicle and/or judging the position of the human ear according to the audio signal of the person in the vehicle; obtaining angles of the plurality of loudspeakers when the sound production directions point to the positions of the human ears according to the positions of the human ears and the positions of the plurality of loudspeakers; and adjusting the directions of the plurality of loudspeakers according to the angle so as to enable the sound production directions of the plurality of loudspeakers to point to the positions of the human ears. The method for adjusting the angle of the loudspeaker of the vehicle can improve the sound effect of the whole vehicle, provide high-quality music experience for passengers, increase the scientific and technological sense of the whole vehicle and improve the competitiveness of the vehicle.)

车辆的扬声器角度调节方法、系统及车辆

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种车辆的扬声器角度调节方法、系统及车辆。

背景技术

汽车音响包括高音扬声器，高音扬声器在安装到车辆上之后，固定了扬声器的安装位置以及指向性，对于高音扬声器而言，高频波长较短，随着高音扬声器指向方向与人耳角度的增加，能量衰减越快。为保持高频部分的穿透性，故高音扬声器需要有较强的指向性。

如图14所示，1表示高音指向性与人耳角度为0°、2表示高音指向性与人耳角度为10°、3表示高音指向性与人耳角度为20。从图14中可以看出，横坐标代表频率范围，纵坐标代表音压，以频率为15k的音压为例，1中的音压明显大于2和2的音压大小，音压每增加3dB，功率增加一倍，1的高音细节表现的更加丰富，音效效果更好。

相关技术中存在以下缺点，高音扬声器指向性固定，因此，当高音扬声器指向方向与人耳角度的增加时，能量衰减涨价，影响音响效果。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种车辆的扬声器角度调节方法。该车辆的扬声器角度调节方法可以提升整车的音效效果，给乘客高品质的音乐体验，同时增加整车的科技感，提升车辆的竞争力。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车辆的扬声器角度调节方法，所述车辆包括设置在车内的多个扬声器，所述方法包括：采集车内人员的图像和/或采集所述车内人员的音频信号；根据所述车内人员的图像识别人耳位置和/或根据所述车内人员的音频信号判断人耳位置；根据所述人耳位置和所述多个扬声器的位置得到所述多个扬声器的发声方向指向所述人耳位置时的角度；根据所述角度调节所述多个扬声器的指向，以使所述多个扬声器的发声方向指向所述人耳位置。

进一步的，所述根据车内人员的图像识别人耳位置和/或根据所述车内人员的音频信号判断人耳位置，包括：根据所述车内人员的图像识别人脸位置，并根据所述人脸位置确定所述人耳位置；和/或，根据多个麦克风采集所述音频信号的延时时间以及所述多个麦克风的位置确定车内人员的嘴部位置，并根据所述嘴部位置确定所述人耳位置。

进一步的，所述根据人耳位置和所述多个扬声器的位置得到所述多个扬声器的发声方向指向所述人耳位置时的角度，包括：设所述车辆的左右方向为三维坐标系的X轴、所述车辆的前后方向为三维坐标系的Y轴、所述车辆的上下方向为三维坐标系的Z轴；分别以所述多个扬声器中每个扬声器为原点，确定所述人耳位置的坐标；根据所述人耳位置的坐标分别得到所述多个扬声器中每个扬声器的发声方向指向所述人耳位置时的角度。

进一步的，还包括：以由所述车内人员的音频信号确定的人耳位置对由所述车内人员的图像确定的人耳位置进行校正。

进一步的，还包括：接收用户输入的偏好设置；根据所述偏好设置控制所述多个扬声器的部分的发声方向指向特定座椅上的车内人员的人耳位置。

本发明的车辆的扬声器角度调节方法可以根据车内人员的人耳位置，自动旋转扬声器(如高音扬声器)的角度，时时调整扬声器的发声方向的指向性，使乘客接收到的音色更加通透，有穿透力，提升整车的音效效果，给乘客高品质的音乐体验，同时增加整车的科技感，提升车辆的竞争力。

