DE102019123927A1

DE102019123927A1 - Method and device for making the acoustics of a vehicle tangible

Info

Publication number: DE102019123927A1
Application number: DE102019123927.3A
Authority: DE
Inventors: Tobias Jaensch; Michael Spickenreuther
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2019-09-06
Filing date: 2019-09-06
Publication date: 2021-03-11

Abstract

Es wird eine Vorrichtung (300) zum Erlebbarmachen der Akustik an einer Insassenposition eines Fahrzeugs (100) beschrieben. Die Vorrichtung (300) umfasst ein Modellfahrzeug (200) mit einer Insassenposition für eine Testperson (111) und eine Vielzahl von Schallwandlern (201). Außerdem umfasst die Vorrichtung (300) zumindest ein Mess-Mikrofon (206), das eingerichtet ist, Audio-Messdaten in Bezug auf ein Klangfeld an der Insassenposition des Modellfahrzeugs (200) zu erfassen, und eine Steuereinheit (301). Die Steuereinheit (301) ist eingerichtet, in Abhängigkeit von Audiodaten für ein von einer Komponente des Fahrzeugs (100) erzeugtes Geräusch eine Vielzahl von Steuersignalen für die entsprechende Vielzahl von Schallwandlern (201) zu ermitteln. Des Weiteren ist die Steuereinheit (301) eingerichtet, die Vielzahl von Schallwandlern (201) in Abhängigkeit von der Vielzahl von Steuersignalen anzusteuern, um an der Insassenposition des Modellfahrzeugs (200) ein Klangfeld für das Geräusch der Komponente des Fahrzeugs (100) zu bewirken. Die Steuereinheit (301) ist ferner eingerichtet, die Vielzahl von Steuersignalen in Abhängigkeit von den Audio-Messdaten in Bezug auf das Klangfeld an der Insassenposition des Modellfahrzeugs (200) anzupassen.A device (300) for making the acoustics at an occupant position of a vehicle (100) tangible is described. The device (300) comprises a model vehicle (200) with an occupant position for a test person (111) and a plurality of sound transducers (201). In addition, the device (300) comprises at least one measurement microphone (206), which is set up to record audio measurement data in relation to a sound field at the occupant position of the model vehicle (200), and a control unit (301). The control unit (301) is set up to determine a plurality of control signals for the corresponding plurality of sound transducers (201) as a function of audio data for a noise generated by a component of the vehicle (100). Furthermore, the control unit (301) is set up to control the multiplicity of sound transducers (201) as a function of the multiplicity of control signals in order to produce a sound field for the noise of the component of the vehicle (100) at the occupant position of the model vehicle (200). The control unit (301) is also set up to adapt the plurality of control signals as a function of the audio measurement data in relation to the sound field at the occupant position of the model vehicle (200).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, die es ermöglichen, die von einem Insassen eines Fahrzeugs wahrgenommenen Geräusche für den Insassen erlebbar zu machen.The invention relates to a method and a device which make it possible to make it possible for the occupant to experience the noises perceived by an occupant of a vehicle.

Ein Fahrzeug umfasst unterschiedliche Komponenten, die bei Betrieb des Fahrzeugs Schall erzeugen, der jeweils als Geräusch in der Fahrgastzelle bzw. in dem Innenraum des Fahrzeugs hörbar ist. Ein in der Fahrgastzelle angeordneter Insasse nimmt daher eine Überlagerung von Geräuschen wahr, die von unterschiedlichen Komponenten des Fahrzeugs bewirkt werden. Beispielhafte geräuscherzeugende Komponenten sind: eine Klimaanlage, ein Lüfter, ein Scheibenwischer, ein Antriebsmotor, eine Kupplung, ein Getriebe, etc. Die von den einzelnen Komponenten des Fahrzeugs erzeugten Geräusche überlagern sich ferner mit Fahrgeräuschen, die z.B. durch das Abrollen der Räder auf einer Fahrbahn und/oder durch Fahrtwind generiert werden.A vehicle comprises different components which, when the vehicle is in operation, generate sound that can be heard as a noise in the passenger compartment or in the interior of the vehicle. An occupant arranged in the passenger compartment therefore perceives a superimposition of noises which are caused by different components of the vehicle. Examples of noise-generating components are: an air conditioning system, a fan, a windshield wiper, a drive motor, a clutch, a gearbox, etc. The noises generated by the individual components of the vehicle are also superimposed on driving noises, for example caused by the wheels rolling on a roadway and / or generated by the airstream.

Das Gesamtgeräusch des Fahrzeugs, das sich für einen Insassen bei einer Fahrt des Fahrzeugs ergibt, kann häufig erst dann zuverlässiger bestimmt werden, wenn das Fahrzeug bereits entwickelt und gefertigt wurde. Änderung an der Akustik des Fahrzeugs sind zu so einem derart späten Zeitpunkt des Entwicklungsprozesses meist gar nicht mehr oder nur mit einem relativ hohen Aufwand möglich.The overall noise of the vehicle that results for an occupant when driving the vehicle can often only be determined more reliably when the vehicle has already been developed and manufactured. At such a late point in the development process, changes to the acoustics of the vehicle are usually no longer possible or only possible with relatively great effort.

Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, die in einem Fahrzeug hörbaren Geräusche bereits zu einem relativ frühen Zeitpunkt des Entwicklungsprozesses des Fahrzeugs in zuverlässiger und effizienter Weise für eine Testperson erlebbar zu machen bzw. zu simulieren, insbesondere um die Entwicklungskosten eines neuen Fahrzeugtyps und/oder einer neuen Fahrzeugkomponente zu reduzieren.The present document deals with the technical task of making the noises audible in a vehicle already at a relatively early point in the development process of the vehicle in a reliable and efficient way for a test person to experience or simulate, in particular to assess the development costs of a new vehicle type and / or a new vehicle component.

Die Aufgabe wird durch jeden der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.The problem is solved by each of the independent claims. Advantageous embodiments are described, inter alia, in the dependent claims. It is pointed out that additional features of a patent claim dependent on an independent patent claim without the features of the independent patent claim or only in combination with a subset of the features of the independent patent claim can form a separate invention independent of the combination of all features of the independent patent claim, which can be made the subject of an independent claim, a divisional application or a subsequent application. This applies equally to technical teachings described in the description, which can form an invention that is independent of the features of the independent patent claims.

Gemäß einem Aspekt wird eine Vorrichtung zur Simulation und/oder zum Erlebbarmachen der Akustik an einer Insassenposition eines Fahrzeugs (insbesondere eines (Straßen-) Kraftfahrzeugs, etwa eines Personenkraftwagens oder eines Lastkraftwagens oder eines Busses oder eines Motorrads) beschrieben. Insbesondere kann die Vorrichtung ausgebildet sein, für eine Testperson eine Immersion in die Akustik an der Insassenposition des Fahrzeugs zu ermöglichen. Die Vorrichtung kann darauf ausgelegt sein, die Geräusche an der Insassenposition eines Fahrzeugs für eine Testperson innerhalb der Vorrichtung, insbesondere innerhalb des Modellfahrzeugs der Vorrichtung, hörbar zu machen.According to one aspect, a device for simulating and / or making the acoustics tangible at an occupant position of a vehicle (in particular a (road) motor vehicle, for example a passenger car or a truck or a bus or a motorcycle) is described. In particular, the device can be designed to enable a test person to be immersed in the acoustics at the occupant position of the vehicle. The device can be designed to make the noises at the occupant position of a vehicle audible for a test person within the device, in particular within the model vehicle of the device.

Die Vorrichtung umfasst ein Modellfahrzeug mit einer Insassenposition (z.B. mit einer Fahrerposition) für eine Testperson. Das Modellfahrzeug kann einen dem Fahrzeug entsprechenden und/oder angenäherten Aufbau aufweisen. Alternativ oder ergänzend kann das Modellfahrzeug die Karosserie und/oder den Aufbau eines Kraftfahrzeugs aufweisen. Dabei kann das Modellfahrzeug insbesondere einen Innenraum bzw. eine Fahrgastzelle aufweisen, die einer Nachbildung bzw. einer Kopie des Innenraums eines Kraftfahrzeugs entspricht.The device comprises a model vehicle with an occupant position (e.g. with a driver position) for a test person. The model vehicle can have a structure that corresponds to and / or approximates the vehicle. As an alternative or in addition, the model vehicle can have the body and / or the structure of a motor vehicle. The model vehicle can in particular have an interior or a passenger cell which corresponds to a replica or a copy of the interior of a motor vehicle.

