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申请/专利权人：福特全球技术公司

摘要：减少车辆乘员在由车辆上的远程物体检测系统发射的超声能量下的暴露。一种机动车辆具有乘客舱和遥感系统，所述遥感系统包括被安装用于感测外部物体的超声收发器。超声传声器被设置成感测以大于30kHz进入所述乘客舱的超声波。抗噪声处理器计算适于至少部分地消除在所述舱中的预定位置处的所述超声波的抗噪声信号。放大器耦合到所述处理器以用于以预定增益来放大所述抗噪声信号。超声扬声器耦合到所述放大器以将所述抗噪声信号投射到所述预定位置中来衰减在所述预定位置处的所述超声波。

主权项：1.一种机动车辆中的设备，所述设备包括：超声传感器，所述超声传感器被设置成感测以大于30kHz进入乘客舱的超声波；抗噪声处理器，所述抗噪声处理器计算适于至少部分地消除在所述舱中的预定位置处的所述超声波的抗噪声信号；以及超声扬声器，所述超声扬声器耦合到所述处理器以将所述抗噪声信号投射到所述预定位置中来衰减在所述预定位置处的所述超声波。

全文数据：在车辆乘客舱中的超声噪声消除技术领域本发明大体上涉及汽车噪声消除，并且更具体地，涉及减少冲击车辆乘员的无法听到的超声声能。背景技术随着驾驶辅助和自主特征的不断发展，现代车辆正在增加大量的传感器来监测和测量驾驶环境。使用辐射超声声波测量短程距离的超声传感器是典型地用于乘用车辆的各式各样的传感器的廉价的附加物。它们用于增强或增加诸如停车辅助、防撞和自适应巡航控制的特征的冗余。乘客无法听到超声声能，因为它超出了人类听觉的范围。正在研究将超声直接施加到人体例如，如在超声成像中的生物效应。在工厂工作环境的背景下，一些管辖区因使用可能会产生高音量级的超声的钻具、焊接工具或其它工业装备带来的关于恶心、头痛、头晕、意识模糊和胃痛的潜在抱怨而已经采用暴露限制。虽然偶然地暴露于由汽车传感器产生的超声并不存在健康风险，但是仍然期望减少暴露。例如，可能存在对由乘客带入车辆中或被附近的人例如行人或在其它车辆中使用的敏感电子器件的潜在影响。还会期望考虑对附近动物如蝙蝠或昆虫的潜在影响，其中一些是取决于用于交配、捕食、交流和导航的超声声音范围。先前已经使用主动噪声消除ANC系统解决可听舱噪声。减少道路、风和发动机噪声，以便通过使用车载扬声器向乘客舱中注入反或抗噪声来提供更安静的乘客环境。ANC通过测量声学信号并然后对一个或多个扬声器执行延迟和相位倒置计算以输出消除信号来工作，使得两个声场同时到达乘员的耳朵。常规车辆中的大多数的ANC系统专注于消除频率非常低的噪声，如来自发动机怠速或车身“隆隆声”噪声的那些，因为对应的低频波长使抗噪声更容易计算并更容易产生。ANC系统尚不能解决乘客舱中的无法听到的例如，超声的声能。发明内容在本发明的一个方面中，在机动车辆中的设备包括超声传感器，超声传感器被设置成感测以大于30kHz进入乘客舱的超声波。抗噪声处理器计算适于至少部分地消除在舱中的预定位置处的超声波的抗噪声信号。耦合到处理器的超声扬声器将抗噪声信号投射到预定位置以衰减在预定位置处的超声波。附图说明图1是示出配备有超声遥感系统的车辆和具有本发明的超声消除系统的车辆的图。图2是示出本发明的超声消除系统的一个优选实施例的框图。图3描绘了车辆中的前座椅乘客的侧视图，其示出了超声扬声器的放置位置。图4是示出用于为相应的就座位置提供单独消除的多个扬声器位置的俯视图。图5是示出本发明的一种优选方法的流程图。具体实施方式参考图1，示出了在第二机动车辆25附近的第一机动车辆10。车辆10具有提供乘客就座位置12和13诸如分别是驾驶员座椅和前排乘客座椅的乘客舱11。