Actran幫助現代汽車設計行人警示揚聲器

主動行人警報系統（Active Pedestrian Alert System, APAS）是一種先進的駕駛輔助系統，在於減少車輛與行人之間的碰撞事故。APAS利用車輛上的感應器、雷達、攝像頭等技術，實時監測車輛周圍的行人動態，當偵測到潛在的碰撞風險時，系統會主動向駕駛員發出警報，甚至在某些情況下自動制動車輛以避免碰撞。

APAS 的工作原理：

1. 感應技術：APAS 依賴多種感應技術，包括攝像頭、雷達、激光雷達 (LiDAR) 或超聲波傳感器，這些設備會實時掃描車輛周圍的環境。
2. 行人檢測：當系統偵測到行人進入車輛的行進路徑時，會自動分析行人的移動方向和速度，預測其與車輛可能發生的碰撞。
3. 警報提示：如果系統判斷存在潛在的危險，它會立即向駕駛員發出視覺或聲音警報，以提醒駕駛員注意行人。
4. 自動緊急制動：在某些高級系統中，如果駕駛員未能及時作出反應，APAS 會自動啟動制動系統，減少車速或完全停車，以避免事故發生。

Actran幫助現代汽車設計行人警示揚聲器

APAS 的優點：

1. 提高行人安全：APAS 可以大幅降低車輛與行人碰撞的風險，特別是在駕駛員視線不良或注意力不集中的情況下。
2. 快速反應：APAS 的反應速度比人類駕駛員快，能夠在行人突然出現時迅速作出應對。
3. 全天候運作：先進的感應器使 APAS 能夠在白天和夜間、以及不同的天氣條件下運作，有助於提高行人的安全性。

Actran幫助現代汽車設計行人警示揚聲器

APAS 與其他行人安全系統的區別：

• 與 AVAS 的區別：AVAS（車輛聲學警報系統）通過發出聲音提醒行人，而 APAS 則專注於幫助駕駛員檢測並主動避免與行人發生碰撞。
• 與碰撞預防系統的區別：APAS 專門針對行人設計，而其他碰撞預防系統（如 AEB, 自動緊急制動系統）則可以檢測其他車輛、障礙物等。

總之，APAS 是一種先進的安全系統，通過主動檢測行人並在必要時自動干預，有效減少與行人相關的交通事故，並提升城市交通環境中的行人保護。

 

 

行 業 挑 戰

電動汽車 在 中 速 或 高 速 行 駛 時 ，聽 到 的 外部雜訊 僅 由 風阻 或 胎噪 產 生。因 此，電動汽車 對 於 行 人 和 自 行 車 而 言 存 在 安 全 威 脅 ，特 別 是 視 覺 或 聽 覺 有 損 傷 的 人 或 者 在 聽 耳 機 的 人 。美 國 和 歐 盟 已 經 提 出 了 相 關 的 法 規 要 求 新 出 廠 的 電動汽車 在 低 速 行 駛 時 必 須 發 出 可 被 聽 到 的 聲 音 。 這 些 法 規 對 於 警 報 聲 音 的 大 小 和 頻 率 範 圍 有 不 同 的 要 求。

近 些 年， 現代汽車 已 經 開 發 出 主動行人警報系統（APAS）。此 系 統 利 用 聲音聚焦技術 可 僅 對 處 於 危 險 中 的 行 人 定向發聲 。 現 在 的 APAS系統 使 用 駕駛輔助系統（ADAS） 攝 像 頭 和 定向發聲 設 備， 同 時 降 低 城 市 雜訊污染 問 題。 在 設 計 APAS 時， 現 代 汽 車 工 程 師 必 須 考 慮 既 滿 足 法 規 要 求 ，又 能 對 行 人 提 供 足 夠 的 警示音 效 果 ，同 時 還 要 避 免發 出 多 餘 的 聲 音 引 起 車 內 人 員 的 不 適 感。

Actran幫助現代汽車設計行人警示揚聲器

在 過 去 ，設 計 中 考 慮 聲音問題 時 ，現 代 工 程 師 依 賴 於 實 驗 測 試 來 評 估 各 種 設 計 方 法。 這 必 須 製 造 每 一 種 設 計 方 案 的 物 理 樣 機 ，耗 費 一 到 兩 個 月 的 時 間 。 物理實驗 能 夠 提 供 的 資 料 也 是 有 限 的 。“採用物理實驗，我們僅僅能夠測量各個位置的聲音大小，我們不得不猜測聲音產生和傳播的機理”，Jinmo Lee說道，“這對於改進設計方案來說很困難”。

 

 

Actran幫助現代汽車設計行人警示揚聲器

解 決 方 案

1) APAS模擬

現代工程師利用 Actran 軟體類比喇叭，使用喇叭製造商提供的規格單中的Thiele/Small(T/S)參數進行建模，並將其與模擬喇叭內部腔體和外部的聲輻射空間的有限單元模型進行耦合。

 

 