Außerdem umfasst die Vorrichtung eine Vielzahl von Schallwandlern (z.B. Lautsprecher und/oder Körperschallwandler). Beispielsweise können 100 oder mehr, oder 200 oder mehr Schallwandler in der Vorrichtung verbaut sein. Die einzelnen Schallwandler können dabei an unterschiedlichen Stellen des Modellfahrzeugs angeordnet sein. Des Weiteren können die Schallwandler jeweils eingerichtet sein, Schall (insbesondere akustischen Schall und/oder Körperschall) zu generieren. Ferner können die Schallwandler zumindest teilweise unterschiedliche (hörbare oder spürbare) Frequenzbereiche abdecken.In addition, the device comprises a large number of sound transducers (e.g. loudspeakers and / or structure-borne sound transducers). For example, 100 or more, or 200 or more sound transducers can be built into the device. The individual sound transducers can be arranged at different points on the model vehicle. Furthermore, the sound transducers can each be set up to generate sound (in particular acoustic sound and / or structure-borne sound). Furthermore, the sound transducers can at least partially cover different (audible or perceptible) frequency ranges.

Die Vorrichtung umfasst ferner zumindest ein Mess-Mikrofon (insbesondere zumindest ein Mikrofon-Array), das eingerichtet ist, Audio-Messdaten in Bezug auf ein Klangfeld an der Insassenposition des Modellfahrzeugs zu erfassen.The device further comprises at least one measuring microphone (in particular at least one microphone array) which is set up to record audio measuring data in relation to a sound field at the occupant position of the model vehicle.

Des Weiteren umfasst die Vorrichtung eine Steuereinheit, die eingerichtet ist, in Abhängigkeit von Audiodaten für ein von einer Komponente des Fahrzeugs erzeugtes Geräusch eine Vielzahl von Steuersignalen für die entsprechende Vielzahl von Schallwandlern zu ermitteln. Dabei kann für jeden Schallwandler ein Steuersignal ermittelt werden, wobei das Steuersignal das Audiosignal bzw. den Schall beschreibt, das bzw. der von dem Schallwandler zu erzeugen ist. Beispielhafte Geräusch-erzeugende Komponenten sind: eine Klimaanlage, ein Lüfter, ein Antriebsmotor, eine mechatronische Komponente, ein Fahrzeugreifen, etc.Furthermore, the device comprises a control unit which is set up to determine a plurality of control signals for the corresponding plurality of sound transducers as a function of audio data for a noise generated by a component of the vehicle. A control signal can be determined for each sound transducer, the control signal describing the audio signal or the sound that is to be generated by the sound transducer. Exemplary noise-generating components are: an air conditioning system, a fan, a drive motor, a mechatronic component, a vehicle tire, etc.

Die Audiodaten können ein Ziel-Klangfeld des Geräusches der Komponente an der Insassenposition des Fahrzeugs beschreiben (z.B. in einem Ambisonics-Format). Dabei kann das Ziel-Klangfeld an einem tatsächlichen Fahrzeug und/oder an einer tatsächlichen Komponente (während des Betriebs der Komponente) erfasst worden sein. Alternativ oder ergänzend kann das Ziel-Klangfeld synthetisch erzeugt worden sein (z.B. als Zielvorgabe für die Entwicklung einer Komponente). Alternativ oder ergänzend kann das Ziel-Klangfeld teilweise oder vollständig durch ein (ggf. hybrides) Simulationsverfahren erzeugen werden. Beispielsweise kann das Ziel-Klangfeld aus einer Kombination aus der tatsächlichen akustischen Messung der Geräusche einer Komponente und ein oder mehreren simulierten Transferpfaden ermittelt werden.The audio data can describe a target sound field of the noise of the component at the occupant position of the vehicle (for example in an Ambisonics format). The target sound field may have been recorded on an actual vehicle and / or on an actual component (during operation of the component). As an alternative or in addition, the target sound field can have been generated synthetically (for example as a target specification for the development of a component). Alternatively or in addition, the target sound field can be generated partially or completely by a (possibly hybrid) simulation method. For example, the target sound field can be determined from a combination of the actual acoustic measurement of the noise of a component and one or more simulated transfer paths.

Die Steuereinheit ist ferner eingerichtet, die Vielzahl von Schallwandlern in Abhängigkeit von der Vielzahl von Steuersignalen anzusteuern, um an der Insassenposition des Modellfahrzeugs ein Klangfeld für das Geräusch der Komponente des Fahrzeugs zu bewirken. Das tatsächliche (Ist-) Klangfeld an der Insassenposition des Modellfahrzeugs kann dabei von dem Ziel-Klangfeld an der Insassenposition des Fahrzeugs abweichen.The control unit is further configured to control the plurality of sound transducers as a function of the plurality of control signals in order to produce a sound field for the noise of the component of the vehicle at the occupant position of the model vehicle. The actual (actual) sound field at the occupant position of the model vehicle can deviate from the target sound field at the occupant position of the vehicle.

Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, die Vielzahl von Steuersignalen in Abhängigkeit von den Audio-Messdaten in Bezug auf das Klangfeld an der Insassenposition des Modellfahrzeugs anzupassen. Insbesondere kann die Steuereinheit eingerichtet sein, die Vielzahl von Steuersignalen derart in Abhängigkeit von den Audio-Messdaten anzupassen, insbesondere durch Anpassung eines Pegels und/oder eines Spektrums, dass der Wert eines Abstandsmaßes (z.B. einer mittleren quadratischen Abweichung) zwischen dem Klangfeld an der Insassenposition des Modellfahrzeugs und dem Ziel-Klangfeld reduziert, insbesondere minimiert, wird. Zu diesem Zweck kann eine Kontroll- bzw. Regelschleife verwendet werden, bei der wiederholt, insbesondere periodisch, die Vielzahl von Steuersignalen in Abhängigkeit von den jeweils aktuellen Audio-Messdaten angepasst wird.The control unit can be set up to adapt the plurality of control signals as a function of the audio measurement data in relation to the sound field at the occupant position of the model vehicle. In particular, the control unit can be set up to adapt the plurality of control signals as a function of the audio measurement data, in particular by adapting a level and / or a spectrum, so that the value of a distance measure (e.g. a mean square deviation) between the sound field at the occupant position of the model vehicle and the target sound field is reduced, in particular minimized. For this purpose, a control or regulating loop can be used in which the multiplicity of control signals is repeatedly, in particular periodically, adapted as a function of the respective current audio measurement data.

Die Vorrichtung ermöglicht es somit, in präziser und realistischer Weise die Wahrnehmung eines Geräusches an der Insassenposition eines (tatsächlichen) Fahrzeugs an der Insassenposition eines Modellfahrzeugs nachzubilden. So können die Entwicklungskosten in Bezug auf die Akustik eines Fahrzeugs reduziert werden, da Akustiktests an der (Simulations- und/oder Immersions-) Vorrichtung durchgeführt werden können (und nicht in einem tatsächlichen Fahrzeug durchgeführt werden müssen).The device thus makes it possible to simulate the perception of a noise at the occupant position of an (actual) vehicle at the occupant position of a model vehicle in a precise and realistic manner. The development costs with regard to the acoustics of a vehicle can thus be reduced, since acoustic tests can be carried out on the (simulation and / or immersion) device (and do not have to be carried out in an actual vehicle).

Die Audiodaten können die Position der Schallquelle für das Geräusch der Komponente des Fahrzeugs relativ zu der Insassenposition des Fahrzeugs anzeigen. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, die Vielzahl von Steuersignalen derart in Abhängigkeit von den Audio-Messdaten anzupassen, dass das Klangfeld von einer Testperson an der Insassenposition des Modellfahrzeugs als von der Position der Schallquelle kommend wahrgenommen wird. So kann die Güte des simulierten Klangfelds weiter erhöht werden.The audio data may indicate the position of the sound source for the sound of the component of the vehicle relative to the occupant position of the vehicle. The control unit can be set up to adapt the plurality of control signals as a function of the audio measurement data in such a way that the sound field is perceived by a test person at the occupant position of the model vehicle as coming from the position of the sound source. In this way, the quality of the simulated sound field can be further increased.

Die Vielzahl von Schallwandlern kann in N unterschiedlichen Ebenen entlang einer Höhenachse des Modellfahrzeugs angeordnet sein, mit N>1, insbesondere N>5 (z.B. N=6). Alternativ oder ergänzend kann die Vielzahl von Schallwandlern in M unterschiedlichen Spalten und/oder Zeilen entlang einer Längsachse und/oder einer Querachse des Modellfahrzeugs angeordnet sein, mit M>1, insbesondere M>10. So können in zuverlässiger und flexibler Weise komplexe Klangfelder an der Insassenposition des Modellfahrzeugs erzeugt werden.The plurality of sound transducers can be arranged in N different planes along a height axis of the model vehicle, with N> 1, in particular N> 5 (e.g. N = 6). Alternatively or additionally, the plurality of sound transducers can be arranged in M different columns and / or rows along a longitudinal axis and / or a transverse axis of the model vehicle, with M> 1, in particular M> 10. In this way, complex sound fields can be generated at the occupant position of the model vehicle in a reliable and flexible manner.

Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, die Vielzahl von Steuersignalen mittels einer Methode zur Wellenfeldsynthese von Wellenfeldern in den N unterschiedlichen Ebenen zu ermitteln. Die Verwendung einer Wellenfeldsynthese ermöglicht es, die Klangfelder an der Insassenposition des Modellfahrzeugs in besonders präziser Weise zu erzeugen.The control unit can be set up to determine the plurality of control signals by means of a method for wave field synthesis of wave fields in the N different planes. The use of wave field synthesis makes it possible to generate the sound fields at the occupant position of the model vehicle in a particularly precise manner.

Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, eine Mehrzahl von Audiodaten für die von einer entsprechenden Mehrzahl von Komponenten des Fahrzeugs erzeugten Geräusche zu ermitteln (z.B. aus einer Speichereinheit der Vorrichtung auszulesen). Die Vielzahl von Steuersignalen kann dann auf Basis der Mehrzahl von Audiodaten ermittelt werden, um an der Insassenposition des Modellfahrzeugs ein Klangfeld für eine Überlagerung der Geräusche der Mehrzahl von Komponenten des Fahrzeugs zu erzeugen. Dabei kann die Zusammensetzung der Mehrzahl von Komponenten ggf. flexibel angepasst werden. Durch die Überlagerung der Geräusche von unterschiedlichen Komponenten des Fahrzeugs können in effizienter Weise Maskierungseffekte analysiert werden.The control unit can be set up to determine a plurality of audio data for the noises generated by a corresponding plurality of components of the vehicle (e.g. to read out from a storage unit of the device). The plurality of control signals can then be determined on the basis of the plurality of audio data in order to generate a sound field for superimposing the noises of the plurality of components of the vehicle at the occupant position of the model vehicle. The composition of the plurality of components can be flexibly adapted if necessary. By superimposing the noises from different components of the vehicle, masking effects can be analyzed in an efficient manner.

Die Vorrichtung kann eine Benutzerschnittstelle für eine Testperson umfassen. Die Benutzerschnittstelle kann z.B. einen (berührungsempfindlichen) Bildschirm umfassen. Des Weiteren kann die Benutzerschnittstelle ein Bedienelement für Eingaben der Testperson umfassen. Die Benutzerschnittstelle kann z.B. als Software-Applikation auf einem Anwendergerät (z.B. einem Tablet PC) implementiert sein.The device can comprise a user interface for a test person. The user interface can for example comprise a (touch-sensitive) screen. Furthermore, the user interface can comprise an operating element for inputs by the test person. The user interface can, for example, be implemented as a software application on a user device (e.g. a tablet PC).

Die Benutzerschnittstelle kann ausgebildet sein, es der Testperson zu ermöglichen, die ein oder mehreren Komponenten des Fahrzeugs auszuwählen, für die an der Insassenposition des Modellfahrzeugs ein Klangfeld erzeugt werden soll. Dabei können ggf. beliebige Kombinationen von Komponenten ermöglicht werden, um in komfortabler Weise unterschiedliche Geräusch-Kombinationen zu simulieren. Alternativ oder ergänzend kann die Benutzerschnittstelle ausgebildet sein, es der Testperson zu ermöglichen, zwischen unterschiedlichen Varianten des von einer Komponente des Fahrzeugs erzeugten Geräusches zu wechseln. So können in effizienter Weise unterschiedliche Varianten einer Komponente in Bezug auf die Akustik der jeweiligen Variante analysiert werden. Durch die Bereitstellung einer derartigen Benutzerschnittstelle kann die Akustik eines Fahrzeugs in besonders komfortabler Weise analysiert werden.The user interface can be designed to enable the test person to select the one or more components of the vehicle for which the occupant position of the Model vehicle a sound field is to be generated. Any combination of components can possibly be made possible in order to simulate different noise combinations in a comfortable manner. Alternatively or in addition, the user interface can be designed to enable the test person to switch between different variants of the noise generated by a component of the vehicle. In this way, different variants of a component can be analyzed efficiently with regard to the acoustics of the respective variant. By providing such a user interface, the acoustics of a vehicle can be analyzed in a particularly convenient manner.

Das Fahrzeug, dessen Akustik simuliert werden soll, kann einen Innenraum aufweisen, in dem die Insassenposition des Fahrzeugs angeordnet ist. Der Innenraum des Fahrzeugs kann zumindest ein Fenster (z.B. eine Windschutzscheibe oder ein Seitenfenster) aufweisen, durch das ein Insasse des Fahrzeugs ein Umfeld des Fahrzeugs sehen kann. In entsprechender Weise kann das Modellfahrzeug einen dem Fahrzeug entsprechenden Innenraum aufweisen, in dem die Insassenposition des Modellfahrzeugs angeordnet ist. Der Innenraum des Modellfahrzeugs kann (anstelle eines Fensters) einen Bildschirm zur Wiedergabe eines Videos umfassen. Durch die Wiedergabe eines Videos, insbesondere eines Videos für ein Fahrzeugumfeld, kann die Güte der Simulation und/oder der Immersion innerhalb des Modellfahrzeugs weiter erhöht werden.The vehicle, the acoustics of which is to be simulated, can have an interior space in which the occupant position of the vehicle is arranged. The interior of the vehicle can have at least one window (e.g. a windshield or a side window) through which an occupant of the vehicle can see the surroundings of the vehicle. In a corresponding manner, the model vehicle can have an interior space corresponding to the vehicle, in which the occupant position of the model vehicle is arranged. The interior of the model vehicle can (instead of a window) comprise a screen for displaying a video. By playing back a video, in particular a video for a vehicle environment, the quality of the simulation and / or the immersion within the model vehicle can be further increased.

Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, ein Video für ein Fahrzeugumfeld auf dem Bildschirm wiederzugeben, das mit dem durch die Vielzahl von Schallwandlern erzeugten Klangfeld synchronisiert ist. Zu diesem Zweck kann die Steuereinheit eingerichtet sein, Geschwindigkeitsinformation in Bezug auf eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu ermitteln, für die das Klangfeld an der Insassenposition des Modellfahrzeugs erzeugt wird. Das Video kann dann in Abhängigkeit von der Geschwindigkeitsinformation wiedergegeben werden, insbesondere derart, dass das in dem Video dargestellte Fahrzeugumfeld mit der Fahrgeschwindigkeit an einem Betrachter des Bildschirms vorüberzieht. Durch die bildliche Unterstützung einer Akustiksimulation kann die Realitätsnähe der akustischen Wahrnehmung für eine Testperson an der Insassenposition des Modellfahrzeugs weiter erhöht werden.The control unit can be set up to reproduce a video for a vehicle environment on the screen, which video is synchronized with the sound field generated by the plurality of sound transducers. For this purpose, the control unit can be set up to determine speed information in relation to a driving speed of the vehicle, for which the sound field is generated at the occupant position of the model vehicle. The video can then be reproduced as a function of the speed information, in particular in such a way that the vehicle surroundings shown in the video pass by a viewer of the screen at the driving speed. The visual support of an acoustic simulation can further increase the realism of the acoustic perception for a test person at the occupant position of the model vehicle.

Das Video kann im Vorfeld für eine Fahrt des Fahrzeugs erfasst worden sein. Alternativ oder ergänzend kann das Video zumindest teilweise simuliert werden. Insbesondere kann das Video in Abhängigkeit von der Geschwindigkeitsinformation angepasst werden. Beispielsweise kann die Erzeugung des Videos über einen Video-Game-Engine in Echtzeit in Abhängigkeit von der Geschwindigkeitsinformation erfolgen. Das Video kann dabei in Abhängigkeit von ein oder mehreren Randbedingungen errechnet werden. Beispielhafte Randbedingungen sind: „Dauer der Fahrt“, „Start- und Endgeschwindigkeit“ bei einer Beschleunigung, eine „virtuelle Kameraposition“, welche „Landschaft“ soll dargestellt werden, etc. So kann ein Video flexibel und effizient an unterschiedliche Fahrsituationen angepasst werden.The video can have been recorded in advance for a journey of the vehicle. Alternatively or in addition, the video can be simulated at least partially. In particular, the video can be adapted as a function of the speed information. For example, the video can be generated in real time via a video game engine as a function of the speed information. The video can be calculated depending on one or more boundary conditions. Exemplary boundary conditions are: “Duration of the journey”, “Start and end speed” when accelerating, a “virtual camera position”, which “landscape” is to be displayed, etc. In this way, a video can be flexibly and efficiently adapted to different driving situations.

Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, ein akustisches Modell für einen Fahrzeugtyp des zu simulierenden Fahrzeugs zu ermitteln. Das akustische Modell kann z.B. aus einer Mehrzahl von akustischen Modellen für eine entsprechende Mehrzahl von Fahrzeugtypen ausgewählt werden. Die ein oder mehreren unterschiedlichen akustischen Modelle können z.B. auf einer Speichereinheit der Vorrichtung gespeichert sein.The control unit can be set up to determine an acoustic model for a vehicle type of the vehicle to be simulated. For example, the acoustic model can be selected from a plurality of acoustic models for a corresponding plurality of vehicle types. The one or more different acoustic models can be stored, for example, on a storage unit of the device.