作为遥感系统诸如停车辅助系统、防撞系统、倒车警告系统或其它高级驾驶员辅助系统的一部分，车辆10具有超声收发器14、15和16，所述超声收发器设置在舱11外部并连接到一个或多个处理器未示出以执行声纳功能来用于使用反射的超声波检测附近物体。已经商用于车辆上的典型的超声传感器以约40kHz至约45kHz发射超声，但是也可使用从30kHz至高达超过100kHz的频率。超声收发器14发射超声波17，所述超声波被示出为从物体18反射，其中反射的超声波19返回到收发器14但也传播到乘客舱11中。收发器14、15和16主要将超声投射到车辆10外部，如图所示，但是也会存在可允许一定量超声波进入舱11中的泄漏。另外，附近车辆25具有产生超声波27的超声收发器26，所述超声波中的一些进入舱11。因此，就座位置12和或13或在车辆10内的其它位置处的敏感电子器件中的乘客被暴露于时变超声波。为了衰减在车辆10中的期望位置处的超声波，主动噪声消除系统20设有耦合到多个超声传感器即，传声器22的抗噪声处理器21以用于感测在相应位置处的超声波。传声器22适于对感兴趣的超声频率做出响应即，具有对大于约30kHz的至少一些频率的响应。根据要消除的超声，可能仅需要窄的频率响应，以便应付来自以40kHz至45kHz下操作的典型的声纳传感器的噪声。相应的传声器22可以优选地设置在紧邻于可能期望提供消除的每个位置处例如，在特定乘客座椅的头枕中或在车辆车顶内衬中。抗噪声处理器21计算适于至少部分地消除在一个或多个位置处的超声波的抗噪声信号。抗噪声信号在多通道放大器23中以预定增益来放大并发送到一组超声扬声器24中的一个或多个超声扬声器，所述超声扬声器将抗噪声信号投射到期望位置。即使当尝试消除仅一个位置处的超声时，多个扬声器24也可以是活动的，以便每个扬声器都会投射由处理器21计算的多分量抗噪声信号的相应分量。扬声器24可以分布在舱11的周围，以便形成广域消除声场，或可以靠近消除位置例如，在头枕中设置。图2更详细地示出了超声消除系统，其中抗噪声处理器21包括多通道模拟到数字转换器30，所述多通道模拟到数字转换器使在相应的传声器处拾取的超声波数字化。在通过补偿器31之后，传声器信号被输入到逻辑块32，所述逻辑块使用已知的算法和方法例如，自适应滤波器来产生多个抗噪声信号，所述多个抗噪声信号被输出到放大器23。输出的抗噪声信号被反馈回补偿器31，所述补偿器适于滤除由传声器感测的超声波中的产生的抗噪声信号的任何影响，如本领域中已知的。逻辑块33耦合到车辆通信总线34例如，多路复用总线，以便从车辆中的其它处理器控制模块接收消息。例如，模块35可以提供车辆状态消息例如，驾驶状态，诸如车辆速度，并且座椅占用模块36提供识别哪些乘客座椅被占用的消息。这些消息用于使超声噪声消除适应于特定车辆状态，如下所述。图3更详细地示出了超声扬声器的优选放置。乘客例如，驾驶员40坐在具有头枕42的座椅41中。组合的扬声器传声器单元43安装在头枕42内并且被配置成朝向乘客40的头部投射抗噪声信号44。可替代地，在车顶面板46上的安装在车顶上的超声扬声器45朝向乘客40投射抗噪声信号47。扬声器45优选地是发射窄超声束的定向扬声器或扬声器阵列，其可以比在使用全向扬声器时更有效地消除在乘客40处的超声波。在一个实施例中，定向扬声器45包括参量扬声器，所述参量扬声器产生多个超声信号，所述多个超声信号在它们与接收表面即，乘客相互作用时组合即，混合以局部地形成期望的抗噪声信号。图4示出了另一车辆乘客舱50，其具有前座椅51和53提供就座位置1和2和后长条座椅55提供就座位置3、4和5。