다중 잔여 복합음을 이용한 전기차용 경고음 설계

Abstract

전기차용 경고음은 30 km/h 이하의 저속에서의 소음 감소로 인해 보행자를 위하여 필수적인 요소가 되었다. 본 연구에서는, 세 가지의 심리음향학적 요소를 고려하여 경고음을 설계하였다. 보행자의 안전을 위하여, 본 연구에서 설계한 경고음이 UNECE의 규제에 따라 59 dB(A)의 전체 음압 레벨을 갖고 1/3 옥타브 밴드에서 2개의 밴드 요건을 만족하도록 설계하였다. 다음으로, 외부 및 내부 소음을 고려하여 음환경에 대한 짜증도 (annoyance)가 적은 경고음을 설계하였다. 실내 소음의 경우 차량 실내의 소음 차단을 고려할 수 있는 주파수 대역을 사용하여, 실내 소음을 최소화하고자 하였다. 외부 소음의 경우 빔포밍 시스템에 적용가능한 상대적으로 높은 주파수 범위를 사용함으로써, 외부 소음을 최소화할 수 있는 경고음을 설계하였다. 마지막으로, 차량으로서 인식성 (recognizability)을 갖는 경고음을 설계하기 위하여, 다중 복합음 (multiple complex tone)과 잔여 복합음 (residue complex tone)을 사용하였다. 두 개의 복합음과 하나의 조합음을 포함하는 다중 복합음은 403/300과 같은 작은 주파수 차이가 있는 음정에 따라 변동하는 소리를 갖는다. 또한, 잔여 복합음에서는 90 Hz와 120 Hz의 가상 피치가 사용되어, 높은 주파수 범위를 사용하면서도 낮은 음이 들리는 소리를 갖는다. 본 논문에서는 두 종류의 음을 적용하여, 변동 주파수와 가상 피치의 특성을 모두 갖는 다중 잔여 복합음을 경고음으로써 설계하였다. 설계한 경고음에 대한 객관적인 평가로는, 피치 추출 알고리즘을 통해 가장 낮은 고조파 (harmonic) 차수와 고조파의 개수에 따라 잔여 복합음의 가상 피치와 상대적인 세기를 평가하였다. 낮은 음에 대한 주관 평가에서는 설계한 다중 잔여 복합음이 약 92 Hz와 116 Hz에 해당하는 피치를 갖는 것을 보였다. 주관적인 느낌에 대한 주관 평가를 통해서, 다중 잔여 복합음을 이용하여 설계된 경고음은 대부분 고주파수를 사용하면서도 기존 경고음에 비교하여 상대적으로 좋은 인식성을 갖는다. 또한, 가상 피치를 이용한 경고음의 경우 저주파수로 설계한 경고음과 비슷한 수준의 짜증도를 나타냈다.