Das akustische Modell für den Fahrzeugtyp des zu simulierenden Fahrzeugs kann Unterschiede in Bezug auf die Ausbreitung von Schall in dem zu simulierenden Fahrzeug und der Ausbreitung von Schall in dem Modellfahrzeug beschreiben. Das akustische Modell kann z.B. auf Basis von Computer-basierten Simulationen ermittelt worden sein (z.B. auf Basis von Computer Aided Design (CAD) Daten in Bezug auf das zu simulierende Fahrzeug). Alternativ oder ergänzend kann das akustische Modell anhand von Messungen an dem zu simulierenden Fahrzeug ermittelt worden sein. Beispielsweise kann das akustische Modell ein oder mehrere simulationsbasierte Transferpfade umfassen. Ein derart simulationsbasiertes akustisches Modell kann mit einer Realmessung von Geräuschen einer Komponente kombiniert werden. So können in hybrider Weise real gemessene Geräusche mit einem simulierten akustischen Modell kombiniert werden, um akustische Effekte in dem Modellfahrzeug 3-dimensional erlebbar zu machen.The acoustic model for the vehicle type of the vehicle to be simulated can describe differences in relation to the propagation of sound in the vehicle to be simulated and the propagation of sound in the model vehicle. The acoustic model can, for example, have been determined on the basis of computer-based simulations (e.g. on the basis of Computer Aided Design (CAD) data in relation to the vehicle to be simulated). As an alternative or in addition, the acoustic model can have been determined on the basis of measurements on the vehicle to be simulated. For example, the acoustic model can comprise one or more simulation-based transfer paths. Such a simulation-based acoustic model can be combined with a real measurement of the noises of a component. Really measured noises can be combined in a hybrid way with a simulated acoustic model in order to make acoustic effects tangible in the model vehicle in three dimensions.

Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, die Vielzahl von Steuersignalen in Abhängigkeit von dem akustischen Modell zu ermitteln. So kann die Güte des Klangfelds an der Insassenposition des Modellfahrzeugs weiter erhöht werden. Insbesondere kann es so in effizienter Weise ermöglicht werden, die Simulations- bzw. Immersionsvorrichtung (ohne bauliche Anpassungen) für die Simulation und/oder die Erlebbarmachung der Akustik von unterschiedliche Fahrzeugtypen zu verwenden.The control unit can be set up to determine the multiplicity of control signals as a function of the acoustic model. In this way, the quality of the sound field at the occupant position of the model vehicle can be further increased. In particular, it can thus be made possible in an efficient manner to use the simulation or immersion device (without structural adaptations) for the simulation and / or making it possible to experience the acoustics of different vehicle types.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Simulation und/oder zur Erlebbarmachung der Akustik an einer Insassenposition eines Fahrzeugs mittels einer in diesem Dokument beschriebenen Simulations- und/oder Immersionsvorrichtung beschrieben. Das Verfahren umfasst das Ermitteln, in Abhängigkeit von Audiodaten für ein von einer Komponente des Fahrzeugs erzeugtes Geräusch, einer Vielzahl von Steuersignalen für die entsprechende Vielzahl von Schallwandlern der Simulationsvorrichtung. Des Weiteren umfasst das Verfahren das Betreiben der Vielzahl von Schallwandlern in Abhängigkeit von der Vielzahl von Steuersignalen, um an der Insassenposition des Modellfahrzeugs der Simulations- und/oder Immersionsvorrichtung ein Klangfeld für das Geräusch der Komponente des Fahrzeugs zu bewirken. Das Verfahren umfasst ferner das Erfassen von Audio-Messdaten in Bezug auf das Klangfeld an der Insassenposition des Modellfahrzeugs mittels eines Mess-Mikrofons der Simulations- und/oder Immersionsvorrichtung. Außerdem umfasst das Verfahren das Anpassen der Vielzahl von Steuersignalen in Abhängigkeit von den Audio-Messdaten. Die Schritte des Verfahrens können dabei iterativ wiederholt werden, um das Ist-Klangfeld an der Insassenposition des Modellfahrzeugs an ein durch die Audiodaten vorgegebenes Ziel-Klangfeld anzunähern.According to a further aspect, a method for simulating and / or making the acoustics tangible at an occupant position of a vehicle by means of a simulation and / or immersion device described in this document is described. The method comprises determining, as a function of audio data for a noise generated by a component of the vehicle, a plurality of control signals for the corresponding one Variety of sound transducers of the simulation device. The method further comprises operating the plurality of sound transducers as a function of the plurality of control signals in order to produce a sound field for the noise of the component of the vehicle at the occupant position of the model vehicle of the simulation and / or immersion device. The method further comprises the acquisition of audio measurement data in relation to the sound field at the occupant position of the model vehicle by means of a measurement microphone of the simulation and / or immersion device. In addition, the method comprises the adaptation of the multiplicity of control signals as a function of the audio measurement data. The steps of the method can be repeated iteratively in order to approximate the actual sound field at the occupant position of the model vehicle to a target sound field specified by the audio data.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.According to a further aspect, a software (SW) program is described. The SW program can be set up to be executed on a processor and thereby to execute the method described in this document.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.According to a further aspect, a storage medium is described. The storage medium can comprise a software program which is set up to be executed on a processor and thereby to execute the method described in this document.

Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.It should be noted that the methods, devices and systems described in this document can be used both alone and in combination with other methods, devices and systems described in this document. Furthermore, any aspects of the methods, devices and systems described in this document can be combined with one another in diverse ways. In particular, the features of the claims can be combined with one another in diverse ways.

Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen

1a ein beispielhaftes Testfahrzeug zur Erfassung von Audio- und/oder Bildsignalen;
1b eine beispielhafte Wiedergabe von Audiosignalen über einen Kopfhörer;
2a und 2b ein beispielhaftes Modellfahrzeug zur Simulation und/oder zum Erlebbarmachen der Akustik im Innenraum eines Fahrzeugs;
3 beispielhafte Komponenten einer Simulations- und/oder Immersionsvorrichtung zur Simulation bzw. zum Erlebbarmachen der Akustik im Innenraum eines Fahrzeugs; und
4 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Simulation und/oder zum Erlebbarmachen der Akustik im Innenraum eines Fahrzeugs.

The invention is described in more detail below on the basis of exemplary embodiments. Show it

1a an exemplary test vehicle for capturing audio and / or image signals;
1b an exemplary reproduction of audio signals via headphones;
2a and 2 B an exemplary model vehicle for simulating and / or making the acoustics in the interior of a vehicle tangible;
3 exemplary components of a simulation and / or immersion device for simulating or making the acoustics in the interior of a vehicle tangible; and
4th a flowchart of an exemplary method for simulating and / or making the acoustics in the interior of a vehicle tangible.

Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der präzisen und effizienten Simulation der Akustik im Innenraum eines Fahrzeugs. In diesem Zusammenhang zeigt 1a ein beispielhaftes Testfahrzeug 100, das ein oder mehrere Mikrofone 103, insbesondere ein oder mehrere Mikrofon-Arrays, umfasst, die im Innenraum 105 des Testfahrzeugs 100 angeordnet sind. Dabei können die ein oder mehreren Mikrofone 103 zumindest teilweise an der Position eines Ohrs eines Insassen des Fahrzeugs 100 angeordnet sein. Insbesondere können die ein oder mehrere Mikrofone 103 an zumindest einer Insassenposition (z.B. der Fahrerposition) des Testfahrzeugs 100 angeordnet sein. Die von den ein oder mehreren Mikrofonen 103 erfassten Audiosignale geben somit die Geräusche wieder, die ein Insasse bei Betrieb des Testfahrzeugs 100 wahrnimmt. Die von den ein oder mehreren Mikrofonen 103 erfassten Audiosignale können von einer Steuereinheit 101 des Testfahrzeugs 100 auf einer Speichereinheit 104 gespeichert werden. Insbesondere können dabei Audiodaten gespeichert werden, die das Klangfeld an der Insassenposition des Testfahrzeugs 100 beschreibt. Das Klangfeld kann dabei ein einem Ambisonics Format beschrieben werden.As stated at the beginning, this document deals with the precise and efficient simulation of the acoustics in the interior of a vehicle. In this context shows 1a an exemplary test vehicle 100 that has one or more microphones 103 , in particular one or more microphone arrays, which in the interior 105 of the test vehicle 100 are arranged. The one or more microphones 103 at least partially at the position of an ear of an occupant of the vehicle 100 be arranged. In particular, the one or more microphones 103 at at least one occupant position (for example the driver's position) of the test vehicle 100 be arranged. The one or more microphones 103 The recorded audio signals thus reproduce the noises that an occupant makes when the test vehicle is in operation 100 perceives. The one or more microphones 103 captured audio signals can be from a control unit 101 of the test vehicle 100 on a storage device 104 get saved. In particular, audio data can be stored that reflect the sound field at the occupant position of the test vehicle 100 describes. The sound field can be described in an ambisonics format.