Actran 計算6000Hz以下車輛區域的聲壓和聲阻抗。

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2）使用模擬結果優化喇叭設計

 

現代通過 Actran 進行一系列參數研究，尋找各主要設計變數對聲場的影響。歐盟和美國法規要求，在1600Hz以下和800Hz以下至少分別發出一個頻率的警報聲音。APAS 喇叭的驅動單元很小，因此滿足低頻聲音要求比較困難。同時實驗分析顯示，在400Hz以下的一個頻率可以較明顯的傳遞到乘客艙，這影響了乘客的舒適感。接下來工程師在喇叭上加入背腔設計，並做了數值模擬，通過掃頻分析發現此時聲阻抗頻率從400Hz改變到490Hz，這一改變既可以滿足法規要求，同時也保證了成員的舒適性。

 

 

聲波導管可以保護喇叭不受環境中水汽的影響，而且在聲音調校方面起到重要作用。工程師使用Actran管道聲場模擬技術進行導管的設計以加強中頻1500Hz聲音傳播。同時喇叭內部覆蓋件和驅動單元之間的空間得到優化，以加強4400Hz附近的聲壓級。

 

 

工程師在模擬中對保險杠上喇叭安裝的垂直位置進行研究，考慮車的前部形狀和地面的影響。模擬結果顯示，最低的安裝位置呈現最好的警示聲場效果，既提供了更高的聲壓級，又提供相對平緩的頻譜表現。模擬也顯示出最低位置可以將地面帶來的聲波相消干涉降到最小。Actran幫助現代汽車設計行人警示揚聲器

 

模擬結果及測試對標

工程師對模擬結果進行驗證，使用1V的正弦掃頻信號進行喇叭實驗和模擬。如上圖所示，模擬得到的喇叭1米遠處聲場頻譜與物理實驗完美匹配。

現代工程師使用 Actran 優化揚聲器腔體和管道的中的聲學共鳴，可以使喇叭設計中的低、中、高頻聲場特性均滿足美國和歐盟的法規要求，同時降低了喇叭的尺寸和能量的消耗。

 

“Actran的模擬結果提供了比實驗測試更全面的資訊，這些資訊可以説明現代工程師快速的反覆運算優化方案，相比利用傳統的製造樣機進行測試的方法節省一半的時間” ———– Lee說道。

 

 

Actran幫助現代汽車設計行人警示揚聲器

  結 論  

Actran幫助現代汽車設計行人警示揚聲器 ，使用 Actran 模擬優化設計之後，製造了一個完整的 APAS 測試樣機。物理測試結果顯示，設計滿足了所有的設計要求和法規要求，使用一個小的喇叭即實現了聲音輻射的最大化，並提供了卓越的聲聚焦表現。

 

 

關於現代汽車 

現代汽車集團 Hyundai Motor Group 是由一系列附屬公司以複雜的控股方式組成的的集團公司，集團的代表是現代汽車及起亞汽車。集團現任會長兼CEO為鄭義宣。現代汽車與其持股32.8%的起亞汽車 KIA 以及全資控股子公司捷恩斯汽車是全球第三大汽車製造商。

現代汽車在蔚山的汽車組裝廠年產量160萬量。公司雇員超過11萬人，去年現代汽車集團賣出685萬輛車，目前其成為美國第三大電動車商，2023 Q1產出1.4萬輛電動車，目標在2030年前擁有18款電動車型，並達到200萬輛電動車年銷量並以特斯拉為競爭目標。

2023年年初，北京現代公司發布新聞，現代集團的現代和起亞品牌合計銷量首次排名世界第三，僅次於豐田（Toyota）的1050萬輛、大眾（Volkswagen）的826萬輛。

2023/06/07現代汽車與三星電子在車載資訊娛樂領域展開合作，將其合作範圍由顯示屏、視頭模塊及音響系統擴大至晶片，並由 2025 年起為現代汽車提供其高級車載資訊娛樂處理器。

 

 

Actran 用 在 各 種 形 式 的 聲 學 模 型

 

常 見 應 用 的 產 業

• 航太: 經過駕駛艙和機身、發動機短艙內襯、機身和駕駛艙絕緣、ECS（環境控制系統）、APU 和 ECS 入口和出口消音器、後緣、聲納、直升機渦輪噪聲、起飛時火箭有效載荷的隨機動態響應的聲音傳輸，聲納。

 

• 車輛: 動力總成、裝飾設計、風噪聲、發動機部件、壓縮機、進氣歧管、空氣濾清器、閥蓋、擋板、電動機、揚聲器、消聲器、輪胎噪聲、消音器、高壓分配管道、馬達、齒輪箱。

 

• 消費品: 電話、免提電話通訊、耳機、揚聲器、助聽器、樂器、洗衣機、冰箱、吸塵器。

 

• 電子產品: 光碟硬碟等轉動裝置、手機、相機、液晶投影設備的風扇。

 

• 機械裝置: 渦輪機械、暖通空調、割草機和農業機械、排氣系統、馬達。

 

 

 

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