Sprachqualität in Fahrerkabinen gezielt verbessern

Das Fraunhofer IDMT in Oldenburg optimiert die Kommunikation innerhalb der lauten Fahrerkabine.
© AdobeStock/Kzenon
Nebengeräusche können die Sprachverständlichkeit in Landmaschinen und anderen Nutzfahrzeugen erschweren – sowohl für die Person in der Kabine als auch am anderen Ende der Leitung.

In Traktoren, Baggern, Mähdreschern, Lkw-Fahrerhäusern und anderen Nutzfahrzeugen ist gute sprachliche Verständigung im Fahrerhaus oft eine Herausforderung. Der Grund: In Land- und Nutzfahrzeugen ist es meist deutlich lauter als in PKWs. Deshalb stoßen Standard-Kommunikationslösungen, wie Freisprechanlagen, schnell an ihre Grenzen. Nebengeräusche können die Sprachverständlichkeit in Konversationen erschweren – sowohl für die Person in der Kabine als auch am anderen Ende der Leitung.

Das Fraunhofer IDMT in Oldenburg bietet Forschungs- und Entwicklungsleistungen an, die eine verbale Kommunikation sowie die Sprach- und Musikwiedergabe innerhalb der Fahrerkabine optimiert.

Unsere Expertinnen und Experten begleiten Kunden bei der Weiterentwicklung Ihres Audio-Systems in der Kabine. Im Fokus steht eine DSP-basierte Optimierung von Audioaufnahme und -wiedergabe, ergänzt um die Auswahl und Anpassung geeigneter Mikrofone sowie der Audioausgabe über Lautsprecher. Darüber hinaus bieten wir eine Analyse und Verbesserung des Audiosignals entlang der gesamten Signalkette an.

An Arbeitsplätzen, die auf Headsets, Kopfhörer oder Gehörschutz angewiesen sind, können wir die Sprachverständlichkeit mit unseren innovativen Entwicklungen aus der Gruppe »Persönliche Hörsysteme« verbessern. Beispielsweise arbeiten wir zusammen mit verschiedenen Berufsgenossenschaften an einem intelligenten Gehörschutz, der auch Telekommunikationslösungen beinhaltet.

Unsere Leistungen im Überblick

Zur konkreten Verbesserung der Sprachqualität in Fahrerkabinen bieten wir folgende Leistungen an:

Multimedia und Signal-Routing:

Wir binden alle an den digitalen Signalprozessor (DSP) angeschlossenen Audioquellen und Ausgabegeräte in das System ein. Über festgelegte Steuersignale kann zwischen ihnen umgeschaltet werden. Der DSP prüft, ob die externen Geräte verfügbar sind, damit das System zuverlässig funktioniert.

Klangsteuerung und Lautstärkeregelung:

Wir optimieren das Zusammenspiel der Lautsprecher in der Fahrerkabine, um eine bestmögliche Klangqualität zu erreichen. Dazu gehört die Entzerrung der Lautsprecher sowie die Einstellung aller relevanten Regelparameter. Zusätzlich gleichen wir die Aufnahme- und Wiedergabepegel der vom DSP verwalteten Audioquellen und Ausgabegeräte aufeinander ab. Die dafür erforderlichen Parameter werden durch Messungen kabinenspezifisch bestimmt und gezielt angepasst.

Signalverbesserung und Störgeräuschreduktion:

Wir verbessern die Freisprechfunktion in der Fahrerkabine so, dass Gespräche für beide Seiten verständlicher werden. Dazu reduzieren wir Störgeräusche aus Fahrzeug und Kabine im ausgehenden Audiosignal, damit sie für die Gesprächspartnerinnen und -partner am anderen Ende möglichst wenig hörbar sind. Gleichzeitig setzen wir eine Echounterdrückung ein, die den über die Lautsprecher wiedergegebenen Schall im Mikrofonsignal unterdrückt. So wird verhindert, dass Anrufende auf der Gegenseite ihre eigene Stimme als Echo wahrnehmen.

Nahtlose Smartphone-Integration:

Unsere Expertinnen und Experten unterstützen bei der Integration von Apple CarPlay und Android Auto in das optimierte Gesamtsystem der Fahrerkabine. Dafür binden wir die erforderlichen Funktionen auf DSP-Seite ein. Zusätzliche Audioquellen können demnach zuverlässig hinzugefügt und angesteuert werden. 

Optimierung der Mikrofone in der Fahrerkabine:

Wir optimieren die Mikrofone, mit denen Sprache in der Fahrerkabine erfasst wird, damit Sprachsignale möglichst klar aufgenommen werden. Dafür wählen wir nach Möglichkeit geeignete, am Markt verfügbare Komponenten aus. In enger Abstimmung mit unseren Kunden achten wir dabei auf ein ausgewogenes Verhältnis von Leistungsfähigkeit, Langlebigkeit und Preis.

Optimierung der Audioausgabe in der Fahrerkabine:

Wir optimieren die Audioausgabe über Lautsprecher in der Fahrerkabine, um Sprache, Signaltöne und andere Audiosignale klar und zuverlässig wiederzugeben. Auch hier setzen wir nach Möglichkeit auf am Markt verfügbare Komponenten.

End-of-Line Qualitätssicherung:

Wir entwickeln für Sie ein Verfahren, mit dem Ihre Qualitätssicherung am Ende der Fertigung zuverlässig die Funktionsfähigkeit des Gesamtsystems prüfen kann. Dabei wird sichergestellt, dass alle definierten Funktionen wie vorgesehen arbeiten und die von Ihnen gesetzten KPIs eindeutig und reproduzierbar überprüft werden können.

Sprachinteraktion:

Zudem werden auf Wunsch Versuche zur Erkennung von sogenannten »Hotwords« anhand eines vom Fraunhofer IDMT bereitgestellten Spracherkennungsalgorithmus durchgeführt, um die Machbarkeit einer robusten Sprachsteuerung im spezifischen Fahrzeug zu analysieren.

Kommunikation mit dem direkten Umfeld der Maschine:

Wie schon mit unserem hörenden Auto gezeigt (siehe »The Hearing Car«), ermöglicht unsere Technologie zur akustischen Signalerfassung am Fahrzeug die Interaktion mit dem direkten Umfeld. Wie bei einem Cabrio kann das Umfeld akustisch richtungstreu wahrgenommen werden, ohne ein Fenster oder eine Tür öffnen zu müssten. Neben der verbalen Kommunikation mit Menschen ermöglichen wir dadurch zuverlässig auch das Erkennen vorab definierter akustischer Ereignisse, wie das Rufen von »Stop!« oder Signale von Einsatzfahrzeugen. 

Weitere Informationen

 

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