Des Weiteren kann das Testfahrzeug 100 ein oder mehrere Kameras 102 umfassen, die eingerichtet sind, Bilddaten (insbesondere ein Video) in Bezug auf das Umfeld des Testfahrzeugs 100 zu erfassen. Dabei können die Bilddaten z.B. die Sicht des Insassen des Testfahrzeugs 100 durch die Windschutzscheibe oder durch eine Seitenscheibe des Testfahrzeugs 100 wiedergeben. Die Bilddaten können auf der Speichereinheit 104 gespeichert werden. Dabei können die Bilddaten synchron mit den Audiodaten erfasst werden, um zu bewirken, dass die Bilddaten und die Audiodaten wiedergeben, was der Insasse an bestimmten Zeitpunkten während des Betriebs des Testfahrzeugs 100 gleichzeitig sieht und hört.Furthermore, the test vehicle can 100 one or more cameras 102 which are set up to include image data (in particular a video) in relation to the surroundings of the test vehicle 100 capture. The image data can, for example, show the view of the occupant of the test vehicle 100 through the windshield or through a side window of the test vehicle 100 reproduce. The image data can be stored on the storage unit 104 get saved. In this case, the image data can be acquired synchronously with the audio data in order to have the image data and the audio data reproduce what the occupant does at certain times during the operation of the test vehicle 100 sees and hears at the same time.

Die mittels eines Testfahrzeugs 100 erfassten Audiodaten können, wie in 1b dargestellt, über einen Kopfhöher 110 in einem Testlabor an eine Testperson 111 wiedergegeben werden. Dabei können Techniken der binauralen Audiowiedergabe verwendet werden, um der Testperson 111 einen korrekten räumlichen Eindruck von den Geräuschen in dem Testfahrzeug 100 zu geben. Trotz Verwendung einer räumlichen Wiedergabe von Audiodaten hat sich jedoch gezeigt, dass die Wiedergabe von Audiodaten über einen Kopfhöher 110 für eine Testperson 111 relativ abstrakt ist, und die Testperson 111 daher keinen realistischen Eindruck von der Akustik des Innenraums 105 des Testfahrzeugs 100 erhält. Des Weiteren ermöglicht die Wiederhabe über einen Kopfhörer 110 typischerweise nicht die Verwendung einer iterativen Korrekturschleife (wie in diesem Dokument beschrieben), so dass die Wiederhabe über einen Kopfhörer 110 meist eine reduzierte Güte aufweist (im Vergleich zu der in diesem Dokument beschriebenen Wiedergabe in einem Modellfahrzeug).The by means of a test vehicle 100 captured audio data can, as in 1b shown, over a headset 110 in a test laboratory to a test person 111 be reproduced. Techniques of binaural audio playback can be used to convey the test subject 111 a correct spatial impression of the noises in the test vehicle 100 to give. Despite the use of spatial reproduction of audio data, it has been shown, however, that the reproduction of audio data via a headphone 110 for a test person 111 is relatively abstract, and the test person 111 therefore no realistic impression of the acoustics of the interior 105 of the test vehicle 100 receives. It can also be played back via headphones 110 typically does not involve the use of an iterative correction loop (as described in this document), allowing replay through headphones 110 mostly has a reduced quality (compared to the reproduction in a model vehicle described in this document).

2a und 2b zeigen ein beispielhaftes Modellfahrzeug 200, das insbesondere einen Innenraum 205 mit ein oder mehreren Insassenpositionen aufweist, wobei der Innenraum eine realitätsnahe Rekonstruktion des Innenraums 105 eines tatsächlichen Fahrzeugs 100 (z.B. des Testfahrzeugs aus 1a) ist. Das Modellfahrzeug 200 kann z.B. die Karosserie und/oder die Innenraumausstattung eines echten Fahrzeugs 100 aufweisen. Beispielsweise kann das Modellfahrzeug 200 ein echtes Fahrzeug 100 sein (ggf. ohne Komponenten für den Antrieb des Fahrzeugs 100). 2a and 2 B show an exemplary model vehicle 200 , in particular an interior 205 with one or more occupant positions, the interior being a realistic reconstruction of the interior 105 of an actual vehicle 100 (e.g. of the test vehicle 1a) is. The model vehicle 200 can for example be the body and / or the interior of a real vehicle 100 exhibit. For example, the model vehicle 200 a real vehicle 100 (possibly without components for driving the vehicle 100 ).

Das Modellfahrzeug 200 umfasst eine Vielzahl von Schallwandlern 201, insbesondere Lautsprecher und/oder Körperschallwandler, die jeweils eingerichtet sind, Schall zu emittieren. Die Schallwandler 201 können dabei in mehreren Ebenen 203 entlang der Höhenachse des Modellfahrzeugs 200 angeordnet sein. Alternativ oder ergänzend können die Schallwandler 201 in mehreren Zeilen und/oder Spalten 204 entlang der Längsachse und/oder der Querachse des Modellfahrzeugs 200 angeordnet sein. Die einzelnen Schallwandler 201 können dabei ggf. unterschiedliche Frequenzbereiche (im hörbaren Bereich) abdecken, z.B. relativ tiefe Frequenzen, mittlere Frequenzen und/oder relativ hohe Frequenzen.The model vehicle 200 includes a variety of transducers 201 , in particular loudspeakers and / or structure-borne sound converters, which are each set up to emit sound. The transducers 201 can be done in several levels 203 along the height axis of the model vehicle 200 be arranged. Alternatively or in addition, the sound transducers 201 in several rows and / or columns 204 along the longitudinal axis and / or the transverse axis of the model vehicle 200 be arranged. The individual transducers 201 can cover different frequency ranges (in the audible range), for example relatively low frequencies, medium frequencies and / or relatively high frequencies.

Des Weiteren kann das Modellfahrzeug 200 an der Stelle von ein oder mehreren Fenstern des Modellfahrzeug 200 ein oder mehrere Bildschirme 202 (z.B. in Form eines Projektors) umfassen, die jeweils eingerichtet sind, Bilddaten (insbesondere ein Video) wiederzugeben, z.B. um das Umfeld eines Fahrzeugs 100 bei einer Fahrt des Fahrzeugs darzustellen. Alternativ oder ergänzend kann ein Bildschirm 202 eine (ggf. klebende) transluzente Folie aufweisen, die an einem Fenster bzw. an einer Scheibe des Modellfahrzeugs 200 angeordnet ist. Des Weiteren kann der Bildschirm 202 ein oder mehrere Projektoren bzw. Videobeamer aufweisen, die eingerichtet sind, ein Video auf die transluzente Folie zu projizieren.Furthermore, the model vehicle 200 in the place of one or more windows of the model vehicle 200 one or more screens 202 (for example in the form of a projector) which are each set up to reproduce image data (in particular a video), for example about the surroundings of a vehicle 100 to represent when driving the vehicle. Alternatively or in addition, a screen can be used 202 have a (possibly adhesive) translucent film that is attached to a window or pane of the model vehicle 200 is arranged. Furthermore, the screen 202 have one or more projectors or video projectors which are set up to project a video onto the translucent film.

Außerdem kann das Modellfahrzeug 200 ein oder mehrere Mess-Mikrofone 206 umfassen, die eingerichtet sind, Audio-Messdaten in Bezug auf die Geräusche, insbesondere in Bezug auf die von den Schallwandlern 201 erzeugten Geräusche, zu erfassen. Die ein oder mehreren Mess-Mikrofone 206 können z.B. an einer Insassenposition des Modellfahrzeugs 200 für eine Testperson 111 angeordnet sein. Die Audio-Messdaten können das von den Schallwandlern 201 erzeugte Klangfeld an der Insassenposition des Modellfahrzeugs 200 beschreiben bzw. anzeigen.In addition, the model vehicle 200 one or more measuring microphones 206 which are set up to include audio measurement data in relation to the noises, in particular in relation to that of the sound transducers 201 generated noises. The one or more measuring microphones 206 can, for example, at an occupant position of the model vehicle 200 for a test person 111 be arranged. The audio measurement data can do this from the sound transducers 201 generated sound field at the occupant position of the model vehicle 200 describe or display.

3 zeigt beispielhafte Komponenten einer Simulations- und/oder Immersionsvorrichtung 300, die eingerichtet ist, an einer Insassenposition im Innenraum 205 eines Modellfahrzeugs 200 für eine an der Insassenposition angeordnete Testperson 111 Fahrzeuggeräusche zu simulieren. Die Simulations- und/oder Immersionsvorrichtung 300 umfasst das Modellfahrzeug 200 mit der Vielzahl von Schallwandlern 201. Des Weiteren kann die Simulations- und/oder Immersionsvorrichtung 300 die ein oder mehreren Mess-Mikrofone 206 umfassen. Außerdem umfasst die Simulations- und/oder Immersionsvorrichtung 300 eine Steuereinheit 301. 3 shows exemplary components of a simulation and / or immersion device 300 that is set up at an occupant position in the interior 205 of a model vehicle 200 for a test person located at the occupant position 111 Simulate vehicle noise. The simulation and / or immersion device 300 includes the model vehicle 200 with the multitude of transducers 201 . Furthermore, the simulation and / or immersion device 300 the one or more measurement microphones 206 include. In addition, the simulation and / or immersion device comprises 300 a control unit 301 .