本发明的第二个目的在于提出一种车辆的扬声器角度调节系统。该系统可以提升整车的音效效果，给乘客高品质的音乐体验，同时增加整车的科技感，提升车辆的竞争力。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车辆的扬声器角度调节系统，所述车辆包括设置在车内的多个扬声器，所述系统包括：采集模块，用于采集车内人员的图像和/或采集所述车内人员的音频信号；人耳位置判断模块，用于根据所述车内人员的图像识别人耳位置和/或根据所述车内人员的音频信号判断人耳位置；调节模块，用于根据所述人耳位置和所述多个扬声器的位置得到所述多个扬声器的发声方向指向所述人耳位置时的角度，并根据所述角度调节所述多个扬声器的指向，以使所述多个扬声器的发声方向指向所述人耳位置。

进一步的，所述人耳位置判断模块用于：根据所述车内人员的图像识别人脸位置，并根据所述人脸位置确定所述人耳位置；和/或，根据多个麦克风采集所述音频信号的延时时间以及所述多个麦克风的位置确定车内人员的嘴部位置，并根据所述嘴部位置确定所述人耳位置。

进一步的，所述调节模块用于：设所述车辆的左右方向为三维坐标系的X轴、所述车辆的前后方向为三维坐标系的Y轴、所述车辆的上下方向为三维坐标系的Z轴；分别以所述多个扬声器中每个扬声器为原点，确定所述人耳位置的坐标；根据所述人耳位置的坐标分别得到所述多个扬声器中每个扬声器的发声方向指向所述人耳位置时的角度。

进一步的，人耳位置判断模块还用于：以由所述车内人员的音频信号确定的人耳位置对由所述车内人员的图像确定的人耳位置进行校正。

所述的车辆的扬声器角度调节系统与上述的车辆的扬声器角度调节方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的第三个目的在于提出一种车辆，该车辆可以提升整车的音效效果，给乘客高品质的音乐体验，同时增加整车的科技感，提升车辆的竞争力。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车辆，设置有如上述任意一个实施例所述的车辆的扬声器角度调节系统。

所述的车辆与上述的车辆的扬声器角度调节系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一个实施例所述的车辆的扬声器角度调节方法的流程图；

图2为本发明一个实施例所述的车辆的扬声器角度调节方法中的人耳位置识别示意图；

图3为本发明一个实施例所述的车辆的扬声器角度调节方法的角度确定示意图；

图4和图5为本发明一个实施例所述的车辆的扬声器角度调节方法中根据音频信号确定人耳位置的示意图；

图6为本发明另一个实施例所述的车辆的扬声器角度调节方法的流程图；

图7-图12为本发明一个实施例所述的车辆的扬声器角度调节方法的高音多种扬声器指向性方案的示意图；

图13为本发明一个实施例所述的车辆的扬声器角度调节系统的结构框图；

图14为高音扬声器指向方向与人耳角度的增加的能量衰减的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1是根据本发明一个实施例的车辆的扬声器角度调节方法的流程图。

其中，车辆包括设置在车内的多个扬声器，例如：设置在车内左前、左后、右前和右后的四个扬声器。

如图1所示，根据本发明一个实施例的车辆的扬声器角度调节方法，包括如下步骤：

S101：采集车内人员的图像和/或采集车内人员的音频信号。

具体地说，可以通过设置在车内的360°旋转摄像头采集车内人员的图像。音频信号可以通过设置在车内的多个麦克风采集，多个麦克风例如为4个，分别设置在车内的左前、左后、右前和右后方。

S102：根据车内人员的图像识别人耳位置和/或根据车内人员的音频信号判断人耳位置。

具体地说，根据车内人员的图像识别人耳位置，包括：根据车内人员的图像，识别出车内人员的分布，以及每个人员的人耳在车内的空间位置。例如：根据车内人员的图像识别人脸位置，并根据人脸位置确定人耳位置，在确定出人脸位置后，可以根据人脸位置大致确定出人耳位置。

根据车内人员的音频信号判断人耳位置，包括：根据麦克风采集的音频信号的延时时间，判断乘客嘴部的位置，进而确定出人耳的位置，其中，人耳位置一般位于嘴部以上5厘米左右的位置。例如：根据多个麦克风采集音频信号的延时时间以及多个麦克风的位置确定车内人员的嘴部位置，并根据嘴部位置确定人耳位置。