定向扬声器52与就座位置1对准，并且定向扬声器54与就座位置2对准。后定向扬声器56可以优选地包括子扬声器阵列，其允许其声学输出朝向期望位置例如，转向朝向就座位置4的束57或转向朝向就座位置3的束58。可以根据上述的检测到的座椅占用来确定哪些扬声器是活动的和可操纵束指向哪里。图5中示出了本发明的一种优选方法。在开始时，方法进行到在步骤60中检查车载超波声纳传感器是否是活动的。如果不是，那么在步骤61中执行检查以确定附近是否可能存在其它潜在的超声源。例如，当车辆以低于预定速度操作时，它可以在附近汽车正在发射它们自己的超声声纳脉冲的环境中操作例如，车辆在停车场或在路旁街道上。较高速率的速度可以指示车辆正在高速公路上行驶，在这种情况下，可能不太可能从其它汽车接收到显著的超声能量。如果没有其它潜在的源，那么在步骤62中关闭或保持关闭消除系统，并且方法再次从头开始。如果步骤60或61的结果是肯定的，那么在步骤63中由超声传声器感测进入车内的inbound超声波。在步骤64中将进入车内的超声波的振幅例如，声压级与阈值进行比较。选择阈值以检测超声噪声级是否高到有必要消除。如果振幅不高于阈值，那么返回到步骤60。否则，方法进行到步骤65，其中抗噪声处理器计算用于被占用的就座位置的抗噪声信号。在步骤66中，将抗噪声信号投射到相应位置，使得乘客和或敏感装备接收衰减水平的超声波。根据本发明，提供一种在机动车辆中的设备，所述设备具有：超声传感器，所述超声传感器被设置成感测以大于30kHz进入乘客舱的超声波；抗噪声处理器，所述抗噪声处理器计算适于至少部分地消除在所述舱中的预定位置处的所述超声波的抗噪声信号；以及超声扬声器，所述超声扬声器耦合到所述处理器以将所述抗噪声信号投射到所述预定位置中来衰减在所述预定位置处的所述超声波。根据一个实施例，以上发明的特征还在于放大器，所述放大器耦合在所述处理器与所述扬声器之间以提供优化所述超声波的所述衰减的预定增益。根据一个实施例，所述处理器适于将所述感测到的超声波的振幅与预定阈值进行比较，并且其中如果所述振幅小于所述预定阈值，那么所述处理器禁止所述抗噪声信号。根据一个实施例，所述处理器适于识别对应于缺乏暴露于超声波的可能性的车辆状态，并且其中所述处理器响应于所述识别出的状态而禁止所述抗噪声信号。根据一个实施例，所述车辆状态包括所述车辆上携载的在所述乘客舱的外部的超声发射器的操作状态。根据一个实施例，所述车辆状态包括所述车辆的驾驶状态。根据一个实施例，以上发明的特征还在于补偿器以用于消除由所述超声扬声器投射的所述抗噪声信号对由所述超声传感器感测的超声波的影响。根据一个实施例，以上发明的特征还在于在所述乘客舱中的座椅占用传感器，所述座椅占用传感器向所述处理器提供座椅占用信号以用于确定所述预定位置。根据一个实施例，所述超声扬声器是与所述预定位置对准的定向扬声器。根据一个实施例，所述定向扬声器是参量扬声器。根据本发明，提供一种机动车辆，所述机动车辆具有：乘客舱；遥感系统，所述遥感系统包括被安装用于感测外部物体的超声收发器；超声传声器，所述超声传声器被设置成感测以大于30kHz进入乘客舱的超声波；抗噪声处理器，所述抗噪声处理器计算适于至少部分地消除在所述舱中的预定位置处的所述超声波的抗噪声信号；放大器，所述放大器耦合到所述处理器以用于以预定增益来放大所述抗噪声信号；以及超声扬声器，所述超声扬声器耦合到所述放大器以将所述抗噪声信号投射到所述预定位置中来衰减在所述预定位置处的所述超声波。根据一个实施例，以上发明的特征还在于：在所述舱中的多个乘客座椅；以及在所述乘客舱中的座椅占用感测系统，所述座椅占用感测系统向所述处理器提供座椅占用信号以用于确定所述预定位置。