Die Steuereinheit 301 kann eingerichtet sein, Audiodaten in Bezug auf ein Fahrzeuggeräusch von einer Speichereinheit 302 auszulesen. Die Audiodaten können in einem Testfahrzeug 100 und/oder in einem Testlabor erfasst worden sein, und/oder die Audiodaten können synthetisiert worden sein (z.B. als Zielgröße für ein Fahrzeuggeräusch). Die Audiodaten können sich auf ein Gesamtfahrzeug oder auf ein oder mehrere einzelne Komponenten eines Fahrzeugs beziehen. Die Audiodaten können dabei ein Klangfeld für ein Fahrzeuggeräusch beschreiben, insbesondere in Klangfeld an der Insassenposition 105 eines Fahrzeugs 100.The control unit 301 may be configured to store audio data relating to a vehicle noise from a storage unit 302 read out. The audio data can be in a test vehicle 100 and / or have been recorded in a test laboratory, and / or the audio data may have been synthesized (eg as a target variable for a vehicle noise). The audio data can relate to an entire vehicle or to one or more individual components of a vehicle. The audio data can describe a sound field for a vehicle noise, in particular in a sound field at the occupant position 105 of a vehicle 100 .

Die Audiodaten für ein Fahrzeuggeräusch können für eine räumliche Audiowiedergabe ausgebildet sein. Dabei weisen die Audiodaten in einem bevorzugten Beispiel ein Ambisonics Format, insbesondere ein Higher Order Ambisonics (HOA) Format, auf. Durch ein derartiges Format kann in besonders effizienter und präziser Weise das Klangfeld bzw. Wellenfeld eines Fahrzeuggeräusches an einer bestimmten Insassenposition beschrieben werden.The audio data for a vehicle noise can be designed for spatial audio reproduction. In a preferred example, the audio data has an Ambisonics format, in particular a Higher Order Ambisonics (HOA) format. With such a format, the sound field or wave field of a vehicle noise at a specific occupant position can be described in a particularly efficient and precise manner.

Die Steuereinheit 301 kann eingerichtet sein, die Audiodaten derart über die Vielzahl von Schallwandlern 201 wiederzugeben, dass an der Insassenposition für die Testperson 111 ein definiertes Klangfeld bzw. Wellenfeld erzeugt wird. Zu diesem Zweck können Methoden der Wellenfeldsynthese verwendet werden.The control unit 301 can be set up to transmit the audio data via the multiplicity of sound transducers 201 reflect that at the occupant position for the test subject 111 a defined sound field or wave field is generated. Methods of wave field synthesis can be used for this purpose.

Die von den ein oder mehreren Mess-Mikrofonen 206 erfassten Audio-Messdaten können als Feedback verwendet werden, um die Ansteuerung der Vielzahl von Schallwandlern 201 derart anzupassen, dass an der Insassenposition des Modellfahrzeugs 200 das definierte Klangfeld erzeugt wird. Die Verwendung einer derartigen Feedback-Schleife ermöglicht eine besonders zuverlässige und präzise Wiedergabe eines definierten Klangfelds für ein Fahrzeuggeräusch.The one or more measuring microphones 206 Captured audio measurement data can be used as feedback to control the multitude of sound transducers 201 adapt in such a way that at the occupant position of the model vehicle 200 the defined sound field is generated. The The use of such a feedback loop enables particularly reliable and precise reproduction of a defined sound field for a vehicle noise.

Die Steuereinheit 301 kann ferner eingerichtet sein, auf eine Fahrzeugtyp-Datenbank 303 zuzugreifen, auf der für ein oder mehrere unterschiedliche Fahrzeugtypen jeweils ein akustisches Modell (insbesondere in Form von ein oder mehreren Transferfunktionen) des Innenraums 105 des jeweiligen Fahrzeugtyps hinterlegt ist. Das akustische Modell für den Innenraum 105 eines Fahrzeugtyps kann dabei beschreiben, wie sich Schall innerhalb des Innenraums 105 des Fahrzeugtyps ausbreitet. Insbesondere kann dabei ein akustisches Modell Unterschiede der Schallausbreitung beschreiben, die sich in dem Innenraum 105 des Fahrzeugtyps abweichend von dem Innenraum 205 des Modellfahrzeugs 200 ergeben. Beispielsweise kann ein akustisches Modell für einen bestimmten Fahrzeugtyp beschreiben, wie ein wiederzugebendes Audiosignal anzupassen ist, damit das Audiosignal an der Insassenposition des Modellfahrzeugs 200 so klingt, als würde es in dem Innenraum 105 eines Fahrzeugs 100 des bestimmten Fahrzeugtyps wiedergegeben.The control unit 301 can also be set up on a vehicle type database 303 to access an acoustic model (in particular in the form of one or more transfer functions) of the interior space for one or more different vehicle types 105 of the respective vehicle type is stored. The acoustic model for the interior 105 of a vehicle type can describe how sound is inside the interior 105 of the vehicle type. In particular, an acoustic model can describe differences in sound propagation that occur in the interior 105 of the vehicle type different from the interior 205 of the model vehicle 200 surrender. For example, an acoustic model for a specific vehicle type can describe how an audio signal to be reproduced is to be adapted so that the audio signal is at the occupant position of the model vehicle 200 sounds like it is in the interior 105 of a vehicle 100 of the specific vehicle type.

Die Steuereinheit 301 kann eingerichtet sein, das akustische Modell für den Fahrzeugtyp zu ermitteln (z.B. aus der Datenbank 303 auslesen), für den eine Akustik-Simulation in der Simulations- und/oder Immersionsvorrichtung 300 erfolgen soll. Die Steuersignale bzw. Audiosignale für die Vielzahl von Schallwandlern 201 können dann auch in Abhängigkeit von dem ermittelten akustischen Modell ermittelt werden. So kann die Qualität der Akustik-Simulation weiter erhöht werden. Insbesondere können so in effizienter Weise unterschiedliche Fahrzeugtypen in einer einzigen Simulations- und/oder Immersionsvorrichtung 300 simuliert werden (ohne, dass dazu die Simulations- und/oder Immersionsvorrichtung 300 baulich angepasst werden muss).The control unit 301 can be set up to determine the acoustic model for the vehicle type (e.g. from the database 303 read out), for which an acoustic simulation in the simulation and / or immersion device 300 should take place. The control signals or audio signals for the multitude of sound transducers 201 can then also be determined as a function of the determined acoustic model. In this way, the quality of the acoustic simulation can be further increased. In particular, different vehicle types can be efficiently used in a single simulation and / or immersion device 300 be simulated (without the simulation and / or immersion device 300 must be structurally adapted).

Des Weiteren kann die Simulations- und/oder Immersionsvorrichtung 300 eine Benutzerschnittstelle 304 (z.B. mit einem berührungsempfindlichen Bildschirm) umfassen, die es einer Testperson 111 an der Insassenposition des Modellfahrzeugs 200 ermöglicht, ein Audiosignal auszuwählen, das in dem Innenraum 205 des Modellfahrzeugs 200 wiedergegeben werden soll. Dabei kann es ggf. ermöglicht werden, einzelne Geräusch-erzeugende Komponenten eines Fahrzeugs 100 auszuwählen und ggf. beliebig miteinander zu kombinieren.Furthermore, the simulation and / or immersion device 300 a user interface 304 (e.g. with a touch-sensitive screen) include it to a test person 111 at the occupant position of the model vehicle 200 allows to select an audio signal that is in the interior 205 of the model vehicle 200 should be played back. It can possibly be made possible to use individual noise-generating components of a vehicle 100 to be selected and optionally combined with each other.

Die Benutzerschnittstelle 304 kann ausgebildet sein, es einer Testperson 111 zu ermöglichen, Kombinationen von ein oder mehreren Fahrzeuggeräuschen zusammenzustellen und zu bewerten. Dabei können z.B. die Reihenfolge und/oder die Lautstärke der Geräusche von einzelnen Komponenten festgelegt werden (z.B. um Maskierungseffekte bewerten zu können). Die Benutzerschnittstelle 304 kann einen (virtuellen) Start-Knopf aufweisen, um eine 3D-Audioscene synchron mit einer passenden Videoanimation für einen Fahrzyklus wiederzugeben.The user interface 304 can be trained to give it to a test person 111 make it possible to compile and evaluate combinations of one or more vehicle noises. For example, the sequence and / or the volume of the noises of individual components can be specified (for example, in order to be able to evaluate masking effects). The user interface 304 can have a (virtual) start button to reproduce a 3D audio scene synchronously with a suitable video animation for a driving cycle.