如图4所示，并结合图5，在车内四座的顶棚位置处放置四个麦克风，当车内人员说话等发出声音时，安装在车内各处的麦克风能够收集到车内人员发出的音频信号，由于麦克风的放置位置固定且不同，因此，车内人员到每个麦克风的距离不同，各个麦克风采集到音频信号的时间也不同，由于声音在空气中的传播速度已知为一个常数V，所以根据公式：

D＝V*(S1-S2)，

可算出车内人员到不同麦克风的距离的差值，其中S1、S2为不同麦克风采集到车内人员音频信号所用的时间，根据此差值可得出车内人员嘴部在车内的具***置，人耳一般在嘴上部5cm位置处，因此，可以推断出车内人员耳朵在车内的位置。

S103：根据人耳位置和多个扬声器的位置得到多个扬声器的发声方向指向人耳位置时的角度。

具体来说，假设车辆的左右方向为三维坐标系的X轴、车辆的前后方向为三维坐标系的Y轴、车辆的上下方向为三维坐标系的Z轴，分别以多个扬声器中每个扬声器为原点，确定人耳位置的坐标，以及根据人耳位置的坐标分别得到多个扬声器中每个扬声器的发声方向指向人耳位置时的角度。

作为一个具体的示例，预先设定高音扬声器(即：本发明实施例所述的扬声器)所在的水平面为基准面，车辆左右方向为X轴，前后方向为Y轴，上下方向为Z轴。

当根据车内人员的图像识别出车内人员的具体分布位置之后，将要指向特定位置的任一高音扬声器位置作为坐标原点。

如图2所示，识别出乘客耳朵的具***置之后，每个乘客的耳朵的坐标一定，为已知，设上面高音扬声器将要旋转指向的人耳的坐标为(X1、Y1、Z1)。

如图3所示，设高音扬声器正对车内的角度为0°，可求出人耳相对高音扬声器在XY平面内的角度为B＝arctan(Y1/X1)。

设高音扬声器调整之前在XY平面内的角度为A°，则高音扬声器在XY平面内需要旋转的角度为(B-A)°。

根据勾股定理可知在XY面上人耳到高音的水平距离为√(X2+Y2)，如图3所示，可求出人耳相对于水平面在垂直方向上的角度为D＝arctan[Y1/√(X2+Y2)]。

设高音扬声器调整之前在Z方向上的角度为D°，则高音扬声器在Z方向上需要旋转的角度为(C-D)°。

S104：根据角度调节多个扬声器的指向，以使多个扬声器的发声方向指向人耳位置。例如：控制扬声器在XY平面内需要旋转的角度为(B-A)°，在Z方向上需要旋转的角度为(C-D)°

在具体示例中，可以通过电机驱动扬声器旋转。

如图6所示，车辆的扬声器角度调节方法，还包括：以由车内人员的音频信号确定的人耳位置对由车内人员的图像确定的人耳位置进行校正。即：车内各个位置处的麦克风实时采集车内人员所发出的音频信号，可以实时检测到车内人员的耳朵位置，通过与图像识别到的人耳位置进行对比，达到实时校准车内人员耳朵具***置，使确定出的人耳位置更加精确。

根据本发明实施例的车辆的扬声器角度调节方法，可以根据车内人员的人耳位置，自动旋转扬声器(如高音扬声器)的角度，时时调整扬声器的发声方向的指向性，使乘客接收到的音色更加通透，有穿透力，提升整车的音效效果，给乘客高品质的音乐体验，同时增加整车的科技感，提升车辆的竞争力。

在本发明的一个实施例中，车辆的扬声器角度调节方法，还包括：接收用户输入的偏好设置；根据偏好设置控制多个扬声器的部分的发声方向指向特定座椅上的车内人员的人耳位置。

例如：当车内有重要乘客，例如领导、老板等乘客时，可在多媒体主机界面手动调整哪个座位是最佳的听音位，选定后，整车的高音扬声器的指向性都指向最佳的听音位座位的乘客的人耳。

