本公开的各种实例整体涉及使用附接到固体结构(诸如车辆、建筑物或电子设备)的表面的振动传感器进行的声音事件检测。本公开的各种实例具体涉及使用安装到声音换能元件的表面的振动传感器进行的声音事件检测，该声音换能元件包括在固体结构中并且暴露于固体结构的外表面上的声场。
背景技术：
1、随着安全性、驾驶辅助技术和自主驾驶车辆的增长，对车辆周围的声学和非声学情况以及事件监测的需求已经广泛增长。由于这些技术的发展，检测来自车辆外部的关键声音已经变得必要。此类声音可包括来自紧急车辆(例如，警车、消防车、救护车)的警报、唤醒词或语音命令词、来自行人或异物撞击车身的敲击声，以及汽车周围发生的其他警告声学事件(例如，轮胎爆炸、交通事故、枪击)。出于该原因，需要在车辆中集成给定数量的传感器来监测和检测这些声学事件。这些传感器必须承受汽车在所有驾驶场景中的使用，并且被设计成承受可能改变任何传感器的性能并危及预期系统的性能的外部动因(诸如水、冰、灰尘或碎屑)。
2、通常用于检测声场的是依靠直接空气路径来感测声音的声学麦克风，但在恶劣的周围环境中很容易损坏。
技术实现思路
1、因此，需要先进的技术来检测固体结构周围环境中的声场。特别地，需要缓和或减轻至少一些上述限制和缺点的技术。
2、独立权利要求的特征满足该需求。从属权利要求的特征定义了另外的有利实例。
3、在下文中，关于受权利要求保护的方法以及关于受权利要求保护的系统来描述根据本公开的解决方案，其中特征、优点或另选实施方案可被分配给其他受权利要求保护的对象，并且反之亦然。换句话讲，与系统相关的权利要求可以利用方法的上下文中描述的特征来改进，并且该方法可以利用系统的上下文中描述的特征来改进。
4、提供了一种用于检测固体结构(诸如车辆、建筑物或电子设备(例如电子消费设备))周围的声场的方法。这样的声场可由周围环境中的声音事件生成。周围环境可具有气体或液体介质的气氛。周围的气体或液体介质可能与固体结构有界面。传入声音可在周围的气体或液体介质中朝向固体结构传播，并撞击在固体结构上，其中该传入声音可被部分反射和/或部分吸收，从而在固体结构的固态主体中生成振动。应当理解，所公开的技术可以应用于任何种类的固体结构，该固体结构可以被声音承载介质(例如空气或水)包围，传入声音可以通过该声音承载介质传播并落在固体结构上。
5、该固体结构包括至少一个声音换能元件，该至少一个声音换能元件是固体结构的一部分并且形成固体结构的外表面的至少一部分，其中声场至少部分地落在声音换能元件上。
6、在一个步骤中，从安装到声音换能元件的安装表面上的至少一个振动传感器获得传感器数据，其中振动传感器检测声音换能元件中的振动，该振动由传入声场感应到声音换能元件中。在另一个步骤中，处理传感器数据以便生成输出数据，并且在进一步的步骤中，提供输出数据。
7、此外，还提供了一种系统，该系统被配置用于检测传入到固体结构(诸如例如车辆、建筑物或电子设备)上的声场。
8、该固体结构包括由固体材料形成的至少一个声音换能元件，该至少一个声音换能元件可以是固体结构的一部分，并且可以具有外表面，声场可以落在该外表面上。换句话讲，声音换能元件形成固体结构的外表面并且声场至少落在换能元件的一部分上。与诸如空气或水之类的介质相比，固体材料可以是振动传感器可以机械固定到其上的材料。
9、该系统还包括安装到声音换能元件的至少一个振动传感器，其中振动传感器检测由传入声场感应到声音换能元件中的振动。
10、该系统还包括至少一个计算设备，该至少一个计算设备被配置为从至少一个振动传感器获得传感器数据，处理传感器数据以便生成输出数据，以及提供输出数据。就此而言，计算设备可以至少部分地或完全地实现为远程计算设备和/或云计算资源。
11、该系统可被配置为执行根据本公开的任何方法或方法的组合。
12、提供了一种计算设备，该计算设备包括至少一个处理器和存储器，该存储器包括可由处理器执行的指令，其中当执行处理器中的指令时，计算设备被配置为执行根据本公开的任何方法或方法组合的步骤。
13、提供了一种计算机程序或计算机程序产品以及包括程序代码的计算机可读存储介质。该程序代码可由至少一个处理器执行。在执行程序代码时，至少一个处理器执行根据本公开的任何方法或方法的组合。
14、对于系统、计算设备和计算机程序，可以实现与对于方法所述的优点相对应的优点。
15、应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，上述特征以及下文将要解释的特征不仅可以以所指示的相应组合来使用，而且可以以其他组合或者单独地使用。特别地，所公开的实施方案的特征可以在其他实施方案中相互组合。
16、应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，上述特征以及下文将要解释的那些特征不仅可以以所指示的相应组合来使用，而且可以以其他组合或者单独地使用。
1.一种用于检测固体结构(100)周围的声场(103)的方法，其中所述固体结构(100)包括至少一个声音换能元件(101)，所述至少一个声音换能元件是所述固体结构(100)的一部分并且形成所述固体结构(100)的外表面的至少一部分，其中所述声场(103)至少部分地落在所述声音换能元件(101)上，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述振动传感器(102)是加速度计，所述加速度计在由所述传入声场(103)感应到所述声音换能元件(101)中的振荡移动中与所述声音换能元件(101)的所述安装表面一起移动。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述振动传感器(102)是应变传感器，所述应变传感器检测由所述传入声场(103)感应到所述声音换能元件(101)中的振荡材料应变。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述固体结构(100)是车辆、建筑物或电子消费设备，并且所述声音换能元件(101)的所述外表面是平坦连续表面，所述传入声场(103)撞击到所述平坦连续表面上。
5.根据权利要求1所述的方法，其中处理所述传感器数据包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其中处理所述传感器数据还包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其中处理所述传感器数据包括：
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述输出数据包括所述声场(103)所源自的声音事件所位于的方向。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述振动传感器(102)安装到所述声音换能元件(101)的与所述声场(103)撞击的所述外表面相对的表面，或者安装到所述声音换能元件(101)的所述声场(103)撞击的所述外表面上。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述传入声场(103)的声能在空气中朝向所述固体结构(100)传播，落到所述声音换能元件(101)的所述外表面上，由此所述传入声场(103)在所述声音换能元件(101)中感应振动，所述振动从所述外表面通过所述声音换能元件(101)传播到所述声音换能元件(101)的安装表面，所述振动传感器(102)固定到所述安装表面，其中所述振动传感器(102)检测所述安装表面的至少一部分的振荡移动。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述声音换能元件(101)具有/形成为由玻璃、塑料、金属或复合材料制成的片材，并且超过20mm×20mm的面积。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述振动传感器(102)至少部分地通过所述声音换能元件(101)与所述声场(103)所源自的外部环境隔离。
13.根据权利要求1所述的方法，其中多个振动传感器(102a-n)在所述固体结构(100)中安装到相应的对应多个声音换能元件(101)，并且其中接收所述传入声场(103)的所述声音换能元件(101)的表面法线的取向跨越至少90°，优选地180°。
14.一种用于检测声场的系统(103)，包括：
15.根据权利要求14所述的系统，进一步被配置为执行根据权利要求2至13中任一项所述的方法。