Die Steuereinheit 301 der Simulations- und/oder Immersionsvorrichtung 300 kann ferner eingerichtet sein, auf den ein oder mehreren Bildschirmen 202 des Modellfahrzeugs 200 Bilder, insbesondere Videos, darzustellen, die das Umfeld eines Fahrzeugs 100 bei der Fahrt des Fahrzeugs 100 anzeigen. Dabei können die Bilder bzw. Videos mit den im Innenraum 205 des Modellfahrzeugs 200 wiedergegebenen Audiodaten synchronisiert sein. Beispielsweise können die durch die Audiodaten wiedergegebenen Fahrzeuggeräusche für eine bestimmte Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeug 100 an die Geschwindigkeit angepasst sein, mit der das Umfeld des Fahrzeugs 100 in den angezeigten Videos vorüberzieht.The control unit 301 the simulation and / or immersion device 300 can also be set up on the one or more screens 202 of the model vehicle 200 Images, especially videos, depict the surroundings of a vehicle 100 when driving the vehicle 100 Show. The pictures or videos can be combined with the ones in the interior 205 of the model vehicle 200 played back audio data must be synchronized. For example, the vehicle noises reproduced by the audio data can be for a specific driving speed of a vehicle 100 be adapted to the speed with which the surroundings of the vehicle 100 passes in the videos displayed.

Es wird somit eine Simulations- und/oder Immersionsvorrichtung 300 beschrieben, die es ermöglicht, Geräusche einer Komponente eines Fahrzeugs 100 mittels eines 3D-Audiosystems in präziser und korrekter Weise in Bezug auf den Ort, den Schalldruckpegel und/oder das Spektrum wiederzugeben. Die Simulations- und/oder Immersionsvorrichtung 300 kann für Hörvergleiche der von einer Komponente generierten Geräusche in einem Fahrzeug 100 verwendet werden (z.B. bei Anwendung von ein oder mehreren Maßnahmen zur Anpassung der Geräusche der Komponente). Des Weiteren kann anhand der Simulations- und/oder Immersionsvorrichtung 300 überprüft werden, wie sich eine Komponente in unterschiedlichen Fahrzeugtypen anhört. Außerdem können in virtueller Weise Maßnahmen in Bezug auf die Akustik eines Fahrzeugs 100 überprüft werden. Ferner können Verdeckungsgeräusche zeitgleich abgespielt werden (z.B. Fahrgeräusche mit Diffusschall), um zu überprüfen, wie die Geräusche einer Komponente während der Fahrt eines Fahrzeugs 100 wahrgenommen werden.It thus becomes a simulation and / or immersion device 300 described, which makes it possible to sound a component of a vehicle 100 by means of a 3D audio system in a precise and correct manner in relation to the location, the sound pressure level and / or the spectrum. The simulation and / or immersion device 300 can be used for listening comparisons of the noises generated by a component in a vehicle 100 used (e.g. when applying one or more measures to adapt the noise of the component). Furthermore, using the simulation and / or immersion device 300 check how a component sounds in different vehicle types. Measures relating to the acoustics of a vehicle can also be taken in a virtual manner 100 to be checked. In addition, concealment noises can be played at the same time (eg driving noises with diffuse sound) in order to check how the noises of a component are made while a vehicle is driving 100 be perceived.

So können akustische Entscheidungen in eine relativ frühe Entwicklungsphase vorgezogen werden und real erlebbar gemacht werden, auch ohne Verwendung eines fertig entwickelten Fahrzeugtyps. So können die Entwicklungskosten reduziert werden.In this way, acoustic decisions can be brought forward to a relatively early development phase and made tangible, even without using a fully developed vehicle type. In this way, the development costs can be reduced.

Zur Wiedergabe der 3D Audiosignale kann eine Wellenfeldsynthese (WFS) auf 2D-Ebene in einer Mehrzahl von Ebenen 203 innerhalb des Modellfahrzeugs 200 verwendet werden. Insbesondere kann eine Wellenfeldsynthese in Verbindung mit Amplituden-Panning auf (z.B. N=6) unterschiedlichen Ebenen 203 erfolgen. Dabei kann eine Ambisonics-Wiedergabe und/oder eine Wiedergabe von objektbasiertem 3D-Audio erfolgen.A wave field synthesis (WFS) on a 2D plane in a plurality of planes can be used to reproduce the 3D audio signals 203 inside the model vehicle 200 be used. In particular, a wave field synthesis in connection with amplitude panning can be carried out on (eg N = 6) different levels 203 respectively. Ambisonics playback and / or playback of object-based 3D audio can take place here.

Es wird somit eine Wiedergabe von 3D-Audio in einem Fahrzeugmockup 200 beschrieben, um ohne Verwendung eines echten Fahrzeugs 100 einen Vergleich von Geräuschen zu ermöglichen. Dabei kann auf die Verwendung von weiterer Wiedergabetechnik (wie z.B. auf einen Kopfhöher 110 für eine Testperson 111) verzichtet werden. Es kann ein automatisiertes Equalizing (von Pegel und Frequenz) der wiedergegebenen Audiosignale erfolgen, um das abgespielte Schallfeld mit dem tatsächlichen Schallfeld an der Insassenposition des Modellfahrzeugs 200 abzugleichen.It thus becomes a reproduction of 3D audio in a vehicle mockup 200 described to without using a real vehicle 100 to enable a comparison of noises. This can include the use of other playback technology (such as a headset 110 for a test person 111 ) can be waived. The reproduced audio signals can be automatically equalized (of level and frequency) in order to match the played sound field with the actual sound field at the occupant position of the model vehicle 200 to match.

4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 400 zur Simulation bzw. zum Erlebbarmachen der Akustik an einer Insassenposition eines (Kraft-) Fahrzeugs 100 (insbesondere eines PKWs) mittels der in diesem Dokument beschriebenen Simulations- und/oder Immersionsvorrichtung 300. Wie bereits dargelegt, umfasst die Simulations- und/oder Immersionsvorrichtung 300 ein Modellfahrzeug 200 mit einer Insassenposition für eine Testperson 111. Des Weiteren umfasst die Simulations- und/oder Immersionsvorrichtung 300 eine Vielzahl von Schallwandlern 201 (insbesondere Lautsprecher und/oder Körperschallwandler). Die Schallwandler 201 sind an unterschiedlichen Stellen des Modellfahrzeugs 200 angeordnet. Des Weiteren sind die Schallwandler 201 jeweils eingerichtet, Schall (akustischen Schall und/oder Körperschall) zu generieren. Die Simulations- und/oder Immersionsvorrichtung 300 umfasst ferner zumindest ein Mess-Mikrofon 206 (insbesondere ein Mikrofon-Array), das eingerichtet ist, Audio-Messdaten in Bezug auf ein Klangfeld an der Insassenposition des Modellfahrzeugs 200 zu erfassen. 4th shows a flow diagram of an exemplary method 400 for simulating or making the acoustics tangible at an occupant position of a (motor) vehicle 100 (in particular a car) by means of the simulation and / or immersion device described in this document 300 . As already stated, the simulation and / or immersion device comprises 300 a model vehicle 200 with an occupant position for a test person 111 . Furthermore, the simulation and / or immersion device comprises 300 a variety of transducers 201 (in particular loudspeakers and / or structure-borne sound transducers). The transducers 201 are in different places on the model vehicle 200 arranged. Furthermore, the sound transducers are 201 each set up to generate sound (acoustic sound and / or structure-borne sound). The simulation and / or immersion device 300 furthermore comprises at least one measuring microphone 206 (in particular a microphone array), which is set up, audio measurement data in relation to a sound field at the occupant position of the model vehicle 200 capture.

Das Verfahren 400 umfasst das Ermitteln 401, in Abhängigkeit von Audiodaten für ein von einer Komponente des Fahrzeugs 100 erzeugtes Geräusch, einer Vielzahl von Steuersignalen für die entsprechende Vielzahl von Schallwandlern 201. Dabei kann ein Steuersignal das Audiosignal umfassen bzw. sein, das von einem entsprechenden Schallwandler wiederzugeben ist. Beispielhafte Komponenten des Fahrzeugs 100 sind: ein Antriebsmotor, ein Lüfter, eine Klimaanlage, etc. Die Audiodaten können ein Ziel-Klangfeld für das Geräusch der Komponente an der Insassenposition des zu simulierenden Fahrzeugs 100 beschreiben.The procedure 400 includes determining 401 , depending on audio data for one of a component of the vehicle 100 generated noise, a multitude of control signals for the corresponding multitude of sound transducers 201 . A control signal can include or be the audio signal that is to be reproduced by a corresponding sound transducer. Exemplary components of the vehicle 100 are: a drive motor, a fan, an air conditioning system, etc. The audio data can be a target sound field for the noise of the component at the occupant position of the vehicle to be simulated 100 describe.