当在主机界面选定根据乘客分布自动调整高音扬声器指向性后，会有以下几种分布情况，根据分布情况制定相应的高音扬声器指向性方案：

(1)只有前排主驾驶一人，后排无乘客。如图7所示，此时所有的高音扬声器的指向性都指向驾驶员的耳朵。

(2)前排有两个乘客，后排无乘客。如图8所示，此时前左后左的高音扬声器的指向性指向主驾驶的耳朵，前右后右的高音扬声器的指向性指向副驾驶的耳朵。

(3)前排主驾驶一人，后排乘客一人。如图9所示，前左前右的高音扬声器的指向性指向主驾驶的耳朵，后左后右的高音扬声器的指向性指向后排乘客的耳朵。

(4)前排有两个乘客，后排乘客一人。如图10所示，前左高音扬声器的指向性指向主驾驶的耳朵，前右的高音扬声器的指向性指向副驾驶的耳朵，后左后右高音扬声器的指向性指向后排乘客的耳朵。

(5)前排主驾驶一人，后排乘客两人。如图11所示，前左前右高音扬声器的指向性指向主驾驶的耳朵，后左高音扬声器的指向性指向后左乘客的耳朵，后右高音扬声器的指向性指向后右乘客的耳朵。

(6)前排有两个乘客，后排乘客两人。如图12所示，前左高音扬声器的指向性指向主驾驶的耳朵，前右高音扬声器的指向性指向副驾驶的耳朵，后左高音扬声器的指向性指向后左乘客的耳朵，后右高音扬声器的指向性指向后右乘客的耳朵。

根据本发明实施例的车辆的扬声器角度调节方法，可以根据车内人员的人耳位置，自动旋转扬声器(如高音扬声器)的角度，时时调整扬声器的发声方向的指向性，使乘客接收到的音色更加通透，有穿透力，提升整车的音效效果，给乘客高品质的音乐体验，同时增加整车的科技感，提升车辆的竞争力。

如图13所示，本发明的实施例公开了一种车辆的扬声器角度调节系统100，包括：采集模块110、人耳位置判断模块120和调节模块130。

其中，采集模块110用于采集车内人员的图像和/或采集所述车内人员的音频信号。人耳位置判断模块120用于根据所述车内人员的图像识别人耳位置和/或根据所述车内人员的音频信号判断人耳位置。调节模块130用于根据所述人耳位置和所述多个扬声器的位置得到所述多个扬声器的发声方向指向所述人耳位置时的角度，并根据所述角度调节所述多个扬声器的指向，以使所述多个扬声器的发声方向指向所述人耳位置。

在本发明的一个实施例中，所述人耳位置判断模块120用于：根据所述车内人员的图像识别人脸位置，并根据所述人脸位置确定所述人耳位置；和/或，根据多个麦克风采集所述音频信号的延时时间以及所述多个麦克风的位置确定车内人员的嘴部位置，并根据所述嘴部位置确定所述人耳位置。

在本发明的一个实施例中，所述调节模块130用于：设所述车辆的左右方向为三维坐标系的X轴、所述车辆的前后方向为三维坐标系的Y轴、所述车辆的上下方向为三维坐标系的Z轴；分别以所述多个扬声器中每个扬声器为原点，确定所述人耳位置的坐标；根据所述人耳位置的坐标分别得到所述多个扬声器中每个扬声器的发声方向指向所述人耳位置时的角度。

在本发明的一个实施例中，人耳位置判断模块120还用于：以由所述车内人员的音频信号确定的人耳位置对由所述车内人员的图像确定的人耳位置进行校正。

根据本发明实施例的车辆的扬声器角度调节系统，可以根据车内人员的人耳位置，自动旋转扬声器(如高音扬声器)的角度，时时调整扬声器的发声方向的指向性，使乘客接收到的音色更加通透，有穿透力，提升整车的音效效果，给乘客高品质的音乐体验，同时增加整车的科技感，提升车辆的竞争力。

需要说明的是，本发明实施例的车辆的扬声器角度调节系统的具体实现方式与本发明实施例的车辆的扬声器角度调节方法的具体实现方式类似，具体请参见方法部分的描述，为了减少冗余，此处不做赘述。

进一步地，本发明的实施例公开了一种车辆，设置有如上述任意一个实施例中的车辆的扬声器角度调节系统。该车辆可以根据车内人员的人耳位置，自动旋转扬声器(如高音扬声器)的角度，时时调整扬声器的发声方向的指向性，使乘客接收到的音色更加通透，有穿透力，提升整车的音效效果，给乘客高品质的音乐体验，同时增加整车的科技感，提升车辆的竞争力。

另外，根据本发明实施例的车辆的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，此处不做赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。