根据一个实施例，所述超声扬声器是与所述预定位置对准的定向扬声器。根据一个实施例，以上发明的特征还在于多个定向扬声器，每个定向扬声器接收适于衰减在相应的乘客座椅处的所述超声波的抗噪声信号。根据一个实施例，所述定向扬声器是参量扬声器。根据本发明，提供一种减少在车辆中的乘客的声学暴露的方法，所述方法具有以下步骤：感测以大于30kHz进入所述车辆的乘客舱的超声波；计算适于至少部分地消除在所述舱中的预定位置处的超声波的超声抗噪声信号；以及将所述超声抗噪声信号投射到所述预定位置中来衰减所述超声波。根据一个实施例，所述投射步骤包括使用与所述预定位置对准的定向扬声器产生聚焦的超声波束。根据一个实施例，所述定向扬声器是参量扬声器。

权利要求：1.一种机动车辆中的设备，所述设备包括：超声传感器，所述超声传感器被设置成感测以大于30kHz进入乘客舱的超声波；抗噪声处理器，所述抗噪声处理器计算适于至少部分地消除在所述舱中的预定位置处的所述超声波的抗噪声信号；以及超声扬声器，所述超声扬声器耦合到所述处理器以将所述抗噪声信号投射到所述预定位置中来衰减在所述预定位置处的所述超声波。2.如权利要求1所述的设备，所述设备还包括放大器，所述放大器耦合在所述处理器与所述扬声器之间以提供优化所述超声波的所述衰减的预定增益。3.如权利要求1所述的设备，其中所述处理器适于将所述感测到的超声波的振幅与预定阈值进行比较，并且其中如果所述振幅小于所述预定阈值，那么所述处理器禁止所述抗噪声信号。4.如权利要求1所述的设备，其中所述处理器适于识别对应于缺乏暴露于超声波的可能性的车辆状态，并且其中所述处理器响应于所述识别出的状态而禁止所述抗噪声信号。5.如权利要求4所述的设备，其中所述车辆状态包括所述车辆上携载的在所述乘客舱的外部的超声发射器的操作状态。6.如权利要求4所述的设备，其中所述车辆状态包括所述车辆的驾驶状态。7.如权利要求1所述的设备，所述设备还包括补偿器以用于消除由所述超声扬声器投射的所述抗噪声信号对由所述超声传感器感测的所述超声波的影响。8.如权利要求1所述的设备，所述设备还包括在所述乘客舱中的座椅占用传感器，所述座椅占用传感器向所述处理器提供座椅占用信号以用于确定所述预定位置。9.如权利要求1所述的设备，其中所述超声扬声器是与所述预定位置对准的定向扬声器。10.如权利要求9所述的设备，其中所述定向扬声器是参量扬声器。11.一种机动车辆，所述机动车辆包括：乘客舱；遥感系统，所述遥感系统包括被安装用于感测外部物体的超声收发器；超声传声器，所述超声传声器被设置成感测以大于30kHz进入乘客舱的超声波；抗噪声处理器，所述抗噪声处理器计算适于至少部分地消除在所述舱中的预定位置处的所述超声波的抗噪声信号；放大器，所述放大器耦合到所述处理器以用于以预定增益来放大所述抗噪声信号；以及超声扬声器，所述超声扬声器耦合到所述放大器以将所述抗噪声信号投射到所述预定位置中来衰减在所述预定位置处的所述超声波。12.如权利要求11所述的车辆，所述车辆还包括：在所述舱中的多个乘客座椅；以及在所述乘客舱中的座椅占用感测系统，所述座椅占用感测系统向所述处理器提供座椅占用信号以用于确定所述预定位置。13.如权利要求11所述的车辆，其中所述超声扬声器是与所述预定位置对准的定向扬声器。14.如权利要求13所述的车辆，所述车辆包括多个定向扬声器，每个定向扬声器接收适于衰减在相应的乘客座椅处的所述超声波的抗噪声信号。15.如权利要求13所述的车辆，其中所述定向扬声器是参量扬声器。

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