Außerdem umfasst das Verfahren 400 das Betreiben 402 der Vielzahl von Schallwandlern 201 in Abhängigkeit von der Vielzahl von Steuersignalen, um an der Insassenposition des Modellfahrzeugs 200 ein Klangfeld für das Geräusch der Komponente des Fahrzeugs 100 zu bewirken.The procedure also includes 400 operating 402 the multitude of transducers 201 as a function of the plurality of control signals to determine the occupant position of the model vehicle 200 a sound field for the sound of the component of the vehicle 100 to effect.

Des Weiteren umfasst das Verfahren 400 das Erfassen 403 von Audio-Messdaten in Bezug auf das Klangfeld für das Geräusch der Komponente des Fahrzeugs 100. Die Audio-Messdaten können dabei das Ist-Klangfeld an der Insassenposition des Modellfahrzeugs 200 beschreiben.The method also includes 400 the capture 403 audio measurement data related to the sound field for the noise of the component of the vehicle 100 . The audio measurement data can be the actual sound field at the occupant position of the model vehicle 200 describe.

Das Verfahren 400 umfasst ferner das Anpassen 404 der Vielzahl von Steuersignalen in Abhängigkeit von den Audio-Messdaten. Dabei kann die Vielzahl der Steuersignalen derart angepasst werden, dass der Wert eines Abstandmaßes (z.B. einer mittleren quadratischen Abweichung) zwischen dem Ist-Klangfeld und dem Ziel-Klangfeld reduziert wird. Das Anpassen 404 kann dabei in iterative Weise erfolgen. So kann in effizienter und zuverlässiger Weise die Akustik an der Insassenposition eines (tatsächlichen) Fahrzeugs 100 in einem Modellfahrzeug 200 simuliert werden.The procedure 400 further comprises adjusting 404 the multitude of control signals depending on the audio measurement data. The multiplicity of control signals can be adapted in such a way that the value of a distance measure (for example a mean square deviation) between the actual sound field and the target sound field is reduced. Customizing 404 can be done in an iterative manner. In this way, the acoustics at the occupant position of an (actual) vehicle can be improved in an efficient and reliable manner 100 in a model vehicle 200 can be simulated.

Durch die in diesem Dokument dargestellten Maßnahmen können in präziser Weise für eine Testperson 111 unterschiedliche Fahrzeuggeräusche, wie z.B. mechatronische Funktionsgeräusche, Wind-Roll-Geräusche, Geräusche der Abgasanlage, Motorgeräusche, Klappergeräusche, Störgeräusche etc., wiedergegeben werden. Dies ermöglicht es, die Fahrzeuggeräusche in einem frühen Entwicklungsstadium anzupassen, um eine gewünschte Akustik zu erzielen. Des Weiteren können durch die beschriebene Vorrichtung 300 virtuelle Vorbeifahren eines Fahrzeugs 100 simuliert werden.The measures presented in this document can be used in a precise manner for a test person 111 different vehicle noises, such as mechatronic functional noises, wind-roll noises, noises from the exhaust system, engine noises, rattling noises, interfering noises, etc., can be reproduced. This makes it possible to adapt the vehicle noise at an early stage of development in order to achieve the desired acoustics. Furthermore, the device described 300 virtual driving past of a vehicle 100 can be simulated.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.The present invention is not restricted to the exemplary embodiments shown. In particular, it should be noted that the description and the figures are only intended to illustrate the principle of the proposed methods, devices and systems.

Claims

Device (300) for making the acoustics tangible at an occupant position of a vehicle (100); wherein the device (300) comprises - a model vehicle (200) with an occupant position for at least one test person (111); - a plurality of sound transducers (201); wherein the sound transducers (201) are arranged at different locations on the model vehicle (200), and wherein the sound transducers (201) are each set up to generate sound; - At least one measurement microphone (206) which is set up to record audio measurement data in relation to a sound field at the occupant position of the model vehicle (200); and - a control unit (301) which is set up, - depending on audio data for a noise generated by a component of the vehicle (100) a plurality of control signals for the determine a corresponding plurality of transducers (201); - to control the plurality of sound transducers (201) as a function of the plurality of control signals in order to produce a sound field for the noise of the component of the vehicle (100) at the occupant position of the model vehicle (200); and - to adapt the plurality of control signals as a function of the audio measurement data in relation to the sound field at the occupant position of the model vehicle (200).

Device (300) according to Claim 1 wherein - the audio data indicates a position of a sound source for the noise of the component of the vehicle (100) relative to the occupant position of the vehicle (100); and - the control unit (301) is set up to adapt the plurality of control signals as a function of the audio measurement data in such a way that the sound field is perceived by a test person (111) at the occupant position of the model vehicle (200) as coming from the position of the sound source .

Device (300) according to one of the preceding claims, wherein - The audio data describe a target sound field at the occupant position of the vehicle (100), in particular in an Ambisonics format; and - The control unit (301) is set up to adapt the multiplicity of control signals as a function of the audio measurement data, in particular by adapting a level and / or a spectrum, so that a value of a distance measure between the sound field at the occupant position of the model vehicle (200) and the target sound field is reduced, in particular minimized.

Device (300) according to one of the preceding claims, wherein the plurality of sound transducers (201) - Is arranged in N different planes (203) along a height axis of the model vehicle (200), with N> 1, in particular N> 5; and - comprises sound transducers (201) for different frequency ranges; and or - Is arranged in M different columns and / or rows along a longitudinal axis and / or a transverse axis of the model vehicle (200), with M> 1, in particular M> 10.

Device (300) according to Claim 4 , wherein the control unit (301) is set up to determine the plurality of control signals by means of a method for wave field synthesis of wave fields in the N different levels (203).

Device (300) according to one of the preceding claims, wherein the control unit (301) is set up - determine a plurality of audio data for the noises generated by a corresponding plurality of components of the vehicle (100), and - to determine the plurality of control signals on the basis of the plurality of audio data in order to generate a sound field for superimposing the noises of the plurality of components of the vehicle (100) at the occupant position of the model vehicle (200).

Device (300) according to one of the preceding claims, wherein - The device (300) comprises a user interface (304) for a test person (111); and - The user interface (304) is designed to enable the test person (111) to - to select the one or more components of the vehicle (100) for which a sound field is to be generated at the occupant position of the model vehicle (200); and or - to switch between different variants of the noise generated by a component of the vehicle (100).

Device (300) according to one of the preceding claims, wherein - The vehicle (100), the acoustics of which is to be simulated, has an interior space (105) in which the occupant position is arranged; - The interior (105) of the vehicle (100) has at least one window through which an occupant of the vehicle (100) can see the surroundings of the vehicle (100); - The model vehicle (200) has an interior space (205) corresponding to the vehicle (100) and in which the occupant position is arranged; - The interior (205) of the model vehicle (200) comprises a screen (202) for playing back a video instead of a window; and - The control unit (301) is set up to reproduce a video for a vehicle environment on the screen (202), which video is synchronized with the sound field generated by the plurality of sound transducers (201).

Device (300) according to Claim 8 , wherein the control unit (301) is set up to determine speed information in relation to a driving speed of the vehicle (100) for which the sound field is generated at the occupant position of the model vehicle (200); and - to reproduce the video as a function of the speed information, in particular in such a way that the vehicle surroundings represented in the video pass by a viewer of the screen (202) at the driving speed.

Device (300) according to one of the preceding claims, wherein - the model vehicle (200) has a structure corresponding to and / or approximating to the vehicle (100); and / or - the model vehicle (200) has a body and / or a structure of a motor vehicle.

Device (300) according to one of the preceding claims, wherein the control unit (301) is set up to determine an acoustic model for a vehicle type of the vehicle to be simulated, in particular to select it from a plurality of acoustic models for a corresponding plurality of vehicle types; wherein the acoustic model for the vehicle type describes differences in relation to a propagation of sound in a vehicle (100) of the vehicle type and a propagation of sound in the model vehicle (200); and - to determine the plurality of control signals as a function of the acoustic model.

Method (400) for making the acoustics tangible at an occupant position of a vehicle (100) by means of a simulation and / or immersion device (300); wherein the simulation and / or immersion device (300) comprises a model vehicle (200) with an occupant position for a test person (111); wherein the simulation and / or immersion device (300) comprises a plurality of sound transducers (201); wherein the sound transducers (201) are arranged at different points on the model vehicle (200), and wherein the sound transducers (201) are each configured to generate sound; wherein the simulation and / or immersion device (300) comprises at least one measurement microphone (206) which is set up to record audio measurement data in relation to a sound field at the occupant position of the model vehicle (200); wherein the method (400) comprises, - Determining (401), as a function of audio data for a noise generated by a component of the vehicle (100), a plurality of control signals for the corresponding plurality of sound transducers (201); - Operating (402) the plurality of sound transducers (201) as a function of the plurality of control signals in order to produce a sound field for the noise of the component of the vehicle (100) at the occupant position of the model vehicle (200); - Acquisition (403) of audio measurement data relating to the sound field at the occupant position of the model vehicle (200); and - Adapting (404) the multiplicity of control signals as a function of the audio measurement data.